專利名稱：用于檢測煙黑的傳感器和工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器和一種工作方法，用于檢測測量氣體體 積中的煙黑。值得注意的是，不僅要確定在測量氣體中是否存在煙
5黑，而且要確定該煙黑的濃度。
背景技術(shù)：
當(dāng)前多方面都在探討二氧化碳在大氣中的增加。由此聯(lián)系到實(shí) 際情況，即限制化石能源的使用。例如，燃燒過程^皮熱力學(xué)地優(yōu)化 成在化石能源上的反應(yīng)，從而改善其效能。在機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域中，這抵
10制柴油機(jī)動(dòng)車的擴(kuò)大應(yīng)用。這種燃燒技術(shù)的缺點(diǎn)是，相對于優(yōu)化的 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)然是明顯過高的煙黑的排放量。另外，通過燃燒技術(shù) 的措施幾乎不可能避免煙黑的形成。煙黑尤其是由多環(huán)芳基化合物 (PAK )的沉積而強(qiáng)烈地致癌，對此在不同的規(guī)章中已做出反應(yīng)。 因此，例如在歐洲的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)地對煙黑排放做出了最大
15的限制。由此而需要價(jià)廉物美的傳感器，來用于測量尾氣中的煙黑 含量。
使用這種煙黑傳感器不僅可以用于測量當(dāng)前排放的煙黑，由此 而以當(dāng)前行使情況的信息來管理汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)，以便于通過調(diào)整 技術(shù)的適配來降低排放，也可以通過所謂的尾氣煙黑過濾器來進(jìn)行 20 主動(dòng)的尾氣清潔。在后一種情況下，^使用可清潔的過濾器，其可以 從尾氣中清除相當(dāng)部分的煙黑含量。從而需要用于檢測煙黑的煙黑 傳感器，以便于監(jiān)測煙黑過濾器的功能或控制其再生循環(huán)。
在現(xiàn)有4支術(shù)中已給出用于4企測煙黑的不同方式。 一種在實(shí)-險(xiǎn)室 中還被關(guān)注的方式是使用由煙黑帶來的光散射。這種做法適用于復(fù) 雜的測量設(shè)備。在此嘗試這也作為移動(dòng)的傳感器系統(tǒng)在尾氣中使
用，^旦必須明確這些方式為了實(shí)現(xiàn)在沖幾動(dòng)車中成本〗氐廉的傳感器 5會(huì)關(guān)系到高成本的復(fù)雜的光學(xué)結(jié)構(gòu)。此外，無法解決的問題是關(guān)于 由燃燒廢氣引起的所需光學(xué)窗口的污染。
在德國專利^^開文件DE 199 59 871 Al中描述了一種傳感器和 工作方法，這兩者都基于熱的考慮。傳感器由開放、多孔的成型體 構(gòu)成，例如蜂窩狀的陶瓷、加熱元件和溫敏元件。如果傳感器與測 10 量氣體體積連接，則煙黑沉積到傳感器上。為了測量，在時(shí)間間隔 內(nèi)沉積的煙黑由加熱元件點(diǎn)燃并且燃燒。測量在燃燒時(shí)產(chǎn)生的溫度 升高。盡管這是在恒定的環(huán)境條件下能夠?qū)嵤┑姆椒ǎ?旦是在流動(dòng) 和尾氣溫度波動(dòng)很大的機(jī)動(dòng)車排氣部的條件下，相對較小的溫度升 高的測量是極其困難的問題。
15 原則上可以z使用兩種用于測量煙黑的方法。 一種基于兩個(gè)電擬_
之間的電場，在這兩個(gè)電極存在載有煙黑的測量氣體體積，其中煙 黑會(huì)造成電離電流。該原理的實(shí)施方案由德國專利公開文件DE 102 44 702A所-^開。在該方案中，尾氣流通過兩個(gè)電4及，這些電才及具 有電絕緣層并且待才企測的煙黑含量的氣體處于它們之間。這些電極
20以1到10 kV的交流電壓工作。在電極之間根據(jù)測量氣體中的煙黑 濃度進(jìn)行電介質(zhì)阻抗地放電并且測量產(chǎn)生的電流。對于機(jī)動(dòng)車行 駛，這種方法就此而言不宜于實(shí)現(xiàn)高壓并且需要復(fù)雜的測量技術(shù)。 另一方面，交替的氣態(tài)尾氣組分會(huì)隨之帶來由電離電流的干擾氣體 影響而產(chǎn)生的測量不真實(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種傳感器和工作方法，通過該傳感 器及工作方法可以4企測煙黑，其中可以快速并可再生地進(jìn)行檢測。
該目的通過權(quán)利要求1或12或18的相應(yīng)的特征組合來實(shí)現(xiàn)。 5有利的設(shè)計(jì)方案可以由從屬權(quán)利要求給出。
本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識，即通過使用測量絕緣的表面導(dǎo)電率的 傳感器借助于例如兩個(gè)電極可以;險(xiǎn)測煙黑沉積到表面上的量。當(dāng)例 如煙黑薄膜在表面上形成時(shí)，通過傳感器的平面的設(shè)計(jì)就可以識別 樣i小的導(dǎo)電率變化。
10 在此，當(dāng)細(xì)微分布并且不接觸的導(dǎo)電的顆粒位于測量電極之間
時(shí)，是特別有利的，這會(huì)導(dǎo)致，在明顯降低的煙黑量或薄膜厚度中 出現(xiàn)了可測量的導(dǎo)電率。
有利地，鑒于測量信號的產(chǎn)生提出 一 種測量電極的交叉指結(jié) 構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)大致設(shè)計(jì)為例如兩個(gè)相互伸入的4危狀形狀。
15 如果根據(jù)本發(fā)明的電阻傳感器設(shè)計(jì)為兩個(gè)或多個(gè)的，則可以保
證，基于所需的再生階段從而在任何時(shí)候傳感器都處于測量階段。
為了保護(hù)傳感器，特別是測量電極或溫度傳感器或加熱元件將 安置薄的層，其例如是細(xì)微多孔的(起保護(hù)作用)，以便于通過測 量氣流，或者層這樣設(shè)計(jì)，即其本身具有足夠的導(dǎo)電率，從而通過 20由層產(chǎn)生的電阻不產(chǎn)生不允許的傳感信號的失真。
為了構(gòu)成傳感器，鑒于有效的信號產(chǎn)生，將高電絕緣層安置在 通常也是絕參彖的襯底上將是十分有利的。該高絕緣層可以同時(shí)設(shè)計(jì) 成尾氣穩(wěn)定的。 可以在襯底表面或安置在該坤于底表面上的層上定位氧化催化 齊'J，這種氧化催化劑通常以分散的形式涂層，也就是以不連續(xù)的形 式安置。
為了節(jié)省在傳感器上的組件，電阻加熱元件同時(shí)也作為溫度傳
5感器工作。該電阻加熱元件優(yōu)選單獨(dú)或與溫度傳感器地覆蓋有保護(hù) 層來或安裝在傳感器基體的內(nèi)部的多層結(jié)構(gòu)中。
襯底表面這才羊i殳計(jì)來作為4吏用零電阻作為電阻測量的起點(diǎn)的 基礎(chǔ)是有利的，即該襯底表面具有限定的基本導(dǎo)電系數(shù)。結(jié)合零電 阻，傳感器的電的功能作用在自監(jiān)控單元或自監(jiān)控查詢中可以評 10 估。
所述的煙黑傳感器被加熱，從而在測量階段中這樣來設(shè)定工作 條件，即可能引起干擾信號的組分不會(huì)附加地凝聚到表面上的煙黑 中。在封閉的測量中，再生階段在提高的溫度中進(jìn)行。根據(jù)使用情 況可以運(yùn)用以至少兩個(gè)不同溫度來工作的變型，,人而^f吏傳感器分開
15 測量及再生，或傳感器保持在一個(gè)溫度上，在該溫度中，在測量和 再生之間存在動(dòng)態(tài)平衡。這意味著，與表面的限定的催化活性相關(guān) 的溫度水平允許通過尾氣中存在的氧氣進(jìn)行煙黑的連續(xù)燃燒，在對 煙黑沉積物的電阻的同時(shí)測量中，該測量動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。才艮才居煙黑沉積 物，在電極之間測量到提高的導(dǎo)電率。測量信號的顯示可以直接基
20 于導(dǎo)電率或可以通過溫度測量來確定，其中導(dǎo)電率調(diào)整到恒定的4直 上。在使用襯底表面時(shí)，可以以有利的方式建立傳感器的自我監(jiān)控， 該襯底表面零電阻供使用。


接下來將根據(jù)并非限定本發(fā)明的示意性附圖來說明實(shí)施例，附 25 圖表示
圖1示出了4艮據(jù)本發(fā)明的煙黑過濾器的設(shè)計(jì)方案，
圖2和3分別示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的煙黑過濾器的橫截面 圖，其中表示出電子評估裝置，
圖4示出了本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案，用于通過在傳感器表面上細(xì)孩吏 5分布的、有利于傳導(dǎo)的顆粒來改進(jìn)響應(yīng)特性，
圖5示出了一種設(shè)置方案，用于借助于沉積在襯底上的絕緣層 改善電絕緣性而提高敏感度，
圖6示出了在^4居本發(fā)明的煙黑傳感器上的導(dǎo)電率測量的圖表。
10
具體實(shí)施例方式
3的交叉指設(shè)計(jì)并由此而呈梳狀的結(jié)構(gòu)。在襯底1 (通常是陶瓷襯 底)上， 一側(cè)具有這種測量結(jié)構(gòu)并且相對一側(cè)具有加熱元件2的、 在圖1的下半部分示出的曲折形狀的結(jié)構(gòu)。
15 煙黑傳感器可以由陶瓷的基體構(gòu)成，該基體使包含煙黑的氣體
至少作用在其表面上，其中預(yù)設(shè)的具有電絕緣或弱導(dǎo)電屬性的表面 具有針對沉積的煙黑的催化作用。在傳感器上預(yù)定通過溫度傳感器 進(jìn)行溫度測量。當(dāng)煙黑從包含煙黑的尾氣中沉積到表面時(shí)，測量在 電極之間由沉積的煙黑所導(dǎo)致的導(dǎo)電率并且由此而檢測到煙黑或
20 煙黑膜的存在。
可行的第一種工作方法在于，使傳感器保持在恒定的第一溫 度，該溫度例如在250-450。C的范圍內(nèi)。由此而防止，不希望的其 他尾氣組分，例如濕氣、氧化氮或二氧化硫沉積到該表面上，它們 還會(huì)造成表面上的導(dǎo)電。煙黑顆粒的沉積自然地發(fā)生，其中傳感器 的測量階段在一 定的時(shí)間零點(diǎn)開始并且在電極之間達(dá)到預(yù)定的導(dǎo) 電系數(shù)時(shí)結(jié)束。這基于，隨著時(shí)間的增長在傳感器表面上逐漸強(qiáng)烈 地沉積煙黑顆粒，在傳感器表面上產(chǎn)生導(dǎo)電率，該導(dǎo)電率可以測量。
在收集煙黑顆粒的第一階段，測量直到發(fā)生導(dǎo)電率提高的時(shí)間并作 為具有煙黑的測量氣體的平均負(fù)載的量度標(biāo)準(zhǔn)。在電極之間超出一 定的導(dǎo)電率時(shí)，傳感器元件被加熱到限定的第二溫度，該第二溫度 典型地在500到800。C之間，在該溫度水平上，煙黑顆粒通過在尾 氣中存在的氧氣來燃燒，由此表現(xiàn)為再生階段。在再生階段結(jié)束后 10 將開始下一個(gè)測量階段。時(shí)間間隔的典型數(shù)值為測量階段例如是 30-300 s;再生階,殳例如是10-40 s。凄K直大小與煙黑作用的方式和 持續(xù)時(shí)間有關(guān)。
有利的操作變型建議，設(shè)置至少兩個(gè)傳感器元件，其中至少一 個(gè)傳感器元件始終處于測量階,殳并由此而確保連續(xù)地，也就是不間 斷的測量。第二種工作方法設(shè)計(jì)出，傳感器在恒定的溫度中工作， 該溫度在350到50(TC的范圍內(nèi)。通過這種4交高的溫度水平首先將 防止?jié)駳?、氧化氮或二氧化碌t^的沉積，由此有可能會(huì)產(chǎn)生干擾信號。 4旦是可出現(xiàn)煙黑顆4立的沉積。通過在第 一工作方法中以與第一溫度 成比例地提高溫度，結(jié)合表面的預(yù)定的催化活性目前通過在尾氣中
存在的氧氣也在測量過程中存在煙黑的連續(xù)燃燒，從而對應(yīng)于氣體 的煙黑負(fù)載的煙黑沉積物在表面動(dòng)態(tài)出現(xiàn)。相對于表面的煙黑沉 積，在兩個(gè)電極之間測量提高的導(dǎo)電率。對于煙黑分離和催化燃燒 之間的動(dòng)態(tài)平#^中的煙黑沉積，溫度和催化活性是決定性的。傳感 器的輸出信號在目前要么通過相應(yīng)提高的導(dǎo)電率表示或者傳感器
元件的溫度這樣調(diào)節(jié)，即實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定提高的導(dǎo)電率，其中所需的溫度 顯示測量信號。
傳感器通常由陶瓷基體構(gòu)成，例如由具有 一種未進(jìn)一步說明的 導(dǎo)電率的氧化鋁構(gòu)成。在暴露于測量氣體的表面上，涂上優(yōu)選具有 高電絕緣的層。在該層上安置測量電極。由此實(shí)現(xiàn)了電極的非常好
的電絕》彖并且可以通過煙黑沉積物;險(xiǎn)測已經(jīng)4艮小的導(dǎo)電率。作為用 5于絕緣層的材料提出一種良好的電絕緣的陶資層，例如高純度的 A1203 ,或具有典型的層厚度為10-100 |am的A1N。也可以是由Si02 或Si3N4構(gòu)成的高絕緣層，借助于如濺射或CVD的方法來涂覆。
為了保護(hù)傳感器或其部分區(qū)域可以安置層，該層是尾氣穩(wěn)定 的。也可以提出一種傳感器的表面，該表面具有限定的基本導(dǎo)電率。
10 在這種情況中，在無煙黑沉積的傳感器元件中測量限定的零電阻。 因?yàn)槲聪薅ǖ母唠娮柙趥鞲衅鞴ぷ髦须y以確定，所以這是有利的測 量方法。這對于工作方法的擴(kuò)展是實(shí)用的，在這種不存在煙黑分離 的工作方法中，零電阻的存在表現(xiàn)出傳感器的電的功能作用。這可 以實(shí)現(xiàn)一種自我監(jiān)測。對于廢氣穩(wěn)定的合適材料，半導(dǎo)層例如是
15Ga203, Ce02或Hf02的金屬氧4b物。
為了在第一工作方法變型中支持再生或者在第二工作方法變 型中支持煙黑的催化燃燒，傳感器的表面有針對性地配屬有用于將 表面上沉積的煙黑氧化為臨時(shí)的氣體組分的催化作用。這通過以散 布的形式在層的表面安置氧化催化劑來產(chǎn)生。散布提供不連續(xù)的區(qū) 20 域，以至于通?？蓪?dǎo)的催化劑材料不會(huì)在電極之間起到不希望的傳 導(dǎo)作用，這可能會(huì)使測量信號失真。用于這種催化劑的材料例如是 像Pt, Rh， Pa或其合金的鉑系金屬。也可以使用例如像Fe203， Ce02， Mn02，Cr203或Hf02的副族金屬的催化活性氧化物。
通過在測量電極之間安置細(xì)微分布的、無接觸的電的顆?？梢?25明顯地降低為實(shí)現(xiàn)可測量導(dǎo)電率所需的煙黑量。
加熱元件由例如用鉑或4自系金屬或其合金制成的金屬導(dǎo)軌構(gòu) 成。在這種情況下，加熱電阻是傳感器元件溫度的函lt,并且通過 加熱元件的當(dāng)前電阻的估值可以確定出溫度。在這種情況下，加熱 元件用作溫度傳感器。對于傳感器的工作原理，需要溫度的精確認(rèn)
5識。為了保護(hù)加熱元件和/或溫度傳感器免受環(huán)境影響而老化，其要 在與環(huán)境接觸之前盡可能得到保護(hù)。這要么通過安置覆蓋層進(jìn)行， 例如由高溫融化的材料，如玻璃、氧化鋁、二氧化娃或其中的合成 物構(gòu)成，或者在載體的內(nèi)部安置組件，例如以多層結(jié)構(gòu)嵌入該元件。
測量電極3例如由尾氣穩(wěn)定的金屬，如Pt、 Rh、鉑系金屬合金、 10 4各鎳合金構(gòu)成，或者也可以由尾氣穩(wěn)定的、導(dǎo)電的化合物例如亞硝 酸鈦/TiN、亞硝酸硼/BN、碳化硅/SiC、碳化硼/B4C或者珪化鴒/WSi2、 或還由硅化柏/PtSi構(gòu)成。測量電極可以設(shè)置薄涂層以提高在尾氣中 的穩(wěn)定性。這種涂層這樣薄或者也可以多細(xì)孔，即其不能造成電絕 緣的干擾。但降低了腐蝕性的尾氣組分在電極材料上的化學(xué)侵蝕。 15 用于層的合適材料例如是尾氣穩(wěn)定的、但在高溫中是半導(dǎo)電率的金 屬，如氧化鎵或氧化鈰，或者是由氧化硅或二氧化鋁構(gòu)成非常薄的 層。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)特別是，即提供緊湊、簡單并由此而成本低廉的 結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過相應(yīng)的工作方法來確定尾氣中的煙黑含量。該結(jié) 20 構(gòu)由材料構(gòu)成，該材料為該結(jié)構(gòu)提供了所需的對于侵蝕性及腐蝕性 的環(huán)境因素(例如尾氣環(huán)境)下的耐抗性和蠕變強(qiáng)度。傳感器適用 于持續(xù)地監(jiān)測尾氣并且根本無需保養(yǎng)或所消耗更換零件。通過相對 于具有循環(huán)設(shè)計(jì)方案的第一工作變型的計(jì)量學(xué)方法，測量原理直接
參照尾氣標(biāo)準(zhǔn)EUR05的規(guī)定來進(jìn)行。其中規(guī)定了每行駛100 km的 25 煙黑排放。
結(jié)合圖1示出了所述傳感器的示意性橫截面圖，這也適用于圖 2和3。在傳感器上側(cè)示出了測量電才及。在測量階l殳，以氣相存在
的煙黑顆粒沉積到表面上并且在形成連續(xù)的電路后導(dǎo)致電極之間 可測量的導(dǎo)電率。在再生階段，沉積的煙黑顆粒氧化為臨時(shí)的氣體
組分，如二氧化石灰和濕氣。對此請參見圖3。圖2示出了傳感器處 于測量階段的示圖。相對于圖3，傳感器處于再生階段中。
在上述的變型中，為了獲得可測量的信號需要已知數(shù)量的相關(guān)
煙黑顆粒的沉積。該數(shù)量會(huì)顯著減小，其方式是在向外4妾觸的測量 電極之間安置細(xì)微分布的、可傳導(dǎo)的顆粒，這些顆粒使待煙黑顆粒 通過的距離降低到一個(gè)極小值，如圖4中所示。因此，不僅可以使 響應(yīng)傳感器所需要的單位長度的質(zhì)量明顯下降而且可以提高在小 顆粒上的敏感度?；谄涿黠@的危害健康的潛在可能性小的顆粒要 特別值得注意。另外，在選擇用于這種導(dǎo)電顆粒的合適的傳感器材 料、例如鉑時(shí)，可以提高表面的催化活性并且由此而提高再生過程 的功效。這可以實(shí)現(xiàn)再生持續(xù)時(shí)間和/或再生溫度的降低。
在圖5中示出了通過設(shè)置附加絕緣層來提高絕緣能力的變型。 在此測量電才及或位于絕緣層上或安置在該層中，從而形成了用于最 佳化測量薄煙黑膜的上表面結(jié)構(gòu)。因此，也可以才艮據(jù)在圖5的右半 邊中形成而防止電極的垂直邊沿上的煙黑帶來的導(dǎo)電率的中斷。
在圖6中示出了通過根據(jù)圖1構(gòu)成的傳感器的測量。在測量的 第 一分鐘的過程中傳感器的電阻上升，因?yàn)樵诩訜犭A段時(shí)被解吸到350C。在大約3分鐘后，在800。C時(shí)進(jìn)行再生步驟。在此通過襯底 的本;f正電導(dǎo)率來降^^電阻。在傳感器再次達(dá)到其35(TC的工作溫度 后，在4. 3分鐘之后，傳感器暴露于開放的柴油機(jī)火焰的煙黑中。 點(diǎn)燃后的4義幾秒鐘，傳感器電阻幾十#~以上地垂直下降，其中該電 阻仍然在煙黑形成期間達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值。通過9. 5分鐘以上800°C時(shí)的再生，處于活性的傳感器表面的煙黑燃燒而變成臨時(shí)的氣態(tài)組 分(主要為二氧化碳)，從而電阻又達(dá)到其原始值。
權(quán)利要求
1.一種檢測煙黑的傳感器，所述傳感器具有以下部分-陶瓷的襯底(1)，具有暴露于測量氣體中并且不導(dǎo)電的表面，-在襯底表面上形成的電極結(jié)構(gòu)，具有用于測量導(dǎo)電率的電極(3)，-安置在所述襯底上的加熱元件(2)，用于設(shè)置大約250-450℃的工作溫度，-至少一個(gè)溫度測量裝置，-其中，通過測量所述電極(3)之間的導(dǎo)電率可以檢測存在的煙黑沉積物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中，在所述電極之間細(xì)微分 布、不接觸的導(dǎo)電的顆粒安置在所述襯底表面上，以便減少用 于產(chǎn)生可測量的導(dǎo)電率所需的煙黑量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳感器，其中，所述襯底表面具有 用于燃燒煙黑的催化特性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述電極 交叉指地設(shè)置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述傳感 器設(shè)計(jì)有至少一個(gè)相同類型的第二傳感器，用于同時(shí)使用。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述電極 設(shè)置有薄的或細(xì)微多孔的涂層以提高穩(wěn)定性。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述陶瓷襯 底附加地設(shè)置有良好電絕緣的層，所迷層同時(shí)是尾氣穩(wěn)定的。
8. 根據(jù)前迷權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，在所述襯底 上或安置在所述襯底上的高電絕緣層上以分散的形式安置有 氧化催化劑，/人而存在不連續(xù)的層。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述加熱元 件可以同時(shí)作為溫度傳感器工作。
10. 才艮據(jù)前述斥又利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述加熱元 件和/或溫度傳感器在表面裝配時(shí)覆蓋有保護(hù)層或安裝在傳感 器基體的內(nèi)部的多層結(jié)構(gòu)中。
11. 根據(jù)前迷權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳感器，其中，所述襯底表 面或安置在所述襯底表面上的層具有預(yù)設(shè)的基本導(dǎo)電率，以限 定零電阻。
12. —種方法，用于使根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的傳感 器工作以才企測煙黑，所述方法具有以下步驟-在所迷傳感器上設(shè)定用于測量階段的第一工作溫度，從而使 所述煙黑可以沉積到所述襯底表面上，但防止其他干擾煙黑測 量的;冗積，-記錄從測量開始直到在所述電極之間出現(xiàn)提高的導(dǎo)電率的 時(shí)間，-在所迷傳感器上設(shè)定用于再生階段的第二工作溫度，從而使 沉積的煙黑利用測量氣體中存在的氧氣燃燒。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在使用至少兩個(gè)傳感器 時(shí)，通過相對交替的工作使至少一個(gè)傳感器處于測量階段中。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，所述第一工作溫度 在大約250到450。C之間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12或14所述的方法，其中，所述第二工作溫度 在大約500到800。C之間的范圍內(nèi)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12到15中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過選擇 所述第一工作溫度防止?jié)駳?、氧化氮或二氧化硫凝聚到所述襯 底表面上。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12到16中任一項(xiàng)所述的方法，其中，測量階段 的持續(xù)時(shí)間在30到300 s之間的范圍內(nèi)，再生階段的持續(xù)時(shí) 間在10到40 s之間的范圍內(nèi)。
18. —種方法，用于使根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的傳感 器工作以檢測煙黑，該方法具有以下步驟-在所述傳感器上設(shè)定恒定的工作溫度，用于設(shè)定測量和再生 之間的動(dòng)態(tài)平衡，以使得所述煙黑沉積到所述襯底表面上并產(chǎn) 生提高的導(dǎo)電率，并且所述襯底表面的預(yù)定的催化活性引起煙 黑成分的持續(xù)燃燒，-測量信號基于存在的導(dǎo)電率產(chǎn)生。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述恒定的工作溫度在 350到500℃之間。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，其中，產(chǎn)生測量信號，在 導(dǎo)電率保持恒定的情況下測量信號以溫度變化為基礎(chǔ)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求18到20中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述襯底 表面提供限定的零電阻，根據(jù)該零電阻，所述傳感器的電的功 能作用可被調(diào)整以自我監(jiān)控。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種傳感器，其根據(jù)以下方法通過以下的步驟來操作用于檢測煙黑在傳感器上設(shè)定用于測量階段的第一工作溫度，從而煙黑可以沉積到襯底表面上，但防止了其他的干擾煙黑測量的沉積物，記錄從測量開始直到在電極之間出現(xiàn)提高的導(dǎo)電率的時(shí)間，在傳感器上設(shè)定用于再生階段的第二工作溫度，從而沉積的煙黑與在測量氣體中存在的氧化物燃燒。
文檔編號G01N27/04GK101208597SQ200680023255
公開日2008年6月25日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
發(fā)明者克斯廷·維斯納, 羅蘭·波勒, 馬克西米利安·弗萊舍 申請人:西門子威迪歐汽車電子股份公司