WO2017115617A1 - 粒子状物質の測定装置用部品 - Google Patents

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WO2017115617A1
WO2017115617A1 PCT/JP2016/086128 JP2016086128W WO2017115617A1 WO 2017115617 A1 WO2017115617 A1 WO 2017115617A1 JP 2016086128 W JP2016086128 W JP 2016086128W WO 2017115617 A1 WO2017115617 A1 WO 2017115617A1
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WO
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particulate matter
filter
flow path
base
measuring device
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/086128
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大樹 村松
明裕 高橋
Original Assignee
京セラ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to JP2017558909A priority Critical patent/JP6711846B2/ja
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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
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance

Definitions

  • the present disclosure relates to a part for a particulate matter measuring device.
  • Patent Document 1 As a part for a particulate matter measuring device used for measuring the amount of particulate matter in exhaust gas discharged from a diesel engine, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2014-159783 (hereinafter also referred to as Patent Document 1). Those described in (1) are known.
  • the particulate matter measuring device component described in Patent Document 1 sandwiches a cell when a filter partitioned into a plurality of cells by a porous partition and at least one cell is a measuring cell. And a pair of electrodes.
  • the amount of particulate matter deposited in the exhaust gas collected by the filter is calculated based on the capacitance between the pair of electrodes.
  • the flow path and the filter are arranged in parallel, a part of the opening on the gas outflow side of the flow path is closed, and another flow path has a structure in which the gas inflow side is closed.
  • the particulate matter measuring device component is configured to form a base portion made of ceramics having a flow passage space opened on the surface at both ends and a flow passage through which gas flows by dividing the flow passage space into a plurality of portions.
  • Another particulate matter measuring device component is a plate-like member made of ceramics and includes a pair of bases juxtaposed so that their main surfaces face each other, and a channel space between the pair of bases.
  • a filter portion made of porous ceramics provided so as to divide and form a flow path, and a pair of capacitance forming electrodes provided on each of the pair of base portions and sandwiching the filter portion
  • the filter part includes one that is inclined with respect to the length direction of the flow path space.
  • FIG. 1 It is a perspective view of the part for measuring devices of particulate matter. It is sectional drawing which shows the cross section of the component for measuring apparatuses of the particulate matter shown in FIG. It is sectional drawing which shows the longitudinal cross-section of the component for measuring apparatuses of the particulate matter shown in FIG. It is sectional drawing which shows the cross section of the other example of the components for measuring devices of a particulate matter. It is sectional drawing which shows the cross section of the other example of the components for measuring devices of a particulate matter. It is sectional drawing which shows the cross section of the other example of the components for measuring devices of a particulate matter. It is sectional drawing which shows the cross section of the other example of the components for measuring devices of a particulate matter. It is sectional drawing which shows the cross section of the other example of the components for measuring devices of a particulate matter. It is sectional drawing which shows the cross section of the other example of the components for measuring devices of a particulate matter.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the wiring pattern of the electrode in the components for measuring devices of the particulate matter shown in FIG. It is a schematic diagram which shows the wiring pattern of the electrode in the other example of the components for measuring devices of particulate matter. It is a schematic diagram which shows the wiring pattern of the electrode in the other example of the components for measuring devices of particulate matter. It is a schematic diagram which shows the wiring pattern of the electrode in the other example of the components for measuring devices of particulate matter. It is a schematic diagram which shows the wiring pattern of the electrode in the other example of the components for measuring devices of particulate matter. It is sectional drawing which shows the longitudinal cross-section of the other example of the components for measuring devices of a particulate matter. It is sectional drawing which shows the longitudinal cross-section of the other example of the components for measuring devices of a particulate matter.
  • any direction may be a vertical direction or a horizontal direction.
  • the z-axis direction may be referred to as the vertical direction, the height direction, or the thickness direction.
  • the particulate matter measuring device component 100 is simply referred to as a plan view, it means that the particulate matter measurement device component 100 is viewed from the z-axis direction.
  • the particulate matter measuring device component 100 includes a base 1 having a flow passage space 10 therein and a filter portion 2 provided inside the flow passage space 10. .
  • a plurality of flow paths 11 are formed by dividing the flow path space 10 into a plurality by the filter unit 2.
  • the particulate matter measuring device component 100 further includes a pair of electrodes 3 for forming a capacitance on the base 1.
  • the particulate matter measuring device component 100 is used, for example, to measure the amount of particulate matter in exhaust gas discharged from a diesel engine.
  • the base 1 is a member for forming a gas flow path 11 (flow path space 10).
  • the base 1 is made of, for example, an insulating ceramic such as alumina.
  • the base 1 has, for example, one or a plurality of flow path spaces 10 inside.
  • the base 1 has a rectangular parallelepiped shape and has two flow passage spaces 10 inside.
  • the channel space 10 extends along the longitudinal direction of the main surface of the base 1.
  • Each flow path space 10 is divided into a plurality by the filter unit 2, and each of the divided spaces is a flow path 11.
  • the two flow path spaces 10 are arranged in the thickness (height) direction of the base 1.
  • the base 1 has, for example, a length in the longitudinal direction of the main surface and a length between side surfaces having openings (depth, length in the y-axis direction) of 40 mm, a length in the short direction, and a side surface having no openings.
  • the length (width, length in the x-axis direction) can be set to 10 mm, and the height (thickness, length in the z-axis direction) can be set to 5 mm.
  • the flow path space 10 extends from one side surface of the base portion 1 to a side surface at a position facing it.
  • the flow path space 10 is open to one side surface of the base portion 1 and a side surface at a position opposite to the one side surface.
  • the flow path 11 is also open to one side surface of the base 1 and a side surface at a position facing the one side surface.
  • One of the two openings is the inlet 4 through which the gas flows in, and the other is the outlet 5 through which the gas flows out of the flow path 11.
  • the flow of gas is shown by the white arrow.
  • the channel space 10 can be set to have a width (length in the x-axis direction) of 8 mm and a height (a distance between the bottom surface and the ceiling surface, a length in the z-axis direction) of 1.2 mm.
  • the length of the channel space 10 (the length in the y-axis direction) is equal to the length of the base 1 and can be set to 40 mm.
  • the filter unit 2 is a member for collecting particulate matter in the gas. As shown in FIGS. 2 and 3, the filter unit 2 is provided in the flow path space 10. As shown in FIG. 2, in the particulate matter measuring device component 100 according to the present disclosure, the filter unit 2 is plate-shaped, and a plurality of channel spaces 10 in the base 1 are arranged in the width direction of the channel space 10. A plurality are provided so as to be divided into areas. And the filter part 2 contains what is inclined and arrange
  • the length direction of the channel space 10 is a direction from the inlet 4 toward the outlet 5.
  • five filter portions 2 are provided in one flow path space 10. Each of the five filter units 2 is arranged in parallel.
  • the filter part 2 consists of porous ceramics. Examples of porous ceramics include porous alumina. Since the filter part 2 is made of porous alumina, the gas flowing through the flow path 11 can pass through the filter part 2. At this time, the filter unit 2 can collect (deposit) a part of the particulate matter contained in the gas.
  • the filter part 2 is arrange
  • the length direction of the flow-path space 10 is with respect to the flow direction of the exhaust gas which has flowed in the exhaust pipe.
  • the filter unit 2 is inclined with respect to the gas flow. For this reason, the gas easily flows into the filter unit 2 and the particulate matter contained in the gas is easily collected, so that the detection sensitivity of the particulate matter becomes high.
  • the flow path 11 provided by being separated by the filter section 2 has a width (length between the filter sections 2) of 1.2 mm and a height (interval between the bottom surface and the ceiling surface) of 1.
  • the dimensions of the filter portion 2 are, for example, a length along the width direction of the base portion 1 of 0.3 mm, and a length along the thickness direction of the base portion 1 equal to the distance between the bottom surface of the flow path 11 and the ceiling surface.
  • the length along the length direction of the base 1 can be set to 40 mm.
  • the inclination angle ⁇ with respect to the length direction (y-axis direction) of the flow path space 10 of the filter unit 2 may be set to 3 ° to 10 °, for example.
  • one end portion is connected to the end portion on the inlet 4 side of one filter portion 2 between the pair of adjacent filter portions 2 in the example shown in FIG.
  • a filter unit 2 having an end connected to an end of the other filter unit 2 on the outlet 5 side is provided.
  • the filter portion 2 has a zigzag shape, and the bent portions are alternately positioned at the inlet 4 and the outlet 5.
  • the flow path 11 is divided into the 1st flow path 11a connected to the inflow port 4 into which gas flows in by the filter part 2, and the 2nd flow path 11b connected to the outflow port 5 from which gas flows out. Yes.
  • the width of the first flow path 11a decreases from the inflow port 4 in the length direction, and the width of the second flow path 11b increases in the length direction to the outflow port 5.
  • the inflow port 4 and the outflow port 5 are not blocked, the ratio of the area of the inflow port 4 and the outflow port 5 to the opening area of the flow path space 10 is large. Therefore, the inflow amount of exhaust gas containing particulate matter becomes large, and the particulate matter collection efficiency is high. And it can be set as the component 100 for measuring apparatuses of a smaller particulate matter.
  • the filter unit 2 is disposed to be inclined with respect to the length direction of the flow path space 10, and is disposed along (in parallel with) the length direction of the flow path space 10.
  • the filter part 2 is provided, and these are arranged alternately.
  • Adjacent filter sections 2 are inclined in different directions. Since all the filter portions 2 are inclined with respect to the length direction of the flow path space 10, the length of the filter portion 2 can be increased, the particulate matter collection efficiency is further improved, and the particulate matter is detected. Sensitivity is further improved. In the example shown in FIGS.
  • the filter unit 2 is also arranged at the outermost part in the width direction of the flow path space 10 and covers the inner surface of the base 1 facing the flow path space 10. With such a configuration, more particulate matter can be collected.
  • all the filter units 2 are arranged to be inclined with respect to the length direction of the flow path space 10. All the filter parts 2 point out all the filter parts other than the filter part which covers the inner surface of the base 1.
  • the shape of the first channel 11a and the second channel 11b in plan view, and the shape of the bottom surface and the ceiling surface of the first channel 11a and the second channel 11b are as follows. It is a triangle.
  • the shape of the first flow path 11a is a trapezoid.
  • the shape is such that the corner on the outlet 5 side is cut off. It can be said that the bent portion on the outlet 5 side is bent in two stages, and the bent portion has a portion extending in the width direction of the flow path space 10.
  • the area of the portion facing the first flow path 11a on the inflow side of the filter unit 2 can be increased, so that more particulate matter can be collected.
  • the collection efficiency of the particulate matter is further improved, and the detection sensitivity of the particulate matter is further improved.
  • angular part becomes an obtuse angle, it becomes difficult to generate
  • the second flow channel 11b may have a trapezoidal shape in which the corner on the inlet 4 side of the triangular second flow channel 11b is cut off.
  • the width of the first channel 11a is set to the second channel 11b in the same manner as the part 100 for the particulate matter measuring device shown in FIG. It should be larger than the width.
  • the particulate matter measuring device component 100 in the example shown in FIG. 7 has a shape in which the corner on the outlet 5 side in the triangular first flow path 11a in the example shown in FIG. 5 is rounded. In other words, the corner of the bent portion of the zigzag filter portion 2 on the channel 11 (first channel 11a) side is rounded. It can also be said that the shape of the part 100 for the particulate matter measuring apparatus shown in FIG. 6 is obtained by rounding the corner on the outlet 5 side of the first flow path 11a. Therefore, since the area of the portion facing the first flow path 11a on the inflow side of the filter unit 2 can be increased in the same manner, more particulate matter can be collected, and particulate matter can be collected. Efficiency is further improved.
  • the second channel 11b may have a rounded corner on the inlet 4 side of the triangular second channel 11b.
  • the width of the first flow path 11a is preferably made larger than the width of the second flow path 11b from the viewpoint of the collection efficiency of the particulate matter.
  • the part located on the outermost side in the width direction of the flow path space 10 of the filter unit 2 faces the flow path space 10 of the base 1.
  • the inner surface is covered, and the surface on the channel 11 (first channel 11a) side is inclined with respect to the length direction of the channel space 10. This portion is also arranged to be inclined with respect to the length direction of the flow path space 10.
  • the wall surface of the flow path 11 of the base portion 1 is denser than the surface of the filter portion 2.
  • the particulate matter deposition can be easily concentrated on the filter unit 2, and the linearity between the particulate matter deposition amount and the measured value can be increased.
  • the measurement accuracy of the particulate matter measuring device component 100 can be improved.
  • the wall surface of the channel 11 of the base portion 1 is denser than the surface of the filter portion 2.
  • the wall surface of the channel 11 of the base 1 and the surface of the filter unit 2 are observed using a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • image processing is performed on the obtained SEM image to determine the surface porosity.
  • the porosity of the wall surface of the flow path 11 of the base 1 can be set to 3% or less, for example.
  • the porosity of the surface of the filter unit 2 can be set to 40 to 70%, for example.
  • the wall surface of the flow path 11 here means the whole inner surface of the base 1 facing the gas in the flow path 11. That is, the ceiling surface and the bottom surface are included in the wall surface here.
  • the porosity of the wall surface of the flow path 11 of the base 1 By setting the porosity of the wall surface of the flow path 11 of the base 1 to 3% or less, it is possible to make it difficult for particulate matter to enter the base 1. As a result, the possibility that the particulate matter adheres to the electrode 3 can be reduced, so that the electrostatic capacitance between the electrodes 3 may not be correctly measured when the particulate matter adheres to the electrode 3. Can be reduced. As a result, the measurement accuracy of the particulate matter measurement device component 100 can be further improved.
  • the base part 1 and the filter part 2 are integrally formed. Since the base portion 1 and the filter portion 2 are integrally formed, the long-term reliability of the particulate matter measuring device component 100 can be improved. Specifically, in the case where the base 1 and the filter unit 2 are joined after being formed separately, for example, there is a possibility that peeling occurs from the interface between the base 1 and the filter unit 2. In particular, when a bonding material or the like is used for bonding, the filter material 2 may not be correctly fixed to the base 1 due to deterioration of the bonding material. On the other hand, by integrally forming (firing) the base 1 and the filter part 2, it is possible to reduce the possibility of deterioration from the interface between the base 1 and the filter part 2.
  • the base 1 and the filter 2 are made of the same ceramic, the thermal expansion coefficients of the base 1 and the filter 2 can be made closer. Thereby, the long-term reliability of the particulate matter measuring device component 100 under a heat cycle can be improved.
  • “consisting of the same ceramics” means that the main components (components occupying 80% by mass or more) of the ceramics constituting the base portion 1 and the filter portion 2 are the same.
  • the base 1 and the filter 2 are made of alumina.
  • alumina is easy to adjust the surface porosity as shown below.
  • the base portion 1 having a surface with a porosity of 3% or less and the filter portion 2 having a surface with a porosity of about 40 to 70% can be integrally formed by the following method, for example.
  • a ceramic paste containing 93% by mass of alumina powder and 7% by mass of a resin binder is used for the part to be the base 1.
  • a ceramic paste containing 55% by mass of alumina powder, 38% by mass of a pore former and 7% by mass of a resin binder is used.
  • These ceramic pastes are processed into green sheets of a predetermined shape using a doctor blade method.
  • the capacitance forming electrode 3 can be formed by printing a conductive paste on the green sheet. And these green sheets are pressure-laminated using a uniaxial press.
  • the filter portion 2 and the base portion 1 having the above porosity can be formed by firing at 1500 ° C.
  • the dimensions of the filter portion 2 are, for example, a length along the width direction of the base portion 1 of 0.3 mm, and a length along the thickness direction of the base portion 1 equal to the distance between the bottom surface of the flow path 11 and the ceiling surface.
  • the length along the length direction of the base 1 can be set to 40 mm.
  • the electrode 3 is a member for forming a capacitance. As shown in FIG. 3, the electrodes 3 are provided in pairs so that the filter portion 2 is sandwiched between the base portion 1. More specifically, when a plurality of flow paths 11 are provided as in the particulate matter measuring device component 100 of the present disclosure, the filter portions 2 positioned in the respective flow paths 11 are sandwiched. An electrode 3 is provided.
  • the electrode 3 may be provided so as to cover the plurality of filter units 2, or may be provided so as to correspond to each of the filter units 2. As shown in FIG. 3, when two flow paths 11 are provided in the vertical direction as in the particulate matter measuring device component 100 of the present disclosure, the electrode 3 is connected to the upper flow path 11.
  • the electrode 3 positioned between the upper flow path 11 and the lower flow path 11 can form a capacitance with the electrode 3 above the upper flow path 11, and Capacitance can be formed between the lower flow path 11 and the lower electrode 3.
  • a capacitance is formed between the pair of electrodes 3 sandwiching the filter unit 2.
  • the capacitance between the pair of electrodes 3 changes.
  • an external detection device it is possible to measure the amount of particulate matter accumulated in the filter unit 2.
  • the electrode 3 is embedded in the base 1. Thereby, the possibility that the electrode 3 may be affected by gas corrosion or the like can be reduced. Moreover, since the possibility that particulate matter or the like adheres to the surface of the electrode 3 can be reduced, the measurement accuracy of the particulate matter measuring device component 100 can be improved.
  • the electrode 3 is provided (embedded) inside the base 1, but is not limited thereto. Specifically, the position where the electrode 3 is provided may be, for example, the outer surface of the base 1 (a surface other than the wall surface of the flow path 11).
  • the electrode 3 has, for example, a linear wiring pattern and is provided along the filter unit 2.
  • the linearity between the amount of the particulate matter collected in the filter part 2 and the change in the capacitance between the electrodes 3 is improved. be able to.
  • the shape of the electrode 3 when viewed in plan is not limited to a linear shape, and may be, for example, a circular shape or a rectangular shape.
  • the electrode 3 by making the electrode 3 into a linear wiring pattern, the resistance value can be increased as compared with the case where the electrode 3 is made circular or rectangular. Therefore, it is possible to function as a heater by applying a high voltage to the electrode 3. Thereby, the particulate matter collected by the filter part 2 can be removed by heating.
  • the electrode 3 has a linear wiring pattern, and is provided in a region of the base portion 1 that sandwiches the filter portion 2 and a region that does not sandwich the filter portion 2.
  • a portion of the electrode 3 located in a region where the filter unit 2 is not sandwiched may be narrower than a portion located in a region where the filter unit 2 is sandwiched.
  • the width of the portion of the electrode 3 located in the region sandwiching the filter unit 2 is secured to form a good capacitance between the electrodes 3, while the electrode 3 is positioned in the region not sandwiching the filter unit 2
  • the resistance value can be increased by narrowing the width of the portion.
  • the end portion of the electrode 3 has a lead portion 3 a that is drawn to the base portion 1 located outside the flow path 11 in the width direction (x-axis direction) of the base portion 1. Yes.
  • the lead portion 3a is further drawn to the outer surface of the base portion 1, and is electrically connected to an external device.
  • a through-conductor (not shown) that is electrically connected by the lead-out part 3 a and passes through the base part 1 and is drawn out to the upper surface of the base part 1 is provided.
  • a terminal electrode (not shown) is provided on the upper surface of the base 1 and a through conductor is electrically connected thereto. This terminal electrode can be electrically connected to an external detection device.
  • each of the pair of electrodes 3 sandwiching the filter unit 2 is meandered by meandering the end portions of the portions provided along each of the plurality of filter units 2. This is a single linear wiring pattern. And the edge part of the one electrode is pulled out by the outer surface of the base 1, and each of one pair of electrodes 3 becomes one line of wiring.
  • each of the pair of electrodes 3 is configured by two meander-shaped linear wiring patterns and has two lines of wiring. In the example shown in FIG. 10, the two wiring patterns are arranged side by side in the width direction (x-axis direction) of the flow path 11, and in the example shown in FIG. 11, the two wiring patterns are in the length direction of the flow path 11. They are arranged side by side (in the y-axis direction).
  • each of the pair of electrodes 3 arranged with the filter unit 2 interposed therebetween has two lines of wiring, while detecting the particulate matter with the electrode 3 of one line, Particulate matter collected by the electrode 3 can be removed. Therefore, the particulate matter can be continuously detected without stopping the particulate matter detection for removing the particulate matter.
  • each of the pair of electrodes 3 arranged with the filter unit 2 interposed therebetween has two lines of wiring. Wiring may be used.
  • the electrode 3 for example, a metal material such as platinum or tungsten can be used. Further, when the electrode 3 has a linear wiring pattern, for example, the width can be set to 2 mm, the length can be set to 38 mm, and the thickness can be set to 30 ⁇ m.
  • the base 1 has a shape having the flow path 11 inside, but the present invention is not limited thereto.
  • a pair of electrodes 3 may be provided.
  • the filter unit 2 may include those arranged to be inclined with respect to the length direction of the flow path space 10.
  • the flow path 11 is formed by dividing the flow path space 10 between the base 1 and the base 1 by the filter part 2.
  • the amount of the particulate matter can be measured by collecting the particulate matter in the flow path 11 and collecting the particulate matter by the filter unit 2 and detecting the change in the capacitance between the electrodes 3.
  • the measurement accuracy can be improved in the same manner as the particulate matter measuring device part 100 described above.
  • three bases 1 are provided side by side with two flow path spaces 10 therebetween.
  • Seven filter sections 2 are provided for each.
  • the number of the base portions 1 may be two or three or more, and the number of the filter portions 2 can be appropriately changed.
  • the filter unit 2 also serves as a side wall, but the base 1 that contacts the filter unit 2 may be provided as a side wall outside the outer filter unit 2. This is the same as that in the particulate matter measuring device component 100 shown in FIG. 3, in which the outer filter portion 2 is disposed so as to contact the side wall of the base portion 1.
  • the rigidity of the particulate matter measuring device component 100 is improved, and the area where the relatively weak filter part 2 is exposed can be reduced, so that deformation due to thermal stress or external force can be reduced. Damage can be suppressed and the device becomes highly reliable.
  • the wall surface which faces the flow path 11 becomes the filter part 2, and the collection efficiency is higher and the sensitivity is better.
  • the particulate matter measuring device component 100 shown in FIGS. 13 to 15 includes a plurality of filters 2 having different degrees of porosity. Particulate material measuring device part 100 that can know the particle size distribution of particulate matter, and particulate material measuring device part 100 that can collect particulate matter continuously for a long time and have a long life. , It can be more value-added.
  • the filter portion 2 made of porous ceramics has three types of filter portions 2a, 2b, and 2c having different pore sizes and pore diameters.
  • it has the 1st filter part 2a with a relatively large pore diameter, the 3rd filter part 2c with a small pore diameter, and the 2nd filter part 2b of these intermediate pore diameters. ing.
  • the particulate substances collected by the filter portions 2a, 2b, and 2c have different average particle sizes. . Therefore, the particle size distribution of the particulate matter collected from the capacitance detected by the electrodes 3 sandwiching each of the plurality of filter portions 2a, 2b, and 2c having different pore diameters is known.
  • the exhaust gas containing particulate matter It is possible to infer the combustion state in the engine that discharges gas and the state of the PM filter located upstream of the particulate matter measuring device component 100.
  • a plurality of filter portions 2a, 2b, 2c having different pore diameters are arranged in the order of the pore diameter.
  • the three-stage flow path spaces 10 flow paths 11
  • the first filter portion 2 a is arranged in the upper stage.
  • the second filter unit 2b is arranged in the middle stage
  • the third filter unit 2c is arranged in the lower stage. That is, the filter portions 2 having the same pore diameter at each stage are arranged in a line in the left-right direction of the drawing (the width direction of the channel space 10 and the base portion 1, the x-axis direction).
  • the electrodes 3 sandwiching the filter portions 2 having the same pore diameter can be arranged side by side, and these can be combined into one as in the example shown in FIG.
  • the type of pore size of the filter unit 2 is not limited to three, and may be two or four or more.
  • the filter portions 2 having the same pore diameter are arranged in a line in the width direction (x-axis direction) of the base portion 1, but in the arrangement direction (z-axis direction) of the plurality of base portions 1. You may arrange in a line. Alternatively, they may be arranged at random, but may be arranged in a line as described above.
  • the pore diameter here is an average pore diameter.
  • the pore diameter may be calculated by taking an SEM image of the surface or cross section of the filter portion 2 and calculating an average pore diameter for pores within the range of the SEM image by image analysis.
  • the SEM magnification is 100 times and may be performed using an SEM image having a field of view of 1.0 mm ⁇ 1.3 mm.
  • the filter portion 2 has a pore diameter of 1 ⁇ m to 60 ⁇ m and the filter portion 2 has three types of filter portions 2a, 2b, and 2c having different pore diameters as in the above example, for example, the first filter
  • the pore diameter of the part 2a may be 10 ⁇ m to 60 ⁇ m
  • the pore diameter of the second filter part 2b may be 5 ⁇ m to 30 ⁇ m
  • the pore diameter of the third filter part 2c may be 1 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the filter portion 2 made of porous ceramics has two types of filter portions 2d and 2e having different porosities.
  • the example shown in FIGS. 14 and 15 includes a fourth filter portion 2d having a relatively high porosity and a fifth filter portion 2e having a low porosity.
  • the porosity of the filter part 2 located outside is larger than the porosity of the filter part 2 located inside.
  • “located outside” may be the outside in the vertical direction as shown in FIG.
  • located outside may be the outside in the width direction of the flow path space 10 as shown in FIG. 15.
  • located outside may be the outside in the entire vertical direction and width direction.
  • the fourth filter part 2d is arranged on the outer side, and the fifth filter part 2e is arranged on the inner side.
  • the fourth filter portion 2 d is disposed outside the vertical direction (arrangement direction of the plurality of base portions 1, z-axis direction) in the drawing, and the fifth filter portion 2 e is disposed inside.
  • Three stages of flow path spaces 10 are arranged in the vertical direction of the drawing (arrangement direction of the plurality of bases 1, z-axis direction), and the fourth filter part 2d is arranged in the upper and lower flow path spaces 10, A fifth filter portion 2e is disposed in the middle passage space 10.
  • the fourth filter portion 2 d is arranged outside in the left-right direction of the drawing (the width direction of the channel space 10 and the base portion 1, the x-axis direction), and the fifth filter portion 2 e is inside.
  • Three stages of flow path spaces 10 are arranged in the up and down direction (arrangement direction of the plurality of base portions 1, z-axis direction), and in each flow path space 10 in the left and right direction (width direction of the flow path space 10 and the base 1,
  • Six filter portions 2 are arranged in the x-axis direction).
  • the two on the left and the right are the fourth filter units 2d, and the two located between these are the fifth filter units 2e.
  • the central portion of the flow path space 10 (in the length direction of the flow path space 10).
  • the flow rate of the gas flowing in the inner region in the vertical sectional view) is larger than the flow rate of the gas flowing in the outer peripheral portion of the channel space 10 (the outer region in the sectional view perpendicular to the length direction of the channel space 10).
  • the inner filter portion 2 collects more particulate matter than the outer filter portion 2, and the clogging of the particulate matter is also accelerated.
  • the frequency of performing the regeneration for removing the particulate matter by heating with the heater is increased, so that the deterioration of the particulate matter measuring device component 100 is also accelerated.
  • the porosity of the filter part 2 (the fourth filter part 2d) located outside is the filter part 2 located inside.
  • the porosity of the (fifth filter portion 2e) is larger, the gas tends to flow toward the filter portion 2 (fourth filter portion 2d) having a larger porosity, and in a cross section perpendicular to the length direction of the flow path.
  • the gas flow rate difference depending on the position becomes small. Therefore, since only the inner filter part 2 is not quickly clogged with particulate matter, it is possible to collect particulate matter continuously for a long time, and the long-life particulate matter measuring device component 100 and become.
  • the porosity of the filter unit 2 located on the outer side in the up-down direction and the outer side in the left-right direction is respectively the filter unit 2 (fifth filter unit) located on the inner side. 2e)
  • the porosity of the filter part 2 located on the outer side in the vertical and horizontal directions and the outer periphery in the cross-section is combined in the center in the vertical and horizontal directions and in the center in the cross-section. It may be larger than the porosity of the filter part 2 located.
  • the base 1 and the filter unit 2 are alternately arranged in the vertical direction, as in the example shown in FIG. 14, the fourth filter unit 2 d is arranged on the outer side in the vertical direction, and the fifth on the inner side.
  • the structure in which the filter portion 2e is disposed can be easily manufactured by a manufacturing method as described later.
  • Examples of the porosity measurement method for comparing the porosity of the filter unit 2 include a mercury intrusion method (JIS standard R1655: 2003), image analysis of SEM images, and the like.
  • the image analysis of the SEM image can be performed by taking a SEM image of a cross section of the filter unit 2 and calculating the area ratio of the pores within the range of the SEM image by image analysis.
  • the SEM magnification is 100 times, and an SEM image having a field of view of 1.0 mm ⁇ 1.3 mm may be used.
  • the porosity of the filter unit 2 is 40 to 70%
  • the porosity of the filter unit 2d having a relatively high porosity and the filter unit 2e having a relatively low porosity are 50 to 70% and 40 to 60, respectively. %And it is sufficient.
  • the flow path 11 has been described as an example extending from one side surface of the base 1 to the side surface at a position opposite thereto, but is not limited thereto.
  • the flow path space 10 has one end opened on one side surface of the base 1 and the other end opened on a surface (lower surface) positioned at one end of the base 1. Also good.
  • the inlet 4 is provided on the upper surface of the base 1, and the flow path 11 is divided into two stages of flow paths 11 inside the base 1, and the side surface of the base 1 (the lower side surface in the drawing). ) Is extended to the outlet 5 provided.
  • the filter part 2 is provided in each flow path 11, and is divided into a first flow path 11a and a second flow path 11b.
  • the flow of gas is indicated by white arrows, and the gas flows in from the inlet 4 provided on the upper surface of the base 1 and flows out from the outlet 5 provided on the side surface of the base 1. Or you may open to the surface (lower surface) located in the two side surfaces which the base 1 opposes, and the one end part of the base 1.
  • the method for manufacturing the particulate matter measuring device component 100 in which the dense base portion 1 made of ceramics and the filter portion 2 made of porous ceramics are integrally formed as described above is, for example, a plurality of first methods.
  • a step of firing the laminate 102 is, for example, a plurality of first methods.
  • the particulate material measuring device part 100 as described above, in which the dense base portion 1 made of ceramics and the filter portion 2 made of porous ceramics are integrally formed, is manufactured. can do.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing a method for manufacturing a particulate matter measuring device part for each step.
  • FIG. 17 shows a process of manufacturing a part 100 for a particulate matter measuring apparatus such as the example shown in FIG. 12 in which the number of filter parts 2 arranged between a pair of base parts 1 is changed from seven to six. It is shown.
  • a plurality of first ceramic green sheets 12 and a plurality of second ceramic green sheets 22 are prepared.
  • the first ceramic green sheet 12 is a part that becomes a base 1 by sintering in a subsequent firing step
  • the second ceramic green sheet 22 is a part that also becomes a filter part 2.
  • the filter part 2 is made of porous ceramics. Therefore, the second ceramic green sheet 22 has a larger number of pores (the porosity becomes larger) when sintered in the subsequent firing step with respect to the first ceramic green sheet 12. Specifically, the second ceramic green sheet 22 contains more components that become pores when sintered in the firing step than the first ceramic green sheet 12. Specifically, those having a large organic binder component, those containing a pore former, and the like. Alternatively, in order to decrease the sinterability and increase the pores, there are few sintering aid components.
  • the pore former is in the form of particles that are burned off in the subsequent firing step.
  • the pore former include acrylic resin beads (methacrylic ester copolymer), carbon powder, and crystalline cellulose.
  • the pore former may have a particle diameter of 1 to 1.2 times the pore diameter of the filter portion 2.
  • a pore former having an average particle diameter of 1 ⁇ m to 72 ⁇ m may be used. The porosity can be adjusted by adjusting the particle size and amount of the pore former.
  • the first ceramic green sheet 12 is made of an alumina ceramic
  • an organic binder such as an acrylic resin and an alumina powder and a sintering aid (a powder of SiO 2 , MgO, CaO, etc.) are used.
  • an organic solvent such as toluene or acetone and a solvent such as water are mixed to prepare a slurry.
  • the slurry may be used to form a sheet by a film forming method such as a doctor blade method.
  • the second ceramic green sheet 22 may be a slurry obtained by adding a pore former to the slurry for the first ceramic green sheet 12.
  • the second ceramic green sheet 22 includes a pore former with respect to the first ceramic green sheet 12.
  • the filter part 2 has different pore diameters, for example, as the pore former added to the slurry for the second ceramic green sheet 22, those having different average particle diameters are used. What is necessary is just to produce several types of 2nd ceramic green sheets 22 from which an average particle diameter differs.
  • the filter unit 2 has different porosity, for example, the amount of pore forming material added to the slurry for the second ceramic green sheet 22 is different from each other, the average particle size of the included pore forming material is different, A plurality of types of second ceramic green sheets 22 may be produced.
  • an electrode layer 32 is formed on the first ceramic green sheet 12 as in the example shown in FIG.
  • the electrode layer 32 is sintered in the subsequent firing step to become the electrode 3.
  • the electrode layer 32 may be formed by applying a metal paste mainly composed of a metal material such as platinum or tungsten which is the main component of the electrode 3 on the first ceramic green sheet 12.
  • the metal paste can be prepared by adding a resin binder and a solvent to a metal material powder and kneading. What is necessary is just to apply
  • the through hole 112 is formed in the second ceramic green sheet 22.
  • the through hole 112 is a portion that becomes the flow path 11.
  • the through holes 112 may be formed in the second ceramic green sheet 22 by punching using a mold or laser processing.
  • the first ceramic green sheet 12 in which the electrode layer 32 is formed and the second ceramic green sheet 22 in which the through hole 112 is formed are laminated to form a laminate. 102 is formed.
  • the portions to be the three substrates 1 are each formed by laminating two layers of the first ceramic green sheets 12, and the portion to be the filter portion 2 is the two layers of the second ceramic.
  • the green sheet 22 is formed by being laminated. In either case, a ceramic green sheet having one layer or three or more layers may be used.
  • the example shown in FIG. 17D is a laminated body 102 in the case of producing the particulate matter measuring device component 100 in which the electrode 3 is embedded in the base 1 as in the example shown in FIG. 32 is located between the two layers of the first ceramic green sheet 12. On the first ceramic green sheet 12 on which the electrode layer 32 is formed, the first ceramic green sheet 12 on which the electrode layer 32 is not formed is laminated.
  • the first electrode layer 32 is not formed on the first ceramic green sheet 12 on which the electrode layer 32 is formed.
  • the ceramic green sheets 12 are stacked, only the portion of the second ceramic green sheet 22 that becomes the filter portion 2 is stacked, and further the frame-shaped first ceramic green sheet 12 is stacked so as to surround the periphery. Good.
  • the first ceramic green sheet 12 on which the electrode layer 32 is formed and the second ceramic green sheet 22 on which the through hole 112 is formed are overlapped and applied by a uniaxial pressure press or the like. What is necessary is just to integrate by pressing and pressing.
  • the through holes 112 are filled with a resin or the like that will be burned off in the subsequent firing step, deformation of the portions of the first ceramic green sheet 12 located above and below the through holes can be suppressed.
  • the firing temperature may be 1500 ° C. to 1600 ° C. when the base portion 1 and the filter portion 2 are made of alumina ceramics.
  • a through hole is formed in a necessary ceramic green sheet by punching or laser processing using a mold before the step of manufacturing the multilayer body 102, and the electrode layer 32 is formed in the through hole. What is necessary is just to fill with the conductor paste similar to forming.
  • Base 10 Channel space 11: Channel 11a: First channel 11b: Second channel 2: Filter unit 3: Electrode 4: Inlet 5: Outlet 100: For particulate matter measuring apparatus parts

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Abstract

粒子状物質の測定装置用部品は、セラミックスから成り内部にガスの流れる流路空間を有する基部と、前記流路空間を複数に区切って流路を形成するように前記流路空間に設けられた多孔質セラミックスから成るフィルタ部と、前記基部に前記フィルタ部を挟むように設けられた静電容量形成用の一対の電極とを備えており、前記フィルタ部は、前記流路空間の長さ方向に対して傾斜して配置されているものを含んでいる。

Description

粒子状物質の測定装置用部品
　本開示は、粒子状物質の測定装置用部品に関するものである。
　ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質の量を測定するために用いられる粒子状物質の測定装置用部品として、例えば、特開２０１４－１５９７８３号公報（以下、特許文献１ともいう）に記載のものが知られている。特許文献１に記載の粒子状物質の測定装置用部品は、多孔質性の隔壁で複数のセルに区画されたフィルタと、少なくとも１つのセルを測定用セルとしたときに、このセルを挟むように設けられた一対の電極とを備えている。そして、特許文献１に記載の粒子状物質の測定装置用部品においては、一対の電極間の静電容量に基づいて、フィルタに捕集される排気中の粒子状物質の堆積量を算出する。また、流路とフィルタとは平行に配置され、流路のガスの流出側の開口の一部が閉塞され、これとは別の流路はガスの流入側が閉塞された構造となっている。
　粒子状物質の測定装置用部品は、両端部において表面に開口している流路空間を内部に有するセラミックスから成る基部と、前記流路空間を複数に区切ってガスが流れる流路を形成するように前記空間に設けられた多孔質セラミックスから成るフィルタ部と、前記基部に前記フィルタ部を挟むように設けられた静電容量形成用の一対の電極とを備えており、前記フィルタ部は、前記流路空間の長さ方向に対して傾斜して配置されているものを含んでいる。
　また、別の粒子状物質の測定装置用部品は、セラミックスから成る板状の部材であって主面が対向するように並置された一対の基部と、該一対の基部の間の流路空間を区切って流路を形成するように設けられた多孔質セラミックスから成るフィルタ部と、前記一対の基部にそれぞれ設けられており前記フィルタ部を挟むように設けられた静電容量形成用の一対の電極とを備えており、前記フィルタ部は、前記流路空間の長さ方向に対して傾斜して配置されているものを含んでいる。
粒子状物質の測定装置用部品の斜視図である。 図１に示す粒子状物質の測定装置用部品の横断面を示す断面図である。 図１に示す粒子状物質の測定装置用部品の縦断面を示す断面図である。 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の横断面を示す断面図である。 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の横断面を示す断面図である。 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の横断面を示す断面図である。 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の横断面を示す断面図である。 図６に示す粒子状物質の測定装置用部品における電極の配線パターンを示す模式図である。 粒子状物質の測定装置用部品の他の例における電極の配線パターンを示す模式図である。 粒子状物質の測定装置用部品の他の例における電極の配線パターンを示す模式図である。 粒子状物質の測定装置用部品の他の例における電極の配線パターンを示す模式図である。 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の縦断面を示す断面図である。 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の縦断面を示す断面図である。 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の縦断面を示す断面図である。 粒子状物質の測定装置用部品の他の例の縦断面を示す断面図である。 （ａ）は粒子状物質の測定装置用部品の他の例の上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。 粒子状物質の測定装置用部品の製造方法を示す模式図である。
　以下、粒子状物質の測定装置用部品１００について、図面を参照しながら説明する。図１等においては、粒子状物質の測定装置用部品１００に対して固定して定義した直交座標系ｘｙｚを付している。以下の説明では、この座標系を参照して方向を説明することがある。粒子状物質の測定装置用部品１００は、いずれの方向が鉛直方向乃至は水平方向とされてもよい。また、ｚ軸方向を上下方向、高さ方向または厚み方向ということがある。また、粒子状物質の測定装置用部品１００について単に平面視という場合には、ｚ軸方向から見ることを意味する。
　図１、２に示すように、粒子状物質の測定装置用部品１００は、内部に流路空間１０を有する基部１と、流路空間１０の内部に設けられたフィルタ部２とを備えている。流路空間１０がフィルタ部２で複数に区切られて、複数の流路１１が形成されている。図３に示すように、粒子状物質の測定装置用部品１００は、さらに、基部１に静電容量形成用の一対の電極３を備えている。粒子状物質の測定装置用部品１００は、例えば、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中の粒子状物質の量を測定するために用いられる。
　基部１は、ガスの流れる流路１１（流路空間１０）を形成するための部材である。基部１は、例えば、アルミナ等の絶縁性のセラミックスから成る。基部１は、例えば、内部に１つまたは複数の流路空間１０を有している。図１に示す粒子状物質の測定装置用部品１００においては、基部１は、外形が直方体形状であって、内部に２つの流路空間１０を有している。流路空間１０は、基部１の主面の長手方向に沿って伸びている。それぞれの流路空間１０はフィルタ部２で複数に区切られており、区切られた空間の１つ１つが流路１１である。２つの流路空間１０は基部１の厚み（高さ）方向に配列されている。基部１は、例えば、主面の長手方向の長さ、開口を有する側面間の長さ（奥行き、ｙ軸方向の長さ）を４０ｍｍに、短手方向の長さ、開口を有さない側面間の長さ（幅、ｘ軸方向の長さ）を１０ｍｍに、高さ（厚み、ｚ軸方向の長さ）を５ｍｍに、設定できる。
　流路空間１０は、基部１の１つの側面からこれに対向する位置にある側面にかけて延びている。流路空間１０は、基部１の１つの側面と、これに対向する位置にある側面とに開口している。そして、流路１１もまた、基部１の１つの側面と、これに対向する位置にある側面とに開口している。この２つの開口のうちの一方がガスの流入する流入口４であり、他方はガスが流路１１から流出する流出口５である。なお、図２においては、白抜き矢印でガスの流れを示している。また、流路空間１０は、幅（ｘ軸方向の長さ）を８ｍｍに、高さ（底面と天井面との間隔、ｚ軸方向の長さ）を１．２ｍｍに設定できる。流路空間１０の長さ（ｙ軸方向の長さ）は、基部１の長さと等しく、４０ｍｍに設定できる。
　フィルタ部２は、ガス中の粒子状物質を捕集するための部材である。図２および図３に示すように、フィルタ部２は、流路空間１０の内部に設けられている。図２に示すように、本開示の粒子状物質の測定装置用部品１００においては、フィルタ部２は板状であって、基部１の流路空間１０を、流路空間１０の幅方向に複数の領域に区切るように複数設けられている。そして、フィルタ部２は、流路空間１０の長さ方向（ｙ軸方向）に対して傾斜して配置されているものを含んでいる。図２に示す例においては、すべてのフィルタ部２が流路空間１０の長さ方向（ｙ軸方向）に対して傾斜して配置されている。流路空間１０の長さ方向は流入口４から流出口５へ向かう方向である。本開示の粒子状物質の測定装置用部品１００は、１つの流路空間１０につき５つのフィルタ部２が設けられている。５つのフィルタ部２は、それぞれが並行に配列されている。フィルタ部２は、多孔質セラミックスから成る。多孔質セラミックスとしては、例えば、多孔質アルミナが挙げられる。フィルタ部２が多孔質アルミナから成ることによって、流路１１を流れるガスがフィルタ部２を通過できるようになっている。このとき、フィルタ部２は、ガス中に含まれる粒子状物質の一部を捕集する（堆積させる）ことができる。そして、フィルタ部２が流路空間１０の長さ方向に対して傾斜して配置されていることから、排気管内を流れてきた排気ガスの流れ方向に対して流路空間１０の長さ方向が平行になるように粒子状物質の測定装置用部品１００を配置すると、フィルタ部２はガスの流れに対して斜めになる。そのため、ガスがフィルタ部２内に流入しやすくなり、ガスに含まれる粒子状物質を捕集しやすくなって、粒子状物質の検知感度の高いものとなる。
　フィルタ部２で区切られて設けられる流路１１は、幅（フィルタ部２間の長さ）を１．２ｍｍに、高さ（底面と天井面との間隔）を流路空間１０と同じく１．２ｍｍに設定できる。フィルタ部２の寸法は、例えば、基部１の幅方向に沿った長さを０．３ｍｍに、基部１の厚み方向に沿った長さを流路１１の底面と天井面との間隔と等しく１．２ｍｍに、基部１の長さ方向に沿った長さを４０ｍｍに設定できる。フィルタ部２の流路空間１０の長さ方向（ｙ軸方向）に対する傾斜角度θは、例えば、３°~１０°に設定すればよい。
　図４および図５に示す例においては、図２に示す例に対して、隣り合う一対のフィルタ部２間に、一端部が一方のフィルタ部２の流入口４側の端部に繋がり、他端部が他方のフィルタ部２の流出口５側の端部に繋がっているフィルタ部２が設けられている。言い換えれば、フィルタ部２がジグザグ形状であり、折れ曲がり部が流入口４と流出口５とに交互に位置している。これにより、流路１１は、フィルタ部２によって、ガスが流入する流入口４に繋がる第１の流路１１ａと、ガスが流出する流出口５に繋がる第２の流路１１ｂとに分断されている。そして、第１の流路１１ａは流入口４から長さ方向に向かうにつれて幅が小さくなっており、第２の流路１１ｂは流出口５へ長さ方向に向かうにつれて幅が大きくなっている。
　このような構成により、流入口４から第１の流路１１ａに流入したガスの全てがフィルタ部２を通過し、第２の流路１１ｂ内を流れて流出口５から流出することになる。よって、粒子状物質の捕集効率がより向上し、粒子状物質の検知感度がより向上する。従来の粒子状物質の測定用部品は、開口の一部を閉塞部材で閉塞していたのに対して、流入口４および流出口５を閉塞していない。フィルタ部２の流入口４および流出口５において繋がっている部分（ジグザグ形状のフィルタ部２の折れ曲がり部）が閉塞部材を兼ねている。流入口４および流出口５が閉塞されていないため、流路空間１０の開口面積に対する流入口４および流出口５の面積の比率が大きいものとなる。そのため、粒子状物質を含む排気ガスの流入量が大きいものとなり、粒子状物質の捕集効率の高いものとなる。そして、より小型の粒子状物質の測定装置用部品１００とすることができる。
　図４に示す例は、流路空間１０の長さ方向に対して傾斜して配置されているフィルタ部２と、流路空間１０の長さ方向に対して沿って（平行に）配置されているフィルタ部２とを有しており、これらが交互に配置されている。これに対して、図５に示す例の粒子状物質の測定装置用部品においては、すべてのフィルタ部２が流路空間１０の長さ方向に対して傾斜して配置されている。隣り合うフィルタ部２は、互いに異なる方向に傾斜している。すべてのフィルタ部２が流路空間１０の長さ方向に対して傾斜しているので、フィルタ部２の長さを長くでき、粒子状物質の捕集効率がさらに向上し、粒子状物質の検知感度がより向上する。なお、図４および図５に示す例においては、流路空間１０の幅方向の最外部にもフィルタ部２が配置されており、基部１の流路空間１０に面する内面を覆っている。このような構成によって、粒子状物質をより多く捕集することができる。図５に示す例の粒子状物質の測定装置用部品においては、すべてのフィルタ部２が流路空間１０の長さ方向に対して傾斜して配置されている、と上記したが、この場合のすべてのフィルタ部２は、基部１の内面を覆うフィルタ部以外のすべてのフィルタ部を指している。
　図４および図５に示す例では、第１の流路１１ａおよび第２の流路１１ｂの平面視の形状、第１の流路１１ａおよび第２の流路１１ｂの底面と天井面の形状は三角形である。これに対して、図６に示す例の粒子状物質の測定装置用部品１００においては、第１の流路１１ａの形状は台形である。図５に示す例の三角形状の第１の流路１１ａにおける、流出口５側の角部を隅切りしたような形状である。流出口５側の折れ曲がり部が２段階に折れ曲がっていて、折れ曲がり部に流路空間１０の幅方向に延びる部分を有しているともいえる。このような構成であると、フィルタ部２の流入側の第１の流路１１ａに面する部分の面積を増やすことができるので、より多くの粒子状物質を捕集することができる。粒子状物質の捕集効率がさらに向上し、粒子状物質の検知感度がより向上する。また、この角部が鈍角になるので、角部を起点としたフィルタ部２の割れが発生し難くなる。この点では、第２の流路１１ｂにおいても同様に、三角形の第２の流路１１ｂの流入口４側の角部を隅切りした形状、台形とするとよい。この場合には、粒子状物質の捕集効率の観点から、図６に示す例の粒子状物質の測定装置用部品１００と同様に、第１の流路１１ａの幅を第２の流路１１ｂの幅より大きくするのがよい。
　図７に示す例の粒子状物質の測定装置用部品１００は、図５に示す例の三角形状の第１の流路１１ａにおける、流出口５側の角部を丸めたような形状である。言い換えれば、ジグザグ形状のフィルタ部２の折れ曲がり部の、流路１１（第１の流路１１ａ）側の角部を丸めたものである。図６に示す例の粒子状物質の測定装置用部品１００における、第１の流路１１ａの流出口５側の角部を丸めた形状ともいえる。そのため、同様にフィルタ部２の流入側の第１の流路１１ａに面する部分の面積を増やすことができるので、より多くの粒子状物質を捕集することができ、粒子状物質の捕集効率がさらに向上する。粒子状物質の検知感度がより向上する。そして、角部を有していないので、角部を起点としたフィルタ部２の割れがより発生し難くなる。この点では、第２の流路１１ｂにおいても同様に、三角形の第２の流路１１ｂの流入口４側の角部を丸めた形状とするとよい。この場合にも同様に、粒子状物質の捕集効率の観点から、第１の流路１１ａの幅を第２の流路１１ｂの幅より大きくするのがよい。なお、図７に示す例の粒子状物質の測定装置用部品１００においては、フィルタ部２の流路空間１０の幅方向の最も外側に位置する部分は、基部１の流路空間１０に面する内面を覆っており、流路１１（第１の流路１１ａ）側の面が流路空間１０の長さ方向に対して傾斜している。この部分も、流路空間１０の長さ方向に対して傾斜して配置されているという。
　ここで、本開示の粒子状物質の測定装置用部品１００においては、基部１の流路１１の壁面がフィルタ部２の表面よりも緻密である。これにより、基部１の流路１１の壁面に粒子状物質を堆積させにくくするとともに、フィルタ部２の表面に粒子状物質を堆積させやすくすることができる。これらの結果、粒子状物質の堆積をフィルタ部２に集中させやすくできるので、粒子状物質の堆積量と測定値との間のリニアリティを高めることができる。その結果、粒子状物質の測定装置用部品１００の測定精度を向上させることができる。
　基部１の流路１１の壁面がフィルタ部２の表面より緻密であることは、例えば、以下の方法で確認できる。具体的には、基部１の流路１１の壁面およびフィルタ部２の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察する。そして、得られたＳＥＭ画像に画像処理を施し、表面の気孔率を求める。結果、気孔率が小さい方をより緻密であると見なすことができる。基部１の流路１１の壁面の気孔率は、例えば、３％以下に設定できる。フィルタ部２の表面の気孔率は、例えば、４０～７０％に設定できる。なお、ここでいう流路１１の壁面とは、流路１１のうちガスに面する基部１の内表面の全体を意味している。すなわち、天井面および底面がここでいう壁面に含まれる。
　基部１の流路１１の壁面の気孔率を、３％以下にすることによって、基部１の内部に粒子状物質が入りにくくすることができる。その結果、粒子状物質が電極３に付着してしまうおそれを低減できるので、粒子状物質が電極３に付着することによって電極３間の静電容量を正しく測定することができなくなってしまうおそれを低減できる。その結果、粒子状物質の測定装置用部品１００の測定精度をさらに向上できる。
　基部１およびフィルタ部２は一体的に形成されている。基部１およびフィルタ部２が一体的に形成されていることによって、粒子状物質の測定装置用部品１００の長期信頼性を向上できる。具体的には、基部１およびフィルタ部２が別々に形成された後に接合されているような場合には、例えば、基部１およびフィルタ部２の界面から剥がれが生じるようなおそれがある。特に、接合に接合材等を用いている場合には、接合材が劣化することによって、フィルタ部２を基部１に正しく固定することができなくなるおそれがある。これに対して、基部１およびフィルタ部２を一体的に形成（焼成）することによって、基部１およびフィルタ部２の界面から劣化が生じるおそれを低減できる。
　特に、基部１およびフィルタ部２が同じセラミックスから成ることによって、基部１およびフィルタ部２の熱膨張率を近づけることができる。これにより、ヒートサイクル下における粒子状物質の測定装置用部品１００の長期信頼性を向上できる。ここでいう、「同じセラミックスから成る」とは、基部１およびフィルタ部２を構成するセラミックスの主成分（８０質量％以上を占める成分）が同じであることを意味している。
　本開示の粒子状物質の測定装置用部品１００においては、基部１およびフィルタ部２がアルミナから成る。アルミナは、安価に製造できることに加えて、下記に示すように表面の気孔率の調整が容易である。
　気孔率が３％以下の表面を有する基部１、および、気孔率が４０～７０％程度の表面を有するフィルタ部２は、例えば、以下の方法で一体的に形成できる。具体的には、基部１となる部分については、アルミナ粉末を９３質量％および樹脂バインダを７質量％含むセラミックペーストを用いる。また、フィルタ部２となる部分については、アルミナ粉末を５５質量％、造孔材を３８質量％および樹脂バインダを７質量％含むセラミックペーストを用いる。これらのセラミックペーストをドクターブレード法を用いて所定の形状のグリーンシートに加工する。このとき、グリーンシート上に導電性ペーストを印刷することによって、静電容量形成用の電極３を形成することができる。そして、これらのグリーンシートを一軸プレス機を用いて加圧積層する。必要に応じて表面の加工を行なった後に、１５００℃で焼成することによって、上記の気孔率のフィルタ部２および基部１を形成することができる。
　フィルタ部２の寸法は、例えば、基部１の幅方向に沿った長さを０．３ｍｍに、基部１の厚み方向に沿った長さを流路１１の底面と天井面との間隔と等しく１．２ｍｍに、基部１の長さ方向に沿った長さを４０ｍｍに設定できる。
　電極３は、静電容量を形成するための部材である。図３に示すように、電極３は、基部１にフィルタ部２を挟むように対になって設けられている。より具体的には、本開示の粒子状物質の測定装置用部品１００のように、流路１１が複数設けられている場合には、それぞれの流路１１に位置するフィルタ部２を挟むように電極３が設けられている。電極３は、例えば、複数のフィルタ部２を跨って覆うように設けられていてもよいし、フィルタ部２の１つ１つに対応するように設けられていてもよい。そして、図３に示すように、本開示の粒子状物質の測定装置用部品１００のように流路１１が上下方向に２つ設けられている場合には、電極３は、上側の流路１１の上方、上側の流路１１と下側の流路１１との間および下側の流路１１の下方に位置していてもよい。上側の流路１１と下側の流路１１との間に位置している電極３は、上側の流路１１の上方の電極３との間で静電容量を形成することができ、また、下側の流路１１の下方の電極３との間でも静電容量を形成することができる。
　フィルタ部２を挟む一対の電極３の間には静電容量が形成される。フィルタ部２に粒子状物質が捕集されると、一対の電極３の間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を外部の検出装置で検知することによって、フィルタ部２に捕集された粒子状物質の堆積量を測定することができる。
　本開示の粒子状物質の測定装置用部品１００においては、電極３が基部１に埋設されている。これにより、電極３がガスによる腐食等の影響を受けるおそれを低減できる。また、電極３の表面に粒子状物質等が付着するおそれを低減できるので、粒子状物質の測定装置用部品１００の測定精度を向上させることができる。なお、本開示の粒子状物質の測定装置用部品１００においては、電極３が基部１の内部に設けられている（埋設されている）が、これに限られない。具体的には、電極３の設けられる位置は、例えば、基部１の外表面（流路１１の壁面以外の面）であってもよい。
　図８に示すように、本開示の粒子状物質の測定装置用部品１００においては、電極３は、例えば、線状の配線パターンを有するとともに、フィルタ部２に沿って設けられている。このように、電極３がフィルタ部２に沿って設けられていることによって、フィルタ部２に捕集された粒子状物質の量と電極３間の静電容量の変化と間のリニアリティを向上させることができる。これは、電極３がフィルタ部２に沿って設けられていることによって、フィルタ部２以外（例えば、流路１１の壁面）に付着した粒子状物質によって静電容量が変化することを低減できるためである。なお、電極３の平面視したときの形状は、線状に限られず、例えば、円形状であってもよいし、矩形状であってもよい。
　また、電極３を線状の配線パターンにすることによって、電極３を円形状または矩形状にする場合と比較して抵抗値を大きくすることができる。そのため、この電極３に高い電圧を加えることによってヒータとして機能させることもできる。これにより、フィルタ部２に捕集された粒子状物質を加熱により除去することができる。
　特に、図９に示す例のように、電極３が線状の配線パターンを有するとともに、基部１のうちフィルタ部２を挟む領域およびフィルタ部２を挟まない領域に設けられており、平面視したときに、電極３のうちフィルタ部２を挟まない領域に位置する部分が、フィルタ部２を挟む領域に位置する部分よりも幅が狭くなっていてもよい。これにより、電極３のうちフィルタ部２を挟む領域に位置する部分の幅を確保して電極３間の静電容量を良好に形成しつつ、電極３のうちフィルタ部２を挟まない領域に位置する部分の幅を狭くすることによって、抵抗値を大きくできる。これにより、静電容量形成用の電極３として有効に機能させつつも、ヒータとしても有効に機能させることができる。
　図８および図９に示す例においては、電極３の端部は、基部１の幅方向（ｘ軸方向）において流路１１の外側に位置する基部１へ引き出された引き出し部３ａを有している。この引き出し部３ａからさらに基部１の外表面へ引き出され、外部の装置と電気的に接続される。例えば、引き出し部３ａで電気的に接続され、基部１を貫通して基部１の上面に引き出される貫通導体（不図示）を備えている。基部１の上面には端子電極（不図示）が設けられており、貫通導体が電気的に接続されている。この端子電極と外部の検出装置とを電気的に接続することができる。
　図８および図９に示す例においては、フィルタ部２を挟む一対の電極３のそれぞれは、複数のフィルタ部２のそれぞれに沿って設けられた部分の端部同士を接続して蛇行したミアンダ形状の１本の線状の配線パターンとなっている。そして、その１つ電極の端部が基部１の外表面に引き出されており、１対の電極３のそれぞれは、一系統の配線となっている。これに対して、図１０および図１１に示す例では、１対の電極３のそれぞれは、２つのミアンダ形状の線状の配線パターンで構成され、２系統の配線となっている。図１０に示す例では、２つの配線パターンは流路１１の幅方向（ｘ軸方向）に並んで配置されており、図１１に示す例では、２つの配線パターンは流路１１の長さ方向（ｙ軸方向）に並んで配置されている。
　このように、フィルタ部２を挟んで配置されている一対の電極３のそれぞれが２系統の配線となっていると、一方の系統の電極３で粒子状物質を検知しながら、他方の系統の電極３で捕集された粒子状物質を除去することができる。そのため、粒子状物質の除去のために粒子状物質の検知を停止することなく、連続して粒子状物質の検知を行なうことができる。図１０および図１１に示す例においては、フィルタ部２を挟んで配置されている一対の電極３のそれぞれが２系統の配線となっているが、複数系統であればよいので、３系統以上の配線であってもよい。
　電極３としては、例えば、白金またはタングステン等の金属材料を用いることができる。また、電極３を線状の配線パターンにした場合には、例えば、幅を２ｍｍ、長さを３８ｍｍ、厚みを３０μｍに設定できる。
　上述の開示の粒子状物質の測定装置用部品１００においては、基部１が内部に流路１１を有するような形状であったが、これに限られない。具体的には、例えば、図１２に示すように、セラミックスから成る板状の部材であって主面が対向するように並置された一対の基部１と、一対の基部１の間の流路空間１０を区切って流路１１を形成するように設けられた多孔質セラミックスから成るフィルタ部２と、一対の基部１にそれぞれ設けられておりフィルタ部２を挟むように設けられた静電容量形成用の一対の電極３とを備えていてもよい。そして、図２、４～７に示したように、フィルタ部２が、流路空間１０の長さ方向に対して傾斜して配置されているものを含むものであってもよい。
　別の粒子状物質の測定装置用部品１００においては、基部１と基部１との間の流路空間１０をフィルタ部２で区切ることによって流路１１が形成されている。この流路１１にガスを流すことによって粒子状物質をフィルタ部２で捕集するとともに、電極３間の静電容量の変化を検知することによって粒子状物質の量を測定することができる。このような粒子状物質の測定装置用部品１００においても、上述の粒子状物質の測定装置用部品１００と同様に、測定精度を向上できる。
　より具体的には、図１２に示す粒子状物質の測定装置用部品１００においては、３つの基部１が２つの流路空間１０を空けて並んで設けられており、この２つの流路空間１０にそれぞれ７つずつのフィルタ部２が設けられている。基部１の数は２つでも３つ以上であってもよく、また、フィルタ部２の数も適宜変更することができる。
　図１２に示す粒子状物質の測定装置用部品１００では、フィルタ部２が側壁を兼ねているが、外側のフィルタ部２の外にフィルタ部２に接する基部１を側壁として設けてもよい。これは、図３に示す粒子状物質の測定装置用部品１００において、外側のフィルタ部２が基部１の側壁に接するように配置されたものと同様になる。このようにすることで、粒子状物質の測定装置用部品１００の剛性が向上し、比較的強度の小さいフィルタ部２が露出する面積を小さくすることができるので、熱応力による変形や、外力による損傷を抑えることができ、信頼性の高いものとなる。また、流路１１に面する壁面は全てフィルタ部２となり、捕集効率がより高く感度のよいものとなる。
　図１３～図１５に示す粒子状物質の測定装置用部品１００においては、互いにポーラス度が異なる複数のフィルタ２を有している。粒子状物質の粒度分布を知ることのできる粒子状物質の測定装置用部品１００や長時間連続して粒子状物質の捕集が可能で長寿命な粒子状物質の測定装置用部品１００のような、より付加価値の高いものとすることができる。
　具体的には、図１３に示す例では、多孔質セラミックスから成るフィルタ部２は、気孔の大きさ、気孔径が異なる３種類のフィルタ部２ａ,２ｂ，２ｃを有している。図１３に示す例においては、相対的に気孔径の大きい第１のフィルタ部２ａと気孔径の小さい第３のフィルタ部２ｃとこれらの中間の気孔径の第２のフィルタ部２ｂとを有している。
　気孔径が異なる複数のフィルタ部２ａ,２ｂ，２ｃを有していることから、それぞれのフィルタ部２ａ,２ｂ，２ｃで捕集される粒子状物質は、それぞれ互いに平均粒径が異なるものとなる。そのため、気孔径が異なる複数のフィルタ部２ａ,２ｂ，２ｃのそれぞれを挟む電極３で検出される静電容量から捕集された粒子状物質の粒度分布が分かり、例えば、粒子状物質を含む排気ガスを排出するエンジンにおける燃焼状態や、粒子状物質の測定装置用部品１００の上流に位置するＰＭフィルタの状態を推測することができる。
　また、図１３に示す例においては、気孔径が異なる複数のフィルタ部２ａ,２ｂ，２ｃは気孔径の大きさの順に配列されている。具体的には、図１３に示す例では、図面の上下方向（ｚ軸方向）で３段の流路空間１０（流路１１）が配列されており、上段には第１のフィルタ部２ａが配置され、中段には第２のフィルタ部２ｂが配置され、下段には第３のフィルタ部２ｃが配置されている。すなわち、各段で同じ気孔径のフィルタ部２が図面の左右方向（流路空間１０および基部１の幅方向、ｘ軸方向）に一列に配置されている。このように配列すると、同じ気孔径のフィルタ部２を挟む電極３を並べて配置することができ、これらを図１３に示す例のように１つにまとめることができる。
　フィルタ部２の気孔径の大きさの種類は３つに限られず、２つでもよいし４つ以上であってもよい。また、図１３に示す例においては、同じ気孔径のフィルタ部２は基部１の幅方向（ｘ軸方向）に一列に配列されているが、複数の基部１の配置方向（ｚ軸方向）に一列に配列してもよい。あるいは、ランダムに配列してもよいが、上記のように一列に配列してもよい。
　なお、ここでいう気孔径は平均気孔径である。気孔径は、フィルタ部２の表面または断面のＳＥＭ画像を撮影し、画像解析によってこのＳＥＭ画像の範囲内の気孔について平均気孔径を算出すればよい。ＳＥＭの倍率は１００倍で、１．０ｍｍ×１．３ｍｍの視野のＳＥＭ画像を用いて行なえばよい。
　フィルタ部２の気孔径は１μｍ～６０μｍであり、フィルタ部２が上記の例のように気孔径の異なる３種類のフィルタ部２ａ，２ｂ，２ｃを有する場合であれば、例えば、第１のフィルタ部２ａの気孔径は１０μｍ～６０μｍ、第２のフィルタ部２ｂの気孔径は５μｍ～３０μｍ、第３のフィルタ部２ｃの気孔径１μｍ～１５μｍとすればよい。
　また、図１４および図１５に示す例では、多孔質セラミックスから成るフィルタ部２は、気孔率が異なる２種類のフィルタ部２ｄ,２ｅを有している。図１４および図１５に示す例においては、相対的に気孔率の大きい第４のフィルタ部２ｄと気孔率の小さい第５のフィルタ部２ｅとを有している。そして、流路空間１０の長さ方向に垂直な断面視において、外側に位置するフィルタ部２の気孔率が、内側に位置するフィルタ部２の気孔率より大きい。なお、ここでいう「外側に位置する」とは、図１４に示すように上下方向における外側であってもよい。また、「外側に位置する」とは、図１５に示すように、流路空間１０の幅方向における外側であってもよい。また、「外側に位置する」とは、上下方向および幅方向の全体における外側であってもよい。
　流路空間１０の長さ方向に垂直な断面視において、外側に第４のフィルタ部２ｄが配置され、内側に第５のフィルタ部２ｅが配置されている。図１４に示す例においては、図面の上下方向（複数の基部１の配置方向、ｚ軸方向）の外側に第４のフィルタ部２ｄが配置され、内側に第５のフィルタ部２ｅが配置されている。図面の上下方向（複数の基部１の配置方向、ｚ軸方向）に３段の流路空間１０が配列されており、上段および下段の流路空間１０に第４のフィルタ部２ｄが配置され、中段の流路空間１０に第５のフィルタ部２ｅが配置されている。図１５に示す例においては、図面の左右方向（流路空間１０および基部１の幅方向、ｘ軸方向）の外側に第４のフィルタ部２ｄが配置され、内側に第５のフィルタ部２ｅが配置されている。上下方向（複数の基部１の配置方向、ｚ軸方向）で３段の流路空間１０が配列されており、それぞれの流路空間１０に左右方向（流路空間１０および基部１の幅方向、ｘ軸方向）に６つのフィルタ部２が配置されている。この６つのフィルタ部２のうち、左右それぞれの２つが第４のフィルタ部２ｄであり、これらの間に位置する２つが第５のフィルタ部２ｅである。
　粒子状物質を含むガスが粒子状物質の測定装置用部品１００内の流路空間１０（流路１１）を流れる際には、流路空間１０の中心部（流路空間１０の長さ方向に垂直な断面視における内側の領域）を流れるガスの流量が、流路空間１０の外周部（流路空間１０の長さ方向に垂直な断面視における外側の領域）を流れるガスの流量より大きくなる傾向がある。そのため、内側のフィルタ部２の方が外側のフィルタ部２より多くの粒子状物質を捕集することになり、粒子状物質の詰まりも早くなってしまう。粒子状物質の詰まりが早いと、ヒータ加熱で粒子状物質を除去する再生を行なう頻度が高くなるので、粒子状物質の測定装置用部品１００の劣化も早くなってしまう。これに対して、上記のように、流路の長さ方向に垂直な断面視において、外側に位置するフィルタ部２（第４のフィルタ部２ｄ）の気孔率が、内側に位置するフィルタ部２（第５のフィルタ部２ｅ）の気孔率より大きいと、気孔率の大きいフィルタ部２（第４のフィルタ部２ｄ）の方にガスが流れやすくなり、流路の長さ方向に垂直な断面における、位置によるガス流量差が小さくなる。そのため、内側のフィルタ部２だけが早く粒子状物質により詰まってしまうことがないので、長時間の連続した粒子状物質の捕集が可能で、長寿命な粒子状物質の測定装置用部品１００となる。
　図１４および図１５においては、それぞれ上下方向の外側、左右方向の外側に位置するフィルタ部２（第４のフィルタ部２ｄ）の気孔率が、内側に位置するフィルタ部２（第５のフィルタ部２ｅ）の気孔率より大きいものであるが、これらを組みわせた、上下左右方向の外側、断面における外周部に位置するフィルタ部２の気孔率が、上下左右方向の内側、断面における中心部に位置するフィルタ部２の気孔率より大きいものであってもよい。基部１とフィルタ部２とが上下方向に交互に配置されている場合であれば、図１４に示す例のように、上下方向の外側に第４のフィルタ部２ｄが配置され、内側に第５のフィルタ部２ｅが配置されている構造が、後述するような製造方法で容易に製造することができるのでよい。
　フィルタ部２の気孔率を比較するための、気孔率の測定方法としては、例えば、水銀圧入法（ＪＩＳ規格Ｒ１６５５：２００３）、ＳＥＭ画像の画像解析などが挙げられる。ＳＥＭ画像の画像解析は、フィルタ部２の断面のＳＥＭ画像を撮影し、画像解析によってこのＳＥＭ画像の範囲内における気孔の面積率を算出することで行なうことができる。例えば、ＳＥＭの倍率は１００倍で、１．０ｍｍ×１．３ｍｍの視野のＳＥＭ画像を用いて行なえばよい。
　フィルタ部２の気孔率が４０～７０％である場合には、相対的に気孔率の大きいフィルタ部２ｄおよび気孔率の小さいフィルタ部２ｅのそれぞれの気孔率は、５０～７０％および４０～６０％とすればよい。
　以上の粒子状物質の測定装置用部品１００は、流路１１は、基部１の１つの側面からこれに対向する位置にある側面にかけて延びている例で説明したが、これに限られるものではない。例えば、図１６に示す例のように、流路空間１０は、その一端が基部１の１つの側面に開口するとともに、他端が基部１の一端に位置する面（下面）に開口していてもよい。図１６に示す例においては、流入口４が基部１の上面に設けられ、流路１１は基部１の内部において、２段の流路１１に別れて基部１の側面（図面の下側の側面）に設けられた流出口５まで延びている。それぞれの流路１１内にフィルタ部２が設けられ、第１の流路１１ａと第２の流路１１ｂとに区切られている。ガスの流れは白抜き矢印で示しており、ガスは基部１の上面に設けられた流入口４から流入し、基部１の側面に設けられた流出口５から流出する。あるいは、基部１の対向する２つの側面と基部１の一端部に位置する面（下面）とに開口していてもよい。
　以上のような、セラミックスから成る緻密な基部１と多孔質セラミックスから成るフィルタ部２とが一体的に形成されている粒子状物質の測定装置用部品１００の製造方法は、例えば、複数の第１のセラミックグリーンシート１２を準備する工程と、複数の第２のセラミックグリーンシート２２を準備する工程と、第１のセラミックグリーンシート１２に電極層３２を形成する工程と、第２のセラミックグリーンシート２２に貫通孔１１２を形成する工程と、電極層３２が形成された第１のセラミックグリーンシート１２と貫通孔１１２が形成された第２のセラミックグリーンシート２２を積層して積層体１０２を形成する工程と、積層体１０２を焼成する工程とを備える。
　このような製造方法によれば、セラミックスから成る緻密な基部１と多孔質セラミックスから成るフィルタ部２とが一体的に形成されている、上記のような粒子状物質の測定装置用部品１００を製造することができる。
　図１７は、粒子状物質の測定装置用部品の製造方法を工程毎に示す模式図である。図１７は、図１２に示す例のような粒子状物質の測定装置用部品１００において、一対の基部１の間に配置されたフィルタ部２を７つから６つにしたものを製造する工程を示すものである。まず、図１７（ａ）に示す例のように、複数の第１のセラミックグリーンシート１２および複数の第２のセラミックグリーンシート２２を準備する。第１のセラミックグリーンシート１２は、後の焼成工程において焼結して基部１となる部分であり、第２のセラミックグリーンシート２２は、同様にフィルタ部２となる部分である。緻密なセラミックスから成る基部１に対して、フィルタ部２は多孔質セラミックスから成るものである。そのため第２のセラミックグリーンシート２２は、第１のセラミックグリーンシート１２に対して、後の焼成工程において焼結した際に気孔が多くなる（気孔率が大きくなる）ものである。具体的には、第２のセラミックグリーンシート２２は、第１のセラミックグリーンシート１２と比較して、焼成工程において焼結する際に、気孔となる成分を多く含むものである。具体的には、有機バインダ成分が多いもの、造孔材を含んでいるものなどである。あるいは、焼結性を低下させて気孔を増やすために、焼結助剤成分が少ないものである。
　気孔径や気孔率の調整が容易である点で、造孔材を用いるのがよい。造孔材は、後の焼成工程において焼失する粒子状のものである。造孔材としては、例えば、アクリル樹脂ビーズ（メタクリル酸エステル系共重合物）、カーボン粉末、結晶セルロースが挙げられる。造孔材の粒径は、フィルタ部２の気孔径の１倍～１．２倍のものを用いればよい。上記したような、気孔径が１μｍ～６０μｍのフィルタ部２を作製する場合であれば、平均粒径が１μｍ～７２μｍの造孔材を用いればよい。気孔率の調整は、造孔材の粒径と量によって調整することができる。
　第１のセラミックグリーンシート１２は、基部１がアルミナ質セラミックスから成る場合であれば、まず、アルミナ粉末および焼結助剤（ＳｉＯ２，ＭｇＯ，ＣａＯ等の粉末）にアクリル系樹脂などの有機バインダ，トルエンやアセトン等の有機溶剤や水などの溶媒を混合してスラリーを作製する。このスラリーを用いてドクターブレード法等の成膜方法によってシート状にすればよい。第２のセラミックグリーンシート２２は、第１のセラミックグリーンシート１２用のスラリーに造孔材を加えたスラリーを作製すればよい。第２のセラミックグリーンシート２２は、第１のセラミックグリーンシート１２に対して造孔材を含むものとなる。
　フィルタ部２が気孔径の異なるものを有する場合は、例えば、第２のセラミックグリーンシート２２用のスラリーに加える造孔材として、平均粒径が互いに異なるものを用いて、含まれる造孔材の平均粒径が異なる、複数種の第２のセラミックグリーンシート２２を作製すればよい。フィルタ部２が気孔率の異なるものを有する場合は、例えば、第２のセラミックグリーンシート２２用のスラリーに加える造孔材量を互いに異ならせて、含まれる造孔材の平均粒径が異なる、複数種の第２のセラミックグリーンシート２２を作製すればよい。
　次に、図１７（ｂ）に示す例のように、第１のセラミックグリーンシート１２に電極層３２を形成する。電極層３２は後の焼成工程において焼結して電極３となるものである。電極層３２の形成は、電極３の主成分となる白金またはタングステン等の金属材料を主成分とする金属ペーストを第１のセラミックグリーンシート１２上に塗布することで行なえばよい。金属ペーストは、金属材料の粉末に樹脂バインダおよび溶媒を加えて混練して作製することができる。金属ペーストをスクリーン印刷法等により、電極３の配線パターン形状に塗布すればよい。このとき、第１のセラミックグリーンシート１２の面のうち片側だけに電極層３２を形成する。
　また、図１７（ｃ）に示す例のように、第２のセラミックグリーンシート２２に貫通孔１１２を形成する。貫通孔１１２は流路１１となる部分である。第２のセラミックグリーンシート２２に、金型を用いた打ち抜き加工やレーザー加工によって貫通孔１１２を形成すればよい。
　次に、図１７（ｄ）に示す例のように、電極層３２が形成された第１のセラミックグリーンシート１２と貫通孔１１２が形成された第２のセラミックグリーンシート２２を積層して積層体１０２を形成する。図１７（ｄ）に示す例では、３つの基体１となる部分はそれぞれ２層の第１のセラミックグリーンシート１２が積層されて形成され、フィルタ部２となる部分は２層の第２のセラミックグリーンシート２２が積層されて形成されている。いずれも、１層や３層以上のセラミックグリーンシートを用いても構わない。
　図１７（ｄ）に示す例は、図１２に示す例のような電極３が基部１に埋設された粒子状物質の測定装置用部品１００を作製する場合の積層体１０２であるので、電極層３２は２層の第１のセラミックグリーンシート１２の層間に位置している。電極層３２を形成した第１のセラミックグリーンシート１２の上に電極層３２を形成していない第１のセラミックグリーンシート１２を積層している。
　図３に示す例のような粒子状物質の測定装置用部品１００を作製する場合には、電極層３２を形成した第１のセラミックグリーンシート１２の上に電極層３２を形成していない第１のセラミックグリーンシート１２を重ねた上に、第２のセラミックグリーンシート２２のフィルタ部２となる部分のみを重ね、さらにその周りを囲むように枠状の第１のセラミックグリーンシート１２を重ねればよい。
　積層体１０２を形成するには、電極層３２が形成された第１のセラミックグリーンシート１２と貫通孔１１２が形成された第２のセラミックグリーンシート２２とを重ねて、一軸加圧プレス等で加圧して圧着することで一体化させればよい。
　貫通孔１１２に後の焼成工程で焼失する樹脂等を充填しておくと、第１のセラミックグリーンシート１２における貫通孔の上下に位置する部分の変形を抑えることができる。
　そして、積層体１０２を焼成することで、上記のような、セラミックスから成る緻密な基部１と多孔質セラミックスから成るフィルタ部２とが一体的に形成されている粒子状物質の測定装置用部品１００となる。焼成温度は、基部１およびフィルタ部２がアルミナ質セラミックスから成る場合であれば、１５００℃～１６００℃とすればよい。
　貫通導体を形成するには、積層体１０２を作製する工程の前に、必要なセラミックグリーンシートに金型を用いた打ち抜き加工やレーザー加工によって貫通孔を形成し、この貫通孔に電極層３２を形成するのと同様の導体ペーストを充填しておけばよい。
１：基部
１０：流路空間
１１：流路
１１ａ：第１の流路
１１ｂ：第２の流路
２：フィルタ部
３：電極
４：流入口
５：流出口
１００：粒子状物質の測定装置用部品

Claims (10)

  1. 　セラミックスから成り内部にガスの流れる流路空間を有する基部と、前記流路空間を複数に区切って流路を形成するように前記流路空間に設けられた多孔質セラミックスから成るフィルタ部と、前記基部に前記フィルタ部を挟むように設けられた静電容量形成用の一対の電極とを備えており、
    前記フィルタ部は、前記流路空間の長さ方向に対して傾斜して配置されているものを含んでいる粒子状物質の測定装置用部品。
  2. 　セラミックスから成る板状の部材であって主面が対向するように並置された一対の基部と、該一対の基部の間のガスの流れる流路空間を区切って流路を形成するように設けられた多孔質セラミックスから成るフィルタ部と、前記一対の基部にそれぞれ設けられており前記フィルタ部を挟むように設けられた静電容量形成用の一対の電極とを備えており、
    前記フィルタ部は、前記流路空間の長さ方向に対して傾斜して配置されているものを含んでいる粒子状物質の測定装置用部品。
  3. 　前記流路は、前記ガスが流入する流入口に繋がる第１の流路と、前記ガスが流出する流出口に繋がる第２の流路とを有しており、前記第１の流路は前記流入口から長さ方向に向かうにつれて幅が小さくなっており、前記第２の流路は前記流出口へ長さ方向に向かうにつれて幅が大きくなっている請求項１または請求項２に記載の粒子状物質の測定装置用部品。
  4. 　前記電極が前記基部に埋設されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の粒子状物質の測定装置用部品。
  5. 　前記基部および前記フィルタ部が一体的に形成されている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の粒子状物質の測定装置用部品。
  6. 　前記基部および前記フィルタ部が同じセラミックスから成る請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の粒子状物質の測定装置用部品。
  7. 　前記基部および前記フィルタ部がアルミナから成る請求項６に記載の粒子状物質の測定装置用部品。
  8. 　前記電極が、線状の配線パターンを有するとともに、前記フィルタ部に沿って設けられている請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の粒子状物質の測定装置用部品。
  9. 　互いに気孔径が異なる複数の前記フィルタ部を有している請求項１乃至８のいずれかに記載の粒子状物質の測定装置用部品。
  10. 　前記流路空間の長さ方向に垂直な断面視において、外側に位置する前記フィルタ部の気孔率が、内側に位置する前記フィルタ部の気孔率より大きい請求項１乃至９のいずれかに粒子状物質の測定装置用部品。
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