KR101223418B1 - 입자상 물질 센서 - Google Patents

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Abstract

입자상 물질(PM)의 포집 및 산화 과정 중에 연속적으로 그 농도 측정이 가능한 입자상 물질(PM) 센서가 제공된다. 이러한 입자상 물질 센서에 있어서, 제 1 전기화학셀은 입자상 물질을 포함하는 배기 가스를 맞이하도록 배치되어 상기 입자상 물질이 포집되고 산화되고, 산소 이온 전도성 및 가스 투과성을 갖는다. 제 2 전기화학셀은 상기 배기 가스의 배출 방향을 따라서 상기 제 1 전기화학셀의 뒤편에, 상기 제 1 전기화학셀과 접하도록 배치되고, 산소 이온 전도성 및 가스 투과성을 갖는다. 상기 입자상 물질 센서는 상기 제 1 전기화학셀의 제 1 저항값 및 상기 제 2 전기화학셀의 제 2 저항값을 비교하여 상기 배기 가스 중의 상기 입자상 물질의 농도를 계측한다.

Description

입자상 물질 센서{Particulate Matter Sensor}
본 발명은 배기 장치에 관한 것으로서, 특히 배기 가스 내 입자상 물질 센서에 관한 것이다.
배기 규제가 한층 강화됨에 따라서, 배기 가스를 정화하는 후처리 장치에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, 디젤 자동차에 대해 입자상 물질(Particulate Matter; PM)에 대한 규제가 더욱 엄격해지고 있다. 이에 따라, 이를 줄이기 위한 장치와 이를 모니터링하기 위한 센서 개발이 한창 진행되고 있다. 나아가, 자동차 엔진에서 유해 배기 물질을 자가 진단하기 위한 온-보드-진단(On-Board Diagnostic; OBD) 시스템 구축이 요구되고 있다.
하지만, 통상적으로 디젤 배기 가스 중의 입자상 물질(PM)을 모니터링하기 위한 자동차 장착용 센서는 그 정확도가 떨어지고 그 크기가 너무 커서 소형화하기 어렵다는 문제가 있다. 나아가, 입자상 물질의 트랩, 계측 및 재생이 동시에 이루어지기 않기 때문에, 연속 계측이 불가능하다는 문제가 있다.
이에, 본 발명의 일 과제는 연속 계측이 가능하면서 정밀도가 높은 입자상 물질 센서를 제공하는 것이다. 이러한 과제는 예시적으로 제시되었고, 본 발명의 범위가 이러한 과제에 의해서 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 형태에 따른 입자상 물질(Particulate Matter; PM) 센서가 제공된다. 제 1 전기화학셀은 입자상 물질을 포함하는 배기 가스를 맞이하도록 배치되어 상기 입자상 물질이 포집되고 산화되고, 산소 이온 전도성 및 가스 투과성을 갖는다. 제 2 전기화학셀은 상기 배기 가스의 배출 방향을 따라서 상기 제 1 전기화학셀의 뒤편에, 상기 제 1 전기화학셀과 접하도록 배치되고, 산소 이온 전도성 및 가스 투과성을 갖는다. 상기 입자상 물질 센서는 상기 제 1 전기화학셀의 제 1 저항값 및 상기 제 2 전기화학셀의 제 2 저항값을 비교하여 상기 배기 가스 중의 상기 입자상 물질의 농도를 계측한다.
상기 입자상 물질 센서의 일 예에 있어서, 상기 1 전기화학셀 및 상기 제 2 전기화학셀은 캐소드 전극을 공유할 수 있다. 나아가, 상기 캐소드 전극은 상기 배기 가스 중의 산소를 트랩하기 위한 다공성 적층 구조의 금속 산화물; 및 희토류 금속을 담지한 보조담체 물질을 포함하는 복합 구조를 가질 수 있다.
상기 입자상 물질 센서의 다른 예에 있어서, 상기 제 1 전기화학셀 및 상기 제 2 전기화학셀은 상기 배기 가스 중의 상기 입자상 물질은 통과시키지 않고 가스 성분은 통과시킬 수 있다.
상기 입자상 물질 센서의 또 다른 예에 있어서, 상기 제 1 저항값을 측정하기 위해서 제 1 전원이 상기 제 1 전기화학셀에 연결되고, 상기 제 2 저항값을 측정하기 위해서 제 2 전원이 상기 제 2 전기화학셀에 연결된다.
상기 입자상 물질 센서의 또 다른 예에 있어서, 상기 제 1 전기화학셀 및 상기 제 2 전기화학셀은 자동차의 배기관에 설치되고, 나아가 디젤 매연 여과기(Diesel Particulate Filter; DPF) 뒷단에 설치되어 상기 디젤 매연 여과기의 동작을 모니터링하도록 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따른 입자상 물질 센서가 제공된다. 산소를 트랩하는 캐소드 전극이 제공된다. 제 1 고체 전해질은 상기 캐소드 전극의 일측에 배치되고, 산소 이온 및 배기 가스 중의 기체가 통과되도록 다공질 구조를 갖는다. 제 1 애노드 전극은 상기 캐소드 전극 반대편의 상기 제 1 고체 전해질 상에 제공된다. 제 2 고체 전해질은 상기 제 1 고체 전해질 반대편의 상기 공통 캐소드 전극의 타측에 배치되고, 산소 이온 및 배기 가스 중의 기체가 통과되도록 다공질 구조를 갖는다. 제 2 애노드 전극은 상기 공통 캐소드 전극 반대편의 상기 제 2 고체 전해질 상에 제공된다. 배기 가스는 상기 제 1 애노드 전극으로부터 상기 제 2 애노드 전극 방향으로 배출되며, 상기 배기 가스 중 입자상 물질은 상기 제 1 애노드 전극 상에서 포집되어 산화되고, 상기 캐소드 전극으로부터 상기 제 1 애노드 전극까지의 제 1 저항값 및 상기 캐소드 전극으로부터 상기 제 2 애노드 전극까지의 제 2 저항값을 비교하여 상기 입자상 물질의 농도를 계측한다.
상기 입자상 물질 센서의 일 예에 있어서, 상기 배기 가스 중의 상기 입자상 물질의 농도가 높아질수록 상기 제 1 고체 전해질을 통한 산소 이온의 펌핑 효율이 증대되어 상기 제 1 저항값이 낮아질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 입자상 물질(PM) 센서에 의하면, PM이 포집되고 산화될 때 두 개의 전기화학셀의 저항값 차이를 측정함으로써 PM 농도가 연속적으로 측정될 수 있다. 나아가, 본 발명의 실시예들에 따른 PM 센서에 의하면, 두 개의 전기화학셀을 일체화함으로써 그 크기를 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 PM 센서는 자동차의 디젤 매연 여과기(DPF)의 정상 동작 여부를 자가 진단할 수 있는 온-보드-진단(OBD) 시스템 구축에 효율적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PM 센서를 보여주는 개략적인 단면도이고;
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PM 센서를 보여주는 개략적인 단면도이고;
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 PM 센서의 동작을 설명하는 개략적인 단면도이고; 그리고
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 PM 센서의 응용예를 보여주는 개략적인 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PM 센서를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제 1 전기화학셀(First Electrochemical Cell, C1) 및 제 2 전기화학셀(Second Electrochemical Cell, C2)이 제공된다. 예를 들어, 제 1 전기화학셀(C1)은 배기 가스를 맞이하는 방향에 배치되고, 제 2 전기화학셀(C2)은 제 1 전기화학셀(C1) 뒤편에 제 1 전기화학셀(C1)에 접하도록 배치될 수 있다. 제 1 전기화학셀(C1) 및 제 2 전기화학셀(C2)은 산소 이온 전도성을 갖고, 나아가 배기 가스 내 가스 성분에 대해서는 투과성을 가질 수 있다.
제 1 전기화학셀(C1)은 캐소드 전극(105), 제 1 고체 전해질(110) 및 제 1 애노드 전극(115)을 포함할 수 있다. 제 1 고체 전해질(110)은 캐소드 전극(105)의 일측, 예컨대 배기 가스를 맞이하는 측에 서로 접하도록 배치되고, 제 1 애노드 전극(115)은 캐소드 전극(105) 반대편의 제 1 고체 전해질(110) 상에 서로 접하도록 배치될 수 있다.
제 2 전기화학셀(C2)은 캐소드 전극(105), 제 2 고체 전해질(120) 및 제 2 애노드 전극(125)을 포함할 수 있다. 제 2 고체 전해질(120)은 제 1 고체 전해질(110)의 반대편, 즉 캐소드 전극(105)의 타측과 서로 접하도록 배치되고, 제 2 애노드 전극(125)은 캐소드 전극(105) 반대편의 제 2 고체 전해질(120) 상에 서로 접하도록 배치될 수 있다.
이 실시예에서, 제 1 전기화학셀(C1) 및 제 2 전기화학셀(C2)은 캐소드 전극(105)을 서로 공유하도록 배치될 수 있다. 이러한 점에서 캐소드 전극(105)은 공통 캐소드 전극이라고 불릴 수도 있다. 캐소드 전극(105)이 공유되기 때문에, 제 1 전기화학셀(C1)과 제 2 전기화학셀(C2)은 일체형으로 제공될 수 있고, 이러한 점에서 소형화에 용이할 수 있다. 다만, 이 실시예의 변형된 예에서, 제 1 전기화학셀(C1) 및 제 2 전기화학셀(C2)이 개별적인 캐소드 전극들(미도시)을 갖고, 이 개별적인 캐소드 전극들이 서로 접하도록 구성될 수도 있다.
캐소드 전극(105)은 배기 가스 중의 산소 트랩이 용이하고, 질소산화물에 대한 흡장물질(Adsorbate)의 담지가 용이한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 캐소드 전극(105)은 비균일성 다공성 적층 구조를 가질 수 있고, 나아가 산소 트랩 효율을 높이기 위하여 초미세기공을 가진 보조담체에 희토류 금속을 담지한 복합 구조를 가질 수 있다.
제 1 및 제 2 애노드 전극들(115, 125)은 입자상 물질(PM), 예컨대 HC(Hydro Carbon) 성분에 대한 선택적 산화성이 뛰어난 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 애노드 전극들(115, 125) 및 캐소드 전극(105)은 적절한 금속 산화물, 예컨대 Ag계 산화물, 알카리토금속계 산화물, Ni계 산화물, 구리계 산화물 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 알카리토금속계 산화물로는 LiO, K2O, CaO, SrO, BaO 등을 들 수 있고, Ag계 산화물로는 AgO, AgO2 또는 Ag·SnO2 등과 같은 합금 산화물을 들 수 있고, Ni계 산화물로는 NiO 또는 NiO-YSZ 등을 들 수 있고, 구리계 산화물로는 CuO 또는 2CuO·Cr2O3 등을 들 수 있다.
제 1 및 제 2 고체 전해질(110, 120)은 산소 이온 전도성 및 가스 투과성을 갖도록 불균일성 다공질 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 고체 전해질(110, 120)은 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia), GDC(Gadolinia-doped Ceria), SDC(Samarium-doped Ceria) 등을 포함할 수 있다.
제 1 전원(V1)은 제 1 전기화학셀(C1)에 연결되고, 제 2 전원(V2)은 제 2 전기화학셀(C2)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전원(V1)은 캐소드 전극(105)과 제 1 애노드 전극(115) 사이에 연결되고, 제 2 전원(V2)은 캐소드 전극(105)과 제 2 애노드 전극(125) 사이에 연결될 수 있다. 나아가, 제 1 전기화학셀(C1)의 저항값(이하, 제 1 저항값이라고 함)을 측정하기 위해서 제 1 전류계(A1)가 제 1 전원(V1)과 직렬로 연결되고, 제 2 전기화학셀(C2)의 저항값(이하, 제 2 저항값이라고 함)을 측정하기 위해서 제 2 전류계(A2)가 제 2 전원(V2)과 직렬로 연결될 수 있다.
이 실시예에 따른 PM 센서는 제 1 저항값과 제 2 저항값의 차이를 계측하여, 이를 바탕으로 배기 가스 내 PM 농도를 계측할 수 있다. 제 1 저항값과 제 2 저항값의 차이는 제 1 전기화학셀(C1)과 제 2 전기화학셀(C2)의 산소 이온 펌핑 효율의 차이로부터 기인한다. 이러한 효율의 차이는 산소 이온이 PM의 산화 반응에 관여하기 때문이다. 제 1 애노드 전극(115) 상에는 PM이 포집되기 때문에, 산소 이온의 펌핑 효율이 높아 상대적으로 제 1 저항값이 제 2 저항값보다 낮아진다. 따라서, 제 1 저항값과 제 2 저항값의 차이가 클수록 PM의 농도가 높은 것으로 판단할 수 있다.
배기 가스 내 PM의 농도를 모니터링하는 것은 1차적으로 엔진의 효율을 모니터링하는 수단이 될 수 있고, 2차적으로 후처리 장치에서 배기 가스의 처리 효율을 모니터링하는 수단이 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PM 센서를 보여주는 개략적인 단면도이다. 이 실시예에 따른 PM 센서는 도 1의 PM 센서에 일부 구성이 더 부가된 것이고, 따라서 두 실시예들에서 중복된 설명은 생략된다.
도 2를 참조하면, 가열 부재(130)가 제 1 및 제 2 전기화학셀(C1, C2)에 더 부가될 수 있다. 예를 들어, 가열 부재(130)는 내부에 금속 열선(135)을 포함할 수 있다. 가열 부재(130)는 배기 가스의 온도가 낮은 경우, 제 1 및 제 2 전기화학셀(C1, C2)의 산소 이온 전도도를 높이기 위해서 부가될 수 있다. 이 실시예에서, 가열 부재(130)는 제 1 및 제 2 전기화학셀(C1, C2)에 공통으로 접하도록 부가될 수 있다.
이 실시예의 변형된 예에서, 금속 열선(135)은 제 1 및 제 2 전기화학셀(C1, C2) 내부에 제공될 수도 있다. 예컨대 금속 열선(135)은 제 1, 제 2 애노드 전극(115, 125) 및 캐소드 전극(105)의 적어도 하나의 내부에 제공될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 PM 센서의 동작을 설명하는 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 배기 가스(Exhaust Gas, 10)는 제 1 애노드 전극(115)으로부터 제 2 애노드 전극(125) 방향으로 통과될 수 있다. 즉, 배기 가스(10)는 제 1 전기화학셀(C1)의 제 1 애노드 전극(115)에 직면한 후, PM(11)을 제외한 대부분이 제 1 및 제 2 전기화학셀들(C1, C2)을 통과하여 배출될 수 있다.
예를 들어, 배기 가스(10)는 PM(11), 산소(O2, 12), 탄소 산화물(14), 질소 산화물(16) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 탄소 산화물(14)은 CO2를 포함하고, 질소 산화물(16)은 NO2를 포함할 수 있다. 나아가, 배기 가스(10) 내에는 CO와 같은 탄소 산화물(14) 및/또는 NO와 같은 질소 산화물(16)이 더 포함될 수도 있다.
배기 가스(10) 중 PM(11)은 제 1 및 제 2 전기화학셀(C1, C2)을 통과하지 못하고, 제 1 애노드 전극(115) 상에 포집된다. 탄소 산화물(14) 및 질소 산화물(16)은 제 1 및 제 2 전기화학셀(C1, C2)을 통과하여 배기구 방향으로 배출될 수 있다. 질소 산화물(16)은 캐소드 전극(105)에 흡장되나 포화 농도 이상이 되어 배기 방향을 따라서 배출될 수 있다.
산소(12)는 캐소드 전극(105)에 트랩되어, 제 1 전원(V1) 및/또는 제 2 전원(V2)을 통해서 전압이 인가될 때 산소 이온으로 이온화되어 제 1 및 제 2 고체 전해질들(110, 120)을 통과하여 제 1 및 제 2 애노드 전극들(115, 125) 방향으로 펌핑된다. 질소 산화물(16)은 캐소드 전극(105)에 트랩되어 제 1 전원(V1) 및/또는 제 2 전원(V2)을 통해서 전압이 인가될 때 N2로 환원되고, 산소 이온은 제 1 및 제 2 고체 전해질들(110, 120)을 통과하여 제 1 및 제 2 애노드 전극들(115, 125) 방향으로 펌핑된다. 이에 따라, 제 1 및 제 2 전기화학셀(C1, C2)에서 전류는 산소 이온에 의한 이온 전류가 대부분이 되고, 이러한 산소 이온의 전도도가 제 1 및 제 2 전기화학셀(C1, C2)의 저항값을 결정하게 될 수 있다.
제 1 애노드 전극(115) 상에 포집된 PM(11)은 산소 이온과 반응하여 산화될 수 있다. 이에 따라, 제 1 애노드 전극(115) 상에 포집된 PM(11)의 농도가 높을수록 산소 이온의 펌핑 속도가 높아질 수 있다. 반면, 제 2 애노드 전극(125) 상에는 PM(11)이 거의 없기 때문에 산소 이온이 제 2 애노드 전극(125) 상에서 느리게 산화 또는 퇴적된다. 따라서, PM(11)의 농도가 높을수록 제 1 전기화학셀(C1)에서의 산소 이온의 펌핑 효율이 제 2 전기화학셀(C2)에서의 산소 이온의 펌핑 효율보다 증대 된다.
이에 따라, PM(11)의 농도가 높을수록, 제 1 저항값(Ω1)과 제 2 저항값(Ω2)의 차이가 커지게 된다. 따라서, 제 1 저항값(Ω1)과 제 2 저항값(Ω2)의 차이를 측정함으로써, 배기 가스(10) 내 PM(11)의 농도를 계측할 수 있게 된다. 특히, 표준화 과정을 거치면, 제 1 저항값(Ω1)과 제 2 저항값(Ω2)의 차이를 PM(11)의 농도와 대응시킬 수 있다.
이에 따르면, PM(11)이 제 1 애노드 전극(115) 상에 포집됨과 동시에 산화되어 재생되면서, 그 농도가 연속적으로 계측될 수 있다. 따라서, PM(11)을 포집하는 단계, PM(11) 농도를 계측하는 단계, 및 PM(11)을 재생하는 단계를 분리할 필요 없이 이들을 연속적으로 또는 동시에 진행하는 것이 가능해진다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 PM 센서의 응용예를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 4를 참조하면, 자동차의 디젤 엔진(미도시)에 연결된 배기관(30)에는 엄격화된 배기 규제를 만족시키기 위해서 디젤 매연 여과기(DPF, 40)가 장착될 수 있다. PM 센서(50)는 디젤 매연 여과기(40)의 뒷단에 배치되어, PM 농도를 모니터링함으로써 디젤 매연 여과기(40)의 정상 동작 여부를 모니터링할 수 있다. PM 센서(50)가 제어기(60)에 신호를 전달하고, 이 제어기(60)가 사용자에 디젤 매연 여과기(40)의 상태를 사용자에게 알림으로써 온-보드-진단(OBD) 시스템을 구축할 수 있다.
발명의 특정 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 따라서 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.
105: 캐소드 전극 110: 제 1 고체 전해질
115: 제 1 애노드 전극 120: 제 2 고체 전해질
125: 제 2 애노드 전극 130: 가열 부재
135: 금속 열선 C1, C2: 전기화학셀
V1, V2: 전원 A1, A2: 전류계

Claims (12)

  1. 입자상 물질을 포함하는 배기 가스를 맞이하도록 배치되어 상기 입자상 물질이 포집되고 산화되고, 산소 이온 전도성 및 가스 투과성을 갖는 제 1 전기화학셀; 및
    상기 배기 가스의 배출 방향을 따라서 상기 제 1 전기화학셀의 뒤편에, 상기 제 1 전기화학셀과 접하도록 배치되고, 산소 이온 전도성 및 가스 투과성을 갖는 제 2 전기화학셀을 포함하고,
    상기 제 1 전기화학셀의 제 1 저항값 및 상기 제 2 전기화학셀의 제 2 저항값을 비교하여 상기 배기 가스 중의 상기 입자상 물질의 농도를 계측하는, 입자상 물질 센서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전기화학셀 및 상기 제 2 전기화학셀은 캐소드 전극을 공유하는, 입자상 물질 센서.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 캐소드 전극은 상기 배기 가스 중의 산소를 트랩하기 위한 다공성 적층 구조의 금속 산화물; 및
    희토류 금속을 담지한 보조담체 물질을 포함하는 복합 구조를 갖는, 입자상 물질 센서.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전기화학셀 및 상기 제 2 전기화학셀은 상기 배기 가스 중의 상기 입자상 물질은 통과시키지 않고 가스 성분은 통과시키는, 입자상 물질 센서.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 저항값을 측정하기 위해서 상기 제 1 전기화학셀에 연결된 제 1 전원; 및
    상기 제 2 저항값을 측정하기 위해서 상기 제 2 전기화학셀에 연결된 제 2 전원을 더 포함하는, 입자상 물질 센서.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전기화학셀 및 상기 제 2 전기화학셀은 자동차의 배기관에 설치되는, 입자상 물질 센서.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 전기화학셀 및 상기 제 2 전기화학셀은 자동차의 배기관의 디젤 매연 여과기(DPF) 뒷단에 설치되어 상기 디젤 매연 여과기의 동작을 모니터링하도록 제공되는, 입자상 물질 센서.
  8. 산소를 트랩하는 공통 캐소드 전극;
    상기 공통 캐소드 전극의 일측에 배치되고, 산소 이온 및 배기 가스 중의 기체가 통과되도록 다공질 구조를 갖는 제 1 고체 전해질;
    상기 공통 캐소드 전극 반대편의 상기 제 1 고체 전해질 상의 제 1 애노드 전극;
    상기 제 1 고체 전해질 반대편의 상기 공통 캐소드 전극의 타측에 배치되고, 산소 이온 및 배기 가스 중의 기체가 통과되도록 다공질 구조를 갖는 제 2 고체 전해질; 및
    상기 공통 캐소드 전극 반대편의 상기 제 2 고체 전해질 상의 제 2 애노드 전극을 포함하고,
    배기 가스는 상기 제 1 애노드 전극으로부터 상기 제 2 애노드 전극 방향으로 배출되며, 상기 배기 가스 중 입자상 물질은 상기 제 1 애노드 전극 상에서 포집되어 산화되고,
    상기 공통 캐소드 전극으로부터 상기 제 1 애노드 전극까지의 제 1 저항값 및 상기 공통 캐소드 전극으로부터 상기 제 2 애노드 전극까지의 제 2 저항값을 비교하여 상기 입자상 물질의 농도를 계측하는, 입자상 물질 센서.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 배기 가스 중의 상기 입자상 물질의 농도가 높아질수록 상기 제 1 고체 전해질을 통한 산소 이온의 펌핑 효율이 증대되어 상기 제 1 저항값이 낮아지는, 입자상 물질 센서.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 공통 캐소드 전극 및 상기 제 1 애노드 전극에 연결된 제 1 전원; 및
    상기 공통 캐소드 전극 및 상기 제 2 애노드 전극에 연결된 제 2 전원을 더 포함하는, 입자상 물질 센서.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 애노드 전극 및 상기 제 2 애노드 전극은 다공성 구조를 갖는 금속 산화물을 포함하는, 입자상 물질 센서.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 애노드 전극 및 상기 제 2 애노드 전극은 Ag계 산화물, 알카리토금속계 산화물, Ni계 산화물 및 구리계 산화물의 군에서 선택된 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하는, 입자상 물질 센서.
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