KR20160145245A - Particular matter sensor and exhaust gas purification system using the same - Google Patents
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Abstract
입자상 물질 센서 및 그를 이용한 배기가스 정화 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서는 절연기판; 상기 절연기판의 상부에 노출되는 상부면의 일부로 형성되되 제 1 면적(A1)을 갖는 감응부; 상기 감응부 상에 노출되도록 배치되며, 제 1 전기접속단자와 연결되는 제1접지 전극과, 상기 제1접지 전극과 이격 배치되되, 상기 제1접지 전극과 전기적으로 연결되지 않고 상호 이격배치되는 복수 개의 이격 전극을 포함하는 제1전극; 상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극과 대응되도록 상기 절연기판 내부에 배치되며 서로 전기적으로 연결된 복수 개의 제 2 접지 전극을 포함하는 제 2 전극; 및 상기 절연기판 내부에 배치되어 상기 제 1 전극 및 제 2 전극을 가열하는 히터부;를 포함하며, 상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극 전체의 면적을 포함하는 제 3 면적(A3)이 상기 감응부의 제 1 면적(A1)에서 상기 제 3 면적(A3)을 제외한 제 2 면적(A2)보다 넓게 형성될 수 있다.A particulate matter sensor and an exhaust gas purification system using the same are provided. A particulate matter sensor according to an embodiment of the present invention includes an insulating substrate; A sensing part formed as a part of an upper surface exposed on an upper portion of the insulating substrate and having a first area A1; A first ground electrode disposed to be exposed on the sensing unit and connected to the first electrical connection terminal; and a plurality of second ground electrodes spaced apart from the first ground electrode and electrically connected to the first ground electrode, A first electrode comprising a plurality of spaced apart electrodes; A second electrode disposed inside the insulating substrate so as to correspond to the first ground electrode and the plurality of spacing electrodes and including a plurality of second ground electrodes electrically connected to each other; And a heater disposed inside the insulating substrate and heating the first electrode and the second electrode, wherein a third area (A3) including an area of the first ground electrode and the entirety of the plurality of spacing electrodes May be formed to be wider than a second area (A2) excluding the third area (A3) in the first area (A1) of the sensing part.
Description
본 발명은 입자상 물질 센서 및 그를 이용한 배기가스 정화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a particulate matter sensor and an exhaust gas purification system using the same.
일반적으로, 배기 규제가 한층 강화됨에 따라 배기 가스를 정화하는 후처리 장치에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, 디젤 자동차에 대한 입자상 물질(Particulate Matter; PM)에 대한 규제가 더욱 엄격해지고 있다.Generally, there is a growing interest in a post-treatment apparatus for purifying exhaust gas as the exhaust regulation is further strengthened. Particularly, regulations on Particulate Matter (PM) for diesel vehicles are becoming more stringent.
구체적으로, 대기 오염 물질에 따른 인간의 쾌적한 환경의 요구 및 각국의 환경 규제에 의하여 배기가스에 포함되는 배기 오염물질에 대한 규제가 점차 증가하고 있으며, 이에 대한 대책으로 다양한 배기가스 여과 방법이 연구되고 있다.Specifically, regulations on exhaust pollutants contained in exhaust gas are gradually increasing due to demands of comfortable environment of human beings due to air pollutants and environmental regulations of each country, and various exhaust gas filtration methods have been studied as countermeasures thereto have.
이에, 배기가스를 처리하는 후처리 기술이 제안되었으며, 상술한 후 처리 기술은 산화 촉매, 질소 산화물 촉매, 및 매연 여과장치를 통한 배기가스 저감장치 등이 있다.Accordingly, a post-treatment technique for treating the exhaust gas has been proposed, and the above-described post-treatment technique includes an oxidation catalyst, a nitrogen oxide catalyst, and an exhaust gas reduction device through a smoke filtering device.
상술한 바와 같은 산화 촉매, 질소산화물 촉매, 및 매연 여과장치 중 입자상 물질을 저감시키는 가장 효율적이고 실용화에 접근되는 기술은 매연 여과장치를 이용한 배기가스 저감장치이다.The most efficient and practical approach to reduce the particulate matter among the oxidation catalyst, the nitrogen oxide catalyst, and the soot filter apparatus as described above is an exhaust gas reduction apparatus using a soot filter apparatus.
배기가스 저감장치의 고장 여부를 진단하기 위해서는 DPF필터 후단에 입자상 물질 센서(PM센서)가 장착되며, 이러한 입자상 물질 센서(PM)는 저항방식과 정전용량 방식이 있다.A particulate matter sensor (PM sensor) is mounted at the downstream end of the DPF filter in order to diagnose whether the exhaust gas abatement apparatus is malfunctioning. The particulate matter sensor PM has a resistance method and a capacitance method.
여기서, 저항방식 입자상 물질 센서(PM센서)는 표면 상에 배치되는 복수 개의 외부전극이 나란하게 배치되며, 외부전극 사이에 입자상 물질이 침전되고, 침전된 입자상 물질(PM)에 의해 외부전극 사이에 전류가 형성되어 센서의 전기전도도 변화를 측정함으로써, 배기가스 미립자 필터를 통과하여 하류 측으로 빠져나가는 입자상 물질을 용이하게 검출할 수 있다.Here, the resistance type particulate matter sensor (PM sensor) includes a plurality of external electrodes disposed on the surface in parallel, particulate matter is deposited between the external electrodes, and the particulate matter PM It is possible to easily detect the particulate matter passing through the exhaust gas particulate filter and escaping to the downstream side by measuring the change in the electrical conductivity of the sensor after the current is formed.
아울러, 정전용량 방식은 표면 상에 나란하게 배치되는 복수 개의 외부전극과, 복수 개의 외부전극과 상/하 방향으로 배치되는 복수 개의 내부전극으로 구성되며, 외부전극들 사이에 퇴적하는 입자상 물질의 면적 및 외부전극과 내부전극 사이의 거리를 이용하여 외부전극과 내부전극 사이의 정전용량을 측정함으로써, 배기가스 미립자 필터를 통과하여 하류 측으로 빠져나가는 입자상 물질을 용이하게 검출할 수 있다.In addition, the electrostatic capacity type is composed of a plurality of external electrodes arranged in parallel on the surface, a plurality of internal electrodes arranged in the up / down direction with a plurality of external electrodes, and an area of the particulate matter deposited between the external electrodes And the capacitance between the external electrode and the internal electrode is measured by using the distance between the external electrode and the internal electrode, it is possible to easily detect the particulate matter passing through the exhaust gas particulate filter and escaping to the downstream side.
이와 같은 저항방식 및 정전용량 방식의 입자상 물질 센서는 외부전극들 사이에 입자상이 침전되는 속도에 따라 외부전극들 사이에 형성되는 초기 전류의 응답시간이 결정될 수 있다.In the resistance type and capacitive type particulate matter sensors, the response time of the initial current formed between the external electrodes can be determined according to the speed at which the particulate phase is settled between the external electrodes.
그러나, 종래기술에 따른 저항방식 및 전정용량 방식의 입자상 물질 센서는 외부전극들 사이가 외부전극의 폭보다 넓은 폭을 가지고 형성되기 때문에, 입자의 침전에 따른 초기 전류의 응답시간이 매우 느리다는 문제점이 있었다.However, since the resistance method and the volumetric capacitance type particulate matter sensor according to the related art are formed with a width larger than the width of the external electrode between the external electrodes, the response time of the initial current due to the deposition of particles is very slow .
또한, 외부전극의 면적이 제한되어 있으므로, 외부전극과 내부전극 사이의 정전용량의 변화량에 대한 한계값이 정해져 있다는 문제점이 있었다.Further, since the area of the external electrode is limited, there is a problem that the limit value for the amount of change in capacitance between the external electrode and the internal electrode is determined.
또한, 외부전극의 폭이 외부전극들 사이의 폭보다 좁게 형성되기 때문에, 외부전극과 내부전극 사이의 정전용량의 검출 민감도가 낮다는 문제점이 있었다.Further, since the width of the external electrode is formed to be narrower than the width between the external electrodes, there is a problem that the detection sensitivity of capacitance between the external electrode and the internal electrode is low.
본 발명은 정전용량의 응답시간을 단축시킬 수 있는 입자상 물질 센서 및 그를 이용한 배기가스 정화 시스템을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a particulate matter sensor capable of shortening a response time of an electrostatic capacity and an exhaust gas purification system using the particulate matter sensor.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 입자상 물질센서는 절연기판; 상기 절연기판의 상부에 노출되는 상부면의 일부로 형성되되 제 1 면적(A1)을 갖는 감응부; 상기 감응부 상에 노출되도록 배치되며, 제 1 전기접속단자와 연결되는 제1접지 전극과, 상기 제1접지 전극과 이격 배치되되, 상기 제1접지 전극과 전기적으로 연결되지 않고 상호 이격배치되는 복수 개의 이격 전극을 포함하는 제1전극; 상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 1 이격 전극과 대응되도록 상기 절연기판 내부에 배치되며 서로 전기적으로 연결된 복수 개의 제 2 접지 전극을 포함하는 제 2 전극; 및 상기 절연기판 내부에 배치되어 상기 제 1 전극 및 제 2 전극을 가열하는 히터부;를 포함하며, 상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극 전체의 면적을 포함하는 제 3 면적(A3)은 상기 감응부의 제 1 면적(A1)에서 상기 제 3 면적(A3)을 제외한 제 2 면적(A2)보다 넓게 형성될 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a particulate matter sensor comprising: an insulating substrate; A sensing part formed as a part of an upper surface exposed on an upper portion of the insulating substrate and having a first area A1; A first ground electrode disposed to be exposed on the sensing unit and connected to the first electrical connection terminal; and a plurality of second ground electrodes spaced apart from the first ground electrode and electrically connected to the first ground electrode, A first electrode comprising a plurality of spaced apart electrodes; A second electrode disposed inside the insulating substrate so as to correspond to the first ground electrode and the plurality of first spacing electrodes and including a plurality of second ground electrodes electrically connected to each other; And a heater unit disposed inside the insulating substrate and heating the first electrode and the second electrode, wherein a third area (A3) including an area of the first ground electrode and the entirety of the plurality of spacing electrodes May be formed to be wider than a second area (A2) excluding the third area (A3) in the first area (A1) of the sensing part.
이 때, 상기 복수 개의 이격 전극은 상기 절연 기판의 폭 방향으로 상기 제 1 접지 전극과 나란히 서로 평행하게 이격 배치될 수 있다. At this time, the plurality of spacing electrodes may be arranged parallel to and spaced from each other in parallel with the first ground electrode in the width direction of the insulating substrate.
이 때, 상기 제 1 접지 전극은 2개로 형성되며, 상기 2개의 제 1 접지 전극은, 상기 절연 기판의 폭 방향으로 상기 복수 개의 이격 전극의 중 양 단부측에 위치하는 2개의 이격 전극 외측부에 배치될 수 있다. At this time, the first ground electrode is formed in two, and the two first ground electrodes are arranged in two spaced-apart electrode portions located on both ends of the plurality of spacing electrodes in the width direction of the insulating substrate .
이 때, 상기 복수 개의 제 2 접지 전극 중 어느 하나의 제 2 접지 전극과 전기적으로 연결된 제 2 전기 접속 단자를 포함할 수 있다. At this time, the second grounding electrode may include a second electrical connection terminal electrically connected to any one of the second grounding electrodes.
이 때, 상기 제 3 면적(A3)이 상기 제 2 면적(A2)의 2배 이상일 수 있다. In this case, the third area A3 may be at least twice the second area A2.
이 때, 상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극 각각은 소정의 폭(W1) 및 길이(L1)를 갖는 직사각 형태로 이루어지되, 상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극 각각의 폭(W1)은, 상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극 중 서로 이웃하는 접지 전극 사이의 폭 방향 거리(W2)의 2배 이상일 수 있다. In this case, the first ground electrode and the plurality of spacing electrodes are each formed in a rectangular shape having a predetermined width (W1) and a length (L1), wherein a width of each of the first ground electrode and the plurality of spacing electrodes W1 may be at least twice the widthwise distance W2 between adjacent ones of the first ground electrode and the plurality of spacing electrodes.
한편, 상기 제1전극과 상기 제2전극은 서로 나란하게 배치되며, 상기 제2전극의 면적이 상기 제1전극의 면적에 대응되게 형성될 수 있다. Meanwhile, the first electrode and the second electrode may be arranged in parallel to each other, and the area of the second electrode may correspond to the area of the first electrode.
한편, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 각각 상기 절연기판의 길이방향으로 나란하게 배열되며, 상기 제1전극 및 상기 제2전극은 상기 절연기판의 폭 방향으로 서로 대응되게 배열될 수 있다. The first electrode and the second electrode may be arranged in parallel to each other in the longitudinal direction of the insulating substrate, and the first electrode and the second electrode may be arranged to correspond to each other in the width direction of the insulating substrate.
한편, 상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 위치되는 유전층을 더 포함할 수 있다. The first electrode and the second electrode may further include a dielectric layer disposed between the first electrode and the second electrode.
이 때, 상기 제1 전기 접속 단자 및 제2전기 접속 단자는 상기 절연기판의 상부 타측에 형성될 수 있다. At this time, the first electrical connection terminal and the second electrical connection terminal may be formed on the other side of the upper surface of the insulating substrate.
이 때, 상기 제 2 전극을 제 2 전기 접속 단자에 전기적으로 연결하기 위한 비아홀이 상기 절연 기판 내부에 형성될 수 있다. At this time, a via hole for electrically connecting the second electrode to the second electrical connection terminal may be formed inside the insulating substrate.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 배기 매니폴드; 상기 배기 매니폴드에서 배출되는 배기 가스 내 포함되는 미립자들을 제거하는 배기가스 미립자 필터; 상기 배기가스 미립자 필터에 연결되는 유출측 배기관에 설치되어, 상기 배기가스 미립자 필터를 통과하여 하류 측으로 빠져나가는 입자상 물질을 검출하는 입자상 물질 센서;를 포함하며, 상기 입자상 물질 센서는 절연기판; 상기 절연기판의 상부에 노출되는 상부면의 일부로 형성되되 제 1 면적(A1)을 갖는 감응부; 상기 감응부 상에 노출되도록 배치되며, 제 1 전기접속단자와 연결되는 제1접지 전극과, 상기 제1접지 전극과 이격 배치되되, 상기 제1접지 전극과 전기적으로 연결되지 않고 상호 이격배치되는 복수 개의 이격 전극을 포함하는 제1전극; 상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 제2접지 전극과 대응되도록 상기 절연기판 내부에 배치되며 서로 전기적으로 연결된 복수 개의 제 2 접지 전극을 포함하는 제 2 전극; 및 상기 절연기판 내부에 배치되어 상기 제 1 전극 및 제 2 전극을 가열하는 히터부;를 포함하며, 상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극 전체의 면적을 포함하는 제 3 면적(A3)은 상기 감응부의 제 1 면적(A1)에서 상기 제 3 면적(A3)을 제외한 제 2 면적(A2)보다 넓게 형성되는, 배기가스 정화 시스템이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an exhaust manifold comprising: an exhaust manifold; An exhaust gas particulate filter for removing particulates contained in the exhaust gas discharged from the exhaust manifold; And a particulate matter sensor disposed on an outlet side exhaust pipe connected to the exhaust gas particulate filter and detecting particulate matter passing through the exhaust gas particulate filter and escaping to the downstream side, wherein the particulate matter sensor comprises: an insulating substrate; A sensing part formed as a part of an upper surface exposed on an upper portion of the insulating substrate and having a first area A1; A first ground electrode disposed to be exposed on the sensing unit and connected to the first electrical connection terminal; and a plurality of second ground electrodes spaced apart from the first ground electrode and electrically connected to the first ground electrode, A first electrode comprising a plurality of spaced apart electrodes; A second electrode disposed inside the insulating substrate so as to correspond to the first ground electrode and the plurality of second ground electrodes and including a plurality of second ground electrodes electrically connected to each other; And a heater unit disposed inside the insulating substrate and heating the first electrode and the second electrode, wherein a third area (A3) including an area of the first ground electrode and the entirety of the plurality of spacing electrodes Is formed to be wider than a second area (A2) excluding the third area (A3) in the first area (A1) of the sensitive part.
본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 정화 시스템에 사용하는 입자상 물질 센서는 절연 기판 표면의 감응부에 배치되는 제1전극의 면적을 넓게 형성하고 제 1 전극을 구성하는 제 1 접지 전극 및 복수의 이격 전극 사이의 폭을 좁게 구성하여, 제1전극을 구성하는 접지 전극들 사이의 입자가 퇴적되는 공간의 폭이 좁아지도록 함으로써 입자들이 빠른 시간 내에 퇴적될 수 있어 제1전극과 제2전극 사이의 정전용량이 변화하는데 걸리는 응답 시간을 단축할 수 있다.The particulate matter sensor used in the exhaust gas purifying system according to an embodiment of the present invention includes a first ground electrode and a second ground electrode that form an area of a first electrode disposed in a sensitive portion of an insulating substrate surface, By narrowing the width between the spacing electrodes and narrowing the width of the space in which the particles between the ground electrodes constituting the first electrode are deposited, the particles can be deposited in a short period of time, The response time required for changing the capacitance can be shortened.
또한, 제 1 전극의 서로 이웃하는 접지 전극들 사이의 공간의 폭이 접지 전극들의 폭 보다 좁기 때문에 입자들이 빠른 시간 안에 퇴적될 수 있어, 제 1 전극과 제2전극 사이의 정전용량의 검출 민감도가 증가될 수 있다.In addition, since the width of the space between the adjacent ground electrodes of the first electrode is narrower than the width of the ground electrodes, the particles can be deposited in a short time, and the detection sensitivity of the capacitance between the first electrode and the second electrode Can be increased.
또한, 제1전극의 면적이 넓게 형성됨 됨으로써, 제1전극과 제2전극 사이에서 변화하는 정전용량의 한계값이 커질 수 있다.Also, since the area of the first electrode is wide, the threshold value of the capacitance that changes between the first electrode and the second electrode can be increased.
도 1은 차량용 디젤 엔진의 배기가스 정화 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 입자상 물질 센서의 분해 사시도이다.
도 4 는 도 2의 감응부의 일부를 확대한 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 2 및 도 3에 따른 제1 및 제2전극부를 각각 도시한 평면도이다.
도 6은 도 2의 A-A'선을 따라 취한 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서의 작동 상태를 도시한 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing the overall configuration of an exhaust gas purifying system for a diesel engine for a vehicle. FIG.
2 is a perspective view schematically showing a particulate matter sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of the particulate matter sensor of Fig.
4 is an enlarged plan view of a part of the sensitive part of Fig.
5A and 5B are plan views showing first and second electrode portions according to FIGS. 2 and 3, respectively.
6 is an enlarged cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG.
7 is a cross-sectional view illustrating an operating state of a particulate matter sensor according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
본 발명의 도 1에 따른 배기가스 정화 시스템(100)은 엔진(110)의 배기 매니폴드(120)에는 터빈(130)이 설치될 수 있으며, 터빈(130)과 연동하는 터보차저(140)가 회전하면, 압축된 공기가 쿨러(150)를 통과해 흡기 매니폴드(미도시)로 보내질 수 있고, 배기 매니폴드(120)로부터 배출되는 연소 배기의 일부는 밸브(160) 및 쿨러를 통하여 흡기 매니폴드(미도시)로 환류될 수 있다.1, a
배기 매니폴드(120)에 접속하는 배기관(180)에는 디젤 산화 촉매(미도시) 및 배기가스 미립자 필터(170)가 설치되어 연소 배기가스를 처리할 수 있다. 즉, 배기관(180)에 배출된 연소 배기가스는 상류측의 디젤 산화 촉매(미도시)를 통과하는 동안에, 미연소의 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO) 및 일산화질소(NO)가 산화될 수 있으며, 하류측의 배기가스 미립자 필터(170)를 통과하는 동안에, 그을음 입자(Soot), 가용성 유기 성분(SOF) 및 무기 성분으로 이루어진 입자상 물질(PM)이 포집될 수 있다.A diesel oxidation catalyst (not shown) and an exhaust
디젤 산화 촉매(미도시)는 배기가스 미립자 필터(170)의 강제 재생시에, 공급되는 연료의 산화 연소에 의해 배기 온도를 상승시키고, 혹은 입자상 물질 중의 SOF 성분을 산화 제거할 수 있다. 또한, NO의 산화에 의해 생성하는 NO2는 후단의 배기가스 미립자 필터(170)에 퇴적한 입자상 물질의 산화제로서 사용되어 연속적인 산화를 가능하게 할 수 있다.The diesel oxidation catalyst (not shown) can raise the exhaust temperature by oxidation combustion of the supplied fuel or oxidize and remove the SOF component in the particulate matter when the exhaust
배기가스 미립자 필터(170)는 가스 유로를 구획하는 셀벽을 관통하여 다수의 가는 구멍이 형성될 수 있으며, 배기가스 미립자 필터(170)에 도입되는 배출 가스 중의 입자상 물질을 포획할 수 있다. 디젤 산화 촉매와 배기가스 미립자 필터(170)를 일체화한 연속 재생식 디젤 파티큘레이트 필터로서 구성할 수도 있다.The exhaust
배기관(180)에는 디젤 입자상 필터(170)에 퇴적한 입자상 물질의 양을 감시하기 위해서, 차압 센서(190)가 설치될 수 있다. 차압 센서(190)는 배기가스 미립자 필터(170)의 상류측 및 하류측과 접속되어 있어 그 전후 차압에 따른 신호를 출력할 수 있다.A
또한, 디젤 산화 촉매의 상류 및 배기가스 미립자 필터(170)의 상하류에는, 온도 센서(미도시)가 설치되어, 각각의 배기 온도를 감시할 수 있다.In addition, a temperature sensor (not shown) is provided upstream of the diesel oxidation catalyst and upstream and downstream of the exhaust
제어 회로(미도시)는 이들 출력에 기초하여 디젤 산화 촉매의 촉매 활성 상태나 디젤 입자상 필터(170)의 입자상 물질 포집 상태를 감시하여, 입자상 물질 포집량이 허용량을 넘으면, 강제 재생을 실시해 입자상 물질을 연소 제거하는 재생 제어를 실시할 수 있다.Based on these outputs, the control circuit (not shown) monitors the catalytic active state of the diesel oxidation catalyst and the particulate matter trapping state of the
입자상 물질 센서(200)는 배기가스 미립자 필터(170)의 타측에 연결되는 유출측 배기관(182)에 설치되어, 배기가스 미립자 필터(170)를 통과하여 하류 측으로 빠져나가는 입자상 물질을 검출할 수 있다.The
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 입자상 물질 센서(200)는 절연기판(210), 감응부(220), 제1전극부(230), 제2전극부(240), 및 히터부(250)를 포함할 수 있다.2 and 3, the
도 3에 도시된 바와 같이, 절연기판(210)은 제1 내지 제4 절연층(212, 214, 216, 218)이 서로 나란하게 적층되어 형성될 수 있으며, 글라스 소재, 세라믹 소재, 알루미나, 스피넬, 또는 이산화티타늄 등의 내열성의 절연체로 이루어질 수 있다.3, the
절연기판(210)의 상부에는 감응부(220)가 노출 형성될 수 있다.The
감응부(220)는 제1면적(A1)을 가지며 절연기판(210)의 상부면의 일부로 형성될 수 있다.The
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1전극부(230)는 절연기판(210)의 상부면 상에 노출되도록 배치될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the
구체적으로, 제 1전극부(230)는 제1전극(232), 제1전극 리드(234), 및 제1전기접속단자(236)를 포함할 수 있다.Specifically, the
제1전극(232)은 복수 개의 접지 전극으로 구성되어 감응부(220) 상에 노출되도록 배치될 수 있다. The
이때, 도 4를 참조하면, 제1전극(232)은 제1접지 전극(232a) 및 상기 제 1 접지 전극(232a)과 이격되는 복수개의 이격 전극(232b)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
도 3 및 도 4를 참조하면, 제 1 접지 전극(232a)은 절연 기판의 길이 방향으로 연장된 직사각 형상으로 이루어질 수 있으며, 일단부가 제 1 전극 리드(234)에 의하여 제 1 전기 접속 단자(236)와 전기적으로 연결된다. 3 and 4, the
한편, 복수개의 이격 전극(232b)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 접지 전극(232a)과 전기적으로 연결되지 않고 절연 기판(210)의 폭 방향으로 나란하게 서로 평행하게 이격 배치된다. 이 때, 복수 개의 이격 전극(232b)들도 서로 전기적으로 연결되지 않는다. 도 3 및 도 4에서는 이격 전극을 6개 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로 이격 전극의 수는 이격 전극의 폭, 감응부의 면적 및 제 1 전극의 전체 면적 등을 고려하여 달라질 수 있다. 4, the plurality of
도4를 참조하면, 제 1 접지 전극(232a)은 2개로 이루어지며, 2개의 제 1 접지 전극(232a)은 절연 기판(210)의 폭 방향으로 복수 개의 이격 전극(232b) 중 양 단부에 위치하는 2개의 이격 전극(232b) 외측부에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 4, the
이 때, 제 1 접지 전극(232a) 및 제 1 접지 전극(232a)과 이웃하는 이격 전극(232b), 및 복수개의 이격 전극(232b)들 중 서로 이웃하는 이격 전극(232b) 사이에 입자상 물질이 퇴적되는 공간(222)이 형성된다.Particulate matter may be trapped between the
이때, 제1접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b) 각각은 도 4에 도시된 바와 같이 소정의 폭(W1) 및 길이(L1)를 갖는 직사각 형태로 이루어질 수 있다. At this time, each of the
이 때, 제 1 접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b)들의 폭(W1)은 서로 이웃하는 제 1 접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b) 사이, 그리고 서로 이웃하는 이격 전극(232b) 사이 거리보다 넓게 형성될 수 있다.The width W1 of the
예를 들어, 도 4를 참조하면, 제1 접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b)의 폭(W1)은 서로 이웃하는 제1 접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b) 사이, 그리고 서로 이웃하는 이격 전극(232b) 사이에 형성되는 공간(222)의 폭(W2)의 2배 이상을 갖도록 형성될 수 있다.4, the width W1 of the
이와 같이 형성될 경우, 감응부의 전체 면적을 제 1 면적(A1)이라 하고, 2개의 제 1 접지 전극(232a) 및 복수 개의 이격 전극(232b)을 포함하는 제1전극(232)의 총 면적을 제 3 면적(A3)이라 할 때, 상기 감응부의 제 1 면적(A1)에서 상기 제 3 면적(A3)을 제외한 제 2 면적(A2)보다 제 1 전극이 차지하는 제 3 면적(A3)이 넓게 형성될 수 있다. The total area of the
일 예로서, 제1전극(232)의 총 면적인 제 3 면적(A3)이, 감응부(220)의 전체 면적인 제 1 면적(A1)에서 제1전극(232)의 총 면적인 제 3 면적(A3)을 제외한 감응부(220)의 제 2 면적(A2)의 2배 이상일 수 있다.The third area A3 that is the total area of the
한편, 도 5a를 참조하면, 복수개의 이격 전극(232b)들 외측에 형성된 한 쌍의 제1접지 전극(232a)은 제1전극 리드(234)를 통하여 제1전기 접속단자(236)에 전기적으로 연결될 수 있다.5A, a pair of
이때, 도 5a에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제1접지 전극(232a) 중 하나는 직선이고, 다른 하나는 적어도 2회 절곡되어 제 1 전극 리드에 연결되도록 형성될 수 있다.At this time, as shown in FIG. 5A, one of the pair of
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 설명한 바와 같이 서로 이웃하는 제1접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b) 사이, 그리고 서로 이웃하는 이격 전극(232b) 사이에 형성되는 공간(222)에 입자들이 퇴적됨으로써 인접한 제1접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b), 그리고 서로 이웃하는 이격 전극(232b)들이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention,
도 2 및 도 3을 참조하면, 제2전극부(240)는 절연기판(210) 내에서 제1전극부(232)와 나란하게 이격 배치되어 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the
구체적으로, 제2전극부(240)는 제2 전극(242), 제2전극 리드(244), 및 제2전기 접속단자(246)를 포함할 수 있다.Specifically, the
제2전극(242)은 복수 개의 제 2 접지 전극(242a)으로 구성될 수 있다. 이 때, 복수 개의 제 2 접지 전극(242a)은 절연기판(210) 내에 직사각 형상으로 나란하게 이격 형성될 수 있다.The
또한, 복수개의 제2접지 전극(242a)은 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 복수 개의 제2 접지 전극(242a) 중 하나, 예를 들어 도 5b에서 볼 때 제일 우측에 위치한 제2 접지 전극(242a)이 제2전극 리드(244)를 통하여 제2전기접속단자(246)에 전기적으로 접속될 수 있다.Further, the plurality of
한편, 도 3을 참조하면, 제1 전기 접속 단자(236) 및 제2전기접속단자(246)는 절연기판(210)의 상부의 타측에 형성될 수 있다. 3, the first
이 때, 절연기판(210)의 상부 타측에 형성된 제2전기접속단자(246)와 제2전극리드(244)를 전기적으로 연결하기 위하여 제2전기접속단자(246)와 제2전극리드(244) 사이의 제 1 절연층(212) 및 제 2 절연층(214)에 각각 제 1 비아홀(212a) 및 제2비아홀(214a)이 형성된다.The second
한편, 제1 전극(232) 및 제2전극(242) 사이에는 유전율을 갖는 유전층(219)이 배치될 수 있다.A
상세하게는 유전층(219)은 제1전극(232)과 제2전극(242) 사이의 원활한 정전용량의 특성을 구현할 수 있도록 제 1전극(232)과 제2전극(242) 사이에 형성될 수 있고, 세라믹 소재로 이루어질 수 있다.The
여기서, 제1전극(232)과 제2전극(242)은 서로 대응하여 절연기판(210)에 일정 거리 이격된 상태로 배치되고, 도 3에서 볼 때 절연기판(210)의 상하 방향으로 서로 평행하게 중첩될 수 있다.The
이 때, 제1전극(232) 및 제2전극(242)은 절연기판(210)의 길이방향으로 나란하게 배열될 수 있으며, 또한 절연기판(210)의 폭 방향으로 서로 대응되게 배열될 수 있다.The
여기서, 제2전극(242)의 면적은 제1전극(232)의 면적에 대응하는 크기로 형성될 수 있다.Here, the area of the
즉, 제2전극(242)을 구성하는 제2접지 전극(242a)의 폭은 서로 이웃하는 제2접지 전극(242a) 사이에 형성되는 공간(222)의 폭보다 넓게 형성될 수 있으며, 구체적으로 공간(222) 폭의 2배 이상을 갖도록 형성될 수 있다.That is, the width of the
상술한 구성에 따라, 서로 이웃하는 제1 접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b) 사이 공간(222)에는 입자상 물질들이 퇴적될 수 있다.According to the above-described configuration, particulate matter can be deposited in the
구체적으로, 도 6을 참조하면, 제 1 전극부(230)에 형성되는 전체의 공간(222) 중 처음의 공간(222a)에서부터 순차적으로 입자상 물질이 퇴적되고, 추후에는 전체의 공간(222)들에 입자상 물질이 퇴적될 수 있다.6, particulate matter is sequentially deposited from the
이에, 제1 접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b) 사이가 퇴적된 입자상 물질에 의해 연결되어 제1전극(232)의 도통하는 면적이 순차적으로 넓어질 수 있는데, 이에 따라 제1전극부(230)와 제2전극부(240) 사이의 변화된 정전용량을 측정할 수 있다.Accordingly, the
이때, 도 4를 참조하면, 제1전극(232)은 서로 이웃하는 제1 접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b) 및 서로 이웃하는 이격 전극(232b) 사이의 거리(W2)가 짧기 때문에 정전용량이 변화하기 시작하는데 걸리는 응답시간을 단축할 수 있다.4, since the
구체적인 정전용량 측정 방법은 도 7를 참조하여 후술하도록 한다.A specific capacitance measurement method will be described later with reference to Fig.
히터부(250)는 제1 전극(232), 제2전극(242) 및 유전층(219)을 가열하기 위한 것으로, 절연기판(210)의 내부, 예를 들어, 절연 기판의 제 3 절연층(216)과 제 4 절연층(218) 사이에 위치될 수 있다.The
보다 상세히, 히터부(250)는 제 1 전극부(230) 및 제2전극부(240)와 나란하게 이격 배치되도록 절연기판(210)의 내측 하부에 위치될 수 있다.More specifically, the
이때, 히터부(250)의 양단은 절연기판(210)의 제 4 절연층(218) 상부의 제3 전기 접속 단자(252) 및 제4접속 단자(254)에 전기적으로 접속될 수 있다.At this time, both ends of the
또한, 히터부(250)가 제1전극(232)를 가열하면, 제1전극(232) 상에 퇴적된 입자상 물질들이 제거될 수 있다.Further, when the
또한, 배기가스 미립자 필터(도 1의 170) 후단 배기 환경은 대략 300 ℃ 이상의 고온이고, 히터 가열시 대략 650 ℃ 이상이 되기 때문에 일반 금속은 히터부로 사용 시 산화가 될 가능성이 높기 때문에, 히터부(250)는 고온에서 산화가 잘 되지 않는 물질로 형성될 수 있다.In addition, since the exhaust gas downstream of the exhaust gas particulate filter (170 in FIG. 1) is at a high temperature of about 300 ° C or higher and about 650 ° C or higher in heating the heater, the general metal is likely to be oxidized when used as a heater, (250) may be formed of a material which is not easily oxidized at a high temperature.
도 7을 참조하여 상술한 구성을 갖는 입자상 물질 센서(200)의 작동 방법을 살펴보면, 배기가스 미립자 필터(도 1의 170)를 통하여 유출측 배기관(182)으로 유동한 입자상 물질(P1)은 유출측 배기관(182)의 일측에 구비되는 입자상 물질 센서(200)를 인접하여 지나게 되며, 이때, 입자상 물질(P1)은 제1 접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b) 사이에 형성된 공간들(222) 상에 퇴적될 수 있다.7, the particulate matter P1 flowing into the outlet-
구체적으로, 제1전극(232)을 구성하는 제1접지 전극(232a)과 제1접지 전극(232a)에 이웃한 이격 전극(232b) 사이, 그리고 서로 이웃하는 이격 전극(232b) 사이에 퇴적되는 입자상 물질에 의해 제1접지 전극(232a)과 상기 제1접지 전극(232a)에 이웃한 이격 전극(232b) 및 서로 이웃하는 이격 전극(232b)이 전기적으로 연결되어 전기가 통하는 제1전극(232)의 면적이 넓어지게 되며, 이에 따라 제1전극(232)과 제2전극(242) 사이의 정전용량이 변하게 된다. Specifically, a
여기서, 제1전극(232)과 제2전극(242)사이의 정전용량은 하기 (식 1)에 의하여 측정될 수 있다. Here, the capacitance between the
C=εA/t (식 1) C =? A / t (Equation 1)
상기 식 1에서 A는 감응부 내의 입자상 물질(P1)이 퇴적된 공간(222)에 인접한 제1 접지 전극(232a) 및 상기 제 1 접지 전극(232a)에 전기적으로 연결된 이격 전극들(232b)의 면적이며, t는 입자상 물질(P1)이 퇴적된 제1전극(232)과 제2전극(242) 사이의 거리이므로, 제1전극부(230)와 제2전극부(240) 사이의 정전용량을 측정할 수 있다.In Equation 1, A represents a distance between the
여기서, 제1전극부(230)에 형성되는 공간들(222) 중 처음의 공간에서부터 순차적으로 입자상 물질(P1)이 퇴적될 때마다 제1접지 전극(232a)과 상기 제1접지 전극(232a)에 이웃한 이격 전극(232b) 사이, 그리고 서로 이웃하는 이격 전극(232b) 사이가 입자상 물질(P1)에 의해 연결되므로, 입자상 물질이 퇴적됨에 따라 제1전극(232) 중 전기적으로 연결된 면적이 순차적으로 넓어진다.The
이와 같이, 제1전극(232) 중 전기적으로 연결된 전극의 면적이 넓어짐에 따라 제1전극부(230)와 제2전극부(240) 사이의 정전용량이 증가될 수 있다.As described above, the electrostatic capacity between the
이 때, 상기 식 1에서 면적 A는 제1접지 전극(232a)과 상기 제1접지 전극(232a)에 이웃하며 전기적으로 서로 연결된 이격 전극(232b)들의 면적의 합이다. 따라서, 제1전극(232)의 전체 면적(A3) 중 전기가 통하는 면적의 크기가 커지면 상기 식 1의 면적 A가 커지게 되므로, 제 1 접지 전극에 전기적으로 연결되는 이격 전극(232b)의 수가 증가함에 따라 제1전극(232)과 제2전극(242) 사이의 정전용량의 변화량이 증가될 수 있다.In the equation (1), the area A is the sum of the area of the
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 제1전극(232)의 면적(A3)이 서로 이웃하는 제1 접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b) 사이, 그리고 서로 이웃하는 이격 전극(232b) 사이의 공간을 포함하는 감응부의 나머지 면적(A2)보다 넓기 때문에 제1전극(232)과 제2전극(242) 사이의 정전용량 변화량의 한계값이 커질 수 있다.Meanwhile, in an embodiment of the present invention, the area A3 of the
또한, 제1전극(232)의 면적(A3)이 서로 이웃하는 제1 접지 전극(232a) 및 1 이격 전극(232b) 사이, 그리고 서로 이웃하는 이격 전극(232b) 사이의 공간을 포함하는 감응부의 나머지의 면적(A2)보다 넓기 때문에 제 1 전극(232)과 제2전극(242) 사이의 정전용량의 검출 민감도가 증가될 수 있다.It is also preferable that the area A3 of the
또한, 서로 이웃하는 제1 접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b) 사이, 그리고 서로 이웃하는 이격 전극(232b) 사이의 거리, 즉 공간의 폭(W2)이 제1전극(232)을 구성하는 제 1 접지 전극(232a) 및 이격 전극(232b)의 폭(W1) 보다 좁기 때문에 입자들이 빠른 시간 안에 공간에 퇴적될 수 있어, 제1전극(232)과 제2전극(242) 사이의 정전용량이 변화하는데 걸리는 응답 시간을 단축할 수 있다.The distance between the neighboring
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100 : 배기가스 정화 시스템
110 : 엔진
120 : 배기 매니폴드
130 : 터빈
140 : 터보차저
150 : 쿨러
160 : 밸브(160)
170 : 배기가스 미립자 필터
180 : 배기관
182 : 유출측 배기관
190 : 차압 센서
200 : 입자상 물질 센서
210 : 절연기판
220 : 감응부
230 : 제1전극부
232 : 제1전극
234 : 제1전극 리드
236 : 제1전기접속단자
240 : 제2전극부
242 : 제2전극
244 : 제2전극 리드
246 : 제2전기접속단자
250 : 히터부100: exhaust gas purification system 110: engine
120: exhaust manifold 130: turbine
140: Turbocharger 150: Cooler
160: valve (160) 170: exhaust gas particulate filter
180: Exhaust pipe 182: Exhaust pipe
190: differential pressure sensor 200: particulate matter sensor
210: insulating substrate 220:
230: first electrode part 232: first electrode
234: first electrode lead 236: first electrical connection terminal
240: second electrode portion 242: second electrode
244: second electrode lead 246: second electrical connection terminal
250: heater part
Claims (12)
상기 절연기판의 상부에 노출되는 상부면의 일부로 형성되되 제 1 면적(A1)을 갖는 감응부;
상기 감응부 상에 노출되도록 배치되며, 제 1 전기접속단자와 연결되는 제1접지 전극과, 상기 제1접지 전극과 이격 배치되되, 상기 제1접지 전극과 전기적으로 연결되지 않고 상호 이격배치되는 복수 개의 이격 전극을 포함하는 제1전극;
상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극과 대응되도록 상기 절연기판 내부에 배치되며 서로 전기적으로 연결된 복수 개의 제 2 접지 전극을 포함하는 제 2 전극; 및
상기 절연기판 내부에 배치되어 상기 제 1 전극 및 제 2 전극을 가열하는 히터부;를 포함하며,
상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극 전체의 면적을 포함하는 제 3 면적(A3)이 상기 감응부의 제 1 면적(A1)에서 상기 제 3 면적(A3)을 제외한 제 2 면적(A2)보다 넓은, 입자상 물질 센서.An insulating substrate;
A sensing part formed as a part of an upper surface exposed on an upper portion of the insulating substrate and having a first area A1;
A first ground electrode disposed to be exposed on the sensing unit and connected to the first electrical connection terminal; and a plurality of second ground electrodes spaced apart from the first ground electrode and electrically connected to the first ground electrode, A first electrode comprising a plurality of spaced apart electrodes;
A second electrode disposed inside the insulating substrate so as to correspond to the first ground electrode and the plurality of spacing electrodes and including a plurality of second ground electrodes electrically connected to each other; And
And a heater unit disposed inside the insulating substrate and heating the first electrode and the second electrode,
The third area A3 including the area of the first ground electrode and the entirety of the plurality of spacing electrodes is larger than the second area A2 excluding the third area A3 in the first area A1 of the sensing part Wide, particulate matter sensor.
상기 복수 개의 이격 전극은 상기 절연 기판의 폭 방향으로 상기 제 1 접지 전극과 나란히 서로 평행하게 이격 배치되는 입자상 물질 센서. The method according to claim 1,
Wherein the plurality of spacing electrodes are arranged parallel to and spaced from each other in parallel with the first ground electrode in the width direction of the insulating substrate.
상기 제 1 접지 전극은 2개로 형성되며,
상기 2개의 제 1 접지 전극은, 상기 절연 기판의 폭 방향으로 상기 복수 개의 이격 전극의 중 양 단부측에 위치하는 2개의 이격 전극 외측부에 배치되는, 입자상 물질 센서. 3. The method of claim 2,
The first ground electrode is formed in two,
Wherein the two first grounding electrodes are disposed at two spacing electrode lateral portions located at both ends of the plurality of spacing electrodes in the width direction of the insulating substrate.
상기 복수 개의 제 2 접지 전극 중 어느 하나의 제 2 접지 전극과 전기적으로 연결된 제 2 전기 접속 단자를 포함하는, 입자상 물질 센서.The method of claim 3,
And a second electrical connection terminal electrically connected to any one of the second ground electrodes of the plurality of second ground electrodes.
상기 제 3 면적(A3)이 상기 제 2 면적(A2)의 2배 이상인, 입자상 물질 센서.The method according to claim 1,
Wherein the third area (A3) is at least twice the second area (A2).
상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극 각각은 소정의 폭(W1) 및 길이(L1)를 갖는 직사각 형태로 이루어지되, 상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극 각각의 폭(W1)은, 상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극 중 서로 이웃하는 접지 전극 사이의 폭 방향 거리(W2)의 2배 이상인 입자상 물질 센서. 3. The method of claim 2,
Wherein each of the first ground electrode and the plurality of spacing electrodes has a rectangular shape having a predetermined width W1 and a length L1, wherein a width W1 of each of the first ground electrode and the plurality of spacing electrodes is And a width (W2) in the width direction between adjacent ones of the first ground electrode and the plurality of spacing electrodes.
상기 제1전극과 상기 제2전극은 서로 나란하게 배치되며, 상기 제2전극의 면적이 상기 제1전극의 면적에 대응되게 형성되는 입자상 물질 센서.The method according to claim 1,
Wherein the first electrode and the second electrode are arranged in parallel to each other, and the area of the second electrode is formed to correspond to the area of the first electrode.
상기 제1전극 및 상기 제2전극은 각각 상기 절연기판의 길이방향으로 나란하게 배열되며,
상기 제1전극 및 상기 제2전극은 상기 절연기판의 폭 방향으로 서로 대응되게 배열되는 입자상 물질 센서.The method according to claim 1,
Wherein the first electrode and the second electrode are arranged in the longitudinal direction of the insulating substrate,
Wherein the first electrode and the second electrode are arranged to correspond to each other in the width direction of the insulating substrate.
상기 제1전극 및 상기 제2전극 사이에 위치되는 유전층을 더 포함하는 입자상 물질 센서.5. The method of claim 4,
And a dielectric layer positioned between the first electrode and the second electrode.
상기 제1 전기 접속 단자 및 제2전기 접속 단자는 상기 절연기판의 상부 타측에 형성되는 입자상 물질 센서.5. The method of claim 4,
Wherein the first electrical connection terminal and the second electrical connection terminal are formed on the other side of the upper surface of the insulating substrate.
상기 제 2 전극을 제 2 전기 접속 단자에 전기적으로 연결하기 위한 비아홀이 상기 절연 기판 내부에 형성되는 입자상 물질 센서.10. The method of claim 9,
And a via hole for electrically connecting the second electrode to the second electrical connection terminal is formed inside the insulating substrate.
상기 배기 매니폴드에서 배출되는 배기 가스 내 포함되는 미립자들을 제거하는 배기가스 미립자 필터;
상기 배기가스 미립자 필터에 연결되는 유출측 배기관에 설치되어, 상기 배기가스 미립자 필터를 통과하여 하류 측으로 빠져나가는 입자상 물질을 검출하는 입자상 물질 센서;를 포함하며,
상기 입자상 물질 센서는
절연기판;
상기 절연기판의 상부에 노출되는 상부면의 일부로 형성되되 제 1 면적(A1)을 갖는 감응부;
상기 감응부 상에 노출되도록 배치되며, 제 1 전기접속단자와 연결되는 제1접지 전극과, 상기 제1접지 전극과 이격 배치되되, 상기 제1접지 전극과 전기적으로 연결되지 않고 상호 이격배치되는 복수 개의 이격 전극을 포함하는 제1전극;
상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 제2접지 전극과 대응되도록 상기 절연기판 내부에 배치되며 서로 전기적으로 연결된 복수 개의 제 2 전극; 및
상기 절연기판 내부에 배치되어 상기 제 1 전극 및 제 2 전극을 가열하는 히터부;를 포함하며,
상기 제 1 접지 전극 및 상기 복수 개의 이격 전극 전체의 면적을 포함하는 제 3 면적(A3)은 상기 감응부의 제 1 면적(A1)에서 상기 제 3 면적(A3)을 제외한 제 2 면적(A2)보다 넓게 형성되는, 배기가스 정화 시스템.
An exhaust manifold;
An exhaust gas particulate filter for removing particulates contained in the exhaust gas discharged from the exhaust manifold;
And a particulate matter sensor disposed on an exhaust pipe connected to the exhaust gas particulate filter and detecting particulate matter passing through the exhaust gas particulate filter and flowing downstream,
The particulate matter sensor
An insulating substrate;
A sensing part formed as a part of an upper surface exposed on an upper portion of the insulating substrate and having a first area A1;
A first ground electrode disposed to be exposed on the sensing unit and connected to the first electrical connection terminal; and a plurality of second ground electrodes spaced apart from the first ground electrode and electrically connected to the first ground electrode, A first electrode comprising a plurality of spaced apart electrodes;
A plurality of second electrodes disposed inside the insulating substrate so as to correspond to the first ground electrode and the plurality of second ground electrodes and electrically connected to each other; And
And a heater unit disposed inside the insulating substrate and heating the first electrode and the second electrode,
The third area A3 including the area of the first grounding electrode and the entirety of the plurality of spacing electrodes is smaller than the second area A2 excluding the third area A3 in the first area A1 of the sensing part The exhaust gas purification system is widely formed.
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JP2009085959A (en) | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Robert Bosch Gmbh | Sensor element for detecting particle in gas, and manufacturing method for sensor element |
JP2010190615A (en) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Honda Motor Co Ltd | Device for detecting particulate matter |
JP2012037373A (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Denso Corp | Sensor controller |
JP2012127907A (en) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Nippon Soken Inc | Particulate matter detection sensor |
JP2013231627A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Nippon Soken Inc | Particle matter detection element, manufacturing method thereof, and particle matter detection sensor |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009085959A (en) | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Robert Bosch Gmbh | Sensor element for detecting particle in gas, and manufacturing method for sensor element |
JP2010190615A (en) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Honda Motor Co Ltd | Device for detecting particulate matter |
JP2012037373A (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Denso Corp | Sensor controller |
JP2012127907A (en) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Nippon Soken Inc | Particulate matter detection sensor |
JP2013231627A (en) * | 2012-04-27 | 2013-11-14 | Nippon Soken Inc | Particle matter detection element, manufacturing method thereof, and particle matter detection sensor |
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