JPH038703B2 - - Google Patents
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- JPH038703B2 JPH038703B2 JP58148290A JP14829083A JPH038703B2 JP H038703 B2 JPH038703 B2 JP H038703B2 JP 58148290 A JP58148290 A JP 58148290A JP 14829083 A JP14829083 A JP 14829083A JP H038703 B2 JPH038703 B2 JP H038703B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はデイーゼル機関などの内燃機関の排気
中に残在する微粒炭素（以下「スモーク」とい
う）を検出するスモークセンサに関するものであ
る。
中に残在する微粒炭素（以下「スモーク」とい
う）を検出するスモークセンサに関するものであ
る。
不完全燃焼時のデイーゼル機関の排気中には、
一般にスモークと呼ばれる微粒炭素が存在し、こ
れが環境汚染の原因となつていることは知られて
いる。この様な有害物質を除去するために各種排
気浄化装置及びこれらと連動するガスセンサやス
モークセンサが提案されている。本発明者等も、
先に出願した特願昭58−73586号発明（特開昭59
−197847号公報参照）「スモークセンサ」の明細
書において、基板表面及び裏面にそれぞれ電極及
び発熱体を形成し、電極間にスモークが堆積する
ことによつて生じる抵抗値の変化を検出する一
方、堆積スモークを発熱体の通電によつて除去し
得るスモークセンサを提案した。
一般にスモークと呼ばれる微粒炭素が存在し、こ
れが環境汚染の原因となつていることは知られて
いる。この様な有害物質を除去するために各種排
気浄化装置及びこれらと連動するガスセンサやス
モークセンサが提案されている。本発明者等も、
先に出願した特願昭58−73586号発明（特開昭59
−197847号公報参照）「スモークセンサ」の明細
書において、基板表面及び裏面にそれぞれ電極及
び発熱体を形成し、電極間にスモークが堆積する
ことによつて生じる抵抗値の変化を検出する一
方、堆積スモークを発熱体の通電によつて除去し
得るスモークセンサを提案した。
しかしながら、上記発明スモークセンサは検出
部が平板状基板の一表面に設けられたものである
故に、検出部を有する表面が (1) 排気流方向に対して垂直で上流を向いている
場合 (2) 排気流方向に対して垂直で下流を向いている
場合 (3) 排気流と平行である場合 (4) 以上(1)、(2)及び(3)の中間的な場合 等各々のセンサ取り付け状態によつて検出部に堆
積するスモーク量が異なる。従つて、センサが正
確に検出機能を発揮するためには、検出部を有す
る表面が排気流方向に対して常に一定方向となる
ように考慮してセンサを取り付けなければならな
いという難点があつた。
部が平板状基板の一表面に設けられたものである
故に、検出部を有する表面が (1) 排気流方向に対して垂直で上流を向いている
場合 (2) 排気流方向に対して垂直で下流を向いている
場合 (3) 排気流と平行である場合 (4) 以上(1)、(2)及び(3)の中間的な場合 等各々のセンサ取り付け状態によつて検出部に堆
積するスモーク量が異なる。従つて、センサが正
確に検出機能を発揮するためには、検出部を有す
る表面が排気流方向に対して常に一定方向となる
ように考慮してセンサを取り付けなければならな
いという難点があつた。
本発明は上記の難点を克服するために成された
もので、その要旨とするところはセラミツクス製
中空円筒の外表面に、複数の細線からなる一対の
電極が形成されており、電極間を検出部とし、該
中空円筒の内部に円筒形発熱体が挿入固着され、
該外表面のうち電極及び検出部を除く部分に気密
な絶縁物質からなる被覆層が設けられていること
を特徴とするスモークセンサに存する。
もので、その要旨とするところはセラミツクス製
中空円筒の外表面に、複数の細線からなる一対の
電極が形成されており、電極間を検出部とし、該
中空円筒の内部に円筒形発熱体が挿入固着され、
該外表面のうち電極及び検出部を除く部分に気密
な絶縁物質からなる被覆層が設けられていること
を特徴とするスモークセンサに存する。
以下図面にもとづいて説明する。
第１図は本発明スモークセンサの一実施例を示
す斜視図である。セラミツクス製中空円筒１の外
表面２の一端に、この中空円筒の軸方向に平行か
つ等間隔に配列された複数の細線からなる一対の
櫛型電極３ａ，３ｂが形成されており、電極間を
検出部４とし、各電極は他端に設けた検出用端子
５ａ，５ｂと接続している。本発明スモークセン
サは検出部４にスモークが堆積することによつて
生じる電極間抵抗の変化を検出するものである
が、スモークが検出部４以外の部分に付着し、そ
の部分の短絡による検出精度の劣化を防止するた
め、外表面２のうち電極３ａ，３ｂ、検出部４及
び検出用端子５ａ，５ｂを除く部分に気密な絶縁
物質からなる被覆層６が設けられている。中空円
筒１の内部には第２図に示すような一端に発熱抵
抗体７が蛇行型に形成され他端に発熱体用端子９
ａ，９ｂが設けられた円筒形セラミツクヒータ８
が挿入固着されている。
す斜視図である。セラミツクス製中空円筒１の外
表面２の一端に、この中空円筒の軸方向に平行か
つ等間隔に配列された複数の細線からなる一対の
櫛型電極３ａ，３ｂが形成されており、電極間を
検出部４とし、各電極は他端に設けた検出用端子
５ａ，５ｂと接続している。本発明スモークセン
サは検出部４にスモークが堆積することによつて
生じる電極間抵抗の変化を検出するものである
が、スモークが検出部４以外の部分に付着し、そ
の部分の短絡による検出精度の劣化を防止するた
め、外表面２のうち電極３ａ，３ｂ、検出部４及
び検出用端子５ａ，５ｂを除く部分に気密な絶縁
物質からなる被覆層６が設けられている。中空円
筒１の内部には第２図に示すような一端に発熱抵
抗体７が蛇行型に形成され他端に発熱体用端子９
ａ，９ｂが設けられた円筒形セラミツクヒータ８
が挿入固着されている。
中空円筒１に用いるセラミツクス及びヒータ８
に用いるセラミツクスは電気絶縁性耐熱材料であ
ればよく、例えばアルミナ、窒化珪素、ジルコニ
ア、ベリリア等の材料から選択し得る。電極３
ａ，３ｂ及び発熱抵抗体７は、Pt、Rh、Au、
Ag、Pdなどの貴金属粉又はＷ、Ta、Moなどの
耐熱金属粉を含むペーストを厚膜印刷したものが
好適である。電極形状は、検出部４にスモークが
堆積した際に生じる電気抵抗の変化を通常の電子
回路により容易に検出できる程度となるように使
用態様に応じて線間隔及び線長を考慮されたもの
であれば、本発明の要旨を超えない限り上記実施
例に限定されるものではなく、中空円筒の軸方向
に垂直に配列された細線からなる櫛型電極や渦巻
型電極でも良いが、線間隔が0.05mmに満たないと
電極間の絶縁抵抗が小さいため上記抵抗変化を検
出するのが困難となり、他方線間隔が３mmを超え
ると一旦付着したスモークを除くのが困難となる
ので線間隔は0.05mm〜３mmが望ましい。ヒータは
検出部４に堆積したスモークを焼き切ることを目
的として設けられるものであるので、検出部４が
400℃〜600℃となるように発熱抵抗体の膜厚及び
線密度を選定するのが望ましい。検出部の温度が
400℃に満たないとスモークを焼き切ることが困
難になり、600℃を超えると電極間の抵抗変化が
小さくなり、これを検出するのが困難になるから
である。中空円筒１の内部に挿入固着するヒータ
は第２図に示したようなセラミツクヒータに限定
されることはなく、巻回されたニクロム線、同カ
ンタル線、円筒形炭化珪素焼結体等周知の発熱体
であつても検出部４が上記所望の温度に均等に加
熱できるものであれば同様に本発明に適用可能で
ある。
に用いるセラミツクスは電気絶縁性耐熱材料であ
ればよく、例えばアルミナ、窒化珪素、ジルコニ
ア、ベリリア等の材料から選択し得る。電極３
ａ，３ｂ及び発熱抵抗体７は、Pt、Rh、Au、
Ag、Pdなどの貴金属粉又はＷ、Ta、Moなどの
耐熱金属粉を含むペーストを厚膜印刷したものが
好適である。電極形状は、検出部４にスモークが
堆積した際に生じる電気抵抗の変化を通常の電子
回路により容易に検出できる程度となるように使
用態様に応じて線間隔及び線長を考慮されたもの
であれば、本発明の要旨を超えない限り上記実施
例に限定されるものではなく、中空円筒の軸方向
に垂直に配列された細線からなる櫛型電極や渦巻
型電極でも良いが、線間隔が0.05mmに満たないと
電極間の絶縁抵抗が小さいため上記抵抗変化を検
出するのが困難となり、他方線間隔が３mmを超え
ると一旦付着したスモークを除くのが困難となる
ので線間隔は0.05mm〜３mmが望ましい。ヒータは
検出部４に堆積したスモークを焼き切ることを目
的として設けられるものであるので、検出部４が
400℃〜600℃となるように発熱抵抗体の膜厚及び
線密度を選定するのが望ましい。検出部の温度が
400℃に満たないとスモークを焼き切ることが困
難になり、600℃を超えると電極間の抵抗変化が
小さくなり、これを検出するのが困難になるから
である。中空円筒１の内部に挿入固着するヒータ
は第２図に示したようなセラミツクヒータに限定
されることはなく、巻回されたニクロム線、同カ
ンタル線、円筒形炭化珪素焼結体等周知の発熱体
であつても検出部４が上記所望の温度に均等に加
熱できるものであれば同様に本発明に適用可能で
ある。
本発明スモークセンサはその要旨を超えない限
り、排気中スモーク量を検出することができる
が、本発明者等が去る昭和58年６月17日付で出願
した発明「温度補償付スモークセンサ」において
提案した如く、検出部の近傍、例えば第１図にお
ける中空円筒１の図示しない内表面に温度補償用
電極を形成し、温度補償用電極間の抵抗が検出部
の抵抗と直列になるように接続することによつて
検出部の温度に依存しない電極間出力電圧を検出
信号として測定すれば、検出精度が向上する。
り、排気中スモーク量を検出することができる
が、本発明者等が去る昭和58年６月17日付で出願
した発明「温度補償付スモークセンサ」において
提案した如く、検出部の近傍、例えば第１図にお
ける中空円筒１の図示しない内表面に温度補償用
電極を形成し、温度補償用電極間の抵抗が検出部
の抵抗と直列になるように接続することによつて
検出部の温度に依存しない電極間出力電圧を検出
信号として測定すれば、検出精度が向上する。
実施例
平均粒径1μｍのアルミナ粉末89重量％、マグ
ネシア粉末６重量％、シリカ粉末５重量％、全無
機粉末に対し10重量部のポリビニルアルコール、
同２重量部及び同15重量部の水を混合し泥漿と
し、外径５mmφ、内径3.5mmφの金型を用いてパ
イプ押し出し法により成形した。得られた成形体
を長さ70mmに切断した後、大気中温度1050℃で一
次焼成し、曲面印刷機を用いて白金ペーストを線
巾、線間隔共に0.2mmの櫛歯状パターン、端子部
及び前二者の連結部に厚膜印刷し、次いで上記成
形体に用いた無機粉末と同質の粉末100重量部及
びブチルカルピドール70重量部からなる被覆用ペ
ーストを上記櫛歯状パターン及び端子部を除く部
分に塗布した後、大気中温度1600℃で二次焼成す
ることによつて第１図に示した中空円筒１を製作
した。別途に外径3.2mmφ、内径２mmφの金型を
用いること、白金ペーストを蛇行状パターンに厚
膜印刷すること及び被覆用ペーストを塗布しない
ことを除く外は上記中空円筒１を製作した要領と
同一の要領でセラミツクヒータ８を製作した。次
に中空円筒１の内部にセラミツクヒータ８を挿入
し、住友化学工業(株)製スミセラムS208Aを用いて
固着することによつてスモークセンサを製作し
た。このスモークセンサをエンジンの排気管に取
り付けるために、第３図に示す如く検出用リード
線１０及び発熱体用リード線１１を検出用端子５
ａ，５ｂ及び発熱体用端子９ａ，９ｂにロウ付け
した後、先端、後端及び中央にそれぞれ突出片１
２、突出片１３及び排気管への取り付け用ネジ部
１４を有する中空金属ホルダー１５に挿入し、無
機質接着剤１６で固着する。更に複数の通気孔１
７，１７…１７を有する金属フード１８を突出片
１２にかぶせて熔接し、他方突出片１３には金属
キヤツプ１９をかぶせて熔接した後、金属キヤツ
プ１９の後端にシリコンゴムチユーブ２０を装入
し、金属キヤツプ１９の後端を加締減径すること
によつて検出用リード線１０及び発熱体用リード
線１１を固定した。
ネシア粉末６重量％、シリカ粉末５重量％、全無
機粉末に対し10重量部のポリビニルアルコール、
同２重量部及び同15重量部の水を混合し泥漿と
し、外径５mmφ、内径3.5mmφの金型を用いてパ
イプ押し出し法により成形した。得られた成形体
を長さ70mmに切断した後、大気中温度1050℃で一
次焼成し、曲面印刷機を用いて白金ペーストを線
巾、線間隔共に0.2mmの櫛歯状パターン、端子部
及び前二者の連結部に厚膜印刷し、次いで上記成
形体に用いた無機粉末と同質の粉末100重量部及
びブチルカルピドール70重量部からなる被覆用ペ
ーストを上記櫛歯状パターン及び端子部を除く部
分に塗布した後、大気中温度1600℃で二次焼成す
ることによつて第１図に示した中空円筒１を製作
した。別途に外径3.2mmφ、内径２mmφの金型を
用いること、白金ペーストを蛇行状パターンに厚
膜印刷すること及び被覆用ペーストを塗布しない
ことを除く外は上記中空円筒１を製作した要領と
同一の要領でセラミツクヒータ８を製作した。次
に中空円筒１の内部にセラミツクヒータ８を挿入
し、住友化学工業(株)製スミセラムS208Aを用いて
固着することによつてスモークセンサを製作し
た。このスモークセンサをエンジンの排気管に取
り付けるために、第３図に示す如く検出用リード
線１０及び発熱体用リード線１１を検出用端子５
ａ，５ｂ及び発熱体用端子９ａ，９ｂにロウ付け
した後、先端、後端及び中央にそれぞれ突出片１
２、突出片１３及び排気管への取り付け用ネジ部
１４を有する中空金属ホルダー１５に挿入し、無
機質接着剤１６で固着する。更に複数の通気孔１
７，１７…１７を有する金属フード１８を突出片
１２にかぶせて熔接し、他方突出片１３には金属
キヤツプ１９をかぶせて熔接した後、金属キヤツ
プ１９の後端にシリコンゴムチユーブ２０を装入
し、金属キヤツプ１９の後端を加締減径すること
によつて検出用リード線１０及び発熱体用リード
線１１を固定した。
本発明スモークセンサを以上の構造に組み立て
たものをデイーゼルエンジンの排気管に取り付
け、スモークを含有する排気に晒し乍ら電極間抵
抗を測定した結果を第４図に示す。排気のスモー
ク量が70％の場合で、検出部の温度を500℃とし、
センサのリード端子５ａが排気方向に対して垂直
の場合、及びそれから90゜宛回転した場合におけ
る電極間抵抗を各々測定した。比較として検出部
が平板で検出部を有する表面が排気方向に対し
て、垂直で上流を向いている場合、及びそれから
90゜宛回転した場合における電極間抵抗を各々測
定した。ここでａは本発明品の、ｂは比較品の結
果を各々示す。これより明らかの通り本発明品は
排ガス流に対してどの方向に取り付けられても常
に一定の出力がえられるのに対して、比較品はそ
の方向により出力が変わつてしまい正確な測定を
することが困難である。従つて本発明スモークセ
ンサの取り付け時に排気流に対するセンサの方向
性を考慮しなくとも一定温度一定スモーク濃度の
排気に対しては常に一定の抵抗値を示す機能を発
揮する。また本発明スモークセンサは、円筒形状
である故に平板状センサに比べて機械的強度にお
いて優れていること及び通常の平板状センサに必
要な排気管への取り付け用フランジを必要としな
い故にセンサの小型化軽量化に適していること等
多くの利点を有している。
たものをデイーゼルエンジンの排気管に取り付
け、スモークを含有する排気に晒し乍ら電極間抵
抗を測定した結果を第４図に示す。排気のスモー
ク量が70％の場合で、検出部の温度を500℃とし、
センサのリード端子５ａが排気方向に対して垂直
の場合、及びそれから90゜宛回転した場合におけ
る電極間抵抗を各々測定した。比較として検出部
が平板で検出部を有する表面が排気方向に対し
て、垂直で上流を向いている場合、及びそれから
90゜宛回転した場合における電極間抵抗を各々測
定した。ここでａは本発明品の、ｂは比較品の結
果を各々示す。これより明らかの通り本発明品は
排ガス流に対してどの方向に取り付けられても常
に一定の出力がえられるのに対して、比較品はそ
の方向により出力が変わつてしまい正確な測定を
することが困難である。従つて本発明スモークセ
ンサの取り付け時に排気流に対するセンサの方向
性を考慮しなくとも一定温度一定スモーク濃度の
排気に対しては常に一定の抵抗値を示す機能を発
揮する。また本発明スモークセンサは、円筒形状
である故に平板状センサに比べて機械的強度にお
いて優れていること及び通常の平板状センサに必
要な排気管への取り付け用フランジを必要としな
い故にセンサの小型化軽量化に適していること等
多くの利点を有している。
第１図は本発明スモークセンサの一実施例を示
す斜視図、第２図は第１図の中空円筒の内部に挿
入固着するヒータを示す斜視図、第３図は第１図
のスモークセンサを排気管に取り付けるために組
立てたところを示す要部断面図で、第４図はガス
流方向と、本発明品及び比較品の検出部の方向と
電極間抵抗値の測定値を示した図である。 １……中空円筒、２……外表面、３ａ，３ｂ…
…電極、４……検出部、６……被覆層、８……ヒ
ータ、３０……従来のスモークセンサの基板、３
１……従来のスモークセンサの検出部。
す斜視図、第２図は第１図の中空円筒の内部に挿
入固着するヒータを示す斜視図、第３図は第１図
のスモークセンサを排気管に取り付けるために組
立てたところを示す要部断面図で、第４図はガス
流方向と、本発明品及び比較品の検出部の方向と
電極間抵抗値の測定値を示した図である。 １……中空円筒、２……外表面、３ａ，３ｂ…
…電極、４……検出部、６……被覆層、８……ヒ
ータ、３０……従来のスモークセンサの基板、３
１……従来のスモークセンサの検出部。
Claims (1)
- １ セラミツクス製中空円筒の外表面に、複数の
細線からなる一対の電極が形成されており電極間
を検出部とし、該外表面のうち電極及び検出部を
除く部分に気密な絶縁物質からなる被覆層が設け
られ、該中空円筒の内部に円筒形ヒータが挿入固
着されていることを特徴とするスモークセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14829083A JPS6039543A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | スモ−クセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14829083A JPS6039543A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | スモ−クセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6039543A JPS6039543A (ja) | 1985-03-01 |
| JPH038703B2 true JPH038703B2 (ja) | 1991-02-06 |
Family
ID=15449461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14829083A Granted JPS6039543A (ja) | 1983-08-12 | 1983-08-12 | スモ−クセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6039543A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0639937B2 (ja) * | 1986-11-21 | 1994-05-25 | 日本特殊陶業株式会社 | デイ−ゼルエンジンにおけるスモ−ク検出装置 |
| US5247827A (en) * | 1992-04-14 | 1993-09-28 | Bell Communications Research, Inc. | Resistive measurement of airborne contaminants |
| US6971258B2 (en) * | 2003-12-31 | 2005-12-06 | Honeywell International Inc. | Particulate matter sensor |
| US7275415B2 (en) | 2003-12-31 | 2007-10-02 | Honeywell International Inc. | Particulate-based flow sensor |
| JP4574411B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2010-11-04 | 日本碍子株式会社 | 煤検出センサ、及び煤検出方法 |
| DE102006029215A1 (de) * | 2006-06-26 | 2008-01-03 | Robert Bosch Gmbh | Messvorrichtung zur Messung der Durchflußrate eines Verbrennungsgas-Gemisches, aufweisend eine Korrektureinrichtung |
| JP5201193B2 (ja) * | 2010-10-28 | 2013-06-05 | 株式会社デンソー | 粒子状物質検出センサ |
| US10209173B2 (en) | 2014-08-22 | 2019-02-19 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Particulate sensor |
| JP6329494B2 (ja) * | 2015-01-22 | 2018-05-23 | 日本特殊陶業株式会社 | 微粒子センサ、及び、微粒子検知システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57147043A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-10 | Nissan Motor Co Ltd | Detector for deposition amount of soot |
-
1983
- 1983-08-12 JP JP14829083A patent/JPS6039543A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57147043A (en) * | 1981-03-09 | 1982-09-10 | Nissan Motor Co Ltd | Detector for deposition amount of soot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6039543A (ja) | 1985-03-01 |
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