[发明专利]碳黑微粒传感器无效
申请号: | 200810122496.4 | 申请日: | 2008-05-30 |
公开(公告)号: | CN101294890A | 公开(公告)日: | 2008-10-29 |
发明(设计)人: | 丁屹 | 申请(专利权)人: | 苏州宾特电源有限公司 |
主分类号: | G01N15/06 | 分类号: | G01N15/06;G01N27/04 |
代理公司: | 苏州创元专利商标事务所有限公司 | 代理人: | 范晴 |
地址: | 215011江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 碳黑 微粒 传感器 | ||
技术领域
本发明涉及一种碳黑微粒传感器,尤其设计一种用于测量柴油汽车尾气中碳黑微粒含量的碳黑微粒传感器。
背景技术
柴油发动机的工作效率是汽油发动机的1.3倍左右,在汽车领域优先采用柴油发动机将有助于减少能源消耗,减少温室气体排放,让汽车用户在油价高涨的现在能大大减少燃油开支。使用柴油汽车产生的环境污染较汽油发动机要轻得多,但也会产生碳黑微粒(PM)及氮氧化合物(NOx),尾气中的碳黑微粒容易引起人的肺部和呼吸道疾病,氮氧化合物在空气中易形成酸雨,这些新的污染需要加以解决。碳黑微粒的构成大部分为碳,其包含的分子碳/氢(C/H)比例在4~11之间,其为近乎球状的微粒相连组成,可以通过碳黑微粒过滤器来消除。同时,车载诊断系统需要一个或多个能精确测量碳黑微粒浓度的碳黑微粒传感器,以确保汽车尾气处理系统控制汽车尾气中的碳黑微粒排放是否符合环保标准,柴油发动机也需要碳黑微粒传感器来测量碳黑微粒在汽车尾气中的含量,从而通过调整柴油发动机工作状态来减小尾气排放中碳黑微粒的含量。
国内主要有滤纸式烟度计和消光式烟度计二种碳黑微粒传感器,但仅限于探测,误差大且寿命非常有限,因此不具备实用和产业化的条件。
国外研究的方法大致可归纳为二种:
第一种研究方法是采用所谓的高压等离子技术,由于碳黑微粒是带电的微粒,通过两个电极在汽车尾气管道的横向施加高电压,可以吸收带电碳黑微粒并使得碳黑微粒在电极上放电,因而可以通过实时测量正负电极间通过的电流来测量碳黑微粒的含量;
第二种研究方法是通过光声的方法来测量碳黑微粒的含量,其原理是通过强度可调制的激光束照射汽车尾气,碳黑微粒吸收可调制光后会产生热,这种热的变化会产生气压的变化,麦克风接收到的这种变化通过处理后可以得到碳黑微粒含量的数据。
但是,第一种方法需要高电压,技术相对复杂;第二种方法测量精度高,但技术更为复杂且传感器寿命在恶劣的汽车使用环境下有局限性,只适合于实验室制作。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳黑微粒传感器,其坚固耐用,寿命长,可适应汽车恶劣的工作环境而直接安装在汽车尾气管道上,进而测量经过尾气处理系统后尾气的碳黑微粒含量,以确保尾气中排放的碳黑微粒含量符合环保要求。
本发明的技术方案是:一种碳黑微粒传感器,包括外壳和包覆于外壳内的感应主体,所述感应主体包括陶瓷基片和于陶瓷基片前端表面间隔相对设置的两个电导感应电极,所述陶瓷基片上与电导感应电极同端设有加热装置,所述陶瓷基片上还设有一端分别与电导感应电极和加热装置电连接,另一端与外部导线电连接的连接导体。
本发明进一步的技术方案是:一种碳黑微粒传感器,包括外壳和包覆于外壳内的感应主体,所述感应主体包括陶瓷基片和于陶瓷基片前端表面间隔相对设置的两个电导感应电极,所述陶瓷基片上与电导感应电极同端设有加热装置,所述陶瓷基片上还设有一端分别与电导感应电极和加热装置电连接,另一端与外部导线电连接的连接导体;所述陶瓷基片为矩形柱体形的AL2O3陶瓷基片,所述电导感应电极为指交叉分布的一对电极,所述电导感应电极沉积于陶瓷基片前端一侧表面,所述加热装置为设于陶瓷基片前端与电导感应电极相对的另一侧的铂加热丝,所述铂加热丝丝印夹设于陶瓷基片内部;所述连接导体沉积在陶瓷基片上,所述陶瓷基片尾端分别与电导感应电极和加热装置对应设有两对外接端子,所述连接导体通过外接端子与外部导线电连接;所述外壳包括罩设于陶瓷基片前端的防护罩,所述防护罩上具有供碳黑微粒进出的孔眼。
本发明优点是:
1.本发明坚固耐用,其工作寿命可达8年或汽车运行15万公里以上,可适应汽车恶劣的工作环境而直接安装在汽车尾气管道上测量经过尾气处理系统后的碳黑微粒含量,以确保尾气中排放的碳黑微粒含量符合环保要求。
2.经实验证明,本发明的感应主体根据热泳吸附原理能将汽车尾气中的碳黑微粒吸附于两个电导感应电极之间,传感器响应时间短、反应很迅速。
3.本发明所探测到的碳黑微粒含量的信息可以通过汽车的局域网系统(CAN)提供给车载诊断系统,以监测尾气处理系统的碳黑微粒过滤器是否可以继续工作。
附图说明
图1为本发明安装位置示意图;
图2为本发明具体实施例的感应主体的侧视图;
图3为本发明具体实施例的感应主体的俯视图;
图4为本发明具体实施例的指交叉电极示意图;
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