DE102018221386A1

DE102018221386A1 - Partikelsensor und Herstellungsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE102018221386A1
Application number: DE102018221386.0A
Authority: DE
Inventors: Radoslav Rusanov; Christopher Rawe
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2020-06-18

Abstract

Partikelsensor mit einer Partikelaufladeeinrichtung zum Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom, mit einem ersten Rohr und einem radial außerhalb des ersten Rohrs angeordneten zweiten Rohr, wobei die Partikelaufladeeinrichtung zumindest teilweise radial innerhalb des ersten Rohrs angeordnet ist, wobei das erste Rohr und das zweite Rohr jeweils wenigstens eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweist, wobei ein Abstandshalter vorgesehen ist, der das erste Rohr und das zweite Rohr elektrisch isoliert und voneinander beabstandet hält, wobei auf wenigstens einem Teil einer Oberfläche des Abstandshalters und/oder auf an die Oberfläche des Abstandshalters angrenzenden Oberflächenbereichen des ersten Rohrs und/oder des zweiten Rohrs eine elektrisch isolierende Isolierschicht angeordnet ist.

Description

Stand der Technik
Die Offenbarung betrifft einen Partikelsensor mit einer Partikelaufladeeinrichtung zum Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom.
Die Offenbarung betrifft ferner ein Herstellungsverfahren für einen derartigen Partikelsensor.
Offenbarung der Erfindung
Bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf einen Partikelsensor mit einer Partikelaufladeeinrichtung zum Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom, mit einem ersten Rohr und einem radial außerhalb des ersten Rohrs angeordneten zweiten Rohr, wobei die Partikelaufladeeinrichtung zumindest teilweise (insbesondere bezüglich einer axialen Richtung) radial innerhalb des ersten Rohrs angeordnet ist, wobei das erste Rohr und das zweite Rohr jeweils wenigstens eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweist, wobei ein Abstandshalter vorgesehen ist, der das erste Rohr und das zweite Rohr elektrisch isoliert und voneinander beabstandet (also insbesondere ohne elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen den Rohren) hält, wobei auf wenigstens einem Teil einer Oberfläche des Abstandshalters und/oder auf an die Oberfläche des Abstandshalters angrenzenden Oberflächenbereichen des ersten Rohrs und/oder des zweiten Rohrs eine elektrisch isolierende Isolierschicht angeordnet ist. Durch die Vorsehung der Isolierschicht wird die Empfindlichkeit und die Lebensdauer des Partikelsensors gesteigert.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist (nur) auf an die Oberfläche des Abstandshalters angrenzenden Oberflächenbereichen des ersten Rohrs und/oder des zweiten Rohrs eine elektrisch isolierende Isolierschicht angeordnet. In diesen Ausführungsformen ist auf dem Teil der Oberfläche des Abstandshalters selbst z.B. keine elektrisch isolierende Isolierschicht angeordnet.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Partikelsensor für Messprinzipien verwendet werden, bei welchen eine gute elektrische Isolation (also eine möglichst hochohmige Verbindung) zwischen dem ersten Rohr und dem zweiten Rohr vorhanden ist. Hierbei ergibt sich durch die Vorsehung der Isolierschicht eine Verlängerung von unerwünschten Kurzschlusspfaden zwischen dem ersten Rohr und dem zweiten Rohr, die durch Ablagerung von z.B. Rußpartikeln auftreten können, was die Lebensdauer und Empfindlichkeit vorteilhaft steigert. Des weiteren ergebens sich durch die Vorsehung der Isolierschicht verringerte Leckströme zwischen den Rohren, so dass ein besseres Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR, signal-to-noise ratio) und eine gesteigerte Empfindlichkeit erreicht wird. Des weiteren werden Reinigungs- bzw. Wartungsintervalle (z.B. Freibrennen mittels einer bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen vorgesehenen Heizeinrichtung) vorteilhaft verlängert, wodurch sich ein geringerer Energieverbrauch für den Betrieb des Partikelsensors ergibt oder ggf. ganz auf die Vorsehung einer Heizeinrichtung verzichtet werden kann.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Abstandshalter Keramikmaterial aufweist und/oder aus Keramikmaterial hergestellt ist. Dadurch ergibt sich eine besonders gute elektrische Isolation zwischen dem ersten Rohr und dem zweiten Rohr.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das erste Rohr und/oder das zweite Rohr aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das erste Rohr und/oder das zweite Rohr aus einem nicht metallischen Werkstoff gebildet, weist jedoch zumindest bereichsweise eine elektrisch leitende Oberfläche, beispielsweise hergestellt durch eine elektrisch leitende, insbesondere metallische, Beschichtung, auf. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind beide Rohre konzentrisch zueinander angeordnet, was ebenfalls durch den Abstandshalter realiserbar ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist auch denkbar, beide Rohre nicht konzentrisch zueinander anzuordnen. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist das erste Rohr ein oder mehrere Öffnungen in seiner Wand auf, um entsprechende Ausbreitungswege für eine Fluidströmung z.B. von radial außen in den Innenraum des ersten Rohrs hinein zu schaffen. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind das erste Rohr und das zweite Rohr jeweils in einem axialen Endbereich durch den Abstandshalter voneinander beabstandet gehalten.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein elektrischer Widerstand zwischen der Oberfläche des ersten Rohres und zwischen der Oberfläche des zweiten Rohres wenigstens 10 Gigaohm (GOhm) beträgt, vorzugsweise wenigstens 100 Gigaohm. Der genannte elektrische Widerstand setzt sich beispielsweise aus mehreren elektrischen Teilwiderständen zusammen, welche jeweils Komponenten des ersten Rohres, des zweiten Rohres und des Abstandshalters umfassen. Besonders bevorzugt wird der genannte elektrische Widerstand durch die Isolierschicht vergrößert, und die Kriechwege bzw. Kurzschlusspfade zwischen elektrisch leitfähigen (Oberflächen-) Bereichen der beiden Rohre werden verlängert.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein elektrischer Widerstand zwischen wenigstens einem der Oberflächenbereiche des ersten Rohrs und/oder des zweiten Rohrs und dem mit der Isolierschicht bedeckten Bereich der Oberfläche des Abstandshalters wenigstens 10 Gigaohm beträgt, vorzugsweise wenigstens 100 Gigaohm.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Isolierschicht hitzebeständig ist bis wenigstens 600 Grad Celcius, vorzugsweise bis wenigstens 800 Grad Celcius. Vorliegend wird unter „hitzebeständig“ Folgendes verstanden: ein bzw. der Widerstand der Isolierschicht zwischen den Rohren bleibt größer gleich 10 Gigaohm, insbesondere größer gleich 100 Gigaohm, auch bei den genannten Temperaturen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Isolierschicht wenigstens eines der folgenden Materialien aufweist und/oder daraus gebildet ist: Siliziumdioxid (SiO₂), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Mischung aus Siliziumdioxid und Aluminiumoxid. Alternativ oder ergänzend sind andere Materialien zur Herstellung der Isolierschicht denkbar, die den o.g. elektrischen Isolationswiderstand ermöglichen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Isolierschicht einen Schichtaufbau, insbesondere ein Laminat, aus verschiedenen Materialien aufweist, insbesondere aus Siliziumdioxid und Aluminiumoxid, also beispielsweise mehrere Schichten aus Siliziumdioxid und/oder Aluminiumdioxid und/oder Materialmischungen hieraus.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die elektrisch leitfähige Oberfläche des zweiten Rohrs mit einem ersten elektrischen Bezugspotential, insbesondere dem Massepotential, verbunden ist, wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die elektrisch leitfähige Oberfläche des ersten Rohrs so mit einem Ausgleichsstrom zu beaufschlagen, dass ein elektrisches Potential der elektrisch leitfähigen Oberfläche des ersten Rohrs mit dem ersten elektrischen Bezugspotential übereinstimmt. Diese Konfiguration ermöglicht weiteren bevorzugten Ausführungsformen zufolge vorteilhaft die Anwendung eines auch als „escaping current“ bezeichneten Messprinzips. Bei dem „escaping current“ Messprinzip wird ein elektrischer Ladungsstrom ermittelt, der durch mittels der Partikelaufladeeinrichtung elektrisch geladene Partikel bewirkt wird. Hierzu werden bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen Komponenten des Partikelsensors gegenüber einer Umgebung bzw. dem Zielsystem (beispielsweise Komponenten eines Abgastrakt einer Brennkraftmaschine) elektrisch isoliert. Beispielsweise erfolgt dies durch die Verwendung des Abstandshalters, der eine elektrisch isolierte Anbringung des ersten Rohrs des Partikelsensors in dem Zielsystem ermöglicht. Beispielsweise ist dabei das zweite Rohr des Partikelsensors mit Komponenten des Zielsystems verbunden, insbesondere elektrisch leitfähig verbunden, wodurch vorteilhaft das zweite Rohr auf das genannte erste elektrische Bezugspotential gelegt werden kann, bei dem es sich beispielsweise um das Massepotenzial des Zielsystems handelt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird ein elektrischer Strom gemessen, den die geladenen Partikel in Form ihrer elektrischen Aufladung aus dem ansonsten elektrisch isolierten und daher geschlossenen System (z.B. aufweisend das erste Rohr und die Partikelaufladeeinrichtung) heraustragen. Beispielsweise fließt der betrachtete elektrische Strom von einer Koronaelektrode der Partikelaufladeeinrichtung durch eine hierdurch erzeugte Koronaentladung in eine Gegenelektrode der Koronaelektrode, die bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielsweise durch das erste Rohr gebildet ist. Leichte geladene Teilchen wie beispielsweise Ionen, die ebenfalls durch die Koronaentladung erzeugt werden können, können bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielsweise mittels einer Trap-Elektrode bzw. einem durch die Trap-Elektrode erzeugten elektrischen Feld eingefangen bzw. entfernt werden, insbesondere bevor sie das geschlossene System verlassen.
Der elektrische Strom, welcher von den geladenen Partikeln erzeugt wird, die das erste Rohr und damit das geschlossene System verlassen, muss der Gegenelektrode (z.B. erstes Rohr) wieder hinzugefügt werden, damit ihr elektrisches Potential konstant bleibt, z.B. auf dem Wert des ersten Bezugspotentials, das das zweite Rohr aufweist. Dieser Strom wird als „escaping current“ bezeichnet und ist ein Maß für die Konzentration bzw. Anzahl von aufgeladenen Partikeln. Das erste Rohr kann bei diesen Ausführungsformen auch als virtuelle Masseelektrode aufgefasst werden und optional auch gleichzeitig eine Gegenelektrode für die optionale Trap-Elektrode darstellen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Partikelaufladeeinrichtung eine Koronaelektrode aufweist, wobei das erste Rohr eine Gegenelektrode zu der Koronaelektrode bildet.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das erste Rohr und das zweite Rohr konzentrisch zueinander angeordnet sind. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein Trägerelement, das wenigstens eine Komponente der Partikelaufladeeinrichtung (z.B. eine Koronaelektrode) trägt, und das z.B. aus einem planaren Keramiksubstrat gebildet ist, so in dem ersten Rohr angeordnet ist, dass eine erste Oberfläche des Trägerelements im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des ersten Rohres ausgerichtet ist. Dadurch ist das Trägerelement und die darauf angeordneten Komponenten vorteilhaft vor äußeren Einflüssen (beispielsweise auch vor direkter Anströmung durch Abgas) geschützt, und gleichzeitig ist sichergestellt, dass eine gleichmäßige, insbesondere laminare, Strömung des Abgasstroms im Bereich des Trägerelements, wodurch die Sensorgenauigkeit gesteigert wird. Insbesondere kann bei weiteren bevorzugten den Ausführungsformen ein Betrieb des Partikelsensors ohne eine Zufuhr von Frischgas bzw. von Frischluft erfolgen, wodurch eine entsprechende Pumpe, wie sie bei manchen konventionellen Systemen erforderlich ist, entfallen kann.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann jedoch auch eine Zufuhr von Frischgas, z.B. Frischluft, insbesondere in das Innere des ersten Rohrs, erfolgen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Partikelsensors mit einer Partikelaufladeeinrichtung zum Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom, mit einem ersten Rohr und einem radial außerhalb des ersten Rohrs angeordneten zweiten Rohr, wobei die Partikelaufladeeinrichtung zumindest teilweise radial innerhalb des ersten Rohrs angeordnet ist, wobei das erste Rohr und das zweite Rohr jeweils wenigstens eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweist, wobei ein Abstandshalter vorgesehen ist, der das erste Rohr und das zweite Rohr elektrisch isoliert und voneinander beabstandet hält, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen des ersten Rohrs und des zweiten Rohrs und des Abstandshalters, Anordnen einer elektrisch isolierenden Isolierschicht auf wenigstens einem Teil einer Oberfläche des Abstandshalters und/oder auf an die Oberfläche des Abstandshalters angrenzenden Oberflächenbereichen des ersten Rohrs und/oder des zweiten Rohrs.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Anordnen wenigstens einen der folgenden Schritte aufweist: a) Sputtern, insbesondere reaktives Sputtern, b) Atomlagenabscheidung, englisch: atomic layer deposition, ALD, c) Versprühen einer Lösung, optional ausführen einer Wärmebehandlung zur besseren Haftung, insbesondere Sinter, z.B. Einsintern, d) Anbringen einer Paste und/oder eines Lackes, welcher bzw. welche insbesondere anschließend freigebrannt und optional gesintert werden, e) andere geeignete Verfahren zum Aufbringen der Isolierschicht.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung des Partikelsensors gemäß den Ausführungsformen zur Ermittlung von Informationen bezüglich Partikeln in einem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Ermittlung einer Anzahl von Partikeln in dem Abgasstrom.
Das Prinzip gemäß den Ausführungsformen kann sowohl zur Sensierung von als Festkörper ausgebildeten Partikeln (z.B. Rußpartikel, wie sie in einem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine enthalten sind) als auch zur Sensierung von z.B. flüssigen Partikeln (z.B. Aerosol) verwendet werden.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:

1 schematisch eine Seitenansicht eines Partikelsensors gemäß bevorzugten Ausführungsformen,
2 schematisch die Anordnung eines Partikelsensors gemäß den Ausführungsformen in einem Zielsystem,
3 schematisch eine Seitenansicht eines Partikelsensors gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen in teilweisem Querschnitt,
4 schematisch eine Seitenansicht eines Trägerelements gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
5 schematisch eine Seitenansicht eines Details gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen in teilweisem Querschnitt,
6A, 6B, 6C jeweils schematisch eine Seitenansicht eines Details gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen in teilweisem Querschnitt, und
7 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen.

1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Partikelsensors 100 gemäß bevorzugten Ausführungsformen. Der Partikelsensor 100 weist eine Partikelaufladeeinrichtung 102 zum elektrischen Aufladen von Partikeln P in einem Fluidstrom A1 auf, wodurch elektrisch aufgeladene Partikel P' erhalten werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Fluidstrom A1 um einen Abgasstrom einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs handeln, oder um einen Teil des Abgasstroms A2 einer Brennkraftmaschine. Beispielsweise kann es sich bei den Partikeln P, P' um Rußpartikel handeln, wie sie im Rahmen einer Verbrennung von Kraftstoff durch die Brennkraftmaschine entstehen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist der Partikelsensor 100 ein Trägerelement 104 auf, das wenigstens eine Komponente der Partikelaufladeeinrichtung 102, beispielsweise eine Koronaelektrode (nicht in 1 gezeigt), trägt. Beispielsweise ist die Koronaelektrode auf einer ersten Oberfläche 104a des Trägerelements 104 angeordnet und so dem Fluidstrom A1 ausgesetzt, wodurch in dem Fluidstrom A1 enthaltene Partikel P sich an der Partikelaufladeeinrichtung 102 bzw. deren Koronaelektrode vorbei bewegen und auf diese Weise elektrisch aufgeladen werden können.
4 zeigt hierzu schematisch eine Seitenansicht des Trägerelements 104, bei dem es sich weiteren bevorzugten Ausführungsformen zufolge beispielsweise um ein im Wesentlichen planares Keramiksubstrat handelt. Das Trägerelement 104 kann eine Länge L aufweisen, die wesentlich größer ist als eine in 4 vertikal dargestellte Dicke d1 und/oder eine sich senkrecht zu einer Zeichenebene der 4 erstreckende, nicht bezeichnete Breite. Auf der Oberfläche 104a des Trägerelements 104 ist eine Koronaelektrode 102 angeordnet, die bevorzugt eine Koronaspitze 102a aufweist, an welcher sich eine Koronaentladung 103 entzünden kann. Sobald Partikel des Fluidstroms A1 sich, zum Beispiel entlang einer in 4 horizontalen Koordinatenachse x, über die Oberfläche 104a des Trägerelements 104 hinwegbewegen, können diese durch die Koronaentladung 103 elektrisch aufgeladen werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist eine Gegenelektrode 102b zu der Koronaelektrode 102 vorgesehen, die bei der Darstellung gemäß 4 vereinfacht im Bereich der Oberfläche 104a abgebildet ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die Gegenelektrode 102b jedoch auch außerhalb des Trägerelements 104 angeordnet sein.
Optional kann auch eine Trap-Elektrode 105 vorgesehen sein, die vergleichsweise leichte bzw. massearme geladene Teilchen wie beispielsweise Ionen, welche ebenfalls durch die Koronaentladung 103 erzeugt werden, abgelenkt bzw. entfernt (beispielsweise durch Ablenkung auf eine Masseelektrode oder dergleichen). Die gegenüber den genannten Ionen vergleichsweise schweren bzw. massereichen geladenen Partikel P' werden bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen allenfalls geringfügig durch die Trap-Elektrode 105 bzw. ein durch sie bereitgestelltes elektrisches Feld abgelenkt. Bei weiteren bevorzugten Ausführungen kann auch die optionale Trap-Elektrode 105 außerhalb des Trägerelements 104 angeordnet sein.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann das Trägerelement 104 einen Schichtaufbau aufweisen, also als Laminat ausgebildet sein, wobei ein oder mehrere darauf ggf. angeordnete Elektroden 102b, 105 mittels Aufdrucken herstellbar sind (z.B. auch zweidimensionale, spitz zulaufende Koronaelektrode auf der Oberfläche 104a möglich). Alternativ oder ergänzend kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen wenigstens ein Draht oder ein sonstiges elektris leitfähiges Element als Elektrode, insbesondere Koronaelektrode vorgesehen sein.
Wie in 1 abgebildet, weist der Partikelsensor 100 weiter ein erstes Rohr 110 auf, in dem bzw. in dessen Innenraum das Trägerelement 104 angeordnet ist. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass sich eine im Wesentlichen laminare Fluidströmung A1 im Bereich des Trägerelements 104 und der Partikelaufladeeinrichtung 102 einstellt. Besonders bevorzugt ist die Partikelaufladeeinrichtung 102 bezüglich einer axialen Richtung, vergleiche die in 1 vertikal nach oben bedeutende Koordinatenachse x, zumindest teilweise innerhalb des ersten Rohrs 110 angeordnet. Dadurch ist sichergestellt, dass die mittels der Partikelaufladeeinrichtung 102 elektrisch aufgeladenen Partikeln P, sich entlang der Koordinatenachse x durch den Innenraum des ersten Rohrs 110 bewegen.
Radial außerhalb des ersten Rohrs 110 ist ein zweites Rohr 120 angeordnet, bevorzugt konzentrisch zu dem ersten Rohr 110. Weiter bevorzugt weisen das erste Rohr 110 und das zweite Rohr 120 jeweils wenigstens eine elektrisch leitfähige Oberfläche auf. Beispielhaft ist eine elektrisch leitfähige Innenoberfläche des ersten Rohrs 110 in 1 mit dem Bezugszeichen 110a und eine elektrisch leitfähige Innenoberfläche des zweiten Rohrs 120 in 1 mit dem Bezugszeichen 120a bezeichnet. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist zudem ein Abstandshalter 130 vorgesehen, der das erste Rohr 110 und das zweite Rohr 120 elektrisch isoliert und voneinander beabstandet (also insbesondere ohne elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen den Rohren 110, 120) hält.
Besonders bevorzugt ist auf wenigstens einem Teil einer Oberfläche des Abstandshalters 130 und/oder auf an die Oberfläche des Abstandshalters 130 angrenzenden Oberflächenbereichen des ersten Rohrs 110 und/oder des zweiten Rohrs 120 eine elektrisch isolierende Isolierschicht 135 (3) angeordnet, wodurch die Empfindlichkeit und die Lebensdauer des Partikelsensors 100 gesteigert wird. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist (nur) auf an die Oberfläche des Abstandshalters 130 angrenzenden Oberflächenbereichen des ersten Rohrs und/oder des zweiten Rohrs eine elektrisch isolierende Isolierschicht angeordnet. In diesen Ausführungsformen ist auf dem Teil der Oberfläche des Abstandshalters selbst z.B. keine elektrisch isolierende Isolierschicht angeordnet. Details hierzu werden weiter unten unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Abstandshalter 130 beispielsweise auch ein Halteelement 138 aufweisen, dass zur Anbringung des Trägerelements 104 in dem Innenraum des ersten Rohrs 110 dient.
Die in 1 abgebildete Konfiguration aufweisend die Rohre 110,120 kann auch als Schutzrohranordnung bezeichnet werden, weil sie das Trägerelement 104 vor äußeren Einflüssen, insbesondere einer direkten Beaufschlagung mit einem Abgasstrom A2 schützt. Vorteilhaft ist das Trägerelement 104 wie vorstehend bereits angedeutet so in dem Innenraum des ersten Rohrs 110 angeordnet, dass seine Oberfläche 104a im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse LA des ersten Rohres 110 ausgerichtet ist. Damit ist der das Trägerelement 104 besonders zuverlässig vor äußeren Einflüssen geschützt, und es ist eine gleichmäßige, insbesondere laminare, Umströmung des Trägerelements 104 und damit auch der Partikelaufladeeinrichtung 102 mit durch die Schutzrohranordnung 110, 120 strömendem Fluid A1 sichergestellt.
Das Bezugszeichen BP1 deutet eine optionale elektrische Verbindung des zweiten Rohrs 120 mit einem ersten elektrischen Bezugspotenzial wie beispielsweise dem Massepotenzial an.
Der Blockpfeil P5 symbolisiert in 1 eine optionale Frischgasversorgung, insbesondere Frischluftversorgung, die in manchen Ausführungsformen erwünscht sein kann, bei weiteren Ausführungsformen jedoch nicht vorgesehen ist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind die Längen und die relative Anordnung der Rohre 110,120 relativ zueinander so gewählt, dass sich bei einer Anbringung in einer Abgasströmung A2 eines Zielsystems, beispielsweise einem Abgastrakt R einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, vergleiche die Darstellung gemäß 2, durch den Venturi-Effekt ein Sog ergibt, bei dem die Abgasströmung A2 eine Fluidströmung P1 bzw. A1 (1) aus dem ersten Rohr 110 heraus in 1 in vertikaler Richtung nach oben bewirkt. Die weiteren Pfeile P2, P3, P4 deuten die Fortsetzung dieser durch den Venturi-Effekt bewirkten Fluidströmung durch einen Zwischenraum zwischen den beiden Rohren 110, 120 hindurch zur Umgebung der Schutzrohranordnung 110, 120 hin an. Insgesamt wird durch die beschriebene Anordnung der Rohre 110, 120 eine vergleichsweise gleichmäßige Überströmung bzw. Umströmung (insbesondere in Form einer laminaren Strömung) des Trägerelements 104 bewirkt, was eine effiziente Erfassung von in der Fluidströmung A1, P1 befindlichen Partikeln P, P' ermöglicht.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Partikelsensor 100 ( 1) für Messprinzipien verwendet werden, bei welchen eine gute elektrische Isolierung (also eine möglichst hochohmige Verbindung) zwischen dem ersten Rohr 110 und dem zweiten Rohr 120 vorhanden ist. Hierbei ergibt sich durch die Vorsehung der vorstehend beschriebenen Isolierschicht eine Verlängerung von unerwünschten Kurzschlusspfaden zwischen dem ersten Rohr 110 und dem zweiten Rohr 120, die durch Ablagerung von z.B. Rußpartikeln P auftreten können, was die Lebensdauer und Empfindlichkeit vorteilhaft steigert. Des weiteren ergeben sich durch die Vorsehung der Isolierschicht verringerte Leckströme zwischen den Rohren 110, 120, so dass ein besseres Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR, signal-to-noise ratio) und eine gesteigerte Empfindlichkeit erreicht wird. Des weiteren werden Reinigungs- bzw. Wartungsintervalle (z.B. Freibrennen mittels einer bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen vorgesehenen Heizeinrichtung) vorteilhaft verlängert, wodurch sich ein geringerer Energieverbrauch für den Betrieb des Partikelsensors 100 ergibt.
3 zeigt hierzu schematisch eine Seitenansicht eines Partikelsensors 100a gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen in teilweisem Querschnitt. Vorliegend weist der Abstandshalter 130 Keramikmaterial auf und/oder ist aus Keramikmaterial hergestellt, wodurch sich eine besonders gute elektrische Isolation zwischen dem ersten Rohr 110 und dem zweiten Rohr 120 ergibt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das erste Rohr 110 und/oder das zweite Rohr 120 aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist das erste Rohr 110 und/oder das zweite Rohr 120 aus einem nicht metallischen Werkstoff gebildet, weist jedoch zumindest bereichsweise eine elektrisch leitende Oberfläche 110a, 120a, beispielsweise hergestellt durch eine elektrisch leitende, insbesondere metallische, Beschichtung, auf. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind beide Rohre 110, 120 konzentrisch zueinander angeordnet, was ebenfalls durch den Abstandshalter 130 realiserbar ist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen weist das erste Rohr 110 ein oder mehrere Öffnungen 111 in seiner Wand auf, um entsprechende Ausbreitungswege für die Fluidströmung P2, A1 (1), z.B. von radial außen in den Innenraum des ersten Rohrs 110 hinein, zu schaffen. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind das erste Rohr 110 und das zweite Rohr 120 wie schematisch in 3 abegbildet jeweils in einem axialen Endbereich durch den Abstandshalter 130 voneinander beabstandet gehalten. Beispielsweise kann der Abstandshalter 130 bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen eine im wesentlichen kreisringförmige Grundform aufweisen, wobei optional auch ein Halteelement 138 zur Halterung des Trägerelements 104 in dem Innenraum des ersten Rohrs 110 vorgesehen bzw. einem Abstandshalter 130 befestigt sein kann.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein elektrischer Widerstand zwischen der Oberfläche 110a des ersten Rohres 110 und zwischen der Oberfläche 120a des zweiten Rohres 120 wenigstens 10 Gigaohm (GOhm) beträgt, vorzugsweise wenigstens 100 Gigaohm. Der genannte elektrische Widerstand setzt sich beispielsweise aus mehreren elektrischen Teilwiderständen zusammen, welche jeweils Komponenten des ersten Rohres 110 (z.B. Oberflächenbereich 110b), des zweiten Rohres 120 (z.B. Oberflächenbereich 120b) und des Abstandshalters 130 (z.B. Oberflächenbereich 130a) umfassen. Besonders bevorzugt wird der genannte elektrische Widerstand durch die in 3 abgebildete Isolierschicht 135 vergrößert, und die Kriechwege bzw. Kurzschlusspfade zwischen elektrisch leitfähigen (Oberflächen-) Bereichen der beiden Rohre 110, 120 werden verlängert. 5 zeigt hierzu schematisch eine Detailansicht, bei der ein Kurzschlusspfad beispielhaft mit dem Bezugszeichen SCP bezeichnet ist. Wie aus 5 ersichtlich, ist der Kurzschlusspfad SCP aufgrund der bevorzugt wenigstens in dem Schutzrohrzwischenraum vorgesehenen Isolierschicht 135 wesentlich länger als der allein durch die Vorsehung des Abstandshalters 130 vorgesehene Isolierabstand, vgl. Breite B des Abstandshalters 130 aus 3. Damit verlängert sich die Betriebszeit des Partikelsensors, insbesondere bis sich eine zur Störung der Sensorfunktion ausreichend elektrisch leitfähige Rußschicht zwischen den beiden Rohren 110, 120, die als Elektroden nutzbar sind (z.B. erstes Rohr 110 als virtuelle Masseelektrode, zweites Rohr 120 als „echte“ (im Gegensatz zur virtuellen) Masseelektrode), abgelagert hat. Damit steigen die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Partikelsensors. Außerdem wird beim Einsatz eines optionalen Heizelements (das z.B. in dem Abstanshalter 130 angeordnet sein kann) die Freibrandhäufigkeit reduziert, was energiesparsam ist. Mit anderen Worten kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ein Heizelement 133 im Bereich der Rohre 110, 120 vorgesehen sein, z.B. integriert in bzw. angeordnet an dem Abstandshalter 130, vgl. 5.
Wie ebenfalls aus 5 ersichtlich, kann bei weiteren bevorzugten Ausführunsgformen die Isolierschicht auch mehrere Abschnitte 135a, 135b umfassen, wobei vorliegend der Abschnitt 135a i.w. die radiale Innenoberfläche 120a des zweiten Rohrs, den Oberflächenberich 130a des Abstandshalters 130 und einen Teil des in 5 unteren axialen Endbereichs der radialen Außenoberfläche 110b des ersten Rohrs 110 bedeckt. Der weitere Abschnitt 135b bedeckt einen in 5 oberen axialen Bereich des ersten Rohrs 110. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein elektrischer Widerstand zwischen wenigstens einem der Oberflächenbereiche des ersten Rohrs 110 und/oder des zweiten Rohrs 120 und dem mit der Isolierschicht 135 bedeckten Bereich der Oberfläche 130a des Abstandshalters 130 wenigstens 10 Gigaohm beträgt, vorzugsweise wenigstens 100 Gigaohm.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Isolierschicht 135 hitzebeständig ist bis wenigstens 600 Grad Celcius, vorzugsweise bis wenigstens 800 Grad Celcius, mithin den vorstehend genannten Wiederstand bei diesen Temperaturen beibehält bzw. nicht unterschreitet.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Isolierschicht 135, 135a, 135b wenigstens eines der folgenden Materialien aufweist und/oder daraus gebildet ist: Siliziumdioxid (SiO₂), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Mischung aus Siliziumdioxid und Aluminiumoxid.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Isolierschicht 135, 135a, 135b einen Schichtaufbau, insbesondere ein Laminat, aus verschiedenen Materialien aufweist, insbesondere aus Siliziumdioxid und Aluminiumoxid, also beispielsweise mehrere Schichten aus Siliziumdioxid und/oder Aluminiumdioxid und/oder Materialmischungen hieraus.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die elektrisch leitfähige Oberfläche 120a des zweiten Rohrs 120 mit einem ersten elektrischen Bezugspotential BP1 (1), insbesondere dem Massepotential, verbunden ist, wobei eine Steuereinrichtung 140 (1) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die elektrisch leitfähige Oberfläche 110a des ersten Rohrs 110 so mit einem Ausgleichsstrom I_A zu beaufschlagen, dass ein elektrisches Potential der elektrisch leitfähigen Oberfläche 110a des ersten Rohrs 110 mit dem ersten elektrischen Bezugspotential BP1 übereinstimmt. Diese Konfiguration ermöglicht weiteren bevorzugten Ausführungsformen zufolge vorteilhaft die Anwendung eines auch als „escaping current“ bezeichneten Messprinzips. Bei dem „escaping current“ Messprinzip wird ein elektrischer Ladungsstrom ermittelt, der durch mittels der Partikelaufladeeinrichtung 102 elektrisch geladene Partikel P' (3) bewirkt wird. Hierzu werden bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen Komponenten des Partikelsensors 100, 100a gegenüber einer Umgebung bzw. dem Zielsystem (beispielsweise Komponenten eines Abgastrakts R einer Brennkraftmaschine) elektrisch isoliert. Beispielsweise erfolgt dies durch die Verwendung des Abstandshalters 130, der eine elektrisch isolierte Anbringung des ersten Rohrs 110 des Partikelsensors 100, 100a in dem Zielsystem R ( 2) ermöglicht. Beispielsweise ist dabei das zweite Rohr 120 des Partikelsensors mit Komponenten des Zielsystems R verbunden, insbesondere elektrisch leitfähig verbunden, wodurch vorteilhaft das zweite Rohr 120 auf das genannte erste elektrische Bezugspotential BP1 gelegt werden kann, bei dem es sich beispielsweise um das Massepotenzial des Zielsystems R handelt.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird ein elektrischer Strom gemessen, den die geladenen Partikel P' (3) in Form ihrer elektrischen Aufladung aus dem ansonsten elektrisch isolierten und daher geschlossenen System (z.B. aufweisend das erste Rohr 110 und die Partikelaufladeeinrichtung 102) heraustragen. Beispielsweise fließt der betrachtete elektrische Strom von der Koronaelektrode 102a (4) der Partikelaufladeeinrichtung 102 durch eine hierdurch erzeugte Koronaentladung 103 in eine Gegenelektrode der Koronaelektrode, die bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielsweise durch das erste Rohr 110 gebildet ist. Leichte geladene Teilchen wie beispielsweise Ionen, die ebenfalls durch die Koronaentladung erzeugt werden können, können bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielsweise mittels einer optionalen Trap-Elektrode 105 (4) bzw. einem durch die Trap-Elektrode erzeugten elektrischen Feld eingefangen bzw. entfernt werden, insbesondere bevor sie das geschlossene System verlassen.
Der elektrische Strom, welcher von den geladenen Partikeln P' gebildet wird, die das erste Rohr 110 und damit das geschlossene System verlassen, muss der Gegenelektrode (z.B. erstes Rohr 110) wieder hinzugefügt werden (z.B. mittels der Steuereinrichtung 140 in Form des Ausgleichsstroms I_A , 1), damit ihr elektrisches Potential konstant bleibt, z.B. auf dem Wert des ersten Bezugspotentials BP1, das das zweite Rohr 120 aufweist. Der Ausgleichsstrom I_A wird als „escaping current“ bezeichnet und ist ein Maß für die Konzentration bzw. Anzahl von aufgeladenen Partikeln P'. Das erste Rohr 110 kann bei diesen Ausführungsformen auch als virtuelle Masseelektrode aufgefasst werden und optional auch gleichzeitig eine Gegenelektrode für die optionale Trap-Elektrode 105 (4) darstellen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Partikelaufladeeinrichtung 102 eine Koronaelektrode 102a (4) aufweist, wobei das erste Rohr 110 eine Gegenelektrode zu der Koronaelektrode 102a bildet.
6A, 6B, 6C zeigen jeweils schematisch eine Seitenansicht eines Details gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen in teilweisem Querschnitt. Aus 6A ist ersichtlich, dass die Isolierschicht 135c auf einer radialen Innenoberfläche des zweiten Rohrs 120 angeordnet ist, nicht jedoch auf wesentlichen Teilen des dem zwischen den Rohren 110, 120 definierten Ringraum zur Führung der Fluidströmung P3 (1) zugewandten Oberflächenbereichs 130a des Abstandshalters 130. Demgegenüber ist bei der Ausführungsform nach 6B die Isolierschicht 135d auf der radialen Innenoberfläche des zweiten Rohrs 120 und auf dem dem Ringraum zur Führung der Fluidströmung P3 (1) zugewandten Oberflächenbereich 130a des Abstandshalters 130 angeordnet. Bei der Ausführungsform nach 6C ist die Isolierschicht 135d' zusätzlich auf einen in 6C unteren Oberflächenbereich der Außenoberfläche des ersten Rohrs 110 ausgedehnt, der an den Oberflächenbereich 130a des Abstandshalters 130 angrenzt. Optional kann bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen auch noch auf den restlichen radial äußeren Oberflächenbereichen des ersten Rohrs 110 eine Isolierschicht 135e vorgesehen sein.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen, vgl. das Flussdiagramm aus 7, beziehen sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Partikelsensors gemäß den Ausführungsformen, mit einer Partikelaufladeeinrichtung zum Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom, mit einem ersten Rohr und einem radial außerhalb des ersten Rohrs angeordneten zweiten Rohr, wobei die Partikelaufladeeinrichtung zumindest teilweise radial innerhalb des ersten Rohrs angeordnet ist, wobei das erste Rohr und das zweite Rohr jeweils wenigstens eine elektrisch leitfähige Oberfläche aufweist, wobei ein Abstandshalter vorgesehen ist, der das erste Rohr und das zweite Rohr elektrisch isoliert und voneinander beabstandet hält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen 200 (7) des ersten Rohrs 110 und des zweiten Rohrs 120 und des Abstandshalters 130, Anordnen 202 einer elektrisch isolierenden Isolierschicht 135 auf wenigstens einem Teil einer Oberfläche 130a des Abstandshalters 130 und/oder auf an die Oberfläche 130a des Abstandshalters 130 angrenzenden Oberflächenbereichen 110b, 120b (3) des ersten Rohrs 110 und/oder des zweiten Rohrs 120.
Die Schritte 200, 200 können bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ggf. auch zumindest teilweise in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden, z.B.:

Anordnen der Isolierschicht 135 auf einzelnen oder mehreren Elementen 110, 120, 130, Befestigen der Elemente 110, 120, 130 aneinander.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Anordnen 202 der Isolierschicht wenigstens einen der folgenden Schritte aufweist: a) Sputtern, insbesondere reaktives Sputtern, b) Atomlagenabscheidung, englisch: atomic layer deposition, ALD, c) Versprühen einer Lösung, optional ausführen einer Wärmebehandlung zur besseren Haftung, insbesondere Sinter, z.B. Einsintern, d) Anbringen einer Paste und/oder eines Lackes, welcher bzw. welche insbesondere anschließend freigebrannt und optional gesintert werden, e) andere geeignete Verfahren zum Aufbringen der Isolierschicht.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung des Partikelsensors gemäß den Ausführungsformen zur Ermittlung von Informationen bezüglich Partikeln in einem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Ermittlung einer Anzahl von Partikeln P, P' in dem Abgasstrom A2.
Das Prinzip gemäß den Ausführungsformen kann sowohl zur Sensierung von als Festkörper ausgebildeten Partikeln (z.B. Rußpartikel, wie sie in einem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine enthalten sind) als auch zur Sensierung von z.B. flüssigen Partikeln (z.B. Aerosol) verwendet werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann der Partikelsensor 100, 100a als Partikelanzahlsensor eingesetzt werden, z.B. für eine Diagnose („ODB“, onboard diagnose) von (insbesondere fremdgezündeten und/oder selbstzündenden) Brennkraftmaschinen. Des weiteren ist z.B. der Einsatz bei beliebigen Koronaentladungs-basierten Sensorprinzipien denkbar, welche eine Partikel-/Aerosol-Konzentration in einem Fluid, insbesondere Gas, messen sollen.

Claims

Partikelsensor (100; 100a) mit einer Partikelaufladeeinrichtung (102) zum Aufladen von Partikeln (P) in einem Fluidstrom (A1), mit einem ersten Rohr (110) und einem radial außerhalb des ersten Rohrs (110) angeordneten zweiten Rohr (120), wobei die Partikelaufladeeinrichtung (102) zumindest teilweise radial innerhalb des ersten Rohrs (110) angeordnet ist, wobei das erste Rohr (110) und das zweite Rohr (120) jeweils wenigstens eine elektrisch leitfähige Oberfläche (110a, 120a) aufweist, wobei ein Abstandshalter (130) vorgesehen ist, der das erste Rohr (110) und das zweite Rohr (120) elektrisch isoliert und voneinander beabstandet hält, wobei auf wenigstens einem Teil einer Oberfläche (130a) des Abstandshalters (130) und/oder auf an die Oberfläche des Abstandshalters (130) angrenzenden Oberflächenbereichen (110b, 120b) des ersten Rohrs (110) und/oder des zweiten Rohrs (120) eine elektrisch isolierende Isolierschicht (135) angeordnet ist.
Partikelsensor (100) nach Anspruch 1, wobei der Abstandshalter (130) Keramikmaterial aufweist und/oder aus Keramikmaterial hergestellt ist.
Partikelsensor (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein elektrischer Widerstand zwischen der Oberfläche (110a) des ersten Rohres (110) und zwischen der Oberfläche (120a) des zweiten Rohres wenigstens 10 Gigaohm beträgt, vorzugsweise wenigstens 100 Gigaohm.
Partikelsensor (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein elektrischer Widerstand zwischen wenigstens einem der Oberflächenbereiche (110b, 120b) des ersten Rohrs (110) und/oder des zweiten Rohrs (120) und dem mit der Isolierschicht (135) bedeckten Bereich der Oberfläche (130a) des Abstandshalters (130) wenigstens 10 Gigaohm beträgt, vorzugsweise wenigstens 100 Gigaohm.
Partikelsensor (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Isolierschicht (135) hitzebeständig ist bis wenigstens 600 Grad Celcius, vorzugsweise bis wenigstens 800 Grad Celcius, wobei insbesondere unter hitzebeständig vorliegend verstanden wird, dass ein bzw. der Widerstand der Isolierschicht (135) zwischen den Rohren (110, 120) 10 Gigaohm, insbesondere 100 Gigaohm nicht unterschreitet.
Partikelsensor (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Isolierschicht (135) wenigstens eines der folgenden Materialien aufweist und/oder daraus gebildet ist: Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Mischung aus Siliziumdioxid und Aluminiumoxid.
Partikelsensor (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Isolierschicht (135) einen Schichtaufbau, insbesondere ein Laminat, aus verschiedenen Materialien aufweist, insbesondere aus Siliziumdioxid und Aluminiumoxid.
Partikelsensor (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die elektrisch leitfähige Oberfläche (120a) des zweiten Rohrs (120) mit einem ersten elektrischen Bezugspotential (BP1), insbesondere dem Massepotential, verbunden ist, und wobei eine Steuereinrichtung (140) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die elektrisch leitfähige Oberfläche (110a) des ersten Rohrs (110) so mit einem Ausgleichsstrom (I_A) zu beaufschlagen, dass ein elektrisches Potential der elektrisch leitfähigen Oberfläche (110a) des ersten Rohrs (110) mit dem ersten elektrischen Bezugspotential (BP1) übereinstimmt.
Partikelsensor (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Partikelaufladeeinrichtung (102) eine Koronaelektrode (102a) aufweist, und wobei das erste Rohr (110) eine Gegenelektrode zu der Koronaelektrode (102a) bildet.
Verfahren zum Herstellen eines Partikelsensors (100) mit einer Partikelaufladeeinrichtung (102) zum Aufladen von Partikeln (P) in einem Fluidstrom (A1), mit einem ersten Rohr (110) und einem radial außerhalb des ersten Rohrs (110) angeordneten zweiten Rohr (120), wobei die Partikelaufladeeinrichtung (102) zumindest teilweise radial innerhalb des ersten Rohrs (110) angeordnet ist, wobei das erste Rohr (110) und das zweite Rohr (120) jeweils wenigstens eine elektrisch leitfähige Oberfläche (110a, 120a) aufweist, wobei ein Abstandshalter (130) vorgesehen ist, der das erste Rohr (110) und das zweite Rohr (120) elektrisch isoliert und voneinander beabstandet hält, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen (200) des ersten Rohrs (110) und des zweiten Rohrs (120) und des Abstandshalters (130), Anordnen (202) einer elektrisch isolierenden Isolierschicht (135) auf wenigstens einem Teil einer Oberfläche (130a) des Abstandshalters (130) und/oder auf an die Oberfläche des Abstandshalters (130) angrenzenden Oberflächenbereichen (110b, 120b) des ersten Rohrs (110) und/oder des zweiten Rohrs (120).
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Anordnen (202) wenigstens einen der folgenden Schritte aufweist: a) Sputtern, insbesondere reaktives Sputtern, b) Atomlagenabscheidung, englisch: atomic layer deposition, ALD, c) Versprühen einer Lösung, optional ausführen einer Wärmebehandlung zur besseren Haftung, insbesondere Sinter, z.B. Einsintern, d) Anbringen einer Paste und/oder eines Lackes, welcher bzw. welche insbesondere anschließend freigebrannt und optional gesintert werden, e) andere geeignete Verfahren zum Aufbringen der Isolierschicht (135).
Verwendung des Partikelsensors (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Ermittlung von Informationen bezüglich Partikeln (P, P') in einem Abgasstrom (A1) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Ermittlung einer Anzahl von Partikeln (P, P') in dem Abgasstrom (A1).