DE102005063641B3

DE102005063641B3 - soot sensor

Info

Publication number: DE102005063641B3
Application number: DE102005063641.1A
Authority: DE
Inventors: Dr. Asmus Tim; Matthias Muziol; Dieter Teusch; Dr. Wienand Karl-Heinz; Dr. Ullrich Karlheinz; Andreas Ogrzewalla
Original assignee: Heraeus Sensor Technology GmbH
Current assignee: Yageo Nexensos GmbH
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2019-01-24
Anticipated expiration: 2025-06-23

Abstract

Verfahren zur Bestimmung von Rußablagerungen auf einem Rußsensorchip, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor zwei Heizleiter (4) aufweist, die durch eine Messbrücke verknüpft sind und wenigstens hinsichtlich eines der Parameter Stromverbrauch, Temperaturführung oder Rußabbrandverlauf unterschiedlich gesteuert werden und die durch die Rußbelegung zwischen den zwei Heizleitern (4) verursachte Änderung des Widerstands bzw. der Impedanz bestimmt wird.

Method for determining soot deposits on a soot sensor chip, characterized in that a sensor has two heat conductors (4), which are linked by a measuring bridge and are controlled differently at least with regard to one of the parameters power consumption, temperature control or Rußabbrandverlauf and by the soot occupancy between the two Heat conductors (4) caused change in resistance or impedance is determined.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Rußsensoren, Verfahren zur Rußmessung und die Verwendung von Indigitale Kondensatoren (IDK)-Chips oder Heizleiterchips zur Rußmessung.The present invention relates to soot sensors, methods of soot measurement, and the use of Indigo Capacitor (IDK) chips or heat conductor chips for soot measurement.

DE 199 59 870 A1 beschreibt einen Rußsensor der mit einem Heizelement den Ruß auf Zündtemperatur bringt und mit einem Temperatursensor den Temperaturanstieg als direktes Maß für die verbrannte Menge an Rußpartikeln auswertet. Nachteilhaft an dieser indirekten Messung ist die mangelnde Reproduzierbarkeit. Die Strömungsverhältnisse im Abgassystem müssen bekannt sein, um eine Aussage aus dem Temperaturanstieg zu erhalten. Weiterhin ist der sehr komplexe dreidimensionale Aufbau des Elementes sehr anfällig und teuer. DE 199 59 870 A1 describes a soot sensor which brings the soot to ignition temperature with a heating element and evaluates the temperature rise as a direct measure of the amount of soot burned with a temperature sensor. A disadvantage of this indirect measurement is the lack of reproducibility. The flow conditions in the exhaust system must be known in order to obtain information from the temperature rise. Furthermore, the very complex three-dimensional structure of the element is very vulnerable and expensive.

Interdigitale Kondensatoren (IDK) werden nach EP 0 781 409 B1 in Dickschichttechnik hergestellt und zur Raumluftüberwachung in Klimaanlagen, Luftreinigern und Gewächshäusern verwendet; nach DE 196 32 060 A1 in Dünnschichttechnik als Drehratensensor hergestellt; nach DE 196 37 265 A1 als Sensor zur kapazitiven Aufnahme einer Beschleunigung verwendet; nach EP 0 701 691 B1 unter anderem zur Detektion unterschiedlicher elektrochemischer Reaktionen oder zur Detektion des zeitlichen Verlaufs elektrochemischer Reaktionen oder zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit an analytischen Proben verwendet.Interdigital Capacitors (IDK) are being replaced EP 0 781 409 B1 manufactured in thick film technology and used for room air monitoring in air conditioners, air purifiers and greenhouses; to DE 196 32 060 A1 manufactured in thin-film technology as a rotation rate sensor; to DE 196 37 265 A1 used as a sensor for capacitive absorption of an acceleration; to EP 0 701 691 B1 used inter alia for the detection of different electrochemical reactions or for the detection of the time course of electrochemical reactions or for the measurement of the flow rate on analytical samples.

Die US 4 656 832 A offenbart einen Partikeldichte-Detektor mit einem Elektrodenpaar und einer Wärmewiderstands-Isolations-Einheit, deren elektrischer Widerstand von den an der Oberfläche angelagerten Partikeln abhängig ist. Die DE 101 33 384 A1 schlägt einen Sensor zur Detektion von Rußpartikeln vor, bei dem zwei Messelektroden auf einem isolierenden Substrat angeordnet sind. Aus der WO 2005/015192 A1 ist ein Rußsensor mit zwei beheizbaren Widerstands-Sensorelementen bekannt, die auf gleiche Temperatur geheizt werden, um die Rußbelegung zu bestimmen. Die DE 100 20 539 A1 betrifft einen Rußsensor mit zwei Elektroden, wobei mit einer ersten Elektrode Rußpartikel eines Abgasstroms elektrisch geladen werden und mit Hilfe einer zweiten Elektrode der Ladungstransport bestimmt wird, um auf die Menge der Rußpartikel im Abgasstrom schließen zu können.The US Pat. No. 4,656,832 discloses a particle density detector having a pair of electrodes and a thermal resistance isolation unit, the electrical resistance of which depends on the surface deposited particles. The DE 101 33 384 A1 proposes a sensor for detecting soot particles, in which two measuring electrodes are arranged on an insulating substrate. From the WO 2005/015192 A1 a soot sensor with two heatable resistance sensor elements is known, which are heated to the same temperature to determine the soot occupancy. The DE 100 20 539 A1 concerns a soot sensor with two electrodes, wherein with a first electrode soot particles of an exhaust gas stream are electrically charged and by means of a second electrode, the charge transport is determined in order to close the amount of soot particles in the exhaust stream can.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, reproduzierbare qualitative und quantitative Aussagen über Rußpartikel machen zu können, insbesondere über die Menge und Größe der Rußpartikel, um den Rußpartikelfilter nach Füllgrad und Funktion beurteilen zu können.The object of the present invention is to be able to make reproducible qualitative and quantitative statements about soot particles, in particular about the amount and size of the soot particles in order to be able to assess the soot particle filter according to degree of filling and function.

Zur Lösung der Aufgabe erfolgt eine direkte Rußmessung mittels IDK-Struktur, insbesondere Elektrodenkammstruktur oder mit Heizleitern, insbesondere mit einem oder zwei Heizleitern. Entsprechende Lösungen als Sensoren, Verfahren zur Rußmessung mit einem IDK-Chip oder Heizleitern, sowie die Verwendung von IDK-Chips oder Heizleitern zur Rußmessung sind Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.To solve the problem, a direct soot measurement by means of IDK structure, in particular electrode comb structure or with heating conductors, in particular with one or two heating conductors. Appropriate solutions as sensors, methods for soot measurement with an IDK chip or heating conductors, as well as the use of IDK chips or heating conductors for soot measurement are the subject of the independent claims. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.

Die Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch ein Verfahren zur Messung von Rußablagerungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidungen von Ruß an einer Interdigitalen Kondensator (IDK) - Struktur (2) oder einem Heizleiter (4) durch die Änderung eines elektrischen oder thermischen Messwertes der IDK-Struktur (2) oder des Heizleiters (4) bestimmt wird.The objects of the invention are achieved by a method for measuring soot deposits, characterized in that the deposits of soot on an interdigital capacitor (IDK) structure ( 2 ) or a heating conductor ( 4 ) by changing an electrical or thermal measurement of the IDK structure ( 2 ) or the heating conductor ( 4 ) is determined.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Abscheidungen von Ruß an einer IDK-Struktur (2) oder einem Heizleiter (4) durch die Änderung des elektrischen Widerstands einer IDK-Struktur (2) oder des Heizleiters (4) bestimmt wird oder über die Änderung der Kapazität oder Impedanz der IDK-Struktur (2) oder durch die Änderung der Temperatur oder IR-Abstrahlung des Heizleiters (4).It can be provided that the deposits of carbon black on an IDK structure ( 2 ) or a heating conductor ( 4 ) by changing the electrical resistance of an IDK structure ( 2 ) or the heating conductor ( 4 ) or by changing the capacitance or impedance of the IDK structure ( 2 ) or by changing the temperature or IR radiation of the heating conductor ( 4 ).

Die Aufgaben der Erfindung werden auch gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung von Rußablagerungen, insbesondere nach einem der beiden zuvor geschilderten Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor zwei Heizleiter (4) aufweist, die wenigstens hinsichtlich eines der Parameter Stromverbrauch, Temperaturführung oder Rußabbrandverlauf unterschiedlich gesteuert werden.The objects of the invention are also achieved by a method for determining soot deposits, in particular according to one of the two previously described methods, characterized in that one sensor has two heating conductors ( 4 ), which are controlled differently at least with regard to one of the parameters power consumption, temperature control or Rußabbrandverlauf.

Dabei kann vorgesehen sein, dass beide Heizleiter (4) mit Ruß belegt werden und ein mit Ruß belegter Heizleiter (4) zum Ab-brennen des Rußes erhitzt wird und der Verlauf des Stromverbrauchs oder des Temperaturverlaufs oder des Stromverbrauchs und Temperaturverlaufs jeweils gegeneinander zur Ermittlung der Rußeigenschaften ausgewertet wird.It can be provided that both heating conductors ( 4 ) are coated with soot and occupied with soot heating conductor ( 4 ) is heated to burn off the soot and the course of the power consumption or the temperature profile or the power consumption and temperature profile is evaluated against each other for determining the soot properties.

Die Aufgaben der Erfindung werden auch gelöst durch eine Verwendung zweier unterschiedlich betriebener Heizleiterchips zur Rußmessung.The objects of the invention are also achieved by using two differently operated Heizleiterchips for soot measurement.

Die Aufgaben der Erfindung werden ferner gelöst durch eine Verwendung eines IDK-Chips zur Rußmessung.The objects of the invention are further achieved by using an IDK soot measurement chip.

Die Aufgaben der Erfindung werden des Weiteren gelöst durch eine Verwendung eines Heizleiterchips zur Rußmessung, dadurch gekennzeichnet, dass die Rußmessung anhand des Heizleiterverhaltens bezüglich seiner elektrischen oder thermischen Wirkung erfolgt.The objects of the invention are further solved by using a Heizleiterchips for soot measurement, characterized in that the soot measurement is based on the Heizleiterverhaltens with respect to its electrical or thermal effect.

Die Aufgaben der Erfindung werden auch gelöst durch einen Rußsensor, enthaltend wenigstens eine Heizleiter- oder Interdigitale Kondensator (IDK) -Struktur (4, 2), deren Stromverbrauch oder elektrischer Widerstand oder Kapazität oder Impedanz die Rußbelegung charakterisiert. The objects of the invention are also achieved by a soot sensor comprising at least one heat conductor or interdigital condenser (IDK) structure (US Pat. 4 . 2 ), whose power consumption or electrical resistance or capacitance or impedance characterizes the soot occupancy.

Die Aufgaben der Erfindung werden zudem gelöst durch einen Rußsensor, insbesondere nach dem vorherigen Absatz, enthaltend wenigstens einen Heizleiterchip, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizleiterchip auf einer oder beiden flächigen Seiten metallisiert ist.The objects of the invention are also achieved by a soot sensor, in particular according to the previous paragraph, containing at least one Heizleiterchip, characterized in that the Heizleiterchip is metallized on one or both flat sides.

Die Aufgaben der Erfindung werden auch gelöst durch einen Rußsensor, insbesondere nach einem der beiden vorherigen Absätze, dadurch gekennzeichnet, dass der Rußsensor zwei Heizleiter (4) aufweist.The objects of the invention are also achieved by a soot sensor, in particular according to one of the two preceding paragraphs, characterized in that the soot sensor comprises two heat conductors ( 4 ) having.

Die Aufgaben der Erfindung werden auch gelöst durch einen Rußsensor, insbesondere nach einem der vorherigen drei Absätze, umfassend einen über Anschlusspads mit elektrischen Anschlüssen verbundenen Chip, mit wenigstens einer durch Rußeinwirkung änderbaren elektrischen Eigenschaft aus der Gruppe Widerstand, Kapazität und Impedanz, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor bezüglich dieser Eigenschaft abgeglichen ist.The objects of the invention are also achieved by a soot sensor, in particular according to one of the previous three paragraphs, comprising a chip connected via connection pads with electrical connections, with at least one soot action changeable electrical property from the group resistance, capacitance and impedance, characterized in that the sensor is adjusted for this property.

Dabei kann vorgesehen sein, dass der Rußsensor ein Heizelement (4) aufweist.It can be provided that the soot sensor is a heating element ( 4 ) having.

Bei solchen Rußsensoren kann vorgesehen sein, dass der Rußsensor einen Temperaturfühler (3) aufweist.In such soot sensors, it may be provided that the soot sensor comprises a temperature sensor ( 3 ) having.

Ferner kann vorgesehen sein, dass der Chip eine Elektrodenkammstruktur (2) aufweist.Furthermore, it can be provided that the chip has an electrode comb structure ( 2 ) having.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Heizelement (4) oder der Temperaturfühler (3) oder die Elektrodenkammstruktur (2) des Chips oder mehrere dieser Elemente mit einer elektrischen Isolierung (6) bedeckt sind.Furthermore, it can be provided that the heating element ( 4 ) or the temperature sensor ( 3 ) or the electrode comb structure ( 2 ) of the chip or several of these elements with an electrical insulation ( 6 ) are covered.

Dabei kann vorgesehen sein, dass das Heizelement (4) oder der Temperaturfühler (3) oder die Elektrodenkammstruktur (2) mit einer keramischen Dünnschicht (6) bedeckt ist.It can be provided that the heating element ( 4 ) or the temperature sensor ( 3 ) or the electrode comb structure ( 2 ) with a ceramic thin film ( 6 ) is covered.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Heizleiter- oder Elektrodenkammstruktur für Rußpartikel zugänglich ist.It can also be provided that the heating conductor or electrode comb structure is accessible to soot particles.

Maßgeblich ist, dass die Rußbelegung oder deren Abbrennen die elektrischen Eigenschaften und die Temperatur des Chips beeinflusst. Beim Abbrennen von Ruß auf dem Heizleiter erhöht sich dessen Widerstand. Dieser Widerstand ist durch eine elektrische Schaltung bestimmbar. Aus dem Widerstand, insbesondere aus dessen zeitlichem Verlauf lässt sich auf den Verrußungsgrad schließen. Vorzugsweise wird eine Widerstandskennlinie mit Bezug auf den Verrußungsgrad bestimmt. Anhand dieser Kennlinie ist der Verrußungsgrad ablesbar.The decisive factor is that the soot occupancy or its burning influence the electrical properties and the temperature of the chip. When burning off soot on the heating conductor increases its resistance. This resistance can be determined by an electrical circuit. The degree of sooting can be deduced from the resistance, especially from its time course. Preferably, a resistance characteristic is determined with respect to the degree of sooting. Based on this characteristic, the degree of sooting can be read.

An einem Heizleiter oder einer IDK-Struktur kann der elektrische Widerstand von der Rußbelegung abhängig gestaltet sein und die Rußbelegung anhand des elektrischen Widerstandes gemessen werden. Dies gilt entsprechend auch für die Impedanz einer IDK-Struktur.On a heating conductor or an IDK structure, the electrical resistance can be designed depending on the soot occupancy and the soot occupancy can be measured by means of the electrical resistance. This also applies accordingly to the impedance of an IDK structure.

Eingehend mit der Verrußung eines Sensors nimmt bei Heizleitersensoren der elektrische Widerstand und die Temperatur verhältnismäßig um so mehr ab, je weniger Wärme der Sensors ursprünglich abgeben kann. Dieser Effekt tritt bei oberflächlich metallisierten Heizleitersensoren sehr deutlich auf. So zeigen Chips mit ungeschützten Heizleitern eine deutlichere Abnahme hinsichtlich Temperatur und elektrische Widerstand bei zunehmender Verrußung als die Chips deren Heizleiter mit einer weißen Keramik geschützt ist. Je umfassender die Oberfläche des Chips metallisiert ist, um so deutlicher senkt eine Verrußung die Temperatur und den elektrischen Widerstand des Chips. Besonders deutliche Effekte sind mit Goldbeschichtungen erhältlich. Bei Anwendung hoher Temperaturen kann die Temperaturstabilität von Platin oder Iridium maßgeblich werden.Inherent with the sooting of a sensor, the resistance and temperature of heat conductor sensors decreases relatively more the less heat the sensor can initially emit. This effect occurs very clearly in superficially metallized heat conductor sensors. Thus, chips with unprotected heat conductors show a clear decrease in temperature and electrical resistance with increasing carbon fouling than the chips whose heat conductor is protected with a white ceramic. The more fully the surface of the chip is metallized, the more markedly the fouling lowers the temperature and electrical resistance of the chip. Particularly significant effects are available with gold coatings. When using high temperatures, the temperature stability of platinum or iridium can be decisive.

Die Rußbelegung verändert auch das Temperaturverhalten und die IR-Abstrahlcharakteristik eines Heizleiters. Bei konstantem Stromverbrauch steigt mit zunehmender Rußbelegung die abgestrahlte Leistung an, wobei die Temperatur des Heizleiterchips entsprechend fällt. Die Verrußung ist daher auch anhand einer Temperaturbestimmung des Heizleiters oder seiner Abstrahlcharakteristik bestimmbar.
Bezüglich eines IDK-Chips wird durch Rußbelegung dessen elektrischer Widerstand oder Impedanz herabsetzt oder die Kapazität vergrößert und die Messung eines dieser Parameter gibt direkten Aufschluss über die Rußbelegung. Ein auf diesem Prinzip basierender Rußsensor weist einen IDK-Sensor auf, dessen IDK-Struktur mit Ruß belegbar ist oder lediglich von einer Dünnschicht abgedeckt ist.The soot occupancy also changes the temperature behavior and the IR radiation characteristic of a heat conductor. With constant power consumption increases with increasing soot occupancy, the radiated power, wherein the temperature of the Heizleiterchips falls accordingly. The carbon fouling can therefore also be determined on the basis of a temperature determination of the heating conductor or its emission characteristic.
With regard to an IDK chip, soot occupancy reduces its electrical resistance or impedance or increases the capacitance, and the measurement of one of these parameters gives a direct indication of the soot occupancy. A soot sensor based on this principle has an IDK sensor whose IDK structure can be assigned to carbon black or is only covered by a thin layer.

Auch der Abbrand des Rußes beeinflusst den Stromverbrauch und die Temperatur. Beim Freibrennen von Ruß steigt der elektrische Widerstand des verrußten Heizleitersensors gegenüber dem unverrußten Zustand an. Auch dieser Effekt tritt um so stärker auf, je weniger Wärme der unverrußte Sensor abführen kann.The burning of soot also influences the power consumption and the temperature. When carbon black burns out, the electrical resistance of the carbon black heat conductor sensor increases with respect to the unpolluted state. Also, this effect occurs all the more, the less heat can dissipate the ungrußte sensor.

Rußsensoren mit mehreren Leiterbahnen können mit IDK-Struktur, Heizleiter oder Temperatursensor ausgebildet sein. Soot sensors with multiple tracks can be formed with IDK structure, heating conductor or temperature sensor.

Als Rußsensor sind grundsätzlich alle Sensoren verwendbar, auf deren Leiterbahnen, insbesondere IDK-Struktur, oder Heizleitern sich Ruß ablagern kann.In principle, all sensors can be used as the soot sensor, on the strip conductors, in particular IDK structure, or heat conductors, soot can deposit.

Ein Verfahren und ein Rußsensor als Lösung der vorliegenden Aufgabe basieren auf einem Chip mit Anschlusspads und elektrischen Anschlüssen, der unter Rußeinwirkung hinsichtlich einer elektrischen Eigenschaft änderbar ist, insbesondere hinsichtlich Widerstand, Kapazität oder Impedanz. Dies ermöglicht Rußmessungen mit IDK-Chips. Zur Realisierung von IDK-Chips sind Leiterkammstrukturen besonders geeignet.A method and a soot sensor as a solution of the present task are based on a chip with connection pads and electrical connections, which can be changed under the action of soot with regard to an electrical property, in particular with regard to resistance, capacitance or impedance. This allows soot measurements with IDK chips. Ladder comb structures are particularly suitable for the realization of IDK chips.

Vorzugsweise sind die Rußsensoren hitzebeständig, damit sie auch im Abgasbereich von Automobilen verwendbar sind. Diesbezüglich bewährt sich die Platin-Dünnschichttechnik zur Erstellung entsprechender Chips. Die Heizleiter oder IDK-Strukturen und gegebenenfalls weitere funktionelle Strukturen können zur weiteren Erhöhung von Temperaturstabilität mit einer keramischen Dünnschicht abgedeckt werden.Preferably, the soot sensors are heat resistant so that they can also be used in the exhaust area of automobiles. In this regard, the platinum thin-film technology has proven itself for creating corresponding chips. The heating conductors or IDK structures and, if appropriate, further functional structures can be covered with a ceramic thin layer to further increase temperature stability.

In der bevorzugten Ausführung mit einem Heizelement kann sich der rußsensitive Chip durch Abbrennen der Rußbelegung selbst regenerieren. Dabei kann das Heizelement zur Rußmessung verwendet werden, indem das Heizleiterverhalten hinsichtlich seiner elektrischen oder thermischen Wirkung in Abhängigkeit einer Rußbelegung ausgewertet wird.In the preferred embodiment with a heating element, the soot-sensitive chip may self-regenerate by burning off the soot occupancy. In this case, the heating element can be used for soot measurement by the Heizleiterverhalten is evaluated in terms of its electrical or thermal effect depending on a soot occupancy.

In einer Ausführung mit zwei Heizwiderständen oder IDK-Chips kann die Reproduzierbarkeit der Messungen durch Relativmessung gesteigert werden. Insbesondere in einer Ausführung mit zwei Heizwiderständen kann die Rußbelegung unterschiedlich abgebrannt werden und aus den unterschiedlichen Heizleistungen, im Stromverbrauch oder dem Temperaturunterschied der Ruß analysiert werden.In a version with two heating resistors or IDK chips, the reproducibility of the measurements can be increased by relative measurement. In particular, in a design with two heating resistors, the soot occupancy can be burned differently and analyzed from the different heating capacities, the power consumption or the temperature difference of the soot.

Dabei kann die Reproduzierbarkeit bereits dadurch erhöht werden, dass ein Chip mit zwei Heizwiderständen oder einem Heizwiderstand und einer IDK-Struktur ausgestattet ist. Dabei können die beiden Messeinheiten zum gegenseitigen Abgleich verwendet werden. Die gegenseitige Beeinflussung der Messeinheit kann durch eine Beabstandung zweier je eine Messeinrichtung aufweisender Chips minimiert werden, was wiederum die Reproduzierbarkeit erhöht.In this case, the reproducibility can already be increased by the fact that a chip is equipped with two heating resistors or a heating resistor and an IDK structure. The two measuring units can be used for mutual comparison. The mutual influence of the measuring unit can be minimized by a spacing of two chips each having a measuring device, which in turn increases the reproducibility.

Ein zusätzlicher Temperatursensor kann zur Steuerung einer Verbrennungskraftmaschine und damit zur Regelung der Rußbildung oder des Rußabbaus beitragen. In Kombination mit einem Heizelement können mit dem Temperatursensor Informationen über die Menge und Beschaffenheit des Rußes beim Abbrennen des Rußes erzielt werden. So wurde festgestellt, dass die integrale Verbrennungswärme kleiner Rußpartikel geringer ist, als die großer Rußpartikel und dass die integrale Wärme kleiner Rußpartikel bei niederen Temperaturen erzielt wird, als die größerer Rußpartikel.An additional temperature sensor can contribute to the control of an internal combustion engine and thus to the control of soot formation or soot degradation. In combination with a heating element, the temperature sensor can be used to obtain information about the amount and nature of the soot when burning off the soot. Thus, it was found that the integral heat of combustion of small soot particles is lower than the large soot particles and that the integral heat of small soot particles is achieved at lower temperatures than the larger soot particles.

Ein Temperatursensor kann auch zur Temperaturmessung bzw. zur Erstellung eines zeitabhängigen Temperaturprofils eines Heizleiters herangezogen werden.A temperature sensor can also be used for temperature measurement or for establishing a time-dependent temperature profile of a heat conductor.

In bevorzugter Ausführung werden für hitzebeständige Sensoren für den Kfz-Abgasbereich Rußsensoren verwendet, deren Chips ausschließlich hochtemperaturbeständige Materialien aufweisen, wie beispielsweise ein keramisches Substrat auf dem eine Platinkammstruktur aufgedruckt ist und deren elektrische Zuleitungen Platin ummantelte Nickel-Chrom-Legierungen sind, mit einem Chromgehalt zwischen 10 und 30 %.In a preferred embodiment, soot sensors are used for heat-resistant sensors for the automotive exhaust gas, the chips have exclusively high temperature resistant materials, such as a ceramic substrate on which a Platinkammstruktur is printed and their electrical leads are platinum coated nickel-chromium alloys, with a chromium content between 10 and 30%.

In weiteren bevorzugten Ausführungen

■ werden Substrate gemäß der noch unveröffentlichten DE 10 2004 018 050 oder in Dünnschichttechnik bedruckt, insbesondere mit Platin;
■ liegt die Schichtdicke der IDK-Struktur unter 2 µm;
■ ist die Bahnbreite der ineinandergreifenden Bahnen der IDK-Struktur schmaler als 20 µm;
■ ist die Leiterbahndicke des Heizleiters oder Temperatursensors <2 µm;
■ ist die Leiterbahnbreite des Temperatursensors schmaler als 20 µm;
■ ist der Heizleiter mit einer Schutzschicht beschichtet;
■ ist der Heizleiter mit einer elektrischen Isolationsschicht vom IDK-Muster getrennt;
■ ist der Temperatursensor von der IDK-Struktur durch eine elektrisch isolierende Schicht getrennt;
■ weist der IDK-Chip eine Leiterbahn auf, die als Heizleiter oder Temperatursensor betrieben werden kann;
■ ist die IDK-Struktur lediglich mit einer elektrisch isolierenden Dünnschicht (dünner als 2 µm) beschichtet, während vom anlagernden Ruß die Kapazität und Impedanz der IPC-Struktur beeinflusst wird. Chips mit einer solchen Struktur sind Hochtemperaturanwendungen zugänglich und überleben beispielsweise den Lebenszyklus einer Verbrennungskraftmaschine.

In further preferred embodiments

■ are substrates according to the still unpublished DE 10 2004 018 050 or printed in thin-film technology, in particular with platinum;
■ the layer thickness of the IDK structure is less than 2 μm;
■ the web width of the intermeshing webs of the IDK structure is narrower than 20 μm;
■ the conductor track thickness of the heating conductor or temperature sensor is <2 μm;
■ is the trace width of the temperature sensor narrower than 20 microns;
■ the heating element is coated with a protective layer;
■ the heating element with an electrical insulation layer is separated from the IDK pattern;
■ the temperature sensor is separated from the IDK structure by an electrically insulating layer;
■ The IDK chip has a trace that can be operated as a heating conductor or temperature sensor;
■ the IDK structure is only coated with an electrically insulating thin film (thinner than 2 μm), while the soot that builds up is the capacitance and impedance of the IPC Structure is affected. Chips having such a structure are accessible to high temperature applications and survive, for example, the life cycle of an internal combustion engine.

Ungeschützte Heizleiter oder IDK-Strukturen sind zum dauerhaften Gebrauch in Abgasen bis zu Temperaturen von 600° geeignet, geschützte Strukturen bis 850°C. Die geschützten Heizleiter sind vorzugsweise auf ihren Außenflächen metallisiert.Unprotected heating conductors or IDK structures are suitable for permanent use in exhaust gases up to temperatures of 600 °, protected structures up to 850 ° C. The protected heating conductors are preferably metallized on their outer surfaces.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.

1 zeigt in Explosionsdarstellung einen Rußsensor mit einem IDK-Chip, mit zwei als IDK-Muster ausgebildeten Leiterbahnen in einer Ebene, der Anschlusspads für hochtemperaturstabile Zuleitungen aufweist;
2 zeigt einen Rußsensorchip, wobei Leiterstrukturen eines Heizelements und eines Temperatursensors mit der IDK-Struktur in einer Ebene angebracht sind;
3 zeigt einen Rußsensorchip, bei dem Leiterstrukturen in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind;
4 zeigt den Temperaturverlauf bei der Verbrennung von Feinstruß gegenüber der Verbrennung von grobkörnigem Ruß.
5 zeigt einen Querschnitt eines Rußpartikelfilters, daran angeschlossenem Abgaskanal und einem in den Abgaskanal hineinragenden Rußsensor.
6a zeigt eine Draufsicht des in den Kanal ragenden Sensors und 6b eine Vergrößerung dessen Messspitze.
7a zeigt einen weiteren Sensor und 7b dessen Messspitze.
8 zeigt einen Heizleiterchip in Explosionsdarstellung.
9 zeigt einen Heizwiderstandssensor bei der Verbrennung von Ruß in Abhängigkeit von der Zeit gegenüber einem unverrußten Heizwiderstandssensor.

In the following the invention will be explained by way of examples with reference to the drawings.

1 shows in exploded view a soot sensor with an IDK chip, with two formed as IDK pattern traces in a plane having connection pads for high temperature stable leads;
2 shows a soot sensor chip, wherein conductor patterns of a heating element and a temperature sensor are mounted with the IDK structure in a plane;
3 shows a soot sensor chip, in which conductor structures are arranged in several levels one above the other;
4 shows the temperature profile in the combustion of Feinstruß against the combustion of coarse-grained soot.
5 shows a cross section of a particulate filter, connected thereto exhaust passage and projecting into the exhaust passage soot sensor.
6a shows a plan view of the projecting into the channel sensor and 6b an enlargement of the measuring tip.
7a shows another sensor and 7b its measuring tip.
8th shows an Heizleiterchip in exploded view.
9 shows a heating resistance sensor in the combustion of soot as a function of time with respect to an unprowned Heizwiderstandssensor.

Die Chipausführung nach 2 zeichnet sich durch ihre äußerst einfache Bauweise aus, mit der bereits komfortable Anwendungen möglich sind. Analog zu 3 kann die Platinschicht mit einer Dünnschicht 6 geschützt werden. Die Dünnschicht kann auch teilweise aufgetragen werden, so dass sie beispielsweise nur den Heizleiter und den Temperatursensor bedeckt. In einer weiteren Ausführung gemäß 1 oder 2 wird eine Isolationsschicht 6 so aufgetragen, dass lediglich der Mittelteil der IDK-Struktur nicht bedruckt wird. Zu diesem breiten Feld von geeigneten Schutzmöglichkeiten für potentielle Anwendungen ist auch die Ausführung nach 3 beachtlich, gemäß der der Temperatursensor und der Heizleiter bereits durch die Isolationsschicht 5 geschützt werden. Ein Chip nach 3 kann dann optional mit offener IDK-Struktur 2 oder mit durch einer Isolationsschicht 6 geschützten IDK-Struktur hergestellt werden.The chip execution after 2 is characterized by its extremely simple design, with which comfortable applications are already possible. Analogous to 3 can the platinum layer with a thin film 6 to be protected. The thin film may also be partially applied so as to cover, for example, only the heating conductor and the temperature sensor. In a further embodiment according to 1 or 2 becomes an insulation layer 6 Placed so that only the middle part of the IDK structure is not printed. To this broad field of suitable protection possibilities for potential applications is also the execution 3 Considerable, according to the temperature sensor and the heating conductor already through the insulation layer 5 to be protected. A chip after 3 can then optionally with open IDK structure 2 or with through an insulation layer 6 protected IDK structure are produced.

In einer einfachen Ausführung nach 1 wird lediglich eine IDK-Struktur, vorzugsweise aus Platin auf einem Substrat 1, vorzugsweise einem keramischen Substrat 1 in Dünnschichttechnik, aufgetragen. Dies kann nach den bekannten lithografischen Verfahren oder der noch unveröffentlichten DE 102004 018 050 geschehen. Bei diesem IDK-Chip verändern sich durch Rußbelegung die Kapazität, die Impedanz oder der Widerstand, weshalb ein derartiger IDK-Chip direkt zur Rußmessung in Abgasen geeignet ist. Ein besonders wichtiger Anwendungsfall ist die Rußmessung in Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren. Insbesondere lässt sich die Funktion des Rußpartikelfilters von Abgasen aus Dieselmotoren überwachen und steuern.In a simple execution 1 becomes only an IDK structure, preferably platinum on a substrate 1 , preferably a ceramic substrate 1 in thin-film technique, applied. This can be done by the known lithographic methods or the still unpublished DE 102004 018 050 happen. In the case of this IDK chip, soot occupancy changes the capacitance, the impedance or the resistance, which is why such an IDK chip is suitable directly for soot measurement in exhaust gases. A particularly important application is the soot measurement in exhaust gases of internal combustion engines, especially diesel engines. In particular, the function of the soot particle filter can be monitored and controlled by exhaust gases from diesel engines.

Mit einem zusätzlichen Heizleiter 4 gemäß 2 oder 3 kann der am IDK-Chip angelagerte Ruß durch Aufheizen pyrolytisch verbrannt werden. Bewährt haben sich hierzu Aufheiztemperaturen von ungefähr 500°C.With an additional heating conductor 4 according to 2 or 3 The soot deposited on the IDK chip can be burnt pyrolytically by heating. Heating temperatures of about 500 ° C have proven suitable for this purpose.

Mit einem zusätzlichen Temperatursensor 3 gemäß 3 und 4 kann der Abbrand auf dem IDK-Chip weiter ausgewertet werden. Der Temperaturverlauf gibt zusätzliche Aussagen über die Verbrennungswärme des Rußabbrands wieder. Hieraus lässt sich durch Vergleichswerte oder Vergleichskurven auf die Art und Beschaffenheit sowie die Menge des Rußes schließen. Insbesondere Menge und Partikelgröße des Rußes können so erfasst werden, wie in 4 verdeutlicht wird.With an additional temperature sensor 3 according to 3 and 4 the burnup on the IDK chip can be further evaluated. The temperature profile gives additional information about the heat of combustion of Rußabbrands. From this comparison values or comparison curves can be used to deduce the type and condition as well as the amount of soot. In particular, the amount and particle size of the carbon black can be detected as in 4 is clarified.

Bei der neuen Generation von Dieselmotoren wird der Ruß aus dem Abgas gefiltert. Dabei kann der Rußfilter verbacken und verstopfen. Um die Wirksamkeit des Rußfilters aufrecht zu erhalten, empfiehlt es sich daher, dass die Rußbelegung des Filters wieder abgebaut wird. Zur Steuerung und Überprüfung der Selbstreinigung kann ein erfindungsgemäßer Sensor am Rußfilter angeordnet sein und unter den gleichen Bedingungen wie dieser belegt werden, so dass über den Sensor die Selbstreinigung des Partikelfilters eingeleitet wird, sobald der Sensor einen definierten Wert einer elektrischen Größe misst. Über den erfindungsgemäßen Sensor ist das Explosionsgemisch über den Kraftstoffeintrag, die Luftzufuhr oder Abgasrückführung steuerbar. Auf diese Weise lassen sich Abgasmischungen erzeugen, die die Rußbildung steuern und ggf. abbauen lassen.In the new generation of diesel engines, the soot is filtered out of the exhaust gas. The soot filter can cake and clog. In order to maintain the effectiveness of the soot filter, it is therefore recommended that the soot occupancy of the filter is reduced again. For controlling and checking the self-cleaning, a sensor according to the invention can be arranged on the soot filter and be covered under the same conditions as this, so that the self-cleaning of the particulate filter is initiated via the sensor as soon as the sensor measures a defined value of an electrical variable. About the sensor according to the invention, the explosive mixture on the fuel input, the air supply or exhaust gas recirculation is controlled. In this way, exhaust mixtures can be generated, which control the soot formation and can be degraded if necessary.

Wenn Rußpartikel sich auf einer vorgeheizten Platinelektrodenkammstruktur (IDK) ablagern, ist der gemessene elektrische Widerstand der IDK-Struktur 2 ein Maß für die Konzentration der Rußbelegung. Ist die IDK-Struktur 2 durch eine Dünnfilmpassivierung 6 oder eine gedruckte Dickfilmschicht mit einem Dielektrikum passiviert, dann beeinflusst die Rußbelegung dieses Dielektrikums die Kapazität des Kondensators in Korrelation mit der Rußkonzentration. When soot particles deposit on a preheated platinum electrode dam (IDK) structure, the measured electrical resistance is the IDK structure 2 a measure of the concentration of soot occupancy. Is the IDK structure 2 through a thin film passivation 6 or passivated a printed thick film layer with a dielectric, then the soot occupancy of this dielectric affects the capacitance of the capacitor in correlation with the soot concentration.

Somit wird erfindungsgemäß eine mengenmäßige Detektion der Rußpartikelkonzentration mittels bewährtem, robusten Keramikchipaufbau in Platindünnfilmtechnik ermöglicht.Thus, according to the invention, a quantitative detection of the soot particle concentration by means of a proven, robust ceramic chip construction in platinum thin film technology is made possible.

Zusätzliche Heiz- und Temperatursensorelemente ermöglichen die Auswertung der exothermen Reaktion bei der Rußverbrennung über die Temperaturerhöhung beim Abbrand der Rußschicht. Diese exotherme Reaktion korreliert mit der Temperaturerhöhung und kann mittels integriertem Temperatursensor protokolliert werden. Durch Vergleich des Kurvenverlaufs mit hinterlegten Verläufen kann auf die Menge, die Verteilung und die Partikelgröße des Rußes geschlossen werden.Additional heating and temperature sensor elements allow the evaluation of the exothermic reaction during soot combustion via the temperature increase during combustion of the soot layer. This exothermic reaction correlates with the increase in temperature and can be logged by means of an integrated temperature sensor. By comparing the curve with stored gradients, it is possible to deduce the amount, the distribution and the particle size of the soot.

Über die Gleich- oder Wechselstromleitfähigkeit kann auf den Beladungsgrad geschlossen werden und ein Freibrennprozess eingeleitet werden.About the DC or AC conductivity can be closed on the degree of loading and a free-burning process can be initiated.

In der Anordnung nach 5 ragt der Sensor in einen Abgaskanal 12 hinein und ist dabei vor oder nach dem Rußpartikelfilter 11 angeordnet. Die Spitze 14 des Sensors 13 ist in 6a, 7 und 7a mit zwei Chips ausgestattet. Mit zwei Chips werden Referenzmessungen jeweils zum anderen Chip ermöglicht. Weist ein Chip eine Heizeinrichtung 4 gemäß 8 auf, kann mit der Heizeinrichtung 4 der Ruß abgebrannt werden. So lassen sich die Auswertung der Rußabbrennung durch den Sensor und weitere Referenzdaten über den zweiten Sensor erzielen. Durch den Freibrennprozess auf einem Chip wird die beide Chips umfassende Messbrücke verstimmt, wobei die Verstimmung ein Maß für die Verrußung darstellt und damit auch ein Maß für den Zustand des Partikelfilters 11. Zum Abgleichen der Brücke werden beide Chips geheizt, bis der Ruß auf ihnen abgebrannt ist. Der Heizleiter 4 wird vorzugsweise mit einer Schutzschicht 6 geschützt (8). Bewährt haben sich hierfür eine keramische Beschichtung und ein Auftrag in Dünnschichttechnik, insbesondere der Auftrag einer keramischen Beschichtung in Dünnschichttechnik. Eine äußere Metallisierung mit Gold, Platin oder Iridium erhöht die Sensitivität bezüglich Ruß. Die Metallisierung kann in Dünnschichttechnik auf der Schutzschicht 6 und der Rückseite des keramischen Substrats 1 erfolgen. Die so hergestellten Rußsensoren sind für einen Dauerbetrieb bei Temperaturen bis zu 850°C verwendbar. Die Schutzschicht 6 kann darüber zur Verlängerung der Lebenszeit versiegelt werden, beispielsweise mit Glas oder einer Opferelektrode.
Eine einfache Schutzschicht aus Glas genügt für Anwendungen bis 650°C.In the arrangement according to 5 The sensor protrudes into an exhaust duct 12 into and is before or after the soot particle filter 11 arranged. The summit 14 of the sensor 13 is in 6a . 7 and 7a equipped with two chips. With two chips, reference measurements to the other chip are possible. Does a chip have a heater? 4 according to 8th on, can with the heater 4 the soot burned off. This allows the evaluation of soot burn-off by the sensor and further reference data via the second sensor. Due to the free-burning process on a chip, the measuring bridge that includes both chips is detuned, whereby the detuning represents a measure of the carbon fouling and thus also a measure of the condition of the particle filter 11 , To balance the bridge, both chips are heated until the soot burns off on them. The heating conductor 4 is preferably provided with a protective layer 6 protected (protected) 8th ). For this purpose, a ceramic coating and an application in thin-film technology, in particular the application of a ceramic coating in thin-film technology, have proven successful. External metallization with gold, platinum or iridium increases the sensitivity to soot. The metallization can be done in thin film on the protective layer 6 and the back of the ceramic substrate 1 respectively. The soot sensors produced in this way can be used for continuous operation at temperatures up to 850 ° C. The protective layer 6 can be sealed to prolong life, for example with glass or a sacrificial electrode.
A simple protective layer of glass is sufficient for applications up to 650 ° C.

Das Diagramm in 9 verdeutlicht am Freibrennprozess den erhöhten Heizwiderstand eines verrußten Senors gegenüber einem unverrußten Sensor. Hierbei ist zu beachten, dass beim Aufheizen eines verrußten Rußsensors und eines unverrußten Rußsensors unterhalb der Freibrenntemperatur der verrußte Rußsensor kühler bleibt, bzw. sich langsamer aufheizt.The diagram in 9 illustrates in the burn-off process the increased heating resistance of a sooty sensor compared to an ungrouted sensor. It should be noted that when heating a sooted soot sensor and an unpurified soot sensor below the burnout temperature of the sooted soot sensor remains cooler, or heats up more slowly.

Beispiele zur Rußmessung mit IDK-Chip: Examples of soot measurement with IDK chip:

Die Rußbelegung ändert die Kapazität des IDK-Chip und ist über die Impedanz bestimmbar.The soot occupancy changes the capacity of the IDK chip and can be determined by the impedance.

IDK-Chip mit HeizleiterIDK chip with heating conductor

Mittels Heizleiter lässt sich der IDK-Chip wieder vom Ruß freibrennen. Ein derartiger Sensor kann so betrieben werden, dass der IDK-Chip bei einer vorbestimmten Impedanz einen Freibrennprozess des Rußfilters initiiert und über den der Chip selbst freigebrannt wird. Zusätzlich können die Funktionen des Heizleiters wie beim einzelnen Heizleiter beschrieben ist, benutzt werden. Ein zusätzlicher Temperatursensor ist zur weiter verbesserten Reproduzierbarkeit hilfreich, beispielsweise um den Temperaturverlauf des Heizleiters zu bestimmen oder die Messung unter standardisierten Temperaturbedingungen vorzunehmen.The IDK chip can be freed from soot using a heat conductor. Such a sensor may be operated such that the IDK chip initiates a burnout process of the soot filter at a predetermined impedance and over which the chip itself is burned. In addition, the functions of the heating conductor can be used as described for the individual heating conductor. An additional temperature sensor is useful for further improved reproducibility, for example, to determine the temperature profile of the heating element or to perform the measurement under standardized temperature conditions.

Rußmessung per HeizleiterSoot measurement by heating conductor

Ein Heizleiterchip gemäß 8 wird unter standardisierten Motorbedingungen hinsichtlich seiner Widerstandskennlinie bezüglich dem Verrußungsgrad geeicht. Bewährt hat sich hierfür eine Messung im abgestellten Zustand oder bei Leerlaufbetrieb. Ein solcher Sensor kann im Abgasstrom vor oder hinter dem Rußpartikelfilter 11 angeordnet sein. Ist der Sensor hinter dem Partikelfilter 11 angeordnet und zeigt eine Verrußung an, so wird ein Defekt des Rußfilters 11 angezeigt. Ein vor dem Rußfilter 11 angeordneter Rußsensor leitet bei Feststellung von Verrußung den Abbrand des Rußes durch den eigenen Heizer 4 und in Rußpartikelfilter 11 ein.A Heizleiterchip according to 8th is calibrated under standard engine conditions in terms of its resistance characteristic with respect to the degree of sooting. This has proved useful for a measurement in the parked state or idle mode. Such a sensor can be located in the exhaust gas flow upstream or downstream of the soot particle filter 11 be arranged. Is the sensor behind the particle filter? 11 arranged and indicates a fouling, so is a defect of the soot filter 11 displayed. One in front of the soot filter 11 arranged soot sensor passes in the determination of sooting the burnup of soot through its own heater 4 and in soot particle filters 11 one.

In einer weiteren Ausführung wird mit dem Heizleiterchip gemäß 8 die Verrußung aufgrund eines unterschiedlichen Abstrahlverhaltens des Heizleiters 4 bestimmt. Dabei wurde festgestellt, dass unterhalb der Abbrandtemperatur der Widerstand bei gleicher Heizleistung mit zunehmender Verrußung abnimmt. Dieser Effekt kommt umso mehr zum Tragen, je größer der Unterschied im Abstrahlverhalten ist. Deshalb wird die Außenseite des Heizleiterchips metallisiert. Hierfür eignen sich besonders Gold, Iridium und Platin.In a further embodiment, according to the Heizleiterchip 8th the carbon fouling due to a different radiation behavior of the heating conductor 4 certainly. It was found that below the combustion temperature, the resistance at the same heat output decreases with increasing carbon fouling. This effect is even more noticeable, the greater the difference in radiation behavior. Therefore, the outside of the Heizleiterchips is metallized. Particularly suitable for this purpose are gold, iridium and platinum.

In einer Ausführung mit zwei Heizleitern 4 kann durch vergleichende Messung der Drift hinsichtlich der Eichkurve abgestellt werden. So können in dieser bevorzugten Ausführung die Heizleiter 4 wechselseitig den Ruß abbrennen und gegeneinander verglichen werden. Wenn sie unter gleichen Einsatzbedingungen betrieben werden, unterliegen sie gleichem Drift durch nicht abbrennbare Rußbestandteile, die sich auf der Oberfläche ablagern.In a version with two heating conductors 4 can be eliminated by comparative measurement of the drift with respect to the calibration curve. Thus, in this preferred embodiment, the heating conductors 4 alternately burn off the soot and be compared against each other. When operated under the same conditions of use, they are subject to the same drift due to non-combustible soot constituents that deposit on the surface.

Der Widerstand des Heizleiters 4 stellt sich mit der Temperatur ein. Beim Verrußen eines Heizleiters 4 ändert der Heizleiter 4 seine Abstrahlcharakteristik, da ein verrußter Sensor wie ein schwarzer Strahler mehr Energie abstrahlt als andere Körper. Damit fällt beim Verrußen des Heizleiters 4 dessen Widerstand ab, weshalb der Widerstand des Heizleiters 4 als Maß für die Verrußung verwendbar ist. Somit ist der Heizleiter 4 geeignet, einen Freibrennprozess für einen analog verrußten Rußfilter 11 auszulösen. Dabei verschlackt der Rußsensor allmählich und driftet bezüglich seiner Widerstandskennlinie. Deshalb wird der Widerstand nach dem Freib-rennprozess in einer bevorzugten Ausführung in funktionalem Zusammenhang zu der den Freibrennprozess oder die Gasgemischformulierung betreffenden Kenngrößen gesetzt. In einer weiter verbesserten Ausführung zur Vermeidung des Drifts werden zwei Heizleiter 4 enthaltende Sensoren zu einer Messbrücke verknüpft. Von den vielfältigen Abgleichmöglichkeiten seien das wechselseitige Abbrennen und die Referenzmessung hervorgehoben.The resistance of the heating conductor 4 adjusts itself with the temperature. At the sooting of a heat conductor 4 the heating conductor changes 4 its radiation characteristics, because a sooty sensor like a black emitter emits more energy than other bodies. This falls during the sooting of the heat conductor 4 its resistance, which is why the resistance of the heating conductor 4 is usable as a measure of the carbon fouling. Thus, the heating conductor 4 suitable, a Freibrennprozess for an analogous sooted soot filter 11 trigger. The soot sensor gradually clogs and drifts with respect to its resistance characteristic. Therefore, in a preferred embodiment, the resistance after the free-running process is placed in functional relation to the parameters relating to the free-burning process or the gas-mixture formulation. In a further improved design to avoid drift two heat conductors 4 containing sensors linked to a measuring bridge. Among the many possibilities of comparison, the reciprocal burning and the reference measurement are emphasized.

Claims

Verfahren zur Bestimmung von Rußablagerungen auf einem Rußsensorchip, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor zwei Heizleiter (4) aufweist, die durch eine Messbrücke verknüpft sind und wenigstens hinsichtlich eines der Parameter Stromverbrauch, Temperaturführung oder Rußabbrandverlauf unterschiedlich gesteuert werden und die durch die Rußbelegung zwischen den zwei Heizleitern (4) verursachte Änderung des Widerstands bzw. der Impedanz bestimmt wird.Method for determining soot deposits on a soot sensor chip, characterized in that a sensor has two heat conductors (4), which are linked by a measuring bridge and are controlled differently at least with regard to one of the parameters power consumption, temperature control or Rußabbrandverlauf and by the soot occupancy between the two Heat conductors (4) caused change in resistance or impedance is determined.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Heizleiter (4) mit Ruß belegt werden und mindestens einer der zwei mit Ruß belegten Heizleiter (4) zum Abbrennen des Rußes erhitzt wird und der Verlauf des Stromverbrauchs oder des Temperaturverlaufs oder des Stromverbrauchs und Temperaturverlaufs jeweils gegeneinander zur Ermittlung der Rußeigenschaften ausgewertet wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the two heating conductors (4) are coated with soot and at least one of the two soot-coated heating element (4) is heated to burn off the soot and the course of power consumption or the temperature profile or the power consumption and temperature profile each against each other for determination the soot properties is evaluated.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abbrand von Ruß anhand des elektrischen Widerstands zwischen den Heizleitern (4) mittels der Messbrücke bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the erosion of soot on the basis of the electrical resistance between the heating conductors (4) is determined by means of the measuring bridge.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zwei Heizleiter (4) durch Abbrennen der Rußbelegung selbst regenerieren.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the two heating conductors (4) regenerate themselves by burning off the soot occupancy.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidungen von Ruß auch an einer Interdigitalen Kondensator (IDK) - Struktur (2) durch die Änderung eines elektrischen oder thermischen Messwertes der IDK-Struktur (2) bestimmt wird, insbesondere durch die Änderung des elektrischen Widerstands, die Änderung der Kapazität oder der Impedanz der IDK-Struktur (2) bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deposits of soot on an interdigital capacitor (IDK) - structure (2) by the change of an electrical or thermal measurement of the IDK structure (2) is determined, in particular by the change of the electrical resistance, the change of the capacitance or the impedance of the IDK structure (2) is determined.

Rußsensor, enthaltend zwei, Heizleiter (4), die zu einer Messbrücke verknüpft sind und umfassend einen über Anschlusspads mit elektrischen Anschlüssen verbundenen Chip, mit wenigstens einer durch Rußeinwirkung änderbaren elektrischen Eigenschaft ausgewählt aus der Gruppe Widerstand und Impedanz.Soot sensor, comprising two heating conductors (4) which are linked to a measuring bridge and comprising a chip connected via connection pads with electrical connections, with at least one electrical property which can be changed by soot action and selected from the group resistance and impedance.

Rußsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rußsensor einen Temperaturfühler (3) aufweist.Soot sensor after Claim 6 , characterized in that the soot sensor comprises a temperature sensor (3).

Rußsensor nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Heizleiter (4) oder der Temperaturfühler (3) des Chips oder mehrere dieser Elemente mit einer elektrischen Isolierung (6) bedeckt sind.Soot sensor according to one of the Claims 6 or 7 , characterized in that the two heating conductors (4) or the temperature sensor (3) of the chip or more of these elements with an electrical insulation (6) are covered.

Rußsensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Heizleiter (4) oder der Temperaturfühler (3) des Chips oder mehrere dieser Elemente mit einer keramischen Dünnschicht (6) bedeckt sind.Soot sensor after Claim 8 , characterized in that the two heating conductors (4) or the temperature sensor (3) of the chip or several of these elements are covered with a ceramic thin film (6).

Rußsensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Heizleiter (4) für Rußpartikel zugänglich sind.Soot sensor after Claim 9 , characterized in that the two heating conductors (4) are accessible to soot particles.