粒子状物質検出センサ素子及び粒子状物質検出センサ
【課題】被測定ガスに含まれる導電性微粒子の個数を検出できる粒子状物質検出センサ素子を提供する。
【解決手段】粒子状物質検出センサ素子１は、絶縁基板２と、該絶縁基板２の表面に形成された複数の検出部３とを備える。個々の検出部３は、所定の間隔をおいて相対向する一対の電極４，５からなり、被測定ガスに含まれる導電性微粒子６を一対の電極４，５の間に捕集する。検出部３は、一対の電極４，５間の電気抵抗を測定することにより、一対の電極４，５間に捕集した導電性微粒子６の量を検出できるよう構成されている。複数の検出部３は、捕集する導電性微粒子６の最大粒径が、個々の検出部３ごとに異なる。
【解決手段】粒子状物質検出センサ素子１は、絶縁基板２と、該絶縁基板２の表面に形成された複数の検出部３とを備える。個々の検出部３は、所定の間隔をおいて相対向する一対の電極４，５からなり、被測定ガスに含まれる導電性微粒子６を一対の電極４，５の間に捕集する。検出部３は、一対の電極４，５間の電気抵抗を測定することにより、一対の電極４，５間に捕集した導電性微粒子６の量を検出できるよう構成されている。複数の検出部３は、捕集する導電性微粒子６の最大粒径が、個々の検出部３ごとに異なる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定ガスに含まれる導電性微粒子を検出するための粒子状物質検出センサ素子及び粒子状物質検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガス等に含まれる煤等の導電性微粒子を検出するための粒子状物質検出センサ素子として、図１６に示すごとく、絶縁基板９２と、該絶縁基板９２の表面に所定間隔をおいて対向配置した一対の櫛歯状電極９４，９５とを有するものが知られている（下記特許文献１、２参照）。粒子状物質検出センサ素子９１は、櫛歯状電極９４，９５によって、導電性微粒子９６の検出部９３を構成している。
【０００３】
導電性微粒子９６は帯電しているので、櫛歯状電極９４，９５の間に電圧を加えることにより、静電気力によって、導電性微粒子９６を捕集することができる。検出部９３に導電性微粒子９６が集まると、櫛歯状電極９４，９５間の電気抵抗が低下する。この電気抵抗を測定することにより、検出部９３が捕集した導電性微粒子９６の量を検出することができる。
【０００４】
粒子状物質検出センサ素子９１は、ディーゼル車等の車両に搭載される。ディーゼル車は、排ガスに多くの導電性微粒子９６が含まれるため、この導電性微粒子９６をＤＰＦ（diesel particulate filter）を使って除去した後、排ガスを排出している。ＤＰＦを通過した後の排ガスに含まれる導電性微粒子９６の量を、粒子状物質検出センサ素子を使って検出することにより、ＤＰＦが故障しているか否かを確認することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ ２００５／１２４３２６号公報
【特許文献２】ＵＳ ６９４９８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、ディーゼル機関やガソリンリーンバーン機関等の燃焼排気中に含まれる窒素酸化物ＮＯｘや粒子状物質に対する規制が年々厳しくなっている。特に粒子状物質は、微小粒子ほど人体の呼吸器奥深くまで進入しやすく、細胞の奥まで入り込み健康を害するため、量だけでなく数の規制を設ける動きがある。そのため、粒子状物質の数を検出できるセンサを搭載し、当該数を確認できる車両が望まれている。
【０００７】
しかしながら、従来の粒子状物質検出センサは、排ガスに含まれる導電性微粒子の全体の質量等は検出できるが、個数を検出することはできなかった。そのため、導電性微粒子の個数を検出できる粒子状物質検出センサが求められている。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、被測定ガスに含まれる導電性微粒子の個数を検出できる粒子状物質検出センサ素子と、このセンサ素子を備えた粒子状物質検出センサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、絶縁基板と、
該絶縁基板の表面に形成された複数の検出部とを備え、
個々の上記検出部は、所定の間隔をおいて相対向する一対の電極からなり、被測定ガスに含まれる導電性微粒子を上記一対の電極の間に捕集すると共に、該一対の電極間の電気抵抗を測定することにより、上記一対の電極間に捕集した上記導電性微粒子の量を検出できるよう構成されており、
上記複数の検出部は、捕集する上記導電性微粒子の最大粒径が、個々の上記検出部ごとに異なるよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子にある（請求項１）。
【００１０】
また、第２の発明は、上記粒子状物質検出センサ素子を有する粒子状物質検出センサにある（請求項６）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の作用効果について説明する。第１の発明では、複数個の検出部を備えており、捕集する導電性微粒子の最大粒径が、個々の検出部ごとに異なるよう構成されている。
このようにすると、検出部ごとに、粒径の範囲が異なる導電性微粒子を捕集し、その範囲ごとに質量を検出することができる。これにより、導電性微粒子の粒度分布を求めることが可能になる。
【００１２】
粒径がある程度揃った所定範囲内にある導電性微粒子は、１個あたりの質量が略一定の値として予め算出できる。そのため、粒径がある程度揃った所定範囲に含まれる導電性微粒子の全質量を検出して、その検出値を１個当たりの導電性微粒子の質量で割れば、当該範囲に含まれる導電性微粒子の個数を求めることができる。導電性微粒子の質量を、粒径が異なる複数の範囲に分けて検出し、各範囲ごとに個数を算出して足せば、導電性微粒子の全体の個数を求めることが可能になる。
【００１３】
また、第２の発明に係る粒子状物質検出センサは、上記粒子状物質検出センサ素子を備えている。そのため、例えば車両等の排ガスに含まれる導電性微粒子の数を検出できる粒子状物質検出センサを提供できる。
【００１４】
以上のごとく、本発明によれば、被測定ガスに含まれる導電性微粒子の個数を検出できる粒子状物質検出センサ素子及び粒子状物質センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における、粒子状物質検出センサ素子の分解斜視図。
【図２】実施例１における、検出部の電気回路図。
【図３】実施例１における、電極間の拡大断面図を導電性微粒子と共に描いたもの。
【図４】実施例１における、図３よりも多くの導電性微粒子が堆積した状態での、電極間の拡大断面図。
【図５】実施例１における、図４よりも多くの導電性微粒子が堆積した状態での、電極間の拡大断面図。
【図６】図５に続く図であって、ヒータを加熱して導電性微粒子を燃焼させた状態での拡大断面図。
【図７】実施例１における、粒子状物質検出センサ素子の検出電圧と時間との関係を表したグラフ。
【図８】実施例１における、導電性微粒子の粒度分布を表したグラフ。
【図９】実施例１における、粒子状物質検出センサの配置箇所を説明するための概念図。
【図１０】実施例１における、粒子状物質センサの半断面図。
【図１１】実施例２における、粒子状物質検出センサ素子の平面図。
【図１２】実施例３における、粒子状物質検出センサ素子の分解斜視図。
【図１３】実施例３における、粒子状物質検出センサ素子の平面図。
【図１４】実施例４における、粒子状物質検出センサ素子の分解斜視図。
【図１５】実施例４における、粒子状物質検出センサ素子の平面図。
【図１６】従来例における、粒子状物質検出センサ素子の分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記一対の電極間に印加する電圧は上記検出部ごとに異なることが好ましい（請求項２）。
このようにすると、検出部ごとに、捕集する導電性微粒子の最大粒径を簡単に変えることができる。すなわち、導電性微粒子は帯電しているため、電極間に電圧を印加すると、導電性微粒子は静電気力によって検出部に引き寄せられる。粒径の大きな導電性微粒子は質量が大きいため、電界強度が大きくないと引き寄せられない。それに対し、粒径の小さな導電性粒子は質量が小さいため、電界強度が小さくても引き寄せられる。そのため、電極間に印加する電圧を検出部ごとに変えることにより、それぞれの検出部で捕集できる導電性微粒子の最大粒径を変えることができる。
【００１７】
また、上記一対の電極の間隔は上記検出部ごとに異なるよう構成されていることが好ましい（請求項３）。
このようにすると、全ての検出部において、電極間に印加する電圧を一定にした場合でも、各々の検出部の電極間に生じる電界強度を変えることができる。電極間に印加する電圧を検出部ごとに変える場合は、電気回路が比較的複雑になりやすいが、全ての検出部において電圧が一定であれば、電気回路を簡単な構成にすることができる。そのため、上記構成にすることにより、検出部に接続する電気回路を簡単な構成にしつつ、各検出部で捕集する導電性微粒子の最大粒径を変えることができる。
【００１８】
また、ヒータが上記絶縁基板に設けられており、上記検出部の中心から上記ヒータの中心までの距離は上記検出部ごとに異なり、上記導電性微粒子を捕集する際に上記ヒータを出力することにより、上記複数個の検出部を、上記検出部ごとに異なる温度に加熱するよう構成されていることが好ましい（請求項４）。
このようにすると、ヒータを使って、検出部ごとに温度を変えることができる。加熱した検出部の周囲では、空気の対流が生じる。温度が高い検出部では対流は大きく、温度が低い検出部では対流は小さい。粒径が大きな導電性微粒子は質量が大きいため、大きな対流が生じている検出部でも捕集される。これに対し、粒径が小さな導電性微粒子は質量が小さいため、対流が小さい検出部でないと捕集されない。
このように、検出部ごとに温度を変えることにより、捕集される導電性微粒子の最大粒径を変えることが可能になる。
【００１９】
また、それぞれ発熱量が異なる複数のヒータが上記絶縁基板に設けられており、上記導電性微粒子を捕集する際に上記ヒータを出力することにより、上記複数個の検出部を、該検出部ごとに異なる温度に加熱するよう構成されていることが好ましい（請求項５）。
このようにすると、発熱量が異なる複数のヒータを用いるため、それぞれの検出部の温度を確実に変えることができる。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる粒子状物質検出センサ素子につき、図１〜図９を用いて説明する。
図１に示すごとく、本例の粒子状物質検出センサ素子１は、絶縁基板２と、該絶縁基板２の表面に形成された複数の検出部３とを備える。
個々の検出部３は、所定の間隔をおいて相対向する一対の電極４，５からなり、被測定ガスに含まれる導電性微粒子６を一対の電極４，５の間に捕集する。検出部３は、一対の電極４，５間の電気抵抗を測定することにより、一対の電極４，５間に捕集した導電性微粒子６の量を検出できるよう構成されている。
複数の検出部３は、捕集する導電性微粒子６の最大粒径が、個々の検出部３ごとに異なるよう構成されている。
以下、詳説する。
本例では、絶縁基板２の表面に電極４ａ〜４ｅ，５ａ〜５ｅを形成した。これらの電極４ａ〜４ｅ，５ａ〜５ｅによって、５個の検出部３ａ〜３ｅを形成した。そして、電極５の電圧を０Ｖにし、電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅをそれぞれ５０Ｖ，４０Ｖ，３０Ｖ，２０Ｖ，１０Ｖに印加した。
【００２１】
本例では、検出部３ａ〜３ｅによって、ディーゼルエンジンの排ガスに含まれる導電性微粒子６（煤）を捕集する。排ガスには、様々な大きさの導電性微粒子６が含まれている。導電性微粒子６は帯電しているため、電極４，５間に電圧を加えることにより、導電性微粒子６を静電気力で捕集することができる。粒径が大きい導電性微粒子６は質量が大きいため、電位差の大きい検出部３ａでないと捕集できない。これに対して、粒径が小さい導電性微粒子６は質量が小さいため、全ての検出部３ａ〜３ｅで捕集できる。
【００２２】
図２に示すごとく、個々の検出部３には、シャント抵抗Ｒｓが直列接続されている。そして、検出部３とシャント抵抗Ｒｓの間に直流電圧Ｖｄを印加している。また、シャント抵抗Ｒｓの両端には、電圧計１６が接続されている。本例では、シャント抵抗Ｒｓの両端の電圧を測定することにより、検出部３の電気抵抗を間接的に測定している。導電性微粒子６が電極４，５間に捕集されると、電極４，５間の電気抵抗が小さくなり、電流が流れる。そのため、シャント抵抗Ｒｓの両端の電位差が大きくなる。
【００２３】
粒子状物質検出センサ素子１を使用すると、図３〜図５に示すごとく、電極４，５間に導電性微粒子６が捕集され、徐々に堆積していく。図３に示すごとく、捕集された導電性微粒子６の量が少ない場合は、電極４，５間の電気抵抗は大きいが、図４、図５に示すごとく、導電電性微粒子６の堆積量の増加に伴って、電極４，５間の電気抵抗は次第に小さくなる。
【００２４】
図５に示すごとく、多くの導電性微粒子６を捕集すると、電気抵抗があまり変化しなくなる。そのため、絶縁基板２に設けたヒータ７（図１参照）を加熱して、導電性微粒子６を燃焼させる。これにより、図６に示すごとく、電極４，５間に捕集した全ての導電性微粒子６が消滅する。
【００２５】
図７は、シャント抵抗Ｒｓの両端の電圧Ｖｓの経時変化を表したグラフである。同図の曲線１００が、Ｖｓの経時変化を示す。図７の（１）の時間帯における検出部３の状態が図３であり、図７の（２）の時間帯における検出部３の状態が図４である。また、図７の（３）の時間帯における検出部３の状態が図５であり、図７の（４）の時間帯における検出部３の状態が図６である。
図７の（１）に示すごとく、検出部３が捕集した導電性微粒子６の量が少ない場合は、Ｖｓは低い。そのため、導電性微粒子６の量を検出できない。
図７の（２）〜（３）に示すごとく、捕集された導電性微粒子６の量が増えると、Ｖｓが上昇する。この区間は、捕集した導電性微粒子６の量を検出できる範囲である。
捕集した導電性微粒子６の量が増えすぎると、Ｖｓが飽和してくる。そのため、ヒータ７を加熱して導電性微粒子６を燃焼させる。これにより、図７の（４）に示すごとく、Ｖｓが初期状態に戻る。
【００２６】
上述したように、本例では、５個の検出部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅの印加電圧を、それぞれ５０Ｖ，４０Ｖ，３０Ｖ，２０Ｖ，１０Ｖにしてある。印加電圧が小さい第５検出部３ｅは、粒径の小さな導電性微粒子６しか捕集することができない。例えば、図８に示すごとく、第５検出部３ｅは粒径φが０〜０．１μｍの導電性微粒子６しか捕集できない。これに対して、印加電圧が２０Ｖである第４検出部３ｄは、より大きな導電性微粒子６を捕集することができる。すなわち、第４検出部３ｄは、粒径φが０〜０．２μｍの導電性微粒子６を捕集できる。同様に、第３検出部３ｃは、粒径φが０〜０．３μｍの導電性微粒子６を捕集でき、第２検出部３ｂは、粒径φが０〜０．４μｍの導電性微粒子を捕集できる。そして、第１検出部３ａは、粒径φが０〜０．５μｍの導電性微粒子を捕集できる。
【００２７】
第４検出部３ｄが捕集した導電性微粒子６（粒径φ０〜０．２μｍ）の質量から、粒径φが０〜０．１μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量を減算することにより、粒径φが０．１〜０．２μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量を求めることができる。
同様に、第３検出部３ｃが捕集した導電性微粒子６（粒径φ０〜０．３μｍ）の質量から、粒径φが０〜０．２μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量を減算することにより、粒径φが０．２〜０．３μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量を求めることができる。
同様の計算を行って、粒径φが０．３〜０．４μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量と、粒径φが０．４〜０．５μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量を求める。これにより、図８に示すごとく、導電性微粒子６の粒度分布を算出することができる。
【００２８】
次に、本例にかかる粒子状物質検出センサ１０の説明をする。図１０に示すごとく、粒子状物質検出センサ１０は、上述した粒子状物質検出センサ素子１と、ハウジング８１と、カバー８２と、一対の信号線８３，８４と、ケーシング８５を有する。
【００２９】
粒子状物質センサ素子１は、略筒状のインシュレータ８０内に挿入固定されている。ハウジング８１は、後述する排気管１５に固定されており、インシュレータ８０を保持している。また、ハウジング８１は、粒子状物質検出センサ素子１の検出部３を被測定ガス（排気ガスｇ）中に保持している。カバー８２は、ハウジング８１の先端側に設けられ、粒子状物質センサ素子１の検出部３を保護している。
信号線８３，８４は、ハウジング８１の基端側に設けられている。信号線８３，８４は、接続金具８６を介して粒子状物質センサ素子１の端子部８７に接続されている。信号線８３，８４は外部機器に接続されている。この信号線８３，８４を介して、検出部３の電気抵抗を検出するようになっている。
また、ケーシング８５は略筒状に構成されており、ハウジング８１に嵌合している。ケーシング８５は、封止部材８８を介して信号線８３，８４を固定している。
【００３０】
図９に示すごとく、粒子状物質センサ１０は、ディーゼルエンジン１１の排気ガスｇを排出するための排気管１５に取り付けられる。排気ガスｇは、ディーゼルエンジン１１から出た後、酸化触媒１２及びＤＰＦ１３を通り、排出される。酸化触媒１２では、排気ガスｇに含まれるＮＯｘやＣＯ等を酸化する。また、ＤＰＦ１３では、導電性微粒子６を除去する。
【００３１】
ＤＰＦ１３が正常に機能している場合は、ＤＰＦ１３を通過する導電性微粒子６の量は少ない。しかしながら、ＤＰＦ１３が故障すると、ＤＰＦ１３を通過する導電性微粒子６の量が多くなる。そのため、粒子状物質検出センサ１０が検出した導電性微粒子６の量によって、ＤＰＦ１３が故障しているか否かを判断することができる。
【００３２】
本例の作用効果について説明する。本例の粒子状物質検出センサ素子１は、図１に示すごとく、複数個の検出部３を備えている。そして、捕集する導電性微粒子６の最大粒径が、個々の検出部３ごとに異なるよう構成されている。
このようにすると、検出部３ごとに、粒径の範囲が異なる導電性微粒子６を捕集し、その範囲ごとに質量を検出することができる。これにより、図８に示すごとく、導電性微粒子６の粒度分布を求めることが可能になる。
【００３３】
粒径がある程度揃った所定範囲内にある導電性微粒子６は、１個あたりの質量が略一定の値として予め算出できる。そのため、粒径がある程度揃った所定範囲に含まれる導電性微粒子６の全質量を検出して、その検出値を１個当たりの導電性微粒子６の質量で割れば、当該範囲に含まれる導電性微粒子６の個数を求めることができる。
【００３４】
例えば、図８に示すごとく、粒径φが０〜０．１μｍの範囲内である導電性微粒子６は、１個あたりの質量が予め算出できる。そのため、粒径φが０〜０．１μｍの範囲内である導電性微粒子６の質量ｍ１を、１個当たりの導電性微粒子６の質量で割れば、粒径φが０〜０．１μｍの範囲に含まれる導電性微粒子６の個数を求めることができる。
この計算を、粒径φが０．１〜０．２μｍ、０．２〜０．３μｍ、０．３〜０．４μｍ、０．４〜０．５μｍの範囲についても行い、足すことにより、粒径φが０〜０．５μｍに含まれる導電性微粒子６の個数を求めることが可能になる。
【００３５】
また、本例では、一対の電極４，５間に印加する電圧は検出部３ごとに異なる。
このようにすると、検出部３ごとに、捕集する導電性微粒子６の最大粒径を簡単に変えることができる。すなわち、導電性微粒子６は帯電しているため、電極４，５間に電圧を印加すると、導電性微粒子６は静電気力によって検出部３に引き寄せられる。粒径の大きな導電性微粒子６は質量が大きいため、電界強度が大きくないと引き寄せられない。それに対し、粒径の小さな導電性粒子は質量が小さいため、電界強度が小さくても引き寄せられる。そのため、電極４，５間に印加する電圧を検出部３ごとに変えることにより、それぞれの検出部３で捕集できる導電性微粒子６の最大粒径を変えることができる。
【００３６】
以上のごとく、本例によれば、被測定ガスに含まれる導電性微粒子の個数を検出できる粒子状物質検出センサ素子及び粒子状物質センサを提供することができる。
【００３７】
（実施例２）
本例は、図１１に示すごとく、一対の電極４，５の間隔ｄを検出部３ごとに変えた例である。同図に示すごとく、本例の粒子状物質検出センサ素子１は３個の検出部３ａ〜３ｃを備える。第１検出部３ａは電極４ａ，５ａからなる。また、第２検出部３ｂは電極４ｂ，５ｂからなる。第３検出部３ｃは電極４ｃ，５ｃからなる。第１検出部３ａにおける、電極４ａ，５ａの間隔はｄ１であり、第２検出部３ｂにおける、電極４ｂ，５ｂの間隔はｄ２である。そして、第３検出部３ｃにおける、電極４ｃ，５ｃの間隔はｄ３である。本例では、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３となっている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００３８】
本例の作用効果を説明する。上記構成にすると、全ての検出部３ａ〜３ｃにおいて、電極４，５間に印加する電圧を一定にした場合でも、各々の検出部３ａ〜３ｃの電極４，５間に生じる電界強度を変えることができる。電極４，５間に印加する電圧を検出部３ａ〜３ｃごとに変える場合は、電気回路が比較的複雑になりやすいが、全ての検出部３ａ〜３ｃにおいて電圧が一定であれば、電気回路を簡単な構成にすることができる。そのため、上記構成にすることにより、検出部３に接続する電気回路を簡単な構成にしつつ、各検出部３で捕集する導電性微粒子６の最大粒径を変えることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００３９】
（実施例３）
本例は、複数の検出部に温度勾配をつけた例である。図１２、図１３に示すごとく、本例では、検出部３の中心からヒータ７の中心までの距離は検出部３ごとに異なる。そして、導電性微粒子６を捕集する際にヒータ７を出力することにより、複数個の検出部３ａ〜３ｃを、検出部３ａ〜３ｃごとに異なる温度に加熱するよう構成されている。
本例では、各検出部３ａ，３ｂ，３ｃは、印加電圧が全て一定である。また、検出部３ａ〜３ｃは、電極４，５間の間隔ｄが全て一定である。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４０】
本例の作用効果について説明する。本例では、ヒータ７を使って、検出部３ごとに温度を変えることができる。加熱した検出部３の周囲では、空気の対流が生じる。温度が高い検出部３ａでは対流は大きく、温度が低い検出部３ｃでは対流は小さい。粒径が大きな導電性微粒子６は質量が大きいため、大きな対流が生じている検出部３ａでも捕集される。これに対し、粒径が小さな導電性微粒子６は質量が小さいため、対流が小さい検出部３ｃでないと捕集されない。
このように、検出部３ごとに温度を変えることにより、捕集される導電性微粒子６の最大粒径を変えることが可能になる。また、本例では、各検出部３ａ〜３ｃの印加電圧を一定にできるので、検出部３ａ〜３ｃに接続する電気回路を簡単な構成にすることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４１】
（実施例４）
本例は、検出部に温度勾配をつける方法を変更した例である。図１４、図１５に示すごとく、本例では、それぞれ発熱量が異なる複数のヒータ７ａ〜７ｃが絶縁基板２に設けられている。第１ヒータ７ａは第１検出部３ａの近傍に配置され、第２ヒータ７ｂは第２検出部３ｂの近傍に配置されている。また、第３ヒータ７ｃは第３検出部３ｃの近傍に配置されている。そして、導電性微粒子６を捕集する際にヒータ７ａ〜７ｃを出力することにより、複数個の検出部３ａ〜３ｃを、検出部３ａ〜３ｃごとに異なる温度に加熱するよう構成されている。
このようにすると、発熱量が異なる複数のヒータ７ａ〜７ｃを用いるため、それぞれの検出部３の温度を確実に変えることができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【符号の説明】
【００４２】
１ 粒子状物質検出センサ素子
１０ 粒子状物質検出センサ
２ 絶縁基板
３ 検出部
４ 電極
５ 電極
６ 導電性微粒子
７ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定ガスに含まれる導電性微粒子を検出するための粒子状物質検出センサ素子及び粒子状物質検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガス等に含まれる煤等の導電性微粒子を検出するための粒子状物質検出センサ素子として、図１６に示すごとく、絶縁基板９２と、該絶縁基板９２の表面に所定間隔をおいて対向配置した一対の櫛歯状電極９４，９５とを有するものが知られている（下記特許文献１、２参照）。粒子状物質検出センサ素子９１は、櫛歯状電極９４，９５によって、導電性微粒子９６の検出部９３を構成している。
【０００３】
導電性微粒子９６は帯電しているので、櫛歯状電極９４，９５の間に電圧を加えることにより、静電気力によって、導電性微粒子９６を捕集することができる。検出部９３に導電性微粒子９６が集まると、櫛歯状電極９４，９５間の電気抵抗が低下する。この電気抵抗を測定することにより、検出部９３が捕集した導電性微粒子９６の量を検出することができる。
【０００４】
粒子状物質検出センサ素子９１は、ディーゼル車等の車両に搭載される。ディーゼル車は、排ガスに多くの導電性微粒子９６が含まれるため、この導電性微粒子９６をＤＰＦ（diesel particulate filter）を使って除去した後、排ガスを排出している。ＤＰＦを通過した後の排ガスに含まれる導電性微粒子９６の量を、粒子状物質検出センサ素子を使って検出することにより、ＤＰＦが故障しているか否かを確認することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ ２００５／１２４３２６号公報
【特許文献２】ＵＳ ６９４９８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、ディーゼル機関やガソリンリーンバーン機関等の燃焼排気中に含まれる窒素酸化物ＮＯｘや粒子状物質に対する規制が年々厳しくなっている。特に粒子状物質は、微小粒子ほど人体の呼吸器奥深くまで進入しやすく、細胞の奥まで入り込み健康を害するため、量だけでなく数の規制を設ける動きがある。そのため、粒子状物質の数を検出できるセンサを搭載し、当該数を確認できる車両が望まれている。
【０００７】
しかしながら、従来の粒子状物質検出センサは、排ガスに含まれる導電性微粒子の全体の質量等は検出できるが、個数を検出することはできなかった。そのため、導電性微粒子の個数を検出できる粒子状物質検出センサが求められている。
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、被測定ガスに含まれる導電性微粒子の個数を検出できる粒子状物質検出センサ素子と、このセンサ素子を備えた粒子状物質検出センサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、絶縁基板と、
該絶縁基板の表面に形成された複数の検出部とを備え、
個々の上記検出部は、所定の間隔をおいて相対向する一対の電極からなり、被測定ガスに含まれる導電性微粒子を上記一対の電極の間に捕集すると共に、該一対の電極間の電気抵抗を測定することにより、上記一対の電極間に捕集した上記導電性微粒子の量を検出できるよう構成されており、
上記複数の検出部は、捕集する上記導電性微粒子の最大粒径が、個々の上記検出部ごとに異なるよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子にある（請求項１）。
【００１０】
また、第２の発明は、上記粒子状物質検出センサ素子を有する粒子状物質検出センサにある（請求項６）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の作用効果について説明する。第１の発明では、複数個の検出部を備えており、捕集する導電性微粒子の最大粒径が、個々の検出部ごとに異なるよう構成されている。
このようにすると、検出部ごとに、粒径の範囲が異なる導電性微粒子を捕集し、その範囲ごとに質量を検出することができる。これにより、導電性微粒子の粒度分布を求めることが可能になる。
【００１２】
粒径がある程度揃った所定範囲内にある導電性微粒子は、１個あたりの質量が略一定の値として予め算出できる。そのため、粒径がある程度揃った所定範囲に含まれる導電性微粒子の全質量を検出して、その検出値を１個当たりの導電性微粒子の質量で割れば、当該範囲に含まれる導電性微粒子の個数を求めることができる。導電性微粒子の質量を、粒径が異なる複数の範囲に分けて検出し、各範囲ごとに個数を算出して足せば、導電性微粒子の全体の個数を求めることが可能になる。
【００１３】
また、第２の発明に係る粒子状物質検出センサは、上記粒子状物質検出センサ素子を備えている。そのため、例えば車両等の排ガスに含まれる導電性微粒子の数を検出できる粒子状物質検出センサを提供できる。
【００１４】
以上のごとく、本発明によれば、被測定ガスに含まれる導電性微粒子の個数を検出できる粒子状物質検出センサ素子及び粒子状物質センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１における、粒子状物質検出センサ素子の分解斜視図。
【図２】実施例１における、検出部の電気回路図。
【図３】実施例１における、電極間の拡大断面図を導電性微粒子と共に描いたもの。
【図４】実施例１における、図３よりも多くの導電性微粒子が堆積した状態での、電極間の拡大断面図。
【図５】実施例１における、図４よりも多くの導電性微粒子が堆積した状態での、電極間の拡大断面図。
【図６】図５に続く図であって、ヒータを加熱して導電性微粒子を燃焼させた状態での拡大断面図。
【図７】実施例１における、粒子状物質検出センサ素子の検出電圧と時間との関係を表したグラフ。
【図８】実施例１における、導電性微粒子の粒度分布を表したグラフ。
【図９】実施例１における、粒子状物質検出センサの配置箇所を説明するための概念図。
【図１０】実施例１における、粒子状物質センサの半断面図。
【図１１】実施例２における、粒子状物質検出センサ素子の平面図。
【図１２】実施例３における、粒子状物質検出センサ素子の分解斜視図。
【図１３】実施例３における、粒子状物質検出センサ素子の平面図。
【図１４】実施例４における、粒子状物質検出センサ素子の分解斜視図。
【図１５】実施例４における、粒子状物質検出センサ素子の平面図。
【図１６】従来例における、粒子状物質検出センサ素子の分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記一対の電極間に印加する電圧は上記検出部ごとに異なることが好ましい（請求項２）。
このようにすると、検出部ごとに、捕集する導電性微粒子の最大粒径を簡単に変えることができる。すなわち、導電性微粒子は帯電しているため、電極間に電圧を印加すると、導電性微粒子は静電気力によって検出部に引き寄せられる。粒径の大きな導電性微粒子は質量が大きいため、電界強度が大きくないと引き寄せられない。それに対し、粒径の小さな導電性粒子は質量が小さいため、電界強度が小さくても引き寄せられる。そのため、電極間に印加する電圧を検出部ごとに変えることにより、それぞれの検出部で捕集できる導電性微粒子の最大粒径を変えることができる。
【００１７】
また、上記一対の電極の間隔は上記検出部ごとに異なるよう構成されていることが好ましい（請求項３）。
このようにすると、全ての検出部において、電極間に印加する電圧を一定にした場合でも、各々の検出部の電極間に生じる電界強度を変えることができる。電極間に印加する電圧を検出部ごとに変える場合は、電気回路が比較的複雑になりやすいが、全ての検出部において電圧が一定であれば、電気回路を簡単な構成にすることができる。そのため、上記構成にすることにより、検出部に接続する電気回路を簡単な構成にしつつ、各検出部で捕集する導電性微粒子の最大粒径を変えることができる。
【００１８】
また、ヒータが上記絶縁基板に設けられており、上記検出部の中心から上記ヒータの中心までの距離は上記検出部ごとに異なり、上記導電性微粒子を捕集する際に上記ヒータを出力することにより、上記複数個の検出部を、上記検出部ごとに異なる温度に加熱するよう構成されていることが好ましい（請求項４）。
このようにすると、ヒータを使って、検出部ごとに温度を変えることができる。加熱した検出部の周囲では、空気の対流が生じる。温度が高い検出部では対流は大きく、温度が低い検出部では対流は小さい。粒径が大きな導電性微粒子は質量が大きいため、大きな対流が生じている検出部でも捕集される。これに対し、粒径が小さな導電性微粒子は質量が小さいため、対流が小さい検出部でないと捕集されない。
このように、検出部ごとに温度を変えることにより、捕集される導電性微粒子の最大粒径を変えることが可能になる。
【００１９】
また、それぞれ発熱量が異なる複数のヒータが上記絶縁基板に設けられており、上記導電性微粒子を捕集する際に上記ヒータを出力することにより、上記複数個の検出部を、該検出部ごとに異なる温度に加熱するよう構成されていることが好ましい（請求項５）。
このようにすると、発熱量が異なる複数のヒータを用いるため、それぞれの検出部の温度を確実に変えることができる。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
本発明の実施例にかかる粒子状物質検出センサ素子につき、図１〜図９を用いて説明する。
図１に示すごとく、本例の粒子状物質検出センサ素子１は、絶縁基板２と、該絶縁基板２の表面に形成された複数の検出部３とを備える。
個々の検出部３は、所定の間隔をおいて相対向する一対の電極４，５からなり、被測定ガスに含まれる導電性微粒子６を一対の電極４，５の間に捕集する。検出部３は、一対の電極４，５間の電気抵抗を測定することにより、一対の電極４，５間に捕集した導電性微粒子６の量を検出できるよう構成されている。
複数の検出部３は、捕集する導電性微粒子６の最大粒径が、個々の検出部３ごとに異なるよう構成されている。
以下、詳説する。
本例では、絶縁基板２の表面に電極４ａ〜４ｅ，５ａ〜５ｅを形成した。これらの電極４ａ〜４ｅ，５ａ〜５ｅによって、５個の検出部３ａ〜３ｅを形成した。そして、電極５の電圧を０Ｖにし、電極４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅをそれぞれ５０Ｖ，４０Ｖ，３０Ｖ，２０Ｖ，１０Ｖに印加した。
【００２１】
本例では、検出部３ａ〜３ｅによって、ディーゼルエンジンの排ガスに含まれる導電性微粒子６（煤）を捕集する。排ガスには、様々な大きさの導電性微粒子６が含まれている。導電性微粒子６は帯電しているため、電極４，５間に電圧を加えることにより、導電性微粒子６を静電気力で捕集することができる。粒径が大きい導電性微粒子６は質量が大きいため、電位差の大きい検出部３ａでないと捕集できない。これに対して、粒径が小さい導電性微粒子６は質量が小さいため、全ての検出部３ａ〜３ｅで捕集できる。
【００２２】
図２に示すごとく、個々の検出部３には、シャント抵抗Ｒｓが直列接続されている。そして、検出部３とシャント抵抗Ｒｓの間に直流電圧Ｖｄを印加している。また、シャント抵抗Ｒｓの両端には、電圧計１６が接続されている。本例では、シャント抵抗Ｒｓの両端の電圧を測定することにより、検出部３の電気抵抗を間接的に測定している。導電性微粒子６が電極４，５間に捕集されると、電極４，５間の電気抵抗が小さくなり、電流が流れる。そのため、シャント抵抗Ｒｓの両端の電位差が大きくなる。
【００２３】
粒子状物質検出センサ素子１を使用すると、図３〜図５に示すごとく、電極４，５間に導電性微粒子６が捕集され、徐々に堆積していく。図３に示すごとく、捕集された導電性微粒子６の量が少ない場合は、電極４，５間の電気抵抗は大きいが、図４、図５に示すごとく、導電電性微粒子６の堆積量の増加に伴って、電極４，５間の電気抵抗は次第に小さくなる。
【００２４】
図５に示すごとく、多くの導電性微粒子６を捕集すると、電気抵抗があまり変化しなくなる。そのため、絶縁基板２に設けたヒータ７（図１参照）を加熱して、導電性微粒子６を燃焼させる。これにより、図６に示すごとく、電極４，５間に捕集した全ての導電性微粒子６が消滅する。
【００２５】
図７は、シャント抵抗Ｒｓの両端の電圧Ｖｓの経時変化を表したグラフである。同図の曲線１００が、Ｖｓの経時変化を示す。図７の（１）の時間帯における検出部３の状態が図３であり、図７の（２）の時間帯における検出部３の状態が図４である。また、図７の（３）の時間帯における検出部３の状態が図５であり、図７の（４）の時間帯における検出部３の状態が図６である。
図７の（１）に示すごとく、検出部３が捕集した導電性微粒子６の量が少ない場合は、Ｖｓは低い。そのため、導電性微粒子６の量を検出できない。
図７の（２）〜（３）に示すごとく、捕集された導電性微粒子６の量が増えると、Ｖｓが上昇する。この区間は、捕集した導電性微粒子６の量を検出できる範囲である。
捕集した導電性微粒子６の量が増えすぎると、Ｖｓが飽和してくる。そのため、ヒータ７を加熱して導電性微粒子６を燃焼させる。これにより、図７の（４）に示すごとく、Ｖｓが初期状態に戻る。
【００２６】
上述したように、本例では、５個の検出部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅの印加電圧を、それぞれ５０Ｖ，４０Ｖ，３０Ｖ，２０Ｖ，１０Ｖにしてある。印加電圧が小さい第５検出部３ｅは、粒径の小さな導電性微粒子６しか捕集することができない。例えば、図８に示すごとく、第５検出部３ｅは粒径φが０〜０．１μｍの導電性微粒子６しか捕集できない。これに対して、印加電圧が２０Ｖである第４検出部３ｄは、より大きな導電性微粒子６を捕集することができる。すなわち、第４検出部３ｄは、粒径φが０〜０．２μｍの導電性微粒子６を捕集できる。同様に、第３検出部３ｃは、粒径φが０〜０．３μｍの導電性微粒子６を捕集でき、第２検出部３ｂは、粒径φが０〜０．４μｍの導電性微粒子を捕集できる。そして、第１検出部３ａは、粒径φが０〜０．５μｍの導電性微粒子を捕集できる。
【００２７】
第４検出部３ｄが捕集した導電性微粒子６（粒径φ０〜０．２μｍ）の質量から、粒径φが０〜０．１μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量を減算することにより、粒径φが０．１〜０．２μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量を求めることができる。
同様に、第３検出部３ｃが捕集した導電性微粒子６（粒径φ０〜０．３μｍ）の質量から、粒径φが０〜０．２μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量を減算することにより、粒径φが０．２〜０．３μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量を求めることができる。
同様の計算を行って、粒径φが０．３〜０．４μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量と、粒径φが０．４〜０．５μｍの範囲内の導電性微粒子６の質量を求める。これにより、図８に示すごとく、導電性微粒子６の粒度分布を算出することができる。
【００２８】
次に、本例にかかる粒子状物質検出センサ１０の説明をする。図１０に示すごとく、粒子状物質検出センサ１０は、上述した粒子状物質検出センサ素子１と、ハウジング８１と、カバー８２と、一対の信号線８３，８４と、ケーシング８５を有する。
【００２９】
粒子状物質センサ素子１は、略筒状のインシュレータ８０内に挿入固定されている。ハウジング８１は、後述する排気管１５に固定されており、インシュレータ８０を保持している。また、ハウジング８１は、粒子状物質検出センサ素子１の検出部３を被測定ガス（排気ガスｇ）中に保持している。カバー８２は、ハウジング８１の先端側に設けられ、粒子状物質センサ素子１の検出部３を保護している。
信号線８３，８４は、ハウジング８１の基端側に設けられている。信号線８３，８４は、接続金具８６を介して粒子状物質センサ素子１の端子部８７に接続されている。信号線８３，８４は外部機器に接続されている。この信号線８３，８４を介して、検出部３の電気抵抗を検出するようになっている。
また、ケーシング８５は略筒状に構成されており、ハウジング８１に嵌合している。ケーシング８５は、封止部材８８を介して信号線８３，８４を固定している。
【００３０】
図９に示すごとく、粒子状物質センサ１０は、ディーゼルエンジン１１の排気ガスｇを排出するための排気管１５に取り付けられる。排気ガスｇは、ディーゼルエンジン１１から出た後、酸化触媒１２及びＤＰＦ１３を通り、排出される。酸化触媒１２では、排気ガスｇに含まれるＮＯｘやＣＯ等を酸化する。また、ＤＰＦ１３では、導電性微粒子６を除去する。
【００３１】
ＤＰＦ１３が正常に機能している場合は、ＤＰＦ１３を通過する導電性微粒子６の量は少ない。しかしながら、ＤＰＦ１３が故障すると、ＤＰＦ１３を通過する導電性微粒子６の量が多くなる。そのため、粒子状物質検出センサ１０が検出した導電性微粒子６の量によって、ＤＰＦ１３が故障しているか否かを判断することができる。
【００３２】
本例の作用効果について説明する。本例の粒子状物質検出センサ素子１は、図１に示すごとく、複数個の検出部３を備えている。そして、捕集する導電性微粒子６の最大粒径が、個々の検出部３ごとに異なるよう構成されている。
このようにすると、検出部３ごとに、粒径の範囲が異なる導電性微粒子６を捕集し、その範囲ごとに質量を検出することができる。これにより、図８に示すごとく、導電性微粒子６の粒度分布を求めることが可能になる。
【００３３】
粒径がある程度揃った所定範囲内にある導電性微粒子６は、１個あたりの質量が略一定の値として予め算出できる。そのため、粒径がある程度揃った所定範囲に含まれる導電性微粒子６の全質量を検出して、その検出値を１個当たりの導電性微粒子６の質量で割れば、当該範囲に含まれる導電性微粒子６の個数を求めることができる。
【００３４】
例えば、図８に示すごとく、粒径φが０〜０．１μｍの範囲内である導電性微粒子６は、１個あたりの質量が予め算出できる。そのため、粒径φが０〜０．１μｍの範囲内である導電性微粒子６の質量ｍ１を、１個当たりの導電性微粒子６の質量で割れば、粒径φが０〜０．１μｍの範囲に含まれる導電性微粒子６の個数を求めることができる。
この計算を、粒径φが０．１〜０．２μｍ、０．２〜０．３μｍ、０．３〜０．４μｍ、０．４〜０．５μｍの範囲についても行い、足すことにより、粒径φが０〜０．５μｍに含まれる導電性微粒子６の個数を求めることが可能になる。
【００３５】
また、本例では、一対の電極４，５間に印加する電圧は検出部３ごとに異なる。
このようにすると、検出部３ごとに、捕集する導電性微粒子６の最大粒径を簡単に変えることができる。すなわち、導電性微粒子６は帯電しているため、電極４，５間に電圧を印加すると、導電性微粒子６は静電気力によって検出部３に引き寄せられる。粒径の大きな導電性微粒子６は質量が大きいため、電界強度が大きくないと引き寄せられない。それに対し、粒径の小さな導電性粒子は質量が小さいため、電界強度が小さくても引き寄せられる。そのため、電極４，５間に印加する電圧を検出部３ごとに変えることにより、それぞれの検出部３で捕集できる導電性微粒子６の最大粒径を変えることができる。
【００３６】
以上のごとく、本例によれば、被測定ガスに含まれる導電性微粒子の個数を検出できる粒子状物質検出センサ素子及び粒子状物質センサを提供することができる。
【００３７】
（実施例２）
本例は、図１１に示すごとく、一対の電極４，５の間隔ｄを検出部３ごとに変えた例である。同図に示すごとく、本例の粒子状物質検出センサ素子１は３個の検出部３ａ〜３ｃを備える。第１検出部３ａは電極４ａ，５ａからなる。また、第２検出部３ｂは電極４ｂ，５ｂからなる。第３検出部３ｃは電極４ｃ，５ｃからなる。第１検出部３ａにおける、電極４ａ，５ａの間隔はｄ１であり、第２検出部３ｂにおける、電極４ｂ，５ｂの間隔はｄ２である。そして、第３検出部３ｃにおける、電極４ｃ，５ｃの間隔はｄ３である。本例では、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３となっている。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００３８】
本例の作用効果を説明する。上記構成にすると、全ての検出部３ａ〜３ｃにおいて、電極４，５間に印加する電圧を一定にした場合でも、各々の検出部３ａ〜３ｃの電極４，５間に生じる電界強度を変えることができる。電極４，５間に印加する電圧を検出部３ａ〜３ｃごとに変える場合は、電気回路が比較的複雑になりやすいが、全ての検出部３ａ〜３ｃにおいて電圧が一定であれば、電気回路を簡単な構成にすることができる。そのため、上記構成にすることにより、検出部３に接続する電気回路を簡単な構成にしつつ、各検出部３で捕集する導電性微粒子６の最大粒径を変えることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を備える。
【００３９】
（実施例３）
本例は、複数の検出部に温度勾配をつけた例である。図１２、図１３に示すごとく、本例では、検出部３の中心からヒータ７の中心までの距離は検出部３ごとに異なる。そして、導電性微粒子６を捕集する際にヒータ７を出力することにより、複数個の検出部３ａ〜３ｃを、検出部３ａ〜３ｃごとに異なる温度に加熱するよう構成されている。
本例では、各検出部３ａ，３ｂ，３ｃは、印加電圧が全て一定である。また、検出部３ａ〜３ｃは、電極４，５間の間隔ｄが全て一定である。
その他、実施例１と同様の構成を備える。
【００４０】
本例の作用効果について説明する。本例では、ヒータ７を使って、検出部３ごとに温度を変えることができる。加熱した検出部３の周囲では、空気の対流が生じる。温度が高い検出部３ａでは対流は大きく、温度が低い検出部３ｃでは対流は小さい。粒径が大きな導電性微粒子６は質量が大きいため、大きな対流が生じている検出部３ａでも捕集される。これに対し、粒径が小さな導電性微粒子６は質量が小さいため、対流が小さい検出部３ｃでないと捕集されない。
このように、検出部３ごとに温度を変えることにより、捕集される導電性微粒子６の最大粒径を変えることが可能になる。また、本例では、各検出部３ａ〜３ｃの印加電圧を一定にできるので、検出部３ａ〜３ｃに接続する電気回路を簡単な構成にすることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４１】
（実施例４）
本例は、検出部に温度勾配をつける方法を変更した例である。図１４、図１５に示すごとく、本例では、それぞれ発熱量が異なる複数のヒータ７ａ〜７ｃが絶縁基板２に設けられている。第１ヒータ７ａは第１検出部３ａの近傍に配置され、第２ヒータ７ｂは第２検出部３ｂの近傍に配置されている。また、第３ヒータ７ｃは第３検出部３ｃの近傍に配置されている。そして、導電性微粒子６を捕集する際にヒータ７ａ〜７ｃを出力することにより、複数個の検出部３ａ〜３ｃを、検出部３ａ〜３ｃごとに異なる温度に加熱するよう構成されている。
このようにすると、発熱量が異なる複数のヒータ７ａ〜７ｃを用いるため、それぞれの検出部３の温度を確実に変えることができる。
その他、実施例１と同様の構成および作用効果を備える。
【符号の説明】
【００４２】
１ 粒子状物質検出センサ素子
１０ 粒子状物質検出センサ
２ 絶縁基板
３ 検出部
４ 電極
５ 電極
６ 導電性微粒子
７ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
該絶縁基板の表面に形成された複数の検出部とを備え、
個々の上記検出部は、所定の間隔をおいて相対向する一対の電極からなり、被測定ガスに含まれる導電性微粒子を上記一対の電極の間に捕集すると共に、該一対の電極間の電気抵抗を測定することにより、上記一対の電極間に捕集した上記導電性微粒子の量を検出できるよう構成されており、
上記複数の検出部は、捕集する上記導電性微粒子の最大粒径が、個々の上記検出部ごとに異なるよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子。
【請求項２】
請求項１において、上記一対の電極間に印加する電圧は上記検出部ごとに異なることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子。
【請求項３】
請求項１において、上記一対の電極の間隔は上記検出部ごとに異なるよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項において、ヒータが上記絶縁基板に設けられており、上記検出部の中心から上記ヒータの中心までの距離は上記検出部ごとに異なり、上記導電性微粒子を捕集する際に上記ヒータを出力することにより、上記複数個の検出部を、上記検出部ごとに異なる温度に加熱するよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項において、それぞれ発熱量が異なる複数のヒータが上記絶縁基板に設けられており、上記導電性微粒子を捕集する際に上記ヒータを出力することにより、上記複数個の検出部を、該検出部ごとに異なる温度に加熱するよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子。
【請求項６】
請求項１〜請求項５に記載の粒子状物質検出センサ素子を有する粒子状物質検出センサ。
【請求項１】
絶縁基板と、
該絶縁基板の表面に形成された複数の検出部とを備え、
個々の上記検出部は、所定の間隔をおいて相対向する一対の電極からなり、被測定ガスに含まれる導電性微粒子を上記一対の電極の間に捕集すると共に、該一対の電極間の電気抵抗を測定することにより、上記一対の電極間に捕集した上記導電性微粒子の量を検出できるよう構成されており、
上記複数の検出部は、捕集する上記導電性微粒子の最大粒径が、個々の上記検出部ごとに異なるよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子。
【請求項２】
請求項１において、上記一対の電極間に印加する電圧は上記検出部ごとに異なることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子。
【請求項３】
請求項１において、上記一対の電極の間隔は上記検出部ごとに異なるよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項において、ヒータが上記絶縁基板に設けられており、上記検出部の中心から上記ヒータの中心までの距離は上記検出部ごとに異なり、上記導電性微粒子を捕集する際に上記ヒータを出力することにより、上記複数個の検出部を、上記検出部ごとに異なる温度に加熱するよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項において、それぞれ発熱量が異なる複数のヒータが上記絶縁基板に設けられており、上記導電性微粒子を捕集する際に上記ヒータを出力することにより、上記複数個の検出部を、該検出部ごとに異なる温度に加熱するよう構成されていることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子。
【請求項６】
請求項１〜請求項５に記載の粒子状物質検出センサ素子を有する粒子状物質検出センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１３６３９（Ｐ２０１２−１３６３９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５２８１８（Ｐ２０１０−１５２８１８）
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
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