JP2010091471A

JP2010091471A - Soot detecting sensor

Info

Publication number: JP2010091471A
Application number: JP2008262978A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Mizuno; 健太朗水野; Shinji Ikeda; 慎治池田
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2010-04-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a soot detecting sensor having a small heat capacity. <P>SOLUTION: The soot detecting sensor 100 includes a substrate 12 having a groove 14 at a surface layer section, a detection section 16a supported by the substrate 12 via a beam section 16b and disposed on the groove 14, a pair of detection electrodes 24a, 24b provided at the detection section 16a and disposed with an interval, and conductive wiring 32 provided at the detection section 16a and disposed at the interval. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスに含まれる煤の量を検出する煤検出センサに関する。 The present invention relates to a soot detection sensor that detects the amount of soot contained in a gas.

内燃機関等の排気ガス規制に対処するために、排気ガスに含まれる煤の量を正確に把握する技術が必要とされている。特許文献１及び特許文献２には、煤が電気的に導電性であることを利用して、一対の検出電極間に堆積した煤の量を一対の検出電極間の電気抵抗値から把握する技術が開示されている。また、特許文献１及び特許文献２は、煤検出センサを初期状態にリセットするために、堆積した煤が所定量を超えたときに、堆積した煤を燃焼させる技術を提案している。特許文献１では、一対の検出電極間に高電圧を印加し、電極間放電を利用して堆積した煤を燃焼させる技術を提案している。特許文献２では、一対の検出電極間に設けられたヒータを利用して堆積した煤を燃焼させる技術を提案している。 In order to cope with exhaust gas regulations of internal combustion engines and the like, a technique for accurately grasping the amount of soot contained in exhaust gas is required. In Patent Document 1 and Patent Document 2, a technique for grasping the amount of soot accumulated between a pair of detection electrodes from the electrical resistance value between the pair of detection electrodes using the fact that the soot is electrically conductive. Is disclosed. Further, Patent Document 1 and Patent Document 2 propose a technique for burning the deposited soot when the accumulated soot exceeds a predetermined amount in order to reset the soot detection sensor to the initial state. Patent Document 1 proposes a technique in which a high voltage is applied between a pair of detection electrodes, and soot deposited using an interelectrode discharge is burned. Patent Document 2 proposes a technique for burning soot deposited using a heater provided between a pair of detection electrodes.

特開２００６−２６７０２１号公報JP 2006-267021 A 特開２００６−２６６９６１号公報JP 2006-266961 A

特許文献１の高電圧による電極間放電を利用する技術では、放電ダメージによって検出電極が損傷するという問題がある。検出電極が損傷すると、煤検出センサの初期特性が変化してしまう。
特許文献２のヒーターを利用する技術では、検出電極に対して放電ダメージが生じない。しかしながら、特許文献２の技術では、板状のセラミックス基板を積層させ、その積層したセラミックス基板間にヒータを配設させている。セラミックス基板の熱容量が大きいので、煤が燃焼する温度まで昇温させるのに多大な電力が必要となる。また、セラミックス基板の熱容量が大きいので応答性が遅いという問題もある。
本発明は、熱容量が小さい煤検出センサを提供することを目的としている。 In the technique using the interelectrode discharge by the high voltage of Patent Document 1, there is a problem that the detection electrode is damaged by the discharge damage. When the detection electrode is damaged, the initial characteristics of the soot detection sensor change.
In the technique using the heater of Patent Document 2, discharge damage does not occur on the detection electrode. However, in the technique of Patent Document 2, plate-shaped ceramic substrates are stacked, and a heater is disposed between the stacked ceramic substrates. Since the ceramic substrate has a large heat capacity, a large amount of electric power is required to raise the temperature to the temperature at which the soot burns. In addition, since the heat capacity of the ceramic substrate is large, there is a problem that response is slow.
An object of the present invention is to provide a soot detection sensor having a small heat capacity.

本明細書で開示される煤検出センサは、表層部に溝を有する基板と、その基板に梁部を介して支持されているとともに前記溝上に配置されている検出部と、その検出部に設けられているとともに間隔を置いて配置されている一対の検出電極と、その検出部に設けられているとともに前記間隔に配置されている加熱手段を備えている。
上記の煤検出センサでは、検出電極及び加熱手段が設けられている検出部が、基板に形成された溝の上方に浮遊した形態を有していることを特徴としている。このため、検出部の熱容量を小さくすることができる。検出部の熱容量が小さいので、検出部を加熱手段によって効率的に昇温させることができる。上記の煤検出センサでは、少ない電力で堆積した煤を燃焼させることができ、また、その応答性も速い。 A wrinkle detection sensor disclosed in this specification includes a substrate having a groove in a surface layer portion, a detection portion supported on the substrate via a beam portion and disposed on the groove, and the detection portion. And a pair of detection electrodes arranged at intervals, and heating means provided at the detection unit and arranged at the intervals.
The above-described wrinkle detection sensor is characterized in that the detection portion provided with the detection electrode and the heating means has a form floating above a groove formed in the substrate. For this reason, the heat capacity of the detection unit can be reduced. Since the heat capacity of the detection unit is small, the detection unit can be efficiently heated by the heating means. In the above-described soot detection sensor, soot accumulated with a small amount of electric power can be burned, and the response is fast.

加熱手段は、導電性配線であることが好ましい。導電性配線に電流を流すと、ジュール熱によって導電性配線に熱が発生し、これにより検出部が昇温する。この加熱手段は簡単な形態であり、検出部に容易に配設することができる。 The heating means is preferably a conductive wiring. When a current is passed through the conductive wiring, heat is generated in the conductive wiring due to Joule heat, and thereby the temperature of the detection unit is increased. This heating means has a simple form and can be easily disposed in the detection unit.

加熱手段に導電性配線が用いられる場合、煤検出センサは、導電性配線に電気的に接続されているとともに導電性配線の抵抗値を検出可能な抵抗値検出手段をさらに備えていることが好ましい。導電性配線の抵抗値は、導電性配線を流れる電流と電圧から求めることができる。したがって、抵抗値検出手段は、導電性配線を流れる電流と電圧を把握可能な手段であることが好ましい。導電性配線の抵抗温度係数を予め把握しておけば、検出した抵抗値から検出部の温度を換算することができる。したがって、抵抗値検出手段が設けられていると、導電性配線は、堆積した煤を燃焼させるヒータとして機能する他に、検出部の温度を測定する機能をも有することができる。 When the conductive wiring is used as the heating means, it is preferable that the wrinkle detection sensor further includes a resistance value detecting means that is electrically connected to the conductive wiring and can detect the resistance value of the conductive wiring. . The resistance value of the conductive wiring can be obtained from the current and voltage flowing through the conductive wiring. Therefore, it is preferable that the resistance value detecting means is a means capable of grasping the current and voltage flowing through the conductive wiring. If the resistance temperature coefficient of the conductive wiring is known in advance, the temperature of the detection unit can be converted from the detected resistance value. Therefore, when the resistance value detecting means is provided, the conductive wiring can have a function of measuring the temperature of the detection unit in addition to functioning as a heater for burning the deposited soot.

本明細書で開示される技術によると、少ない電力で堆積した煤を燃焼させることができ、また、その応答性も速い煤検出センサを提供することができる。 According to the technology disclosed in this specification, a soot detection sensor that can burn soot deposited with a small amount of electric power and has a fast response can be provided.

以下に、本明細書で開示される技術の特徴を整理しておく。
（第１特徴）基板及び検出部の材料には、半導体材料が用いられる。ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)技術を利用して、微小な煤検出センサを製造することができる。
（第２特徴）加熱手段には、導電性配線の他に、単結晶シリコン配線、ポリシリコン配線を利用することができる。
（第３特徴）煤検出センサは、検出部を支持する４つの梁部を備えているのが好ましい。正側検出配線、負側検出配線、正側ヒータ配線及び負側ヒータ配線のそれぞれが独立して梁部に配設されているのが好ましい。
（第４特徴）基板を加熱可能な第２の加熱手段が設けられているのが好ましい。 The features of the technology disclosed in this specification will be summarized below.
(First Feature) A semiconductor material is used as a material for the substrate and the detection unit. A micro wrinkle detection sensor can be manufactured using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology.
(Second feature) In addition to the conductive wiring, a single crystal silicon wiring or a polysilicon wiring can be used as the heating means.
(Third feature) It is preferable that the wrinkle detection sensor includes four beam portions that support the detection portion. It is preferable that each of the positive side detection wiring, the negative side detection wiring, the positive side heater wiring, and the negative side heater wiring is independently disposed on the beam portion.
(4th characteristic) It is preferable that the 2nd heating means which can heat a board | substrate is provided.

以下、図面を参照して本明細書で開示される煤検出センサを説明する。各図面を通して共通する構成要素に関しては共通符号を付し、その説明を省略する。 Hereinafter, the wrinkle detection sensor disclosed in this specification will be described with reference to the drawings. Constituent elements common throughout the drawings are denoted by common reference numerals and description thereof is omitted.

（第１実施例）
図１は、煤検出センサ１００の平面図を模式的に示す。図２は、図１のII-II線に対応した縦断面図を模式的に示す。煤検出センサ１００は、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)技術を利用して製造される。煤検出センサ１００は、内燃機関の排気ガス流路内に設置され、排気ガスに含まれる煤の量を検出するために用いられる。 (First embodiment)
FIG. 1 schematically shows a plan view of the wrinkle detection sensor 100. FIG. 2 schematically shows a longitudinal sectional view corresponding to the line II-II in FIG. The soot detection sensor 100 is manufactured using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology. The soot detection sensor 100 is installed in the exhaust gas flow path of the internal combustion engine and is used to detect the amount of soot contained in the exhaust gas.

図２に示すように、煤検出センサ１００は、表層部に溝１４を有する基板１２を備えている。基板１２の材料には、シリコン単結晶が用いられている。溝１４は、ウェットエッチング技術を利用して形成することができ、その深さは約１０μｍである。図１及び図２に示すように、溝１４の平面形態は矩形状である。 As shown in FIG. 2, the wrinkle detection sensor 100 includes a substrate 12 having a groove 14 in the surface layer portion. A silicon single crystal is used as the material of the substrate 12. The groove 14 can be formed using a wet etching technique and has a depth of about 10 μm. As shown in FIG.1 and FIG.2, the planar form of the groove | channel 14 is a rectangular shape.

図１及び図２に示すように、煤検出センサ１００は、基板１２上に設けられている絶縁層１６を備えている。絶縁層１６の材料には、酸化シリコンが用いられている。絶縁層１６は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法や熱酸化技術を利用して形成することができ、その厚みは約１μｍである。絶縁層１６は、エッチング技術を利用して加工されており、周囲支持部１６ｃと梁部１６ｂと検出部１６ａを備えている。周囲支持部１６ｃは、基板１２に直接的に接合しており、溝１４の周囲を一巡している。梁部１６ｂは、周囲支持部１６ｃから側方に向けて直線状に延びており、周囲支持部１６ｃと検出部１６ａを連結している。検出部１６ａは、溝１４の上方に設けられており、梁部１６ｂ及び周囲支持部１６ｃを介して基板１２から支持されている。検出部１６ａの平面形態は矩形状であり、約２０μｍ×２０μｍである。 As shown in FIGS. 1 and 2, the wrinkle detection sensor 100 includes an insulating layer 16 provided on the substrate 12. Silicon oxide is used as the material of the insulating layer 16. The insulating layer 16 can be formed using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or a thermal oxidation technique, and has a thickness of about 1 μm. The insulating layer 16 is processed using an etching technique, and includes a peripheral support portion 16c, a beam portion 16b, and a detection portion 16a. The peripheral support portion 16 c is directly joined to the substrate 12 and makes a round around the groove 14. The beam portion 16b extends linearly from the peripheral support portion 16c toward the side, and connects the peripheral support portion 16c and the detection portion 16a. The detection part 16a is provided above the groove 14, and is supported from the substrate 12 via the beam part 16b and the surrounding support part 16c. The planar form of the detection unit 16a is rectangular, and is approximately 20 μm × 20 μm.

図１及び図２に示すように、煤検出センサ１００は、検出部１６ａに設けられている正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂを備えている。正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂは、検出部１６ａ上に間隔を置いて配置されている。正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間の領域を検出領域３０という。煤検出センサ１００は、この検出領域３０に堆積した煤の量を、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間の電気抵抗値から検出する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the wrinkle detection sensor 100 includes a positive detection electrode 24a and a negative detection electrode 24b provided in the detection unit 16a. The positive side detection electrode 24a and the negative side detection electrode 24b are arranged on the detection unit 16a with a space therebetween. A region between the positive detection electrode 24a and the negative detection electrode 24b is referred to as a detection region 30. The soot detection sensor 100 detects the amount of soot accumulated in the detection region 30 from the electrical resistance value between the positive detection electrode 24a and the negative detection electrode 24b.

正側検出電極２４ａは、周囲支持部１６ｃ上に設けられている正側外部電極２２ａに正側検出配線２３ａを介して電気的に接続されている。負側検出電極２４ｂは、周囲支持部１６ｃ上に設けられている負側外部電極２２ｂに負側検出配線２３ｂを介して電気的に接続されている。これらの検出配線２３ａ，２３ｂは、梁部１６ｂを介して検出部１６ａと周囲支持部１６ｃの間に配設されている。煤検出センサ１００を使用するときは、正側外部電極２２ａに電流生成回路からの電流が入力され、電位差を検知する電圧測定回路が外部電極２２ａ，２２ｂに接続される。負側外部電極２２ｂは接地されることが多い。なお、正側外部電極２２ａと負側外部電極２２ｂの間に電流測定回路と低電圧生成回路を接続してもよい。 The positive detection electrode 24a is electrically connected to the positive external electrode 22a provided on the peripheral support portion 16c via the positive detection wiring 23a. The negative detection electrode 24b is electrically connected to the negative external electrode 22b provided on the peripheral support portion 16c via the negative detection wiring 23b. These detection wirings 23a and 23b are disposed between the detection unit 16a and the surrounding support unit 16c via the beam portion 16b. When the heel detection sensor 100 is used, the current from the current generation circuit is input to the positive external electrode 22a, and a voltage measurement circuit that detects a potential difference is connected to the external electrodes 22a and 22b. The negative external electrode 22b is often grounded. A current measurement circuit and a low voltage generation circuit may be connected between the positive external electrode 22a and the negative external electrode 22b.

図１及び図２に示すように、煤検出センサ１００は、検出部１６ａの検出領域３０に設けられている導電性配線３２を備えている。導電性配線３２の一端は、正側ヒータ電極３６ａに正側ヒータ配線３５ａを介して電気的に接続されている。導電性配線３２の他端は、負側ヒータ電極３６ｂに負側ヒータ配線３５ｂを介して電気的に接続されている。これらのヒータ配線３５ａ，３５ｂは、梁部１６ｂを介して検出部１６ａと周囲支持部１６ｃの間を配設されている。煤検出センサ１００を利用するときは、正側ヒータ電極３６ａが電流生成回路に接続され、負側ヒータ電極３６ｂが接地されることが多い。 As shown in FIGS. 1 and 2, the wrinkle detection sensor 100 includes a conductive wiring 32 provided in the detection region 30 of the detection unit 16a. One end of the conductive wiring 32 is electrically connected to the positive heater electrode 36a via the positive heater wiring 35a. The other end of the conductive wiring 32 is electrically connected to the negative heater electrode 36b via the negative heater wiring 35b. These heater wires 35a and 35b are disposed between the detection portion 16a and the surrounding support portion 16c via the beam portion 16b. When the soot detection sensor 100 is used, the positive heater electrode 36a is often connected to a current generation circuit, and the negative heater electrode 36b is often grounded.

一対の検出電極２４ａ，２４ｂ、一対の外部電極２２ａ，２２ｂ、一対のヒータ電極３６ａ，３６ｂ、一対の検出配線２３ａ，２３ｂ、一対のヒータ配線３５ａ，３５ｂ及び導電性配線３２は、スパッタ技術を利用して絶縁層１６上にパターニングされる。これらの材料には、タングステン，チタン系金属，ニッケル，モリブデン等が用いられている。 The pair of detection electrodes 24a and 24b, the pair of external electrodes 22a and 22b, the pair of heater electrodes 36a and 36b, the pair of detection wirings 23a and 23b, the pair of heater wirings 35a and 35b, and the conductive wiring 32 use a sputtering technique. Then, it is patterned on the insulating layer 16. For these materials, tungsten, titanium-based metal, nickel, molybdenum and the like are used.

図２に示すように、煤検出センサ１００は、絶縁層１６上を被覆する絶縁被膜３４を備えている。絶縁被膜３４の材料には、酸化膜や窒化膜が用いられている。絶縁被膜３４は、ＣＶＤ技術を利用して形成することができ、その厚みは約１μｍである。絶縁被膜３４には、複数の開口部が形成されている。これらの開口部を介して、一対の検出電極２４ａ，２４ｂ、一対の外部電極２２ａ，２２ｂ、及び一対のヒータ電極３６ａ，３６ｂの一部が露出している。例えば、正側検出電極２４ａは、正側開口部２６ａを介して露出している。負側検出電極２４ｂは、負側開口部２６ｂを介して露出している。検出領域３０の導電性配線３２は、絶縁被膜３４によって被覆されている。なお、図１の平面図では、図示の明瞭化のために、絶縁被膜３４を除去して図示されている。 As shown in FIG. 2, the wrinkle detection sensor 100 includes an insulating film 34 that covers the insulating layer 16. As the material of the insulating coating 34, an oxide film or a nitride film is used. The insulating coating 34 can be formed using CVD technology and has a thickness of about 1 μm. A plurality of openings are formed in the insulating coating 34. The pair of detection electrodes 24a and 24b, the pair of external electrodes 22a and 22b, and a part of the pair of heater electrodes 36a and 36b are exposed through these openings. For example, the positive detection electrode 24a is exposed through the positive opening 26a. The negative detection electrode 24b is exposed through the negative opening 26b. The conductive wiring 32 in the detection region 30 is covered with an insulating film 34. In the plan view of FIG. 1, the insulating film 34 is removed for clarity of illustration.

次に、図３〜図５を参照して、煤検出センサ１００の動作を説明する。煤検出センサ１００は、煤が電気的に導電性であることを利用して、内燃機関の排気ガスに含まれる煤の量を検出する。煤検出センサ１００では、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間の検出領域３０に堆積した煤の量を、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間の電気抵抗値から換算する。前記したように、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間には定電流が流されている。このため、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間の電位差から、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間の電気抵抗値を求めることができる。 Next, the operation of the wrinkle detection sensor 100 will be described with reference to FIGS. The soot detection sensor 100 detects the amount of soot contained in the exhaust gas of the internal combustion engine using the fact that soot is electrically conductive. In the soot detection sensor 100, the amount of soot accumulated in the detection region 30 between the positive detection electrode 24a and the negative detection electrode 24b is converted from the electrical resistance value between the positive detection electrode 24a and the negative detection electrode 24b. To do. As described above, a constant current flows between the positive detection electrode 24a and the negative detection electrode 24b. Therefore, the electric resistance value between the positive detection electrode 24a and the negative detection electrode 24b can be obtained from the potential difference between the positive detection electrode 24a and the negative detection electrode 24b.

検出領域３０に煤が堆積していない状態では、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂは電気的に絶縁されている。このため、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間の電気抵抗値は無限大である。なお、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間に既知の抵抗体を接続し、初期状態の電気抵抗値を固定値にしてもよい。 In the state where no soot has accumulated in the detection region 30, the positive side detection electrode 24a and the negative side detection electrode 24b are electrically insulated. For this reason, the electrical resistance value between the positive side detection electrode 24a and the negative side detection electrode 24b is infinite. A known resistor may be connected between the positive detection electrode 24a and the negative detection electrode 24b, and the electric resistance value in the initial state may be set to a fixed value.

図３に示すように、検出領域３０に煤が堆積すると、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間が煤を介して電気的に接続される。また、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間の電気抵抗値は、堆積した煤の量に応じて変化する。検出領域３０に堆積する煤の量が増加すると、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間の電気抵抗値は低下する。このため、正側検出電極２４ａと負側検出電極２４ｂの間の電気抵抗値から、排気ガスに含まれる煤の量を換算することができる。 As shown in FIG. 3, when soot accumulates in the detection region 30, the positive detection electrode 24a and the negative detection electrode 24b are electrically connected via the soot. Further, the electrical resistance value between the positive side detection electrode 24a and the negative side detection electrode 24b varies depending on the amount of accumulated soot. As the amount of soot accumulated in the detection region 30 increases, the electrical resistance value between the positive detection electrode 24a and the negative detection electrode 24b decreases. For this reason, the amount of soot contained in the exhaust gas can be converted from the electrical resistance value between the positive detection electrode 24a and the negative detection electrode 24b.

図４に示すように、検出領域３０に堆積した煤が所定量を超えたら、導電性配線３２に電流を通電し、発生したジュール熱によって検出領域３０を加熱し、検出領域３０に堆積した煤を燃焼させる。図５に、検出領域３０に堆積する煤の量と電気抵抗値の経時的な変化を示す。煤堆積監視期間では、煤の堆積量が増加するのに伴って電気抵抗値が低下する。例えば、この電気抵抗値の時間変化率から排気ガスに含まれる煤の量を換算することができる。堆積した煤が所定量を超えたら（電気抵抗値が閾値を下回ったら）、導電性配線３２に電流を通電し、検出領域３０を加熱し、堆積した煤を燃焼させ、電気抵抗値を初期値にリセットする。このように、堆積した煤が所定量を超えたら煤を燃焼させることによって、煤検出センサ１００を連続運転させることが可能となる。 As shown in FIG. 4, when the soot accumulated in the detection region 30 exceeds a predetermined amount, a current is passed through the conductive wiring 32, the detection region 30 is heated by the generated Joule heat, and the soot accumulated in the detection region 30. To burn. FIG. 5 shows changes over time in the amount of soot accumulated in the detection region 30 and the electrical resistance value. In the soot deposition monitoring period, the electrical resistance value decreases as the soot deposition amount increases. For example, the amount of soot contained in the exhaust gas can be converted from the time change rate of the electrical resistance value. When the deposited soot exceeds a predetermined amount (when the electrical resistance value falls below the threshold value), a current is passed through the conductive wiring 32, the detection region 30 is heated, the deposited soot is burned, and the electrical resistance value is set to the initial value. Reset to. As described above, when the accumulated soot exceeds a predetermined amount, the soot detection sensor 100 can be continuously operated by burning the soot.

煤検出センサ１００は、溝１４の上方に浮遊する検出部１６ａに、一対の検出電極２４ａ，２４ｂ及び導電性配線３２が設けられていることを特徴としている。検出部１６ａが溝１４の上方に浮遊しているので、検出部１６ａの熱容量を小さくすることができる。検出部１６ａの熱容量が小さいので、検出部１６ａを導電性配線３２によって効率的に昇温させることができる。煤検出センサ１００では、少ない電力で堆積した煤を燃焼させることができ、また、その応答性も速い。 The eyelid detection sensor 100 is characterized in that a pair of detection electrodes 24 a and 24 b and a conductive wiring 32 are provided on the detection unit 16 a floating above the groove 14. Since the detection unit 16a is floating above the groove 14, the heat capacity of the detection unit 16a can be reduced. Since the detection unit 16a has a small heat capacity, the detection unit 16a can be efficiently heated by the conductive wiring 32. In the soot detection sensor 100, soot deposited with a small amount of electric power can be burned, and the response is fast.

煤検出センサ１００は、以下のような構成とすることもできる。
（１）煤検出センサ１００は、導電性配線３２に電気的に接続されているとともに導電性配線３２の抵抗値を検出可能な抵抗値検出手段を備えていることが好ましい。導電性配線３２の抵抗値は、導電性配線３２を流れる電流と電圧から求めることができる。したがって、抵抗値検出手段は、定電圧生成回路と電流測定回路の組合せ、あるいは定電流生成回路と電圧測定回路の組合せとすることができる。導電性配線３２に用いられている材料に基づいて、導電性配線３２の抵抗温度係数を予め把握することができる。このため、抵抗値検出手段によって検出した抵抗値から検出部１６ａの温度を換算することができる。抵抗値検出手段が設けられていると、導電性配線３２は、堆積した煤を燃焼させるヒータとして機能する他に、検出部１６ａの温度を測定する機能をも有することができる。
（２）煤検出センサ１００は、基板１２を加熱することが可能な第２の加熱手段を備えているのが好ましい。第２の加熱手段には、例えば、セラミックヒーターを用いることができる。このような構成を採用すると、基板１２の溝１４内に煤が入り込んだとしても、例えば第２の加熱手段を利用して基板１２を定期的に加熱することで、入り込んだ煤を除去することができる。あるいは、溝１４内に入り込んだ煤が所定量を超えたときに第２の加熱手段を利用して基板１２を加熱し、入り込んだ煤を除去してもよい。あるいは、導電性配線３２を加熱するタイミングに合わせて第２の加熱手段を利用して基板１２を加熱し、入り込んだ煤を除去してもよい。 The wrinkle detection sensor 100 can be configured as follows.
(1) It is preferable that the wrinkle detection sensor 100 includes a resistance value detection unit that is electrically connected to the conductive wiring 32 and can detect the resistance value of the conductive wiring 32. The resistance value of the conductive wiring 32 can be obtained from the current and voltage flowing through the conductive wiring 32. Therefore, the resistance value detection means can be a combination of a constant voltage generation circuit and a current measurement circuit, or a combination of a constant current generation circuit and a voltage measurement circuit. Based on the material used for the conductive wiring 32, the resistance temperature coefficient of the conductive wiring 32 can be grasped in advance. For this reason, the temperature of the detection part 16a can be converted from the resistance value detected by the resistance value detecting means. When the resistance value detecting means is provided, the conductive wiring 32 can have a function of measuring the temperature of the detection unit 16a in addition to functioning as a heater for burning the accumulated soot.
(2) It is preferable that the wrinkle detection sensor 100 includes a second heating unit that can heat the substrate 12. For example, a ceramic heater can be used as the second heating means. When such a configuration is adopted, even if wrinkles enter into the groove 14 of the substrate 12, for example, the substrate 12 is periodically heated using the second heating means to remove the wrinkles that have entered. Can do. Alternatively, when the wrinkles that have entered the groove 14 exceed a predetermined amount, the substrate 12 may be heated using the second heating means to remove the wrinkles that have entered. Or you may heat the board | substrate 12 using a 2nd heating means according to the timing which heats the electroconductive wiring 32, and may remove the wrinkles which entered.

（第２実施例）
図６は、煤検出センサ２００の平面図を模式的に示す。煤検出センサ２００は、検出部１６ａを基板１２から支持する２つの梁部１６ｂ，１６ｄを備えていることを特徴としている。梁部１６ｂと梁部１６ｄは、検出部１６ａを介して対向配置されており、それぞれの長手方向は平行である。さらに、煤検出センサ２００では、一対の検出配線２３ａ，２３ｂが梁部１６ｄを介して検出部１６ａと周囲支持部１６ｃの間に配設され、一対のヒータ配線３５ａ，３５ｂが梁部１６ｂを介して検出部１６ａと周囲支持部１６ｃの間に配設されていることを特徴としている。 (Second embodiment)
FIG. 6 schematically shows a plan view of the wrinkle detection sensor 200. The eyelid detection sensor 200 is characterized by including two beam portions 16b and 16d that support the detection portion 16a from the substrate 12. The beam portion 16b and the beam portion 16d are disposed to face each other via the detection portion 16a, and their longitudinal directions are parallel to each other. Further, in the wrinkle detection sensor 200, a pair of detection wirings 23a and 23b are disposed between the detection unit 16a and the surrounding support part 16c via the beam part 16d, and a pair of heater wirings 35a and 35b are provided via the beam part 16b. It is characterized in that it is arranged between the detection part 16a and the surrounding support part 16c.

煤検出センサ２００は、２つの梁部１６ｂ，１６ｄを備えているので、検出部１６ａを安定的に支持することができる。このため、煤検出センサ２００は衝撃等に対して強く、信頼性が高い。また、一対の検出配線２３ａ，２３ｂとヒータ配線３５ａ，３５ｂが、それぞれの梁部１６ｂ，１６ｄを介して引き出されているので、短絡等の発生も抑制される。 Since the eyelid detection sensor 200 includes the two beam portions 16b and 16d, the detection portion 16a can be stably supported. For this reason, the wrinkle detection sensor 200 is strong against impact and the like and has high reliability. In addition, since the pair of detection wires 23a and 23b and the heater wires 35a and 35b are drawn out through the beam portions 16b and 16d, occurrence of a short circuit or the like is also suppressed.

（第３実施例）
図７は、煤検出センサ３００の平面図を模式的に示す。図８は、図７のVIII-VIII線に対応した縦断面図を模式的に示す。煤検出センサ３００は、検出部１６ａを基板から支持する４つの梁部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを備えていることを特徴としている。４つの梁部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、検出部１６ａの側面のそれぞれに対して設けられており、それらの長手方向は対応する側面に対して平行である。４つの梁部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、絶縁層１６に形成された４つのＬ字状の貫通孔１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄによって画定されている。梁部１５ａは、貫通孔１８ａと貫通孔１８ｂによって画定されている。梁部１５ｂは、貫通孔１８ｂと貫通孔１８ｃによって画定されている。梁部１５ｃは、貫通孔１８ｃと貫通孔１８ｄによって画定されている。梁部１５ｄは、貫通孔１８ｄと貫通孔１８ａによって画定されている。 (Third embodiment)
FIG. 7 schematically shows a plan view of the wrinkle detection sensor 300. FIG. 8 schematically shows a longitudinal sectional view corresponding to the line VIII-VIII in FIG. The eyelid detection sensor 300 includes four beam portions 15a, 15b, 15c, and 15d that support the detection portion 16a from the substrate. The four beam portions 15a, 15b, 15c, and 15d are provided for each of the side surfaces of the detection unit 16a, and their longitudinal directions are parallel to the corresponding side surfaces. The four beam portions 15a, 15b, 15c, and 15d are defined by four L-shaped through holes 18a, 18b, 18c, and 18d formed in the insulating layer 16. The beam portion 15a is defined by the through hole 18a and the through hole 18b. The beam portion 15b is defined by the through hole 18b and the through hole 18c. The beam portion 15c is defined by the through hole 18c and the through hole 18d. The beam portion 15d is defined by the through hole 18d and the through hole 18a.

煤検出センサで３００では、正側検出配線２３ａが梁部１５ｃを介して検出部１６ａと周囲支持部１６ｃの間を配設され、負側検出配線２３ｂが梁部１５ａを介して検出部１６ａと周囲支持部１６ｃの間を配設され、正側ヒータ配線３５ａが梁部１５ｂを介して検出部１６ａと周囲支持部１６ｃの間を配設され、負側ヒータ配線３５ｂが梁部１５ｄを介して検出部１６ａと周囲支持部１６ｃの間を配設されている。 In the wrinkle detection sensor 300, the positive side detection wiring 23a is disposed between the detection unit 16a and the surrounding support portion 16c via the beam portion 15c, and the negative side detection wiring 23b is connected to the detection unit 16a via the beam portion 15a. Between the surrounding support portions 16c, the positive heater wiring 35a is provided between the detection portion 16a and the surrounding support portion 16c via the beam portion 15b, and the negative heater wiring 35b is provided via the beam portion 15d. Between the detection part 16a and the circumference | surroundings support part 16c is arrange | positioned.

煤検出センサ３００は、４つの梁部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを備えているので、検出部１６ａを安定的に支持することができる。このため、煤検出センサ２００は衝撃等に対して強く、信頼性が高い。さらに、４つの梁部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、検出部１６ａの対応する側面に対して平行に延びているので、素子面積の消費を抑えることができる。また、一対の検出配線２３ａ，２３ｂとヒータ配線３５ａ，３５ｂが、それぞれの梁部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを介して引き出されているので、短絡等の発生も抑制される。 The heel detection sensor 300 includes the four beam portions 15a, 15b, 15c, and 15d, and thus can stably support the detection portion 16a. For this reason, the wrinkle detection sensor 200 is strong against impact and the like and has high reliability. Furthermore, since the four beam portions 15a, 15b, 15c, and 15d extend in parallel to the corresponding side surfaces of the detection portion 16a, consumption of the element area can be suppressed. Further, since the pair of detection wirings 23a and 23b and the heater wirings 35a and 35b are led out through the respective beam portions 15a, 15b, 15c and 15d, occurrence of a short circuit or the like is also suppressed.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
In addition, the technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in the present specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

第１実施例の煤検出センサの平面図を模式的に示す。The top view of the wrinkle detection sensor of 1st Example is typically shown. 図１のII−II線に沿った縦断面図を模式的に示す。The longitudinal cross-sectional view along the II-II line of FIG. 1 is shown typically. 煤が堆積した状態の煤検出センサの断面図を模式的に示す。Sectional drawing of the soot detection sensor of the state in which soot accumulated is shown typically. 煤を加熱処理した状態の煤検出センサの断面図を模式的に示す。Sectional drawing of the wrinkle detection sensor of the state which heat-processed the wrinkle is shown typically. 堆積する煤の量と電気抵抗値の経時的な変化を示す。The amount of soot deposited and the change over time in the electrical resistance value are shown. 第２実施例の煤検出センサの平面図を模式的に示す。The top view of the wrinkle detection sensor of 2nd Example is shown typically. 第３実施例の煤検出センサの平面図を模式的に示す。The top view of the wrinkle detection sensor of 3rd Example is shown typically. 図７のVIII−VIII線に沿った縦断面図を模式的に示す。The longitudinal cross-sectional view along the VIII-VIII line of FIG. 7 is shown typically.

Explanation of symbols

１２：基板
１４：溝
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１６ｂ，１６ｄ：梁部
１６：絶縁層
１６ａ：検出部
１６ｃ：周囲支持部
２２ａ，２２ｂ：外部電極
２３ａ，２３ｂ：検出配線
２４ａ，２４ｂ：検出電極
３０：検出領域
３２：導電性配線
３４：絶縁被膜
３５ａ，３５ｂ：ヒータ配線
３６ａ，３６ｂ：ヒータ電極 12: Substrate 14: Grooves 15a, 15b, 15c, 15d, 16b, 16d: Beam portion 16: Insulating layer 16a: Detection portion 16c: Surrounding support portions 22a, 22b: External electrodes 23a, 23b: Detection wirings 24a, 24b: Detection Electrode 30: Detection region 32: Conductive wiring 34: Insulating coating 35a, 35b: Heater wiring 36a, 36b: Heater electrode

Claims

A substrate having grooves in the surface layer portion;
A detection unit supported on the substrate via a beam portion and disposed on the groove;
A pair of detection electrodes provided in the detection unit and spaced apart; and
A wrinkle detection sensor comprising heating means provided in the detection unit and arranged at the interval.

The wrinkle detection sensor according to claim 1, wherein the heating unit is a conductive wiring.

The wrinkle detection sensor according to claim 2, further comprising a resistance value detecting unit electrically connected to the conductive wiring and capable of detecting a resistance value of the conductive wiring.