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WO2018215203A1 - Partikelsensor - Google Patents

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Publication number
WO2018215203A1
WO2018215203A1 PCT/EP2018/061910 EP2018061910W WO2018215203A1 WO 2018215203 A1 WO2018215203 A1 WO 2018215203A1 EP 2018061910 W EP2018061910 W EP 2018061910W WO 2018215203 A1 WO2018215203 A1 WO 2018215203A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
outlet channel
common axis
sensor
particle sensor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/061910
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Radoslav Rusanov
Imke Heeren
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to CN201880033979.9A priority Critical patent/CN110678728A/zh
Priority to EP18723498.4A priority patent/EP3631406A1/de
Priority to KR1020197034079A priority patent/KR20200011422A/ko
Publication of WO2018215203A1 publication Critical patent/WO2018215203A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247—Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N1/2252—Sampling from a flowing stream of gas in a vehicle exhaust
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/0656—Investigating concentration of particle suspensions using electric, e.g. electrostatic methods or magnetic methods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0042—Investigating dispersion of solids
    • G01N2015/0046—Investigating dispersion of solids in gas, e.g. smoke

Definitions

  • the invention relates to a particle sensor, in particular a
  • Soot sensor Particle sensors, in particular high-voltage particle sensors, which are based on a charge measurement principle, are known, for example, from WO
  • soot sensors in particular soot sensors, at least part of soot particles contained in an exhaust gas is charged.
  • Soot particles are charged, for example, by the soot particles flowing through a corona of a corona discharge at a high voltage electrode.
  • the soot particles may also be charged by contact with ionized air.
  • the air is ionized by the air flowing through the corona of the corona discharge.
  • ionized air adheres to a charged soot particle. It is also possible to directly charge the soot particles via contact with a high voltage electrode.
  • Charge is based on a determination of a charge influence created by charged soot particles on a sensor electrode. This is a measure of the number of charged soot particles. It is also a direct measurement of a current possible by the discharge of charged soot particles from the
  • the outgoing current is a measure of the number of charged soot particles charged soot particles represents a measure of the number of soot particles in the exhaust gas.
  • the soot sensor has a higher sensitivity than conventional ones
  • Soot sensors i. a smaller minimum measurable mass concentration or number concentration of the soot particles per exhaust gas volume.
  • soot sensor is a particle sensor with a
  • High voltage electrode and at least one ground electrode provided, wherein the high voltage electrode is connected via an inlet channel with an open end of the inlet channel, wherein the high voltage electrode is connected via an outlet channel with an open end of the outlet channel, wherein the at least one ground electrode is arranged in the outlet channel, characterized in that the inlet channel extends from the open end of the inlet channel and the outlet channel from the open end of the outlet channel along a common axis towards the high voltage electrode.
  • This particle sensor can perform the measurements particularly reliable.
  • the particle sensor is designed to measure a particle concentration via a current caused by the particles that cause the
  • the inlet channel surrounds the outlet channel (1 16) at least in sections radially. This is a particularly compact design.
  • the inlet channel and the outlet channel are rotationally symmetrical to the common axis. This allows a particularly favorable production in a ceramic injection molding process.
  • the inlet channel and the outlet channel are cylindrical. This allows the use of cylindrical tools.
  • the high voltage electrode is arranged on a base which closes the inlet channel on its side facing away from the open end of the inlet channel in the direction of the common axis, and wherein the base closes the outlet channel on its side facing away from the open end of the outlet channel in the direction of the common axis.
  • the high-voltage electrode is flown in a particularly favorable manner due to a Venturi effect. This is caused by a pressure difference between the open ends, when the open ends protrude into a particle flow, in particular perpendicular to its main flow direction,
  • the base has a passage for a
  • the base has a passage for fresh air.
  • fresh air can be sucked / pumped in, ionized and subsequently a charge current caused thereby can be determined.
  • the inlet channel and the outlet channel form
  • the particle sensor which is connected in a connecting portion of the particle sensor to the base, wherein in the connecting portion at least one channel is arranged, which connects the inlet channel with the outlet channel.
  • the particle sensor is formed of two parts, on the one hand a sensor body with the inlet channel and the outlet channel and on the other hand with the base. This facilitates the production.
  • the channel tapers in the radial direction with respect to the common axis from outside to inside. This improves the energization of the high voltage electrode.
  • the pedestal increases towards the open end of the exhaust duct and radially outwardly from the inside with respect to the common axis, to a plateau on which the high voltage electrode is disposed. This improves the energization of the high voltage electrode.
  • the high voltage electrode is formed as a needle high voltage electrode, by which a corona discharge is generated, wherein the particles are charged directly in the corona discharge, or wherein ions can be generated in air, which adheres to particles. This allows a particularly effective charging of particles.
  • a sensor electrode is arranged, which is designed to have a charge of
  • the high voltage electrode is arranged in a portion of the base which is set back from the plateau in the direction of the common axis. This improves the energization of the
  • At least one heating element at least partially surrounds the inlet channel or the outlet channel. This improves the
  • At least one shield electrode at least partially surrounds the inlet channel or the outlet channel in a region in which the at least one ground electrode or the high voltage electrode extends, wherein the shield electrode is arranged radially between the at least one ground electrode and the high voltage electrode.
  • the shield electrode reduces falsifying influences of the high voltage applied to the high voltage electrode.
  • the outlet channel is radially outwardly surrounded by a ceramic jacket to the common axis, the inlet channel being radially outwardly of the common axis surrounded by a metallic shell, and wherein the inlet channel is radially formed to the common axis between the ceramic jacket and the metallic shell ,
  • the jacket protects the sensor and can form an electrode.
  • the high-voltage electrode extends in the direction of the open end of the outlet channel into a region of the outlet channel in which the at least one ground electrode extends at least in sections in the direction of the common axis. This improves the effectiveness of the
  • the at least one ground electrode is interrupted with respect to the common axis in the circumferential direction in at least a portion of the outlet channel which extends in the direction of the common axis. This makes it possible to arrange supply lines in this area.
  • a supply line for another electrode is arranged, which extends in the direction of the common axis. This reduces the expense of manufacturing, since no additional passage through the body of the particle sensor is necessary to lead the supply line.
  • a first trap electrode pair and a second trap electrode pair are spaced apart in the exhaust passage in the direction of the common axis, the first trap electrode pair being interrupted in at least a first portion of the exhaust passage extends in the direction of the common axis, and the second pair of trap electrodes is interrupted in at least a second portion of the outlet channel, which extends in the direction of the common axis, and wherein a first region of the outlet channel, in which the first trap electrode Pair is disposed, and a second region of the outlet channel, in which the trap electrode pair is arranged, in the circumferential direction with respect to the common axis
  • Ground electrode is guided via the outlet channel, the open end of the outlet channel and the open end of the inlet channel into the inlet channel.
  • the jacket protects the supply line.
  • a deflection electrode is arranged in the outlet channel, wherein at least one high-voltage supply line for the deflection electrode is guided from the high-voltage electrode via the outlet channel to the deflection electrode. As a result, these electrodes are connected to the same line. This reduces the cost of materials.
  • a method of manufacturing a particulate sensor includes the steps
  • Outlet channel for connecting the high voltage electrode to an open end of the outlet channel, wherein the at least one ground electrode in
  • Outlet channel is arranged, wherein the outlet channel extends from the open end of the outlet channel along the common axis in the direction of an end face of the sensor element, wherein the sensor element at least one of the
  • Front side is arranged in the direction of the common axis recessed recess which passes through the sensor element
  • Forming an inlet channel is spaced, wherein the base of the outlet channel and closes the inlet channel. This allows a particularly favorable production.
  • a fastening means between the shell and base is arranged.
  • the base is connected to the shell so that the shell protects the base and the fastener.
  • Ceramic injection molding process formed from a ceramic material, wherein the base and sensor element before a sintering process pairs connected, surrounded by the jacket and then sintered in the sintering process. This additionally facilitates the production.
  • Fig. 2 shows schematically a representation of a soot sensor with a
  • FIG. 3 schematically shows a soot sensor with a corona electrode
  • Fig. 5 shows schematically a soot sensor with a smaller sized
  • FIG. 6 shows schematically a mounting of a sensor element in a protective tube
  • FIG. 7 shows schematically a soot sensor with a double-walled protective tube
  • FIG. 8 shows schematically a representation of a first air duct into the protective tube
  • FIGS. 12 and 13 schematically variants for passages of a soot sensor
  • FIGS. 14 and 15 schematically variants of a heating element for the soot sensor
  • FIGS. 16 to 18 schematically variants for arrangements of supply lines for electrodes of the soot sensor
  • FIG. 1 schematically shows parts of a soot sensor 100.
  • the soot sensor 100 includes a sensor element 102.
  • the sensor element 102 is cylindrical in the example.
  • the sensor element 102 is made in the example of a ceramic material, such as forsterite (Mg2Si04), since this material has a thermal expansion coefficient of about 1 1 to 12 ppm / K and thus is very close to a thermal expansion coefficient of ferritic steel.
  • Mg2Si04 forsterite
  • the soot sensor 100 includes a protective tube 104.
  • the protective tube 104 is cylindrical in the example.
  • the protective tube 104 is in the example of ferritic steel. This facilitates a fluid connection between the protective tube 104 and the sensor element 102, for example with a ceramic adhesive or active solder.
  • the protective tube 104 surrounds the sensor element 102 at least partially.
  • the protective tube 104 thus forms a metallic housing for the sensor element 102.
  • the protective tube 104 provides an electrical connection 106 for connecting the protective tube 104 to ground.
  • a diameter 108 of the sensor element 102 is smaller than a diameter 110 of the protective tube 104.
  • the sensor element 102 and the protective tube 104 are arranged symmetrically with respect to a common cylinder axis 12.
  • the protective tube 104 is formed as a hollow cylinder.
  • the sensor element 102 is designed as a hollow cylinder.
  • the protective tube 104 partially receives the sensor element 102 in its interior.
  • the sensor element 102 has an outer diameter 108.
  • the protective tube 104 has a
  • Inner diameter 1 10 which is smaller than the outer diameter 108. Due to the different diameter 108, 1 10 and the symmetrical arrangement with respect to the common cylinder axis 1 12 creates an inlet channel 1 14 extending inside the protective tube 104 along the common cylinder axis 1 12, and has a circular cross-section when the
  • Sensor element 102 is disposed in the protective tube 104.
  • the Intake passage 1 14 may flow exhaust gas into the interior of the protective tube 104.
  • the protective tube 104 protects the sensor element 102 at least partially against direct exhaust gas contact, and allows a uniform flow of the exhaust gas on the sensor element 102.
  • an outlet channel 1 16 is provided by the exhaust gas flowing through the inlet channel 1 14 again can flow out.
  • the outlet channel 1 16 extends in the sensor element 102 along the common cylinder axis 1 12.
  • Outlet channel 1 16 is at least partially cylindrical and extends symmetrically with respect to the common cylinder axis 1 12.
  • An open end 1 18 of the intake passage 1 14 is disposed along the common cylinder axis 1 12 on the same side of the sensor element 102 as an open end 120 of the intake passage 1 16.
  • Incoming exhaust gas is introduced at one of the open ends 1 18, 120 in the direction of common cylinder axis 1 12 opposite end of the sensor element 102 deflected to then flow through the outlet channel 1 16. Details are described below.
  • the sensor element 102 extends beyond the common cylinder axis 1 12 seen on the side of the open ends 1 18, 120, the protective tube 104th
  • the soot sensor 100 is preferably arranged such that the common cylinder axis 1 12 runs perpendicular to a main flow direction 122 of the exhaust gas, wherein the side of the open ends 1 18, 120 faces an exhaust gas flow along the main flow direction 122.
  • fresh air in a flow direction 124 may be provided by the fresh air preferably parallel to the common cylinder axis 1 12 flows to the soot sensor 100.
  • the following figures describe schematic representations of such rotationally symmetrical soot particle sensors. It can also be provided other geometric shapes, such as oval cross-sections.
  • the open ends 1 18, 120 may also be arranged in a cross-sectional plane, as shown in the following example.
  • FIG. 2 schematically shows a representation of a soot sensor 100 with a high-voltage electrode 202.
  • the high-voltage electrode 202 is supplied via a supply line 204 from a high-voltage generator 206
  • the high-voltage electrode 202 is arranged on a base 208 opposite the open ends 1 18, 120 along the common cylinder axis 1 12 side of the sensor element 102.
  • High voltage electrode 202 is preferably cylindrical in shape and extends symmetrically along the common cylinder axis.
  • High voltage electrode 202 projects beyond the base 208 on its side facing the open ends 1 18, 120.
  • the base 208 closes the
  • Outlet channel 1 16 on its the open end 120 along the common cylinder axis 1 12 opposite side.
  • a hollow cylindrical mass electrode 210 is arranged, which extends symmetrically along the common cylindrical axis 1 12.
  • the ground electrode 210 is connectable via a ground line 212 to ground.
  • the supply line 204 is through the base 208 of the
  • High voltage electrode 202 led to the high voltage generator 206.
  • the ground line 212 is guided by a jacket of the sensor element 202 from the ground electrode 210 to ground.
  • High voltage generator 206 and ground are not parts of the soot sensor 100 in the example
  • High voltage generator 206 and ground are connected via corresponding contacts on the soot sensor 100 with this.
  • the high voltage generator 206 may optionally also be part of the soot sensor 100.
  • Exhaust gas preferably flows along the sensor element 102 in the direction of the common cylinder axis 1 12 to at least one inlet 214 via the open end 1 18 of the inlet channel 1 14.
  • FIG. 2 shows two inlets 214 which form the channel 1 14 on the open ends 1 18, 120 along the common cylinder axis 1 12 opposite side of
  • Sensor element 102 with the outlet channel 1 16 connect.
  • the at least one inlet 214 is guided by the sensor element 102 substantially perpendicular to the common cylinder axis 1 12.
  • the at least one inlet 1 14 is arranged in a plane perpendicular to the common cylinder axis 1 12, in which a cross-sectional area of the high-voltage electrode 202 is located.
  • the exhaust gas contains particles 216, which flow through the at least one inlet 214 with an exhaust gas flow into the interior of the sensor element 102.
  • the particles 216 flow past the high voltage electrode 202 through the
  • the particles 216 flow through the ground electrode 210.
  • the ground electrode 210 extends along the common cylinder axis 1 12 within the exhaust port 1 16 at least partially. At least part of the particles 216 are electrically charged, for example, by touching the high voltage electrode 202. Electrically charged particles 216 flow due to their electrical charge at least partially to the ground electrode 210. Thus, a current between the high voltage electrode 202 and the
  • Mass electrode 210 generates. This is through suitable measuring devices
  • the base 208 and the sensor element 102 are connected to each other at the open ends 1 18, 120 opposite side of the sensor element 102.
  • a connecting portion 218 is formed in its outer region with respect to the common cylinder axis 1 12 circular.
  • the sensor element 102 has a corresponding shape of the jacket of the sensor element 102 on its front side facing the base 208.
  • FIG. 3 schematically shows a soot sensor 100 having a corona electrode 302 and a corona ground electrode 304, which is connected to the open end 120 of the outlet channel 1 16 along the common cylinder axis 1 12
  • the corona ground electrode is preferably formed as a hollow cylinder and extends in sections along the common cylinder axis 1 to this symmetrically.
  • Ground electrode 210 is not provided in contrast to the example of Figure 2.
  • the corona ground electrode 304 is connectable via the ground line 212 to ground.
  • the one trap electrode 306 can be contacted via a trap electrode line, which is guided through the sensor element 302.
  • the optional sensor electrode 308 can be contacted by a sensor electrode line 312, which is guided through the sensor element 12.
  • the sensor electrode 308 extends in the interior of the outlet channel 1 16 in the direction of the common cylinder axis 212 in sections and is formed as a hollow cylinder.
  • the trap electrode 306 extends in the direction of the common
  • Cylinder axis 1 12 sections on the inside of the inlet channel 1 16.
  • the trap electrode 306 is preferably in the form of a portion of a
  • ground electrode portion 314 is disposed inside the exhaust passage 16 1.
  • the ground electrode portion 314 is preferably shaped like the trap electrode 306.
  • a ground electrode lead 316 leads to contact of the ground electrode portion 314 with ground through the sensor element 102.
  • This soot sensor 100 corresponds to the structure of
  • the currents are also as there
  • Exhaust gas flowing into the sensor element 102 is guided past the corona electrode 302 via the at least one inlet 214. There, the particles 216 are at least partially ionized. In addition, air present in the exhaust gas is at least partially ionized by the flow past the corona electrode 202.
  • the trap electrode 306 and the ground electrode portion 314 trap ions from passing exhaust gas which does not adhere to the soot particles 216. A charge measurement on the soot particles takes place either by means of charge influence on the sensor electrode 308 or according to the "escaping current" principle.
  • FIG. 4 schematically shows a soot sensor 100 which, with the exception of the differences described below, agrees with the soot sensor 100 from FIG.
  • the pairs of electrodes 402, 404, such as the trap electrode 306 and the ground electrode section 314, are arranged in the sensor element and each have the trap electrode line 310 and the
  • Ground electrode line 316 corresponding connections for contacting.
  • the first pair of electrodes 402 and the second pair of electrodes 404 are preferably arranged in the form of cylinder jacket sections which extend offset relative to one another along the jacket circumference.
  • the two electrodes of the first pair of electrodes 402 are relative to each other
  • the two electrodes of the second pair of electrodes 404 are axially symmetrical with respect to the common cylinder axis 1 12.
  • the first electrode pair 402 extends along the circumference of the shell on the jacket of the cylinder along the circumference at least partially in another
  • Electrode pairs 402, 404 arranged such that the first electrode pair 402 extends at least over the entire region of the shell circumference over which the second electrode pair 402 does not extend. In this case, the two pairs of electrodes 402, 404 along the common cylinder axis 1 12 spaced apart.
  • Particles 216 that flow into the sensor element 102 with exhaust gas are at least partially charged as described. Charged particles 216 then fly to one of the two ground electrodes of the first electrode pair 402 or the second pair of electrodes 404, where they generate a current that can be used as a measure of the soot concentration.
  • the electrodes opposite the ground electrodes of the electrode pairs 402, 404 are
  • the charged particles 216 are additionally deflected to increase the number of charged particles reaching the ground electrodes. This increases trapping efficiency.
  • FIG. 5 schematically shows a soot particle sensor 100 which corresponds to the soot particle sensor 100 described in FIG. 2 except for the following difference.
  • the high voltage electrode 202 in the example of Figure 1 is considerably smaller in dimension than its outer dimension High voltage electrode 202 of this embodiment of the soot sensor. More specifically, the high voltage electrode 202 of this embodiment is cylindrically structured and has a larger cylinder diameter than the high voltage electrode 202 described in FIG.
  • High voltage electrode 202 from a ceramic cylinder, which is a part of the base 208, and in the sensor element 102, i. protrudes into the outlet channel 1 16, without touching it.
  • the ceramic cylinder is coated with an electrically conductive layer 502, which is the high voltage electrode 202.
  • the particles 216 are conducted past the conductive layer 502 through the inlet 214.
  • the particles 216 move in an annular channel between the conductive layer 502 and the inner shell of the inlet channel 1 16.
  • the conductive layer 502 extends in the direction of the common cylinder axis 1 12 toward the open end 1 18 of the outlet channel 1 16 out in that the electrically conductive layer 502 penetrates into the region of the outlet channel 1 16 surrounded by the ground electrode 210.
  • FIG. 6 schematically shows an attachment of the ceramic sensor element 102 into the protective tube 104.
  • a single-walled protective tube 104 is used in this case.
  • the sensor element 102 is designed as a ceramic tube, which serves as an inner protective tube and generates a venturi effect with the exhaust gas entering the sensor element 102.
  • the exhaust gas flows between the protective tube 104 and an outer wall of the sensor element 102 in the inlet channel 1 14th
  • the protective tube 104 is connected to the sensor element 102 via a fastening means 602, for example a ceramic adhesive or an active solder.
  • the ceramic adhesive or Aktivlot is particularly suitable, a metallic protective tube 104 with a ceramic sensor element 102 to connect.
  • the attachment means 602 is disposed in the region of the base 208.
  • fixation 604 is interrupted at least in sections so as to admit exhaust gas into the inlet channel 14.
  • the fastening means 602 preferably completely surrounds the base 208 or the sensor element 102 and seals the inlet channel 14 on its side facing away from the open end 1 18 from the surroundings of
  • FIG. 7 schematically shows a double-walled protective tube 104, in which exhaust gas is first guided between the two walls of the protective tube 104 before it flows into the sensor element 102.
  • a first wall 702 of the protective tube 104 corresponds to the protective tube 104 described above.
  • a second wall 704 of the protective tube 104 is formed such that the second wall 704 the
  • Fixing points 706 or a seam circulating on the inside of the second wall 704 on an end face 708 of the sensor element 102 serve for fixing purposes.
  • the first wall 702 is connected to the base 208 and the second wall 704 via the attachment means 602 and the fixation 604. Exhaust gas can flow through the fixation 604, the attachment means 602 seals the double-walled protective tube on the side of the double-walled protective tube, which faces away from the open end 1 18 of the inlet channel 1 14.
  • FIG. 8 schematically shows a representation of a first air duct into the sensor element 102.
  • the air duct can be provided in each of the examples described above instead of the air duct provided there by means of the at least one inlet 214.
  • the difference with the at least one inlet 214 of the previously described examples is that the geometry of the passageway through the sensor element 102 is as follows different.
  • the implementation described above by the sensor element 102 is formed with respect to the common cylinder axis 1 12 radially symmetrical.
  • the bushing in the example of FIG. 8 tapers along the transverse axis in its course from one to the other
  • the passageway extends in the connection portion 218 such that at least a portion of the passageway is formed by a portion of the pedestal 208.
  • a section of the base 208 that rises steadily from the outer circumference of the base 208 to the platform 220 of the base preferably forms this boundary of the passage.
  • the passage on the side facing the base 208 of the sensor element 102 is parallel to a plane extending perpendicular to the common cylindrical axis 1 12.
  • FIG. 9 shows an example which corresponds to the example of FIG. 8 except for the following difference.
  • the corona electrode 302 is in FIG. 9
  • FIG. 10 schematically shows a further variant of the soot sensor 100, in which an electrode is arranged as described in the example for FIG. 5 and is supplied with exhaust gas and particles via at least one inlet 214, which has the properties described in FIG.
  • FIG. 11 shows the same arrangement with respect to the electrode as in the example of FIG.
  • the onflow of the high-voltage electrode 202 is further improved and the deposition of soot particles in the interior of the sensor is reduced. This reduces the risk of a short circuit between the electrodes.
  • the described high voltage electrode 202 is for example a
  • Needle electrode The structure of the described sensor element 102 is preferably rotationally symmetrical. Preferably, the base 208 and the sensor element 102 can be plugged together. The resulting inlets 214 are described in more detail below with reference to FIGS 12 and 13.
  • FIG. 12 schematically shows a first view of the sensor element 102, which is plugged onto the base 208.
  • Figure 12 three of the particle passages are shown.
  • the passages are spaced from each other and surround the cylinder shell in a regular arrangement in the connecting portion 218th
  • the sensor element 102 and the base 208 preferably abut one another at an outer circumferential edge 1202.
  • the outer circumferential edge 1202 is arranged in a plane perpendicular to the common cylinder axis 12.
  • the passages are channels 1204 having a bottom 1206 and a roof 1208.
  • the roof 1208 is preferably an arcuate recess in the
  • the bottom 1206 is preferably a plane which rises from the outer abutment edge 1202 to the plateau 220.
  • FIG. 13 shows a further exemplary embodiment of the outer abutment edge 1202.
  • the sensor element 102 is formed as in the example of FIG.
  • the base 208 is provided with teeth 1302, which rise in the direction of the common cylinder axis 1 12 from the base 208 and carry the bottom 1206.
  • Geometry of the sensor elements 102 in the region of the connecting portion 218th are formed, the sensor element 102 in a plug connection
  • the internal dimensions of the plug elements correspond to the outer dimensions of the sensor element 102 in this region such that perpendicular to the common cylinder axis 1 12 a form-fitting and / or along the common cylinder axis 1 12 creates a positive connection.
  • the teeth 1302 and the joints 1304 are formed as rectangular teeth. In both cases, a contact surface between the two elements starting from the outer edge 1202 to the plateau 220 is increasing. This results in a tapered channel shape. This distracts the teeth 1302 and the joints 1304 .
  • Figure 14 shows schematically a soot sensor 100, in which a heating element 1402 is arranged.
  • the soot sensor 100 may be one of the soot sensors 100 described above.
  • the course of the heating element along the common cylinder axis 1 12 is spirally on the inner surface of the
  • Heater lines 1404 and 1406 connect the heater 1402 to a heater voltage source 1408.
  • FIG. 15 describes an arrangement such as FIG. 14.
  • the heating element 1402 is arranged on an outer jacket of the sensor element 102 and runs in a spiral along the common cylinder axis 1 12.
  • Figure 16 shows schematically an arrangement of leads to the electrodes in a soot sensor 100, of the kind previously described.
  • the supply line 204 is along the common Cylinder axis 1 12 arranged.
  • the corona ground electrode 304 and the ground electrode section 314 are common in the example
  • Voltage supply 1602 connected in the interior of the sensor element 102 along a surface line of the inner shell of the sensor element 102 from the corona mass electrode 304 to the ground electrode section 314 and from there to the open end 120 of the outlet channel 1 16, preferably parallel to the common cylinder axis 1 12, to be led.
  • Ground electrode 1602 is guided via an end face of the sensor element 102 to the outer jacket of the sensor element 102 and from there along a generatrix of the sensor element 102, preferably parallel to the common
  • Cylinder axis 1 12 led back to the base 208.
  • the common electrode 1602 thus runs at least partially in the interior of the inlet channel 1 14.
  • the sensor electrode 308 is in the area where the common electrode 1602 passes the portion where the sensor electrode 312 in FIG.
  • Disruption of the sensor electrode 308 is formed such that the common electrode 1602 extends without contact to the sensor electrode 308 along the jacket of the sensor element 102.
  • the trap electrode 306 is preferably connected to the supply line 204 through the trap electrode line 310.
  • the trap electrode line 310 along a lateral surface in the interior of the
  • the trap electrode line 310 extends parallel to the common cylinder axis 1 12.
  • the trap electrode line 310 is preferably continued on the plateau 220 of the base 208, up to the corona electrode 302.
  • the same connection to the connection line 204 is used, which also for the corona electrode 302 is used.
  • the corona ground electrode 304 is interrupted in a region where the trap electrode line 310 is passed through the portion where the corona ground electrode 304 is disposed on the inside of the sensor element 102.
  • the area is formed so that the corona ground electrode 304 and the trap electrode line 310 do not touch each other.
  • the sensor electrode 308 can be contacted via the sensor electrode line 312.
  • the sensor electrode line 312 is in the interior of the sensor element 102, in particular along the inner shell of the sensor element 102, preferably in the direction of the common cylinder axis 1 12 of the
  • Sensor electrode line 1 12 is guided over the end face of the sensor element 102 to the outer jacket of the sensor element 102.
  • the sensor electrode line 312 is guided along the outer jacket of the sensor element 102, preferably parallel to the common cylinder axis 1 12 to the base 208.
  • the common ground electrode 1602 and the sensor electrode line 312 are arranged in different regions of the sensor element 1 12 and do not touch.
  • the common ground electrode 1602 and the trap electrode line 310 are preferably arranged on mutually opposite sections of the sensor element 102. This is the distance between them
  • FIG. 17 and FIG. 18 schematically illustrate an electromagnetic shield for the sensor electrode line 312.
  • This shield may additionally be provided in the above-mentioned soot sensors 100 to provide a shield
  • the shielding is achieved by a large-area electrode 1702 extending over a portion of the inner shell of the sensor element 102 extending between the sensor electrode line 312 and the trap electrode 306 and the trap electrode line 310 at least in the portion where the sensor electrode line 312 and the trap electrode 306 and the trap
  • the large-area electrode 1702 is formed as a hollow cylinder, which lines the inner surface of the sensor element 102 in this area.
  • recesses may be provided in the large-area electrode 1702.
  • the trap electrode 306 and the trap electrode line 310 may be separated from the large-area electrode 1702 by an insulating layer on its side facing the large-area electrode 1702.
  • the large-area electrode is a shield grounded by means of a corresponding feed line 1704.
  • connecting elements 1706 can be arranged, by means of which the electrically conductive connection is maintained in this area.
  • FIG. 18 schematically shows an arrangement of the large area electrode 1704 in a planar area on the outer jacket of the sensor element 102.
  • an electrically insulating layer is provided between the large area electrode 1702 and the sensor electrode line 312.
  • a large-area electrode extends with respect to the trap electrode line 310 and the trap
  • Electrode 306 in a portion of that in the example of Figure 17
  • a layer stack consisting of the shielding, the insulation and the respective supply line can be produced, for example, via an in-mold labeling method.
  • the leads can be guided over connecting edges between the two ceramic parts and connected to the connection points 1706.
  • the joints 1706 are preferably located at the areas shown in FIG. 19 between the channels 1204 at the outer abutment edge 1202 and are in the area where the sensor element 102 and the pedestal 208 contact each other.
  • Figure 20 shows details of the electrical connection to one of
  • a first supply line 2002 is provided with a second supply line Feed line 2004, preferably at the outer abutment edge 1202, directly connected by the first lead 1202 is guided to the outer abutment edge 1202 and the second lead 1204 is guided to the outer abutment edge 1202.
  • Sensor element 102 and the base 208 made the electrically conductive connection.
  • a third lead 2006 may be disposed on the sensor element 102 which is not fully guided to the outer abutment edge 1202.
  • a fourth supply line 2008 which does not lead completely to the outer abutting edge 1202, can be arranged on the base 208.
  • the electrical connection 1706 for example, with the third electrode 2006 and the fourth electrode 2008 is overlapped and / or glued to the outer abutment edge 1202.
  • a conductive paste is attached, which is preferably sinterable.
  • the electrically conductive, preferably sinterable, paste is in contact with the trap electrode line 310 on the sensor element 102 and on the base 208.
  • FIG. 22 schematically describes steps of a method for producing a soot sensor 100 of the type described above.
  • the ceramic of the sensor element 102 is cast in.
  • the direction of flow of the mass, i. the ceramic is chosen so that it from the later open end 120, 1 18 to the opposite end, i. to the later having the channels side of the sensor element 102 parallel to the common cylinder axis 1 12 extends.
  • the base 208 and in the example a cylindrical body extending in the direction of the common axis 1 12 from the base 208 to the plateau 220, formed.
  • a functional layer package is arranged, in which the functional layer package is inserted into a CIM tool and over-injected in the region of the cylinder.
  • Function layer packages deducted, so that a functional layer 2204 remains on the base.
  • This functional layer represents the high-voltage electrode 202 in the completed soot sensor 100.
  • the method described can be applied to the particle sensors described above, in particular to soot sensors and other comparable sensors.

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Abstract

Partikelsensor (100) mit einer Hochspannungselektrode (202, 302) und mindestens einer Messelektrode (210, 304, 308, 314), wobei die Hochspannungselektrode (202, 302) über einen Einlasskanal (114)mit einem offenen Ende (118) des Einlasskanals (114) verbunden ist, wobei die Hochspannungselektrode (202, 302) über einen Auslasskanal (116) mit einem offenen Ende (120) des Auslasskanals (116) verbunden ist, wobei die mindestens eine Masseelektrode (210, 304, 308, 314) im Auslasskanal (116) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das sich der Einlasskanal (114) vom offenen Ende (118) des Einlasskanals (114) und der Auslasskanals (116) vom offenen Ende (120) des Auslasskanals (116) entlang einer gemeinsamen Achse (112) in Richtung der Hochspannungselektrode (202, 302) erstrecken. Verfahren zur Herstellung eines derartigen Partikelsensors (100).

Description

Beschreibung
Titel
Partikelsensor Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Partikelsensor, insbesondere einen
Rußpartikelsensor. Partikelsensoren, insbesondere Hochspannungspartikelsensoren, welche auf einem Ladungsmessungsprinzip basieren sind beispielsweise aus WO
2012/089922 A1 und WO 2013/125181 A1 bekannt.
In derartigen Partikelsensoren, insbesondere in Rußsensoren, wird zumindest ein Teil von Rußpartikeln, die in einem Abgas enthalten sind, aufgeladen. Die
Rußpartikel werden beispielsweise aufgeladen, indem die Rußpartikel durch eine Korona einer Korona-Entladung an einer Hochspannungselektrode strömen. Die Rußpartikel können auch durch einen Kontakt mit ionisierter Luft aufgeladen sein. In diesem Fall wird die Luft ionisiert, indem die Luft durch die Korona der Korona-Entladung strömt. Ionisierte Luft haftet in diesem Fall an einem geladenen Rußpartikel. Es ist auch möglich, die Rußpartikel über eine Berührung mit einer Hochspannungselektrode direkt aufzuladen.
Anschließend wird eine Ladung dieser Partikel bzw. ein Strom oder eine
Stromänderung, den diese Partikel verursachen, gemessen. Die Messung der
Ladung basiert auf einer Bestimmung einer Ladungsinfluenz, die durch geladene Rußpartikel an einer Sensorelektrode entsteht. Dies ist ein Maß für die Anzahl der geladenen Rußpartikel. Es ist auch eine direkte Messung eines Stromes möglich, der durch das Ausströmen geladener Rußpartikel aus dem
Sensorsystem entsteht. Der abfließende Strom, ein sogenannter„escaping current", ist ein Maß für die Anzahl der geladenen Rußpartikel. Die Anzahl der geladenen Rußpartikel stellt ein Maß für die Anzahl der Rußpartikel im Abgas dar.
Daraus wird eine Massenkonzentration oder eine Anzahlkonzentration der Rußpartikel je Abgasvolumen bestimmt.
Offenbarung der Erfindung
Insbesondere für Rußsensoren der eingangs beschriebenen Art, die in
Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, ist es wünschenswert, diese Messung besonders zuverlässig durchzuführen.
Dies wird durch einen Rußsensor gemäß Anspruch 1 erreicht.
Der Rußsensor weist eine höhere Empfindlichkeit als herkömmliche
Rußsensoren auf, d.h. eine kleinere minimal messbare Massenkonzentration oder Anzahlkonzentration der Rußpartikel je Abgasvolumen.
Bezüglich des Rußsensors ist ein Partikelsensor mit einer
Hochspannungselektrode und mindestens einer Masseelektrode vorgesehen, wobei die Hochspannungselektrode über einen Einlasskanal mit einem offenen Ende des Einlasskanals verbunden ist, wobei die Hochspannungselektrode über einen Auslasskanal mit einem offenen Ende des Auslasskanals verbunden ist, wobei die mindestens eine Masseelektrode im Auslasskanal angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das sich der Einlasskanal vom offenen Ende des Einlasskanals und der Auslasskanals vom offenen Ende des Auslasskanals entlang einer gemeinsamen Achse in Richtung der Hochspannungselektrode erstrecken. Dieser Partikelsensor kann die Messungen besonders zuverlässig ausführen.
Vorteilhafterweise ist der Partikelsensor ausgebildet, eine Partikelkonzentration über einen Strom zu messen, den Partikel verursachen, die die
Hochspannungselektrode berühren und sich anschließend zur Masseelektrode bewegen.
Vorteilhafterweise umgibt der Einlasskanal den Auslasskanal (1 16) zumindest abschnittsweise radial. Dies ist eine besonders kompakte Bauform. Vorteilhafterweise sind der Einlasskanal und der Auslasskanal rotationssymmetrisch zur gemeinsamen Achse. Dies ermöglicht eine besonders günstige Fertigung in einem Keramikspritzgussverfahren.
Vorteilhafterweise sind der Einlasskanal und der Auslasskanal zylindrisch. Dies ermöglicht den Einsatz zylindrischer Werkzeuge.
Vorteilhafterweise ist die Hochspannungselektrode an einem Sockel angeordnet, der den Einlasskanal auf seiner dem offenen Ende des Einlasskanals in Richtung der gemeinsamen Achse abgewandten Seite verschließt, und wobei der Sockel den Auslasskanal auf seiner dem offenen Ende des Auslasskanals in Richtung der gemeinsamen Achse abgewandten Seite verschließt. Dadurch wird die Hochspannungselektrode auf besonders günstige Weise aufgrund eines Venturi- Effekts angeströmt. Dieser entsteht durch eine Druckdifferenz zwischen den offenen Enden, wenn die offenen Enden in einen Partikelstrom hineinragen, insbesondere senkrecht zu dessen Hauptströmrichtung,
Vorteilhafterweise weist der Sockel eine Durchführung für eine
Versorgungsleitung für die Hochspannungselektrode auf, die sich entlang der gemeinsamen Achse erstreckt. Dadurch ist die Hochspannungselektrode einfach kontaktierbar.
Vorteilhafterweise weist der Sockel einen Durchläse für Frischluft auf. Dadurch kann Frischluft angesaugt/hineingepumpt, ionisiert und anschließend ein dadurch verursachter Ladungsstrom ermittelt werden.
Vorteilhafterweise bilden der Einlasskanal und der Auslasskanal ein
Sensorelement, das in einem Verbindungsabschnitt des Partikelsensors mit dem Sockel verbunden ist, wobei im Verbindungsabschnitt wenigstens ein Kanal angeordnet ist, der den Einlasskanal mit dem Auslasskanal verbindet. Dadurch wird der Partikelsensor aus zwei Teilen, einerseits einem Sensorkörper mit dem Einlasskanal und dem Auslasskanal und andererseits mit dem Sockel gebildet. Dies erleichtert die Fertigung. Vorteilhafterweise verjüngt sich der Kanal in radialer Richtung bezüglich der gemeinsamen Achse von außen nach innen. Dies verbessert die Anstromung der Hochspannungselektrode.
Vorteilhafterweise erhebt der Sockel sich in Richtung auf das offene Ende des Auslasskanals zu und in radialer Richtung bezüglich der gemeinsamen Achse von außen nach innen, zu einem Plateau, auf dem die Hochspannungselektrode angeordnet ist. Dies verbessert die Anstromung der Hochspannungselektrode.
Vorteilhafterweise ist die Hochspannungselektrode als eine Nadel- Hochspannungs-Elektrode ausgebildet, durch die eine Korona-Entladung erzeugbar ist, wobei die Partikel in der Korona-Entladung direkt aufgeladen werden, oder wobei Ionen in Luft erzeugbar ist, die an Partikel anhaftet. Dies ermöglicht ein besonders effektives Aufladen von Partikeln.
Vorteilhafterweise ist in Richtung der gemeinsamen Achse in Richtung auf das offene Ende des Auslasskanals zu gesehen nach der Masseelektrode ein Trap- Elektroden-Paar angeordnet, das ausgebildet ist, Ionen aus der Luft zu entfernen, die nicht an Partikeln haften. Dies ermöglicht eine besonders gute Detektion von Partikeln.
Vorteilhafterweise ist in Richtung der gemeinsamen Achse in Richtung auf das offene Ende des Auslasskanals zu gesehen nach dem Trap-Elektroden-Paar eine Sensorelektrode angeordnet ist, die ausgebildet ist eine Ladung von
Partikeln, die sich an der Sensorelektrode vorbei bewegen mittels
Ladungsinfluenz zu messen. Dies verbessert die Detektion weiter.
Vorteilhafterweise ist die Hochspannungselektrode in einem Abschnitt des Sockels angeordnet, der gegenüber dem Plateau in Richtung der gemeinsamen Achse zurückgesetzt ist. Dies verbessert die Anstromung der
Hochspannungselektrode weiter.
Vorteilhafterweise umgibt mindestens ein Heizelement den Einlasskanal oder den Auslasskanal zumindest teilweise. Dies verbessert die
Kaltstarteigenschaften des Partikelsensors. Vorteilhafterweise umgibt mindestens eine Schirmelektrode den Einlasskanal oder den Auslasskanal zumindest teilweise in einem Bereich, in dem sich die mindestens eine Masseelektrode oder die Hochspannungselektrode erstreckt, wobei die Schirmelektrode radial zur gemeinsamen Achse gesehen zwischen der mindestens einen Masseelektrode und der Hochspannungselektrode angeordnet ist. Die Schirmelektrode vermindert verfälschende Einflüsse der Hochspannung, die an der Hochspannungselektrode anliegt.
Vorteilhafterweise ist der Auslasskanal radial zur gemeinsamen Achse nach außen von einem keramischen Mantel umgeben, wobei der Einlasskanal radial zur gemeinsamen Achse nach außen von einem metallischen Mantel umgeben ist, und wobei der Einlasskanal radial zur gemeinsamen Achse zwischen dem keramischen Mantel und dem metallischen Mantel gebildet ist. Der Mantel schützt den Sensor und kann eine Elektrode bilden.
Vorteilhafterweise erstreckt sich die Hochspannungselektrode in Richtung des offenen Endes des Auslasskanals in einen Bereich des Auslasskanals, in dem sich in Richtung der gemeinsamen Achse die mindestens eine Masseelektrode zumindest abschnittsweise erstreckt. Dies verbessert die Effektivität des
Partikelsensors.
Vorteilhafterweise ist die mindestens eine Masseelektrode bezüglich der gemeinsamen Achse in Umfangrichtung in mindestens einem Abschnitt des Auslasskanals unterbrochen, der sich in Richtung der gemeinsamen Achse erstreckt. Dies ermöglicht es in diesem Bereich Zuleitungen anzuordnen.
Vorteilhafterweise ist in dem Abschnitt des Auslasskanals, in dem die mindestens eine Masseelektrode unterbrochen, eine Zuleitung für eine andere Elektrode angeordnet ist, die sich in Richtung der gemeinsamen Achse erstreckt. Dies reduziert den Aufwand bei der Fertigung, da keine zusätzliche Durchführung durch den Körper des Partikelsensors nötig ist, um die Zuleitung zu führen.
Vorteilhafterweise sind ein erstes Trap-Elektroden-Paar und ein zweites Trap- Elektroden-Paar im Auslasskanal in Richtung der gemeinsamen Achse voneinander beabstandet angeordnet, wobei das erste Trap-Elektroden-Paar in mindesten einem ersten Abschnitt des Auslasskanals unterbrochen ist, der sich in Richtung der gemeinsamen Achse erstreckt, und das zweite Trap-Elektroden- Paar in mindesten einem zweiten Abschnitt des Auslasskanals unterbrochen ist, der sich in Richtung der gemeinsamen Achse erstreckt, und wobei ein erster Bereich des Auslasskanals, in dem das erste Trap-Elektroden-Paar angeordnet ist, und ein zweiter Bereich des Auslasskanals, in dem das Trap-Elektroden-Paar angeordnet ist, in Umfangrichtung bezüglich der gemeinsamen Achse
zueinander versetzt angeordnet sind. Dies reduziert die Abhängigkeit der Messgenauigkeit von der Einbaulage des Partikelsensors. Vorteilhafterweise ist mindestens eine Zuleitung für die mindestens eine
Masseelektrode über den Auslasskanal, das offene Ende des Auslasskanals und das offene Ende des Einlasskanals in den Einlasskanal geführt ist. Dadurch schützt der Mantel die Zuleitung. Vorteilhafterweise ist im Auslasskanal eine Ablenkelektrode angeordnet, wobei mindestens eine Hochspannungszuleitung für die Ablenkelektrode von der Hochspannungselektrode über den Auslasskanal zur Ablenkelektrode geführt ist. Dadurch werden diese Elektroden mit derselben Leitung verbunden. Dies reduziert den Materialaufwand.
Diesbezüglich umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Partikelsensors die Schritte
Fertigen eines Sockels mit einer Hochspannungselektrode die von einer
Stirnseite des Sockels in Richtung einer gemeinsamen Achse erstreckt,
Fertigen eines Sensorelements mit mindestens einer Messelektrode, mit einem
Auslasskanal zur Verbindung der Hochspannungselektrode mit einem offenen Ende des Auslasskanals, wobei die mindestens eine Masseelektrode im
Auslasskanal angeordnet ist, wobei sich der Auslasskanal vom offenen Ende des Auslasskanals entlang der gemeinsamen Achse in Richtung einer Stirnseite des Sensorelements erstreckt, wobei am Sensorelement mindesten eine von der
Stirnseite in Richtung der gemeinsamen Achse zurückgesetzte Aussparung angeordnet ist, die durch das Sensorelement hindurchführt,
Verbinden der Stirnseite des Sensorelements mit der Stirnseite des Sockels, Befestigen eines Mantels, der sich in Richtung der gemeinsamen Achse erstreckt und von dem Sensorelement radial bezüglich der gemeinsamen Achse zur
Bildung eines Einlasskanals beabstandet ist, wobei der Sockel den Auslasskanal und den Einlasskanal verschließt. Dies ermöglicht eine besonders günstige Fertigung.
Vorteilhafterweise ist ein Befestigungsmittel zwischen Mantel und Sockel angeordnet. Dadurch wird der Sockel so mit dem Mantel verbunden, dass der Mantel den Sockel und das Befestigungsmittel schützt.
Vorteilhafterweise werden der Sockel und das Sensorelement in einem
Keramikspritzgussverfahren aus einem keramischen Material geformt, wobei Sockel und Sensorelement vor einem Sinterprozess paarweist verbunden, mit dem Mantel umgeben und anschließend in dem Sinterprozess gesintert werden. Dies erleichtert die Fertigung zusätzlich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 schematisch Teile eines Rußsensor,
Fig. 2 schematisch eine Darstellung eines Rußsensors mit einer
Hochspannungselektrode,
Fig. 3 schematisch einen Rußsensor mit einer Korona-Elektrode,
Fig. 4 schematisch einen Rußsensor mit zwei Elektrodenpaaren,
Fig. 5 schematisch einen Rußsensor mit einer kleiner dimensionierten
Hochspannungselektrode,
Fig. 6 schematisch eine Befestigung eines Sensorelements in ein Schutzrohr, Fig. 7 schematisch einen Rußsensor mit einem doppelwandigen Schutzrohr, Fig. 8 schematisch eine Darstellung einer ersten Luftführung in das
Sensorelement,
Fig. 9 schematisch einen Rußsensor mit einer zurückgesetzt angeordneten Hochspannungselektrode,
Fig. 10 und 1 1 schematisch weitere Varianten des Rußsensors,
Fig. 12 und 13 schematisch Varianten für Durchlässe eines Rußsensors, Fig. 14 und 15 schematisch Varianten eines Heizelements für den Rußsensor, Fig. 16 bis 18 schematisch Varianten für Anordnungen von Zuleitungen für Elektroden des Rußsensors,
Fig. 19 bis 21 schematisch Varianten für eine Kontaktierung von Zuleitungen, Fig. 22 schematisch Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Rußsensors. Figur 1 zeigt schematisch Teile eines Rußsensors 100.
Der Rußsensor 100 umfasst ein Sensorelement 102. Das Sensorelement 102 ist im Beispiel zylindrisch. Das Sensorelement 102 ist im Beispiel aus einem keramischen Material, beispielsweise Forsterit (Mg2 Si04) gefertigt, da dieses Material einen thermischen Ausdehnungskoeffizient von ca. 1 1 bis 12 ppm/K hat und somit sehr nah an einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von ferritischem Stahl liegt.
Der Rußsensor 100 umfasst ein Schutzrohr 104. Das Schutzrohr 104 ist im Beispiel zylindrisch. Das Schutzrohr 104 ist im Beispiel aus ferritischem Stahl. Dies erleichtert eine stoffflüssige Verbindung zwischen dem Schutzrohr 104 und dem Sensorelement 102, beispielsweise mit einem keramischen Kleber oder Aktivlot.
Das Schutzrohr 104 umgibt das Sensorelement 102 zumindest teilweise. Das Schutzrohr 104 bildet somit ein metallisches Gehäuse für das Sensorelement 102.
Das Schutzrohr 104 sieht einen elektrischen Anschluss 106 zum Verbinden des Schutzrohrs 104 mit Masse auf.
Ein Durchmesser 108 des Sensorelements 102 ist kleiner als ein Durchmesser 1 10 des Schutzrohrs 104. Das Sensorelement 102 und das Schutzrohr 104 sind bezüglich einer gemeinsamen Zylinderachse 1 12 symmetrisch angeordnet. Das Schutzrohr 104 ist als Hohlzylinder ausgebildet. Das Sensorelement 102 ist als Hohlzylinder ausgebildet. Das Schutzrohr 104 nimmt das Sensorelement 102 in seinem Innern teilweise auf. Im Beispiel hat das Sensorelement 102 einen Außendurchmesser 108. Im Beispiel hat das Schutzrohr 104 einen
Innendurchmesser 1 10, der kleiner ist als der Außendurchmesser 108. Durch die unterschiedlichen Durchmesser 108, 1 10 und die symmetrische Anordnung bezüglich der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 entsteht ein Einlasskanal 1 14 der sich im Innern des Schutzrohrs 104 entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 erstreckt, und einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist, wenn das
Sensorelement 102 in dem Schutzrohr 104 angeordnet ist. Durch den Einlasskanal 1 14 kann Abgas in das Innere des Schutzrohrs 104 strömen. Das Schutzrohr 104 schützt dabei das Sensorelement 102 zumindest teilweise vor direktem Abgaskontakt, und ermöglicht eine gleichmäßige Strömung des Abgases am Sensorelement 102. Dabei ist im Inneren des Sensorelements 102 ein Auslasskanal 1 16 vorgesehen, durch den Abgas, das über den Einlasskanal 1 14 einströmt wieder ausströmen kann. Der Auslasskanal 1 16 erstreckt sich im Sensorelement 102 entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12. Der
Auslasskanal 1 16 ist zumindest abschnittsweise zylindrisch und erstreckt sich bezüglich der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 symmetrisch.
Ein offenes Ende 1 18 des Einlasskanals 1 14 ist entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 gesehen auf derselben Seite des Sensorelements 102 angeordnet, wie ein offenes Ende 120 des Einlasskanals 1 16. Einströmendes Abgas wird an einem den offenen Enden 1 18, 120 in Richtung der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 gegenüberliegenden Ende des Sensorelements 102 umgelenkt, um anschließend durch den Auslasskanal 1 16 auszuströmen. Details dazu werden im Folgenden beschrieben.
Vorzugsweise überragt das Sensorelement 102 entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 gesehen auf der Seite der offenen Enden 1 18, 120 das Schutzrohr 104.
Der Rußsensor 100 wird vorzugsweise derart angeordnet, dass die gemeinsame Zylinderachse 1 12 senkrecht zu einer Hauptströmrichtung 122 des Abgas verläuft, wobei die Seite der offenen Enden 1 18, 120 einem Abgasstrom entlang der Hauptströmrichtung 122 zugewandt ist. Optional kann auf der den offenen Enden 1 18, 120 entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 gegenüber liegenden Seite des Rußsensor 100 Frischluft in einer Stromrichtung 124 vorgesehen sein, durch die Frischluft vorzugsweise parallel zur gemeinsamen Zylinderachse 1 12 zum Rußsensor 100 strömt.
Anhand der folgenden Figuren werden schematische Darstellungen derartiger rotationssymmetrischer Rußpartikelsensoren beschrieben. Es können auch andere geometrische Formen, beispielsweise ovale Querschnitte vorgesehen sein. Die offenen Enden 1 18, 120 können wie in dem folgenden Beispiel dargestellt auch in einer Querschnittsebene angeordnet sein.
In der folgenden Beschreibung werden für funktional gleiche Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet.
Figur 2 zeigt schematisch eine Darstellung eines Rußsensors 100, mit einer Hochspannungselektrode 202. Die Hochspannungselektrode 202 wird über eine Versorgungsleitung 204 von einem Hochspannungsgenerator 206 mit
Hochspannung versorgt.
Die Hochspannungselektrode 202 ist auf einer den offenen Enden 1 18, 120 entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 gegenüberliegenden Seite des Sensorelements 102 auf einem Sockel 208 angeordnet. Die
Hochspannungselektrode 202 hat vorzugsweise zylindrische Form und erstreckt sich entlang der gemeinsamen Zylinderachse symmetrisch. Die
Hochspannungselektrode 202 überragt den Sockel 208 auf seiner den offenen Enden 1 18, 120 zugewandten Seite. Der Sockel 208 verschließt den
Auslasskanal 1 16 auf seiner dem offenen Ende 120 entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 gegenüberliegenden Seite.
Im Inneren des Auslasskanals 1 16 ist eine hohlzylindrische Massenelektrode 210 angeordnet, die sich entlang der gemeinsamen zylindrischen Achse 1 12 symmetrisch erstreckt. Die Massenelektrode 210 ist über eine Masseleitung 212 mit Masse verbindbar.
Die Versorgungsleitung 204 ist durch den Sockel 208 von der
Hochspannungselektrode 202 zum Hochspannungsgenerator 206 geführt. Die Masseleitung 212 ist durch einen Mantel des Sensorelements 202 von der Masseelektrode 210 zur Masse geführt. Hochspannungsgenerator 206 und Masse sind im Beispiel nicht Teile des Rußsensors 100. Der
Hochspannungsgenerator 206 und Masse sind über entsprechende Kontakte am Rußsensor 100 mit diesem verbindbar. Der Hochspannungsgenerator 206 kann optional auch Teil des Rußsensors 100 sein. Über das offene Ende 1 18 des Einlasskanals 1 14 strömt vorzugsweise Abgas entlang des Sensorelements 102 in Richtung der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 zu wenigstens einem Einlass 214. In Figur 2 sind zwei Einlasse 214 dargestellt, die den Kanal 1 14 auf der den offenen Enden 1 18, 120 entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 gegenüberliegenden Seite des
Sensorelements 102 mit dem Auslasskanal 1 16 verbinden. Der wenigstens eine Einlass 214 ist durch das Sensorelement 102 im Wesentlichen senkrecht zur gemeinsamen Zylinderachse 1 12 geführt.
Vorzugsweise ist der wenigstens eine Einlass 1 14 in einer Ebene senkrecht zur gemeinsamen Zylinderachse 1 12 angeordnet, in der eine Querschnittsfläche der Hochspannungselektrode 202 liegt.
Das Abgas enthält Partikel 216, die durch den wenigstens einen Einlass 214 mit einem Abgasstrom ins Innere des Sensorelements 102 strömen. Dabei strömen die Partikel 216 an der Hochspannungselektrode 202 vorbei durch den
Auslasskanal 1 16 zum offenen Ende 120 des Einlasskanals 1 16. Dabei strömen die Partikel 216 durch die Massenelektrode 210. Die Massenelektrode 210 erstreckt sich entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 innerhalb des Auslasskanals 1 16 zumindest abschnittsweise. Zumindest ein Teil der Partikel 216 wird beispielsweise durch Berührung der Hochspannungselektrode 202 elektrisch aufgeladen. Elektrisch aufgeladene Partikel 216 strömen aufgrund ihrer elektrischen Aufladung zumindest teilweise zur Massenelektrode 210. Damit wird ein Strom zwischen der Hochspannungselektrode 202 und der
Massenelektrode 210 erzeugt. Dieser ist durch geeignete Messgeräte
bestimmbar und kann als Maß für eine momentane Konzentration der Partikel 216 im Abgas verwendet werden.
Nicht aufgeladene Partikel 216 und aufgeladene Partikel 216, die die
Massenelektrode 210 nicht erreichen, strömen durch den Auslasskanal 1 16 an dessen offenem Ende 120 aus dem Sensorelement 102.
Der Sockel 208 und das Sensorelement 102 sind an der den offenen Enden 1 18, 120 gegenüberliegenden Seite des Sensorelements 102 miteinander verbunden. Ein Verbindungsabschnitt 218 ist in seinem äußeren Bereich bezüglich der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 kreisringförmig ausgebildet. Vorzugsweise erhebt sich der Sockel 208 ausgehend von diesem kreisringförmigen
Verbindungsabschnitt 218 bei Annäherung an die gemeinsame Zylinderachse 1 12 auf ein Plateau 220, das die Hochspannungselektrode 202 trägt. Das Sensorelement 102 weist in diesem Fall auf seiner dem Sockel 208 zugewandten Stirnseite eine entsprechende Form des Mantels des Sensorelements 102 auf.
Figur 3 zeigt schematisch einen Rußsensor 100 mit einer Korona-Elektrode 302 und einer Korona-Masseelektrode 304, die an der dem offenen Ende 120 des Auslasskanals 1 16 entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12
gegenüberliegenden Seite des Auslasskanals 1 16 im Auslasskanal 1 16 zwischen dem wenigsten ein Einlass 214 und dem offenen Ende 120 angeordnet ist. Die Korona-Masseelektrode ist vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet und erstreckt sich abschnittsweise entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 zu dieser symmetrisch.
Zwischen der Korona-Masseelektrode 304 und dem offenen Ende 120 sind zudem eine Trap-Elektrode 306, und zwischen der Trap-Elektrode 306 und dem offenen Ende 120 eine optionale Sensorelektrode 308 angeordnet. Eine
Massenelektrode 210 ist im Unterschied zum Beispiel aus Figur 2 nicht vorgesehen.
Die Korona-Masseelektrode 304 ist über die Masseleitung 212 mit Masse verbindbar. Die eine Trap-Elektrode 306 ist über eine Trap-Elektrodenleitung kontaktierbar, die durch das Sensorelement 302 geführt ist. Die optionale Sensorelektrode 308 ist durch eine Sensorelektrodenleitung 312 kontaktierbar, die durch das Sensorelement 1 12 geführt ist.
Die Sensorelektrode 308 erstreckt sich im Inneren des Auslasskanals 1 16 in Richtung der gemeinsamen Zylinderachse 212 abschnittsweise und ist hohlzylinderförmig ausgebildet.
Die Trap-Elektrode 306 erstreckt sich in Richtung der gemeinsamen
Zylinderachse 1 12 abschnittsweise an der Innenseite des Einlasskanals 1 16. Die Trap-Elektrode 306 ist vorzugsweise in Form eines Abschnitts eines
Hohlzylinders ausgebildet, der sich in radialer Richtung über weniger als die
Hälfte eines Umfangs dieses Hohlzylinders erstreckt. Zwischen der Korona-Masseelektrode 304 und der Sensorelektrode 308 ist ein Masseelektrodenabschnitt 314 im Inneren des Auslasskanals 1 16 angeordnet. Der Masseelektrodenabschnitt 314 ist vorzugsweise wie die Trap-Elektrode 306 geformt. Vorzugsweise sind der Maßelektrodenabschnitt 314 und die Trap-
Elektrode 306 an einander gegenüberliegenden Abschnitten des Auslasskanals 1 16, vorzugsweise punktsymmetrisch zur gemeinsamen Zylinderachse 1 12 angeordnet. Eine Massenelektrodenleitung 316 führt zur Kontaktierung des Masseelektrodenabschnitts 314 mit Masse durch das Sensorelement 102. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Massenelektrodenabschnitt 314, der als
Trap-Gegenelektrode dient, auch separat kontaktierbar ist.
Der übrige Aufbau dieses Rußsensors 100 entspricht dem Aufbau des
Rußsensors 100 aus Figur 2. Die Strömungen sind ebenfalls wie dort
beschrieben.
In das Sensorelement 102 einströmendes Abgas wird über den wenigsten einen Einlass 214 an der Korona-Elektrode 302 vorbeigeführt. Dort werden die Partikel 216 zumindest teilweise ionisiert. Zudem wird auch im Abgas vorhandene Luft durch das Vorbeiströmen an der Korona-Elektrode 202 zumindest teilweise ionisiert. Die Trap-Elektrode 306 und der Massenelektrodenabschnitt 314 fangen Ionen aus vorbeiströmendem Abgas, welche nicht an den Rußpartikeln 216 haften. Eine Ladungsmessung an den Rußpartikeln findet entweder mittels Ladungsinfluenz an der Sensorelektrode 308 oder nach dem "escaping current" Prinzip statt.
Figur 4 zeigt schematisch einen Rußsensor 100, der bis auf die im Folgenden beschriebenen Unterschiede mit dem Rußsensor 100 aus Figur 2 übereinstimmt. Anstelle der Massenelektrode 210 sind ein erstes Elektrodenpaar 402 und ein zweites optionales Elektrodenpaar 404 an der Innenseite des Einlasskanals 160 in Richtung der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 voneinander beabstandet angeordnet. Vorzugsweise sind die Elektrodenpaare 402, 404 wie die Trap- Elektrode 306 und der Massenelektrodenabschnitt 314 im Sensorelement angeordnet und weisen jeweils der Trap-Elektrodenleitung 310 und der
Masseelektrodenleitung 316 entsprechende Verbindungen zur Kontaktierung auf. Das erste Elektrodenpaar 402 und das zweite Elektrodenpaar 404 sind vorzugsweise in Form von Zylindermantelabschnitten angeordnet, die entlang des Mantelumfangs zueinander versetzt verlaufen. Vorzugsweise sind die beiden Elektroden des ersten Elektrodenpaars 402 zueinander bezüglich der
gemeinsamen Zylinderachse 1 12 achssymmetrisch. Vorzugsweise sind die beiden Elektroden des zweiten Elektrodenpaars 404 zueinander bezüglich der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 achssymmetrisch. Vorzugsweise erstreckt sich das erste Elektrodenpaar 402 entlang des Mantelumfangs auf dem Mantel des Zylinders in Umfangrichtung zumindest abschnittsweise in einem anderen
Bereich als das zweite Elektrodenpaar. Vorzugsweise sind die beiden
Elektrodenpaare 402, 404 derart angeordnet, dass sich das erste Elektrodenpaar 402 zumindest über den gesamten Bereich des Mantelumfangs erstreckt über den sich das zweite Elektrodenpaar 402 nicht erstreckt. Dabei sind die beiden Elektrodenpaare 402, 404 entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 voneinander beabstandet angeordnet.
Der Einsatz zweier solcher versetzter Elektrodenpaare 402, 404 reduziert die Abhängigkeit des Rußsensors 100 vom Einbauwinkel.
Partikel 216, die mit Abgas in das Sensorelement 102 strömen werden wie beschrieben zumindest teilweise aufgeladen. Aufgeladene Partikel 216 fliegen dann zu einer der beiden Masseelektroden des ersten Elektrodenpaars 402 oder des zweiten Elektrodenpaars 404 und erzeugen dort einen Strom, welcher als Maß für die Rußkonzentration benutzt werden kann. Die den Masseelektroden der Elektrodenpaare 402, 404 gegenüberliegenden Elektroden, sind
insbesondere als Hochspannungselektroden ausgebildet. An diesen liegt eine Hochspannung an. Dadurch werden die geladenen Partikel 216 zusätzlich abgelenkt, um die Anzahl der geladenen Partikel, die die Masseelektroden erreichen, zu erhöhen. Dadurch wird eine Einfangeffizienz erhöht.
Figur 5 zeigt schematisch einen Rußpartikelsensor 100, der dem in Figur 2 beschriebenen Rußpartikelsensor 100 bis auf folgenden Unterschied entspricht.
Die Hochspannungselektrode 202 in dem Beispiel von Figur 1 ist bezügliche ihrer äußeren Abmessung erheblich kleiner dimensioniert als die Hochspannungselektrode 202 dieser Ausführung des Rußsensors. Genauer ist die Hochspannungselektrode 202 aus dieser Ausführungsform zylindrisch aufgebaut und weist einen größeren Zylinderdurchmesser auf als die in Figur 2 beschriebene Hochspannungselektrode 202. Vorzugsweise besteht die
Hochspannungselektrode 202 aus einem Keramikzylinder, welcher ein Teil des Sockels 208 ist, und der in das Sensorelement 102, d.h. in den Auslasskanal 1 16 hineinragt, ohne diesen zu berühren.
Der Keramikzylinder ist mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 502 beschichtet, der die Hochspannungselektrode 202 darstellt.
Die Partikel 216 werden durch den Einlass 214 an der leitfähigen Schicht 502 vorbeigeführt. Insbesondere bewegen sich die Partikel 216 dabei in einem kreisringförmigen Kanal zwischen der leitfähigen Schicht 502 und dem inneren Mantel des Einlasskanals 1 16. Vorzugsweise erstreckt sich die leitfähige Schicht 502 in Richtung der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 derart zum offenen Ende 1 18 des Auslasskanals 1 16 hin, dass die elektrisch leitfähige Schicht 502 in den von der Masseelektrode 210 ummantelten Bereich des Auslasskanals 1 16 eindringt.
Dies verbessert die Funktionsweise weiter, da der Abstand zwischen der Hochspannungselektrode 202 und der Masseelektrode 210 gering ist.
Figur 6 zeigt schematisch eine Befestigung des keramischen Sensorelements 102 in das Schutzrohr 104. Es wird dabei ein einfach-wandiges Schutzrohr 104 verwendet. Das Sensorelement 102 ist als keramisches Rohr ausgebildet, welches als inneres Schutzrohr dient und einen Venturi-Effekt erzeugt mit dem Abgas in das Sensorelement 102 gelangt.
Das Abgas fließt zwischen dem Schutzrohr 104 und einer Außenwand des Sensorelements 102 in dem Einlasskanal 1 14.
Das Schutzrohr 104 wird über ein Befestigungsmittel 602, beispielsweise einen keramischen Kleber oder ein Aktivlot, mit dem Sensorelement 102 verbunden. Der keramische Kleber oder das Aktivlot ist insbesondere geeignet, ein metallisches Schutzrohr 104 mit einem keramischen Sensorelement 102 zu verbinden.
Vorzugsweise ist das Befestigungsmittel 602 im Bereich des Sockels 208 angeordnet.
Zusätzlich ist eine Fixierung 604 am offenen Ende 1 18 des Einlasskanals 1 14 vorgesehen. Die Fixierung 604 ist zumindest abschnittsweise unterbrochen, um Abgas in den Einlasskanal 1 14 einzulassen.
Das Befestigungsmittel 602 umgibt den Sockel 208 oder das Sensorelement 102 vorzugsweise vollständig und dichtet den Einlasskanal 1 14 auf seiner dem offenen Ende 1 18 abgewandten Seite gegenüber der Umgebung des
Schutzrohrs 104 ab.
Figur 7 zeigt schematisch ein doppelwandiges Schutzrohr 104, bei dem Abgas zunächst zwischen den beiden Wänden des Schutzrohrs 104 geführt ist, bevor es in das Sensorelement 102 strömt. Eine erste Wand 702 des Schutzrohrs 104 entspricht dem zuvor beschriebenen Schutzrohr 104. Eine zweite Wand 704 des Schutzrohrs 104 ist derart ausgebildet, dass die zweite Wand 704 die
Außenfläche des Sensorelements 102 umgibt, und an dieser anliegt. Zur Fixierung dienen Fixierpunkte 706 bzw. eine an der Innenseite der zweiten Wand 704 an einer Stirnseite 708 des Sensorelements 102 umlaufende Naht.
Die erste Wand 702 ist über die Befestigungsmittel 602 und die Fixierung 604 mit dem Sockel 208 und der zweiten Wand 704 verbunden. Abgas kann durch die Fixierung 604 einströmen, das Befestigungsmittel 602 dichtet das doppelwandige Schutzrohr auf der Seite des doppelwandigen Schutzrohrs ab, das dem offenen Ende 1 18 des Einlasskanals 1 14 abgewandt ist.
Figur 8 zeigt schematisch eine Darstellung einer ersten Luftführung in das Sensorelement 102. Die Luftführung kann in jeder der zuvor beschriebenen Beispiele anstelle der dort vorgesehenen Luftführung mittels des wenigstens einen Einlass 214 vorgesehen sein. Der Unterschied zu dem wenigstens einen Einlass 214 aus den zuvor beschriebenen Beispielen besteht darin, dass sich die Geometrie der Durchführung durch das Sensorelement 102 wie folgt unterscheidet. Die zuvor beschriebene Durchführung durch das Sensorelement 102 ist bezüglich der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 gesehen radial symmetrisch ausgebildet. Im Gegensatz dazu verjüngt sich die Durchführung im Beispiel der Figur 8 entlang der Querachse in ihrem Verlauf von einer
Außenseite des Sensorelements 102 zu einer Innenseite des Sensorelements
102. Genauer erstreckt sich die Durchführung im Verbindungsabschnitt 218 so, dass mindestens ein Abschnitt der Durchführung durch einen Teil des Sockels 208 gebildet wird. Vorzugsweise bildet dabei im Verbindungsabschnitt 218 ein sich zum Plateau 220 des Sockels ausgehend von dem Außenumfang des Sockels 208 stetig ansteigender Abschnitt des Sockels 208 diese Begrenzung des Durchlass. Vorzugsweise ist der Durchläse auf der dem Sockel 208 zugewandten Seite des Sensorelements 102 parallel zu einer Ebene verlaufend, die senkrecht zur gemeinsamen zylindrische Achse 1 12 angeordnet ist. Die übrigen Komponenten entsprechen beispielsweise den aus dem Beispiel von
Figur 3 bekannten Komponenten.
Figur 9 zeigt ein Beispiel, das bis auf folgenden Unterschied dem Beispiel aus Figur 8 entspricht. In diesem Beispiel ist die Korona-Elektrode 302 im
Unterschied zum Beispiel aus Figur 8 nicht auf dem Plateau 220 angeordnet, sondern am Boden eines gegenüber dem Plateau 220 zurückgesetzten, vorzugsweise zylindrischen Topfes 902.
Durch diese spezielle Kanalform, die in Richtung Korona-Elektrode 302 am Sockel ansteigend verläuft, wird der Abgas- bzw. Partikelfluss gezielt durch einen an der Korona-Elektrode 302 in deren Betrieb entstehendes Plasma geleitet. Dies steigert die Aufladungseffizienz. Zusätzlich wird dabei die Ablagerung von leitfähigen Rußpartikeln im unteren Teil des Sensorelements reduziert. Figur 10 zeigt schematisch eine weitere Variante des Rußsensors 100, in der eine Elektrode wie im Beispiel für Figur 5 beschrieben, angeordnet und über wenigstens einen Einlass 214 mit Abgas und Partikeln angeströmt wird, der die im Beispiel zu Figur 8 beschriebenen Eigenschaften aufweist. Figur 1 1 stellt bezüglich der Elektrode dieselbe Anordnung wie im Beispiel von
Figur 10 dar. Im Unterschied zum Beispiel von Figur 10 steigt die Durchführung im Einlass 214 von einem äußeren Umfang des Sensorelements 102 stetig bis zum Erreichen des Plateaus 220 im Inneren des Sensorelements 102 an.
Dadurch wird das Anströmen der Hochspannungselektrode 202 weiter verbessert und die Ablagerung von Rußpartikeln im Sensorinneren vermindert. Dadurch wird das Risiko eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden reduziert.
Die beschriebene Hochspannungselektrode 202 ist beispielsweise eine
Nadelelektrode. Der Aufbau des beschriebenen Sensorelements 102 ist vorzugsweise rotationssymmetrisch. Vorzugsweise sind der Sockel 208 und das Sensorelement 102 zusammensteckbar. Die dann entstehenden Einlasse 214 werden im Folgenden anhand der Figuren 12 und 13 näher beschrieben.
Figur 12 zeigt schematisch eine erste Ansicht des Sensorelements 102, das auf den Sockel 208 aufgesteckt ist. In Figur 12 sind drei der Partikeldurchlässe dargestellt. Vorzugsweise sind die Durchlässe voneinander beabstandet angeordnet und umgeben den Zylindermantel in regelmäßiger Anordnung im Verbindungsabschnitt 218.
Dabei stoßen das Sensorelement 102 und der Sockel 208 vorzugsweise an einer äußeren Umlaufkante 1202 aneinander.
Im Beispiel von Figur 12 ist die äußere Umlaufkante 1202 in einer Ebene senkrecht zur gemeinsamen Zylinderachse 1 12 angeordnet. Vorzugsweise sind die Durchlässe Kanäle 1204, die einen Boden 1206 und ein Dach 1208 aufweisen. Das Dach 1208 ist vorzugsweise eine bogenförmige Aussparung im
Sensorelement 102. Der Boden 1206 ist vorzugsweise eine Ebene, die ausgehend von der äußeren Stoßkante 1202 zum Plateau 220 ansteigt.
In Figur 13 ist eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der äußeren Stoßkante 1202 dargestellt. Das Sensorelement 102 ist wie im Beispiel von Figur 12 ausgebildet. Im Gegensatz zum Beispiel von Figur 12 ist der Sockel 208 mit Zähnen 1302 versehen, die sich in Richtung der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 vom Sockel 208 erheben und den Boden 1206 tragen. Dadurch sind
Verbindungsstellen 1304 gegenüber dem Boden 1206 zurückgesetzt. Diese zurückgesetzten Bereiche bilden Steckelemente, die passend zu einer
Geometrie der Sensorelemente 102 im Bereich des Verbindungsabschnitts 218 ausgebildet sind, das Sensorelement 102 in einer Steckverbindung
aufzunehmen. Dabei entsprechen die Innenmaße der Steckelemente den Außenmaßen des Sensorelements 102 in diesem Bereich derart, dass senkrecht zur gemeinsamen Zylinderachse 1 12 eine formschlüssige und/oder entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 eine kraftschlüssige Steckverbindung entsteht.
Vorzugsweise sind die Zähne 1302 und die Verbindungsstellen 1304 als rechteckförmige Zähne ausgebildet. In beiden Fällen ist eine Kontaktfläche zwischen den beiden Elementen ausgehend von der äußeren Stoßkante 1202 zum Plateau 220 hin ansteigend. Dadurch ergibt sich eine sich verjüngende Kanalform. Diese lenkt den
Abgas/Partikelstrom wie beschrieben, ins Innere des Sensorelements 102. Figur 14 zeigt schematisch einen Rußsensor 100, in dem ein Heizelement 1402 angeordnet ist. Der Rußsensor 100 kann dabei einer der zuvor beschriebenen Rußsensoren 100 sein. Im Beispiel ist der Verlauf des Heizelements entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 spiralförmig am Innenmantel des
Sensorelements 102 angeordnet. Heizleitungen 1404 und 1406 verbinden das Heizelement 1402 mit einer Heizspannungsquelle 1408.
Figur 15 beschreibt eine Anordnung, wie Figur 14. Im Unterschied zu Figur 14 ist das Heizelement 1402 an einem Außenmantel des Sensorelements 102 angeordnet und verläuft spiralförmig entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12.
Figur 16 zeigt schematisch eine Anordnung von Zuleitungen zu den Elektroden in einem Rußsensor 100, der vorher beschriebenen Art. Im Beispiel wird der Verlauf der Zuleitungen für die Korona-Elektrode 302 und die
Trap-Elektrode 306 sowie den Massenelektrodenabschnitt 314, die
Sensorelektrode 308 und die Korona-Masse-Elektrode 304 beschrieben.
Die Zuleitung zur Trap-Elektrode 306 erfolgt über die Versorgungsleitung 204, die durch den Sockel 208 zum Hochspannungsgenerator 206 führt.
Vorzugsweise ist die Versorgungsleitung 204 entlang der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 angeordnet. Die Korona-Masse-Elektrode 304 und der Massenelektrodenabschnitt 314 sind im Beispiel über eine gemeinsame
Massenzuleitung 1602 verbunden, die im Inneren des Sensorelements 102 entlang einer Mantellinie des inneren Mantels des Sensorelements 102 von der Korona-Masse-Elektrode 304 zum Masseelektrodenabschnitt 314 und von dort zum offenen Ende 120 des Auslasskanals 1 16, vorzugsweise parallel zur gemeinsamen Zylinderachse 1 12, geführt wird. Die gemeinsame
Massenelektrode 1602 wird über eine Stirnseite des Sensorelements 102 zum äußeren Mantel des Sensorelements 102 geführt und von dort entlang einer Mantellinie des Sensorelements 102, vorzugsweise parallel zur gemeinsamen
Zylinderachse 1 12 zurück zum Sockel 208 geführt. Die gemeinsame Elektrode 1602 verläuft somit zumindest teilweise im Inneren des Einlasskanals 1 14.
Vorzugsweise ist die Sensorelektrode 308 im Bereich, in dem die gemeinsame Elektrode 1602 den Abschnitt passiert, in dem die Sensorelektrode 312 im
Inneren des Sensorelements 102 angeordnet ist, unterbrochen. Die
Unterbrechung der Sensorelektrode 308 ist derart ausgebildet, dass die gemeinsame Elektrode 1602 ohne Kontakt zur Sensorelektrode 308 entlang des Mantels des Sensorelements 102 verläuft.
Die Trap-Elektrode 306 ist durch die Trap-Elektrodenleitung 310 vorzugsweise mit der Versorgungsleitung 204 verbunden. Dazu wird die Trap- Elektrodenleitung 310 entlang einer Mantelfläche im Inneren des
Sensorelements 102 von der Trap-Elektrode 306 in Richtung des Sockels 208 geführt. Vorzugsweise verläuft die Trap-Elektrodenleitung 310 parallel zur gemeinsamen Zylinderachse 1 12. Die Trap- Elektrodenleitung 310 wird vorzugsweise auf dem Plateau 220 des Sockels 208 fortgeführt, bis zur Korona- Elektrode 302. Dadurch wird derselbe Anschluss an die Verbindungsleitung 204 benutzt, der auch für die Korona-Elektrode 302 verwendet wird.
Die Korona-Masse-Elektrode 304 ist in einem Bereich unterbrochen, in dem die Trap-Elektrodenleitung 310 durch den Abschnitt geführt ist, in dem die Korona- Masse-Elektrode 304 an der Innenseite des Sensorelements 102 angeordnet ist. Der Bereich ist so ausgebildet, dass sich die Korona-Masse-Elektrode 304 und die Trap-Elektroden-Leitung 310 nicht berühren. Die Sensorelektrode 308 ist über die Sensorelektrodenleitung 312 kontaktierbar. Die Sensorelektrodenleitung 312 ist im Inneren des Sensorelements 102, insbesondere entlang des inneren Mantels des Sensorelements 102, vorzugsweise in Richtung der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 von der
Sensorelektrode 308 zum offenen Ende 120 des Auslasskanals 1 16 geführt. Die
Sensorelektrodenleitung 1 12 wird über die Stirnseite des Sensorelements 102 zum Außenmantel des Sensorelements 102 geführt. Die Sensorelektrodenleitung 312 wird entlang des äußeren Mantels des Sensorelements 102, vorzugsweise parallel zur gemeinsamen Zylinderachse 1 12 zum Sockel 208 geführt. Die gemeinsame Masse-Elektrode 1602 und die Sensorelektrodenleitung 312 sind dabei in unterschiedlichen Bereichen des Sensorelements 1 12 angeordnet und berühren sich nicht.
Somit sind alle Zuleitungen zum Sockel 208 geführt und können dort kontaktiert werden.
Die gemeinsame Masse-Elektrode 1602 und die Trap-Elektrodenleitung 310 sind vorzugsweise aneinander gegenüberliegenden Abschnitten des Sensorelements 102 angeordnet. Dadurch ist der Abstand zwischen diesen
Elektrodenzuleitungen maximiert. Dies verringert einen verfälschenden Einfluss, den die Hochspannung der Trap-Elektrode 306 auf das Messergebnis haben kann.
Figur 17 und Figur 18 stellen schematisch eine elektromagnetische Abschirmung für die Sensorelektrodenleitung 312 dar. Diese Abschirmung kann in den zuvor genannten Rußsensoren 100 zusätzlich vorgesehen sein, um einen
verfälschenden Einfluss der Hochspannungsleitungen und der gezündeten Korona zu minimieren. Die Abschirmung wird durch eine großflächige Elektrode 1702 erreicht, die sich flächig über einen Abschnitt des inneren Mantels des Sensorelements 102 erstreckt, der sich zwischen der Sensorelektrodenleitung 312 und der Trap- Elektrode 306 sowie der Trap-Elektrodenleitung 310 zumindest in dem Abschnitt erstreckt, in dem sich in Richtung der gemeinsamen Zylinderachse 1 12 die Sensorelektrodenleitung 312 und die Trap-Elektrode 306 sowie die Trap-
Elektrodenleitung 310 überlappen. Vorzugsweise ist die großflächige Elektrode 1702 als Hohlzylinder ausgebildet, der die innere Fläche des Sensorelements 102 in diesem Bereich auskleidet. Zur Durchführung der Trap-Elektrode 306 und/oder der Trap-Elektrodenleitung 310 können dabei Aussparungen in der großflächigen Elektrode 1702 vorgesehen sein. Alternativ dazu kann die Trap-Elektrode 306 und die Trap-Elektrodenleitung 310 auf ihrer der großflächigen Elektrode 1702 zugewandten Seite durch eine Isolationsschicht von der großflächigen Elektrode 1702 getrennt sein.
Vorzugsweise handelt es sich bei der großflächigen Elektrode um eine mittels entsprechender Zuleitung 1704 geerdete Abschirmung.
An der Verbindungsstelle zwischen Sockel 208 und Sensorelement 102 können Verbindungselemente 1706 angeordnet sein, mittels derer die elektrisch leitende Verbindung in diesem Bereich aufrechterhalten wird.
Figur 18 zeigt schematisch eine Anordnung der großflächigen Elektrode 1704 in einem flächigen Bereich am äußeren Mantel des Sensorelements 102. In diesem Fall ist eine elektrisch isolierende Schicht zwischen der großflächigen Elektrode 1702 und der Sensorelektrodenleitung 312 vorgesehen. Im Übrigen erstreckt sich großflächige Elektrode bezüglich der Trap-Elektrodenleitung 310 und der Trap-
Elektrode 306 in einem Abschnitt der dem im Beispiel von Figur 17
beschriebenen Abschnitt vergleichbar ist.
Ein Schichtstapel bestehend aus der Abschirmung, der Isolation und der jeweiligen Zuleitung kann beispielsweise über ein Inmold-Labeling-Verfahren hergestellt werden. Dabei können die Zuleitungen über Verbindungskanten zwischen den beiden keramischen Teilen geführt und mit den Verbindungsstellen 1706 verbunden werden. Die Verbindungsstellen 1706 befinden sich vorzugsweise an den in Figur 19 dargestellten Bereichen zwischen den Kanälen 1204 an der äußeren Stoßkante 1202 und sind in dem Bereich, in dem sich das Sensorelement 102 und der Sockel 208 berühren.
Figur 20 zeigt Details der elektrischen Verbindung an einer der
Verbindungsstellen 1706. Eine erste Zuleitung 2002 wird mit einer zweiten Zuleitung 2004, vorzugsweise an der äußeren Stoßkante 1202, direkt verbunden, indem die erste Zuleitung 1202 bis zur äußeren Stoßkante 1202 geführt wird und die zweite Zuleitung 1204 bis zur äußeren Stoßkante 1202 geführt wird. Mit einem Inmold-Labeling Verfahren wird nach dem Zusammenstecken des
Sensorelements 102 und des Sockels 208 die elektrisch leitende Verbindung hergestellt.
In ähnlicher Weise kann eine dritte Zuleitung 2006 am Sensorelement 102 angeordnet sein, die nicht vollständig bis zur äußeren Stoßkante 1202 geführt ist. Genauso kann am Sockel 208 eine vierte Zuleitung 2008 angeordnet sein, die nicht vollständig bis zur äußeren Stoßkante 1202 führt. In diesem Fall wird die elektrische Verbindungsstelle 1706 beispielsweise mit der dritten Elektrode 2006 und der vierten Elektrode 2008 überlappend an der äußeren Stoßkante 1202 angebracht und/oder geklebt.
Zur Herstellung zweier Elektroden oder Zuleitungen, die sich im Inneren des Sensorelements 102 befinden, beispielsweise zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen der Trap-Elektrodenleitung 310 am
Sensorelement 102 und der Trap-Elektrodenleitung 310 am Sockel 208, wird beispielsweise im Bereich zwischen den Kanälen 1204 eine leitfähige Paste angebracht, die vorzugsweise sinterfähig ist. Nach dem Zusammenfügen des Sensorelements 102 und des Sockels 208 befindet sich die elektrisch leitfähige, vorzugsweise sinterfähige Paste, in Kontakt mit der Trap-Elektrodenleitung 310 am Sensorelement 102 und am Sockel 208.
Figur 22 beschreibt schematisch Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Rußsensors 100, der zuvor beschriebenen Art.
In einem ersten Schritt erfolgt ein Anguss der Keramik des Sensorelements 102. Die Fließrichtung der Masse, d.h. der Keramik, wird dabei derart gewählt, dass sie vom später offenen Ende 120, 1 18 zum gegenüberliegenden Ende, d.h. zu der später die Kanäle aufweisenden Seite des Sensorelements 102 parallel zur gemeinsamen Zylinderachse 1 12 verläuft.
Dazu wird eine entsprechende zylindrische Form vorgesehen, die die
bogenförmigen Dächer erzeugt. Dabei wird eine CIM-gerechte Bauform des Sensorelements 102 gewählt. Ein an einer Werkzeugöffnung entstehender Füllanguss am offenen Ende 120 wird abgetrennt.
In vergleichbarer Weise wird der Sockel 208 und im Beispiel ein zylindrischer Körper, der in Richtung der gemeinsamen Achse 1 12 vom Sockel 208 bis zum Plateau 220 reicht, geformt. Auf diesem wird ein Funktionsschichtpaket angeordnet, in dem das Funktionsschichtpaket in ein CIM-Werkzeug eingelegt und im Bereich des Zylinders überspritzt wird. Nach Entnahme des Zylinders und des Sockels 208 aus dem Werkzeug wird eine Trägerfolie 2202 des
Funktionsschichtpakets abgezogen, so dass eine Funktionsschicht 2204 auf dem Sockel verbleibt. Diese Funktionsschicht stellt im fertiggestellten Rußsensor 100 die Hochspannungselektrode 202 dar.
Die in Figur 22 dargestellten Elemente werden zusammengesteckt und in einem Sinterprozess fertiggestellt.
Das beschriebene Verfahren ist auf die zuvor beschriebenen Partikelsensoren insbesondere auf Rußsensoren und andere vergleichbare Sensoren anwendbar.

Claims

Ansprüche
1 . Partikelsensor (100) mit einer Hochspannungselektrode (202, 302) und
mindestens einer Masseelektrode (210, 304, 308, 314), wobei die
Hochspannungselektrode (202, 302) über einen Einlasskanal (1 14) mit einem offenen Ende (1 18) des Einlasskanals (1 14) verbunden ist, wobei die Hochspannungselektrode (202, 302) über einen Auslasskanal (1 16) mit einem offenen Ende (120) des Auslasskanals (1 16) verbunden ist, wobei die mindestens eine Masseelektrode (210, 304, 308, 314) im Auslasskanal (1 16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das sich der Einlasskanal (1 14) vom offenen Ende (1 18) des Einlasskanals (1 14) und der
Auslasskanals (1 16) vom offenen Ende (120) des Auslasskanals (1 16) entlang einer gemeinsamen Achse (1 12) in Richtung der
Hochspannungselektrode (202, 302) erstrecken.
2. Partikelsensor (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Partikelsensor (100) ausgebildet ist, eine Partikelkonzentration über einen Strom zu messen, den Partikel verursachen, die die
Hochspannungselektrode (202, 302) berühren und sich anschließend zur Masseelektrode (210, 304, 308, 314) bewegen.
3. Partikelsensor (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (1 14) den Auslasskanal (1 16) zumindest abschnittsweise radial umgibt.
4. Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (1 14) und der Auslasskanal (1 16) rotationssymmetrisch zur gemeinsamen Achse (1 12) sind.
5. Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (1 14) und der Auslasskanal (1 16) zylindrisch sind. Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungselektrode (202, 302) an einem Sockel (208) angeordnet ist, der den Einlasskanal (1 14) auf seiner dem offenen Ende (1 18) des Einlasskanals (1 14) in Richtung der gemeinsamen Achse (1 12) abgewandten Seite verschließt, und wobei der Sockel (208) den Auslasskanal (1 16) auf seiner dem offenen Ende (120) des Auslasskanals (1 16) in Richtung der gemeinsamen Achse (1 12) abgewandten Seite verschließt. 7. Partikelsensor (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der
Sockel (208) eine Durchführung für eine Versorgungsleitung (204) für die Hochspannungselektrode (202, 302) aufweist, die sich entlang der gemeinsamen Achse (1 12) erstreckt. 8. Partikelsensor (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (208) einen Durchlass für Frischluft aufweist.
9. Partikelsensor (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (1 14) und der Auslasskanal (1 16) ein Sensorelement (102) bilden, das in einem Verbindungsabschnitt (218) des
Partikelsensors (100) mit dem Sockel (208) verbunden ist, wobei im
Verbindungsabschnitt (218) wenigstens ein Kanal (1204) angeordnet ist, der den Einlasskanal (1 14) mit dem Auslasskanal (1 16) verbindet. 10. Partikelsensor (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanal (1204) in radialer Richtung bezüglich der gemeinsamen Achse (1 12) von außen nach innen verjüngt.
1 1 . Partikelsensor (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass der Sockel (208) sich in Richtung auf das offene Ende
(120) des Auslasskanals (1 16) zu und in radialer Richtung bezüglich der gemeinsamen Achse (1 12) von außen nach innen, zu einem Plateau (220) erhebt, auf dem die Hochspannungselektrode (202, 302) angeordnet ist.
Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungselektrode (202, 302) als eine Nadel-Hochspannungs-Elektrode ausgebildet ist, durch die eine Korona- Entladung erzeugbar ist, wobei die Partikel in der Korona-Entladung direkt aufgeladen werden, oder wobei Ionen in Luft erzeugbar ist, die an Partikel anhaftet.
Partikelsensor (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der gemeinsamen Achse (1 12) in Richtung auf das offene Ende (120) des Auslasskanals (1 16) zu gesehen nach der Masseelektrode (304,) ein Trap-Elektroden-Paar (306, 314) angeordnet ist, das ausgebildet ist, Ionen aus der Luft zu entfernen, die nicht an Partikeln haften.
Partikelsensor (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der gemeinsamen Achse (1 12) in Richtung auf das offene Ende (120) des Auslasskanals (1 16) zu gesehen nach dem Trap-Elektroden-Paar (306, 314) eine Sensorelektrode (308) angeordnet ist, die ausgebildet ist eine Ladung von Partikeln, die sich an der Sensorelektrode (308) vorbei bewegen mittels Ladungsinfluenz zu messen.
Partikelsensor (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungselektrode (302) in einem Abschnitt des Sockels (208) angeordnet ist, der gegenüber dem Plateau (220) in Richtung der gemeinsamen Achse (1 12) zurückgesetzt ist.
Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Heizelement den Einlasskanal (1 14) oder den Auslasskanal (1 16) zumindest teilweise umgibt.
Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schirmelektrode (1702) den
Einlasskanal (1 14) oder den Auslasskanal (1 16) zumindest teilweise in einem Bereich umgibt, in dem sich die mindestens eine Masseelektrode (210, 304, 308, 314) oder die Hochspannungselektrode (202, 302) erstreckt, wobei die Schirmelektrode (1702) radial zur gemeinsamen Achse gesehen zwischen der mindestens einen Masseelektrode (210, 304, 308, 314) und der Hochspannungselektrode (202, 302) angeordnet ist.
18. Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal (1 16) radial zur gemeinsamen Achse (1 12) nach außen von einem keramischen Mantel umgeben ist, wobei der Einlasskanal (1 14) radial zur gemeinsamen Achse (1 12) nach außen von einem metallischen Mantel umgeben ist, und wobei der Einlasskanal (1 14) radial zur gemeinsamen Achse (1 12) zwischen dem keramischen Mantel und dem metallischen Mantel gebildet ist.
19. Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hochspannungselektrode (202, 302) sich in
Richtung des offenen Endes (120) des Auslasskanals (1 16) in einen Bereich des Auslasskanals (1 16) erstreckt, in dem sich in Richtung der
gemeinsamen Achse (1 12) die mindestens eine Masseelektrode (210, 304, 308, 314) zumindest abschnittsweise erstreckt.
20. Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die mindestens eine Masseelektrode (308, 314) bezüglich der gemeinsamen Achse (1 12) in Umfangrichtung in mindestens einem Abschnitt des Auslasskanals (1 16) unterbrochen ist, der sich in Richtung der gemeinsamen Achse (1 12) erstreckt.
21 . Partikelsensor (100) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Abschnitt des Auslasskanals (1 16), in dem die mindestens eine
Masseelektrode (308, 314) unterbrochen ist, eine Zuleitung für eine andere Elektrode angeordnet ist, die sich in Richtung der gemeinsamen Achse erstreckt.
22. Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein erstes Trap-Elektroden-Paar (402) und ein zweites Trap-Elektroden-Paar (404) im Auslasskanal (1 16) in Richtung der gemeinsamen Achse (1 12) voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei das erste Trap-Elektroden-Paar (402) in mindesten einem ersten Abschnitt des Auslasskanals (1 16) unterbrochen ist, der sich in Richtung der gemeinsamen Achse (1 12) erstreckt, und das zweite Trap-Elektroden-Paar (404) in mindesten einem zweiten Abschnitt des Auslasskanals (1 16) unterbrochen ist, der sich in Richtung der gemeinsamen Achse (1 12) erstreckt, und wobei ein erster Bereich des Auslasskanals in dem das erste Trap-Elektroden-Paar(402) angeordnet ist von einem zweiten Bereich des Auslasskanals, in dem das zweite Trap-Elektroden-Paar (404) angeordnet ist, in Umfangrichtung bezüglich der gemeinsamen Achse (1 12) zueinander versetzt angeordnet sind.
23. Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens eine Zuleitung (312, 1602) für die mindestens eine Masseelektrode (304, 308, 314) über den Auslasskanal (1 16), das offene Ende (120) des Auslasskanals (1 16) und das offene Ende
(1 18) des Einlasskanals (1 14) in den Einlasskanal (1 14) geführt ist.
24. Partikelsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass im Auslasskanal (1 16) eine Ablenkelektrode (306) angeordnet ist, wobei mindestens eine Hochspannungszuleitung (310) für die Ablenkelektrode (306) von der Hochspannungselektrode (302) über den Auslasskanal (1 16) zur Ablenkelektrode (306) geführt ist.
25. Verfahren zur Herstellung eines Partikelsensors (100) insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
Fertigen eines Sockels (208) mit einer Hochspannungselektrode (202, 302) die von einer Stirnseite des Sockels (208) in Richtung einer gemeinsamen Achse (1 12) erstreckt,
Fertigen eines Sensorelements (102) mit mindestens einer Messelektrode (210, 304, 308, 314), mit einem Auslasskanal (1 16) zur Verbindung der
Hochspannungselektrode (202, 302) mit einem offenen Ende (120) des Auslasskanals (1 16), wobei die mindestens eine Masseelektrode (210, 304, 308, 314) im Auslasskanal (1 16) angeordnet ist, wobei sich der Auslasskanal (1 16) vom offenen Ende (120) des Auslasskanals (1 16) entlang der gemeinsamen Achse (1 12) in Richtung einer Stirnseite des Sensorelements
(102) erstreckt, wobei am Sensorelement (102) mindesten eine von der Stirnseite in Richtung der gemeinsamen Achse (1 12) zurückgesetzte
Aussparung angeordnet ist, die durch das Sensorelement (102)
hindurchführt,
Verbinden der Stirnseite des Sensorelements (102) mit der Stirnseite des
Sockels (208), Befestigen eines Mantels (104), der sich in Richtung der gemeinsamen Achse (1 12) erstreckt und von dem Sensorelement (102) radial bezüglich der gemeinsamen Achse (1 12) zur Bildung eines Einlasskanals (1 14) beabstandet ist, wobei der Sockel (208) den Auslasskanal (1 16) und den Einlasskanal (1 14) verschließt.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Befestigungsmittel (602) zwischen Mantel (104) Sockel (208) angeordnet ist.
27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (208) und das Sensorelement (102) in einem
Keramikspritzgussverfahren aus einem keramischen Material geformt werden, wobei Sockel (208) und Sensorelement (102) vor einem
Sinterprozess paarweist verbunden, mit dem Mantel (104) umgeben und anschließend in dem Sinterprozess gesintert werden.
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