JP6626406B2 - 微粒子センサ - Google Patents
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Description
通じて、帯電微粒子及び浮遊イオンを含む被測定ガスを自身の後端側から先端側に流通可
能としつつ、当該捕集部材において浮遊イオンが捕集され易くなっている。つまり、捕集
部材を、各貫通孔の位置関係を上記のように設定した複数の板状部によって構成すること
で、捕集部材による浮遊イオンの捕集機会を増加させているのである。従って、上述の微
粒子センサでは、補助電極体を設けることなく、ガス取入管の内部から外部に放出される
浮遊イオンの量をより一層低減することができる。
本発明の他の態様は、軸線方向の後端側から先端側に延びる筒状のガス取入管と、気中放電によりイオンを生成する放電電極体と、を備え、前記ガス取入管は、当該ガス取入管の後端側に位置して微粒子を含む被測定ガスを当該ガス取入管の内部に取り入れるガス取入口、及び、当該ガス取入管の先端側に位置して前記被測定ガスを当該ガス取入管の外部に排出するガス排出口、を有し、前記放電電極体は、前記ガス排出口よりも前記後端側に位置しており、前記ガス取入管の内部において、前記気中放電によって生じた前記イオンを前記被測定ガス中に含まれる前記微粒子に付着させて、帯電した帯電微粒子を生成し、前記ガス排出口を通じて前記ガス取入管の外部に排出された前記帯電微粒子に含まれる前記イオンの量に応じて流れる信号電流を用いて前記被測定ガス中の前記微粒子を検知する微粒子センサにおいて、前記ガス取入管は、捕集電位とされ、前記イオンのうち前記微粒子に付着しなかった浮遊イオンを捕集する捕集極を兼ね、前記微粒子センサは、前記浮遊イオンに対し前記ガス取入管に向かう斥力を与えて前記ガス取入管による前記浮遊イオンの捕集を補助する補助電極体を有することなく、前記ガス取入管に接続されて前記捕集電位とされると共に、前記ガス取入管の外部から前記ガス排出口を通じて前記放電電極体の先端が視認できないように、前記ガス取入管の内部のうち前記放電電極体の先端と前記ガス排出口との間に配置された捕集部材を有し、前記捕集部材は、前記ガス取入管の内部空間を区分するように、前記軸線方向について間隔を空けて並ぶ複数の板状部を有し、前記板状部は、当該板状部を前記軸線方向に貫通する貫通孔を有し、前記軸線方向について互いに隣り合う前記板状部の前記貫通孔は、前記軸線方向について互いに重ならない位置に形成されている微粒子センサである。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ説明する。図1は、実施例にかかる微粒子検知システム1を搭載した車両AMの概略図である。図2は、実施例にかかる微粒子センサ10の縦断面図である。図3は、実施例にかかる微粒子センサ10の他の縦断面図であり、図2とは軸線AXの回りに90°ずれた位置で切断した断面図である。図4は、微粒子センサ10の分解斜視図である。図5は、図4のF部の拡大図である。図6は、微粒子検知システム1の概略図である。但し、図6では、微粒子検知システム1に含まれる制御装置200を中心に図示し、微粒子センサ10については一部(電線165等)のみを図示している。
微粒子センサ10は、図2及び図3に示すように、軸線方向GH(軸線AXが延びる方向、図2において上下方向)の後端側(図2において上側)から先端側(図2において下側)に延びる形態をなしている。この微粒子センサ10は、気中放電(具体的には、コロナ放電)によりイオンCPを生成するセンサ素子100を備える。このセンサ素子100は、軸線方向GHに延びる板状をなしている。微粒子センサ10は、このほか、センサ素子100と電気的絶縁を確保しつつ、センサ素子100を保持し、且つ、センサGND電位SGNDとされる主体金具50を備える。また、主体金具50と電気的絶縁を確保しつつ、主体金具50を囲んで保持し、且つ、排気管EPに取り付けられて、シャーシGND電位CGNDとされる取り付け金具90を備える。
また、第3捕集部43は、円盤形状の板状部43bを有する。板状部43bの周縁部には、板状部43bを軸線方向GHに貫通する複数の貫通孔43dが形成されている。なお、貫通孔43dは、板状部43bの周縁部の周方向について等間隔で8箇所に形成されている。
さらに、第2挿通孔72d内において、第2ヒータ端子部材77が、第2ヒータリード線164の一端部164tに接続されている。これにより、第2ヒータ端子部材77がシャーシGND電位CGNDとされると共に、第2ヒータ端子部材77に接続する第2ヒータパッド137もシャーシGND電位CGNDとなる。
センサ素子100の放電電極体110は、放電電位リード線161を通じて、制御装置200のイオン源電源回路210に接続されている(図6参照)。また、ヒータ130は、第1,第2ヒータリード線163,164を通じて、制御装置200のヒータ通電回路226に接続されている。
次に、実施例の微粒子センサ10と比較例1,2の微粒子センサとについて、ガス排出口45Oを通じてプロテクタ(ガス取入管)の内部から外部に放出される浮遊イオンCPFの量の比較試験を行った。
しかしながら、セラミック基体として、板状のほか、四角柱状、六角柱状、円柱状、円筒状などの形状に形成したセラミック基体を用いるようにしても良い。例えば、円柱状、円筒状のセラミック基体としては、複数のセラミック層を年輪状に積層したセラミック積層体や、1又は複数のセラミックシートを渦巻状に捲回して、径方向に複数のセラミック層が重なったセラミック積層体などが挙げられる。
10 微粒子センサ
40 捕集部材
41b,42b,43b,44b 板状部
41d,42d,43d,44d 貫通孔
45 プロテクタ(ガス取入管、捕集極)
45I ガス取入口
45O ガス排出口
50 主体金具
80 内筒
90 取り付け金具
95 外筒
100 センサ素子
101 セラミック基体
110 放電電極体
110s 放電電極体の先端
112 針状電極部
112B 露出部
130 ヒータ
200 制御装置
ENG エンジン(内燃機関)
EG 排気ガス(被測定ガス)
EP 排気管(通気管)
CGND シャーシGND電位(接地電位)
SGND センサGND電位(捕集電位)
PV2 放電電位
S 微粒子
SC 帯電微粒子
CP イオン
CPF 浮遊イオン
GS 先端側(軸線方向先端側)
GK 後端側(軸線方向後端側)
GH 軸線方向
Is 信号電流
K ガス取入管の内部空間
T 仮想筒
TA 筒状領域
Claims (4)
- 軸線方向の後端側から先端側に延びる筒状のガス取入管と、
気中放電によりイオンを生成する放電電極体と、を備え、
前記ガス取入管は、
当該ガス取入管の後端側に位置して微粒子を含む被測定ガスを当該ガス取入管の内部に取り入れるガス取入口、及び、当該ガス取入管の先端側に位置して前記被測定ガスを当該ガス取入管の外部に排出するガス排出口、を有し、
前記放電電極体は、前記ガス排出口よりも前記後端側に位置しており、
前記ガス取入管の内部において、前記気中放電によって生じた前記イオンを前記被測定ガス中に含まれる前記微粒子に付着させて、帯電した帯電微粒子を生成し、前記ガス排出口を通じて前記ガス取入管の外部に排出された前記帯電微粒子に含まれる前記イオンの量に応じて流れる信号電流を用いて前記被測定ガス中の前記微粒子を検知する
微粒子センサにおいて、
前記ガス取入管は、捕集電位とされ、前記イオンのうち前記微粒子に付着しなかった浮遊イオンを捕集する捕集極を兼ね、
前記微粒子センサは、
前記浮遊イオンに対し前記ガス取入管に向かう斥力を与えて前記ガス取入管による前記浮遊イオンの捕集を補助する補助電極体を有することなく、
前記ガス取入管に接続されて前記捕集電位とされると共に、前記ガス取入管の外部から前記ガス排出口を通じて前記放電電極体の先端が視認できないように、前記ガス取入管の内部のうち前記放電電極体の先端と前記ガス排出口との間に配置された捕集部材を有し、
前記ガス排出口は、前記ガス取入管の先端部に位置し、前記軸線方向に開口しており、
前記放電電極体の先端は、
前記ガス取入管の内部で、且つ、前記ガス排出口の外周を前記軸線方向の前記後端側に延長した仮想筒によって囲まれた筒状領域の内部に位置し、
前記捕集部材は、前記ガス排出口を通過して前記軸線方向に延びる全ての直線と交わる位置に配置されている
微粒子センサ。 - 請求項1に記載の微粒子センサであって、
前記捕集部材は、前記ガス取入管の内部空間を区分するように、前記軸線方向について間隔を空けて並ぶ複数の板状部を有し、
前記板状部は、当該板状部を前記軸線方向に貫通する貫通孔を有し、
前記軸線方向について互いに隣り合う前記板状部の前記貫通孔は、前記軸線方向について互いに重ならない位置に形成されている
微粒子センサ。 - 軸線方向の後端側から先端側に延びる筒状のガス取入管と、
気中放電によりイオンを生成する放電電極体と、を備え、
前記ガス取入管は、
当該ガス取入管の後端側に位置して微粒子を含む被測定ガスを当該ガス取入管の内部に取り入れるガス取入口、及び、当該ガス取入管の先端側に位置して前記被測定ガスを当該ガス取入管の外部に排出するガス排出口、を有し、
前記放電電極体は、前記ガス排出口よりも前記後端側に位置しており、
前記ガス取入管の内部において、前記気中放電によって生じた前記イオンを前記被測定ガス中に含まれる前記微粒子に付着させて、帯電した帯電微粒子を生成し、前記ガス排出口を通じて前記ガス取入管の外部に排出された前記帯電微粒子に含まれる前記イオンの量に応じて流れる信号電流を用いて前記被測定ガス中の前記微粒子を検知する
微粒子センサにおいて、
前記ガス取入管は、捕集電位とされ、前記イオンのうち前記微粒子に付着しなかった浮遊イオンを捕集する捕集極を兼ね、
前記微粒子センサは、
前記浮遊イオンに対し前記ガス取入管に向かう斥力を与えて前記ガス取入管による前記浮遊イオンの捕集を補助する補助電極体を有することなく、
前記ガス取入管に接続されて前記捕集電位とされると共に、前記ガス取入管の外部から前記ガス排出口を通じて前記放電電極体の先端が視認できないように、前記ガス取入管の内部のうち前記放電電極体の先端と前記ガス排出口との間に配置された捕集部材を有し、
前記捕集部材は、前記ガス取入管の内部空間を区分するように、前記軸線方向について間隔を空けて並ぶ複数の板状部を有し、
前記板状部は、当該板状部を前記軸線方向に貫通する貫通孔を有し、
前記軸線方向について互いに隣り合う前記板状部の前記貫通孔は、前記軸線方向について互いに重ならない位置に形成されている
微粒子センサ。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の微粒子センサであって、
前記微粒子センサは、前記被測定ガスが流通する接地電位とされた金属製の通気管に装着され、
前記ガス取入管は、前記接地電位とは異なる前記捕集電位とされ、
前記放電電極体は、前記接地電位及び前記捕集電位とは異なる放電電位とされて、前記ガス取入管との間に前記気中放電を発生させ、
前記ガス排出口は、前記通気管内に配置され、
前記微粒子センサは、前記ガス排出口を通じて前記ガス取入管の内部から前記通気管内へ放出された前記イオンの量に応じて、前記捕集電位と前記接地電位との間に流れる前記信号電流を用いて、前記被測定ガス中の前記微粒子の量を検知する
微粒子センサ。
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