JP2016003932A - 粒子状物質検出センサ素子及びこれを用いた粒子状物検出センサ - Google Patents

Abstract

【課題】電極の飛散の抑制が可能であり、耐久性に優れた粒子状物質検出センサ素子及び粒子状物質検出センサを提供すること。【解決手段】被測定ガス中の粒子状物質を検出するセンサ素子１及びこれを備える粒子状物質検出センサである。センサ素子１は、粒子状物質が付着する付着面２１を有する絶縁性基体２と、その付着面２１に形成された粒子状物質検出部３と有する。粒子状物質検出部３は、異なる極性を有し、相互に対向する少なくとも１対の検出電極３１が付着面２１において少なくとも部分的に露出してなる。検出電極３は、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、及びＯｓからなるグループから選ばれる少なくとも１種の金属とＰｔとの合金を主成分とする。合金中の上記金属の含有量は、Ｐｔと上記金属との合計量１００質量％中に０．５〜５０質量％である。【選択図】図１

Description

本発明は、被測定ガス中の粒子状物質を検出するセンサ素子、及びこれを備える粒子状物質検出センサに関する。

ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの内燃機関から排出される排ガス中には、カーボン微粒子等の粒子状物質（パティキュレート・マター；ＰＭ）が含まれることが知られている。このＰＭを捕集するために、排気管内には排ガス浄化フィルタが設置されている。さらに、排ガス浄化フィルタの下流又は上流には、排ガス中に含まれるＰＭの量を検出するためのセンサ（ＰＭ検出センサ）が用いられる。このようなＰＭ検出センサとしては、表面に露出したＰｔからなる計測電極にＰＭを付着させ、電極間の電気的な特性の変化を測定することにより、測定ガス中のＰＭを検出することが可能なＰＭ検出装置が提案されている（特許文献１参照）。また、ＰＭ検出装置には、電極に付着したＰＭを燃焼除去することにより電極を再生するためのヒータが内蔵される。

特開２０１１−２２６８３２号公報

しかしながら、Ｐｔからなる電極は、排ガス環境下において再生時の高温に繰り返し曝されると、蒸気圧の低い酸化白金（ＰｔＯ₂）となり、蒸散により飛散してしまうおそれがある。特に、ＰＭ検出センサにおいては、検出時にＰＭを電極に付着させる必要があるため上述のごとく電極が露出しており、Ｐｔからなる電極の飛散が起こり易いという問題がある。その結果、ＰＭ検出センサの感度が経時的に劣化するおそれがある。即ち、従来のＰＭ検出センサは、耐久性に改良の余地がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、電極の飛散の抑制が可能であり、耐久性に優れた粒子状物質検出センサ素子及び粒子状物質検出センサを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、被測定ガス中の粒子状物質を検出するセンサ素子であって、
上記粒子状物質が付着する付着面を有する絶縁性基体と、
該絶縁性基体の上記付着面に形成された粒子状物質検出部と有し、
該粒子状物質検出部は、異なる極性を有し、相互に対向する少なくとも１対の検出電極が上記付着面において少なくとも部分的に露出してなり、
上記検出電極は、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、及びＯｓからなるグループから選ばれる少なくとも１種の金属とＰｔとの合金を主成分とし、
該合金中の上記金属の含有量は、Ｐｔと上記金属との合計量１００質量％中に０．５〜５０質量％であることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子にある。

本発明の他の態様は、上記粒子状物質検出センサ素子を備えることを特徴とする粒子状物質検出センサにある。

上記ＰＭ検出センサ素子においては、検出電極が上記特定組成の合金を主成分としている。かかる組成の検出電極においては、高温環境下においても金属成分が蒸散し難い。そのため、上記ＰＭ検出センサ素子においては、上述のごとく付着面において検出電極が少なくとも部分的に露出しているにもかかわらず、検出電極の飛散が抑制される。それ故、ＰＭ検出センサ素子は、高温環境下に曝されてもＰＭ検出部における感度を維持できる。即ち、上記構成のＰＭ検出センサ素子は優れた耐久性を発揮することができる。

上記粒子状物質検出センサ（以下、適宜「ＰＭ検出センサ」という）は、上述の特定組成の合金を主成分とするＰＭ検出センサ素子を備える。そのため、上記のごとくＰＭ検出センサ素子の検出電極の飛散が抑制され、ＰＭ検出センサは耐久性に優れる。

実施例１における、ＰＭ検出センサ素子の斜視図。 実施例１における、ＰＭ検出素子の構成を示す展開図。 実施例１における、ＰＭ検出センサ素子の検出電極の部分断面拡大図。 実施例１における、高温耐久試験後のＰＭ検出センサ素子（試料Ｘ３）の付着面周囲における検出電極の走査型電子顕微鏡写真を示す説明図。 実施例１における、高温耐久試験後のＰＭ検出センサ素子（試料Ｘ２６）の付着面周囲における検出電極の走査型電子顕微鏡写真を示す説明図。 実施例１における、検出部の形成位置の変形例を示す説明図。 実施例３における、排気管内に取り付けられたＰＭ検出センサの拡大断面図。 実施例４における、ＰＭ検出センサ素子の斜視図。 実施例４における、ＰＭ検出センサ素子の構成を示す展開図。

次に、上記ＰＭ検出センサ素子及びＰＭ検出センサの好ましい実施形態について説明する。ＰＭ検出センサは、例えば排ガス等の被測定ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を検出するために用いられる。ＰＭ検出センサは、例えば排ガス浄化フィルタ（ディーゼルパティキュレートフィルタ；ＤＰＦ、ガソリンパティキュレートフィルタ；ＧＰＦ）の上流及び／又は下流に配置することができる。ＰＭ検出センサは、ディーゼルエンジンに適用することも、ガソリンエンジンに適用することもできる。

絶縁性基体の材質としては、例えば電気絶縁性及び耐熱性に優れたセラミックス材料が好適である。セラミックス材料としては、具体的にはアルミナ等を用いることができる。

検出電極は、合金を主成分とする。合金は、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、及びＯｓからなるグループから選ばれる少なくとも１種の金属とからなる。合金を構成する合金粒子の粒子表面部におけるＰｔ含有率は、粒子内部におけるＰｔ含有率よりも低いことが好ましい。即ち、Ｐｔ含有率は、合金粒子の粒子表面部よりも粒子内部の方が高いことが好ましい。この場合には、検出電極の飛散をより一層防止することができる。そのため、ＰＭ検出センサ素子の耐久性をより向上させることができる。同様の観点から合金粒子の粒子内部におけるＰｔ含有率は５０質量％以上であることがより好ましい。合金粒子の粒子表面部及び粒子内部におけるＰｔ含有率は、例えば透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた定量分析によって測定することができる。

合金粒子の粒子表面部は、合金粒子の表面を含む外周部分であり、表面から内側に所定の距離までの範囲をいう。具体的には、例えば表面から内側へ半径の１／４の距離までの範囲を合金粒子の粒子表面部とすることができる。粒子内部は、粒子表面部よりも内側の部分である。なお、合金粒子の半径は、平均粒子径に基づいて規定することできる。平均粒子径は、走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）等により、所定の倍率で合金粒子を含む視野を観察、撮影し、所定の個数（１０個以上）の合金粒子の粒径を算術平均することにより求めることができる。

（実施例１）
本例においては、検出電極の組成が異なる複数のＰＭ検出センサ素子（試料Ｘ１〜Ｘ２６）を作製し、これらの耐久性の評価を行う例である。代表例として、まず、試料Ｘ３のＰＭ検出センサ素子１について図１〜図５を用いて説明する。

図１及び図２に示すごとく、ＰＭ検出センサ素子１（以下、適宜「センサ素子１」という）は、被測定ガス中の粒子状物質（ＰＭ）を検出するために用いられる。センサ素子１は、ＰＭが付着する付着面２１を有する絶縁性基体２と、その付着面２１に形成されたＰＭ検出部３とを有する。ＰＭ検出部３は、異なる極性を有し、相互に対向する少なくとも１対の検出電極３１が付着面２１において少なくとも部分的に露出することにより形成されている。試料Ｘ３のセンサ素子１においては、検出電極３１はＰｔとＲｈとの合金を主成分とする。合金中のＲｈの含有量は、ＰｔとＲｈとの合計量１００質量％中に２質量％である。

図１に示すごとく、絶縁性基体２は、直方体形状であり、アルミナからなる。その長手方向（Ｘ方向）を含む面を側面とすると、本例のセンサ素子１においては側面のうちの一面が付着面２１である。付着面２１の先端側（図１におけるＸ方向右側）には、ＰＭ検出部３が配設されている。検出部３は、所定の間隔をあけて平行に配置された複数の検出電極３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ）を有する。これらの検出電極３１は、交互に異なる極性を有し、その電極表面が付着面と面一となるように、絶縁性基体２の内部に埋設されている。なお、付着面２１や検出部３の位置は、適宜変更することが可能である。例えば図６に示すごとく直方体形状の絶縁性基体２の長手方向（Ｘ方向）における両端面のうちの一方の面を付着面２１とし、この付着面２１に検出部３を配置することも可能である。

図２に示すごとく、絶縁性基体２は、複数の板状の絶縁基板２２〜２８の積層体からなる。検出電極３１ａ〜３１ｅは、絶縁基板２３〜２７の表面に、例えばスクリーン印刷によって形成された電極膜からなる。図２に示すように例えば２種類のパターンで形成された電極膜３１Ｘ、３１Ｙを積層方向に交互に配置することにより、検出電極３１ａ〜３１ｅを形成することができる。図３に示すごとく、各検出電極３１は、ＰｔとＲｈとの合金３１１と、これに分散された骨材３１２とを含有する。骨材３１２はアルミナからなる。本例における骨材３１２の含有量は、１００質量部の合金３１１に対して１０質量部である。

図２に示すごとく、電極膜３１Ｘ、３１Ｙは、相互に対称な略台形状で、長辺が絶縁基板２３〜２７の付着面２１に露出している。電極膜３１Ｘ、３１Ｙの短辺は、相互にずれて配置されており、短辺の近傍に各基板２３〜２７を貫通するスルーホール２Ａ、２Ｂが形成されている。ここでは、絶縁基板２３、２５、２７に電極膜３１Ｘとスルーホール２Ａを、絶縁基板２４、２６に電極膜３１Ｙとスルーホール２Ｂを形成している。スルーホール２Ａは電極膜３１Ｙと、スルーホール２Ｂは電極膜３１Ｘと積層方向において対向する位置にある。さらに、電極膜３１Ｘが形成される絶縁基板２３、２５、２７のうち最上層の絶縁基板２７に、電極膜３１Ｘから長手方向の端縁（図の左端縁）に至る引き出し電極３１１が例えばスクリーン印刷により形成されている。また、電極膜３１Ｙが形成される絶縁基板２４、２６のうち最下層の絶縁基板２４に、電極膜３１Ｙから長手方向の端縁（図の左端縁）に至る引き出し電極３１２が例えばスクリーン印刷により形成されている。

そして、絶縁基板２２を最下層として、その上に上述の絶縁基板２３〜２７と、絶縁基板２８を順に積層する。これにより、検出電極３１ａ、３１ｃ、３１ｅ（電極膜３１Ｘ）は、その上下に位置するスルーホール２Ｂに充填される導電材を介して、互いに電気的に接続され、引き出し電極３１１により外部へ電気的な接続が可能となる。また、検出電極３１ｂ、３１ｄ（電極膜３１Ｙ）は、その上下に位置するスルーホール２Ａに充填される導電材を介して、互いに電気的に接続され、引き出し電極３１２により外部へ電気的な接続が可能となる。また、最下層の絶縁基板２２には、ヒータ電極膜３９が例えばスクリーン印刷により形成されており、本例のセンサ素子１はヒータを内蔵している。

引き出し電極３１１、３１２は、図１における電源部３７に電気的に接続されて電源供給を受けることができる。また、引き出し電極３１１、３１２は、抵抗測定部（電気特性測定部）３８に電気的に接続され、検出部３の電気特性、具体的には検出電極３１ａ〜３１ｅの対向電極間の抵抗値を測定することができる。ここで、検出電極３１ａ〜３１ｅ間の距離は一定であり、対向する検出電極３１ａと検出電極３１ｂ、検出電極３１ｂと検出電極３１ｃ、検出電極３１ｃと検出電極３１ｄ、検出電極３１ｄと検出電極３１ｅは、
互いに極性が異なっている。また、極性の同じ検出電極３１ａ、３１ｃ、３１ｅは引き出し電極３１１に、検出電極３１ｂ、３１ｄは引き出し電極３１２に、それぞれ接続されている。したがって、付着面２１がＰＭを含む雰囲気に曝された時に、検出電極３１ａ〜３１ｅの対向電極間の抵抗値を測定し、その変化からＰＭの堆積を検出することができる。

次に、センサ素子の作製方法を説明する。センサ素子は例えばシート積層法によって製造することができる。具体的には、まず、公知のドクターブレード法を用いて、セラミックスシートをフィルム上に成形する。セラミックシート材料には、アルミナが好適に用いられる。次いで、セラミックスシートを、各絶縁基板２２〜２８のサイズに合わせて打ち抜き（図２参照）、また、パンチングを施してスルーホール２Ａ、２Ｂをそれぞれ設ける。ここで、スルーホールを形成する箇所、大きさは任意に設定可能である。

次いで、上述の２種類のパターンで電極膜３１Ｘ、３１Ｙをセラミックスシートに印刷する。電極膜の形成には、Ｐｔ−Ｒｈ合金からなる合金粒子と、アルミナからなる骨材と、有機溶剤と、有機バインダとを混合、混練してなるペースト状の電極材料が用いられる。この電極材料を所定のパターンでスクリーン印刷することによりセラミックスシート上に電極パターンを形成することができる。合金粒子は、Ｐｔイオン及びＲｈイオンを含む酸溶液を混合し、還元剤により還元反応させることによって作製することができる。このとき、反応速度や析出速度を制御することにより、合金粒子中心から外側に向かって、Ｐｔ、Ｒｈの順に析出させることができる。なお、本例の試料Ｘ３のセンサ素子を製造するにあたって、Ｐｔイオン及びＲｈイオンの量を調整することにより、Ｐｔを９８質量％、Ｒｈを２質量％含む合金粒子を製造した。

さらに、電極材料を用いて引き出し電極３１１、３１２のパターンを印刷形成した。また、ヒータ電極膜３９のパターンを印刷形成した。

これらの各パターンが印刷されたセラミックスシートを順次積層し、積層体を焼成した。その後、ＰＭの付着面を研磨することにより、検出電極３１を付着面２１に露出させた検出部３を形成した（図１参照）。このようにして、図１〜図３に示すごとく、センサ素子１（試料Ｘ３）を得ることができる。

また、本例においては、検出電極における合金の組成を変更した点を除き、上記試料Ｘ３と同様にしてさらに複数のセンサ素子（試料Ｘ１、試料Ｘ２、試料Ｘ４〜試料Ｘ２６）を作製した。各試料の検出電極における貴金属の組成を後述の表１に示す。

具体的には、試料Ｘ１、試料Ｘ２、試料Ｘ４、及び試料Ｘ５は、ＰｔとＲｈとの配合比を変更した点を除いては、上述の試料Ｘ３と同様にして作製したセンサ素子である。また、試料Ｘ６〜試料Ｘ１０は、Ｒｈの代わりにＲｕを用い、その配合比を後述の表１に示すように調整して作製した点を除いては、上記試料Ｘ３と同様にして作製したセンサ素子である。また、試料Ｘ１１〜試料Ｘ１５は、Ｒｈの代わりにＩｒを用い、その配合比を後述の表１に示すように調整して作製した点を除いては、上記試料Ｘ３と同様にして作製したセンサ素子である。また、試料Ｘ１６〜試料Ｘ２０は、Ｒｈの代わりにＯｓを用い、その配合比を後述の表１に示すように調整して作製した点を除いては、上記試料Ｘ３と同様にして作製したセンサ素子である。また、試料Ｘ２１〜試料Ｘ２５は、Ｒｈの代わりにＰｄを用い、その配合比を後述の表１に示すように調整して作製した点を除いては、上記試料Ｘ３と同様にして作製したセンサ素子である。また、試料Ｘ２６は、Ｐｔの他に金属を用いずに作製した点を除いては、上記試料Ｘ３と同様にして作製したセンサ素子である。

次に、各試料Ｘ１〜Ｘ２６のセンサ素子について、高温耐久試験を行った。
具体的には、まず、各試料を温度９００℃で２５０時間加熱した。そして、検出部における検出電極間の距離を測定し、高温耐久試験前の距離からの変化（増加）率を算出した。なお、高温耐久試験前における検出電極間の距離は２０μｍである。そして、耐久性に関して、変化率が０％の場合を優と評価し、変化率が０％を超えかつ５％以下の場合を良と評価し、変化率が５％を超える場合を不可と評価した。その結果を表１に示す。

なお、検出電極間の距離は、電子顕微鏡を用いて調べることができる。代表例として、高温耐久試験後の試料Ｘ３及び試料Ｘ２６における付着面付近の検出電極の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図４及び図５にそれぞれ示す。例えば図５においては、検出電極３１が付着面２１から後退しており、この後退した距離分だけ検出電極３１間の距離が増加している。なお、後退距離Ｌは、付着面２１から合金３１１の存在領域までの距離のうち、最大の距離である。これに対し、高温耐久試験後の試料Ｘ３のＳＥＭ写真（図４参照）においては、検出電極３１の付着面２１からの後退は観察されていない。

表１より知られるように、金属成分がＰｔのみからなる検出電極を有する試料Ｘ２６においては、高温耐久試験においてＰｔが蒸散した結果、検出電極間の距離が大きく増加していた。また、ＰｔとＰｄとの合金からなる検出電極を有する試料Ｘ２１〜Ｘ２５においては、試料Ｘ２６に比べて変化率が緩和するものの、耐久性は十分ではない。

これに対し、Ｐｔと、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、及びＯｓからなる特定のグループから選ばれる少なくとも１種の金属との合金を有する試料Ｘ１〜Ｘ２０においては、配合比を調整することにより、金属成分の蒸散が抑制され、高い耐久性を示した。表１より知られるように、Ｐｔと、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、及びＯｓからなる特定のグループから選ばれる少なくとも１種の金属との合計１００質量％中におけるＲｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｏｓの含有量は０．５〜５０質量％であることが好ましい。より好ましくは２〜５０質量％、さらに好ましくは１０〜５０質量％がよい。このように、検出電極の成分として、Ｐｔと特定の貴金属との合金を採用し、これらの組成を調整することにより、耐久性に優れたＰＭ検出センサ素子を実現できる。

なお、本例においては、合金におけるＰｔと他の金属との含有割合を製造時における配合組成に基づいて表１中に示したが、製造後の検出電極の分析によって含有割合を測定することもできる。具体的には、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）により測定が可能である。この場合には、測定装置としては、例えば日本電子(株)製のＪＸＡ−８８００を用いて、加速電圧１５ｋＶ、プローブ電流５０ｎＡという条件で測定することができる。

また、本例において、検出電極３１は、アルミナ３１２からなる骨材３１２を含有する（図３参照）。即ち、検出出電極３１は、貴金属の合金３１１と、これに分散された骨材３１２とを含有し、骨材３１２は、絶縁性基体２と同じ材質のセラミックスからなる。そのため、検出電極３１と絶縁性基体２とは優れた密着性を発揮することができる。そして、高温環境下における検出電極３１の剥離を抑制することができる。

また、図１〜図３に示すごとく、本例においては、検出電極３１が絶縁性基体２に埋設されており、検出電極３１の端部を絶縁性基体２の付着面２１から露出させることにより、検出部３が形成されている。この場合には、絶縁性基体２を構成する上述の絶縁基板２３〜２７の厚みを小さくすることにより、検出電極３１の間隔を小さくことが可能になる。その結果、検出感度の高いセンサ素子１の実現が可能になる。その一方で、このような構成のセンサ素子１においては、高温環境下において検出電極３の金属成分が蒸散すると、検出電極３が付着面２１に露出しなくなり、検出部３におけるＰＭの検出が不可能になるおそれがある。しかし、上述の試料Ｘ２〜Ｘ５、試料Ｘ７〜Ｘ１０、Ｘ１２〜Ｘ１５、Ｘ１７〜Ｘ２０における検出電極３の合金組成を採用することにより、金属成分の蒸散が抑制されるため、高温環境下に曝されてもＰＭの検出が可能になる。即ち、検出電極３の端部を絶縁性基体２の付着面２１から露出させた検出部３を有するセンサ素子１においては、上記特定の合金組成を採用することによるメリットが顕著になる。

（実施例２）
本例は、検出電極中の骨材の量を変更したセンサ素子の例である。
即ち、本例においては、後述の表２に示すように、検出電極中の金属成分に対する骨材（アルミナ）の量を変更し、複数のセンサ素子（試料Ｘ２７〜試料Ｘ４４）を作製した。 本例のセンサ素子は、検出電極におけるアルミナの量と、金属成分の組成を表２に示すように変更した点を除いては、実施例１と同様の構成を有する。なお、表２におけるアルミナの量は、貴金属の合金１００質量部に対する量（質量部）である。

各試料Ｘ２４〜試料Ｘ４４について、実施例１と同様の高温耐久試験を行った。そして、高温耐久試験後の検出電極間の距離を実施例１と同様にして測定し、耐久性の評価を行った。その結果を表２に示す。

表２より知られるごとく、検出電極中のアルミナ（骨材）の含有量は、貴金属の合金１００質量部に対して５〜２０質量部であることが好ましい。この場合には、実施例１において示すように、合金中の組成を調整することにより、検出電極の蒸散が抑制され、センサ素子が優れた耐久性を発揮することができる。骨材の量を上記範囲に調整することにより、金属成分の蒸散をより一層抑制することができる。また、骨材の量が少なくなり過ぎると、高温環境下において検出電極が剥離するおそれがあり、骨材の量が多くなりすぎると、ＰＭの検出感度が低下するおそれがある。かかる観点からも、骨材の量は、貴金属の合金１００質量部に対して５〜２０質量部であることが好ましい。

（実施例３）
次に、センサ素子を備えるＰＭ検出センサの例について説明する。図７に示すごとく、本例のＰＭ検出センサ４は、例えば自動車の排気管５に螺結される筒状のハウジング４０を有し、その内部に配置された筒状のインシュレータ４１に、実施例１のセンサ素子１（例えば試料Ｘ３）が挿入固定されている。インシュレータ４１は、センサ素子１の上部を保持している。センサ素子１の下部（先端）は、インシュレータ４１及びハウジングから突出している。センサ素子１の下部は、排気管５内に突出する中空のカバー４２内に配置されている。カバー４２の底部および側部には、被測定ガス５１（排気ガス５１）が流出入するための通孔４２０、４２１が穿設されている。

本例のＰＭ検出センサ４は、ディーゼルエンジン又はガソリンエンジンの排気管５に配置される。具体的には、例えばＰＭを捕集するためのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）又はガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）の下流にＰＭ検出センサ４を配置することができる。この場合には、ＤＰＦ又はＧＰＦをすり抜けるＰＭを、ＰＭ検出センサ４にて検出することができる。

センサ素子１は、例えばその付着面２１を被測定ガス５１の流れ方向と対面させるように配置することができる（図７参照）。そして、被測定ガス５１中に含まれるＰＭが付着面２１に設けられたＰＭ検出部３に付着することにより、その量を検出することができる。

本例のＰＭ検出センサ４においては、実施例１における試料Ｘ２〜Ｘ５、試料Ｘ７〜Ｘ１０、Ｘ１２〜Ｘ１５、Ｘ１７〜Ｘ２０、実施例２におけるＸ２９〜Ｘ３２、試料Ｘ３５〜Ｘ３８、試料Ｘ４１〜試料Ｘ４４のセンサ素子１を用いることができる。この場合には、これらのセンサ素子１の上述の優れた耐久性を生かして、ＰＭ検出センサ４が優れた耐久性を発揮することができる。
尚、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

（実施例４）
本例は、櫛歯状の電極構造を有するＰＭ検出センサ素子の例である。
図８及び図９に示すごとく、本例のＰＭ検出センサ素子１は、ＰＭの付着面２１を有する直方体形状の絶縁性基体２と、付着面に形成されたＰＭ検出部３とを有する。絶縁性基体２はアルミナからなる。ＰＭ検出部３は、絶縁性基体２の表面に形成された窪み２９内に設けられている。検出部３は、所定の間隔をあけて平行に配置された複数の検出電極３１（３１ｆ、３１ｇ、３１ｈ、３１ｉ、３１ｊ、３１ｋ、３１ｌ、３１ｍ）を有する。これらの検出電極３１は、交互に異なる極性を有している。

図９に示すごとく、絶縁性基体２は、複数の板状の絶縁性基板２００、２０１、２０２の積層体からなる。検出電極３１ｆ〜３１ｍは、中間に配置される絶縁性基板２０１の表面に例えばスクリーン印刷によって形成された電極膜からなる。本例における電極膜は、一対の対向電極３４、３５からなる。対向電極３４、３５は、長手方向に伸びる引き出し電極３４０、３５０を有し、長手方向と直交する方向に伸びる複数の検出電極３１をそれぞれ有する。対向電極３４、３５は、引き出し電極３４０、３５０が互いに向かい合うように配置されていると共に、一方の検出電極３１の間に他方の検出電極３１が入り込むように配置されている。

また、最下層となる絶縁性基板２００には、ヒータ電極膜３９が例えばスクリーン印刷により形成されており、本例のＰＭ検出センサ素子１はヒータを内蔵している。最上層となる絶縁性基板２０２には、貫通口２９０が設けられている。各絶縁性基板２００、２０１、２０２の積層体においては、この貫通口２９０において櫛歯状に配置された検出電極３１が部分的に露出する。

本例のＰＭ検出センサ素子１は、電極の形成パターンを変更したり、セラミックスシートの形状や使用枚数を変更する点を除いて、実施例１と同様にして作製することができるため、製造方法の詳説は省略する。

本例のＰＭ検出センサ素子１においても、実施例１及び２において優れた耐久性を示した合金組成からなる検出電極３１を採用することにより、実施例１及び実施例２と同様の作用効果を得ることができる。即ち、高温環境下においても、検出電極３１が飛散し難くなり、優れた耐久性を発揮することができる。

１ ＰＭ検出センサ素子
２ 絶縁性基体
２１ 付着面
３ ＰＭ検出部
３１ 検出電極

Claims (4)

1. 被測定ガス中の粒子状物質を検出するセンサ素子（１）であって、
   上記粒子状物質が付着する付着面（２１）を有する絶縁性基体（２）と、
   該絶縁性基体（２）の上記付着面（２１）に形成された粒子状物質検出部（３）と有し、
   該粒子状物質検出部（３）は、異なる極性を有し、相互に対向する少なくとも１対の検出電極（３１）が上記付着面（２１）において少なくとも部分的に露出してなり、
   上記検出電極（３）は、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、及びＯｓからなるグループから選ばれる少なくとも１種の金属とＰｔとの合金（３１１）を主成分とし、
   該合金（３１１）中の上記金属の含有量は、Ｐｔと上記金属との合計量１００質量％中に０．５〜５０質量％であることを特徴とする粒子状物質検出センサ素子（１）。
2. 上記検出電極（３２）は、上記合金（３１１）と、該合金（３１１）に分散された骨材（３１２）とを含有し、該骨材（３１２）は、上記絶縁性基体（２）と同じ材質のセラミックスからなることを特徴とする請求項１に記載の粒子状物質検出センサ素子（１）。
3. 上記骨材（３１２）の含有量は、上記合金１００質量部に対して５〜２０質量部であることを特徴とする請求項２に記載の粒子状物質検出センサ素子（１）。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の粒子状物質検出センサ素子（１）を備えることを特徴とする粒子状物質検出センサ（４）。