粒子状物質検出装置
【課題】使用時の振動による高電圧電線の剥がれを防止することが可能であり、小型で測定誤差が小さく、安価に製造することが可能な粒子状物質検出装置を提供する。
【解決手段】一方の端部１ａに貫通孔２が形成された一方向に長い検出装置本体１と、貫通孔２を形成する壁の内部に埋設され、誘電体で覆われた少なくとも一対の電極と、一対の電極からそれぞれ検出装置本体１の他方の端部１ｂに向かって延びる配線と、検出装置本体１の他方の端部１ｂの表面に配設され、一対の電極のなかの一方の電極の取り出し端子１２ａと、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された、一対の電極のなかの他方の電極の取り出し端子１１ａと、先端部分に電線固定用部材３１が配設され、電線固定用部材３１を介して他方の電極の取り出し端子１１ａに接合された電線２１を備える粒子状物質検出装置１００。
【解決手段】一方の端部１ａに貫通孔２が形成された一方向に長い検出装置本体１と、貫通孔２を形成する壁の内部に埋設され、誘電体で覆われた少なくとも一対の電極と、一対の電極からそれぞれ検出装置本体１の他方の端部１ｂに向かって延びる配線と、検出装置本体１の他方の端部１ｂの表面に配設され、一対の電極のなかの一方の電極の取り出し端子１２ａと、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された、一対の電極のなかの他方の電極の取り出し端子１１ａと、先端部分に電線固定用部材３１が配設され、電線固定用部材３１を介して他方の電極の取り出し端子１１ａに接合された電線２１を備える粒子状物質検出装置１００。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子状物質検出装置に関し、さらに詳しくは、使用時の振動による高電圧電線の剥がれを防止することが可能であり、小型で測定誤差が小さく、安価に製造することが可能な粒子状物質検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
煙道排ガスやディーゼルエンジン排ガスには煤等の粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）が含まれており、大気汚染の原因になっていた。これらを除去するために、セラミック等で作製されたフィルタ（ディーゼルパティキュレートフィルタ：ＤＰＦ）が広く用いられている。セラミック製のＤＰＦは、長期間の使用が可能であるが、熱劣化等によりクラックや溶損等の欠陥が発生することがあり、微量ではあるが粒子状物質が漏れる可能性がある。このような欠陥が発生した場合には、その欠陥の発生を即座に検知し、装置の異常を認識することが、大気汚染防止の観点から極めて重要である。
【０００３】
このような欠陥の発生を検知する方法として、ＤＰＦの下流側に粒子状物質検出装置を設ける方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１２３７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の発明は、コロナ放電によって粒子状物質を帯電させ、そのイオン電流を測定することにより、粒子状物質の量を測定するものである。このように、粒子状物質を帯電させてそのイオン電流を測定する方法では、粒子状物質に帯電するイオン電流が微弱であるため、その微弱なイオン電流を検出するために大掛かりな検出回路が必要になり、高価なものになるという問題があった。また、排ガスが高流量である場合には、粒子状物質を効果的に帯電させることができないため、粒子状物質の測定値が、実際に排ガスに含有されている粒子状物質の量より小さい値となり、その誤差が大きいという問題があった。
【０００６】
このような問題を解決するために、一方の端部に粒子状物質を検出するための貫通孔と一対の電極とを有するとともに他方の端部に配線の取出し部を有する一方向に長いセラミック製の粒子状物質検出装置を提案している（特願２００８−２４６４６１号）。この粒子状物質検出装置は、例えば、図１０Ａ、図１０Ｂに示すようなセラミック製の板状の粒子状物質検出装置２００である。粒子状物質検出装置６１は、検出装置本体６１の一方の端部６５に貫通孔６２が形成され、貫通孔６２を挟むようにして埋設された一対の電極を有するものである。そして、上記一対の電極間に電圧を印加し、貫通孔６２内に流入した排ガス中の粒子状物質を電気的に貫通孔内の壁面等に付着させ、貫通孔内の壁面等のインピーダンス等を測定することにより、粒子状物質の付着量等を検出するものである。そして、貫通孔６２が配設されている側の端部とは反対側の端部（他方の端部）６６に、上記一対の電極のなかの一方の電極に繋がる取出し端子６３が配設され、一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に、上記一対の電極のなかの他方の電極に繋がる取出し端子６４が配設されている。取り出し端子６３，６４は、外部からの電線を接続する部分である。図１０Ａは、粒子状物質検出装置を模式的に示す正面図である。図１０Ｂは、粒子状物質検出装置を模式的に示す側面図である。
【０００７】
上記粒子状物質検出装置を用いて粒子状物質を検出する方法としては、上記一対の電極に高電圧を印加して、貫通孔内にプラズマを発生させて粒子状物質を荷電し、荷電した粒子状物質を貫通孔の内壁面に付着させて粒子状物質の付着量等を検出する方法が一つの好ましい態様である。このとき、一対の電極に高電圧を印加するときには、上記一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取出し端子６４側を高電圧にすることが好ましい。そのため、高電圧用の電線を上記一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取出し端子６４に接続する必要があるが、自動車に搭載する場合、エンジンの振動が大きく、さらに接続部分が高温にさらされる可能性があるため、従来の単純な接続方法では使用時の振動によって電線が剥がれることがあるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、使用時の振動による高電圧電線の剥がれを防止することが可能であり、小型で測定誤差が小さく、安価に製造することが可能な粒子状物質検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明は、以下の粒子状物質検出装置を提供するものである。
【００１０】
［１］ 一方の端部に少なくとも一の貫通孔が形成された一方向に長い検出装置本体と、前記貫通孔を形成する壁の内部に埋設され、誘電体で覆われた少なくとも一対の電極と、前記一対の電極からそれぞれ前記検出装置本体の他方の端部に向かって延びる配線と、前記検出装置本体の他方の端部の表面に配設され、前記一対の電極のなかの一方の電極から延びる配線に接続された前記一方の電極の取り出し端子と、前記一方の端部と前記他方の端部との間の位置の表面に配設された、前記一対の電極のなかの他方の電極から延びる配線に接続された前記他方の電極の取り出し端子と、先端部分に電線固定用部材が配設され、前記電線固定用部材を介して前記他方の電極の取り出し端子に接合された電線を備え、前記他方の電極を高電圧側として、前記一対の電極に、それぞれの取り出し端子を通じて５０〜２００ｋＶ／ｃｍの電圧を印加して、前記貫通孔内に流入する流体に含有される粒子状物質を前記貫通孔の壁面に電気的に吸着させることが可能であり、貫通孔を形成する壁の電気的な特性の変化を測定することにより前記貫通孔の壁面に吸着された粒子状物質を検出することが可能な粒子状物質検出装置。
【００１１】
［２］ 前記電線固定用部材が、前記電線の先端部分を挟み込んで固定するように折り曲げられた金属板である［１］に記載の粒子状物質検出装置。
【００１２】
［３］ 前記電線固定用部材は、長方形の翼部と、前記翼部の長手方向における中央部分から前記翼部の長手方向に対して直交する方向に延びる長方形の胴部とを有するＴ字状の金属板が、前記翼部の長手方向の両端部が翼部の長手方向の中央に向かって折り返されるように折り曲げられた形状であり、折り曲げられた前記翼部と、翼部の中央部分との間に前記電線の先端部分が挟み込まれて固定された［２］に記載の粒子状物質検出装置。
【００１３】
［４］ 前記電線固定用部材が、接合用金属板を介して前記他方の電極の取り出し端子に接着された［２］又は［３］に記載の粒子状物質検出装置。
【００１４】
［５］ 前記電線固定用部材が、導電性接着剤を介して前記他方の電極の取り出し端子に接着された［２］又は［３］に記載の粒子状物質検出装置。
【００１５】
［６］ 前記電線固定用部材が、前記電線の先端部分を覆う金属ペーストであり、前記電線の先端部分が前記金属ペーストを介して前記他方の電極の取り出し端子に接合された［１］に記載の粒子状物質検出装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の粒子状物質検出装置によれば、貫通孔を形成する検出装置本体の壁の内部に少なくとも一対の電極が埋設され、その一対の電極に電圧を印加して貫通孔内に放電を起こし、その放電により貫通孔内に存在する粒子状物質を荷電することができ、その荷電した粒子状物質を電極に電気的に吸着させることが可能である。そのため、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスのなかの貫通孔内に流入した排ガスのみについてその粒子状物質の質量を測定することが可能となり、これにより、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスに含有される全ての粒子状物質を直接測定するのではなく、貫通孔内に流入した粒子状物質だけを測定することにより排ガス全体の粒子状物質量を推算することができる。そのため、粒子状物質検出装置を小型化することが可能となり、それにより、狭いスペースに設置することが可能となり、更に安価に製造することが可能となる。
【００１７】
また、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスの全流量が高流量の場合でも、その排ガス（粒子状物質）の一部だけを貫通孔内に導入するため、貫通孔内の粒子状物質を全て効果的に荷電することができ、誤差の少ない測定値を得ることが可能となる。
【００１８】
また、検出装置本体が一方向に長く形成され、その一方の端部に、貫通孔が形成されるとともに、少なくとも一対の電極が配設（埋設）されるため、貫通孔及び一対の電極の部分だけを高温の排ガスが流通する配管内に挿入し、他方の端部側を配管から外に出した状態にすることが可能となる。これにより、一対の電極の取り出し端子等の高温に曝さないことが望ましい部分を、配管の外に出した状態とすることが可能となり、精度の高い、安定した粒子状物質の検出を行うことが可能となる。
【００１９】
また、高電圧を印加する電極の取り出し端子である、検出装置本体の一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取り出し端子に、電線固定用部材を介して高電圧用の電線を接合しているため、電線固定用部材により電線を強固に所定の取り出し端子に接合することが可能となり、使用時の振動によっても剥離しないようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を模式的に示す正面図である。
【図１Ｂ】本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を模式的に示す側面図である。
【図２Ａ】図１Ａにおける電線と、一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取り出し端子との接合部分を拡大して示した模式図である。
【図２Ｂ】図１Ｂにおける電線と、一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取り出し端子との接合部分を拡大して示した模式図である。
【図３】図１Ｂに示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＡ−Ａ’断面を示す模式図である。
【図４】本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を構成する電線固定用部材を形成するＴ字状の金属板を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の粒子状物質検出装置の他の実施形態の、電線と、一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取り出し端子との接合部分を正面から見たときの拡大模式図である。
【図６】図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＢ−Ｂ’断面を示す模式図である。
【図７】図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＣ−Ｃ’断面を示す模式図である。
【図８】図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＤ−Ｄ’断面を示す模式図である。
【図９】図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＥ−Ｅ’断面を示す模式図である。
【図１０Ａ】粒子状物質検出装置を模式的に示す正面図である。
【図１０Ｂ】粒子状物質検出装置を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００２２】
図１Ａは、本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を模式的に示す正面図であり、図１Ｂは、本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を模式的に示す側面図である。また、図２Ａは、図１Ａにおける電線２１と、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された取り出し端子１１ａとの接合部分２２を拡大して示した模式図である。図２Ｂは、図１Ｂにおける電線２１と、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された取り出し端子１１ａとの接合部分２２を拡大して示した模式図である。図３は、図１Ｂに示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＡ−Ａ’断面を示す模式図である。
【００２３】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ及び図３に示すように、一方の端部１ａに少なくとも一の貫通孔２が形成された一方向に長い検出装置本体１と、貫通孔２を形成する壁の内部に埋設され、誘電体で覆われた一対の電極１１，１２と、一対の電極１１，１２からそれぞれ検出装置本体１の他方の端部１ｂに向かって延びる配線１１ｂ、１２ｂと、検出装置本体１の他方の端部１ｂの表面に配設され、一対の電極１１，１２のなかの一方の電極１２から延びる配線１２ｂに接続された一方の電極１２の取り出し端子１２ａと、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された、一対の電極１１，１２のなかの他方の電極１１から延びる配線１１ｂに接続された他方の電極１１の取り出し端子（以下、「高電圧端子」と称することがある。）１１ａと、先端部分３２に電線固定用部材３１が配設され、電線固定用部材３１を介して他方の電極１１の取り出し端子１１ａに接合された電線２１を備えるものである。そして、本実施形体の粒子状物質検出装置１００は、他方の電極１１を高電圧側として、一対の電極１１，１２に、それぞれの取り出し端子１１ａ，１２ａを通じて５０〜２００ｋＶ／ｃｍの電圧を印加して、貫通孔２内に流入する流体に含有される粒子状物質を貫通孔２の壁面に電気的に吸着させることが可能であり、貫通孔２を形成する壁の電気的な特性の変化を測定することにより貫通孔２の壁面に吸着された粒子状物質を検出することができる。
【００２４】
ここで、貫通孔２は少なくとも一つ形成されている必要があり、２以上であってもよい。また、一対の電極は少なくとも一対備えることが必要であり、二対以上であってもよい。本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、一対の電極１１，１２が検出装置本体１の内部に埋設されており、検出装置本体１が誘電体から形成されることにより、一対の電極１１，１２がそれぞれ誘電体で覆われた状態となっている。これにより、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、貫通孔２内に排ガス等を通過させて、排ガス中に含有される粒子状物質を検出することができる。
【００２５】
これにより、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスのなかの貫通孔内に流入した排ガスのみについてその粒子状物質の質量を測定することが可能となり、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスに含有される全ての粒子状物質を直接測定するのではなく、貫通孔内に流入した粒子状物質だけを測定することにより排ガス全体の粒子状物質量を推算することができるので、粒子状物質検出装置を小型化することが可能となり、それにより、狭いスペースに設置することが可能となり、更に安価に製造することが可能となる。また、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスの全流量が高流量の場合でも、その排ガス（粒子状物質）の一部だけを貫通孔内に導入するため、貫通孔内の粒子状物質を全て効果的に荷電することができ、誤差の少ない測定値を得ることが可能となる。また、検出装置本体が一方向に長く形成され、その一方の端部に、貫通孔が形成されるとともに、少なくとも一対の電極が配設（埋設）されるため、貫通孔及び一対の電極が配設される部分だけを高温の排ガスが流通する配管内に挿入し、他方の端部側を配管から外に出した状態にすることが可能となる。これにより、一対の電極の取り出し端子等の高温に曝さないことが望ましい部分を、配管の外に出した状態とすることが可能となり、精度の高い、安定した粒子状物質の検出を行うことが可能となる。また、高電圧を印加する電極１１の取り出し端子である、検出装置本体１の一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された取り出し端子（高電圧端子）１１ａに、電線固定用部材３１を介して高電圧用の電線２１を接合しているため、電線固定用部材３１により電線２１を強固に所定の取り出し端子（高電圧端子１１ａ）に接合することが可能となり、使用時の振動によっても剥離しないようにすることが可能となる。
【００２６】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、上記のように、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された、一対の電極１１，１２のなかの他方の電極１１から延びる配線１１ｂに接続された高電圧端子１１ａと、先端部分３２に電線固定用部材３１が配設され、電線固定用部材３１を介して高電圧端子１１ａに接合された電線２１を備えるものである。高電圧を印加する電線２１を高電圧端子１１ａに、ろう付けや溶接によって直接接合しようとすると、ろう付けの場合は両者の熱膨張係数の違いによって接着部が解離する問題があり、溶接の場合は高電圧端子１１ａ周辺の検出装置本体表面が傷つくという問題がある。ここで、ろう付けとは接合する部材（母材）よりも融点の低い合金（ろう）を溶かして一種の接着剤として用いる事により、母材自体を溶融させずに部材を接合させる方法を意味し、溶接とは２つ以上の部材を溶融・一体化させるために、接合箇所が連続性を持つように部材を加熱したり圧力を加え接合部を融合させる方法を意味する。これに対し、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、電線２１の先端部分３２に電線固定用部材３１を配設し、その電線固定用部材３１を高電圧端子１１ａに接着させるため、上記熱膨張係数の違いによる接着部の解離及び検出装置本体表面の傷つきの問題は無く、電線２１と高電圧端子１１ａとを強固に接合することが可能となる。これにより、使用時の振動による高電圧電線（電線２１）の剥がれを防止することが可能となる。
【００２７】
電線固定用部材３１と高電圧端子１１ａとの接着方法としては、電線固定用部材３１が接合用金属板３３を介して高電圧端子１１ａに接着される方法が好ましい。このとき、接合用金属板３３が高電圧端子１１ａにろう付けにより接着され、電線固定用部材３１が接合用金属板３３に溶接により接着されていることが好ましい。これにより、電線を、高電圧端子に強固に接合することができる。電線固定用部材３１を接合用金属板３３に溶接する方法は、スポット溶接が好ましい。接合用金属板３３を高電圧端子１１ａにろう付けにより接着するのは、熱膨張係数の整合する材料を選定できる利点があるからである。接合用金属板３３を高電圧端子１１ａに溶接により接着すると、高電圧端子１１ａが傷付くことがある。また、電線固定用部材３１を接合用金属板３３に溶接により接着するのは、接合強度を強固に出来る利点があるからである。電線が固定された電線固定用部材３１を接合用金属板３３にろう付けにより接着すると、ろう付け時に電線を高温に曝す必要があり、このとき電線の絶縁被膜が劣化することがある。
【００２８】
接合用金属板３３の材質としては、コバール、ステンレス、鉄、ニッケル、白金、銅、金、モリブデン、及びタングステン等を挙げることができる。これらの中でも、アルミナ素子との熱膨張係数が近いという点より、コバールが好ましい。接合用金属板３３の厚さは、５０〜３００μｍが好ましい。接合用金属板３３の大きさは、高電圧端子１１ａの面積の５０〜１５０％であることが好ましい。接合用金属板３３の形状は、特に限定されないが、四角形等の多角形、円形、楕円形等が好ましく、高電圧端子１１ａの形状と同じであることが更に好ましい。
【００２９】
また、電線固定用部材と高電圧端子との接着方法は、電線固定用部材が、導電性接着剤を介して高電圧端子に接着される方法であってもよい。この場合、導電性接着剤としては、ニッケルあるいはアルミニウム等の金属粉が配合された接着剤等を挙げることができる。尚、電線固定用部材と高電圧端子との接着方法としては、導電性接着剤を用いる方法より、上記接合用金属板を用いる方法のほうがより好ましい。
【００３０】
電線固定用部材３１は、電線２１の先端部分３２を挟み込んで固定するように折り曲げられた金属板３１ａであることが好ましい。電線２１の先端部分３２を金属板３１ａで挟みこんで固定することにより、電線２１を電線固定用部材３１で強固に固定することができる。電線固定用部材３１は、金属板３１ａを、電線２１の先端部分３２を挟み込んで固定するように折り曲げたものであることが好ましい。「金属板３１ａを、電線２１の先端部分３２を挟み込んで固定するように折り曲げる」とは、金属板３１ａを折り曲げて、折り重なる金属板の間に電線２１を挟み、電線２１を、折り重なる金属板で押さえつけることにより固定した状態を意味する。換言すれば、電線２１を金属板３１ａで「かしめる」ことにより固定するということもできる。金属板３１ａの厚さは、５０〜５００μｍが好ましい。
【００３１】
電線固定用部材３１の材質としては、ステンレス、コバール、鉄、ニッケル、白金、銅、金、モリブデン、及びタングステン等を挙げることができる。これらの中でも、強度、耐腐食性の点より、ステンレスが好ましい。電線固定用部材３１の、折り曲げた後の高電圧端子に接着した状態での大きさは、高電圧端子１１ａの大きさの８０〜１３０％であることが好ましい。このような範囲であることにより、電線固定用部材３１を強固に高電圧端子１１ａに接着することができる。また、電線固定用部材３１の折り曲げる前の金属板の状態での大きさは、高電圧端子１１ａの大きさの１００〜２００％であることが好ましい。このような範囲であることにより、電線固定用部材３１を折り曲げたときに、上記「折り曲げた後の高電圧端子に接着した状態での大きさの好ましい範囲」を得ることができる。
【００３２】
また、電線固定用部材３１は、図４に示すような、長方形の翼部４２と、翼部４２の長手方向における中央部分から翼部４２の長手方向に対して垂直な方向に延びる長方形の胴部４３とを有するＴ字状の金属板４１が、図２Ａ、図２Ｂに示すように、翼部４２の長手方向の両端部４２ａ，４２ａが翼部４２の長手方向の中央に向かって折り返されるように折り曲げられた形状であることが好ましい。そして、翼部４２の折り曲げられた部分と、翼部４２の中央部分との間に電線２１の先端部分３２が挟み込まれて固定されていることが好ましい。図４に示すように、Ｔ字状の金属板４１は、同一平面上において、長方形の翼部４２から長方形の胴部４３が延びるように形成されている。図４は、本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を構成する電線固定用部材３１を形成するＴ字状の金属板４１を模式的に示す平面図である。
【００３３】
電線固定用部材３１を、Ｔ字状の金属板４１の翼部４２を折り曲げて形成するため、容易に手早く形成できる利点がある。尚、電線固定用部材３１の折り曲げる前の平面形状は、Ｔ字状が好ましいが、Ｔ字状に限定されるものではなく、四角形等の多角形、Ｈ字状（折りたたんで接合する箇所が２箇所あるもの）等のいずれの形状でもよい。
【００３４】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、電線固定用部材３１がＴ字状の金属板４１から形成されているが、図５に示すように、電線固定用部材３１が、電線２１の先端部分３２を覆う金属ペースト５１であり、電線２１の先端部分３２が金属ペースト５１を介して高電圧端子（他方の電極の取り出し端子）１１ａに接合されていてもよい。金属ペースト５１としては、銀、及び白金ペースト等を用いることができる。金属ペーストを電線固定用部材として用いる場合、金属ペーストを塗布した後に加熱炉に入れ、金属ペースト部分を１００℃条件化で１時間加熱乾燥させることで、所望の接着強度を得ることが出来る。図５は、本発明の粒子状物質検出装置の他の実施形態の、電線２１と、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された取り出し端子１１ａとの接合部分２２を正面から見たときの拡大模式図である。尚、本実施形態の粒子状物質検出装置は、電線固定用部材３１として金属ペースト５１を用いた以外は、本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態と同様である。
【００３５】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００において、電線２１は、導体からなる導線部２３と導線部２３の外周を覆う絶縁体からなる絶縁被膜２４とを備えるものである。導線部２３の一方の端部には、高電圧端子１１ａに電気的に接続されるために、絶縁被膜２４が配設されておらず、この絶縁被膜２４が配設されていない部分が、先端部分３２である。尚、電線２１の高電圧端子１１ａに接合された端部に対して反対側の端部は、使用時に、高電圧電源、インピーダンスを測定する測定部等に接続されることが好ましい。先端部分３２の長さは、高電圧端子１１ａの幅の３０〜２００％であることが好ましい。「高電圧端子１１ａの幅」とは、電線２１を高電圧端子１１ａに接合した状態において、電線２１の長手方向における高電圧端子１１ａの長さを意味する。また、先端部分３２は、電線２１を高電圧端子１１ａに接合したときに、その先端が高電圧端子１１ａからはみ出さないことが好ましい。導線部２３の材質、太さ、及び絶縁被膜２４の材質、厚さは、５０〜２００ｋＶ／ｃｍの電圧を印加するのに適した通常の値であればよい。例えば、導線部２３の材質としては、ニッケル、銅等を挙げることができる。また、導線部２３の長手方向に直交する断面の形状は、特に限定されないが、長方形、円形、楕円形等が好ましい。また導線部２３の太さは、断面積が０．１〜１．０ｍｍ２であることが好ましい。また、絶縁被膜２４の材質は、マイカガラステープ、純度９０％以上のシリカヤーン、ポリイミドテープ等を挙げることができる。また、絶縁被膜２４の厚さは、０．２〜１．０ｍｍが好ましい。また、電線２１の長さは、１５〜３０ｃｍが好ましい。
【００３６】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、検出装置本体１の他方の端部１ｂに、一対の電極１１，１２のなかの一方の電極１２の取り出し端子が配設されている。取り出し端子は、粒子状物質検出装置１００の検出装置本体１に配設された電極に電気的に接続され、外部からその電極に電圧を印加するための電源等からの電線を接続する部分である。粒子状物質検出装置１００は、一対の電極１１，１２、加熱部１３、接地電極１４等に、それぞれ独立して接続された複数の取り出し端子（取り出し端子１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ）を有している。図１Ｂに示す本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、電極１２の取り出し端子１２ａが、検出装置本体１の他方の端部１ｂに配設されている。このように、一対の電極１１，１２のなかの一方の電極の取り出し端子を、検出装置本体１の他方の端部１ｂに配設することにより、貫通孔及び一対の電極が配設される部分（一方の端部１ａ）と取り出し端子との間隔を大きくとることができるため、貫通孔等が配設される一方の端部１ａだけを高温の排ガスが流通する配管内に挿入し、取り出し端子１２ａが配設されている他方の端部１ｂ側を配管から外に出した状態にすることが可能となる。取り出し端子１２ａを高温にすると、粒子状物質の検出精度が低下し、安定した検出が行い難くなることがあったり、長期にわたって使用した場合に電気端子と外部に接続するためのハーネスとの接点不良が発生し測定不能になるため、取り出し端子１２ａを配管の外に出し、高温に曝されない状態とすることにより、精度の高い、安定した粒子状物質の検出を行うことが可能となる。
【００３７】
検出装置本体１の他方の端部１ｂに配設された取り出し端子１２ａは、図１Ｂに示すように、検出装置本体１の他方の端部１ｂの側面に、長手方向に延びるように配置されていることが好ましい。また、取り出し端子１２ａは、検出装置本体１の他方の端部１ｂにおける側面の、幅方向における一方の端部に配置されていることが好ましい。また、図１Ｂにおいては、検出装置本体１の他方の端部１ｂは、幅が狭くなっているが、他方の端部１ｂの幅は、このように狭くなっていてもよいし、狭くなっていなくてもよい。取り出し端子１２ａの形状及び大きさは、特に限定されるものではない。例えば、幅０．１〜２．０ｍｍ、長さ０．５〜２０ｍｍの帯状であることが好ましい。取り出し端子１２ａの材質としては、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等を挙げることができる。
【００３８】
一対の電極１１，１２の中の他方の電極１１の取り出し端子（高電圧端子）１１ａを、検出装置本体１の一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置に配設することが好ましい。これにより、一方の電極１２の取り出し端子（取り出し端子１２ａ）と、他方の電極１１の取り出し端子（取り出し端子１１ａ）とを、間隔を開けて配設することになり、それにより、一対の電極１１，１２間に電圧を印加するために、取り出し端子１１ａを高電圧側として、取り出し端子１１ａと取り出し端子１２ａとの間に電圧を印加したときに、検出装置本体１の表面に沿面放電が生じることを防止することができる。ここで、本実施形態において、「検出装置本体の一方の端部」というときは、検出装置本体の一方の先端部分１ｃから、検出装置本体１の全長の３０％の長さに相当する位置までの範囲をいう。また、「検出装置本体の他方の端部」というときは、検出装置本体の他方の先端部分１ｄから、検出装置本体１の全長の３０％の長さに相当する位置までの範囲をいう。従って、検出装置本体１の一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置とは、検出装置本体１から、上記一方の端部１ａと他方の端部１ｂの範囲を除いた部分ということになる。本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、取り出し端子１１ａと取り出し端子１２ａとの間の距離が、５〜１００ｍｍであることが好ましく、１０〜７０ｍｍであることが更に好ましい。５ｍｍより短いと沿面放電による短絡がしやすくなることがあり、１００ｍｍより長いと、取り出し端子１１ａが配管の外に位置するように、粒子状物質検出装置１００の検出装置本体１を配管等に装着したときに、検出装置本体１の配管の外側に突き出る部分が長くなりすぎ、検出装置本体１を狭い空間に取り付けることが難しくなることがある。
【００３９】
また、検出装置本体１の一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置に配設した取り出し端子１１ａと、貫通孔２との間の距離は、１０ｍｍ以上であることが好ましく、２０ｍｍ以上であることが更に好ましい。１０ｍｍより短いと、粒子状物質検出装置１００を、貫通孔２の部分が配管内に挿入されるように、配管に装着したときに、配管内を流通する高温の排ガスの熱が取り出し端子１１ａに影響を及ぼしやすくなることがある。
【００４０】
取り出し端子（高電圧端子）１１ａの形状及び大きさは、特に限定されるものではないが、例えば、幅０．５〜３ｍｍ、長さ０．５〜３ｍｍの四角形等の多角形状であることが好ましい。取り出し端子１１ａの材質としては、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ステンレス、コバール等を挙げることができる。
【００４１】
粒子状物質を検出する方法は、貫通孔を形成する壁の電気的な特性の変化を測定することにより貫通孔の壁面に吸着された粒子状物質を検出ものである。具体的には、例えば、一対の電極１１，１２間の静電容量等から計算されるインピーダンスを測定し、インピーダンスの変化から吸着された粒子状物質の質量を算出し、排ガス中の粒子状物質を検出する方法を挙げることができる。従って、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、取り出し端子１１ａ，１２ａに接続された、電極１１，１２間のインピーダンスを測定する測定部を更に備えることが好ましい。測定部としては、静電容量だけでなく、インピーダンス計測可能なＬＣＲメーターやインピーダンスアナライザ等を挙げることができる。尚、上記電極１１，１２間のインピーダンスを測定する代わりに、貫通孔の壁の電気的な特性の変化を測定するための他の一対の電極を貫通孔内に配設し、その一対の電極間のインピーダンスを測定するようにしてもよい。
【００４２】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００において、検出装置本体１は、一方向に長く形成され、その長手方向の長さは、特に限定されないが、排ガス配管に挿入した時に排ガス中の粒子状物質を効率よくサンプリングできる長さであることが好ましい。本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、上記長手方向の一方の端部１ａに貫通孔２が形成されている。また、検出装置本体１の厚さ（「検出装置本体の長手方向」及び「ガスの流通方向」の両方に垂直な方向（厚さ方向）における長さ）は、特に限定されないが、例えば、０．５〜３ｍｍ程度が好ましい。ここで、「検出装置本体１の厚さ」というときは、上記厚さ方向において最も厚い部分の厚さをいう。また、検出装置本体１の、貫通孔２にガスが流通するときの流通方向における長さ（ガス流通方向の長さ）は、特に限定されないが、例えば、２〜２０ｍｍ程度が好ましい。そして、検出装置本体１の長手方向長さは、検出装置本体１の厚さの１０〜１００倍であることが好ましく、検出装置本体１のガス流通方向の長さの３〜１００倍であることが好ましい。検出装置本体１の形状は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、長手方向に直行する断面形状が長方形の板状であってもよいし、当該断面形状が円形、楕円形等の棒状であってもよいし、一方向に長い形状であれば、その他の形状であってもよい。検出装置本体１の材質は、アルミナ、コージェライト、ムライト、ガラス、ジルコニア、マグネシア、及びチタニアからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。そして、熱衝撃性に優れるため、コージェライトが更に好ましい。これらの材質はいずれも誘電体であるため、電極１１，１２を検出装置本体１の内部に埋設することにより、誘電体に覆われた電極１１，１２を形成することが可能となる。そして、粒子状物質検出装置１００が、優れた耐熱性、耐絶縁破壊特性等を有するものとなる。ここで、本実施形態において、「誘電体」とは、導電性よりも誘電性が優位である物質で、直流電圧に対して絶縁体として振舞う物質のことをいう。
【００４３】
図３に示すように、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、貫通孔２を形成する壁の内部に一対の電極１１，１２が埋設されており、貫通孔２を挟むようにして誘電体で覆われた電極１１，１２が配置された状態になっている。これにより、電極１１，１２間に所定の電圧を印加することにより、貫通孔２内に放電を起こすことが可能となる。尚、電極としては、少なくとも一対配設されていることが必要であり、二対以上配設されてもよい。また、電極は、貫通孔２を形成する壁の内部に埋設されていればよく、図３に示すように貫通孔２を挟むように配設されていることが好ましいが、壁の電気的特性を検知でき、貫通孔２内に放電を起こせれば、貫通孔２を取り囲む壁のどの位置に一対の電極が配設されてもよい。また、複数対の電極を配設し、異なる対の電極により、放電と電気的特性の検知とを別々に行ってもよい。放電の種類としては、無声放電、ストリーマ放電、及びコロナ放電からなる群から選択される一種であることが好ましい。このような放電を生じさせるため、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、取り出し端子１１ａ，１２ａに接続された、放電用の電源を更に備えることが好ましい。放電用の電源としては、高電圧の交流電源、直流電源等が好ましい。また、放電させるために印加する電圧としては、パルス電圧、矩形波等の交流電圧、等の電圧が好ましい。また、印加する電圧の条件としては、ギャップ、ガス温度によって変わるが５０〜２００ｋＶ／ｃｍが好ましい。また、電圧を印加するときの、電力は、０．１〜１０Ｗが好ましい。
【００４４】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、貫通孔２内に流入する流体に含有される粒子状物質が荷電されていない場合に、貫通孔２内に放電を起こすことにより、粒子状物質を荷電して、貫通孔２の壁面に荷電した粒子状物質を電気的に吸着させることができる。そして、貫通孔２内に流入する流体に含有される粒子状物質が、貫通孔２内に流入する前から既に荷電されている場合には、貫通孔２内の放電により改めて荷電させる必要がないため、貫通孔２内に放電を起こすことなく、貫通孔２の壁面にその荷電されている粒子状物質を電気的に吸着させることができる。貫通孔２内に放電を起こして粒子状物質を荷電させる場合には、荷電した粒子状物質は、放電中に、その荷電した粒子状物質の極性に対して反対の極性を有する電極側に電気的に引き寄せられ、壁面に吸着される。これに対し、粒子状物質が貫通孔２内に流入する前から荷電されている場合には、電極１１，１２間に、所定の条件の電圧を印加し、荷電している粒子状物質の極性に対して反対の極性を有する電極側に電気的に引き寄せられるようにする。ここで、粒子状物質が貫通孔２内に流入する前から荷電されている場合に、電極１１，１２間に印加する電圧の条件は、４〜４０ｋＶ／ｃｍであることが好ましい。
【００４５】
電極１１，１２の形状及び大きさは、特に限定されるものではなく、貫通孔２内に放電を起こすことが可能であればよい。例えば、形状としては、長方形、円形、長円形等を挙げることができる。また、電極１１，１２の大きさは、例えば、貫通孔２の、側面から見たときの面積の７０％以上であることが好ましい。
【００４６】
電極１１，１２の厚さは特に限定されず、貫通孔２内に放電を起こすことが可能であればよい。例えば、５〜３０μｍであることが好ましい。電極１１，１２の材質としては、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｗ等を挙げることができる。
【００４７】
一対の電極のなかの一方の電極（電極１１）と貫通孔２との間の距離、及び他方の電極（電極１２）と貫通孔２との間の距離は、５０〜５００μｍであることが好ましく、１００〜３００μｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより、効果的に貫通孔内に放電を生じさせることができる。電極１１及び電極１２と、貫通孔２との間の距離は、電極１１を覆う誘電体及び電極１２を覆う誘電体の、貫通孔２に面する部分の厚さということになる。
【００４８】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、図６に示すように、電極１１には、検出装置本体１の長手方向に延びる配線１１ｂが接続されて居り、配線１１ｂが、その先端（電極１１に接続されていない側の先端）部分で、図１Ｂに示す取り出し端子（高電圧端子）１１ａに層間接続（ビア接続）されている。また、図７に示すように、検出装置本体１の一方の端部１ａに貫通孔２が形成されている。ここで、図６は、図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＢ−Ｂ’断面を示す模式図であり、図７は、図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＣ−Ｃ’断面を示す模式図である。
【００４９】
また、図８に示すように、電極１２には検出装置本体１の長手方向に延びる配線１２ｂが接続され、配線１２ｂは、図１Ｂに示す取り出し端子１２ａに層間接続されている。ここで、図８は、図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＤ−Ｄ’断面を示す模式図である。
【００５０】
配線１１ｂ及び配線１２ｂの幅は、特に限定されず、例えば、０．２〜１ｍｍ程度が好ましい。また、配線１１ｂ及び配線１２ｂの厚さは、特に限定されず、例えば、５〜３０μｍ程度が好ましい。また、配線１１ｂ及び配線１２ｂの材質としては、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｗ等を挙げることができる。
【００５１】
図３、図６〜図８に示すように、本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、一対の電極１１，１２から延びるそれぞれの配線１１ｂ、１２ｂの間に挟まれる位置に、帯状の接地電極１４が配設されていることが好ましい。接地電極とは、接地されている電極である。接地電極１４が配設される範囲は、一方の配線（例えば配線１１ｂ）から他方の配線（例えば配線１２ｂ）へと流れる電流を妨げることができる範囲であることが好ましく、少なくとも一方の配線を、接地電極１４に対して垂直方向に移動させて接地電極１４に重ね合わせたときに、当該配線の長さの９５％以上が接地電極１４と重なることが好ましい。更に、接地電極１４が、検出装置本体１の長手方向及び幅方向の両方に平行な平面内に配置されていることが好ましい。また、接地電極１４の幅が、検出装置本体１の幅の７０〜９５％であり、接地電極１４の長さが、検出装置本体１の長さの５０〜９５％であることが好ましく、接地電極１４の幅が、検出装置本体１の幅の８０〜９０％であり、接地電極１４の長さが、検出装置本体１の長さの７０〜９０％であることが更に好ましい。これにより、更に効果的に、一方の配線から他方の配線へと流れる電流を妨げることができる。ここで、「接地電極１４の幅」というときは、貫通孔２の貫通方向（流体の流通方向）における、接地電極１４の長さをいい、「検出装置本体１の幅」というときは、貫通孔２の貫通方向（流体の流通方向）における、検出装置本体１の長さをいう。また、図４に示すように、検出装置本体１の一方の端部１ａに貫通孔２が形成され、検出装置本体１の内部には、貫通孔２から他方の端部１ｂ側に向かって帯状に延びる接地電極１４が埋設されている。
【００５２】
本実施形態の粒子状物質検出装置は、一対の電極間の所定の電気的特性を検知することにより、貫通孔を形成する壁の電気的特性の変化を測定し、貫通孔の壁面に吸着した粒子状物質を検出するものであるが、一対の電極間の所定の電気的特性を検知するときには、一対の電極に接続されるとともに誘電体に埋設された２本の配線間の当該所定の電気的特性も合わせて検知することになる。つまり、得られる測定値としては、一対の電極と２本の配線との両方により検知された値となる。このような２本の配線間の当該所定の電気的特性の影響が大きい場合には、貫通孔を形成する壁の電気的特性が変化し、その変化が一対の電極により検知されたとしても、同時に一対の電極に接続された当該２本の配線間の電気的特性も測定していることになるため、貫通孔を形成する壁の電気的特性の変化を正確に測定することができないという問題がある。本実施形態の粒子状物質検出装置は、上記一対の電極のそれぞれから延びる配線の影響を接地電極により抑制しながら、上記一対の電極間の電気的特性を検知することができるため、上記配線の影響による測定誤差の問題を解決することができる。これにより、貫通孔を形成する壁の電気的な特性の変化を精度良く測定することが可能となる。
【００５３】
接地電極を必ずしも有さなくてもよいが、接地電極を有さない場合には、一対の電極に電圧を印加したときに、一対の電極の一方に接続された一方の配線から、一対の電極の他方に接続された他方の配線へと、２本の配線の間に挟まれた誘電体を通じて電流が流れることにより、２本の配線間の電気的特性が検知される。これに対し、本実施形態の粒子状物質検出装置は、２本の配線間に接地電極が配設されているため、一方の配線から接地電極に電流が流れ、一方の配線から他方の配線への電流の流れは生じない。そのため、一方の配線と他方の配線との間の電気的特性は検知されず、一対の電極に電圧を印加したときには、一対の電極間に位置する貫通孔を形成する壁の電気的特性のみを検知することができる。
【００５４】
接地電極１４の形状は、特に限定されず、長方形、長円形等を挙げることができる。また、接地電極１４の厚さは特に限定されず、一方の配線から他方の配線へと流れる電流を妨げることが可能であればよい。例えば、１０〜２００μｍであることが好ましい。接地電極１４の材質としては、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ステンレス、コバール等を挙げることができる。
【００５５】
接地電極１４と配線１１ｂとの間の距離、及び接地電極１４と配線１２ｂとの間の距離は、それぞれ１００〜５００μｍであることが好ましく、１５０〜２５０μｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより、効果的に一方の配線から他方の配線へと流れる電流を妨げることができる。
【００５６】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、図７に示すように、接地電極１４には、検出装置本体１の長手方向に延びる配線１４ｂが接続されて居り、配線１４ｂが、その先端（接地電極１４に接続されていない側の先端）部分で、図１Ｂに示す取り出し端子１４ａに層間接続（ビア接続）されている。
【００５７】
配線１４ｂの幅は、特に限定されず、例えば、０．２〜１ｍｍ程度が好ましい。また、配線１４ｂの厚さは、特に限定されず、例えば、５〜３０μｍ程度が好ましい。また、配線１４ｂの材質としては、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｗ等を挙げることができる。
【００５８】
図３及び図９に示すように、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、貫通孔２の壁面（検出装置本体１の側面に並行する壁面）に沿うようにして検出装置本体１の内部に配設（埋設）された加熱部１３を更に備えることが好ましい。加熱部１３により、電極に吸着された粒子状物質を加熱酸化させることができ、また、粒子状物質の質量測定時等において、貫通孔２の内部空間を所望の温度に調節し、貫通孔を形成する壁の電気的な特性の変化を安定的に測定するための温調を行うことができる。加熱部１３は、幅広のフィルム状であってもよいが、図９に示すように、線状の金属材料を、波状に配置し、先端部分でＵ−ターンするように配置したものであることが好ましい。このような形状にすることにより、貫通孔内部を均一に過熱することが可能となる。加熱部１３の材質としては、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｗ等を挙げることができる。加熱部１３は、貫通孔２の壁面に沿うようにして検出装置本体１の内部に埋設されることが好ましいが、図７に示すように、貫通孔２が配置されている位置だけでなく、更に検出装置本体１の他方の端部１ｂ側に延びるように形成されていてもよい。これにより、貫通孔内部と貫通孔付近との温度差を小さくでき、急加熱しても素子の破損が起きにくいという利点がある。加熱部１３により、貫通孔２の内部空間の温度を６５０℃まで上昇できることが好ましい。図９は、図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＥ−Ｅ’断面を示す模式図である。
【００５９】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、一対の電極１１，１２のなかの少なくとも一方の電極の、貫通孔が形成されている側に対して反対側の位置に、少なくとも一の加熱部１３が配設されていることが好ましい。図３に示す本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、電極１２の貫通孔２が形成されている側に対して反対側の位置に、加熱部１３が配設されている。このように、加熱部１３が、一対の電極１１，１２のなかの少なくとも一方の電極の、貫通孔が形成されている側に対して反対側の位置に配設されていることにより、加熱部１３の影響を受けることなく、一対の電極１１，１２により、貫通孔２を形成する壁の電気的な特性の変化を測定しやすくなる。図３においては、加熱部１３は一つであるが、電極１２の貫通孔２が配設されている側に対して反対側の位置に複数配設されてもよい。また、図３においては、一対の電極のなかの一方の電極（電極１２）の、貫通孔２が配設されている側に対して反対側の位置に加熱部１３が配設されているが、一対の電極１１，１２のそれぞれの（両方の）、貫通孔２が形成されている側に対して反対側の位置に、少なくとも一の加熱部１３が配設されることも好ましい。加熱部１３の配置及び数は、温度調節、捕集した粒子状物質の酸化除去等の目的を達成するために必要な配置及び数とすることができる。
【００６０】
図９に示すように、加熱部１３は、配線１３ｂ，１３ｂに接続され、配線１３ｂ，１３ｂは、それぞれ図１Ｂに示す取り出し端子１３ａ，１３ａに層間接続されている。加熱部１３の取り出し端子１３ａも、電極１１，１２の取り出し端子１１ａ，１２ａの場合と同様に、検出装置本体１の一方の端部１ａ側が加熱されたときの熱の影響を回避するために、検出装置本体１の他方の端部１ｂに配設されることが好ましい。図１Ｂにおいては、取り出し端子１２ａが、検出装置本体１の側面においてその幅方向における一方の端縁に配置され、取り出し端子１３ａ，１３ａが、取り出し端子１２ａの横に、２本が並ぶように配置されているが、取り出し端子１２ａ及び取り出し端子１３ａ，１３ａの配置は、このような配置に限定されるものではない。
【００６１】
加熱部１３が線状である場合、その線の幅は、特に限定されず、例えば、０．０５〜１ｍｍ程度が好ましい。また、加熱部１３の厚さは、特に限定されず、例えば、５〜３０μｍ程度が好ましい。配線１３ｂの幅は、特に限定されず、例えば、０．７〜４ｍｍ程度が好ましい。また、配線１３ｂの厚さは、特に限定されず、例えば、５〜３０μｍ程度が好ましい。加熱部１３に対応する取り出し端子１３ａの幅は、特に限定されず、例えば、０．１〜２ｍｍ程度が好ましい。また、取り出し端子１３ａの厚さは、特に限定されず、例えば、５〜１０００μｍ程度が好ましい。配線１３ｂ及び取り出し端子１３ａの材質としては、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ステンレス、コバール等を挙げることができる。
【００６２】
また、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、電極に吸着された粒子状物質を、一対の電極１１，１２に電圧を印加して貫通孔２内に放電を起こして、酸化除去することができるものであることが好ましい。粒子状物質を酸化除去する場合の放電を生じさせる条件としては、電界強度が１０〜２００ｋＶ／ｃｍであり、エネルギー投入量が、被処理物質に対して０．０５〜１０Ｊ／μｇであることが好ましい。
【００６３】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、加熱部１３の取り出し端子１３ａに接続された、加熱用電源を更に備えることが好ましい。加熱用電源としては、定電流電源等を挙げることができる。
【００６４】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００において、貫通孔２の形状、及び大きさは特に限定されず、排ガスを通過させ、粒子状物質の量を測定できるものであればよい。例えば、貫通孔２の、検出装置本体の長手方向における長さは、２〜２０ｍｍ程度が好ましく、貫通孔２の、電極１１，１２で挟まれる部分の幅（検出装置本体の長手方向、及びガスの流通方向の両方に垂直な方向における長さ）は、０．３〜３ｍｍ程度が好ましい。このような範囲とすることにより、粒子状物質を含む排ガスを貫通孔２内に十分に流通させることができ、更に、貫通孔２内に粒子状物質を荷電するために効果的な放電を起こすことが可能となる。
【００６５】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、検出装置本体１が、複数のテープ状セラミック（セラミックシート）が積層されてなるものであることが好ましい。これにより、複数のテープ状セラミックを、それぞれの間に各電極、配線等を挟みながら積層して粒子状物質検出装置１００を作製することができるため、本実施形態の粒子状物質検出装置１００を効率的に製造することが可能となる。
【００６６】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、貫通孔２内を通過する粒子状物質が、ディーゼルエンジンより排出される煤であるときに、特にその効果を発揮させることができる。
【００６７】
次に、本実施形態の粒子状物質検出装置１００の製造方法について説明する。
【００６８】
（成形原料の調製）
アルミナ、コージェライト化原料、ムライト、ガラス、ジルコニア、マグネシア、及びチタニアからなる群から選択される少なくとも一種のセラミック原料（誘電体原料）と、成形原料として使用する他の成分とを混合し、スラリー状の成形原料を調製する。セラミック原料（誘電体原料）としては、上記原料が好ましいが、これに限定されるものではない。他の原料としては、バインダー、可塑剤、分散剤、分散媒等を使用することが好ましい。
【００６９】
バインダーとしては、特に限定されるものではないが、水系バインダー、非水系バインダーのどちらでもよく、水系バインダーとしてはメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド等を好適に使用でき、非水系バインダーとしてはポリビニルブチラール、アクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等を好適に使用することができる。アクリル系樹脂としては、（メタ）アクリル樹脂、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等を挙げることができる。
【００７０】
バインダーの添加量は、誘電体原料１００質量部に対して、３〜２０質量部であることが好ましく、６〜１７質量部であることが更に好ましい。このようなバインダー含有量とすることにより、スラリー状の成形原料を成形してグリーンシートを成形したとき、及び、乾燥、焼成したときに、クラック等の発生を防止することが可能となる。
【００７１】
可塑剤としては、グリセリン、ポリエチレングリコール、ジブチルフタレート、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル等を使用することができる。
【００７２】
可塑剤の添加量は、バインダー添加量１００質量部に対して、３０〜７０質量部であることが好ましく、４５〜５５質量部であることが更に好ましい。７０質量部より多いと、グリーンシートが柔らかくなりすぎ、シートを加工する工程において変形しやすくなることがあり、３０質量部より少ないと、グリーンシートが硬くなりすぎ、曲げただけでクラックが入るなどハンドリング性が悪くなることがある。
【００７３】
分散剤としては、水系ではアニオン系界面活性剤、ワックスエマルジョン、ピリジン等を使用することが出来、非水系では脂肪酸、リン酸エステル、合成界面活性剤等を使用することができる。
【００７４】
分散剤は、誘電体原料１００質量部に対して、０．５〜３質量部であることが好ましく、１〜２質量部であることが更に好ましい。０．５質量部より少ないと、誘電体原料の分散性が低下することがあり、グリーンシートにクラック等が生じることがある。３質量部より多いと、誘電体原料の分散性は変わらずに焼成時の不純物を増やすことになる。
【００７５】
分散媒としては、水等を使用することができる。分散媒は、誘電体原料１００質量部に対して、５０〜２００質量部であることが好ましく、７５〜１５０質量部であることが更に好ましい。
【００７６】
上記各原料をアルミナ製ポット及びアルミナ玉石を用いて十分に混合してグリーンシート製作用のスラリー状の成形原料を作製する。また、これらの材料を、モノボールによりボールミル混合して作製してもよい。
【００７７】
次に、得られたグリーンシート製作用のスラリー状の成形原料を、減圧下で撹拌して脱泡し、さらに所定の粘度となるように調製する。成形原料の調製において得られるスラリー状の成形原料の粘度は、２．０〜６．０Ｐａ・ｓであることが好ましく、３．０〜５．０Ｐａ・ｓであることが更に好ましく、３．５〜４．５Ｐａ・ｓであることが特に好ましい。粘度範囲をこのように調整すると、スラリーをシート状に成形し易くなるため好ましい。スラリー粘度は、高過ぎても低過ぎても成形し難くなることがある。尚、スラリーの粘度は、Ｂ型粘度計で測定した値である。
【００７８】
（成形加工）
次に、上記方法により得られたスラリー状の成形原料をテープ状に成形加工して、一方向に長いグリーンシートを作製する。成形加工方法は、成形原料をシート状に成形してグリーンシートを形成することができれば特に限定されず、ドクターブレード法、プレス成形法、圧延法、カレンダーロール法等の公知の方法を使用することができる。このとき、グリーンシートを積層したときに貫通孔が形成されるように、貫通孔形成用のグリーンシートを作製する。
【００７９】
製造するグリーンシートの厚さは、５０〜８００μｍであることが好ましい。
【００８０】
得られたグリーンシートの表面に各電極、配線、加熱部、及び取り出し端子を配設する。例えば、図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すような、粒子状物質検出装置１００を作製する場合には、図１Ｂ、図４〜図７に示されるように、各電極、配線、加熱部、及び取り出し端子が所定の位置に配設されるように、グリーンシートの対応する位置に各電極、配線、加熱部、及び取り出し端子を印刷することが好ましい。配設する各電極、配線、加熱部、及び取り出し端子を形成するための導体ペーストを調製する。この導体ペーストは、各電極、配線等のそれぞれの形成に必要なそれぞれの材質に合わせて、金、銀、白金、ニッケル、モリブデン、及びタングステンからなる群から選択される少なくとも一種を含有する粉末に、バインダ及びテルピネオール等の溶剤を加え、トリロールミル等を用いて十分に混錬して調製することができる。このようにして形成した、各電極、配線等の形成に必要な材質を含有するそれぞれの導体ペーストを、グリーンシートの表面にスクリーン印刷等を用いて印刷して、所定の形状の各電極、配線、加熱部、及び取り出し端子を形成する。
【００８１】
更に具体的には、複数のグリーンシートを作製し、それらのなかの２つのグリーンシートについて、それぞれの一方の面の一方の端部側に電極を配設し、それぞれの電極から他方の端部に向かって延びる配線を配設して、電極配設グリーンシートを２つ形成する。更に、他の１つのグリーンシートについて、電極配設グリーンシートと重ねたときに配線と重なる位置に接地用電極を配設して、接地電極配設グリーンシートを形成する。更に、他の１つのグリーンシート又は、上記接地電極配設グリーンシートについて、電極配設グリーンシートと重ねたときに電極と重なる位置に貫通孔となる切断部を形成して切断部形成グリーンシートを形成する。接地電極配設グリーンシートに切断部を形成する場合には、接地電極配設グリーンシートと切断部形成グリーンシートとは同一のグリーンシートとなる。また、接地電極配設グリーンシートに切断部を形成する場合には、先に切断部を形成し、その後に接地電極を配設してもよい。そして、２つの電極配設グリーンシートのそれぞれに、他の電極等が配設されていないグリーンシートを重ねて電極及び配線をグリーンシートで覆った状態として、電極埋設グリーンシートとする。そして、上記複数のグリーンシートを、２つの電極埋設グリーンシートで接地電極配設グリーンシート及び切断部形成グリーンシートを挟むように積層し、２つの電極で切断部を挟み且つ２つの配線で接地電極を挟んだ状態のグリーンシート積層体を形成する。上記複数のグリーンシートの積層は、同時に行ってもよいし、電極埋設グリーンシートをまず作製してから、他のグリーンシートと積層してもよい。積層は加圧しながら行うことが好ましい。
【００８２】
上記本発明の粒子状物質検出装置の製造方法は、複数のグリーンシートに所望の電極等を配設して、電極等を配設したグリーンシートを積層し、乾燥、焼成して粒子状物質検出装置を製造するため、効率的に本発明の粒子状物質検出装置を製造することができる。
【００８３】
（焼成）
グリーンシート積層体を乾燥、焼成して、粒子状物質検出装置を得る。更に具体的には、得られた、グリーンシート積層体を６０〜１５０℃で乾燥し、１２００〜１６００℃で焼成して粒子状物質検出装置を作製する。グリーンシートが有機バインダーを含有する場合には、焼成の前に、４００〜８００℃で脱脂することが好ましい。
【００８４】
（電線の高電圧端子への接合）
所定の電線の端部の絶縁被膜を剥がして先端部分を形成する。所定の材質の金属板をＴ字状に形成し、電線固定用部材として使用することが好ましい。電線の先端部分をＴ字状の金属板の上に載せ、Ｔ字状の金属板の翼部の両端部を折り返すように折り曲げて、電線の先端部分を挟み込むことが好ましい。電線の先端部分をＴ字状の金属板に載せるときには、電線の先端部分をＴ字状の金属板の翼部の長手方向に直交する方向に向けて、胴部側に先端が位置するように翼部の長手方向の中央部に配置することが好ましい。
【００８５】
所定の接合用金属板を高電圧端子の表面にろう付けすることが好ましい。ろう付けの方法としては、以下に示す方法が好ましい。まず、ろうのなじみを良くするため母材表面を洗浄し、加熱による母材表面の酸化を防ぎ、ろうの流れを促進させるためフラックスを接合面に塗布する。そして、部材を組み立て加熱した後、接合部にろうを押し付けて溶かし、ろうを接合面全体に行き渡らせる。その後、ゆっくりと冷まし部品全体が一体化したら、必要に応じて、フラックスの残滓を除き、加熱によってできた酸化膜を除く目的で洗浄し、ろう付けを完了させる。接合用金属板と高電圧端子とを、ろう付けすることは、熱膨張係数の整合する金属板材料を選定できる点で好ましい。そして、電線を固定した電線固定用部材を、溶接により接合用金属板の表面に接着し、本実施形態の粒子状物質検出装置を得ることが好ましい。溶接の方法としては、スポット溶接が好ましい。電線固定用部材と接合用金属板とを、溶接により接着させることは、接合強度を強固に出来る点で好ましい。
【実施例】
【００８６】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００８７】
（実施例１）
（成形原料の調製）
アルミナを誘電体原料として使用し、バインダーとしてポリビニルブチラール、可塑剤としてフタル酸ジ−２−エチルヘキシル、分散剤としてソルビタントリオレエートを使用し、分散媒として有機溶剤（キシレン：ブタノール＝６：４（質量比））を使用し、これらをアルミナ製ポットに入れて混合し、グリーンシート製作用のスラリー状の成形原料を作製した。各原料の使用量は、アルミナ１００質量部に対して、バインダー７質量部、可塑剤３．５質量部、分散剤１．５質量部、有機溶剤１００質量部とした。
【００８８】
次に、得られたグリーンシート製作用のスラリー状の成形原料を、減圧下で撹拌して脱泡し、粘度４Ｐａ・ｓとなるように調製した。スラリーの粘度は、Ｂ型粘度計で測定した。
【００８９】
（成形加工）
次に、上記方法により得られたスラリー状の成形原料をドクターブレード法を用いてシート状に成形加工した。このとき、グリーンシートを積層したときに貫通孔が形成されるように、切断部形成グリーンシートも作製した。グリーンシートの厚さは、２５０μｍとした。
【００９０】
得られたグリーンシートの表面に、図１Ｂ、図４〜図７に示されるような各電極、接地電極、加熱部、各配線、及び各取り出し端子を形成した。配設する各電極、接地電極、配線、及び取り付け端子を形成するための導体ペーストは、白金粉末に、溶剤として２−エチルヘキサノール、バインダーとしてポリビニルブチラール、可塑剤としてフタル酸ジ−２−エチルヘキシル、分散剤としてソルビタントリオレエート、グリーンシートの共生地としてアルミナ、焼結助剤としてガラスフリットを加え、らいかい機及びトリロールミルを用いて十分に混錬して調製した（質量比で、白金：アルミナ：ガラスフリット：２−エチルヘキサノール：ポリビニルブチラール：フタル酸ジ−２−エチルヘキシル：ソルビタントリオレエート＝８０：１５：５：５０：７：３．５：１）。また、加熱部を形成するための導体ペーストは、白金粉末に、溶剤として２−エチルヘキサノール、バインダーとしてポリビニルブチラール、可塑剤としてフタル酸ジ−２−エチルヘキシル、分散剤としてソルビタントリオレエート、グリーンシートの共生地としてアルミナ、焼結助剤としてガラスフリットを加え、らいかい機及びトリロールミルを用いて十分に混錬して調製した（質量比で、白金：アルミナ：ガラスフリット：２−エチルヘキサノール：ポリビニルブチラール：フタル酸ジ−２−エチルヘキシル：ソルビタントリオレエート＝８０：１５：５：５０：７：３．５：１）。このようにして形成した導体ペーストを、グリーンシートの表面にスクリーン印刷を用いて印刷して、所定の形状の電極等を形成した。具体的には、複数のグリーンシートのなかの２つのグリーンシートについて、それぞれの一方の面の一方の端部側に電極を配設し、それぞれの電極から他方の端部に向かって延びる配線を配設して、電極配設グリーンシートを２つ形成した。更に、他の１つのグリーンシートについて、電極配設グリーンシートと重ねたときに配線と重なる位置に接地用電極を配設して、接地電極配設グリーンシートを形成した。更に、他の１つのグリーンシートについて、電極配設グリーンシートと重ねたときに電極と重なる位置に貫通孔となる切断部を形成して切断部形成グリーンシートを形成した。更に、他の１つのグリーンシートについて、切断部形成グリーンシートと重ねたときに貫通孔となる切断部と重なる位置に加熱部を形成し、加熱部から他方の端部に向かって延びる配線を配設して加熱部形成グリーンシートを形成した。そして、２つの電極配設グリーンシートのそれぞれに、他の電極等が配設されていないグリーンシートを重ねて電極及び配線をグリーンシートで覆った状態として、電極埋設グリーンシートとするとともに、２つの電極埋設グリーンシートで接地電極配設グリーンシート及び切断部形成グリーンシートを挟むように積層し、更に、加熱部形成グリーンシートを電極埋設グリーンシートの外側に位置するように積層し、２つの電極で切断部を挟み且つ２つの配線で接地電極を挟んだ状態のグリーンシート積層体を形成した。各配線と、各配線に対応する取り出し端子とは、導体ペーストの埋め込み方法により、層間接続（ビア接続）した。
【００９１】
グリーンシートの積層は、グリーンシートを加熱可能な一軸プレス機を用いて加圧積層し、グリーンシート積層体からなる粒子状物質検出装置の未焼成体を得た。
【００９２】
（焼成）
得られた、グリーンシート積層体（粒子状物質検出装置の未焼成体）を１２０℃で乾燥し、１５００℃で焼成して粒子状物質検出装置を作製した。得られた粒子状物質検出装置は、０．７ｃｍ×０．２ｃｍ×１２ｃｍの直方体において、他方の端部が、図１Ｂに示すように細くなった形状であった。細くなった他方の端部は、幅４．２５ｃｍ、長さ１．２ｃｍであった。貫通孔は、排ガスの流通方向に垂直な断面形状が０．７５ｍｍ×５．０ｍｍの長方形であった。また、高電圧端子は２．０ｍｍ×３．０ｍｍの長方形とした。
【００９３】
（電線の接合）
Ｔ字状の金属板を電線固定用部材として用い、Ｔ字状の金属板に電線の先端部分を配置して、Ｔ字状の金属板の翼部の両端部を折り曲げ、電線の先端部分を電線固定用部材で固定した。これにより、図２Ａ，図２Ｂに示す、先端部分３２を電極固定用部材３１で固定した構造にした。Ｔ字状の金属板の折り曲げは、ペンチなどの工具を用いて行った。電線固定用部材としては、翼部が４．８ｍｍ×１．０ｍｍ、胴部が７．０ｍｍ×２．０ｍｍのＴ字状の金属板を用いた。Ｔ字状の金属板としては、翼部の長手方向と胴部の長手方向とが直交するものを用いた。Ｔ字状の金属板の材質はステンレスであった。また、Ｔ字状の金属板の厚さは、０．１ｍｍであった。高電圧端子に接合する電線としては、長手方向に直交する断面が円形の導線部を、厚さ０．７ｍｍの絶縁被膜で覆ったものを用いた。導線部の断面積は０．３ｍｍ２であった。導線部の材質は、ニッケルであり、絶縁被膜の材質は、マイカガラステープおよび純度９０％以上のシリカヤーンであった。
【００９４】
接合用金属板をろう付けにより高電圧端子に接着した。ろう付けは、以下の方法で行った。先ず母材表面を洗浄し、接合面にフラックスを塗布し、部材を組み立て加熱した後、接合部にろうを押し付けて溶かすことで、ろうを接合面全体に行き渡らせた。部品全体が一体化したら、フラックスの残滓を洗浄した。接合用金属板としては、２．０ｍｍ×３．０ｍｍの金属板を用いた。接合用金属板の厚さは０．１ｍｍであった。接合用金属板の材質は、コバールであった。
【００９５】
電線を固定した電線固定用部材を、接合用金属板にスポット溶接により接着し、電線を高電圧端子に接合して、粒子状物質検出装置（実施例１）を得た。電線を高電圧端子に接合した状態は、図２Ａ、図２Ｂに示す電線２１と高電圧端子１１ａとの接合部分２２のような状態であった。放電用の電源としては、パルス電源とＤＣ電源を用い、電極の取り出し端子に接続した。電極間のインピーダンスを測定するための測定部としては、アジレントテクノロジー社製のインピーダンスアナライザを用い、電極の取り出し端子に接続した。また、接地電極の取り出し端子は接地させた。得られた粒子状物質検出装置について、以下に示す方法で、電線と高電圧端子との接合状態を検査し、粒子状物質測定を行った。結果を表１に示す。
【００９６】
（接合状態検査方法）
電線から、高電圧端子１１ａを介して、高電圧電極１１に２ｋＶの電圧を印加し、暗室内で検出装置本体の貫通孔内部で放電が生じているかを目視にて観察することで、電線と高電圧端子が導通していることを検査した。放電を確認できた場合、導通が良好（良）であり、接合状態が良好であることになり、放電を確認できない場合、導通が不良であり、接合状態が不良であることになる。
【００９７】
（粒子状物質測定方法）
得られた粒子状物質検出装置を、ディーゼルエンジンの排気管に設置した。ディーゼルエンジンとしては、排気量２０００ｃｃの直噴−ディーゼルエンジンを使用し、回転数１５００ｒｐｍ、トルク２４Ｎ・ｍ、ＥＧＲ（ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）開度５０％、排ガス温度２００℃、吸入空気１．３ｍ３（室温換算）／分の運転条件下で排ガスを発生させた。スモークメータ（ＡＶＬ社製、商品名：型式４１５８）による排ガス中の粒子状物質量は、２．０ｍｇ／ｍ３であった。粒子状物質の検出は、以下のように行った。ディーゼルエンジンから排ガスを発生させながら、粒子状物質を荷電集塵する前に、一対の電極間の初期の静電容量（ｐＦ）を、１分間に亘って６回測定し、その後、粒子状物質を１分間に亘って荷電集塵し、その後、荷電集塵操作を停止して、再度、静電容量（一対の電極間の１分間集塵後の静電容量）（ｐＦ）を、１分間に亘って６回測定した。初期の静電容量及び１分間集塵後の静電容量は、いずれも６回の測定の平均値を求めた。そして、初期の静電容量と１分間集塵後の静電容量との差から、集塵された粒子状物質の質量を算出した。粒子状物質の質量の算出は、粒子状物質の吸着量に対する静電容量の変化について、予め検量線を作成しておき、その検量線を用いて行った。尚、本測定においては、ヒーターによる粒子状物質の燃焼は行わないこととした。粒子状物質を荷電集塵する際には、高電圧電源による印加電圧をＤＣ２．０ｋＶとし、電極間の静電容量測定時には、測定部から印加電圧をＡＣ２Ｖ、周波数を１０ｋＨｚとした。結果を表１に示す。
【００９８】
【表１】
【００９９】
（実施例２）
電線を固定した電線固定用部材を、導電性接着剤を介して高電圧端子に接着した以外は、実施例１と同様にして粒子状物質検出装置を作製した。導電性接着材としては、ニッケルあるいはアルミニウム等の金属粉が配合されたセラミックス接着剤を使用した。得られた粒子状物質検出装置について、上記方法で、電線と高電圧端子との接合状態を検査し、粒子状物質測定を行った。結果を表１に示す。
【０１００】
（実施例３）
電線を、金属ペーストを介して高電圧端子に接着した以外は、実施例１と同様にして粒子状物質検出装置を作製した。金属ペーストとしては、銀ペーストを使用した。得られた粒子状物質検出装置について、上記方法で、電線と高電圧端子との接合状態を検査し、粒子状物質測定を行った。結果を表１に示す。
【０１０１】
（比較例１）
電線をはんだ付けの方法で高電圧端子に直接接合した以外は、実施例１と同様にして粒子状物質検出装置を作製した。得られた粒子状物質検出装置について、上記方法で、電線と高電圧端子との接合状態を検査し、粒子状物質測定を行った。結果を表１に示す。
【０１０２】
表１より、実施例１の粒子状物質検出装置が最も電線と高電圧端子とが剥がれ難いものであった。実施例２の粒子状物質検出装置が、次に電線と高電圧端子とが剥がれ難く、実施例３の粒子状物質検出装置が、更にその次に電線と高電圧端子とが剥がれ難く、比較例１が最も電線と高電圧端子とが剥がれ易いものであった。また、表１より、初期測定時と集塵後の静電容量（インピーダンス）の差が明確に示された。これより、１分間のインピーダンス測定でも、排ガス中の粒子状物質量の増加を検出することが可能であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
ＤＰＦの欠陥の発生を即座に検知し、装置の異常を認識するために好適に利用することができ、これにより大気汚染の防止に貢献することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１：検出装置本体、１ａ：一方の端部、１ｂ：他方の端部、１ｃ：一方の先端部分、１ｄ：他方の先端部分、２：貫通孔、１１：電極（他方の電極）、１２：電極（一方の電極）、１１ａ：取り出し端子（高電圧端子）、１２ａ，１３ａ，１４ａ：取り出し端子、１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ：配線、１３：加熱部、１４：接地電極、２１：電線、２２：接合部分、２３：導線部、２４：絶縁被膜、３１：電線固定用部材、３１ａ：金属板、３２：先端部分、３３：接合用金属板、４１：Ｔ字状の金属板、４２：翼部、４３：胴部、５１：金属ペースト、６１：検出装置本体、６２：貫通孔、６３，６４：取り出し端子、６５：一方の端部、６６：他方の端部、１００，２００：粒子状物質検出装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子状物質検出装置に関し、さらに詳しくは、使用時の振動による高電圧電線の剥がれを防止することが可能であり、小型で測定誤差が小さく、安価に製造することが可能な粒子状物質検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
煙道排ガスやディーゼルエンジン排ガスには煤等の粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）が含まれており、大気汚染の原因になっていた。これらを除去するために、セラミック等で作製されたフィルタ（ディーゼルパティキュレートフィルタ：ＤＰＦ）が広く用いられている。セラミック製のＤＰＦは、長期間の使用が可能であるが、熱劣化等によりクラックや溶損等の欠陥が発生することがあり、微量ではあるが粒子状物質が漏れる可能性がある。このような欠陥が発生した場合には、その欠陥の発生を即座に検知し、装置の異常を認識することが、大気汚染防止の観点から極めて重要である。
【０００３】
このような欠陥の発生を検知する方法として、ＤＰＦの下流側に粒子状物質検出装置を設ける方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１２３７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の発明は、コロナ放電によって粒子状物質を帯電させ、そのイオン電流を測定することにより、粒子状物質の量を測定するものである。このように、粒子状物質を帯電させてそのイオン電流を測定する方法では、粒子状物質に帯電するイオン電流が微弱であるため、その微弱なイオン電流を検出するために大掛かりな検出回路が必要になり、高価なものになるという問題があった。また、排ガスが高流量である場合には、粒子状物質を効果的に帯電させることができないため、粒子状物質の測定値が、実際に排ガスに含有されている粒子状物質の量より小さい値となり、その誤差が大きいという問題があった。
【０００６】
このような問題を解決するために、一方の端部に粒子状物質を検出するための貫通孔と一対の電極とを有するとともに他方の端部に配線の取出し部を有する一方向に長いセラミック製の粒子状物質検出装置を提案している（特願２００８−２４６４６１号）。この粒子状物質検出装置は、例えば、図１０Ａ、図１０Ｂに示すようなセラミック製の板状の粒子状物質検出装置２００である。粒子状物質検出装置６１は、検出装置本体６１の一方の端部６５に貫通孔６２が形成され、貫通孔６２を挟むようにして埋設された一対の電極を有するものである。そして、上記一対の電極間に電圧を印加し、貫通孔６２内に流入した排ガス中の粒子状物質を電気的に貫通孔内の壁面等に付着させ、貫通孔内の壁面等のインピーダンス等を測定することにより、粒子状物質の付着量等を検出するものである。そして、貫通孔６２が配設されている側の端部とは反対側の端部（他方の端部）６６に、上記一対の電極のなかの一方の電極に繋がる取出し端子６３が配設され、一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に、上記一対の電極のなかの他方の電極に繋がる取出し端子６４が配設されている。取り出し端子６３，６４は、外部からの電線を接続する部分である。図１０Ａは、粒子状物質検出装置を模式的に示す正面図である。図１０Ｂは、粒子状物質検出装置を模式的に示す側面図である。
【０００７】
上記粒子状物質検出装置を用いて粒子状物質を検出する方法としては、上記一対の電極に高電圧を印加して、貫通孔内にプラズマを発生させて粒子状物質を荷電し、荷電した粒子状物質を貫通孔の内壁面に付着させて粒子状物質の付着量等を検出する方法が一つの好ましい態様である。このとき、一対の電極に高電圧を印加するときには、上記一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取出し端子６４側を高電圧にすることが好ましい。そのため、高電圧用の電線を上記一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取出し端子６４に接続する必要があるが、自動車に搭載する場合、エンジンの振動が大きく、さらに接続部分が高温にさらされる可能性があるため、従来の単純な接続方法では使用時の振動によって電線が剥がれることがあるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、使用時の振動による高電圧電線の剥がれを防止することが可能であり、小型で測定誤差が小さく、安価に製造することが可能な粒子状物質検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するため、本発明は、以下の粒子状物質検出装置を提供するものである。
【００１０】
［１］ 一方の端部に少なくとも一の貫通孔が形成された一方向に長い検出装置本体と、前記貫通孔を形成する壁の内部に埋設され、誘電体で覆われた少なくとも一対の電極と、前記一対の電極からそれぞれ前記検出装置本体の他方の端部に向かって延びる配線と、前記検出装置本体の他方の端部の表面に配設され、前記一対の電極のなかの一方の電極から延びる配線に接続された前記一方の電極の取り出し端子と、前記一方の端部と前記他方の端部との間の位置の表面に配設された、前記一対の電極のなかの他方の電極から延びる配線に接続された前記他方の電極の取り出し端子と、先端部分に電線固定用部材が配設され、前記電線固定用部材を介して前記他方の電極の取り出し端子に接合された電線を備え、前記他方の電極を高電圧側として、前記一対の電極に、それぞれの取り出し端子を通じて５０〜２００ｋＶ／ｃｍの電圧を印加して、前記貫通孔内に流入する流体に含有される粒子状物質を前記貫通孔の壁面に電気的に吸着させることが可能であり、貫通孔を形成する壁の電気的な特性の変化を測定することにより前記貫通孔の壁面に吸着された粒子状物質を検出することが可能な粒子状物質検出装置。
【００１１】
［２］ 前記電線固定用部材が、前記電線の先端部分を挟み込んで固定するように折り曲げられた金属板である［１］に記載の粒子状物質検出装置。
【００１２】
［３］ 前記電線固定用部材は、長方形の翼部と、前記翼部の長手方向における中央部分から前記翼部の長手方向に対して直交する方向に延びる長方形の胴部とを有するＴ字状の金属板が、前記翼部の長手方向の両端部が翼部の長手方向の中央に向かって折り返されるように折り曲げられた形状であり、折り曲げられた前記翼部と、翼部の中央部分との間に前記電線の先端部分が挟み込まれて固定された［２］に記載の粒子状物質検出装置。
【００１３】
［４］ 前記電線固定用部材が、接合用金属板を介して前記他方の電極の取り出し端子に接着された［２］又は［３］に記載の粒子状物質検出装置。
【００１４】
［５］ 前記電線固定用部材が、導電性接着剤を介して前記他方の電極の取り出し端子に接着された［２］又は［３］に記載の粒子状物質検出装置。
【００１５】
［６］ 前記電線固定用部材が、前記電線の先端部分を覆う金属ペーストであり、前記電線の先端部分が前記金属ペーストを介して前記他方の電極の取り出し端子に接合された［１］に記載の粒子状物質検出装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の粒子状物質検出装置によれば、貫通孔を形成する検出装置本体の壁の内部に少なくとも一対の電極が埋設され、その一対の電極に電圧を印加して貫通孔内に放電を起こし、その放電により貫通孔内に存在する粒子状物質を荷電することができ、その荷電した粒子状物質を電極に電気的に吸着させることが可能である。そのため、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスのなかの貫通孔内に流入した排ガスのみについてその粒子状物質の質量を測定することが可能となり、これにより、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスに含有される全ての粒子状物質を直接測定するのではなく、貫通孔内に流入した粒子状物質だけを測定することにより排ガス全体の粒子状物質量を推算することができる。そのため、粒子状物質検出装置を小型化することが可能となり、それにより、狭いスペースに設置することが可能となり、更に安価に製造することが可能となる。
【００１７】
また、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスの全流量が高流量の場合でも、その排ガス（粒子状物質）の一部だけを貫通孔内に導入するため、貫通孔内の粒子状物質を全て効果的に荷電することができ、誤差の少ない測定値を得ることが可能となる。
【００１８】
また、検出装置本体が一方向に長く形成され、その一方の端部に、貫通孔が形成されるとともに、少なくとも一対の電極が配設（埋設）されるため、貫通孔及び一対の電極の部分だけを高温の排ガスが流通する配管内に挿入し、他方の端部側を配管から外に出した状態にすることが可能となる。これにより、一対の電極の取り出し端子等の高温に曝さないことが望ましい部分を、配管の外に出した状態とすることが可能となり、精度の高い、安定した粒子状物質の検出を行うことが可能となる。
【００１９】
また、高電圧を印加する電極の取り出し端子である、検出装置本体の一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取り出し端子に、電線固定用部材を介して高電圧用の電線を接合しているため、電線固定用部材により電線を強固に所定の取り出し端子に接合することが可能となり、使用時の振動によっても剥離しないようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を模式的に示す正面図である。
【図１Ｂ】本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を模式的に示す側面図である。
【図２Ａ】図１Ａにおける電線と、一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取り出し端子との接合部分を拡大して示した模式図である。
【図２Ｂ】図１Ｂにおける電線と、一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取り出し端子との接合部分を拡大して示した模式図である。
【図３】図１Ｂに示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＡ−Ａ’断面を示す模式図である。
【図４】本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を構成する電線固定用部材を形成するＴ字状の金属板を模式的に示す平面図である。
【図５】本発明の粒子状物質検出装置の他の実施形態の、電線と、一方の端部と他方の端部との間の位置の表面に配設された取り出し端子との接合部分を正面から見たときの拡大模式図である。
【図６】図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＢ−Ｂ’断面を示す模式図である。
【図７】図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＣ−Ｃ’断面を示す模式図である。
【図８】図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＤ−Ｄ’断面を示す模式図である。
【図９】図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＥ−Ｅ’断面を示す模式図である。
【図１０Ａ】粒子状物質検出装置を模式的に示す正面図である。
【図１０Ｂ】粒子状物質検出装置を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００２２】
図１Ａは、本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を模式的に示す正面図であり、図１Ｂは、本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を模式的に示す側面図である。また、図２Ａは、図１Ａにおける電線２１と、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された取り出し端子１１ａとの接合部分２２を拡大して示した模式図である。図２Ｂは、図１Ｂにおける電線２１と、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された取り出し端子１１ａとの接合部分２２を拡大して示した模式図である。図３は、図１Ｂに示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＡ−Ａ’断面を示す模式図である。
【００２３】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ及び図３に示すように、一方の端部１ａに少なくとも一の貫通孔２が形成された一方向に長い検出装置本体１と、貫通孔２を形成する壁の内部に埋設され、誘電体で覆われた一対の電極１１，１２と、一対の電極１１，１２からそれぞれ検出装置本体１の他方の端部１ｂに向かって延びる配線１１ｂ、１２ｂと、検出装置本体１の他方の端部１ｂの表面に配設され、一対の電極１１，１２のなかの一方の電極１２から延びる配線１２ｂに接続された一方の電極１２の取り出し端子１２ａと、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された、一対の電極１１，１２のなかの他方の電極１１から延びる配線１１ｂに接続された他方の電極１１の取り出し端子（以下、「高電圧端子」と称することがある。）１１ａと、先端部分３２に電線固定用部材３１が配設され、電線固定用部材３１を介して他方の電極１１の取り出し端子１１ａに接合された電線２１を備えるものである。そして、本実施形体の粒子状物質検出装置１００は、他方の電極１１を高電圧側として、一対の電極１１，１２に、それぞれの取り出し端子１１ａ，１２ａを通じて５０〜２００ｋＶ／ｃｍの電圧を印加して、貫通孔２内に流入する流体に含有される粒子状物質を貫通孔２の壁面に電気的に吸着させることが可能であり、貫通孔２を形成する壁の電気的な特性の変化を測定することにより貫通孔２の壁面に吸着された粒子状物質を検出することができる。
【００２４】
ここで、貫通孔２は少なくとも一つ形成されている必要があり、２以上であってもよい。また、一対の電極は少なくとも一対備えることが必要であり、二対以上であってもよい。本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、一対の電極１１，１２が検出装置本体１の内部に埋設されており、検出装置本体１が誘電体から形成されることにより、一対の電極１１，１２がそれぞれ誘電体で覆われた状態となっている。これにより、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、貫通孔２内に排ガス等を通過させて、排ガス中に含有される粒子状物質を検出することができる。
【００２５】
これにより、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスのなかの貫通孔内に流入した排ガスのみについてその粒子状物質の質量を測定することが可能となり、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスに含有される全ての粒子状物質を直接測定するのではなく、貫通孔内に流入した粒子状物質だけを測定することにより排ガス全体の粒子状物質量を推算することができるので、粒子状物質検出装置を小型化することが可能となり、それにより、狭いスペースに設置することが可能となり、更に安価に製造することが可能となる。また、ＤＰＦの下流側を流れる排ガスの全流量が高流量の場合でも、その排ガス（粒子状物質）の一部だけを貫通孔内に導入するため、貫通孔内の粒子状物質を全て効果的に荷電することができ、誤差の少ない測定値を得ることが可能となる。また、検出装置本体が一方向に長く形成され、その一方の端部に、貫通孔が形成されるとともに、少なくとも一対の電極が配設（埋設）されるため、貫通孔及び一対の電極が配設される部分だけを高温の排ガスが流通する配管内に挿入し、他方の端部側を配管から外に出した状態にすることが可能となる。これにより、一対の電極の取り出し端子等の高温に曝さないことが望ましい部分を、配管の外に出した状態とすることが可能となり、精度の高い、安定した粒子状物質の検出を行うことが可能となる。また、高電圧を印加する電極１１の取り出し端子である、検出装置本体１の一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された取り出し端子（高電圧端子）１１ａに、電線固定用部材３１を介して高電圧用の電線２１を接合しているため、電線固定用部材３１により電線２１を強固に所定の取り出し端子（高電圧端子１１ａ）に接合することが可能となり、使用時の振動によっても剥離しないようにすることが可能となる。
【００２６】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、上記のように、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された、一対の電極１１，１２のなかの他方の電極１１から延びる配線１１ｂに接続された高電圧端子１１ａと、先端部分３２に電線固定用部材３１が配設され、電線固定用部材３１を介して高電圧端子１１ａに接合された電線２１を備えるものである。高電圧を印加する電線２１を高電圧端子１１ａに、ろう付けや溶接によって直接接合しようとすると、ろう付けの場合は両者の熱膨張係数の違いによって接着部が解離する問題があり、溶接の場合は高電圧端子１１ａ周辺の検出装置本体表面が傷つくという問題がある。ここで、ろう付けとは接合する部材（母材）よりも融点の低い合金（ろう）を溶かして一種の接着剤として用いる事により、母材自体を溶融させずに部材を接合させる方法を意味し、溶接とは２つ以上の部材を溶融・一体化させるために、接合箇所が連続性を持つように部材を加熱したり圧力を加え接合部を融合させる方法を意味する。これに対し、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、電線２１の先端部分３２に電線固定用部材３１を配設し、その電線固定用部材３１を高電圧端子１１ａに接着させるため、上記熱膨張係数の違いによる接着部の解離及び検出装置本体表面の傷つきの問題は無く、電線２１と高電圧端子１１ａとを強固に接合することが可能となる。これにより、使用時の振動による高電圧電線（電線２１）の剥がれを防止することが可能となる。
【００２７】
電線固定用部材３１と高電圧端子１１ａとの接着方法としては、電線固定用部材３１が接合用金属板３３を介して高電圧端子１１ａに接着される方法が好ましい。このとき、接合用金属板３３が高電圧端子１１ａにろう付けにより接着され、電線固定用部材３１が接合用金属板３３に溶接により接着されていることが好ましい。これにより、電線を、高電圧端子に強固に接合することができる。電線固定用部材３１を接合用金属板３３に溶接する方法は、スポット溶接が好ましい。接合用金属板３３を高電圧端子１１ａにろう付けにより接着するのは、熱膨張係数の整合する材料を選定できる利点があるからである。接合用金属板３３を高電圧端子１１ａに溶接により接着すると、高電圧端子１１ａが傷付くことがある。また、電線固定用部材３１を接合用金属板３３に溶接により接着するのは、接合強度を強固に出来る利点があるからである。電線が固定された電線固定用部材３１を接合用金属板３３にろう付けにより接着すると、ろう付け時に電線を高温に曝す必要があり、このとき電線の絶縁被膜が劣化することがある。
【００２８】
接合用金属板３３の材質としては、コバール、ステンレス、鉄、ニッケル、白金、銅、金、モリブデン、及びタングステン等を挙げることができる。これらの中でも、アルミナ素子との熱膨張係数が近いという点より、コバールが好ましい。接合用金属板３３の厚さは、５０〜３００μｍが好ましい。接合用金属板３３の大きさは、高電圧端子１１ａの面積の５０〜１５０％であることが好ましい。接合用金属板３３の形状は、特に限定されないが、四角形等の多角形、円形、楕円形等が好ましく、高電圧端子１１ａの形状と同じであることが更に好ましい。
【００２９】
また、電線固定用部材と高電圧端子との接着方法は、電線固定用部材が、導電性接着剤を介して高電圧端子に接着される方法であってもよい。この場合、導電性接着剤としては、ニッケルあるいはアルミニウム等の金属粉が配合された接着剤等を挙げることができる。尚、電線固定用部材と高電圧端子との接着方法としては、導電性接着剤を用いる方法より、上記接合用金属板を用いる方法のほうがより好ましい。
【００３０】
電線固定用部材３１は、電線２１の先端部分３２を挟み込んで固定するように折り曲げられた金属板３１ａであることが好ましい。電線２１の先端部分３２を金属板３１ａで挟みこんで固定することにより、電線２１を電線固定用部材３１で強固に固定することができる。電線固定用部材３１は、金属板３１ａを、電線２１の先端部分３２を挟み込んで固定するように折り曲げたものであることが好ましい。「金属板３１ａを、電線２１の先端部分３２を挟み込んで固定するように折り曲げる」とは、金属板３１ａを折り曲げて、折り重なる金属板の間に電線２１を挟み、電線２１を、折り重なる金属板で押さえつけることにより固定した状態を意味する。換言すれば、電線２１を金属板３１ａで「かしめる」ことにより固定するということもできる。金属板３１ａの厚さは、５０〜５００μｍが好ましい。
【００３１】
電線固定用部材３１の材質としては、ステンレス、コバール、鉄、ニッケル、白金、銅、金、モリブデン、及びタングステン等を挙げることができる。これらの中でも、強度、耐腐食性の点より、ステンレスが好ましい。電線固定用部材３１の、折り曲げた後の高電圧端子に接着した状態での大きさは、高電圧端子１１ａの大きさの８０〜１３０％であることが好ましい。このような範囲であることにより、電線固定用部材３１を強固に高電圧端子１１ａに接着することができる。また、電線固定用部材３１の折り曲げる前の金属板の状態での大きさは、高電圧端子１１ａの大きさの１００〜２００％であることが好ましい。このような範囲であることにより、電線固定用部材３１を折り曲げたときに、上記「折り曲げた後の高電圧端子に接着した状態での大きさの好ましい範囲」を得ることができる。
【００３２】
また、電線固定用部材３１は、図４に示すような、長方形の翼部４２と、翼部４２の長手方向における中央部分から翼部４２の長手方向に対して垂直な方向に延びる長方形の胴部４３とを有するＴ字状の金属板４１が、図２Ａ、図２Ｂに示すように、翼部４２の長手方向の両端部４２ａ，４２ａが翼部４２の長手方向の中央に向かって折り返されるように折り曲げられた形状であることが好ましい。そして、翼部４２の折り曲げられた部分と、翼部４２の中央部分との間に電線２１の先端部分３２が挟み込まれて固定されていることが好ましい。図４に示すように、Ｔ字状の金属板４１は、同一平面上において、長方形の翼部４２から長方形の胴部４３が延びるように形成されている。図４は、本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態を構成する電線固定用部材３１を形成するＴ字状の金属板４１を模式的に示す平面図である。
【００３３】
電線固定用部材３１を、Ｔ字状の金属板４１の翼部４２を折り曲げて形成するため、容易に手早く形成できる利点がある。尚、電線固定用部材３１の折り曲げる前の平面形状は、Ｔ字状が好ましいが、Ｔ字状に限定されるものではなく、四角形等の多角形、Ｈ字状（折りたたんで接合する箇所が２箇所あるもの）等のいずれの形状でもよい。
【００３４】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、電線固定用部材３１がＴ字状の金属板４１から形成されているが、図５に示すように、電線固定用部材３１が、電線２１の先端部分３２を覆う金属ペースト５１であり、電線２１の先端部分３２が金属ペースト５１を介して高電圧端子（他方の電極の取り出し端子）１１ａに接合されていてもよい。金属ペースト５１としては、銀、及び白金ペースト等を用いることができる。金属ペーストを電線固定用部材として用いる場合、金属ペーストを塗布した後に加熱炉に入れ、金属ペースト部分を１００℃条件化で１時間加熱乾燥させることで、所望の接着強度を得ることが出来る。図５は、本発明の粒子状物質検出装置の他の実施形態の、電線２１と、一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置の表面に配設された取り出し端子１１ａとの接合部分２２を正面から見たときの拡大模式図である。尚、本実施形態の粒子状物質検出装置は、電線固定用部材３１として金属ペースト５１を用いた以外は、本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態と同様である。
【００３５】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００において、電線２１は、導体からなる導線部２３と導線部２３の外周を覆う絶縁体からなる絶縁被膜２４とを備えるものである。導線部２３の一方の端部には、高電圧端子１１ａに電気的に接続されるために、絶縁被膜２４が配設されておらず、この絶縁被膜２４が配設されていない部分が、先端部分３２である。尚、電線２１の高電圧端子１１ａに接合された端部に対して反対側の端部は、使用時に、高電圧電源、インピーダンスを測定する測定部等に接続されることが好ましい。先端部分３２の長さは、高電圧端子１１ａの幅の３０〜２００％であることが好ましい。「高電圧端子１１ａの幅」とは、電線２１を高電圧端子１１ａに接合した状態において、電線２１の長手方向における高電圧端子１１ａの長さを意味する。また、先端部分３２は、電線２１を高電圧端子１１ａに接合したときに、その先端が高電圧端子１１ａからはみ出さないことが好ましい。導線部２３の材質、太さ、及び絶縁被膜２４の材質、厚さは、５０〜２００ｋＶ／ｃｍの電圧を印加するのに適した通常の値であればよい。例えば、導線部２３の材質としては、ニッケル、銅等を挙げることができる。また、導線部２３の長手方向に直交する断面の形状は、特に限定されないが、長方形、円形、楕円形等が好ましい。また導線部２３の太さは、断面積が０．１〜１．０ｍｍ２であることが好ましい。また、絶縁被膜２４の材質は、マイカガラステープ、純度９０％以上のシリカヤーン、ポリイミドテープ等を挙げることができる。また、絶縁被膜２４の厚さは、０．２〜１．０ｍｍが好ましい。また、電線２１の長さは、１５〜３０ｃｍが好ましい。
【００３６】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、検出装置本体１の他方の端部１ｂに、一対の電極１１，１２のなかの一方の電極１２の取り出し端子が配設されている。取り出し端子は、粒子状物質検出装置１００の検出装置本体１に配設された電極に電気的に接続され、外部からその電極に電圧を印加するための電源等からの電線を接続する部分である。粒子状物質検出装置１００は、一対の電極１１，１２、加熱部１３、接地電極１４等に、それぞれ独立して接続された複数の取り出し端子（取り出し端子１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ）を有している。図１Ｂに示す本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、電極１２の取り出し端子１２ａが、検出装置本体１の他方の端部１ｂに配設されている。このように、一対の電極１１，１２のなかの一方の電極の取り出し端子を、検出装置本体１の他方の端部１ｂに配設することにより、貫通孔及び一対の電極が配設される部分（一方の端部１ａ）と取り出し端子との間隔を大きくとることができるため、貫通孔等が配設される一方の端部１ａだけを高温の排ガスが流通する配管内に挿入し、取り出し端子１２ａが配設されている他方の端部１ｂ側を配管から外に出した状態にすることが可能となる。取り出し端子１２ａを高温にすると、粒子状物質の検出精度が低下し、安定した検出が行い難くなることがあったり、長期にわたって使用した場合に電気端子と外部に接続するためのハーネスとの接点不良が発生し測定不能になるため、取り出し端子１２ａを配管の外に出し、高温に曝されない状態とすることにより、精度の高い、安定した粒子状物質の検出を行うことが可能となる。
【００３７】
検出装置本体１の他方の端部１ｂに配設された取り出し端子１２ａは、図１Ｂに示すように、検出装置本体１の他方の端部１ｂの側面に、長手方向に延びるように配置されていることが好ましい。また、取り出し端子１２ａは、検出装置本体１の他方の端部１ｂにおける側面の、幅方向における一方の端部に配置されていることが好ましい。また、図１Ｂにおいては、検出装置本体１の他方の端部１ｂは、幅が狭くなっているが、他方の端部１ｂの幅は、このように狭くなっていてもよいし、狭くなっていなくてもよい。取り出し端子１２ａの形状及び大きさは、特に限定されるものではない。例えば、幅０．１〜２．０ｍｍ、長さ０．５〜２０ｍｍの帯状であることが好ましい。取り出し端子１２ａの材質としては、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等を挙げることができる。
【００３８】
一対の電極１１，１２の中の他方の電極１１の取り出し端子（高電圧端子）１１ａを、検出装置本体１の一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置に配設することが好ましい。これにより、一方の電極１２の取り出し端子（取り出し端子１２ａ）と、他方の電極１１の取り出し端子（取り出し端子１１ａ）とを、間隔を開けて配設することになり、それにより、一対の電極１１，１２間に電圧を印加するために、取り出し端子１１ａを高電圧側として、取り出し端子１１ａと取り出し端子１２ａとの間に電圧を印加したときに、検出装置本体１の表面に沿面放電が生じることを防止することができる。ここで、本実施形態において、「検出装置本体の一方の端部」というときは、検出装置本体の一方の先端部分１ｃから、検出装置本体１の全長の３０％の長さに相当する位置までの範囲をいう。また、「検出装置本体の他方の端部」というときは、検出装置本体の他方の先端部分１ｄから、検出装置本体１の全長の３０％の長さに相当する位置までの範囲をいう。従って、検出装置本体１の一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置とは、検出装置本体１から、上記一方の端部１ａと他方の端部１ｂの範囲を除いた部分ということになる。本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、取り出し端子１１ａと取り出し端子１２ａとの間の距離が、５〜１００ｍｍであることが好ましく、１０〜７０ｍｍであることが更に好ましい。５ｍｍより短いと沿面放電による短絡がしやすくなることがあり、１００ｍｍより長いと、取り出し端子１１ａが配管の外に位置するように、粒子状物質検出装置１００の検出装置本体１を配管等に装着したときに、検出装置本体１の配管の外側に突き出る部分が長くなりすぎ、検出装置本体１を狭い空間に取り付けることが難しくなることがある。
【００３９】
また、検出装置本体１の一方の端部１ａと他方の端部１ｂとの間の位置に配設した取り出し端子１１ａと、貫通孔２との間の距離は、１０ｍｍ以上であることが好ましく、２０ｍｍ以上であることが更に好ましい。１０ｍｍより短いと、粒子状物質検出装置１００を、貫通孔２の部分が配管内に挿入されるように、配管に装着したときに、配管内を流通する高温の排ガスの熱が取り出し端子１１ａに影響を及ぼしやすくなることがある。
【００４０】
取り出し端子（高電圧端子）１１ａの形状及び大きさは、特に限定されるものではないが、例えば、幅０．５〜３ｍｍ、長さ０．５〜３ｍｍの四角形等の多角形状であることが好ましい。取り出し端子１１ａの材質としては、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ステンレス、コバール等を挙げることができる。
【００４１】
粒子状物質を検出する方法は、貫通孔を形成する壁の電気的な特性の変化を測定することにより貫通孔の壁面に吸着された粒子状物質を検出ものである。具体的には、例えば、一対の電極１１，１２間の静電容量等から計算されるインピーダンスを測定し、インピーダンスの変化から吸着された粒子状物質の質量を算出し、排ガス中の粒子状物質を検出する方法を挙げることができる。従って、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、取り出し端子１１ａ，１２ａに接続された、電極１１，１２間のインピーダンスを測定する測定部を更に備えることが好ましい。測定部としては、静電容量だけでなく、インピーダンス計測可能なＬＣＲメーターやインピーダンスアナライザ等を挙げることができる。尚、上記電極１１，１２間のインピーダンスを測定する代わりに、貫通孔の壁の電気的な特性の変化を測定するための他の一対の電極を貫通孔内に配設し、その一対の電極間のインピーダンスを測定するようにしてもよい。
【００４２】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００において、検出装置本体１は、一方向に長く形成され、その長手方向の長さは、特に限定されないが、排ガス配管に挿入した時に排ガス中の粒子状物質を効率よくサンプリングできる長さであることが好ましい。本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、上記長手方向の一方の端部１ａに貫通孔２が形成されている。また、検出装置本体１の厚さ（「検出装置本体の長手方向」及び「ガスの流通方向」の両方に垂直な方向（厚さ方向）における長さ）は、特に限定されないが、例えば、０．５〜３ｍｍ程度が好ましい。ここで、「検出装置本体１の厚さ」というときは、上記厚さ方向において最も厚い部分の厚さをいう。また、検出装置本体１の、貫通孔２にガスが流通するときの流通方向における長さ（ガス流通方向の長さ）は、特に限定されないが、例えば、２〜２０ｍｍ程度が好ましい。そして、検出装置本体１の長手方向長さは、検出装置本体１の厚さの１０〜１００倍であることが好ましく、検出装置本体１のガス流通方向の長さの３〜１００倍であることが好ましい。検出装置本体１の形状は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、長手方向に直行する断面形状が長方形の板状であってもよいし、当該断面形状が円形、楕円形等の棒状であってもよいし、一方向に長い形状であれば、その他の形状であってもよい。検出装置本体１の材質は、アルミナ、コージェライト、ムライト、ガラス、ジルコニア、マグネシア、及びチタニアからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。そして、熱衝撃性に優れるため、コージェライトが更に好ましい。これらの材質はいずれも誘電体であるため、電極１１，１２を検出装置本体１の内部に埋設することにより、誘電体に覆われた電極１１，１２を形成することが可能となる。そして、粒子状物質検出装置１００が、優れた耐熱性、耐絶縁破壊特性等を有するものとなる。ここで、本実施形態において、「誘電体」とは、導電性よりも誘電性が優位である物質で、直流電圧に対して絶縁体として振舞う物質のことをいう。
【００４３】
図３に示すように、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、貫通孔２を形成する壁の内部に一対の電極１１，１２が埋設されており、貫通孔２を挟むようにして誘電体で覆われた電極１１，１２が配置された状態になっている。これにより、電極１１，１２間に所定の電圧を印加することにより、貫通孔２内に放電を起こすことが可能となる。尚、電極としては、少なくとも一対配設されていることが必要であり、二対以上配設されてもよい。また、電極は、貫通孔２を形成する壁の内部に埋設されていればよく、図３に示すように貫通孔２を挟むように配設されていることが好ましいが、壁の電気的特性を検知でき、貫通孔２内に放電を起こせれば、貫通孔２を取り囲む壁のどの位置に一対の電極が配設されてもよい。また、複数対の電極を配設し、異なる対の電極により、放電と電気的特性の検知とを別々に行ってもよい。放電の種類としては、無声放電、ストリーマ放電、及びコロナ放電からなる群から選択される一種であることが好ましい。このような放電を生じさせるため、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、取り出し端子１１ａ，１２ａに接続された、放電用の電源を更に備えることが好ましい。放電用の電源としては、高電圧の交流電源、直流電源等が好ましい。また、放電させるために印加する電圧としては、パルス電圧、矩形波等の交流電圧、等の電圧が好ましい。また、印加する電圧の条件としては、ギャップ、ガス温度によって変わるが５０〜２００ｋＶ／ｃｍが好ましい。また、電圧を印加するときの、電力は、０．１〜１０Ｗが好ましい。
【００４４】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、貫通孔２内に流入する流体に含有される粒子状物質が荷電されていない場合に、貫通孔２内に放電を起こすことにより、粒子状物質を荷電して、貫通孔２の壁面に荷電した粒子状物質を電気的に吸着させることができる。そして、貫通孔２内に流入する流体に含有される粒子状物質が、貫通孔２内に流入する前から既に荷電されている場合には、貫通孔２内の放電により改めて荷電させる必要がないため、貫通孔２内に放電を起こすことなく、貫通孔２の壁面にその荷電されている粒子状物質を電気的に吸着させることができる。貫通孔２内に放電を起こして粒子状物質を荷電させる場合には、荷電した粒子状物質は、放電中に、その荷電した粒子状物質の極性に対して反対の極性を有する電極側に電気的に引き寄せられ、壁面に吸着される。これに対し、粒子状物質が貫通孔２内に流入する前から荷電されている場合には、電極１１，１２間に、所定の条件の電圧を印加し、荷電している粒子状物質の極性に対して反対の極性を有する電極側に電気的に引き寄せられるようにする。ここで、粒子状物質が貫通孔２内に流入する前から荷電されている場合に、電極１１，１２間に印加する電圧の条件は、４〜４０ｋＶ／ｃｍであることが好ましい。
【００４５】
電極１１，１２の形状及び大きさは、特に限定されるものではなく、貫通孔２内に放電を起こすことが可能であればよい。例えば、形状としては、長方形、円形、長円形等を挙げることができる。また、電極１１，１２の大きさは、例えば、貫通孔２の、側面から見たときの面積の７０％以上であることが好ましい。
【００４６】
電極１１，１２の厚さは特に限定されず、貫通孔２内に放電を起こすことが可能であればよい。例えば、５〜３０μｍであることが好ましい。電極１１，１２の材質としては、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｗ等を挙げることができる。
【００４７】
一対の電極のなかの一方の電極（電極１１）と貫通孔２との間の距離、及び他方の電極（電極１２）と貫通孔２との間の距離は、５０〜５００μｍであることが好ましく、１００〜３００μｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより、効果的に貫通孔内に放電を生じさせることができる。電極１１及び電極１２と、貫通孔２との間の距離は、電極１１を覆う誘電体及び電極１２を覆う誘電体の、貫通孔２に面する部分の厚さということになる。
【００４８】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、図６に示すように、電極１１には、検出装置本体１の長手方向に延びる配線１１ｂが接続されて居り、配線１１ｂが、その先端（電極１１に接続されていない側の先端）部分で、図１Ｂに示す取り出し端子（高電圧端子）１１ａに層間接続（ビア接続）されている。また、図７に示すように、検出装置本体１の一方の端部１ａに貫通孔２が形成されている。ここで、図６は、図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＢ−Ｂ’断面を示す模式図であり、図７は、図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＣ−Ｃ’断面を示す模式図である。
【００４９】
また、図８に示すように、電極１２には検出装置本体１の長手方向に延びる配線１２ｂが接続され、配線１２ｂは、図１Ｂに示す取り出し端子１２ａに層間接続されている。ここで、図８は、図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＤ−Ｄ’断面を示す模式図である。
【００５０】
配線１１ｂ及び配線１２ｂの幅は、特に限定されず、例えば、０．２〜１ｍｍ程度が好ましい。また、配線１１ｂ及び配線１２ｂの厚さは、特に限定されず、例えば、５〜３０μｍ程度が好ましい。また、配線１１ｂ及び配線１２ｂの材質としては、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｗ等を挙げることができる。
【００５１】
図３、図６〜図８に示すように、本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、一対の電極１１，１２から延びるそれぞれの配線１１ｂ、１２ｂの間に挟まれる位置に、帯状の接地電極１４が配設されていることが好ましい。接地電極とは、接地されている電極である。接地電極１４が配設される範囲は、一方の配線（例えば配線１１ｂ）から他方の配線（例えば配線１２ｂ）へと流れる電流を妨げることができる範囲であることが好ましく、少なくとも一方の配線を、接地電極１４に対して垂直方向に移動させて接地電極１４に重ね合わせたときに、当該配線の長さの９５％以上が接地電極１４と重なることが好ましい。更に、接地電極１４が、検出装置本体１の長手方向及び幅方向の両方に平行な平面内に配置されていることが好ましい。また、接地電極１４の幅が、検出装置本体１の幅の７０〜９５％であり、接地電極１４の長さが、検出装置本体１の長さの５０〜９５％であることが好ましく、接地電極１４の幅が、検出装置本体１の幅の８０〜９０％であり、接地電極１４の長さが、検出装置本体１の長さの７０〜９０％であることが更に好ましい。これにより、更に効果的に、一方の配線から他方の配線へと流れる電流を妨げることができる。ここで、「接地電極１４の幅」というときは、貫通孔２の貫通方向（流体の流通方向）における、接地電極１４の長さをいい、「検出装置本体１の幅」というときは、貫通孔２の貫通方向（流体の流通方向）における、検出装置本体１の長さをいう。また、図４に示すように、検出装置本体１の一方の端部１ａに貫通孔２が形成され、検出装置本体１の内部には、貫通孔２から他方の端部１ｂ側に向かって帯状に延びる接地電極１４が埋設されている。
【００５２】
本実施形態の粒子状物質検出装置は、一対の電極間の所定の電気的特性を検知することにより、貫通孔を形成する壁の電気的特性の変化を測定し、貫通孔の壁面に吸着した粒子状物質を検出するものであるが、一対の電極間の所定の電気的特性を検知するときには、一対の電極に接続されるとともに誘電体に埋設された２本の配線間の当該所定の電気的特性も合わせて検知することになる。つまり、得られる測定値としては、一対の電極と２本の配線との両方により検知された値となる。このような２本の配線間の当該所定の電気的特性の影響が大きい場合には、貫通孔を形成する壁の電気的特性が変化し、その変化が一対の電極により検知されたとしても、同時に一対の電極に接続された当該２本の配線間の電気的特性も測定していることになるため、貫通孔を形成する壁の電気的特性の変化を正確に測定することができないという問題がある。本実施形態の粒子状物質検出装置は、上記一対の電極のそれぞれから延びる配線の影響を接地電極により抑制しながら、上記一対の電極間の電気的特性を検知することができるため、上記配線の影響による測定誤差の問題を解決することができる。これにより、貫通孔を形成する壁の電気的な特性の変化を精度良く測定することが可能となる。
【００５３】
接地電極を必ずしも有さなくてもよいが、接地電極を有さない場合には、一対の電極に電圧を印加したときに、一対の電極の一方に接続された一方の配線から、一対の電極の他方に接続された他方の配線へと、２本の配線の間に挟まれた誘電体を通じて電流が流れることにより、２本の配線間の電気的特性が検知される。これに対し、本実施形態の粒子状物質検出装置は、２本の配線間に接地電極が配設されているため、一方の配線から接地電極に電流が流れ、一方の配線から他方の配線への電流の流れは生じない。そのため、一方の配線と他方の配線との間の電気的特性は検知されず、一対の電極に電圧を印加したときには、一対の電極間に位置する貫通孔を形成する壁の電気的特性のみを検知することができる。
【００５４】
接地電極１４の形状は、特に限定されず、長方形、長円形等を挙げることができる。また、接地電極１４の厚さは特に限定されず、一方の配線から他方の配線へと流れる電流を妨げることが可能であればよい。例えば、１０〜２００μｍであることが好ましい。接地電極１４の材質としては、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ステンレス、コバール等を挙げることができる。
【００５５】
接地電極１４と配線１１ｂとの間の距離、及び接地電極１４と配線１２ｂとの間の距離は、それぞれ１００〜５００μｍであることが好ましく、１５０〜２５０μｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより、効果的に一方の配線から他方の配線へと流れる電流を妨げることができる。
【００５６】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、図７に示すように、接地電極１４には、検出装置本体１の長手方向に延びる配線１４ｂが接続されて居り、配線１４ｂが、その先端（接地電極１４に接続されていない側の先端）部分で、図１Ｂに示す取り出し端子１４ａに層間接続（ビア接続）されている。
【００５７】
配線１４ｂの幅は、特に限定されず、例えば、０．２〜１ｍｍ程度が好ましい。また、配線１４ｂの厚さは、特に限定されず、例えば、５〜３０μｍ程度が好ましい。また、配線１４ｂの材質としては、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｗ等を挙げることができる。
【００５８】
図３及び図９に示すように、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、貫通孔２の壁面（検出装置本体１の側面に並行する壁面）に沿うようにして検出装置本体１の内部に配設（埋設）された加熱部１３を更に備えることが好ましい。加熱部１３により、電極に吸着された粒子状物質を加熱酸化させることができ、また、粒子状物質の質量測定時等において、貫通孔２の内部空間を所望の温度に調節し、貫通孔を形成する壁の電気的な特性の変化を安定的に測定するための温調を行うことができる。加熱部１３は、幅広のフィルム状であってもよいが、図９に示すように、線状の金属材料を、波状に配置し、先端部分でＵ−ターンするように配置したものであることが好ましい。このような形状にすることにより、貫通孔内部を均一に過熱することが可能となる。加熱部１３の材質としては、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｗ等を挙げることができる。加熱部１３は、貫通孔２の壁面に沿うようにして検出装置本体１の内部に埋設されることが好ましいが、図７に示すように、貫通孔２が配置されている位置だけでなく、更に検出装置本体１の他方の端部１ｂ側に延びるように形成されていてもよい。これにより、貫通孔内部と貫通孔付近との温度差を小さくでき、急加熱しても素子の破損が起きにくいという利点がある。加熱部１３により、貫通孔２の内部空間の温度を６５０℃まで上昇できることが好ましい。図９は、図３に示される本発明の粒子状物質検出装置の一の実施形態のＥ−Ｅ’断面を示す模式図である。
【００５９】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、一対の電極１１，１２のなかの少なくとも一方の電極の、貫通孔が形成されている側に対して反対側の位置に、少なくとも一の加熱部１３が配設されていることが好ましい。図３に示す本実施形態の粒子状物質検出装置１００においては、電極１２の貫通孔２が形成されている側に対して反対側の位置に、加熱部１３が配設されている。このように、加熱部１３が、一対の電極１１，１２のなかの少なくとも一方の電極の、貫通孔が形成されている側に対して反対側の位置に配設されていることにより、加熱部１３の影響を受けることなく、一対の電極１１，１２により、貫通孔２を形成する壁の電気的な特性の変化を測定しやすくなる。図３においては、加熱部１３は一つであるが、電極１２の貫通孔２が配設されている側に対して反対側の位置に複数配設されてもよい。また、図３においては、一対の電極のなかの一方の電極（電極１２）の、貫通孔２が配設されている側に対して反対側の位置に加熱部１３が配設されているが、一対の電極１１，１２のそれぞれの（両方の）、貫通孔２が形成されている側に対して反対側の位置に、少なくとも一の加熱部１３が配設されることも好ましい。加熱部１３の配置及び数は、温度調節、捕集した粒子状物質の酸化除去等の目的を達成するために必要な配置及び数とすることができる。
【００６０】
図９に示すように、加熱部１３は、配線１３ｂ，１３ｂに接続され、配線１３ｂ，１３ｂは、それぞれ図１Ｂに示す取り出し端子１３ａ，１３ａに層間接続されている。加熱部１３の取り出し端子１３ａも、電極１１，１２の取り出し端子１１ａ，１２ａの場合と同様に、検出装置本体１の一方の端部１ａ側が加熱されたときの熱の影響を回避するために、検出装置本体１の他方の端部１ｂに配設されることが好ましい。図１Ｂにおいては、取り出し端子１２ａが、検出装置本体１の側面においてその幅方向における一方の端縁に配置され、取り出し端子１３ａ，１３ａが、取り出し端子１２ａの横に、２本が並ぶように配置されているが、取り出し端子１２ａ及び取り出し端子１３ａ，１３ａの配置は、このような配置に限定されるものではない。
【００６１】
加熱部１３が線状である場合、その線の幅は、特に限定されず、例えば、０．０５〜１ｍｍ程度が好ましい。また、加熱部１３の厚さは、特に限定されず、例えば、５〜３０μｍ程度が好ましい。配線１３ｂの幅は、特に限定されず、例えば、０．７〜４ｍｍ程度が好ましい。また、配線１３ｂの厚さは、特に限定されず、例えば、５〜３０μｍ程度が好ましい。加熱部１３に対応する取り出し端子１３ａの幅は、特に限定されず、例えば、０．１〜２ｍｍ程度が好ましい。また、取り出し端子１３ａの厚さは、特に限定されず、例えば、５〜１０００μｍ程度が好ましい。配線１３ｂ及び取り出し端子１３ａの材質としては、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、ステンレス、コバール等を挙げることができる。
【００６２】
また、本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、電極に吸着された粒子状物質を、一対の電極１１，１２に電圧を印加して貫通孔２内に放電を起こして、酸化除去することができるものであることが好ましい。粒子状物質を酸化除去する場合の放電を生じさせる条件としては、電界強度が１０〜２００ｋＶ／ｃｍであり、エネルギー投入量が、被処理物質に対して０．０５〜１０Ｊ／μｇであることが好ましい。
【００６３】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、加熱部１３の取り出し端子１３ａに接続された、加熱用電源を更に備えることが好ましい。加熱用電源としては、定電流電源等を挙げることができる。
【００６４】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００において、貫通孔２の形状、及び大きさは特に限定されず、排ガスを通過させ、粒子状物質の量を測定できるものであればよい。例えば、貫通孔２の、検出装置本体の長手方向における長さは、２〜２０ｍｍ程度が好ましく、貫通孔２の、電極１１，１２で挟まれる部分の幅（検出装置本体の長手方向、及びガスの流通方向の両方に垂直な方向における長さ）は、０．３〜３ｍｍ程度が好ましい。このような範囲とすることにより、粒子状物質を含む排ガスを貫通孔２内に十分に流通させることができ、更に、貫通孔２内に粒子状物質を荷電するために効果的な放電を起こすことが可能となる。
【００６５】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、検出装置本体１が、複数のテープ状セラミック（セラミックシート）が積層されてなるものであることが好ましい。これにより、複数のテープ状セラミックを、それぞれの間に各電極、配線等を挟みながら積層して粒子状物質検出装置１００を作製することができるため、本実施形態の粒子状物質検出装置１００を効率的に製造することが可能となる。
【００６６】
本実施形態の粒子状物質検出装置１００は、貫通孔２内を通過する粒子状物質が、ディーゼルエンジンより排出される煤であるときに、特にその効果を発揮させることができる。
【００６７】
次に、本実施形態の粒子状物質検出装置１００の製造方法について説明する。
【００６８】
（成形原料の調製）
アルミナ、コージェライト化原料、ムライト、ガラス、ジルコニア、マグネシア、及びチタニアからなる群から選択される少なくとも一種のセラミック原料（誘電体原料）と、成形原料として使用する他の成分とを混合し、スラリー状の成形原料を調製する。セラミック原料（誘電体原料）としては、上記原料が好ましいが、これに限定されるものではない。他の原料としては、バインダー、可塑剤、分散剤、分散媒等を使用することが好ましい。
【００６９】
バインダーとしては、特に限定されるものではないが、水系バインダー、非水系バインダーのどちらでもよく、水系バインダーとしてはメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド等を好適に使用でき、非水系バインダーとしてはポリビニルブチラール、アクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等を好適に使用することができる。アクリル系樹脂としては、（メタ）アクリル樹脂、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体等を挙げることができる。
【００７０】
バインダーの添加量は、誘電体原料１００質量部に対して、３〜２０質量部であることが好ましく、６〜１７質量部であることが更に好ましい。このようなバインダー含有量とすることにより、スラリー状の成形原料を成形してグリーンシートを成形したとき、及び、乾燥、焼成したときに、クラック等の発生を防止することが可能となる。
【００７１】
可塑剤としては、グリセリン、ポリエチレングリコール、ジブチルフタレート、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル等を使用することができる。
【００７２】
可塑剤の添加量は、バインダー添加量１００質量部に対して、３０〜７０質量部であることが好ましく、４５〜５５質量部であることが更に好ましい。７０質量部より多いと、グリーンシートが柔らかくなりすぎ、シートを加工する工程において変形しやすくなることがあり、３０質量部より少ないと、グリーンシートが硬くなりすぎ、曲げただけでクラックが入るなどハンドリング性が悪くなることがある。
【００７３】
分散剤としては、水系ではアニオン系界面活性剤、ワックスエマルジョン、ピリジン等を使用することが出来、非水系では脂肪酸、リン酸エステル、合成界面活性剤等を使用することができる。
【００７４】
分散剤は、誘電体原料１００質量部に対して、０．５〜３質量部であることが好ましく、１〜２質量部であることが更に好ましい。０．５質量部より少ないと、誘電体原料の分散性が低下することがあり、グリーンシートにクラック等が生じることがある。３質量部より多いと、誘電体原料の分散性は変わらずに焼成時の不純物を増やすことになる。
【００７５】
分散媒としては、水等を使用することができる。分散媒は、誘電体原料１００質量部に対して、５０〜２００質量部であることが好ましく、７５〜１５０質量部であることが更に好ましい。
【００７６】
上記各原料をアルミナ製ポット及びアルミナ玉石を用いて十分に混合してグリーンシート製作用のスラリー状の成形原料を作製する。また、これらの材料を、モノボールによりボールミル混合して作製してもよい。
【００７７】
次に、得られたグリーンシート製作用のスラリー状の成形原料を、減圧下で撹拌して脱泡し、さらに所定の粘度となるように調製する。成形原料の調製において得られるスラリー状の成形原料の粘度は、２．０〜６．０Ｐａ・ｓであることが好ましく、３．０〜５．０Ｐａ・ｓであることが更に好ましく、３．５〜４．５Ｐａ・ｓであることが特に好ましい。粘度範囲をこのように調整すると、スラリーをシート状に成形し易くなるため好ましい。スラリー粘度は、高過ぎても低過ぎても成形し難くなることがある。尚、スラリーの粘度は、Ｂ型粘度計で測定した値である。
【００７８】
（成形加工）
次に、上記方法により得られたスラリー状の成形原料をテープ状に成形加工して、一方向に長いグリーンシートを作製する。成形加工方法は、成形原料をシート状に成形してグリーンシートを形成することができれば特に限定されず、ドクターブレード法、プレス成形法、圧延法、カレンダーロール法等の公知の方法を使用することができる。このとき、グリーンシートを積層したときに貫通孔が形成されるように、貫通孔形成用のグリーンシートを作製する。
【００７９】
製造するグリーンシートの厚さは、５０〜８００μｍであることが好ましい。
【００８０】
得られたグリーンシートの表面に各電極、配線、加熱部、及び取り出し端子を配設する。例えば、図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すような、粒子状物質検出装置１００を作製する場合には、図１Ｂ、図４〜図７に示されるように、各電極、配線、加熱部、及び取り出し端子が所定の位置に配設されるように、グリーンシートの対応する位置に各電極、配線、加熱部、及び取り出し端子を印刷することが好ましい。配設する各電極、配線、加熱部、及び取り出し端子を形成するための導体ペーストを調製する。この導体ペーストは、各電極、配線等のそれぞれの形成に必要なそれぞれの材質に合わせて、金、銀、白金、ニッケル、モリブデン、及びタングステンからなる群から選択される少なくとも一種を含有する粉末に、バインダ及びテルピネオール等の溶剤を加え、トリロールミル等を用いて十分に混錬して調製することができる。このようにして形成した、各電極、配線等の形成に必要な材質を含有するそれぞれの導体ペーストを、グリーンシートの表面にスクリーン印刷等を用いて印刷して、所定の形状の各電極、配線、加熱部、及び取り出し端子を形成する。
【００８１】
更に具体的には、複数のグリーンシートを作製し、それらのなかの２つのグリーンシートについて、それぞれの一方の面の一方の端部側に電極を配設し、それぞれの電極から他方の端部に向かって延びる配線を配設して、電極配設グリーンシートを２つ形成する。更に、他の１つのグリーンシートについて、電極配設グリーンシートと重ねたときに配線と重なる位置に接地用電極を配設して、接地電極配設グリーンシートを形成する。更に、他の１つのグリーンシート又は、上記接地電極配設グリーンシートについて、電極配設グリーンシートと重ねたときに電極と重なる位置に貫通孔となる切断部を形成して切断部形成グリーンシートを形成する。接地電極配設グリーンシートに切断部を形成する場合には、接地電極配設グリーンシートと切断部形成グリーンシートとは同一のグリーンシートとなる。また、接地電極配設グリーンシートに切断部を形成する場合には、先に切断部を形成し、その後に接地電極を配設してもよい。そして、２つの電極配設グリーンシートのそれぞれに、他の電極等が配設されていないグリーンシートを重ねて電極及び配線をグリーンシートで覆った状態として、電極埋設グリーンシートとする。そして、上記複数のグリーンシートを、２つの電極埋設グリーンシートで接地電極配設グリーンシート及び切断部形成グリーンシートを挟むように積層し、２つの電極で切断部を挟み且つ２つの配線で接地電極を挟んだ状態のグリーンシート積層体を形成する。上記複数のグリーンシートの積層は、同時に行ってもよいし、電極埋設グリーンシートをまず作製してから、他のグリーンシートと積層してもよい。積層は加圧しながら行うことが好ましい。
【００８２】
上記本発明の粒子状物質検出装置の製造方法は、複数のグリーンシートに所望の電極等を配設して、電極等を配設したグリーンシートを積層し、乾燥、焼成して粒子状物質検出装置を製造するため、効率的に本発明の粒子状物質検出装置を製造することができる。
【００８３】
（焼成）
グリーンシート積層体を乾燥、焼成して、粒子状物質検出装置を得る。更に具体的には、得られた、グリーンシート積層体を６０〜１５０℃で乾燥し、１２００〜１６００℃で焼成して粒子状物質検出装置を作製する。グリーンシートが有機バインダーを含有する場合には、焼成の前に、４００〜８００℃で脱脂することが好ましい。
【００８４】
（電線の高電圧端子への接合）
所定の電線の端部の絶縁被膜を剥がして先端部分を形成する。所定の材質の金属板をＴ字状に形成し、電線固定用部材として使用することが好ましい。電線の先端部分をＴ字状の金属板の上に載せ、Ｔ字状の金属板の翼部の両端部を折り返すように折り曲げて、電線の先端部分を挟み込むことが好ましい。電線の先端部分をＴ字状の金属板に載せるときには、電線の先端部分をＴ字状の金属板の翼部の長手方向に直交する方向に向けて、胴部側に先端が位置するように翼部の長手方向の中央部に配置することが好ましい。
【００８５】
所定の接合用金属板を高電圧端子の表面にろう付けすることが好ましい。ろう付けの方法としては、以下に示す方法が好ましい。まず、ろうのなじみを良くするため母材表面を洗浄し、加熱による母材表面の酸化を防ぎ、ろうの流れを促進させるためフラックスを接合面に塗布する。そして、部材を組み立て加熱した後、接合部にろうを押し付けて溶かし、ろうを接合面全体に行き渡らせる。その後、ゆっくりと冷まし部品全体が一体化したら、必要に応じて、フラックスの残滓を除き、加熱によってできた酸化膜を除く目的で洗浄し、ろう付けを完了させる。接合用金属板と高電圧端子とを、ろう付けすることは、熱膨張係数の整合する金属板材料を選定できる点で好ましい。そして、電線を固定した電線固定用部材を、溶接により接合用金属板の表面に接着し、本実施形態の粒子状物質検出装置を得ることが好ましい。溶接の方法としては、スポット溶接が好ましい。電線固定用部材と接合用金属板とを、溶接により接着させることは、接合強度を強固に出来る点で好ましい。
【実施例】
【００８６】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００８７】
（実施例１）
（成形原料の調製）
アルミナを誘電体原料として使用し、バインダーとしてポリビニルブチラール、可塑剤としてフタル酸ジ−２−エチルヘキシル、分散剤としてソルビタントリオレエートを使用し、分散媒として有機溶剤（キシレン：ブタノール＝６：４（質量比））を使用し、これらをアルミナ製ポットに入れて混合し、グリーンシート製作用のスラリー状の成形原料を作製した。各原料の使用量は、アルミナ１００質量部に対して、バインダー７質量部、可塑剤３．５質量部、分散剤１．５質量部、有機溶剤１００質量部とした。
【００８８】
次に、得られたグリーンシート製作用のスラリー状の成形原料を、減圧下で撹拌して脱泡し、粘度４Ｐａ・ｓとなるように調製した。スラリーの粘度は、Ｂ型粘度計で測定した。
【００８９】
（成形加工）
次に、上記方法により得られたスラリー状の成形原料をドクターブレード法を用いてシート状に成形加工した。このとき、グリーンシートを積層したときに貫通孔が形成されるように、切断部形成グリーンシートも作製した。グリーンシートの厚さは、２５０μｍとした。
【００９０】
得られたグリーンシートの表面に、図１Ｂ、図４〜図７に示されるような各電極、接地電極、加熱部、各配線、及び各取り出し端子を形成した。配設する各電極、接地電極、配線、及び取り付け端子を形成するための導体ペーストは、白金粉末に、溶剤として２−エチルヘキサノール、バインダーとしてポリビニルブチラール、可塑剤としてフタル酸ジ−２−エチルヘキシル、分散剤としてソルビタントリオレエート、グリーンシートの共生地としてアルミナ、焼結助剤としてガラスフリットを加え、らいかい機及びトリロールミルを用いて十分に混錬して調製した（質量比で、白金：アルミナ：ガラスフリット：２−エチルヘキサノール：ポリビニルブチラール：フタル酸ジ−２−エチルヘキシル：ソルビタントリオレエート＝８０：１５：５：５０：７：３．５：１）。また、加熱部を形成するための導体ペーストは、白金粉末に、溶剤として２−エチルヘキサノール、バインダーとしてポリビニルブチラール、可塑剤としてフタル酸ジ−２−エチルヘキシル、分散剤としてソルビタントリオレエート、グリーンシートの共生地としてアルミナ、焼結助剤としてガラスフリットを加え、らいかい機及びトリロールミルを用いて十分に混錬して調製した（質量比で、白金：アルミナ：ガラスフリット：２−エチルヘキサノール：ポリビニルブチラール：フタル酸ジ−２−エチルヘキシル：ソルビタントリオレエート＝８０：１５：５：５０：７：３．５：１）。このようにして形成した導体ペーストを、グリーンシートの表面にスクリーン印刷を用いて印刷して、所定の形状の電極等を形成した。具体的には、複数のグリーンシートのなかの２つのグリーンシートについて、それぞれの一方の面の一方の端部側に電極を配設し、それぞれの電極から他方の端部に向かって延びる配線を配設して、電極配設グリーンシートを２つ形成した。更に、他の１つのグリーンシートについて、電極配設グリーンシートと重ねたときに配線と重なる位置に接地用電極を配設して、接地電極配設グリーンシートを形成した。更に、他の１つのグリーンシートについて、電極配設グリーンシートと重ねたときに電極と重なる位置に貫通孔となる切断部を形成して切断部形成グリーンシートを形成した。更に、他の１つのグリーンシートについて、切断部形成グリーンシートと重ねたときに貫通孔となる切断部と重なる位置に加熱部を形成し、加熱部から他方の端部に向かって延びる配線を配設して加熱部形成グリーンシートを形成した。そして、２つの電極配設グリーンシートのそれぞれに、他の電極等が配設されていないグリーンシートを重ねて電極及び配線をグリーンシートで覆った状態として、電極埋設グリーンシートとするとともに、２つの電極埋設グリーンシートで接地電極配設グリーンシート及び切断部形成グリーンシートを挟むように積層し、更に、加熱部形成グリーンシートを電極埋設グリーンシートの外側に位置するように積層し、２つの電極で切断部を挟み且つ２つの配線で接地電極を挟んだ状態のグリーンシート積層体を形成した。各配線と、各配線に対応する取り出し端子とは、導体ペーストの埋め込み方法により、層間接続（ビア接続）した。
【００９１】
グリーンシートの積層は、グリーンシートを加熱可能な一軸プレス機を用いて加圧積層し、グリーンシート積層体からなる粒子状物質検出装置の未焼成体を得た。
【００９２】
（焼成）
得られた、グリーンシート積層体（粒子状物質検出装置の未焼成体）を１２０℃で乾燥し、１５００℃で焼成して粒子状物質検出装置を作製した。得られた粒子状物質検出装置は、０．７ｃｍ×０．２ｃｍ×１２ｃｍの直方体において、他方の端部が、図１Ｂに示すように細くなった形状であった。細くなった他方の端部は、幅４．２５ｃｍ、長さ１．２ｃｍであった。貫通孔は、排ガスの流通方向に垂直な断面形状が０．７５ｍｍ×５．０ｍｍの長方形であった。また、高電圧端子は２．０ｍｍ×３．０ｍｍの長方形とした。
【００９３】
（電線の接合）
Ｔ字状の金属板を電線固定用部材として用い、Ｔ字状の金属板に電線の先端部分を配置して、Ｔ字状の金属板の翼部の両端部を折り曲げ、電線の先端部分を電線固定用部材で固定した。これにより、図２Ａ，図２Ｂに示す、先端部分３２を電極固定用部材３１で固定した構造にした。Ｔ字状の金属板の折り曲げは、ペンチなどの工具を用いて行った。電線固定用部材としては、翼部が４．８ｍｍ×１．０ｍｍ、胴部が７．０ｍｍ×２．０ｍｍのＴ字状の金属板を用いた。Ｔ字状の金属板としては、翼部の長手方向と胴部の長手方向とが直交するものを用いた。Ｔ字状の金属板の材質はステンレスであった。また、Ｔ字状の金属板の厚さは、０．１ｍｍであった。高電圧端子に接合する電線としては、長手方向に直交する断面が円形の導線部を、厚さ０．７ｍｍの絶縁被膜で覆ったものを用いた。導線部の断面積は０．３ｍｍ２であった。導線部の材質は、ニッケルであり、絶縁被膜の材質は、マイカガラステープおよび純度９０％以上のシリカヤーンであった。
【００９４】
接合用金属板をろう付けにより高電圧端子に接着した。ろう付けは、以下の方法で行った。先ず母材表面を洗浄し、接合面にフラックスを塗布し、部材を組み立て加熱した後、接合部にろうを押し付けて溶かすことで、ろうを接合面全体に行き渡らせた。部品全体が一体化したら、フラックスの残滓を洗浄した。接合用金属板としては、２．０ｍｍ×３．０ｍｍの金属板を用いた。接合用金属板の厚さは０．１ｍｍであった。接合用金属板の材質は、コバールであった。
【００９５】
電線を固定した電線固定用部材を、接合用金属板にスポット溶接により接着し、電線を高電圧端子に接合して、粒子状物質検出装置（実施例１）を得た。電線を高電圧端子に接合した状態は、図２Ａ、図２Ｂに示す電線２１と高電圧端子１１ａとの接合部分２２のような状態であった。放電用の電源としては、パルス電源とＤＣ電源を用い、電極の取り出し端子に接続した。電極間のインピーダンスを測定するための測定部としては、アジレントテクノロジー社製のインピーダンスアナライザを用い、電極の取り出し端子に接続した。また、接地電極の取り出し端子は接地させた。得られた粒子状物質検出装置について、以下に示す方法で、電線と高電圧端子との接合状態を検査し、粒子状物質測定を行った。結果を表１に示す。
【００９６】
（接合状態検査方法）
電線から、高電圧端子１１ａを介して、高電圧電極１１に２ｋＶの電圧を印加し、暗室内で検出装置本体の貫通孔内部で放電が生じているかを目視にて観察することで、電線と高電圧端子が導通していることを検査した。放電を確認できた場合、導通が良好（良）であり、接合状態が良好であることになり、放電を確認できない場合、導通が不良であり、接合状態が不良であることになる。
【００９７】
（粒子状物質測定方法）
得られた粒子状物質検出装置を、ディーゼルエンジンの排気管に設置した。ディーゼルエンジンとしては、排気量２０００ｃｃの直噴−ディーゼルエンジンを使用し、回転数１５００ｒｐｍ、トルク２４Ｎ・ｍ、ＥＧＲ（ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）開度５０％、排ガス温度２００℃、吸入空気１．３ｍ３（室温換算）／分の運転条件下で排ガスを発生させた。スモークメータ（ＡＶＬ社製、商品名：型式４１５８）による排ガス中の粒子状物質量は、２．０ｍｇ／ｍ３であった。粒子状物質の検出は、以下のように行った。ディーゼルエンジンから排ガスを発生させながら、粒子状物質を荷電集塵する前に、一対の電極間の初期の静電容量（ｐＦ）を、１分間に亘って６回測定し、その後、粒子状物質を１分間に亘って荷電集塵し、その後、荷電集塵操作を停止して、再度、静電容量（一対の電極間の１分間集塵後の静電容量）（ｐＦ）を、１分間に亘って６回測定した。初期の静電容量及び１分間集塵後の静電容量は、いずれも６回の測定の平均値を求めた。そして、初期の静電容量と１分間集塵後の静電容量との差から、集塵された粒子状物質の質量を算出した。粒子状物質の質量の算出は、粒子状物質の吸着量に対する静電容量の変化について、予め検量線を作成しておき、その検量線を用いて行った。尚、本測定においては、ヒーターによる粒子状物質の燃焼は行わないこととした。粒子状物質を荷電集塵する際には、高電圧電源による印加電圧をＤＣ２．０ｋＶとし、電極間の静電容量測定時には、測定部から印加電圧をＡＣ２Ｖ、周波数を１０ｋＨｚとした。結果を表１に示す。
【００９８】
【表１】
【００９９】
（実施例２）
電線を固定した電線固定用部材を、導電性接着剤を介して高電圧端子に接着した以外は、実施例１と同様にして粒子状物質検出装置を作製した。導電性接着材としては、ニッケルあるいはアルミニウム等の金属粉が配合されたセラミックス接着剤を使用した。得られた粒子状物質検出装置について、上記方法で、電線と高電圧端子との接合状態を検査し、粒子状物質測定を行った。結果を表１に示す。
【０１００】
（実施例３）
電線を、金属ペーストを介して高電圧端子に接着した以外は、実施例１と同様にして粒子状物質検出装置を作製した。金属ペーストとしては、銀ペーストを使用した。得られた粒子状物質検出装置について、上記方法で、電線と高電圧端子との接合状態を検査し、粒子状物質測定を行った。結果を表１に示す。
【０１０１】
（比較例１）
電線をはんだ付けの方法で高電圧端子に直接接合した以外は、実施例１と同様にして粒子状物質検出装置を作製した。得られた粒子状物質検出装置について、上記方法で、電線と高電圧端子との接合状態を検査し、粒子状物質測定を行った。結果を表１に示す。
【０１０２】
表１より、実施例１の粒子状物質検出装置が最も電線と高電圧端子とが剥がれ難いものであった。実施例２の粒子状物質検出装置が、次に電線と高電圧端子とが剥がれ難く、実施例３の粒子状物質検出装置が、更にその次に電線と高電圧端子とが剥がれ難く、比較例１が最も電線と高電圧端子とが剥がれ易いものであった。また、表１より、初期測定時と集塵後の静電容量（インピーダンス）の差が明確に示された。これより、１分間のインピーダンス測定でも、排ガス中の粒子状物質量の増加を検出することが可能であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
ＤＰＦの欠陥の発生を即座に検知し、装置の異常を認識するために好適に利用することができ、これにより大気汚染の防止に貢献することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１：検出装置本体、１ａ：一方の端部、１ｂ：他方の端部、１ｃ：一方の先端部分、１ｄ：他方の先端部分、２：貫通孔、１１：電極（他方の電極）、１２：電極（一方の電極）、１１ａ：取り出し端子（高電圧端子）、１２ａ，１３ａ，１４ａ：取り出し端子、１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ：配線、１３：加熱部、１４：接地電極、２１：電線、２２：接合部分、２３：導線部、２４：絶縁被膜、３１：電線固定用部材、３１ａ：金属板、３２：先端部分、３３：接合用金属板、４１：Ｔ字状の金属板、４２：翼部、４３：胴部、５１：金属ペースト、６１：検出装置本体、６２：貫通孔、６３，６４：取り出し端子、６５：一方の端部、６６：他方の端部、１００，２００：粒子状物質検出装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部に少なくとも一の貫通孔が形成された一方向に長い検出装置本体と、前記貫通孔を形成する壁の内部に埋設され、誘電体で覆われた少なくとも一対の電極と、前記一対の電極からそれぞれ前記検出装置本体の他方の端部に向かって延びる配線と、前記検出装置本体の他方の端部の表面に配設され、前記一対の電極のなかの一方の電極から延びる配線に接続された前記一方の電極の取り出し端子と、前記一方の端部と前記他方の端部との間の位置の表面に配設された、前記一対の電極のなかの他方の電極から延びる配線に接続された前記他方の電極の取り出し端子と、先端部分に電線固定用部材が配設され、前記電線固定用部材を介して前記他方の電極の取り出し端子に接合された電線を備え、
前記他方の電極を高電圧側として、前記一対の電極に、それぞれの取り出し端子を通じて５０〜２００ｋＶ／ｃｍの電圧を印加して、前記貫通孔内に流入する流体に含有される粒子状物質を前記貫通孔の壁面に電気的に吸着させることが可能であり、貫通孔を形成する壁の電気的な特性の変化を測定することにより前記貫通孔の壁面に吸着された粒子状物質を検出することが可能な粒子状物質検出装置。
【請求項２】
前記電線固定用部材が、前記電線の先端部分を挟み込んで固定するように折り曲げられた金属板である請求項１に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項３】
前記電線固定用部材は、長方形の翼部と、前記翼部の長手方向における中央部分から前記翼部の長手方向に対して垂直な方向に延びる長方形の胴部とを有するＴ字状の金属板が、前記翼部の長手方向の両端部が翼部の長手方向の中央に向かって折り返されるように折り曲げられた形状であり、
折り曲げられた前記翼部と、翼部の中央部分との間に前記電線の先端部分が挟み込まれて固定された請求項２に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項４】
前記電線固定用部材が、接合用金属板を介して前記他方の電極の取り出し端子に接着された請求項２又は３に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項５】
前記電線固定用部材が、導電性接着剤を介して前記他方の電極の取り出し端子に接着された請求項２又は３に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項６】
前記電線固定用部材が、前記電線の先端部分を覆う金属ペーストであり、前記電線の先端部分が前記金属ペーストを介して前記他方の電極の取り出し端子に接合された請求項１に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項１】
一方の端部に少なくとも一の貫通孔が形成された一方向に長い検出装置本体と、前記貫通孔を形成する壁の内部に埋設され、誘電体で覆われた少なくとも一対の電極と、前記一対の電極からそれぞれ前記検出装置本体の他方の端部に向かって延びる配線と、前記検出装置本体の他方の端部の表面に配設され、前記一対の電極のなかの一方の電極から延びる配線に接続された前記一方の電極の取り出し端子と、前記一方の端部と前記他方の端部との間の位置の表面に配設された、前記一対の電極のなかの他方の電極から延びる配線に接続された前記他方の電極の取り出し端子と、先端部分に電線固定用部材が配設され、前記電線固定用部材を介して前記他方の電極の取り出し端子に接合された電線を備え、
前記他方の電極を高電圧側として、前記一対の電極に、それぞれの取り出し端子を通じて５０〜２００ｋＶ／ｃｍの電圧を印加して、前記貫通孔内に流入する流体に含有される粒子状物質を前記貫通孔の壁面に電気的に吸着させることが可能であり、貫通孔を形成する壁の電気的な特性の変化を測定することにより前記貫通孔の壁面に吸着された粒子状物質を検出することが可能な粒子状物質検出装置。
【請求項２】
前記電線固定用部材が、前記電線の先端部分を挟み込んで固定するように折り曲げられた金属板である請求項１に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項３】
前記電線固定用部材は、長方形の翼部と、前記翼部の長手方向における中央部分から前記翼部の長手方向に対して垂直な方向に延びる長方形の胴部とを有するＴ字状の金属板が、前記翼部の長手方向の両端部が翼部の長手方向の中央に向かって折り返されるように折り曲げられた形状であり、
折り曲げられた前記翼部と、翼部の中央部分との間に前記電線の先端部分が挟み込まれて固定された請求項２に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項４】
前記電線固定用部材が、接合用金属板を介して前記他方の電極の取り出し端子に接着された請求項２又は３に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項５】
前記電線固定用部材が、導電性接着剤を介して前記他方の電極の取り出し端子に接着された請求項２又は３に記載の粒子状物質検出装置。
【請求項６】
前記電線固定用部材が、前記電線の先端部分を覆う金属ペーストであり、前記電線の先端部分が前記金属ペーストを介して前記他方の電極の取り出し端子に接合された請求項１に記載の粒子状物質検出装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【公開番号】特開２０１０−２１０５３５（Ｐ２０１０−２１０５３５Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５８８４９（Ｐ２００９−５８８４９）
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]