[发明专利]用于感测在测量气体室中的测量气体的颗粒的传感器元件

说明书

本发明提出一种用于感测在测量气体室中的测量气体的颗粒的传感器元件(110)。传感器元件(110)包括至少一个载体(114)，其中，在所述载体(114)上施加有至少一个第一电极装置(116)和至少一个第二电极装置(118)，其中，所述第一电极装置(116)和所述第二电极装置(118)分别具有至少一个电极指(112)，其中，所述电极指(112)具有层构造(120)，其中，所述层构造(120)包括至少一个第一金属层(124)和至少一个第二金属层(124)。

背景技术

由现有技术已知用于感测在测量气体室中的测量气体的颗粒的多种传感器元件。测量气体例如可以是内燃机的排气。所述颗粒尤其可以是炭黑颗粒或灰尘颗粒。下面在没有另外的实施方式和应用的限制的情况下尤其参照用于探测炭黑颗粒的传感器元件来描述本发明。

在电绝缘载体上可以安装有两个或更多个金属电极。在电压的作用下积聚的微粒、尤其是炭黑颗粒在传感器元件的聚集阶段中形成在例如构型为梳状地相互插入的叉指形电极的电极之间的导电桥并且使这些电极短路。在恢复阶段中，电极通常借助集成的加热元件进行自洁式燃烧。通常，颗粒传感器分析处理电极结构的基于颗粒积聚而改变的电特性。例如可以在施加有稳定电压的情况下测量出减小的电阻或增大的电流。

按照该原则工作的传感器元件通常被称为电阻式传感器，并且存在于多个实施方式中，如由DE 103 19 664 A1、DE 10 2004 0468 82A1、DE 10 2006 042 362 A1、DE 10353 860 A1、DE 101 49 333 A1和WO 2003/006976 A2已知。构型为炭黑传感器的传感器元件通常用于监控柴油机颗粒过滤器。在内燃机的排气管道中，所描述的类型的颗粒传感器通常被接收到保护管中，该保护管同时例如允许以排气流经颗粒传感器。

尽管由现有技术已知的用于感测颗粒的传感器元件具有优点，所述传感器元件仍包含改进潜力。通常，电极结构构型为具有小质量的薄的贵金属层。如可以通过烧损所产生的少量金属的损耗可能导致传感器元件的功能变化和/或失效。颗粒传感器的叉指形电极尤其在聚集和恢复阶段期间承载不同的表面反应并且一般例如在λ传感器的外电极处不能被多孔的、陶瓷的保护层保护。例如由DE10 2008 042 770 A1和DE 103 19 664 A1已知一种能够提升颗粒传感器和其他设备的外电极的抗烧损性的材料和保护层。然而，在传感器元件相对于待感测的颗粒、尤其是炭黑和/或灰尘颗粒具有高敏感性的同时，始终仍存在外电极例如相对于如可能在内燃机的排气管道中出现的高温以及还原和/或氧化条件的稳固性方面的显著的改善潜力。

发明内容

因此，在本发明的框架中，提出一种用于感测在测量气体室中的测量气体的颗粒的传感器元件。在本发明的框架中，传感器元件理解为任意的适用于定性地和/或定量地感测颗粒并且例如可以产生相应于所感测的颗粒的电测量信号、如电压或电流的设备。

传感器元件尤其可以设置成用于机动车中。测量气体尤其可以是机动车的排气。其他气体和气体混合物原则上也是可能的。测量气体室原则上可以是以下任意的、敞开的或闭合的室，在所述室中接收有测量气体和/或所述室由测量气体流经。测量气体室例如可以是内燃机、例如内燃发动机的排气管道。

传感器元件包括至少一个载体，其中，在载体上施加有至少一个第一电极装置和至少一个第二电极装置。第一电极装置和第二电极装置分别具有至少一个电极指。电极指具有层构造，其中，层构造包括至少一个第一金属层和至少一个第二金属层。

在本发明的框架中，载体原则上理解为以下任意的衬底，所述衬底适用于承载第一电极装置和第二电极装置，和/或，第一电极装置和第二电极装置可以被施加到该衬底上。