CN102939447A

CN102939447A - 烟灰传感器系统

Info

Publication number: CN102939447A
Application number: CN2011800186310A
Authority: CN
Inventors: K·希达亚特; J·哈特; E·马特森; M·威尔森; N·波里尔
Original assignee: Stoneridge Inc
Current assignee: XIANDA AUTOMOTIVE PRODUCTS CO Ltd
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2031-02-25
Also published as: EP2539561C0; EP2539561A1; JP2017003601A; EP2539561B1; US20110203348A1; JP2013521469A; KR101862417B1; JP6207158B2; KR20130002329A; CN102939447B; EP2539561A4; US9134216B2; WO2011106625A1

Abstract

烟灰传感器包括烟灰传感器，包括在该烟灰传感器的第一表面上设置的传感器元件和加热器元件。烟灰感测系统可以包括烟灰传感器以及电耦接到该烟灰传感器的传感器和加热器元件的电路。该电路被配置为确定在烟灰传感器上累积的烟灰量并响应于该烟灰的累积而控制所述加热器元件的加热。

Description

烟灰传感器系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年2月25日提交的美国临时专利申请序列号61/380,267的权益，其全部公开内容在此引用作为参考。

技术领域

一般来说，本公开涉及烟灰传感器，更确切地说，涉及检测废气流中烟灰的传感器系统。

背景技术

烟灰传感器可以用于发动机排放应用，如车载诊断（OBD）。这种类型的传感器可以用于检测和测量发动机废气中的微粒物质堆积，如烟灰浓度。尤其在柴油机中，向环境中排放废气时期望具有可能的最低烟灰微粒浓度。为了监视内燃机的运转状态，对于这个目的适宜的是把烟灰传感器放置在与内燃机相关联的废气系统中。烟灰传感器可以被置于柴油机微粒过滤器（DPF）的上游或下游。如果它被置于DPF的下游，使用烟灰传感器也可以进行DPF的功能监视。当DPF失效时，烟灰传感器可以检测到发动机废气中过量的烟灰并警告车辆发动机控制单元（ECU）。

烟灰传感器可以是相对简单的电阻器件。图1是具有车载加热器元件的一种已知结构的烟灰传感器的示意俯视图，而图2是图1中烟灰传感器的示意仰视图。传感器100可以包括非导电基底102，界定了第一表面104和与第一表面104相对的第二表面106。感测元件108在基底102的第一表面104上形成，并且包括界定了第一电极110和分开的第二电极112的导电材料。导电材料可以是为耐高温而选定的贵金属，并且第一电极110和第二电极112可以彼此电分开以在其间建立开路。

如图所示，第一电极110和第二电极112可以被配置为叉指式（inter-digitized）“手指（finger）”，使第一电极110与第二电极112之间的周长最大化。第一电极110界定了第一组手指114而第二电极112界定了分开的第二组手指116。在运行中，当来自废气的烟灰（未显示）降落于感测元件108时，烟灰中的碳与第一电极110和第二电极112电连接，有效地降低了在其之间的电阻。测量的两个电极之间的电阻被作为存在的烟灰量的指示。

图3是沿着线段3-3取得的图1和图2烟灰传感器的放大剖面图。如图2和图3所示，在一些应用中，传感器100还将具有在基底102的第二表面106上实现的车载加热器元件118。车载加热器元件118被配置为通过加热电阻而加热烟灰传感器100。例如，可能期望清除已经在基底102的第一和/或第二表面104、106上聚集的烟灰。包括具有已知电阻的白金迹线的车载加热器元件118可以被激活，把传感器元件108加热到相对高温，如650°C，从而使得所有累积的烟灰微粒烧尽。

以上介绍的烟灰传感器类型在现有废气系统的条件下易受到故障的影响。电极直接遭受废气流，其中某些废气物质可以导致电极的腐蚀和/或传感器表面的污染，这对烟灰积累的测量可能具有干扰效果。此外，目前的烟灰传感器的感测元件缺少能够感测到感测元件迹线中断开的诊断功能。不仅如此，包括在当前烟灰传感器中的车载加热器一直难以达到充分烧尽在高流量条件期间累积的烟灰所需要的高温。

附图说明

要求权利的主题特征和优点从以下与其一致的详细实施例的介绍将变得显而易见，应当参考附图考虑其说明，其中：

图1是烟灰传感器的示意俯视图；

图2是图1的烟灰传感器的示意仰视图；

图3是沿着线段3-3取得的图1和图2的烟灰传感器的放大剖面图；

图4是与本公开一致的烟灰传感器的示意俯视图；

图5A是与本公开一致的沿着线段5-5取得的图4的烟灰传感器的一部分的剖面图；

图5B是根据与本公开一致的另一个实施例，沿着线段5-5取得的图4的烟灰传感器的一部分的剖面图；

图6是图5B的烟灰传感器的一部分的放大图；

图7是与本公开一致的烟灰传感器的另一个实施例的示意俯视图；

图8A是图7的烟灰传感器的一部分的放大图；

图8B是根据与本公开一致的另一个实施例的图7的烟灰传感器的一部分的放大图；

图8C是根据与本公开一致的另一个实施例的图7的烟灰传感器的一部分的放大图；

图9是与本公开一致的烟灰传感器顶端的立体图；

图10是沿着线段10-10取得的图9的烟灰传感器顶端的放大立体剖面图；

图11是与本公开一致的烟灰传感器系统一个示范实施例的框图。

具体实施方式

本公开通常针对用于检测烟灰微粒的烟灰传感器和烟灰传感器系统。一般来说，与本公开一致的烟灰传感器系统包括基底，它界定第一表面和与第一表面相对的第二表面。传感器元件在基底的第一表面上形成。传感器元件包括在基底的第一表面上设置的导电材料的至少一个连续环路。加热器元件也在基底的第一表面上形成。加热器元件包括在基底的第一表面上设置的导电材料的至少一个连续环路。

所述系统还可以包括分别在传感器和加热器元件环路的相对端设置的第一和第二电触点。电路被电耦接到第一和第二对电极。电路被配置为确定在基底的第一表面上和传感器元件上累积的烟灰量，并且响应于烟灰累积以控制加热器元件的加热。

与本公开一致的烟灰传感器和/或烟灰传感器系统可以被配置为被放置在具有柴油机的机动车辆的排气系统中。另外，烟灰传感器和/或烟灰传感器系统可以被配置为用在石油加热系统中的家用技术领域，例如，它配备了取决于所述应用的适宜设计的支持。为了用在机动车辆的排气系统中，与本公开一致的烟灰传感器系统可以被配置为检测来自废气流的烟灰累积。另外，烟灰传感器系统可以被耦接到或配置为与车辆的车载诊断系统通信。另外，烟灰传感器可以被置于具有柴油机的机动车辆柴油微粒过滤器（DPF）的下游，其中所述传感器可以被配置为监视所述DPF的性能。

参考图4，示意地描绘了与本公开一致的烟灰传感器的实施例。烟灰传感器400包括基底402，如由介电材料或非导电材料构造，界定了第一表面404（如顶面，如图5A所示）和与第一表面404相对的第二表面406（如底面，如图5A所示）。烟灰传感器400包括在基底402的第一表面404上形成的传感器元件408。传感器元件408包括在基底402上设置的导电材料的至少一个连续环路410。环路410可以采取任何规则和/或不规则的几何形状，如蛇状、螺旋形、矩形、圆形等。

在展示的示范实施例中，环路410被布置为蛇状结构，包括第一组多个起伏412和在多个起伏412的每一个内和之间界定的多个间隙G1和G2。在展示的实施例中，环路410包括邻近传感器边413的转弯411的几部分被间隙G1分开，而环路410包括邻近传感器边417的转弯415的几部分被间隙G2分开，并且间隙G1宽于间隙G2。本文使用的术语“蛇状”是指包括任意形状转弯的结构，如图4所示的弓形、正方形、弓形和正方形的结合等，并且还包括由均匀和/或不同尺寸的间隙所分开的转弯。

传感器元件408进一步包括在环路410的相对端的第一电触点414和第二电触点416。第一电触点414和第二电触点416可以被配置为耦接到用于通过环路410提供电流的电路。在展示的实施例中，可以在第一电触点414（或第二电触点416）处提供输入电流I_感测。

I_感测的值可以表示在传感器400上设置的烟灰量。在展示的实施例中，例如，烟灰微粒428被显示为累积在基底402的第一表面404上，包括累积在传感器元件408上。随着烟灰428在传感器元件上的堆积，环路410的电阻改变，这又改变了I_感测的值。从而I_感测的值表示在传感器上累积的烟灰量。

传感器元件400进一步包括在基底402的第一表面404上形成的加热器元件418。加热器元件418包括在基底402上设置的导电材料的至少一个连续环路420。环路420可以采取任何规则和/或不规则的几何形状，如蛇状、螺旋形、矩形、圆形等，并且其长度的至少一部分可以被放置于邻近传感器元件环路410。

在展示的示范实施例中，环路420被布置为蛇状结构，包括第二组多个起伏422，与第一组多个起伏412互补和交织。加热器元件418进一步包括在环路420的相对端的第一电触点424和第二电触点426。第一电触点424和第二电触点426可以被配置为耦接到用于通过环路420提供电流的电路。在展示的实施例中，可以在第一电触点424（或第二电触点426）处提供输入电流I_加热器。在一个实施例中，例如，当烟灰428的阈值量累积到传感器元件408上时，如由达到I_感测的阈值而确定，就可以施加加热器电流I_加热器，使得加热器元件418加热，并且至少部分地除去，如烧尽烟灰428，从而清除/再生传感器400以继续使用。

传感器元件408可以包括导电材料或金属，如金、铂、锇、铑、铱、钌、铝、钛、锆等，以及氧化物、合金以及包括以上金属至少其一的组合。加热器元件418可以包括各种材料。例如，材料可以包括铂、金、钯等，以及/或者合金、氧化物及其组合。基底402可以包括非导电和/或电绝缘材料。材料可以包括氧化物，包括但是不限于氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化镧、二氧化硅以及/或者包括以上至少其一的组合，或者能够抑制电传导并提供结构完整性和/或物理保护的任何相似材料。

图5A是与本公开的一个实施例一致的沿着线段5-5取得的图4的烟灰传感器400的一部分的剖面图。在展示的实施例中，烟灰微粒428累积在至少传感器元件408上。尤其是当暴露于废气流时，烟灰微粒428可能在传感器元件408的环路410的多个起伏412的每一个内或之间界定的多个间隙G1和/或G2的至少其一内累积。当传感器元件408无任何烟灰微粒时，在第一电触点414与第二电触点416之间创建的传感器元件408的电路具有第一电阻。当烟灰微粒428在传感器元件408上，并且尤其在多个间隙G1和/或G2的至少其一内累积时，其中烟灰微粒428与环路410进行接触，第一电触点414与第二电触点416之间的电阻可能改变。随着更多的烟灰微粒428聚集并累积，电阻会增大。当期望使累积的烟灰微粒428从烟灰传感器408除去时，可以激活加热器元件418。加热器元件418可以被配置为达到烟灰微粒428被烧尽的温度。

图5B是根据与本公开一致的另一个实施例，沿着线段5-5取得的图4的烟灰传感器的一部分的剖面图，而图6是图5B的烟灰传感器的一部分的放大图。在一个实施例中，保护层532在基底402的第一表面404上方形成并且分别覆盖传感器元件408的起伏412和加热器元418的起伏422的至少一部分。保护层532可以被配置为将传感器元件408的起伏412的至少一部分与废气流隔离。保护层532进一步界定了多个通路534，与传感器元件408的起伏412所界定的多个间隙G1对应和对齐。

参考图6，多个通路534的每一个使传感器元件的至少使一部分（如起伏412的边缘636）暴露于废气流和烟灰微粒428。在展示的实施例中，多个通路534每一个的尺寸和/或形状被形成为允许烟灰微粒428累积在多个通路534和对应间隙G1的至少其一之内，使得烟灰微粒428与暴露的传感器元件408的至少一部分（如起伏412的边缘636）的导电材料进行接触。

图7是与本公开一致的烟灰传感器的另一个实施例的示意俯视图。图8A是图7的烟灰传感器的一部分的放大图。这个实施例类似于图4的实施例，并且相似的部件已经被分配为700而不是400的相似引用号。烟灰传感器700包括基底702，界定了第一表面704。传感器元件708和加热器元件718在第一表面704上形成。传感器元件708和加热器元件718的每一个都分别包括在基底702上设置的导电材料的至少一个连续环路710、720。类似于图4的实施例，环路710、720可以以包括第一712和第二722组起伏的蛇状结构布置。参考图8A，第一712和第二722组起伏进一步分别界定了起伏的第一子组828和第二子组830。在多个起伏的第一子组828和第二子组830的每一个之内和之间界定了多个间隙832。

传感器元件708进一步包括在环路710的相对端的第一电触点714和第二电触点716。第一电触点714和第二电触点716可以被配置为耦接到用于通过环路710提供电流的电路。在展示的实施例中，可以在第一电触点714（或第二电触点716）处提供输入电流I_感测。类似地，加热器元件718进一步包括在环路720的相对端的第一电触点724和第二电触点726。第一电触点724和第二电触点726可以被配置为耦接到用于通过环路720提供电流的电路。在展示的实施例中，可以在第一电触点724（或第二电触点726）处提供输入电流I_加热器。

在展示的实施例中，传感器元件708和加热器元件718可以被配置为彼此分开地和独立地运行，正如以上关于图4实施例的介绍。另外，烟灰传感器700可以进一步包括开关S1，分别耦接到加热器元件718的第一电触点724和传感器元件708的第二电触点716，用于选择地耦接和去耦接触点724、716。当开关S1开路时，感测电流I_感测由与触点714和716之间导电材料环路710相关联的电阻确定，并且随着沉积在环路710上的烟灰微粒而变化，从而允许传感器元件感测烟灰微粒。当开关S1闭合时，环路710和环路720被电串联耦接，在触点714与726之间建立了导电材料的单一连续环路。然后电流I_感测可以通过传感器元件708和加热器元件718两者，以允许传感器元件708和加热器元件718两者用作单一加热器元件。

图8B是根据与本公开一致的另一个实施例，图7的烟灰传感器的一部分的放大图。在展示的实施例中，传感器元件708和加热器元件718包括在第一表面704上设置的导电材料的连续环路810、820。环路810、820被以包括第一812和第二822组多个起伏的蛇状构造布置。第一812和第二822组多个起伏进一步分别界定了多个起伏的第一子组834和第二子组836。在多个起伏的第一子组834和第二子组836的每一个之内和之间界定了多个间隙838，其中间隙838的尺寸和/或形状基本上是一致的。

在展示的实施例中，环路810的宽度基本上窄于图8A所示环路710，从而使得环路810的电阻增大到大于环路710的电阻的值。电阻增大可以允许环路810被配置为以高于环路710的准确度感测温度。

图8C是根据与本公开一致的另一个实施例，图7的烟灰传感器的一部分的放大图。在展示的实施例中，多个间隙840、842被界定在多个起伏的第一子组834和第二子组836的每一个之内和之间，其中间隙840、842的尺寸和/或形状是变化的。例如，间隙840的宽度为W₁而间隙840的宽度为W₂，其中宽度W₁通常大于宽度W₂。间隙840、842的变化尺寸和/或形状可以允许传感器元件708在感测烟灰微粒累积时具有更宽的动态响应范围。

图9是与本公开一致的烟灰传感器末端的立体图而图10是沿着线段10-10取得的图9的烟灰传感器末端的放大立体剖面图。末端900被配置为至少部分地包围烟灰传感器1014，其中烟灰传感器1014可以包括与本公开一致的实施例。末端900包括具有外表面904和内表面1004的主体902以及近侧端908和远侧端910。在展示的实施例中，主体902从近侧端908的大体圆形形状逐渐过渡到远侧端910的大体矩形形状。主体902的几何结构被配置为使得末端900的内部体积最小。主体902界定了至少一个斜角设置的通路912，界定了从主体902的外表面904到主体902的内表面1006的路径1016。

路径1016被配置为将废气流引导到烟灰传感器1014，并且可以由相对于烟灰传感器1014的第一表面1018以小于90度的角度θ取向的侧壁界定，正如图10的箭头A所表示。从而路径1016可以相对于第一表面1018以小于90度的角度配置，以允许来自废气流的烟灰进入到主体内部，并且以相对于烟灰传感器1014的第一表面1018小于90度的角度冲击烟灰传感器1014。主体902可以界定沿着该主体整个外周放置的多个斜角设置通路912。

图11是与本公开一致的烟灰传感器系统的一个示范实施例的框图。烟灰传感器系统1100包括烟灰传感器400。为了清楚和说明目的，将对图4的烟灰传感器400进行参考。不过，应当注意，烟灰传感器系统1100可以包括与本公开一致的烟灰传感器的其他实施例。烟灰传感器系统1100进一步包括电耦接到烟灰传感器400并且被配置为向烟灰传感器400提供电流的电路1102。在一个实施例中，电路1102可以分别耦接到传感器元件408和加热器元件418的第一电触点414、424和第二电触点416、426，以提供电流I_感测和/或I_加热器。

电路1102包括电耦接到控制器1106并被配置为与其通信的测量电路1104。该测量电路也被电耦接到烟灰传感器400，如耦接到传感器元件408的第一电触点414和第二电触点416和/或加热器元件418的第一电触点424和第二电触点426。测量电路1104可以被配置为在第一电触点414与第二电触点416之间施加电压，并且向控制器1106提供输出，该输出表示I_感测结果值。控制器1106可以是汽车的已知发动机控制单元（ECU），并且烟灰传感器440、测量电路1104和控制器之间的通信可以经由已知的CAN总线实现。

可以利用通过传感器元件408的电流I_感测值确定已经沉积在烟灰传感器400上的烟灰量，这可以进一步指示通过传感器400的废气流中的烟灰量。正如先前指出，当烟灰沉积在第一电触点414与第二电触点416之间时，第一电触点414与第二电触点416之间的导电路径的电阻改变，这导致I_感测的对应改变。I_感测的值表示已经沉积在传感器400上的烟灰量。

测量电路1104还可以被配置为在加热器元件的第一电触点424与第二电触点426之间施加电压。当I_感测的值达到预定阈值时，控制器1106可以向测量电路1104提供输出，以使测量电路通过向加热器元件418提供电流I_加热器而激活加热器元件418。激活加热器元件418时，加热器元件418就可以加热到累积的烟灰微粒被烧尽的温度，从而将烟灰微粒从烟灰传感器400尤其是传感器元件408清除。

另外，电路1102可以被配置为检测传感器元件408和/或加热器元件418中的开路和/或断开。例如，假若传感器元件408具有断开，传感器元件的触点414、416之间的电路将是开路，或者是具有高于正常电阻的电路。因此，如果电流I_加热器落在预定阈值之下，控制器1106就可以提供指示传感器元件中故障的输出。

所以在一方面，本公开的特征可以在于包括界定了第一表面和与第一表面相对的第二表面的基底的烟灰传感器。传感器元件在基底的第一表面上形成，并且包括传感器元件环路，该环路包括在第一表面上设置的导电材料的至少一个连续环路。加热器元件也在基底的第一表面上形成。加热器元件包括加热器元件环路，该环路包括在第一表面上设置的导电材料的至少一个连续环路。

在另一方面，本公开的特征可以在于烟灰传感器系统。烟灰传感器系统可以包括烟灰传感器，该传感器包括在该烟灰传感器的第一表面上设置的传感器元件和加热器元件。烟灰传感器系统还可以包括电耦接到传感器元件和加热器元件的电路。该电路可以被配置为向传感器元件和加热器元件提供电流，以确定在传感器元件上累积的烟灰量和响应于在传感器元件上累积的烟灰而控制加热器元件的加热。

在又一方面，本公开的特征可以在于测量在烟灰传感器上沉积的烟灰量的方法。本方法可以包括：提供与本公开一致的烟灰传感器；监视通过传感器元件的感测电流，该电流表示在传感器元件上累积的烟灰量；以及当感测电流达到预定阈值时响应于监视步骤，提供通过加热器元件的加热器电流，从而除去在传感器元件上累积的烟灰的至少一部分。

虽然本文已经介绍和展示了本发明的几个实施例，但是本领域的普通技术人员将不难想象各种各样的其他装置和/或构造，用于执行这些功能和/或获得本文介绍的结果和/或一个或多个优点，并且这些变种和/或修改的每一个都视为在本发明的范围之内。更一般地说，本领域技术人员将不难认识到，本文介绍的一切参数、维度、材料和结构都意味着示范，而实际参数、维度、材料和/或结构将取决于使用本发明教导的特定应用。本领域技术人员将理解或能够使用不超过常规实验确定对本文介绍的本发明的特定实施例的许多等效内容。所以应当理解，上述实施例仅仅作为实例呈现，并且在附带的权利要求书及其等效内容的范围内，本发明可以以专门介绍和权利要求以外的方式实践。本发明针对本文介绍的每种个别的特征、系统、零件、材料、工具箱和/或方法。此外，两种或更多这样的特征、系统、零件、材料、工具箱和/或方法的任何结合，如果这样的特征、系统、零件、材料、工具箱和/或方法不相互矛盾，都包括在本发明的范围之内。

本文定义和使用的所有定义都应当理解为控制着字典的定义、在引用作为参考的文档中的定义以及/或者被定义术语的普通意义。

本文在说明书和权利要求中使用的非限定冠词“a”和“an”应当被理解为意味着“至少一个”，除非清楚地表明相反。

本文在说明书和权利要求中使用的短语“和/或”应当被理解为意味着如此联合的元件的“任一或两者”，即在某些情况下联合出现而在其他情况下分离出现的元素。由“和/或”子句专门标识的元件以外的其他元件可以可选地出现，无论与专门标识的这些元件相关还是无关，除非清楚地表明相反。

Claims

1.一种烟灰传感器，包括：

基底，界定了第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；

在所述基底的所述第一表面上形成的传感器元件，所述传感器元件包括传感器元件环路，所述传感器元件环路包括在所述第一表面上设置的导电材料的至少一个连续环路；以及

在所述基底的所述第一表面上形成的加热器元件，所述加热器元件包括加热器元件环路，所述加热器元件环路包括在所述第一表面上设置的导电材料的至少一个连续环路。

2.根据权利要求1的烟灰传感器，其中，所述传感器元件环路以传感器环路蛇状结构提供，所述传感器环路蛇状结构包括第一组多个起伏和在所述多个起伏的每一个之间界定的多个间隙，以及其中，所述加热器元件环路以加热器环路蛇状结构提供，所述加热器环路蛇状结构包括与所述第一组所述多个起伏交织的第二组多个起伏。

3.根据权利要求1的烟灰传感器，其中，所述传感器元件环路包括在其相对端处的第一和第二传感器元件电触点，以及其中，所述加热器元件环路包括在其相对端处的第一和第二加热器元件电触点。

4.根据权利要求3的烟灰传感器，其中，所述第一和第二传感器元件电触点之间的电阻随着在所述传感器元件上的烟灰微粒累积而变化。

5.根据权利要求1的烟灰传感器，进一步包括保护层，所述保护层在所述基底的所述第一表面上方形成并且覆盖所述传感器元件的至少一部分，所述保护层被配置为将所述传感器元件的至少一部分与废气流隔离。

6.根据权利要求5的烟灰传感器，其中，所述保护层界定多个通路，所述多个通路与所述传感器元件的所述多个间隙对应和对齐，使得所述传感器元件的所述导电材料的几部分暴露于废气流和来自其的烟灰微粒。

7.根据权利要求1的烟灰传感器，所述烟灰传感器进一步包括开关，所述开关耦接在所述第一传感器元件触点与所述第一加热器元件触点之间，所述开关被配置为当所述开关闭合时将所述传感器元件环路与所述加热器元件环路串联连接。

8.根据权利要求1的烟灰传感器，进一步包括末端，所述末端被配置为至少部分地包围所述烟灰传感器，所述末端包括近侧端和远侧端，所述主体从所述近侧端的大体圆形形状过渡到所述远侧端的大体矩形形状。

9.根据权利要求1的烟灰传感器，进一步包括末端，所述末端被配置为至少部分地包围所述烟灰传感器，所述末端包括具有外表面和内表面的主体，所述主体界定至少一个斜角设置的通路，所述至少一个斜角设置的通路界定从所述主体的所述外表面到所述主体的所述内表面的路径，所述路径被配置为将废气流引导至所述烟灰传感器。

10.根据权利要求9的烟灰传感器，其中，所述路径以相对于所述第一表面小于90度的角度配置。

11.一种烟灰传感器系统，包括：

烟灰传感器，包括：

基底，其界定第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；

在所述基底的所述第一表面上形成的加热器元件，所述加热器元件包括加热器元件环路，所述加热器元件环路包括在所述第一表面上设置的导电材料的至少一个连续环路；以及

电耦接到传感器元件和所述加热器元件的电路，所述电路被配置为向所述传感器元件和所述加热器元件提供电流，以确定在所述传感器元件上累积的烟灰量和响应于在所述传感器元件上累积的所述烟灰而控制所述加热器元件的加热。

12.根据权利要求11的烟灰传感器，其中，所述传感器元件环路以传感器环路蛇状结构提供，所述传感器环路蛇状结构包括第一组多个起伏和在所述多个起伏的每一个之间界定的多个间隙，以及其中，所述加热器元件环路以加热器环路蛇状结构提供，所述加热器环路蛇状结构包括与所述第一组所述多个起伏交织的第二组多个起伏。

13.根据权利要求11的系统，进一步包括保护层，所述保护层在所述基底的所述第一表面上方形成并且覆盖所述传感器元件的至少一部分，所述保护层被配置为将所述传感器元件的至少一部分与废气流隔离。

14.根据权利要求13的系统，其中，所述保护层界定多个通路，所述多个通路与所述传感器元件的所述多个间隙对应和对齐，使得所述传感器元件的所述导电材料的几部分暴露于废气流和来自其的烟灰微粒。

15.根据权利要求11的系统，所述烟灰传感器进一步包括开关，所述开关耦接在所述第一传感器元件触点与所述第一加热器元件触点之间，所述开关被配置为当所述开关闭合时将所述传感器元件环路与所述加热器元件环路串联连接。

16.根据权利要求11的烟灰传感器，进一步包括末端，所述末端被配置为至少部分地包围所述烟灰传感器，所述末端包括近侧端和远侧端，所述主体从所述近侧端的大体圆形形状过渡到所述远侧端的大体矩形形状。

17.根据权利要求11的系统，进一步包括末端，所述末端被配置为至少部分地包围所述烟灰传感器，所述末端包括具有外表面和内表面的主体，所述主体界定至少一个斜角设置的通路，所述至少一个斜角设置的通路界定从所述主体的所述外表面到所述主体的所述内表面的路径，所述路径被配置为将废气流引导至所述烟灰传感器。

18.根据权利要求17的系统，其中，所述路径以相对于所述第一表面小于90度的角度配置。

19.根据权利要求11的系统，其中，所述电路被配置为当所述传感器元件上累积的所述烟灰达到预定阈值等级时激活所述加热器元件，所述加热器元件被配置为加热到去除所述传感器元件上累积的所述烟灰的至少一部分的温度。

20.一种测量在传感器元件上沉积的烟灰量的方法，所述方法包括：

提供烟灰传感器，包括：

基底，其界定第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；

在所述基底的所述第一表面上形成的加热器元件，所述加热器元件包括加热器元件环路，所述加热器元件环路包括在所述第一表面上设置的导电材料的至少一个连续环路；

监视通过所述传感器元件的感测电流，所述电流表示在所述传感器元件上累积的烟灰量；以及

当所述感测电流达到预定阈值时，响应于所述监视步骤，提供通过所述加热器元件的加热器电流，从而去除在所述传感器元件上累积的所述烟灰的至少一部分。