CN107817197B - 颗粒物质传感器装置及检测装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种检测包含在废气中的颗粒物质(PM)的颗粒物质传感器装置及检测装置的制造方法，该颗粒物质传感器装置包括检测装置，检测装置具有在预定方向上以预定间隔形成于底座的外周面上的检测电极，以感测包含在废气中的颗粒物质，底座具有带有圆形横截面的条形。

Description

颗粒物质传感器装置及检测装置的制造方法
相关申请的交叉引证
本申请要求于2016年9月12日提交的韩国专利申请第10-2016-0117548号的优先权，为了所有目的将其全部内容通过引证结合于此。
技术领域
本发明涉及一种颗粒物质传感器装置，其包括精确地感测包含于废气中的颗粒物质的传感单元，并涉及一种设置于此颗粒物质传感器装置中的传感器单元的制造方法。
背景技术
对柴油车应用一种用于减少颗粒的柴油机颗粒过滤器，并采用一种差压传感器来感测在柴油机颗粒过滤器(DPF)中收集的颗粒的量。
在未来，根据废气管理通过使用现有的差压传感器可能难以防止柴油机颗粒过滤器受损和精度变差。
图7是一般排气管线的示意性结构图。
参考图7，废气在排气管线700中流动，并且在废气中包含有颗粒物质710。
颗粒物质710在颗粒物质(PM)传感器720附近通过，并且当颗粒物质710通过时，PM传感器720产生信号。
当带电颗粒物质通过时，由于对PM传感器720感应的电荷的原因，产生由PM传感器720产生的信号。
同时，传感器的灵敏度根据PM传感器的安装方向而变差，并且传感器的灵敏度根据废气的流向而变差。因此，已进行用于解决这些问题的研究。而且，已同时进行旨在实现这种目的的用于PM传感器的制造方法的研究。
在本发明的技术背景部分中公开的信息仅是为了增强本发明的一般背景技术的理解，而不应被视为是此信息构成对于本领域技术人员来说已知的现有技术的承认或任何形式的建议。
发明内容
本发明的各种方面针对提供一种颗粒物质传感器装置，不管安装方向如何，其都稳定地并精确地检测包含在废气中的颗粒物质，并针对提供一种设置于此颗粒物质传感器装置中的传感器装置的制造方法。
本发明的各种方面针对提供一种检测包含在废气中的颗粒物质(PM)的颗粒物质传感器装置，其包括检测装置，检测装置具有在预定方向上以预定间隔形成于底座的外周面(external peripheral surface，外周缘表面)上的检测电极，以感测包含在废气中的颗粒物质，底座具有带有圆形横截面的条形。
检测电极可形成在废气的流向上。
基于检测电极在底座中可形成有构造为感测温度的温度电极和构造为产生热的加热电极。
颗粒物质传感器装置可进一步包括第一管状物，检测装置在纵向方向上插入第一管状物中，在对应于检测装置的端部的端部处可形成有第一通道，废气通过第一通道排出，并且在第一通道的基于检测电极的相对侧处可形成有第二通道，废气从第一管状物的外表面通过第二通道流至第一管状物的内表面。
颗粒物质传感器装置可进一步包括第二管状物，第二管状物具有对应于第一管状物的外周面的内周面，并且在第二管状物的端面上可形成有第三管状物，废气从外部通过第三管状物流至内部。
检测电极可形成在底座的纵向方向上。
颗粒物质传感器装置可进一步包括第一管状物，检测装置在纵向方向上插入第一管状物中，在对应于第一管状物中的检测电极的位置的至少两侧处可形成有第一通道和第二通道，废气通过第一通道和第二通道流入或流出，并且在第一管状物的内表面上可形成有导向件，导向件引导废气通过第一通道和第二通道，以在检测装置的圆周上流动。
检测电极可形成在底座的圆周方向上。
颗粒物质传感器装置可进一步包括第一管状物，检测装置在纵向方向上插入第一管状物中，在对应于检测装置的端部的端部处可形成有第一通道，废气通过第一通道排出，在第一通道的基于检测电极的相对侧处可形成有第二通道，废气从第一管状物的外表面通过第二通道流至第一管状物的内表面，并且在第二通道的内表面上可形成有导向件，使得废气在沿着检测装置的外周面旋转的同时通过第一通道排出。
检测电极可形成为螺旋形状，以沿着检测装置的外周面从第一通道旋转至第二通道。
本发明的各种方面针对提供一种检测装置的制造方法，包括：制备底座，底座具有对应于汽缸的外周面的形状；制备板，检测颗粒物质的检测电极在预定方向上以预定间隔在板中延伸；将板附设在底座的外周面上；以及在预定温度下对板进行烧结，以将板固定至底座。
该方法可进一步包括：在板上形成用于检测温度的温度电极；以及在板上形成加热电极，并且检测电极可形成在温度电极或加热电极上，并且检测电极可暴露于外部。
检测电极可在底座的纵向方向上延伸，并在底座的圆周方向上以预定间隔排列。
检测电极可在底座的圆周方向上延伸，并在底座的纵向方向上以预定间隔排列。
检测电极可形成为在检测装置的外周面上具有螺旋形状。
检测电极可包括珠宝材料中的一种，并且底座和板可包括陶瓷材料中的一种。
检测电极可包括W、MO和Pt中的至少一种，并且底座和板可包括Al2O3、氧化锆、AIN和SiN中的一种。
根据本发明的示例性实施例，可通过增加检测电极的检测面积来增强灵敏度，并且不管检测装置的安装方向如何，都可增强检测电极的检测精度。
本发明的方法和设备具有从附图和以下具体实施方式中将是显而易见的或在附图和以下具体实施方式中更详细地阐述的其他特征和优点，这些附图包含于本文中，并且和以下具体实施方式一起用来说明本发明的某些原理。
附图说明
图1是示出了根据本发明的一示例性实施例的检测装置的制造顺序的示意性结构图。
图2是示出了根据本发明的该示例性实施例的检测装置的横截面的示意性剖视图。
图3是根据本发明的一示例性实施例的检测装置的制造方法的流程图。
图4A和图4B是包括根据本发明的该示例性实施例的检测装置的颗粒物质传感器装置的剖视图。
图5A和图5B是包括根据本发明的另一示例性实施例的检测装置的颗粒物质传感器装置的剖视图。
图6是包括根据本发明的又一示例性实施例的检测装置的颗粒物质传感器装置的剖视图。
图7是一般排气管线的示意性结构图。
应理解，这些附图并非必须是按比例的，呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的图示。如这里公开的本发明的具体设计特征(包括，例如，具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由特定的预期应用和使用环境来决定。
在图中，贯穿附图的几幅图，参考数字指的是本发明的相同或等同的部件。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施例，在附图中示出了在下面描述了其实例。虽然将结合示例性实施例描述本发明，但是将理解，本描述并不是旨在将本发明限制于那些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可包含在如由所附权利要求书定义的本发明的实质和范围内的各种替代、修改、等同物及其他实施例。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的一示例性实施例。
然而，由于为了便于说明而随意描绘图中所示的每个部件的尺寸和厚度，所以本发明并不是特别地限制于每个部件的所示尺寸和厚度，并且将该厚度放大并示出以清楚地表示各种零件和区域。
然而，为了清楚地描述本发明的示例性实施例，省略了与描述无关的零件，并且贯穿本说明书，相同的参考数字表示相同的元件。
在以下描述中，将处于相同关系的部件的名称分成“第一”、“第二”等等，以区分部件，但是本发明不限于该顺序。
图1是示出了根据本发明的一示例性实施例的检测装置的制造顺序的示意性结构图。
参考图1，沿着设置在陶瓷板105上的线形成检测电极110。检测电极110包括阴极线和阳极线，并且在检测电极110中，阴极线和阳极线以预定间隔交替地排列。
现有技术指的是一种在陶瓷板105上形成检测电极110的方法，并且省略了其详细描述。
另外，底座100具有圆柱形形状(或者，条形)，其中，横截面是圆形的，并且将检测电极110形成于其中的板105相继地附设在底座100的外周面上。另外，在预定温度下对陶瓷板105进行烧结，以固定至底座100。
图2是示出了根据本发明的该示例性实施例的检测装置的横截面的示意性剖视图。
参考图2，在检测装置150的外部形成检测电极110，在检测电极110的内部形成温度电极210，并在温度电极210的内部形成加热电极。
在本发明的该示例性实施例中，可在板105上形成加热电极200，可在加热电极200上形成温度电极210，并可在温度电极210上形成检测电极110。
另外，可将板105附设在底座100的外周面上，加热电极200、温度电极210和检测电极110相继地堆叠在板105中。
图3是根据本发明的另一示例性实施例的检测装置的制造方法的流程图。
参考图3，在S300中，制备陶瓷板105，并且在S310中，将加热电极200堆叠在陶瓷板105上。
在S320中，将温度电极210堆叠在加热电极200上，并且在S330中，堆叠检测电极110。在这里，可选择性地采用温度电极210和加热电极200。
另外，在S340中，将加热电极200、温度电极210和检测电极110附设在底座1000的外周面上，底座100具有带有圆形横截面的条形，在S350中，在预定温度下对板105进行烧结，以固定至底座100，并且在S360中，完成检测装置150。
图4A和图4B是包括根据本发明的该示例性实施例的检测装置的颗粒物质传感器装置的剖视图。
参考图4A，设置第一管状物400，并且检测装置150在纵向方向上插入第一管状物400中。在这里，检测装置150的外周面和第一管状物400的内周面彼此以预定间隔形成。
在第一管状物400的底部的中心形成第一通道424，废气通过第一通道424排出，并且在第一通道424的基于检测电极110的相对侧处从第一管状物400的一个内表面到第一管状物400的一个外表面形成第二通道422。
废气通过第二通道422供应至第一管状物400的内部，并且进入第一管状物400的内部的废气向下移动，并通过第一通道424向下排出。
在这里，检测装置150的检测电极110检测包含在废气中的颗粒物质(PM)。另外，检测电极110的阴极线和阳极线在检测装置150的纵向方向上延伸，并在圆周方向上以预定间隔排列。
参考图4B，第一管状物400插入第二管状物410中，并且检测装置150在纵向方向上插入第一管状物400中。
在这里，检测装置150的外周面和第一管状物400的内周面彼此以预定间隔形成。
在第一管状物400的底部的中心形成第一通道424，废气通过第一通道424排出，并且在第一通道424的基于检测电极110的相对侧处从第一管状物400的一个内表面到第一管状物400的一个外表面形成第二通道422。
另外，在第二管状物410的底部上形成第三通道426，废气流过第三通道426。因此，废气通过第三通道426供应至第二管状物410的内部，并通过第二通道422供应至第一管状物400的内部，并且进入第一管状物400的内部的废气向下移动。
在这里，检测装置150的检测电极110检测包含在废气中的颗粒物质(PM)，并且废气通过第一通道424向下排出。
如图4A和图4B所示，检测电极110的阴极线和阳极线在检测装置150的纵向方向上延伸，并在圆周方向上以预定间隔排列。
图5A和图5B是包括根据本发明的另一示例性实施例的检测装置的颗粒物质传感器装置的剖视图。
参考图5A，设置第一管状物400，并且检测装置150在纵向方向上插入第一管状物400中。在这里，检测装置150的外周面和第一管状物400的内周面彼此以预定间隔形成。
第一通道424形成为从第一管状物400的一个内表面到第一管状物400的一个外表面，第二通道422形成为从另一内表面到另一外表面，并且在对应于检测装置150的检测电极110的位置处形成第一通道424和第二通道422。
因此，通过第二通道422进入第一管状物400的内部的废气通过经过检测装置150的外围而通过第一通道424排出。
在本发明的该示例性实施例中，在第一管状物400的内表面的一侧和另一侧上形成导向件500，并且导向件500控制流过第二通道422的废气的流向，以允许废气在检测装置150的一个外周面上流动。
进一步地，导向件500引导废气的流动，使得废气轻松地通过第一通道424排出。而且，第一通道424和第二通道422可沿着第一管状物400的圆周以预定间隔形成。
如图5A和图5B所示，检测电极110的阴极线和阳极线在检测装置150的圆周方向上延伸，并在纵向方向上以预定间隔排列。
图6是包括根据本发明的又一示例性实施例的检测装置的颗粒物质传感器装置的剖视图。
参考图6，设置第一管状物400，并且检测装置150在纵向方向上插入第一管状物400中。在这里，检测装置150的外周面和第一管状物400的内周面彼此以预定间隔形成。
在第一管状物400的底部的中心形成第一通道424，废气通过第一通道424排出，并且，在第一通道424的基于检测电极110的相对侧处从第一管状物400的一个内表面到第一管状物400的一个外表面形成第二通道422。
废气通过第二通道422供应至第一管状物400的内部，并且进入第一管状物400的内部的废气向下移动。
另外，检测电极110检测包含在废气中的颗粒物质(PM)，并且废气通过第一通道424向下排出。
同时，在第二通道422中形成导向件500，以在第一管状物400的内表面上延伸，导向件500在使废气旋转的同时使废气向下移动。
通过第二通道422进入第一管状物400的内部的废气在沿着检测装置150的外周面和第一管状物400的内周面以螺旋形状旋转的同时向下移动，以通过第一通道424向下排出。
如图6所示，检测电极110的阴极线和阳极线在废气的运动方向上在检测装置150的外周面上从顶部向底部以螺旋形状延伸。
另外，可在第一管状物400的圆周上以预定间隔形成第二通道422，或者在预定角度范围内连续地形成第二通道422。
在本发明的该示例性实施例中，检测电极可包括珠宝材料中的一种，并且底座和板可包括陶瓷材料中的一种。
另外，检测电极可包括W、MO和Pt中的至少一种，并且底座和板可包括Al2O3、氧化锆、AIN和SiN中的一种。
虽然已结合目前考虑是实际的实例实施例描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。相反，旨在覆盖各种修改和等同权利要求以及各种替代方式及其修改。旨在使本发明的范围由附于此的权利要求书及其等同物定义。
为了便于在所附权利要求书中说明并精确地定义，使用术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“向上”、“向下”、“上部”、“下部”、“以上”、“以下”、“前部”、“后部”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内”、“外”、“内部”、“外部”、“向前”和“向后”参考如在图中显示的示例性实施例的特征的位置来描述这些特征。
已为了说明和描述的目的而给出了本发明的具体示例性实施例的以上描述。它们并不是旨在是彻底的，或是将本发明限制于所公开的精确形式，并且明显地，按照以上教导，许多修改和变型是可能的。选择并描述这些示例性实施例，以说明本发明的某些原理及其实际应用，从而使得本领域技术人员能够使用并利用本发明的各种示例性实施例以及其各种替代方式和改进。旨在使本发明的范围由附于此的权利要求书及其等同物定义。

Claims (19)

1.一种检测包含在废气中的颗粒物质的颗粒物质传感器装置，包括：
检测装置，具有检测电极，所述检测电极的阳极线和阴极线在预定方向上以预定间隔交替地形成于底座的外周面上，以感测包含在所述废气中的所述颗粒物质，所述底座具有带有圆形横截面的条形。
2.根据权利要求1所述的颗粒物质传感器装置，其中，所述检测电极形成在所述废气的流向上。
3.根据权利要求1所述的颗粒物质传感器装置，其中，基于所述检测电极在所述底座中形成有构造为感测温度的温度电极和构造为产生热的加热电极。
4.根据权利要求2所述的颗粒物质传感器装置，进一步包括：
第一管状物，所述检测装置在所述第一管状物的纵向方向上插入所述第一管状物中，
其中，在对应于所述检测装置的端部的所述第一管状物的端部处形成有第一通道，所述废气通过所述第一通道排出，并且在所述第一通道的基于所述检测电极的相对侧处形成有第二通道，所述废气从所述第一管状物的外表面通过所述第二通道流至所述第一管状物的内表面。
5.根据权利要求4所述的颗粒物质传感器装置，进一步包括：
第二管状物，具有对应于所述第一管状物的所述外表面的内周面，
其中，在所述第二管状物的端面上形成有第三管状物，所述废气从所述第二管状物的外部通过所述第三管状物流至所述第二管状物的内部。
6.根据权利要求4所述的颗粒物质传感器装置，其中，所述检测电极形成在所述底座的纵向方向上。
7.根据权利要求2所述的颗粒物质传感器装置，进一步包括：
第一管状物，所述检测装置在所述第一管状物的纵向方向上插入所述第一管状物中，
第一通道和第二通道，分别形成在对应于所述第一管状物中的所述检测电极的位置的第一侧和第二侧处，所述废气通过所述第一通道和所述第二通道流入或流出，并且
在所述第一管状物的内表面上形成有导向件，所述导向件引导所述废气通过所述第一通道和所述第二通道，以在所述检测装置的圆周上流动。
8.根据权利要求7所述的颗粒物质传感器装置，其中，所述检测电极形成在所述底座的圆周方向上。
9.根据权利要求2所述的颗粒物质传感器装置，进一步包括：
第一管状物，所述检测装置在所述第一管状物的纵向方向上插入所述第一管状物中，
其中，在对应于所述检测装置的端部的端部处形成有第一通道，所述废气通过所述第一通道排出，并且在所述第一通道的基于所述检测电极的相对侧处形成有第二通道，所述废气从所述第一管状物的外表面通过所述第二通道流至所述第一管状物的内表面，并且
在所述第二通道的内表面上形成有导向件，其中，所述废气在沿着所述检测装置的外周面旋转的同时通过所述第一通道排出。
10.根据权利要求9所述的颗粒物质传感器装置，其中
所述检测电极形成为螺旋形状，以沿着所述检测装置的所述外周面从所述第一通道旋转至所述第二通道。
11.根据权利要求1所述的颗粒物质传感器装置，其中
所述检测电极的阴极线和阳极线在所述检测装置的外周面上从顶部向底部以螺旋形状延伸。
12.一种检测装置的制造方法，包括：
制备底座，具有对应于汽缸的外周面的形状；
制备板，检测颗粒物质的检测电极的阴极线和阳极线在预定方向上以预定间隔交替地在所述板中延伸；
将所述板附设在所述底座的外周面上；以及
在预定温度下对所述板进行烧结，以将所述板固定至所述底座。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
在所述板上形成用于检测温度的温度电极；以及
在所述板上形成加热电极，
其中，所述检测电极形成在所述温度电极或所述加热电极上，并且所述检测电极暴露于所述温度电极或所述加热电极的外部。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述检测电极构造为在所述底座的纵向方向上延伸，并在所述底座的圆周方向上以预定间隔排列。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述检测电极构造为在所述底座的圆周方向上延伸，并在所述底座的纵向方向上以预定间隔排列。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述检测电极形成为在所述检测装置的外周面上具有螺旋形状。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述检测电极包括珠宝材料中的一种，并且所述底座和所述板包括陶瓷材料中的一种。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述检测电极包括W、Mo和Pt中的至少一种，并且所述底座和所述板包括Al2O3、氧化锆、AlN和SiN中的一种。
19.根据权利要求12所述的方法，其中
所述检测电极的阴极线和阳极线在所述检测装置的外周面上从顶部向底部以螺旋形状延伸。
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