DE102008041809A1

DE102008041809A1 - Partikelsensor, Verfahren zu dessen Betrieb und Herstellung

Info

Publication number: DE102008041809A1
Application number: DE200810041809
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Renz; Bettina Wendling; Jan Thar
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2010-03-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Partikelsensor 11, insbesondere zur Detektion von leitfähigen Partikeln in einem Gasstrom, ein Verfahren zu dessen Betrieb und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Partikelsensor, insbesondere zur Detektion von leitfähigen Partikeln in einem Gasstrom, ein Verfahren zu dessen Betrieb und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Stand der Technik
In naher Zukunft muss der Partikelausstoß, insbesondere von Fahrzeugen während des Fahrbetriebes, nach dem Durchlaufen eines Motors beziehungsweise einer nachgeschalteten Abgasnachbehandlung, insbesondere eines Dieselpartikelfilters (DPF) per gesetzlicher Vorschrift überwacht werden (On Board Diagnosis, OBD). Darüber hinaus ist eine Beladungsprognose von Dieselpartikelfiltern zur Kontrolle des Regenerationserfolges notwendig, um eine hohe Systemsicherheit bei wenigen effizienten, kraftstoffsparenden Regenerationszyklen zu gewährleisten und kostengünstige Filtermaterialien einsetzen zu können.
Eine Möglichkeit hierzu bieten resistive Partikelsensoren. Resistive Partikelsensoren weisen ein Elektrodensystem mit mindestens zwei, dem Abgas frei ausgesetzten Elektroden auf. In so genannten Interdigitalelektrodensystemen greifen dabei mindestens zwei Elektroden kammartig ineinander. Resistive Partikelsensoren beruhen auf einem sammelnden Mess-Prinzip. Unter dem Einfluss eines an die Elektroden angelegten elektrischen Feldes lagern sich die zu detektierenden Partikel, insbesondere Rußpartikel an beziehungsweise zwischen den Elektroden ab und führen zu einer Widerstands- und/oder Impedanzänderung zwischen den Elektroden, welche Rückschlüsse auf die Partikelanlagerung ermöglicht. Die Empfindlichkeit eines Partikelsensors ist dabei abhängig von dem Abstand zwischen den Elektroden und steigt je bei Verringerung des Abstands.
Herkömmlicherweise werden Interdigitalelektrodensysteme mittels eines Siebdruckverfahrens auf eine Isolationsschicht aufgedruckt. Mit Siebdruckverfahren kann derzeit jedoch nur ein minimaler Elektrodenabstand und eine minimale Elektrodenbreiten von etwa 80 μm realisiert werden.
Darüber hinaus erfolgt bei Planaren, resistiven Partikelsensoren meist eine inhomogene Anlagerung der leitfähigen Partikel auf dem Elektrodensystem.
Um eine inhomogene Anlagerung zu vermeiden werden häufig Schutzrohre eingesetzt, welche den Gas-Partikel-Strom derart mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit über die schmalen Seitenflächen eines Planaren, resistiven Partikelsensors lenken, dass das auf der Hauptfläche des Planaren Partikelsensors angeordnete Elektrodensystem zur Detektion der Partikel nur wenig überströmt wird beziehungsweise im Windschatten liegt. Das Elektrodensystem zur Detektion der Partikel ist bei einer derartigen Anordnung somit am Ort der geringsten Überströmung und folglich der geringsten Partikelkonzentration angeordnet, was insbesondere bei Elektrodenabständen von über 80 μm eine geringe Empfindlichkeit des Partikelsensors zur Folge hat.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Partikelsensor nach Anspruch 1, hat den Vorteil, dass dessen Elektrodensystem zum einen am Ort der höchsten Überströmung und damit der höchsten Partikelkonzentration angeordnet ist, was dem erfindungsgemäßen Partikelsensor eine verbesserte Empfindlichkeit verleiht. Zum anderen ist der Elektrodenabstand eines erfindungsgemäßen Partikelsensors – und damit dessen Empfindlichkeit – nicht durch die minimale Siebdruckbreite und den minimalen Siebdruckabstand von 80 μm limitiert, sondern kann der Siebdruckdicke beziehungsweise der Dicke einer Isolationsschichtfolie entsprechen, welche bis zu 5 μm dünn sein kann. Dies hat vorteilhafterweise eine deutliche Empfindlichkeitssteigerung zur Folge. Aufgrund der gesteigerten Empfindlichkeit des erfindungsgemäßen Partikelsensors, kann außerdem die Größe des Elektrodensystems und damit die Kosten für das Elektrodenmaterial, welches insbesondere Platin sein kann, verringert werden. Darüber hinaus wird die aktive Sensorfläche, nämlich das Elektrodensystem, erfindungsgemäß vollständig überströmt, was vorteilhafterweise eine homogene Partikelanlagerung zur Folge hat. Ferner kann die Funktion des Partikelsensors durch Vergleich der Messsignale der Elektrodensysteme überprüft werden.
Zeichnungen
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf einen herkömmlichen, Planaren, resistiven Partikelsensor;
2 einen Graph zur Veranschaulichung der Abhängigkeit des Messsignals vom Elektrodenabstand;
3a eine schematische, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Partikelsensors; und
3b–d schematische Draufsichten auf Teile einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Partikelsensors während dessen Herstellung durch das erfindungsgemäße Verfahren.
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen herkömmlichen, Planaren, resistiven Partikelsensor 1, welcher ein Elektrodensystem mit einer ersten 2 und einer zweiten 3 Elektrode aufweist, das auf einer Isolationsschicht 4 angeordnet ist. 1 veranschaulicht, das Überströmen 5 eines derartigen Partikelsensors 1 in einem Schutzrohr mit gleichmäßig angeordneten Drallklappen welches eine zirkulare Strömung 5 erzeugt. 1 zeigt, dass die Seitenflächen eines derartigen Partikelsensors 1 den Ort mit der höchsten Überströmung 5 darstellen, wobei das Elektrodensystem 2, 3 zur Detektion der Partikel im Windschatten und damit am Ort der geringsten Überströmung und der geringsten Partikelkonzentration angeordnet ist, was eine geringe Empfindlichkeit des Partikelsensors zur Folge hat.
2 zeigt die Abhängigkeit des Signalgradienten und damit des Messsignals von der Partikelkonzentration für vier Partikelsensoren 6, 7, 8, 9, die sich durch ihren Elektrodenabstand voneinander unterscheiden. Dabei weist der Partikelsensor 6 einen Elektrodenabstand von 40 μm, der Partikelsensor 7 einen Elektrodenabstand von 80 μm, der Partikelsensor 8 einen Elektrodenabstand von 120 μm und der Partikelsensor 9 einen Elektrodenabstand von 160 μm auf. 2 veranschaulicht, dass mit kleiner werdendem Elektrodenabstand der Signalgradient und damit die Empfindlichkeit und Schnelligkeit eines Partikelsensors deutlich ansteigt. Eine Empfindlichkeit, welche mit der des Partikelsensors 7 vergleichbar wäre, kann mit den herkömmlichen Siebdruck-Strukturen jedoch nicht erzielt werden, da diese durch die minimale Siebdruckbreite und den minimalen Siebdruckabstand von 80 μm limitiert sind.
3a zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen, insbesondere resistiven, Partikelsensors 11, welcher zur Detektion von leitfähigen Partikeln in einem Gasstrom geeignet ist. Unter einem Partikel wird dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Feststoff, insbesondere ein elektrisch leitender oder leitfähiger Feststoff, beispielsweise ein Rußpartikel, verstanden. Insbesondere kann des sich bei dem erfindungsgemäßen Partikelsensor 11 um einen Rußpartikelsensor handeln.
3a zeigt, dass der erfindungsgemäße Partikelsensor 11 mindestens zwei Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b mit jeweils mindestens einer ersten 12a; 12b und einer zweiten 13a; 13b Elektrode und einen keramischen Grundkörper 14, 16a–d, 19, 20, 21 umfasst. Darüber hinaus zeigt, 3a, dass der keramischen Grundkörper 14, 16a–d, 19, 20, 21 mindestens zwei Gaseinlasskanälen GE1, GE2 und mindestens zwei Gasauslasskanäle GA1, GA2 aufweist. Dabei mündet jeweils ein Gaseinlasskanal GE1; GE2 in einen Gasauslasskanal GA1; GA2. In jedem Gasauslasskanal GA1; GA2 ist dabei jeweils ein Elektrodensystem 12a, 13a; 12b, 13b angeordnet. Die erste 12a; 12b und zweite 13a; 13b Elektrode des Elektrodensystems 12a, 13a; 12b, 13b sind dabei auf gegenüberliegenden Seiten des Gasauslasskanals GA1; GA2 angeordnet.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der keramische Grundkörper 14, 16a–d, 19, 20, 21, wie in 3a gezeigt, einen Schichtaufbau aus einer oder mehreren Isolationsschichten 14, 16a, 16c, 16d, 19 auf. Ein derartiger Schichtaufbau hat den Vorteil, dass damit wesentlich kleinere Elektrodenabstände d_EE realisiert werden können, als in herkömmlichen, mittels Siebdruckverfahren hergestellten, Interdigitalelektrodensystemen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass sich eine Isolationsschicht 14, 16a, 16c,16d, 19 aus mehreren sehr dünnen Isolationsschichtfolien zusammensetzt. Auf diese Weise kann auch bei kleineren Defekten in den einzelnen Isolationsschichtfolien eine gute isolierende Wirkung bei gleichzeitig geringer Dicke der gesamten Isolationsschicht 14, 16a, 16c, 16d, 19 erzielt werden.
Die Isolationsschichten 14, 16a, 16c, 16d, 19 können im Rahmen der vorliegenden Erfindung Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und/oder Calciumoxid, insbesondere Aluminiumoxid, umfassen, oder aus Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und/oder Calciumoxid, insbesondere Aluminiumoxid, ausgebildet sein. Die Isolationsschichten 14, 16a, 16c, 16d, 19 können im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Schichtdicke d_I von ≥ 5 μm bis ≤ 200 μm, insbesondere von ≥ 5 μm bis ≤ 80 μm oder von ≥ 5 μm bis ≤ 60 μm oder von ≥ 5 μm bis ≤ 40 μm, aufweisen. Dabei können die Isolationsschichten 14, 16a, 16c, 16d, 19 eine oder mehrere Isolationsschichtfolien und/oder Isolationsdruckschichten mit einer Schichtdicke von ≥ 5 μm bis ≤ 100 μm, insbesondere von ≥ 5 μm bis ≤ 50 μm oder von ≥ 5 μm bis ≤ 40 μm, beispielsweise von ≥ 20 μm bis ≤ 40 μm, umfassen.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Schichtaufbau des keramischen Grundkörpers 14, 16a–d, 19, 20, 21 weiterhin eine oder mehrere Trägerschichten 16b, 20, 21 auf.
Die Trägerschichten 16b, 20, 21 können beispielsweise Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und/oder Calciumoxid, insbesondere Zirkoniumoxid, umfassen, oder aus Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und/oder Calciumoxid, insbesondere Zirkoniumoxid, ausgebildet sein. Insofern die Trägerschichten 16b, 20, 21 Zirkoniumoxid umfassen, werden diese vorzugsweise durch eine oder mehrere Isolationsschichten 14, 16a, 16c, 16d, 19 von elektrischen Bauteilen, wie den Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b, elektrisch isoliert.
Die Trägerschichten 16b, 20, 21 können im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Schichtdicke d_T von ≥ 5 μm bis ≤ 200 μm, insbesondere von ≥ 10 μm bis ≤ 200 μm, beispielsweise von ≥ 20 μm bis ≤ 40 μm, aufweisen. Dabei können die Trägerschichten schichten 16b, 20, 21 eine oder mehrere Trägerschichtfolien und/oder Trägerdruckschichten mit einer Schichtdicke von ≥ 5 μm bis ≤ 100 μm, insbesondere von ≥ 5 μm bis ≤ 50 μm, beispielsweise von ≥ 10 μm bis ≤ 40 μm, umfassen.
Die Isolationsschichten 14, 16a, 16c, 16d, 19 und Trägerschichten 16b, 20, 21 können im Rahmen der vorliegenden Erfindung plattenförmig sein und einen platten/blockförmigen Schichtaufbau 14, 16a–d, 19, 20, 21 ausbilden.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Partikelsensor 11 eine Heizvorrichtung 17 auf. Vorzugsweise ist die Heizvorrichtung 17 im montierten Zustand des Partikelsensors 11 zwischen und/oder unterhalb der Gaseinlasskanäle GE1, GE2 in den keramischen Grundkörper 14, 16a–d, 19, 20, 21 integriert. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise ein Kamineffekt bewirkt werden, durch welchen der Gas-Partikel-Strom durch das jeweilige Elektrodensystem 12a, 13a; 12b, 13b getrieben wird.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b flächige Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b. Die Flächen der Elektroden können dabei, wie in 3a gezeigt, parallel zueinander angeordnet sein.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die einander zugewandten Flächen der Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b eine Oberflächenstrukturierung und/oder ein Rauhigkeit von ≥ 0,5 μm, gemessen mit Weißlichtinterferenz oder Rasterkraftmikroskopie, auf. Eine Oberflächenstrukturierung und/oder eine erhöhte Rauhigkeit bewirken Feldüberhöhungen. Vorteilhafterweise wird dadurch der negative Einfluss von, insbesondere in Vertiefungen der Elektrodenoberfläche, abgelagerte Aschen, das heißt Bestandteile, welche bei der Regeneration des Partikelsensors 11 üblicherweise nicht von den Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b entfernt werden, verringert.
Der Abstand d_EE zwischen den Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b eines Elektrodensystems 12a, 13a; 12b, 13b kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ≥ 5 μm bis ≤ 500 μm, insbesondere von ≥ 5 μm bis ≤ 80 μm oder von ≥ 5 μm bis ≤ 60 μm oder von ≥ 5 μm bis ≤ 40 μm, betragen. Insbesondere kann der Abstand d_EE zwischen den Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b eines Elektrodensystems 12a, 13a; 12b, 13b ≤ 80 μm, insbesondere ≤ 20 μm, betragen. Im Fall nur einer zwischen den Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b der Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b angeordneten Isolationsschicht beziehungsweise Isolationsschichtfolie beziehungsweise Isolationsdruckschicht 16, 16a, 16c, 16d kann der Abstand d_EE vorteilweise bis zu 5 μm klein sein. Durch den geringen Abstand zwischen den Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b eines Elektrodensystems 12a, 13a; 12b, 13b und zusätzlich die starke Anströmung durch den Kamineffekt weist der erfindungsgemäße Partikelsensor 11 vorteilhafterweise eine sehr hohe Empfindlichkeit auf.
Zweckmäßigerweise sind die Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b im Rahmen der vorliegenden Erfindung aus einem leitfähigen Material ausgebildet. Beispielsweise können die Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b Platin umfassen oder aus Platin ausgebildet sein. Die Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b können im Rahmender vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Elektrodendicke d_E von ≥ 5 μm bis ≤ 200 μm oder ≥ 5 μm bis ≤ 100 μm, insbesondere von ≥ 5 μm bis ≤ 20 μm, oder sogar von ≥ 5 μm bis ≤ 10 μm, aufweisen.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind jeweils die dem Gaseinlasskanal GE1, GE2 zugewandten Bereiche der Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b an den Temperaturverlauf der Heizvorrichtung 17 angepasst. 3a veranschaulicht dabei beispielsweise eine halbkreisförmige Anpassung an den Temperaturverlauf der Heizvorrichtung 17.
3a zeigt, dass ein erfindungsgemäßer Partikelsensor 11 Zuleitungen 15, 18a, 18b und/oder Durchkontaktierungen 22; 24a, 24b und/oder Kontakte 23, 25a, 25b zum Kontaktieren der Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b und/oder Durchkontaktierungen 26, 27 und/oder Kontakte 28, 29 zum Kontaktieren der Heizvorrichtung 17 aufweisen kann. Die ersten Elektroden 12a; 12b können dabei beispielsweise als Anode und die zweiten Elektroden 13a; 13b beispielsweise als Kathode beschaltet sein.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten, in 3a gezeigten, Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die ersten Elektroden 12a; 12b eine gemeinsame Zuleitung 15 und/oder eine gemeinsame Durchkontaktierung 22 und/oder einen gemeinsamen Kontakt 23 und die zweiten Elektroden jeweils eine, insbesondere eigene, Zuleitung 18a, 18b und/oder jeweils eine, insbesondere eigene, Durchkontaktierung 24a, 24b und/oder jeweils einen, insbesondere eigenen, Kontakt 25a, 25b auf. Auf diese Weise kann der Aufbau des erfindungsgemäßen Partikelsensors 11 vereinfacht werden, wobei eine getrennte Beschaltung der Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b vorteilhafterweise gewährleistet wird.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Zuleitungen 15, 18a, 18b und/oder die Heizvorrichtung 17 im Inneren des Schichtaufbaus, insbesondere zwischen Isolationsschichten 16a, 16c, 16d des die Kanäle GE1, GA1; GE2, GA2 trennenden Stegs des keramischen Grundkörpers 14, 16a–d, 19, 20, 21, angeordnet und vorzugsweise von diesem umgeben. Dadurch werden die Zuleitungen 15, 18a, 18b vorteilhafterweise vor Korrosion geschützt. Vorzugsweise sind die Zuleitungen 15, 18a, 18b und/oder die Heizvorrichtung 17 dabei, wie in 3a gezeigt, versetzt übereinander angeordnet. Durch Versatz der Zuleitungen 15, 18a, 18b und/oder der Heizvorrichtung 17 ist dabei nur eine geringe Isolationsschichtdicke d_I der die elektrischen Bauteile voneinander isolierenden Isolationsschichten des Schichtaufbaus notwendig.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist zwischen den Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b eines Elektrodensystems 12a, 13a; 12b, 13b mindestens ein, nicht dargestellter, Abstandshalter, beispielsweise einer säulenartige Struktur, aus einem elektrisch isolierenden Material angeordnet. Die Abstandshalter können dabei aus dem gleichen elektrisch isolierenden Material wie die Isolationsschichten ausgebildet sein.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Öffnungen der Gaseinlasskanäle GE1; GE2 im montierten Zustand des Partikelsensors 11 auf, insbesondere gegenüberliegenden, Seitenflächen S1, S2 und die Öffnungen der Gasauslasskanäle GA1; GA2 auf der im montierten Zustand des Partikelsensors 11 oberen Fläche O1 des Partikelsensors 11 angeordnet.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b des Partikelsensors 11 getrennt voneinander beschaltbar. Dies hat den Vorteil, dass die Funktion des Partikelsensors 11, insbesondere durch ein Eigendiagnoseverfahren, überprüft werden kann. Beispielsweise kann aufgrund der gleichmäßigen Durchströmung beider Kanalkombinationen GE1, GA1; GE2, GA2 die Eigendiagnose über den Vergleich der Signale der Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b erfolgen. Da eine gleichzeitige Schädigung beider Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b unwahrscheinlich ist, kann über den Signalvergleich das Maß der Schädigung des erfindungsgemäßen Partikelsensors bestimmt und kompensiert werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Partikelsensors 11. Vorzugsweise wird im Rahmen dieses Betriebsverfahren in einer Messphase: die Heizvorrichtung 17 auf eine Temperatur zur Steigerung der Konvektion des Gas-Partikel-Stroms, beispielsweise von ≥ 150°C bis ≤ 400°C, insbesondere von ≥ 250°C bis ≤ 400°C, eingestellt wird und an die Elektroden 12a; 13a; 12b, 13b der Elektrodensysteme 12a; 13a; 12b, 13b jeweils eine Spannung angelegt, eine Widerstands- oder Impedanz-Änderung an den Elektroden 12a; 13a; 12b, 13b gemessen und als Maß für die Partikelkonzentration ausgegeben wird. Darüber hinaus kann in einer Regenerationsphase: die Heizvorrichtung 17 auf eine Temperatur zum Entfernen der an den Elektroden 12a; 13a; 12b, 13b angelagerten Partikel, beispielsweise von ≥ 650°C bis ≤ 850°C, insbesondere von ≥ 700°C bis ≤ 800°C, eingestellt werden. In einer Messungsfreien Phase kann die Heizvorrichtung 17 auf eine Temperatur zur Vermeidung einer Partikelanlagerung an den Elektroden 12a; 13a; 12b, 13b, beispielsweise von ≥ 400°C bis ≤ 500°C, insbesondere von ≥ 400°C bis ≤ 450°C, eingestellt werden. Die Vermeidung der Partikelanlagerung kann dabei beispielsweise auf Thermophorese beruhen. Vorzugsweise wird in der Messphase oder einer von der Messphase getrennten Funktionsdiagnosephase das Messsignal der Elektrodensysteme 12a; 13a; 12b, 13b verglichen und als Maß für die Funktionsfähigkeit der Elektrodensysteme 12a; 13a; 12b, 13b ausgegeben wird, wobei gegebenenfalls die Ergebnisse der Folgemessungen entsprechend korrigiert und/oder eine Elektrodenverdampfungsphase eingeleitet wird. Die Elektrodenverdampfungsphase wird vorzugsweise eingeleitet, falls der Anteil an abgelagerten Aschen auf den Elektroden 12a; 13a; 12b, 13b einen bestimmten Wert überschritten hat. In der Elektrodenverdampfungsphase kann die Heizvorrichtung 17 dann beispielsweise auf eine Temperatur zum Verdampfen der Elektroden, beispielsweise von ≥ 950°C bis ≤ 1100°C, insbesondere von ≥ 1000°C bis ≤ 1100°C, eingestellt werden.
Hierdurch kann ein gezieltes Verdampfen des Elektrodenmaterials, insbesondere Platins, bewirkt werden, wobei insbesondere die der Heizvorrichtung 17 zugewandten Bereiche der Elektrodensysteme 12a; 13a; 12b, 13b abgetragen werden und der durch Ascheablagerungen verursachte nachteilige Effekt auf das Messsignal vermindert oder sogar aufgehoben wird. Eine resultierende Verringerung der Elektrodenflächen der Elektrodensysteme 12a; 13a; 12b, 13b kann dabei durch Modelle kompensiert werden. Ferner ist eine Verringerung der Elektrodenflächen der Elektrodensysteme 12a; 13a; 12b, 13b insbesondere aufgrund der vermehrten Partikelanlagerung an den der Heizvorrichtung 17 zugewandten Seitenflächen der Elektroden 12a; 13a; 12b, 13b und deren hohen Überströmung von geringerer Bedeutung.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Partikelsensors 11, insbesondere eines resistiven Partikelsensors 11 zur Detektion von leitfähigen Partikeln in einem Gasstrom.
Die 3b bis 3d zeigen schematische Draufsichten auf Teile einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Partikelsensors 11 während dessen Herstellung und veranschaulichen das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren.
3b zeigt, dass im Verfahrensschritt a1) die ersten Elektroden 12a, 12b der Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b auf eine erste Isolationsschicht 14 aufgebracht werden.
3c zeigt, dass im Verfahrensschritt a2) mindestens einer zweiten Isolationsschicht 16 mit mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen 16', 16'', 16''' unter Ausbildung der Seitenwandungen von mindestens zwei auszubildenden Gaseinlasskanälen GE1, GE2 und mindestens zwei auszubildenden Gasauslasskanälen GA1, GA2 aufgebracht werden. Vorzugsweise mündet dabei jeweils ein auszubildender Gaseinlasskanal GE1; GE2, wie in 3c gezeigt, in einen auszubildenden Gasauslasskanal GA1; GA2. Die ersten Elektroden 12a, 12b sind dabei vorzugsweise, wie in 3c gezeigt, jeweils in einem der auszubildenden Gasauslasskanäle GA1; GA2 angeordnet.
3d zeigt, dass im Verfahrensschritt b1) die zweiten Elektroden 13a, 13b der Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b auf eine dritte Isolationsschicht 19 aufgebracht werden. Die Position der zweiten Elektroden 13a, 13b auf der dritten Isolationsschicht 19 korrespondiert dabei insbesondere zu der Position der ersten Elektroden 12a, 12b auf der ersten Isolationsschicht 14.
Im Anschließenden, nicht dargestellten, Verfahrensschritt c) wird der Schichtaufbau aus den Verfahrensschritten a) mit dem Schichtaufbau aus dem/den Verfahrensschritten b) in der Form verbunden, insbesondere laminiert, dass jeweils eine zweite Elektrode 13a; 13b über einer ersten Elektrode 12a; 12b eines Elektrodensystems 12a, 13a; 12b; 13b angeordnet ist. Die Elektroden 12a, 13a; 12b; 13b eines Elektrodensystems 12a, 13a; 12b; 13b sind dabei insbesondere jeweils durch einen der beim Verbinden der Schichtaufbauten ausgebildeten Gasauslasskanäle GA1; GA2 beabstandet.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Verfahrensschritt a1) auch die Zuleitungen 15 der ersten Elektroden 12a, 12b auf die erste Isolationsschicht 14 und/oder im Verfahrensschritt b1) auch die Zuleitung/en 18a, 18b der zweiten Elektroden 13a, 13b auf die dritte Isolationsschicht 19 aufgebracht. Vorzugsweise werden die Zuleitungen 15, 18a, 18b auf den Bereich der jeweiligen Isolationsschicht 14, 19 aufgebracht, welcher im fertig gestellten Partikelsensor 11 von dem mittleren Isolationsschichtbereich 16'' der zweiten Isolationsschicht 16 bedeckt ist. Vorteilhafterweise werden dadurch die Zuleitungen 15, 18a, 18b von Isolationsschichten 14, 16, 19 umschlossen und vor Korrosion geschützt.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren nach dem Verfahrensschritt a2) Verfahrensschritt a3): Aufbringen einer Heizvorrichtung 17 auf die vorherige Isolationsschicht 16, insbesondere auf den mittleren Isolationsschichtbereich 16'' der vorherigen Isolationsschicht 16 (siehe 3c), und Aufbringen mindestens einer weiteren Isolationsschicht mit mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen auf die Heizvorrichtung 17 und die vorherige Isolationsschicht 16 (nicht dargestellt in 3c).
Analog hier zu kann das erfindungsgemäße Verfahren alternativ oder zusätzlich zum Verfahrensschritt a3) nach dem Verfahrensschritt b1) den Verfahrensschritt b2) umfassen: Aufbringen mindestens einer weiteren Isolationsschicht 16d mit mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen 16d', 16d'', 16d''' (siehe 3a) und Aufbringen einer Heizvorrichtung 17 auf die weitere Isolationsschicht 16d, insbesondere auf den mittleren Isolationsschichtbereich 16d'' der weiteren Isolationsschicht 16d (nicht dargestellt in 3a).
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren alternativ oder zusätzlich zu den Verfahrensschritten a3) und b2) den Verfahrensschritt a4): Aufbringen mindestens einer Trägerschicht 16b mit mindestens drei voneinander beabstandeten Trägerschichtbereichen 16b', 16b'', 16b''' auf die vorherige Isolationsschicht 16a und Aufbringen mindestens einer weiteren Isolationsschicht 16c mit mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen 16c', 16c'', 16c''' auf die Trägerschicht 16b; (siehe 3a) und/oder den Verfahrensschritt b3): Aufbringen mindestens einer weiteren Isolationsschicht mit mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen und Aufbringen mindestens einer Trägerschicht mit mindestens drei voneinander beabstandeten Trägerschichtbereichen auf die weitere Isolationsschicht.
Der Verfahrensschritt a3) kann dabei vor oder nach Verfahrensschritt a4) und/oder Verfahrensschritt b2) vor oder nach Verfahrensschritt b3) durchgeführt werden.
Die Isolationsschichtbereiche 16c', 16c'', 16'c'', 16d', 16d'', 16d''' der weiteren Isolationsschicht/en 16c, 16d und/oder die Trägerschichtbereiche 16b', 16b'', 16b'' der Trägerschicht/en 16b weisen dabei vorzugsweise im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die Isolationsschichtbereiche 16', 16'', 16''', 16a', 16a'', 16a''' der vorherigen, insbesondere zweiten, Isolationsschicht 16, 16a auf und sind nach dem Verbinden der Schichtaufbauten in Verfahrensschritt c) vorzugsweise über diesen angeordnet.
Im Rahmen der in 3a gezeigten Ausführungsform umfasst der erfindungsgemäße Partikelsensor 11 nur eine Heizvorrichtung 17 und nur eine zwischen den Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b der Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b angeordnete Trägerschicht 16b. Ein derartiger Partikelsensor kann mit der zuvor erläuterten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise durch eine Kombination der Verfahrensschritte a3) und a4) oder b2) und b3) oder a3) und b3) oder a4) und b2) hergestellt werden.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren weiterhin vor dem Verfahrensschritt a1) den Verfahrensschritt a0): Aufbringen der ersten Isolationsschicht 14 auf mindestens eine Trägerschicht 20; und/oder vor dem Verfahrensschritt b1) den Verfahrensschritt b0): Aufbringen der dritten Isolationsschicht 19 auf mindestens eine Trägerschicht 21.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, weisen eine oder mehrere der Isolationsschichten 16a, 16c, 16d und/oder eine oder mehrere der Trägerschichten 16b, 20, 21 Aussparungen auf, durch welche Durchkontaktierungen 22, 24a, 24b, 26, 27 zwischen äußeren Kontakten 23, 25a, 25b, 28, 29 und den Zuleitungen 15, 18a, 18b der Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b beziehungsweise der Heizvorrichtung 17 ausgebildet werden können.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Aufbringen der Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b und/oder Zuleitungen 15; 18a, 18b und/oder der Isolationsschichten 14, 16, 16a, 16c, 16d, 19 und/oder Trägerschichten 20, 21 mittels eines Siebdruck- oder Laminierungsverfahrens, insbesondere mittels eines Siebdruckverfahrens. Vorzugsweise wird der keramische Grundkörper 14, 16a–d, 19, 20, 21, insbesondere anschließend, gesintert. Wie bereits erläutert können durch einen derartigen Einsatz eines Siebdruck- oder Laminierungsverfahrens Partikelsensoren 11 mit sehr geringen Elektrodenabständen, beispielsweise von ≤ 80 μm, insbesondere von 5 μm, hergestellt werden.
Hinsichtlich der Materialien, Dimensionen und Abstände der Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b, Isolationsschichten 14, 16, 16a, 16c, 16d, 19 und/oder Trägerschichten 20, 21, wird hiermit explizit auf die Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Partikelsensor 11 verwiesen.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten, nicht dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die Verfahrensschritte a) und/oder b) den Verfahrensschritt d): Aufbringen von mindestens einem weiteren Isolationsschichtbereich auf die ersten Elektroden 12a; 12b und/oder zweiten Elektroden 13a; 13b zur Ausbildung eines Abstandshalters, beispielsweise einer säulenartigen Struktur, aus einem elektrisch isolierenden Material.
Im Rahmen einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereiche (16', 16'', 16'''; 16a', 16a'', 16a''', 16c', 16c'', 16c''', 16d', 16d'', 16d''') der Isolationsschicht/en (16; 16a, 16c, 16d) und/oder die mindestens drei voneinander beabstandeten Trägerschichtbereiche (16b', 16b'', 16b''') der Trägerschichten (16b) in der Form aufgebracht werden, dass die Öffnungen der Gaseinlasskanäle GE1; GE2 im montierten Zustand des herzustellenden Partikelsensors 11 auf, insbesondere gegenüberliegenden, Seitenflächen S1, S2 und die Öffnungen der Gasauslasskanäle GA1; GA2 auf der im montierten Zustand des herzustellenden Partikelsensors 11 oberen Fläche O1 des herzustellenden Partikelsensors 11 angeordnet sind.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ersten 12a; 12b und zweiten 13a; 13b Elektroden der Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b in der Form aufgebracht, dass jeweils die dem auszubildenden Gaseinlasskanal GE1, GE2 zugewandten Bereiche der Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b an den Temperaturverlauf der Heizvorrichtung 17 angepasst sind.
Im Rahmen einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die ersten 12a; 12b und zweiten 13a; 13b Elektroden der Elektrodensysteme 12a, 13a; 12b, 13b in der Form aufgebracht, dass die einander zugewandten Flächen der Elektroden 12a, 13a; 12b, 13b eine Oberflächenstrukturierung und/oder ein Rauhigkeit von ≥ 0,5 μm, gemessen mit Weißlichtinterferenz oder Rasterkraftmikroskopie, aufweisen.
Im Rahmen einer weiteren, besonders bevorzugten, nicht dargestellten, Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vielzahl von Partikelsensoren 11 hergestellt wird, in dem:

– im Verfahrensschritt a1) eine Vielzahl von ersten Elektroden auf eine erste Isolationsschicht werden,
– im Verfahrensschritt a2) eine zweite Isolationsschicht mit einer Vielzahl von mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen unter Ausbildung der Seitenwandungen von einer Vielzahl auszubildender Gaseinlasskanäle und Gasauslasskanäle aufgebracht wird, wobei jeweils ein auszubildender Gaseinlasskanal in einen auszubildenden Gasauslasskanal mündet und die ersten Elektroden der Elektrodensysteme jeweils in einem der auszubildenden Gasauslasskanäle angeordnet sind,
– im Verfahrensschritt b1) eine Vielzahl von zweiten Elektroden auf eine dritte Isolationsschicht aufgebracht wird,
– im Verfahrensschritt c) der Schichtaufbau aus den Verfahrensschritten a) mit dem Schichtaufbau aus dem/den Verfahrensschritten b) in der Form verbunden, insbesondere laminiert, wird, dass jeweils eine zweite Elektrode über einer ersten Elektrode eines Elektrodensystems angeordnet ist, wobei die Elektroden eines Elektrodensystems jeweils durch einen der beim Verbinden der Schichtaufbauten ausgebildeten Gasauslasskanäle beabstandet sind, und
– weiterhin im Verfahrensschritt z) der Verbund, insbesondere das Laminat, aus Verfahrensschritt c) in eine Vielzahl von Partikelsensoren zerteilt wird.

Claims

Partikelsensor (11), insbesondere resistiver Partikelsensor zur Detektion von leitfähigen Partikeln in einem Gasstrom, umfassend – mindestens zwei Elektrodensysteme (12a, 13a; 12b, 13b) mit jeweils mindestens einer ersten (12a; 12b) und einer zweiten (13a; 13b) Elektrode, – einen keramischen Grundkörper (14, 16a–d, 19, 20, 21) dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Grundkörper (14, 16a–d, 19, 20, 21) mindestens zwei Gaseinlasskanäle (GE1, GE2) und mindestens zwei Gasauslasskanäle (GA1, GA2) aufweist, wobei jeweils ein Gaseinlasskanal (GE1; GE2) in einen Gasauslasskanal (GA1; GA2) mündet, wobei in jedem Gasauslasskanal (GA1; GA2) jeweils ein Elektrodensystem (12a, 13a; 12b, 13b) angeordnet ist, wobei die erste (12a; 12b) und zweite (13a; 13b) Elektrode des Elektrodensystems (12a, 13a; 12b, 13b) auf gegenüberliegenden Seiten des Gasauslasskanals (GA1; GA2) angeordnet sind.
Partikelsensor (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Grundkörper (14, 16a–d, 19, 20, 21) einen Schichtaufbau aus einer oder mehreren Isolationsschichten (14, 16a, 16c, 16d, 19) aufweist.
Partikelsensor (11) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelsensor (11) eine Heizvorrichtung (17) aufweist.
Partikelsensor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (17) im montierten Zustand des Partikelsensors (11) zwischen und/oder unterhalb der Gaseinlasskanäle (GE1, GE2) in den keramischen Grundkörper (14, 16a–d, 19, 20, 21) integriert ist.
Partikelsensor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (12a, 13a; 12b, 13b) flächige Elektroden (12a, 13a; 12b, 13b) sind.
Partikelsensor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einander zugewandten Flächen der Elektroden (12a, 13a; 12b, 13b) eine Oberflächenstrukturierung und/oder ein Rauhigkeit von ≥ 0,5 μm, gemessen mit Weißlichtinterferenz oder Rasterkraftmikroskopie, aufweisen.
Partikelsensor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die dem Gaseinlasskanal (GE1, GE2) zugewandten Bereiche der Elektrodensysteme (12a, 13a; 12b, 13b) an den Temperaturverlauf der Heizvorrichtung (17) angepasst sind.
Partikelsensor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Elektroden (12a, 13a; 12b, 13b) eines Elektrodensystems (12a, 13a; 12b, 13b) mindestens ein Abstandshalter, beispielsweise einer säulenartige Struktur, aus einem elektrisch isolierenden Material angeordnet ist.
Partikelsensor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen der Gaseinlasskanäle (GE1; GE2) im montierten Zustand des Partikelsensors (11) auf Seitenflächen (S1, S2) und die Öffnungen der Gasauslasskanäle (GA1; GA2) auf der im montierten Zustand des Partikelsensors (11) oberen Fläche (O1) des Partikelsensors (11) angeordnet sind.
Partikelsensor (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodensysteme (12a, 13a; 12b, 13b) getrennt voneinander beschaltbar sind.
Verfahren zum Betrieb eines Partikelsensors nach einem der Ansprüche 1 bis 10, indem – in einer Messphase: die Heizvorrichtung (17) auf eine Temperatur zur Steigerung der Konvektion des Gas-Partikel-Stroms, beispielsweise von ≥ 150°C bis ≤ 400°C, eingestellt wird und an die Elektroden (12a; 13a; 12b, 13b) der Elektrodensysteme (12a; 13a; 12b, 13b) jeweils eine Spannung angelegt, eine Widerstands- oder Impedanz-Änderung an den Elektroden (12a; 13a; 12b, 13b) gemessen und als Maß für die Partikelkonzentration ausgegeben wird, und – in einer Regenerationsphase: die Heizvorrichtung (17) auf eine Temperatur zum Entfernen der an den Elektroden (12a; 13a; 12b, 13b) angelagerten Partikel, beispielsweise von ≥ 650°C bis ≤ 850°C, eingestellt wird, und/oder – in einer Messungsfreien Phase: die Heizvorrichtung (17) auf eine Temperatur zur Vermeidung einer Partikelanlagerung an den Elektroden (12a; 13a; 12b, 13b), beispielsweise von ≥ 400°C bis ≤ 500°C, eingestellt wird, und/oder – in der Messphase oder einer von der Messphase getrennten Funktionsdiagnosephase das Messsignal der Elektrodensysteme (12a; 13a; 12b, 13b) verglichen und als Maß für die Funktionsfähigkeit der Elektrodensysteme (12a; 13a; 12b, 13b) ausgegeben wird, wobei gegebenenfalls die Ergebnisse der Folgemessungen entsprechend korrigiert und/oder eine Elektrodenverdampfungsphase eingeleitet wird, und/oder – in der Elektrodenverdampfungsphase: die Heizvorrichtung (17) auf eine Temperatur zum Verdampfen der Elektroden, beispielsweise von ≥ 950°C bis ≤ 1100°C, eingestellt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Partikelsensors nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend die Verfahrensschritte: a1) Aufbringen der ersten Elektroden (12a, 12b) der Elektrodensysteme (12a, 13a; 12b, 13b) auf eine erste Isolationsschicht (14), a2) Aufbringen mindestens einer zweiten Isolationsschicht (16; 16a) mit mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen (16', 16'', 16'''; 16a', 16a'', 16a''') unter Ausbildung der Seitenwandungen von mindestens zwei auszubildenden Gaseinlasskanälen (GE1, GE2) und mindestens zwei auszubildenden Gasauslasskanälen (GA1, GA2), wobei jeweils ein auszubildender Gaseinlasskanal (GE1; GE2) in einen auszubildenden Gasauslasskanal (GA1; GA2) mündet und die ersten Elektroden (12a, 12b) jeweils in einem der auszubildenden Gasauslasskanäle (GA1; GA2) angeordnet sind, b1) Aufbringen der zweiten Elektroden (13a, 13b) der Elektrodensysteme (12a, 13a; 12b, 13b) auf eine dritte Isolationsschicht (19), und c) Verbinden des Schichtaufbaus aus den Verfahrensschritten a) mit dem Schichtaufbau aus dem/den Verfahrensschritt/en b) in der Form, dass jeweils eine zweite Elektrode (13a; 13b) über einer ersten Elektrode (12a; 12b) eines Elektrodensystems (12a, 13a; 12b; 13b) angeordnet ist, wobei die Elektroden (12a, 13a; 12b; 13b) eines Elektrodensystems (12a, 13a; 12b; 13b) jeweils durch einen der beim Verbinden der Schichtaufbauten ausgebildeten Gasauslasskanäle (GA1; GA2) beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach dem Verfahrensschritt a2) den Verfahrensschritt: a3) Aufbringen einer Heizvorrichtung auf die vorherige Isolationsschicht (16) und Aufbringen mindestens einer weiteren Isolationsschicht mit mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen auf die Heizvorrichtung und die vorherige Isolationsschicht, und/oder a4) Aufbringen mindestens einer Trägerschicht (16b) mit mindestens drei voneinander beabstandeten Trägerschichtbereichen (16b', 16b'', 16b''') auf die vorherige Isolationsschicht (16, 16a) und Aufbringen mindestens einer weiteren Isolationsschicht (16c) mit mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen (16c', 16c'', 16c''') auf die Trägerschicht (16b), und/oder nach dem Verfahrensschritt b1) den Verfahrensschritt: b2) Aufbringen mindestens einer weiteren Isolationsschicht (16d) mit mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen (16d', 16d'', 16d''') und Aufbringen einer Heizvorrichtung (17) auf die weitere Isolationsschicht (16, 16d), und/oder b3) Aufbringen mindestens einer weiteren Isolationsschicht mit mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen und Aufbringen mindestens einer Trägerschicht mit mindestens drei voneinander beabstandeten Trägerschichtbereichen auf die weitere Isolationsschicht, umfasst, wobei Verfahrensschritt a3) vor oder nach Verfahrensschritt a4) und/oder Verfahrensschritt b2) vor oder nach Verfahrensschritt b3) durchgeführt wird, wobei die Isolationsschichtbereiche (16c', 16c'', 16'c'', 16d', 16d'', 16d''') der weiteren Isolationsschicht/en (16c, 16d) und/oder die Trägerschichtbereiche (16b', 16b'', 16b''') der Trägerschicht/en (16b) die gleiche Struktur wie die Isolationsschichtbereiche (16', 16'', 16''', 16a', 16a'', 16a''') der vorherigen Isolationsschicht (16, 16a) aufweisen und nach dem Verbinden der Schichtaufbauten in Verfahrensschritt c) über diesen angeordnet sind.
Verfahren nach 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Elektroden (12a, 13a; 12b, 13b) und/oder der Isolationsschichten (14, 16, 16a, 16c, 16d, 19) und/oder Trägerschichten (20, 21) mittels eines Siebdruckverfahrens erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Partikelsensoren (11) hergestellt wird, in dem: – im Verfahrensschritt a1) eine Vielzahl von ersten Elektroden (12a, 12b) auf eine erste Isolationsschicht (14) werden, – im Verfahrensschritt a2) eine zweite Isolationsschicht (16; 16a) mit einer Vielzahl von mindestens drei voneinander beabstandeten Isolationsschichtbereichen (16', 16'', 16'''; 16a', 16a'', 16a''') unter Ausbildung der Seitenwandungen von einer Vielzahl auszubildender Gaseinlasskanäle (GE1, GE2) und Gasauslasskanäle (GA1, GA2) aufgebracht wird, wobei jeweils ein auszubildender Gaseinlasskanal (GE1; GE2) in einen auszubildenden Gasauslasskanal (GA1; GA2) mündet und die ersten Elektroden (12a, 12b) der Elektrodensysteme (12a, 13a; 12b, 13b) jeweils in einem der auszubildenden Gasauslasskanäle (GA1; GA2) angeordnet sind, – im Verfahrensschritt b1) eine Vielzahl von zweiten Elektroden (13a, 13b) auf eine dritte Isolationsschicht (19) aufgebracht wird, – im Verfahrensschritt c) der Schichtaufbau aus den Verfahrensschritten a) mit dem Schichtaufbau aus dem/den Verfahrensschritten b) in der Form verbunden wird, dass jeweils eine zweite Elektrode (13a; 13b) über einer ersten Elektrode (12a; 12b) eines Elektrodensystems (12a, 13a; 12b; 13b) angeordnet ist, wobei die Elektroden (12a, 13a; 12b; 13b) eines Elektrodensystems (12a, 13a; 12b; 13b) jeweils durch einen der beim Verbinden der Schichtaufbauten ausgebildeten Gasauslasskanäle (GA1; GA2) beabstandet sind, und – weiterhin im Verfahrensschritt z) der Verbund aus Verfahrensschritt c) in eine Vielzahl von Partikelsensoren (11', 11'', 11''', 11'''') zerteilt wird.