JPS601546A - スモーク濃度センサ - Google Patents
スモーク濃度センサInfo
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- JPS601546A JPS601546A JP10977083A JP10977083A JPS601546A JP S601546 A JPS601546 A JP S601546A JP 10977083 A JP10977083 A JP 10977083A JP 10977083 A JP10977083 A JP 10977083A JP S601546 A JPS601546 A JP S601546A
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- Japan
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
- G01N27/07—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はディ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。
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。
不完全燃焼時のディ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
原因となっ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ナが提案されている。本
発明者等も、先に出願した特願昭５８−７３５８６号発
明「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っ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への通電によって除去
し得るスモークセンサを提案した。しかしながら、上記
スモークセンサの場合、基板の抵抗温度依存性により、
検出部となっている電極間の抵抗がスモークの堆積量の
みならず排気温度の変化や発熱体への通電量にも依存す
るため、基板温度が高く且つスモーク濃度の低い条件で
の使用は不向きであった。
モークと呼ばれる微粒炭素が存在し、これが環境汚染の
原因となっ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ナが提案されている。本
発明者等も、先に出願した特願昭５８−７３５８６号発
明「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っ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への通電によって除去
し得るスモークセンサを提案した。しかしながら、上記
スモークセンサの場合、基板の抵抗温度依存性により、
検出部となっている電極間の抵抗がスモークの堆積量の
みならず排気温度の変化や発熱体への通電量にも依存す
るため、基板温度が高く且つスモーク濃度の低い条件で
の使用は不向きであった。
本発明は、検出用電極の近傍に温度補償用電極を形成す
ることによって上記の難点を克服することのできたもの
で、その要旨とするところは、耐熱性及び電気絶縁性を
有する基板又は二辺上の基板からなる多層基板において
、基板の表面に電極間を検出部とする一対の検出用電極
が形成され、」二記表面の上記電極と異なる部分、上記
基板の裏面又は上記基板と異なる他の基板の表面に電極
間を温度補償部とする一対の温度補償用電極が形成され
、検出部を含む面及び温度補償部を含む面のうぢ少なく
とも検出部を除く全面に気密な絶縁物質からなる被覆層
又は被覆板を設けることによって検出部を露出させてい
ることを特徴とするスモークセンサに存する。
ることによって上記の難点を克服することのできたもの
で、その要旨とするところは、耐熱性及び電気絶縁性を
有する基板又は二辺上の基板からなる多層基板において
、基板の表面に電極間を検出部とする一対の検出用電極
が形成され、」二記表面の上記電極と異なる部分、上記
基板の裏面又は上記基板と異なる他の基板の表面に電極
間を温度補償部とする一対の温度補償用電極が形成され
、検出部を含む面及び温度補償部を含む面のうぢ少なく
とも検出部を除く全面に気密な絶縁物質からなる被覆層
又は被覆板を設けることによって検出部を露出させてい
ることを特徴とするスモークセンサに存する。
以下図に示す実施例とともに説明する。
第１図は本発明スモークセンサの一実施例を示す正面図
、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図である。
、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図である。
４枚の基板からなる多層基板において、上から二段目の
平板状基板１の表面の一端に櫛歯状の検出用電極２ａ、
２ｂを形成し、電極間を検出部３とし、他端に設けた検
出用端子４ａ、４ｂと接続する。第１図では示さないが
、基板１の裏面には検出用電極２ａ、２ｂと同一形状で
電極間を温度補償部とする温度補償用電極５が形成され
、他端に設けた温度補償用端子６と接続する。本発明ス
モークセンサは検出部３にスモークが堆積することによ
っ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３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、基板１の検出
部３、検出用電極２ａ、２ｂ及び検出用端子４ａ、４ｂ
を除く表面に被覆板７が積層されている。
平板状基板１の表面の一端に櫛歯状の検出用電極２ａ、
２ｂを形成し、電極間を検出部３とし、他端に設けた検
出用端子４ａ、４ｂと接続する。第１図では示さないが
、基板１の裏面には検出用電極２ａ、２ｂと同一形状で
電極間を温度補償部とする温度補償用電極５が形成され
、他端に設けた温度補償用端子６と接続する。本発明ス
モークセンサは検出部３にスモークが堆積することによ
っ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３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、基板１の検出
部３、検出用電極２ａ、２ｂ及び検出用端子４ａ、４ｂ
を除く表面に被覆板７が積層されている。
第２図の最下段の基板８の表面には発熱体９が蛇行型に
形成され、上下貫通孔１０を経由して基板８の裏面に設
けた発熱体用端子１１と接続している。温度補償用端子
５と発熱体９の間を絶縁するために基板Ｉと基板８の間
に基板１２が挟まれるいる。
形成され、上下貫通孔１０を経由して基板８の裏面に設
けた発熱体用端子１１と接続している。温度補償用端子
５と発熱体９の間を絶縁するために基板Ｉと基板８の間
に基板１２が挟まれるいる。
基板材料及び被覆板は、基板１、基板８、基板１２及び
被覆板７のすべてが同材質である場合が工程上置も簡単
であるが、電気絶縁性耐熱材料である限り必ずしも同材
質に限定されることはなく、アルミナ、窒化珪素、ジル
コニア、ベリリア等の利料から選択し得る。基板の成形
には加圧成形法及びシート成形法のどちらも適用可能で
あるが、センサの小型化軽量化が要求される場合にはシ
ート成形法が望ましい。
被覆板７のすべてが同材質である場合が工程上置も簡単
であるが、電気絶縁性耐熱材料である限り必ずしも同材
質に限定されることはなく、アルミナ、窒化珪素、ジル
コニア、ベリリア等の利料から選択し得る。基板の成形
には加圧成形法及びシート成形法のどちらも適用可能で
あるが、センサの小型化軽量化が要求される場合にはシ
ート成形法が望ましい。
電極及び発熱体は、Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｕ、Ａｇ及びＰｄな
どの貴金属粉又はＷ、Ｔａ及びＭｏなどの耐熱金属粉を
含むペーストを生シート又は焼成基板上に厚膜印刷した
ものが好適である。電極形状は、検出部３にスモークが
堆積した際に生じる電気抵抗の変化を通富の電子回路に
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しなければならないが、線間隔
が０．０５＋ｍ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３ ｍｓ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〜３顛が望まし
い。
どの貴金属粉又はＷ、Ｔａ及びＭｏなどの耐熱金属粉を
含むペーストを生シート又は焼成基板上に厚膜印刷した
ものが好適である。電極形状は、検出部３にスモークが
堆積した際に生じる電気抵抗の変化を通富の電子回路に
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しなければならないが、線間隔
が０．０５＋ｍ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３ ｍｓ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〜３顛が望まし
い。
発熱体は検出部３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３が４０
０〜６００℃となるように膜厚及び綿密度を選定するの
が望ましい。検出部の温度が４００°Ｃに満たないとス
モークを焼き切ることが困難になり、６００°Ｃ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。
目的として設けられるものであるので、検出部３が４０
０〜６００℃となるように膜厚及び綿密度を選定するの
が望ましい。検出部の温度が４００°Ｃに満たないとス
モークを焼き切ることが困難になり、６００°Ｃ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。
第３図は第１図及び第２図で示したスモークセンサの製
作工程の一例を示す斜視図である。
作工程の一例を示す斜視図である。
平均粒径１μｍのアルミナ粉末９０重量％、シリカ５重
量％、マグネシア５重量％、全無機粉末に対し１０重量
部のアクリル酸エステル樹脂、同８重量部の可塑剤及び
同少量の分散剤を有機溶剤中で混合し泥漿とし、ドクタ
ーブレード法によって成形することによって生シートＳ
１．同Ｓ、。
量％、マグネシア５重量％、全無機粉末に対し１０重量
部のアクリル酸エステル樹脂、同８重量部の可塑剤及び
同少量の分散剤を有機溶剤中で混合し泥漿とし、ドクタ
ーブレード法によって成形することによって生シートＳ
１．同Ｓ、。
同Ｓ７及び同３１２を製作した。生シートｓ、の表面に
白金ペーストを用いて、焼成収縮後の線中及び線間隔が
共に１．０鴎となるよう櫛歯状パターンＰ、、Ｐ２と端
子用パターンＴ、、Ｔ２とを印刷し、次いで上記表面と
全く同様に図示しない裏面にも印刷を施す。他方性シー
１−５．の表面には上記白金ペーストを用いて発熱体９
とする蛇行状パターンＨを印刷し、同時に白−金ペース
トを■通孔Ｑ、、Ｑ２に流れ込ませて、図示しない裏面
に印刷した発熱体用端子１１とする端子用パターンと連
通させ、焼成後に発熱体９と発熱体用端子１１とが導通
するようにしておく。次に生シートＳ１゜Ｓ、、Ｓ、及
びＳ、ｚを熱圧着し、大気中温度１６００℃、保持時間
１時間の条件で焼成することによってスモークセンサを
製作した。このようにして得られたスモークセンサの電
気回路図を第４図に示す。Ｉ（は発熱体９の抵抗、Ｒ１
及びＲ２はそれぞれ検出用電極２ａ、２ｂ及び温度補償
用電極５の電極間抵抗、ＶＨは発熱体用入力電圧、ｖｏ
はセンサ出力電圧、■はセンサ出力電圧である。これら
にば■／Ｖｏ −Ｒｚ ／ （Ｒ１＋Ｒ２）という関係
があるが、本★施例では検出用電極と温度？Ｉ償用電極
とを同一基板の表裏面に同一形状に形成したので、セン
サが清浄大気に晒されている限りＲ１−Ｒ２なる関係は
温度に依存することなく保持され、Ｖ／■ｏ値が一定と
なる。ところがセンサがスモークを含む排気に晒される
と、検出部３にはスモークが堆積するが裏面の温度補償
部には堆積しないので、温度一定の条件下ではその堆積
量に応じてＲ；の値のみが減少し、ＶＺＶｏ値が増加す
る。例えば検出部３の温度が６００℃になるように発熱
体９に通電するとセンサが大気中に晒されている間はＲ
，＝Ｒ２＝３０００ （ｋΩ）であったが、センサをス
モーク量５％の排気に晒すとＲ＋ ＝１０００ （ｋΩ
）に低下した。従って、温度補償部を付設していないス
モークセンサを用いて未知のスモーク濃度を検出するた
めには、このようなＲ１の抵抗変化を測定しなければな
らなかったので、十分な検出精度が得られなかったが、
本発明によれば入力端子Ｖ□をり、 Ｃ，１４（Ｖ）と
すると大気中ではＲ，＝Ｒ２＝３０００ （ｋΩ）より
出力電圧■は７（■）となり、スモーク含有〆排気中で
はＪ ＝１０００ （ｋΩ）、Ｒ，、＝３０００（ｋΩ
）より出力電圧Ｖは１０．５ （Ｖ）となるので、この
ような出力電圧Ｖの変化を測定することによってスモー
ク濃度を正確に検出することができるのである。
白金ペーストを用いて、焼成収縮後の線中及び線間隔が
共に１．０鴎となるよう櫛歯状パターンＰ、、Ｐ２と端
子用パターンＴ、、Ｔ２とを印刷し、次いで上記表面と
全く同様に図示しない裏面にも印刷を施す。他方性シー
１−５．の表面には上記白金ペーストを用いて発熱体９
とする蛇行状パターンＨを印刷し、同時に白−金ペース
トを■通孔Ｑ、、Ｑ２に流れ込ませて、図示しない裏面
に印刷した発熱体用端子１１とする端子用パターンと連
通させ、焼成後に発熱体９と発熱体用端子１１とが導通
するようにしておく。次に生シートＳ１゜Ｓ、、Ｓ、及
びＳ、ｚを熱圧着し、大気中温度１６００℃、保持時間
１時間の条件で焼成することによってスモークセンサを
製作した。このようにして得られたスモークセンサの電
気回路図を第４図に示す。Ｉ（は発熱体９の抵抗、Ｒ１
及びＲ２はそれぞれ検出用電極２ａ、２ｂ及び温度補償
用電極５の電極間抵抗、ＶＨは発熱体用入力電圧、ｖｏ
はセンサ出力電圧、■はセンサ出力電圧である。これら
にば■／Ｖｏ −Ｒｚ ／ （Ｒ１＋Ｒ２）という関係
があるが、本★施例では検出用電極と温度？Ｉ償用電極
とを同一基板の表裏面に同一形状に形成したので、セン
サが清浄大気に晒されている限りＲ１−Ｒ２なる関係は
温度に依存することなく保持され、Ｖ／■ｏ値が一定と
なる。ところがセンサがスモークを含む排気に晒される
と、検出部３にはスモークが堆積するが裏面の温度補償
部には堆積しないので、温度一定の条件下ではその堆積
量に応じてＲ；の値のみが減少し、ＶＺＶｏ値が増加す
る。例えば検出部３の温度が６００℃になるように発熱
体９に通電するとセンサが大気中に晒されている間はＲ
，＝Ｒ２＝３０００ （ｋΩ）であったが、センサをス
モーク量５％の排気に晒すとＲ＋ ＝１０００ （ｋΩ
）に低下した。従って、温度補償部を付設していないス
モークセンサを用いて未知のスモーク濃度を検出するた
めには、このようなＲ１の抵抗変化を測定しなければな
らなかったので、十分な検出精度が得られなかったが、
本発明によれば入力端子Ｖ□をり、 Ｃ，１４（Ｖ）と
すると大気中ではＲ，＝Ｒ２＝３０００ （ｋΩ）より
出力電圧■は７（■）となり、スモーク含有〆排気中で
はＪ ＝１０００ （ｋΩ）、Ｒ，、＝３０００（ｋΩ
）より出力電圧Ｖは１０．５ （Ｖ）となるので、この
ような出力電圧Ｖの変化を測定することによってスモー
ク濃度を正確に検出することができるのである。
上記実施例では、温度補償用電極を表面に検出用電極が
形成されている基板の裏面に形成したが、温度補償用電
極の位置はこれに限定されるものではなく、第４図に示
した電気回路図において室温〜６００℃、大気中Ｖｏ＝
一定の条件下では温度に依存することなく常にＶが一定
に保持され、センサをスモーク含有排気に晒した場合に
のみＶが変化するように配置されておれば良い。従って
、温度補償用電極を検出用電極が形成されている基板と
異なる他の基板に形成する場合も上記の如く配置されて
いる限り、上記実施例と同様の効果を奏する。
形成されている基板の裏面に形成したが、温度補償用電
極の位置はこれに限定されるものではなく、第４図に示
した電気回路図において室温〜６００℃、大気中Ｖｏ＝
一定の条件下では温度に依存することなく常にＶが一定
に保持され、センサをスモーク含有排気に晒した場合に
のみＶが変化するように配置されておれば良い。従って
、温度補償用電極を検出用電極が形成されている基板と
異なる他の基板に形成する場合も上記の如く配置されて
いる限り、上記実施例と同様の効果を奏する。
また、温度補償用電極を検出用電極に隣接する場合も、
被覆板として電気絶縁性及び耐熱性に優れた無機質粉末
を含む生シートを圧着すること、又は被覆層として同粉
末を含むペーストを印刷することによって温度補償部が
外気から遮断され、Ｒ２の変化がスモーク量に依存しな
いようにすれば上記実施例と同様の効果を奏する。
被覆板として電気絶縁性及び耐熱性に優れた無機質粉末
を含む生シートを圧着すること、又は被覆層として同粉
末を含むペーストを印刷することによって温度補償部が
外気から遮断され、Ｒ２の変化がスモーク量に依存しな
いようにすれば上記実施例と同様の効果を奏する。
本発明スモークセンサは、第４図に示したセンサ回路を
通常の車載用程度の検出回路と接続することによって十
分検出機能を果たすものであるが、検出回路のインピー
ダンスが特に低い場合でも、第５図に示すように一定抵
抗Ｒ３をセンサ回路ＡのＲ２と並列になるように検出回
路Ｂに備えることによって、検出機能を果たすことので
きるものである。
通常の車載用程度の検出回路と接続することによって十
分検出機能を果たすものであるが、検出回路のインピー
ダンスが特に低い場合でも、第５図に示すように一定抵
抗Ｒ３をセンサ回路ＡのＲ２と並列になるように検出回
路Ｂに備えることによって、検出機能を果たすことので
きるものである。
尚、排気温度が高いために発熱体に通電しなくても検出
部の温度が５００ ”Ｃ以上となる条件下でのみ使用す
る場合は、その温度で堆積したスモークを焼き切ること
ができるので、発熱体を必要としない。
部の温度が５００ ”Ｃ以上となる条件下でのみ使用す
る場合は、その温度で堆積したスモークを焼き切ること
ができるので、発熱体を必要としない。
以上のように本発＼ モーフセンサを用いれば排気温度
や発熱体への通電量に依存することなく排気中のスモー
ク濃度を正確に検出することができる。
や発熱体への通電量に依存することなく排気中のスモー
ク濃度を正確に検出することができる。
第１図は本発明スモークセンサの一実施例を示す正面図
、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図、第３図は第１図及び
第２図で示したスモークセンサの製作工程の一例を示す
斜視図、第４図は本発明スモークセンサの回路図、第５
図は本発明スモークセンサに一定抵抗Ｒ３を接続したと
ころを示す回路図である。 １．８．１２・・・・・・基板、２ａ、２ｂ・・・・・
・検出用電極、３・・・・・・検出部、５・・・・・・
温度補償用電極、７・・・・・・被覆板 第１図 第２図
、第２図は第１図Ａ−Ａ線断面図、第３図は第１図及び
第２図で示したスモークセンサの製作工程の一例を示す
斜視図、第４図は本発明スモークセンサの回路図、第５
図は本発明スモークセンサに一定抵抗Ｒ３を接続したと
ころを示す回路図である。 １．８．１２・・・・・・基板、２ａ、２ｂ・・・・・
・検出用電極、３・・・・・・検出部、５・・・・・・
温度補償用電極、７・・・・・・被覆板 第１図 第２図
Claims (1)
- 耐熱性及び電気絶縁性を有する基板又は二辺上の基板か
らなる多層基板において、基板の表面に電極間を検出部
とする一対の検出用電極が形成され、上記表面の上記電
極と異なる部分、上記基板の裏面又は上記基板と異なる
他の基板の表面に電極間を温度補償部とする一対の温度
補償用電極が形成され、検出部を含む面及び温度補償部
を含む面のうち少なくとも検出部を除く全面に気密な絶
縁物質からなる被覆層又は被覆板を設けることによって
検出部を露出させ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 |
|---|---|---|---|
| JP10977083A JPS601546A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | スモーク濃度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10977083A JPS601546A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | スモーク濃度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS601546A true JPS601546A (ja) | 1985-01-07 |
| JPH0248055B2 JPH0248055B2 (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=14518784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10977083A Granted JPS601546A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | スモーク濃度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS601546A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000321229A (ja) * | 1999-05-14 | 2000-11-24 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関用のコーキングセンサ |
| JP2010032488A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-02-12 | Ngk Insulators Ltd | 粒子状物質検出装置 |
| DE102011076294A1 (de) | 2010-05-24 | 2011-11-24 | Denso Corporation | Partikelerfassungssensor und Partikelerfassungssensoreinheit |
| JP2012108127A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Delphi Technologies Inc | 粒子状物質センサの自己診断 |
| CN110608980A (zh) * | 2018-06-15 | 2019-12-24 | 世钟工业株式会社 | 废气颗粒物传感器 |
| CN112005106A (zh) * | 2018-04-12 | 2020-11-27 | 株式会社电装 | 颗粒状物质检测装置 |
Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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-
1983
- 1983-06-17 JP JP10977083A patent/JPS601546A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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