EP3903088A1 - Partikelsensor und betriebsverfahren hierfür - Google Patents

Partikelsensor und betriebsverfahren hierfür

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Publication number
EP3903088A1
EP3903088A1 EP19801322.9A EP19801322A EP3903088A1 EP 3903088 A1 EP3903088 A1 EP 3903088A1 EP 19801322 A EP19801322 A EP 19801322A EP 3903088 A1 EP3903088 A1 EP 3903088A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
particle sensor
corona
particle
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19801322.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Radoslav Rusanov
Markus Schreiber
Enno Baars
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3903088A1 publication Critical patent/EP3903088A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/0656—Investigating concentration of particle suspensions using electric, e.g. electrostatic methods or magnetic methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T19/00—Devices providing for corona discharge
    • H01T19/04—Devices providing for corona discharge having pointed electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0042—Investigating dispersion of solids
    • G01N2015/0046—Investigating dispersion of solids in gas, e.g. smoke

Definitions

  • the disclosure relates to a particle sensor with a particle charging device for charging particles in a fluid stream.
  • the disclosure further relates to a method for operating such a particle sensor.
  • Preferred embodiments relate to a particle sensor with a particle charging device for charging particles in a fluid stream, the particle charging device having a corona electrode for generating a corona discharge, and wherein the particle sensor has a trapeze electrode for deflecting charged particles of the fluid stream, wherein the
  • Corona electrode and trapezoidal electrode can be controlled with the same control signal. This results in a low level of complexity because only the one control signal is provided for the corona electrode and the trapezoidal electrode.
  • the fluid flow can be an exhaust gas flow from an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the particles can be soot particles, such as those that arise during the combustion of fuel by an internal combustion engine.
  • the principle according to the embodiments can be used both for sensing and as a solid
  • trained particles e.g. soot particles, as they are contained in an exhaust gas stream of an internal combustion engine
  • liquid particles e.g. aerosol
  • comparatively light (low-mass) charged particles which are not attached by means of the trapezoidal electrode particles to be measured charged to the particle charging device, such as ions of the fluid flow, are comparatively strongly deflected, so that these do not reach the charge measuring device, which is further downstream with respect to the fluid flow, or only in a greatly reduced number.
  • Sensor electrode of the charge measuring device where they can be detected on the sensor electrode by means of charge influence, for example.
  • Signal line is provided, which is electrically conductively connected to the corona electrode and to the trapeze electrode. These are via this signal line
  • Corona electrode and trapezoidal electrode can be acted upon with the control signal. Only this one signal line is advantageously provided in order to control both electrodes mentioned.
  • a reference potential for example the ground potential
  • Corona electrode and the trapezoidal electrode can be controlled.
  • Particle sensor has an optional sensor electrode for recording information about charged particles. This allows a measurement of the particle charge e.g. about charge influence or the mirror charge principle at the
  • the particle charge is measured using the “escaping currenf principle”.
  • the complete system containing the particle sensor can be isolated from the outside (in particular, this makes an optional counter electrode for the corona electrode and any counter electrode for the trapezoidal electrode “virtual”, for example a virtual ground electrode), and an electrical current is measured which the charged particles form their electrical charge out of the otherwise electrically insulated and therefore closed system.
  • the electrical current under consideration flows from the corona electrode through the corona discharge into the counter electrode of the corona electrode, and the trapezoidal electrode captures the remaining ions.
  • the current generated by the charged particles must be added to the counter electrode so that its electrical potential remains constant. It is known as the "escaping current” and is a measure of the concentration of charged particles.
  • Corona electrode emitted electric current carried by ions and particles, the ions e.g. are trapped by the trapezoidal electrode and the charged particles e.g. escape from the system.
  • the current that corresponds to the charged particles escaping from the system must be compensated ("escaping current").
  • Particle sensor has a carrier element made of an electrically insulating material, in particular a ceramic material.
  • Carrier element are arranged.
  • Particle sensor has a control device for generating the control signal.
  • Control device is designed to the corona electrode
  • the trapezoidal electrode With a first voltage during a first time period and to drive it with a second voltage during a second time period following the first time period, which voltage is lower than the first voltage.
  • the aforementioned corona discharge can be generated, by means of which an electrical charge of the particles of the fluid flow is possible, and during the second time period the voltage can be reduced to a value corresponding to the second voltage, which effectively traps (trapping light charged particles such as ions), but no longer generates the corona discharge.
  • a third time range can be provided between the first time range and the second time range, in which the corona electrode and the trapeze electrode are controlled, in particular by means of the control device, with a third voltage that is lower than the second voltage.
  • the third voltage can also be zero.
  • Control device is designed to have a duration of the first time range and / or a duration of the second time range as a function of a
  • Fluid flow rate to choose. This allows operation of the corona electrode and trapezoidal electrode to the speed of the fluid flow, e.g. an exhaust gas velocity.
  • the particle charging device having a corona electrode for generating a corona discharge, and wherein the particle sensor has a trapeze electrode for deflecting charged particles of the fluid stream, the corona electrode and the trapeze electrode being driven with the same drive signal.
  • Trapel electrode is driven with a first voltage during a first time period and is driven with a second voltage that is lower than the first voltage during a second time period following the first time period.
  • Figure 1 schematically shows a side view of a particle sensor according to
  • Figure 2 schematically shows a side view of a particle sensor in one
  • FIG. 3A schematically shows a side view of a particle sensor according to FIG.
  • FIG. 3B schematically shows the particle sensor according to FIG. 3A in a second
  • FIG. 4 schematically shows a time course of a control signal according to further preferred embodiments
  • FIG. 5 schematically shows a simplified flow diagram of a method according to further preferred embodiments.
  • FIG. 6 schematically shows a block diagram of a particle sensor according to
  • FIG. 1 schematically shows a side view of a particle sensor 100 according to preferred embodiments.
  • the particle sensor 100 has one
  • Particle charging device 110 for charging particles P in a fluid stream A1, which moves along a horizontal coordinate x in FIG. 1.
  • the fluid flow A1 can be an exhaust gas flow from an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the particles P can be Soot particles act as they arise in the course of combustion of fuel by an internal combustion engine.
  • the particle charging device 1 10 has a corona electrode 1 12
  • the corona electrode 112 and the trapezoidal electrode 120 can be controlled with the same control signal S1. This results in a low level of complexity because only the one control signal S1 is provided for the corona electrode 112 and the trapeze electrode 120.
  • the principle according to the embodiments can be used both for sensing particles P, P '(for example soot particles as contained in an exhaust gas stream of an internal combustion engine) as solid bodies, as well as for sensing e.g. liquid particles (e.g. aerosol) can be used.
  • comparatively light (low-mass) charged particles which do not adhere to particles P ′ to be measured, which are charged by means of the particle charging device 110, such as ions of the fluid flow A1, for example, can be deflected comparatively strongly by means of the trapeze electrode 120, so that they do not or only deflect in a greatly reduced number to one further downstream with respect to the fluid flow A1
  • Trapezoidal electrode 120 for example to an optional sensor electrode 140 of the charge measuring device, where they can be detected, for example, by means of charge influence on the sensor electrode 140.
  • Signal line 130 is provided, which is electrically conductively connected to the corona electrode 1 12 and to the trapeze electrode 120.
  • the corona electrode 112 and the trapezoidal electrode 120 with the control signal are via this signal line 130 S1 acted upon.
  • this one signal line 130 is advantageously provided in order to control both electrodes 112, 120 mentioned.
  • Corona electrode 112 and trapezoidal electrode 120 are subjected to a predeterminable electrical potential by means of the control signal S1 (e.g. charged or discharged or recharged), a potential difference between the predefinable electrical potential and a reference potential,
  • the ground potential which corresponds to an electrical voltage with which the corona electrode 112 and the trapeze electrode 120 are controlled.
  • Particle sensor 100 has an optional sensor electrode 140 (FIG. 1) for detecting information about charged particles P '. This allows a measurement of the particle charge e.g. via the influence of charge or the mirror charge principle on the sensor electrode 140.
  • the complete system containing the particle sensor 100 is isolated from the outside (in particular, an optional counter electrode for the corona electrode and an optional counter electrode for the trapezoidal electrode, for example, a “virtual” electrode, for example a virtual ground electrode), and an electrical current is measured, which remove the charged particles P 'in the form of their electrical charge from the otherwise electrically insulated and therefore closed system.
  • the electrical current under consideration flows from the corona electrode 1 12 through the corona discharge C into the counter electrode 1 12 ′ of the corona electrode, and the trapeze electrode 120 captures the remaining ions.
  • the current which is generated by the charged particles P 'must be added to the counter electrode 112' again so that its electrical potential remains constant. It is called "escaping current” and is a measure of the concentration of charged particles P '.
  • Particle sensor 100 has a carrier element 102 made of an electrically insulating material, in particular made of a ceramic material (“ceramic substrate”).
  • ceramic substrate a ceramic material
  • Corona electrode 112 and trapezoidal electrode 120 are arranged on the same surface 102a of carrier element 102.
  • Particle sensor 100 a control device 150 for generating the
  • FIG. 2 schematically shows the arrangement of the particle sensor 100 according to FIG. 1 in a target system Z, which in the present case is an exhaust tract of an internal combustion engine, for example a motor vehicle.
  • a target system Z which in the present case is an exhaust tract of an internal combustion engine, for example a motor vehicle.
  • Exhaust gas flow is designated in the present case with the reference symbol A2.
  • a protective tube arrangement 1000 consisting of two tubes R1, R2 arranged concentrically to one another, the particle sensor 100 being arranged in the inner tube R1 such that the surface 102a of the carrier element 102 (FIG. 1) is essentially parallel to a longitudinal axis LA of the inner one Tube R1 runs. Because of the different lengths and the arrangement of the tubes R1, R2 relative to one another, other preferred ones result
  • the arrangement shown in FIG. 2 results in a comparatively uniform overflow (in particular in the form of a laminar flow) of the
  • Particle sensor 100 or its first surface 102a aligned along the fluid flow P1 causes an efficient detection of in the
  • the particle sensor 100 is protected from direct contact with the main exhaust gas stream A2.
  • the elements 100, R1, R2 are therefore advantageously one
  • the reference symbol R2 indicates an optional electrical connection of the outer tube R2 and / or the inner tube R1 with a reference potential such as the ground potential, so that the pipe in question or both pipes can advantageously be used simultaneously for their fluidic guiding function as an electrical counterelectrode, for example for the trap electrode 120 (and / or for the corona electrode 112), see FIG. 1.
  • the inner tube R1 can form a counter electrode for the corona electrode 112 and the trapeze electrode 120 which is at ground potential.
  • the block arrow P5 in FIG. 2 symbolizes an optional fresh gas supply, in particular fresh air supply, which may be desired in some embodiments, but is not provided in particularly preferred embodiments.
  • FIG. 3A schematically shows a side view of a particle sensor 100a according to further preferred embodiments in a first operating phase.
  • the tube R1 (cf. also FIG. 2) serves as the counter electrode 1 12 'for the corona electrode 1 12 and the trapeze electrode 120.
  • An electrical field C' thus forms between the corona electrode 112 and the tube R1.
  • the control signal S1 for the electrodes 112, 120 is another preferred one Embodiments are advantageously chosen so that the aforementioned corona discharge C (FIG. 1) forms, as a result of which the charged particles PC are generated.
  • FIG. 3B schematically shows the particle sensor 100a according to FIG. 3A in a second operating phase, which follows, for example, the first operating phase. Due to a non-vanishing speed of the fluid flow A1, the cloud PC of charged particles has now moved further along the coordinate x (FIG. 1) and is located approximately in the area of the trapeze electrode 120, that is to say between the corona electrode 112 and the optional sensor electrode 140.
  • the control signal S1 can advantageously be selected such that, for example, the corona discharge C (FIG.
  • a first time period T1 (starting with the time tO, for example corresponding to the first operating phase according to FIG 3A) to be driven with a first voltage U1 and to be driven with a second voltage U2 which is lower than the first voltage U1, for example up to a further time, during a second time period T2 following the first time period T1 (starting at time t1) t2, for which the control signal S1 is optionally set to 0 volts.
  • Corona discharge C (Fig. 1) are generated by means of an electrical
  • Charging the particles P of the fluid stream A1 is possible, and during the second time period T2 (FIG. 4) the voltage can be reduced to a smaller value corresponding to the second voltage U2, which is an effective trapping (trapping of lightly charged particles such as ions ) enables, but e.g. no more generation of corona discharge C.
  • a third time range (not shown) can be provided between the first time range T1 and the second time range T2, in which the corona electrode 112 and the trapeze electrode 120, in particular by means of the control device 150, with a third
  • Voltage (not shown) are driven, which is less than the second voltage U2.
  • the third voltage can also be zero.
  • Control device 150 (FIG. 1) is designed to select a duration of the first time range T1 and / or a duration of the second time range T2 (and / or a duration of the aforementioned optional third time range) as a function of a speed of the fluid flow A1.
  • operation of the corona electrode 112 and the trapeze electrode 120 can be matched to the speed of the fluid flow A1, for example an exhaust gas speed.
  • Further preferred embodiments relate to a method for operating a particle sensor with a particle charging device
  • Charging particles in a fluid stream having a corona electrode for generating a corona discharge, and wherein the particle sensor has a trapeze electrode for deflecting charged particles of the fluid stream, the corona electrode and the trapeze electrode being driven with the same drive signal. This is indicated by step 200 of the flow chart according to FIG. 5.
  • Trapel electrode 1 12 (FIG. 1) is driven with a first voltage U1 during a first time period T1 (FIG. 4), cf. Step 200 from FIG. 5) and during a second time period following the first time period T1 (FIG. 4)
  • Time range T2 is controlled with a second voltage U2, cf. Step 202 from FIG. 5), which is lower than the first voltage U1.
  • FIG. 6 schematically shows a block diagram of a particle sensor 100b according to further preferred embodiments.
  • a control device 150 ′′ for generating the control signal S1 is connected via a single signal line 130 ′′ to the carrier element 102 or the electrodes 112, 120 arranged thereon, in order to apply the control signal S1 to these two electrodes 112, 120.
  • Reference numeral 152 may also symbolize optional lines, e.g. a sensor signal line assigned to the optional sensor electrode 140 (FIG. 1).
  • the principle according to the embodiments advantageously enables a reduction in the number of signal lines which have a comparatively large electrical potential (in conventional systems, for example, two signal lines for two electrodes).
  • a single signal line 130, 130 ′ is provided for the (simultaneous) control of the corona electrode 132 and the trapeze electrode 120, as a result of which, among other things, complexity can be reduced and costs can be saved.
  • the full functionality in particular with regard to the generation of the corona discharge C and / or an electric field in the trapezoidal electrode 120
  • the electrodes 1 12, 120 can be operated in a pulsed manner, the control signal S1 shown by way of example in FIG. 4 between the times t0 and t2 can be repeated periodically, for example.
  • the trapezoidal electrode 120 is designed (comparatively large radii of curvature, roundings, no peaks) in such a way that - in particular in the first time range T1 (FIG. 4) - there is no corona discharge.
  • information about the exhaust gas flow from an engine control unit of an internal combustion engine generating the exhaust gas flow A1 (FIG. 1) and / or application data can be obtained via a
  • Flow guidance P1, P2, P3, P4 can be used in the particle sensor to calculate an exhaust gas velocity in the particle sensor.
  • switching times T1, T2 for the voltages U 1, U2 on the corona electrode 112 and the trapezoidal electrode can be precisely calculated and / or applied based on this information.
  • the principle according to the embodiments can be advantageous

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Abstract

Partikelsensor mit einer Partikelaufladeeinrichtung zum Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom, wobei die Partikelaufladeeinrichtung eine Koronaelektrode zur Erzeugung einer Koronaentladung aufweist, und wobei der Partikelsensor eine Trapelektrode zum Ablenken geladener Teilchen des Fluidstroms aufweist, wobei die Koronaelektrode und die Trapelektrode mit demselben Ansteuersignal ansteuerbar sind.

Description

Beschreibung
Titel
Partikelsensor und Betriebsverfahren hierfür
Stand der Technik
Die Offenbarung betrifft einen Partikelsensor mit einer Partikelaufladeeinrichtung zum Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom.
Die Offenbarung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Partikelsensors.
Offenbarung der Erfindung
Bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf einen Partikelsensor mit einer Partikelaufladeeinrichtung zum Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom, wobei die Partikelaufladeeinrichtung eine Koronaelektrode zur Erzeugung einer Koronaentladung aufweist, und wobei der Partikelsensor eine Trapelektrode zum Ablenken geladener Teilchen des Fluidstroms aufweist, wobei die
Koronaelektrode und die Trapelektrode mit demselben Ansteuersignal ansteuerbar sind. Dadurch ergibt sich eine geringe Komplexität, weil nur noch das eine Ansteuersignal für die Koronaelektrode und die Trapelektrode vorgesehen ist.
Beispielsweise kann es sich bei dem Fluidstrom um einen Abgasstrom einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs handeln. Beispielsweise kann es sich bei den Partikeln um Rußpartikel handeln, wie sie im Rahmen einer Verbrennung von Kraftstoff durch eine Brennkraftmaschine entstehen. 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 können mittels der Trapelektrode vergleichsweise leichte (massearme) geladene Teilchen, welche nicht an mittels der Partikelaufladeeinrichtung aufgeladenen, zu messenden Partikeln haften, wie beispielsweise Ionen des Fluidstroms, vergleichsweise stark abgelenkt werden, sodass diese nicht oder nur in stark verminderter Zahl zu einer bezüglich des Fluidstroms weiter stromabwärts gelegenen Ladungsmesseinrichtung gelangen. Dadurch gelangen im Wesentlichen nur die interessierenden, vergleichsweise schweren geladenen Partikel, insbesondere Rußpartikel, weiter stromabwärts über die Trapelektrode hinaus, beispielsweise zu einer optionalen
Sensorelektrode der Ladungsmesseinrichtung, wo sie beispielsweise mittels Ladungsinfluenz an der Sensorelektrode detektiert werden können.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine
Signalleitung vorgesehen ist, die elektrisch leitend mit der Koronaelektrode und mit der Trapelektrode verbunden ist. Über diese Signalleitung sind die
Koronaelektrode und die Trapelektrode mit dem Ansteuersignal beaufschlagbar. Vorteilhaft ist nur diese eine Signalleitung vorgesehen, um beide genannten Elektroden anzusteuern.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Koronaelektrode und die Trapelektrode mittels des Ansteuersignals mit einem vorgebbaren elektrischen Potential beaufschlagt (also z.B. aufgeladen bzw. entladen bzw. umgeladen) werden, wobei eine Potentialdifferenz zwischen dem vorgebbaren elektrischen Potential und einem Bezugspotential, beispielsweise dem Massepotential, einer elektrischen Spannung entspricht, mit der die
Koronaelektrode und die Trapelektrode angesteuert werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der
Partikelsensor eine optionale Sensorelektrode zur Erfassung von Information über aufgeladene Partikel aufweist. Damit kann eine Messung der Partikelladung z.B. über Ladungsinfluenz bzw. das Spiegelladungsprinzip an der
Sensorelektrode erfolgen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Messung der Partikelladung mittels des„escaping currenf-Prinzips erfolgt. Hierzu kann z.B. das komplette, den Partikelsensor enthaltende, System nach außen isoliert werden (insbesondere wird hierdurch eine optionale Gegenelektrode für die Koronaelektrode und eine gegebenenfalls vorhandene Gegenelektrode für die Trapelektrode„virtuell“, beispielsweise eine virtuelle Masseelektrode), und es wird ein elektrischer Strom gemessen, welchen die geladenen Partikel in Form ihrer elektrischen Aufladung aus dem ansonsten elektrisch isolierten und daher geschlossenen System heraustragen. Beispielsweise fließt der betrachtete elektrische Strom von der Koronaelektrode durch die Koronaentladung in die Gegenelektrode der Koronaelektrode, und die Trapelektrode fängt die übrigen Ionen ein. Der Strom, welcher von den geladenen Partikeln erzeugt wird, muss der Gegenelektrode wieder hinzugefügt werde, damit ihr elektrisches Potential konstant bleibt. Er wird als„escaping current“ bezeichnet und ist ein Maß für die Konzentration von aufgeladenen Partikeln.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen wird ein Teil des von der
Koronaelektrode emittierten elektrischen Stroms von Ionen und Partikeln davongetragen, wobei die Ionen z.B. von der Trapelektrode eingefangen werden, und wobei die geladenen Partikel z.B. aus dem System entweichen. Der Strom, der den aus dem System entweichenden geladenen Partikeln entspricht, muss kompensiert werden („escaping current“).
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der
Partikelsensor ein Trägerelement aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus einem Keramikmaterial, aufweist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Koronaelektrode und die Trapelektrode auf derselben Oberfläche des
Trägerelements angeordnet sind.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der
Partikelsensor eine Ansteuereinrichtung zur Erzeugung des Ansteuersignals aufweist.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Ansteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Koronaelektrode und die
Trapelektrode während eines ersten Zeitbereichs mit einer ersten Spannung anzusteuern und während eines auf den ersten Zeitbereich folgenden zweiten Zeitbereichs mit einer zweiten Spannung anzusteuern, die kleiner ist als die erste Spannung. Dadurch kann während des ersten Zeitbereichs z.B. die genannte Koronaentladung erzeugt werden, mittels der eine elektrische Aufladung der Partikel des Fluidstroms möglich ist, und während des zweiten Zeitbereichs kann die Spannung auf einen der zweiten Spannung entsprechenden Wert reduziert werden, der ein wirksames Trapping (Einfangen von leichten geladenen Teilchen wie z.B. Ionen) ermöglicht, aber z.B. keine Erzeugung der Koronaentladung mehr.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist mithin vorgesehen, dass die erste Spannung so gewählt ist, dass an der Koronaelektrode eine
Koronaentladung entsteht.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann zwischen dem ersten Zeitbereich und dem zweiten Zeitbereich ein dritter Zeitbereich vorgesehen sein, in dem die Koronaelektrode und die Trapelektrode, insbesondere mittels der Ansteuereinrichtung, mit einer dritten Spannung angesteuert werden, die kleiner ist als die zweite Spannung. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die dritte Spannung auch Null betragen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Ansteuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Dauer des ersten Zeitbereichs und/oder eine Dauer des zweiten Zeitbereichs in Abhängigkeit einer
Geschwindigkeit des Fluidstroms zu wählen. Dadurch kann ein Betrieb der Koronaelektrode und der Trapelektrode auf die Geschwindigkeit des Fluidstroms, z.B. eine Abgasgeschwindigkeit, abgestimmt werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors mit einer Partikelaufladeeinrichtung zum
Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom, wobei die Partikelaufladeeinrichtung eine Koronaelektrode zur Erzeugung einer Koronaentladung aufweist, und wobei der Partikelsensor eine Trapelektrode zum Ablenken geladener Teilchen des Fluidstroms aufweist, wobei die Koronaelektrode und die Trapelektrode mit demselben Ansteuersignal angesteuert werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Trapelektrode während eines ersten Zeitbereichs mit einer ersten Spannung angesteuert wird und während eines auf den ersten Zeitbereich folgenden zweiten Zeitbereichs mit einer zweiten Spannung angesteuert wird, die kleiner ist als die erste Spannung.
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:
Figur 1 schematisch eine Seitenansicht eines Partikelsensors gemäß
bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 2 schematisch eine Seitenansicht eines Partikelsensors in einem
Zielsystem gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 3Aschematisch eine Seitenansicht eines Partikelsensors gemäß
weiteren bevorzugten Ausführungsformen in einer ersten
Betriebsphase,
Figur 3Bschematisch den Partikelsensor gemäß Figur 3A in einer zweiten
Betriebsphase,
Figur 4 schematisch einen zeitlichen Verlauf eines Ansteuersignals gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen,
Figur 5 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen, und
Figur 6 schematisch ein Blockdiagramm eines Partikelsensors gemäß
weiteren bevorzugten Ausführungsformen.
Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines Partikelsensors 100 gemäß bevorzugten Ausführungsformen. Der Partikelsensor 100 weist eine
Partikelaufladeeinrichtung 110 zum Aufladen von Partikeln P in einem Fluidstrom A1 auf, der sich in Fig. 1 entlang einer Horizontalen Koordinate x bewegt.
Dadurch werden aufgeladene Partikel P‘ erhalten. Beispielsweise kann es sich bei dem Fluidstrom A1 um einen Abgasstrom einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs handeln. Beispielsweise kann es sich bei den Partikeln P um Rußpartikel handeln, wie sie im Rahmen einer Verbrennung von Kraftstoff durch eine Brennkraftmaschine entstehen.
Die Partikelaufladeeinrichtung 1 10 weist eine Koronaelektrode 1 12 zur
Erzeugung einer Koronaentladung C auf, in deren Bereich Ionen erzeugt werden, mittels der die Partikel P elektrisch aufgeladen werden können. Optional kann eine Gegenelektrode 1 12‘ für die Koronaelektrode 1 12 vorgesehen sein, die beispielsweise ein Bezugspotential wie das Massepotential aufweist. Weiter weist der Partikelsensor 100 eine Trapelektrode 120 zum Ablenken geladener Teilchen des Fluidstroms A1 auf.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind die Koronaelektrode 112 und die Trapelektrode 120 mit demselben Ansteuersignal S1 ansteuerbar. Dadurch ergibt sich eine geringe Komplexität, weil nur noch das eine Ansteuersignal S1 für die Koronaelektrode 112 und die Trapelektrode 120 vorgesehen ist.
Das Prinzip gemäß den Ausführungsformen kann sowohl zur Sensierung von als Festkörper ausgebildeten Partikeln P, P‘ (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 können mittels der Trapelektrode 120 vergleichsweise leichte (massearme) geladene Teilchen, welche nicht an mittels der Partikelaufladeeinrichtung 110 aufgeladenen, zu messenden Partikeln P‘ haften, wie beispielsweise Ionen des Fluidstroms A1 , vergleichsweise stark abgelenkt werden, sodass diese nicht oder nur in stark verminderter Zahl zu einer bezüglich des Fluidstroms A1 weiter stromabwärts gelegenen
Ladungsmesseinrichtung (nicht gezeigt) gelangen. Dadurch gelangen im
Wesentlichen nur die interessierenden, vergleichsweise schweren geladenen Partikel P‘, insbesondere Rußpartikel, weiter stromabwärts über die
Trapelektrode 120 hinaus, beispielsweise zu einer optionalen Sensorelektrode 140 der Ladungsmesseinrichtung, wo sie beispielsweise mittels Ladungsinfluenz an der Sensorelektrode 140 detektiert werden können.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass eine
Signalleitung 130 vorgesehen ist, die elektrisch leitend mit der Koronaelektrode 1 12 und mit der Trapelektrode 120 verbunden ist. Über diese Signalleitung 130 sind die Koronaelektrode 1 12 und die Trapelektrode 120 mit dem Ansteuersignal S1 beaufschlagbar. Vorteilhaft ist nur diese eine Signalleitung 130 vorgesehen, um beide genannten Elektroden 1 12, 120 anzusteuern.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Koronaelektrode 112 und die Trapelektrode 120 mittels des Ansteuersignals S1 mit einem vorgebbaren elektrischen Potential beaufschlagt (also z.B. aufgeladen bzw. entladen bzw. umgeladen) werden, wobei eine Potentialdifferenz zwischen dem vorgebbaren elektrischen Potential und einem Bezugspotential,
beispielsweise dem Massepotential, einer elektrischen Spannung entspricht, mit der die Koronaelektrode 1 12 und die Trapelektrode 120 angesteuert werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der
Partikelsensor 100 eine optionale Sensorelektrode 140 (Fig. 1 ) zur Erfassung von Information über aufgeladene Partikel P‘ aufweist. Damit kann eine Messung der Partikelladung z.B. über Ladungsinfluenz bzw. das Spiegelladungsprinzip an der Sensorelektrode 140 erfolgen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Messung der Partikelladung mittels des„escaping currenf-Prinzips erfolgt. Hierzu kann z.B. das komplette, den Partikelsensor 100 enthaltende, System nach außen isoliert werden (insbesondere wird hierdurch eine optionale Gegenelektrode für die Koronaelektrode und eine gegebenenfalls vorhandene Gegenelektrode für die Trapelektrode„virtuell“, beispielsweise eine virtuelle Masseelektrode), und es wird ein elektrischer Strom gemessen, welchen die geladenen Partikel P‘ in Form ihrer elektrischen Aufladung aus dem ansonsten elektrisch isolierten und daher geschlossenen System heraustragen. Beispielsweise fließt der betrachtete elektrische Strom von der Koronaelektrode 1 12 durch die Koronaentladung C in die Gegenelektrode 1 12‘ der Koronaelektrode, und die Trapelektrode 120 fängt die übrigen Ionen ein. Der Strom, welcher von den geladenen Partikeln P‘ erzeugt wird, muss der Gegenelektrode 112‘ wieder hinzugefügt werde, damit ihr elektrisches Potential konstant bleibt. Er wird als„escaping current“ bezeichnet und ist ein Maß für die Konzentration von aufgeladenen Partikeln P‘.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der
Partikelsensor 100 ein Trägerelement 102 aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus einem Keramikmaterial („Keramiksubstrat“), aufweist. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Koronaelektrode 112 und die Trapelektrode 120 auf derselben Oberfläche 102a des Trägerelements 102 angeordnet sind.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der
Partikelsensor 100 eine Ansteuereinrichtung 150 zur Erzeugung des
Ansteuersignals S1 aufweist.
Figur 2 zeigt schematisch die Anordnung des Partikelsensors 100 gemäß Figur 1 in einem Zielsystem Z, bei dem es sich vorliegend um einen Abgastrakt einer Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs handelt. Eine
Abgasströmung ist vorliegend mit dem Bezugszeichen A2 bezeichnet. Ebenfalls abgebildet ist eine Schutzrohranordnung 1000 aus zwei zueinander konzentrisch angeordneten Rohren R1 , R2, wobei der Partikelsensor 100 so in dem inneren Rohr R1 angeordnet ist, dass die Oberfläche 102a des Trägerelements 102 (Fig. 1 ) im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse LA des inneren Rohres R1 verläuft. Aufgrund der unterschiedlichen Längen und der Anordnung der Rohre R1 , R2 relativ zu einander ergibt sich bei weiteren bevorzugten
Ausführungsformen u.a. durch den Venturi-Effekt, insbesondere an der Spitze des ersten Rohres R1 , und/oder einen Staudruck an der Flanke des ersten Rohres R1 , die über das zweite Rohr R2 hinausragt, ein Sog, bei dem die Abgasströmung A2 eine Fluidströmung P1 bzw. A1 aus dem inneren Rohr R1 heraus in Figur 2 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 R1 , R2 hindurch zur Umgebung der Schutzrohranordnung 1000 hin an. Insgesamt wird durch die in Figur 2 abgebildete Anordnung eine vergleichsweise gleichmäßige Überströmung (insbesondere in Form einer laminaren Strömung) des
Partikelsensors 100 bzw. dessen entlang der Fluidströmung P1 ausgerichteter erster Oberfläche 102a bewirkt, was eine effiziente Erfassung von in der
Fluidströmung A1 , P1 befindlichen Partikeln ermöglicht. Darüber hinaus wird der Partikelsensor 100 vor einem direkten Kontakt mit dem Haupt-Abgasstrom A2 geschützt. Somit ist durch die Elemente 100, R1 , R2 vorteilhaft eine
Sensoreinrichtung zur Bestimmung einer Partikelkonzentration in dem Abgas A2 angegeben.
Das Bezugszeichen R2‘ deutet eine optionale elektrische Verbindung des äußeren Rohres R2 und/oder des inneren Rohres R1 mit einem Bezugspotenzial wie beispielsweise dem Massepotenzial an, sodass das betreffende Rohr bzw. beide Rohre vorteilhaft gleichzeitig zu ihrer fluidischen Leitfunktion als elektrische Gegenelektrode beispielsweise für die Trap-Elektrode 120 (und/oder für die Koronaelektrode 112), vergleiche Figur 1 , verwendbar sind. Insbesondere kann das innere Rohr R1 bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen eine auf dem Massepotenzial liegende Gegenelektrode für die Koronaelektrode 112 und die Trapelektrode 120 bilden.
Der Blockpfeil P5 in Figur 2 symbolisiert eine optionale Frischgasversorgung, insbesondere Frischluftversorgung, die in manchen Ausführungsformen erwünscht sein kann, bei besonders bevorzugten Ausführungsformen jedoch nicht vorgesehen ist.
Figur 3Azeigt schematisch eine Seitenansicht eines Partikelsensors 100a gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen in einer ersten Betriebsphase.
Vorliegend dient das Rohr R1 (vgl. auch Fig. 2) als Gegenelektrode 1 12‘ für die Koronaelektrode 1 12 und die Trapelektrode 120. Somit bildet sich zwischen der Koronaelektrode 112 und dem Rohr R1 ein elektrisches Feld C‘ aus. Zu der in Fig. 3A abgebildeten Betriebsphase des Partikelsensors 100a befindet sich eine Wolke PC aus geladenen Teilchen (z.B. Ionen) und Partikeln P‘ im Bereich der Koronaelektrode 1 12. In dieser Betriebsphase ist das Ansteuersignal S1 für die Elektroden 112, 120 bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen vorteilhaft so gewählt, dass sich die genannten Koronaentladung C (Fig. 1 ) ausbildet, wodurch die geladenen Teilchen PC erzeugt werden.
Figur 3B zeigt schematisch den Partikelsensor 100a gemäß Figur 3A in einer zweiten Betriebsphase, die sich z.B. an die erste Betriebsphase anschließt. Aufgrund einer nichtverschwindenden Geschwindigkeit des Fluidstroms A1 hat sich die Wolke PC aus geladenen Teilchen nunmehr entlang der Koordinate x (Fig. 1 ) weiterbewegt und befindet sich etwa im Bereich der Trapelektrode 120, also zwischen der Koronaelektrode 112 und der optionalen Sensorelektrode 140. In dieser Betriebsphase kann das Ansteuersignal S1 vorteilhaft so gewählt werden, dass sich beispielsweise die Koronaentladung C (Fig. 1 ) nicht mehr ausbildet, jedoch eine ausreichende Trapwirkung (Einfangen leichter geladener Teilchen im Bereich des elektrischen Felds zwischen der Trapelektrode 120 und der Gegenelektrode 1 12‘) gegeben ist, um z.B. Ionen aus dem Fluidstrom A1 zu entfernen, damit diese nicht zu der weiter stromabwärts gelegenen optionalen Sensorelektrode 140 gelangen. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen, vgl. das Zeitdiagramm aus Fig. 4, ist vorgesehen, dass die Ansteuereinrichtung 150 (Fig. 1 ) dazu ausgebildet ist, die Koronaelektrode 1 12 und die Trapelektrode 120 während eines ersten Zeitbereichs T1 (startend mit dem Zeitpunkt tO, z.B. entsprechend der ersten Betriebsphase gemäß Fig. 3A) mit einer ersten Spannung U1 anzusteuern und während eines auf den ersten Zeitbereich T1 folgenden zweiten Zeitbereichs T2 (startend mit dem Zeitpunkt t1 ) mit einer zweiten Spannung U2 anzusteuern, die kleiner ist als die erste Spannung U1 , beispielsweise bis zu einem weiteren Zeitpunkt t2, zu dem das Ansteuersignal S1 optional auf 0 Volt gesetzt wird.
Dadurch kann während des ersten Zeitbereichs T1 z.B. die genannte
Koronaentladung C (Fig. 1 ) erzeugt werden, mittels der eine elektrische
Aufladung der Partikel P des Fluidstroms A1 möglich ist, und während des zweiten Zeitbereichs T2 (Fig. 4) kann die Spannung auf einen der zweiten Spannung U2 entsprechenden, kleineren Wert reduziert werden, der ein wirksame Trapping (Einfangen von leichten geladenen Teilchen wie z.B. Ionen) ermöglicht, aber z.B. keine Erzeugung der Koronaentladung C mehr.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist mithin vorgesehen, dass die erste Spannung U1 so gewählt ist, dass an der Koronaelektrode 1 12 (Fig. 1 ) eine Koronaentladung C entsteht.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann zwischen dem ersten Zeitbereich T1 und dem zweiten Zeitbereich T2 ein dritter Zeitbereich (nicht gezeigt) vorgesehen sein, in dem die Koronaelektrode 112 und die Trapelektrode 120, insbesondere mittels der Ansteuereinrichtung 150, mit einer dritten
Spannung (nicht gezeigt) angesteuert werden, die kleiner ist als die zweite Spannung U2. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die dritte Spannung auch Null betragen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Ansteuereinrichtung 150 (Fig. 1 ) dazu ausgebildet ist, eine Dauer des ersten Zeitbereichs T1 und/oder eine Dauer des zweiten Zeitbereichs T2 (und/oder eine Dauer des vorstehend erwähnten optionalen dritten Zeitbereichs) in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fluidstroms A1 zu wählen. Dadurch kann ein Betrieb der Koronaelektrode 1 12 und der Trapelektrode 120 auf die Geschwindigkeit des Fluidstroms A1 , z.B. eine Abgasgeschwindigkeit, abgestimmt werden. Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors mit einer Partikelaufladeeinrichtung zum
Aufladen von Partikeln in einem Fluidstrom, wobei die Partikelaufladeeinrichtung eine Koronaelektrode zur Erzeugung einer Koronaentladung aufweist, und wobei der Partikelsensor eine Trapelektrode zum Ablenken geladener Teilchen des Fluidstroms aufweist, wobei die Koronaelektrode und die Trapelektrode mit demselben Ansteuersignal angesteuert werden. Dies ist durch Schritt 200 des Flussdiagramms nach Fig. 5 angedeutet.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die
Trapelektrode 1 12 (Fig. 1 ) während eines ersten Zeitbereichs T1 (Fig. 4) mit einer ersten Spannung U1 angesteuert wird, vgl. Schritt 200 aus Fig. 5) und während eines auf den ersten Zeitbereich T1 (Fig. 4) folgenden zweiten
Zeitbereichs T2 mit einer zweiten Spannung U2 angesteuert wird, vgl. Schritt 202 aus Fig. 5), die kleiner ist als die erste Spannung U1.
Figur 6 zeigt schematisch ein Blockdiagramm eines Partikelsensors 100b gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen. Eine Ansteuereinrichtung 150‘ zur Erzeugung des Ansteuersignals S1 ist über eine einzige Signalleitung 130‘ mit dem Trägerelement 102 bzw. den darauf angeordneten Elektroden 112, 120 verbunden, um diese beiden Elektroden 112, 120 mit dem Ansteuersignal S1 zu beaufschlagen. Das Bezugszeichen 152 symbolisiert ggf. weiter optionale Leitungen, z.B. eine der optionalen Sensorelektrode 140 (Fig. 1 ) zugeordnete Sensorsignalleitung.
Das Prinzip gemäß den Ausführungsformen ermöglicht vorteilhaft eine Reduktion der Anzahl von Signalleitungen, welche ein vergleichsweise großes elektrisches Potential aufweisen (bei konventionellen Systemen z.B. zwei Signalleitungen für zwei Elektroden). Insbesondere ist bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen eine einzige Signalleitung 130, 130‘ zur (gleichzeitigen) Ansteuerung der Koronaelektrode 132 und der Trapelektrode 120 vorgesehen, wodurch u.a. eine Komplexität verringert werden kann und Kosten eingespart werden können. Dennoch kann die volle Funktionalität (insbesondere bezüglich Erzeugung der Koronaentladung C und/oder eines elektrischen Feldes bei der Trapelektrode 120) realisiert werden, insbesondere unter Nutzung eines Ansteuersignals S1 wie beispielhaft unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen können die Elektroden 1 12, 120 gepulst betrieben werden, das in Fig. 4 beispielhaft gezeigte Ansteuersignal S1 zwischen den Zeitpunkten tO und t2 kann beispielsweise periodisch wiederholt werden.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die Trapelektrode 120 so ausgestaltet (vergleichsweise große Krümmungsradien, Abrundungen, keine Spitzen), dass - insbesondere in dem ersten Zeitbereich T1 (Fig. 4) - keine Koronaentladung entsteht.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen können Informationen über den Abgasfluss aus einem Motorsteuergerät einer den Abgasstrom A1 (Fig. 1 ) erzeugenden Brennkraftmaschine und/oder Applikationsdaten über eine
Strömungsführung P1 , P2, P3, P4 (Fig. 2) in dem Partikelsensor verwendet werden, um eine Abgasgeschwindigkeit in dem Partikelsensor zu berechnen. Auf
Basis dieser Informationen können bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen „Schaltzeiten“ T1 , T2 für die Spannungen U 1 , U2 an der Koronaelektrode 1 12 und der Trapelektrode genau berechnet und/oder appliziert werden. Das Prinzip gemäß den Ausführungsformen kann vorteilhaft bei
Brennkraftmaschinen von z.B. Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, ist aber nicht auf dieses Gebiet beschränkt. Das Prinzip gemäß den Ausführungsformen kann ferner vorteilhaft auch bei anderen als der beispielhaft unter Bezugnahme auf Fig. 1 , 3A, 3B beschriebenen i.w. planaren Topologie des Partikelsensors eingesetzt werden.

Claims

Ansprüche
1. Partikelsensor (100; 100a; 100b) mit einer Partikelaufladeeinrichtung (1 10) zum Aufladen von Partikeln (P) in einem Fluidstrom (A1 ), wobei die
Partikelaufladeeinrichtung (110) eine Koronaelektrode (1 12) zur Erzeugung einer Koronaentladung (C) aufweist, und wobei der Partikelsensor (100;
100a; 100b) eine Trapelektrode (120) zum Ablenken geladener Teilchen des Fluidstroms (A1 ) aufweist, wobei die Koronaelektrode (1 12) und die
Trapelektrode (120) mit demselben Ansteuersignal (S1 ) ansteuerbar sind.
2. Partikelsensor (100; 100a; 100b) nach Anspruch 1 , wobei eine Signalleitung (130; 130‘) vorgesehen ist, die elektrisch leitend mit der Koronaelektrode
(1 12) und mit der Trapelektrode (120) verbunden ist.
3. Partikelsensor (100; 100a; 100b) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Partikelsensor (100; 100a; 100b) eine
Sensorelektrode (140) zur Erfassung von Information über aufgeladene Partikel (P‘) aufweist.
4. Partikelsensor (100; 100a; 100b) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Partikelsensor (100; 100a; 100b) ein Trägerelement (102) aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus einem Keramikmaterial, aufweist.
5. Partikelsensor (100; 100a; 100b) nach Anspruch 4, wobei die
Koronaelektrode (112) und die Trapelektrode (120) auf derselben Oberfläche (102a) des Trägerelements (102) angeordnet sind.
6. Partikelsensor (100; 100a; 100b) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Partikelsensor (100; 100a; 100b) eine
Ansteuereinrichtung (150; 150‘) zur Erzeugung des Ansteuersignals (S1 ) aufweist.
7. Partikelsensor (100; 100a; 100b) nach Anspruch 6, wobei die
Ansteuereinrichtung (150; 150‘) dazu ausgebildet ist, die Koronaelektrode (1 12) und die Trapelektrode (120) während eines ersten Zeitbereichs (T1 ) mit einer ersten Spannung (U1 ) anzusteuern (200) und während eines auf den ersten Zeitbereich (T1 ) folgenden zweiten Zeitbereichs (T2) mit einer zweiten Spannung (U2) anzusteuern (202), die kleiner ist als die erste Spannung (U1 ).
8. Partikelsensor (100; 100a; 100b) nach Anspruch 7, wobei die erste
Spannung (U1 ) so gewählt ist, dass an der Koronaelektrode (1 12) eine Koronaentladung (C) entsteht.
9. Partikelsensor (100; 100a; 100b) nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei die Ansteuereinrichtung (150; 150‘) dazu ausgebildet ist, eine Dauer des ersten Zeitbereichs (T1 ) und/oder eine Dauer des zweiten Zeitbereichs (T2) in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fluidstroms (A1 ) zu wählen.
10. Verfahren zum Betreiben eines Partikelsensors (100; 100a; 100b) mit einer Partikelaufladeeinrichtung (1 10) zum Aufladen von Partikeln (P) in einem Fluidstrom (A1 ), wobei die Partikelaufladeeinrichtung (1 10) eine
Koronaelektrode (1 12) zur Erzeugung einer Koronaentladung (C) aufweist, und wobei der Partikelsensor (100; 100a; 100b) eine Trapelektrode (120) zum Ablenken geladener Teilchen des Fluidstroms (A1 ) aufweist, wobei die Koronaelektrode (1 12) und die Trapelektrode (120) mit demselben
Ansteuersignal (S1 ) angesteuert (200) werden.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Koronaelektrode (1 12) und die
Trapelektrode (120) während eines ersten Zeitbereichs (T1 ) mit einer ersten Spannung (U1 ) angesteuert (200) wird und während eines auf den ersten Zeitbereich (T 1 ) folgenden zweiten Zeitbereichs (T2) mit einer zweiten Spannung (U2) angesteuert (202) wird, die kleiner ist als die erste Spannung (U1 ).
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