[发明专利]气体流动路径中的颗粒测量装置

说明书

本发明涉及一种用于探测气体流动路径(3)中的颗粒流(2)的颗粒的测量装置(1)，其具有电离级(10)，所述电离级具有电离装置(11)，借助电离装置电离或能够电离待检测的颗粒。测量装置(1)还具有测量级(20)，所述测量级具有检测机构(21)，检测机构检测颗粒流(2)的被电离的颗粒，其中检测机构(21)具有至少一个电极(22)，颗粒将在电离装置(11)处吸收的电荷释放到所述电极上，其中被释放的电荷能经由连接在所述至少一个电极(22)上的电阻(23、30)测量。为了提供有利的不易出故障的可靠的测量装置(1)，检测机构的所述至少一个电极构造成微系统。为了改善电离后的气体承载的电荷的测量，过滤衬底的孔金属化地构成并且与电阻电连接。

技术领域

本发明涉及一种用于探测气体流动路径中的颗粒流的颗粒的测量装置，所述测量装置具有电离级和测量级，所述电离级具有电离装置，借助电离装置电离或能够电离待检测的颗粒，所述测量级具有检测机构，所述检测机构检测颗粒流的被电离的颗粒，其中，检测机构具有至少一个电极，颗粒将在电离装置处吸收的电荷在所述电极上释放，其中，被释放的电荷能经由连接在所述至少一个电极上的电阻测量。

背景技术

用于检测颗粒流中的颗粒的测量装置以多种方式已知并且用于探测颗粒的大小和/或数量。在此已知例如用于执行重量的或光学的颗粒测量方法的装置，但也还有开头提到的这种类型，其中，在气体流动路径中设置和构造具有电离装置的电离区域或电离级和连接在该级下游的具有检测机构的测量级。检测机构在此具有电子的计数装置。颗粒流在此例如可以是例如来自内燃机的废气流。

检测机构在已知的颗粒测量装置中例如构造成电极，该电极与电子计数装置连接，而在电离区域中，作为电离装置设置有被加载高压的电离线，例如钨丝，或者UV辐射源电离地作用于颗粒流上。所述至少一个电极在此能以栅格的形式构成，高欧姆的电阻连接到该栅格上。为了颗粒计数，由颗粒在电离级中吸收的且释放到电极上的电荷作为电流经由该高欧姆的电阻被测量。

发明内容

为了使得这种颗粒测量装置获得更宽的使用范围和提供有利的不易出故障的可靠的测量装置，本发明基于的目的是小型化已知的测量装置。

该目的通过具有权利要求1的特征部分的特征的颗粒测量装置实现。因此这种测量装置尤其提出，所述至少一个电极构造成微系统。这具有如下优点，测量级、必要时同样连同评估级可小型化地构成。通过构造成微系统，也称作MEMS(微电子机械系统的缩写)，测量装置能以更高的集成度设计并且当前统一了机械的和电的功能，使得产生多功能系统。在此利用了电部件连同其电路能设置在承载衬底上或者有时设置在也简单称作衬底的由半导体材料制成的具有高的功能密度的基本材料上。所提到的更高的集成度通常伴随着因更少的材料使用引起的成本降低和更高的加工密度，此外，在系统共同作用时，可靠性和反应快速性由于更短的、接口更少的路径而得到改善。

在优选的改进方案中，本发明的测量装置能构造有多个电极，例如两个或三个电极。在相应的几何布置中，由此能够必要时为不同的、将其电荷释放到电极上的颗粒例如在其大小方面设定区分标准。

根据本发明的测量装置的进一步促进小型化进而集成度的一个有利的实施方式提出，高欧姆的电阻同样构造成微系统。该高欧姆的电阻用于测量在由电荷载体释放到电极上时出现的小的电流。这具有如下优点：该高欧姆的电阻的电阻值能够以小的制造公差范围来制造，该电阻值可在万亿欧姆的范围中。同时，在此可有利的是，除了所提到的电阻外还将运算放大器用于放大小的电流并且构造成微系统，使得各个释放电荷的颗粒能可靠地被检测。

在测量装置的一个有利的实施方式中，所述电极可设计成至少局部设有覆层的壁状结构的导电的、尤其金属的覆层，尤其是所述壁状的结构例如可通过多孔的过滤衬底形成，所述过滤衬底设置在气体流动路径中并且被气流穿流或能够被穿流。由此，电极本身形成要被颗粒流穿过的体积的集成的部分。

在一个优选的改进方案中，在此，过滤衬底的在任何情况下要被颗粒流穿过的孔可金属化地构成并且以此方式形成电极并且在此与所述电阻电连接。