[发明专利]颗粒物传感器及其测量方法

说明书

本发明涉及颗粒物传感器及其测量方法。颗粒物传感器布置在排气系统的排气管中并被配置为感测排气中所包含的颗粒物。该颗粒物传感器包括：从底部按顺序堆叠的第一基板、第二基板和第三基板，在一个端部形成有感测单元，在另一端部形成有信号处理器。感测单元包括：基准电极，形成在第一基板的一个表面上并具有恒定的电容值；温度传感器和加热电极，温度传感器形成在第二基板的一个表面上并感测温度，加热电极与温度传感器邻近布置；和主电极，形成在第三基板的一个表面上并具有随颗粒物变化的电容值。

技术领域

本发明涉及一种颗粒物传感器及其测量方法，且更具体地，涉及一种将保持恒定的基准电极的电容值与随颗粒物而改变的主电极的电容值进行比较，从而鲁棒地应对外部噪声和环境变化的颗粒物传感器。

背景技术

近来，随着车辆的排气的法规已经加强，对用于净化排气的后处理装置的关注已经增加。

特别地，由于柴油发动机车辆产生包含不同量的颗粒物(PM)的排气流，因此柴油发动机车辆被认为是空气污染的主要成因，使得其法规正变得更为严格。

为了减少柴油车辆的颗粒物，向排气应用柴油颗粒过滤器(DPF)，并且使用颗粒物传感器来感测在柴油颗粒过滤器中所捕获的颗粒的量。

颗粒物传感器检测随着排气中所包含的颗粒物累积而产生的电阻或电容的变化，并且在排气系统中，颗粒物传感器安装在柴油颗粒过滤器的后端。

操作颗粒物传感器的方法可以分类成累积法和实时法。

在大部分车辆中使用的累积法的颗粒物传感器感测随着颗粒物在施加有电压的两个计数电极(digital elecrode)上累积而产生的电流的变化。

累积法的颗粒物传感器结构简单，使得其可靠性高且制造成本低，因此适合在车辆中使用。

然而，在累积法的颗粒物传感器中，需要直到产生电流的变化信号为止的初始累积时间。

另一方面，在实时法的颗粒物传感器中，通过检测颗粒物的电离反应来实时监测颗粒物的量。

然而，实时法的颗粒物传感器准确性低，尺寸大，难以小型化。

因此，需要对能够准确且快速地测量排气系统的排气中的颗粒物的颗粒物传感器进行研究。

在背景部分公开的上述信息仅用于增强对于本发明的背景的理解，因此其可能包括不形成本国的本领域内的普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的示例性实施例提供了一种颗粒物传感器及使用该颗粒物传感器的测量方法，其通过将保持恒定的基准电极的电容值与随颗粒物变化的主电极的电容值进行比较，能够准确并快速地测量外部环境中的颗粒物。

一种颗粒物传感器布置在排气系统的排气管中并被配置为感测排气中所包含的颗粒物，所述颗粒物传感器包括：从底部按顺序堆叠的第一基板、第二基板和第三基板，在一个端部形成有感测单元，在另一端部形成有信号处理器，其中所述感测单元包括：基准电极，形成在所述第一基板的一个表面上并具有恒定的电容值；温度传感器和加热电极，所述温度传感器形成在所述第二基板的一个表面上并感测温度，所述加热电极与所述温度传感器邻近布置；和主电极，形成在所述第三基板的一个表面上并具有随颗粒物而变化的电容值。

所述信号处理器可以输出所述基准电极的恒定电容值与所述主电极的变化电容值之间的差值。

所述主电极还可以包括包围其上部的绝缘层。

所述温度传感器形成为包围所述加热电极的外表面。

所述温度传感器与所述加热电极可以形成在所述基准电极与所述主电极之间，与所述基准电极和所述主电极的距离相同。