[实用新型]用于快速测量气体颗粒物浓度的芯片和装置

说明书

一种用于快速测量气体颗粒物浓度的芯片和装置，该芯片包括设置在颗粒物沉积区域的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极具有并排走线的导线部分，其中，所述第一电极的所述导线部分上形成有朝向所述第二电极的凸起，和/或所述第二电极的所述导线部分上形成有朝向所述第一电极的凸起。当在两个电极之间施加一定的电压时，凸起的顶端累集静电荷，利用静电可吸附颗粒物质并沿凸起的顶端方向快速生长，从而在电极之间形成导电通道，由此改变电极之间的电阻。使用该芯片能够快速测量气体颗粒物的浓度。

技术领域

本实用新型涉及气体颗粒物浓度测量技术，特别是涉及用于快速测量气体颗粒物浓度的芯片和装置。

背景技术

燃油发动机尾气中含有较多的颗粒物(PM)，如不控制处理就会对大气造成严重污染，所以发动机系统中需要监测尾气中PM浓度，并调整控制策略，减少PM的产生，同时检测PM的收集装置是否在有效运行，当收集功能失效时要及时做再生恢复处理。

发动机尾气中的颗粒物主要是燃油中的碳元素燃烧不充分凝聚形成，碳具有导电特性，在一定条件下，导电能力与颗粒物密度呈正比，利用这一特性就可以制作测量器件来测量尾气中的颗粒物浓度。

目前的测量方式为在陶瓷板上蚀刻俩条平行的导线做为电极，电极间距在几十μm，当碳颗粒落在陶瓷板上并积累到一定厚度，俩条电极之间的电阻会变小，电阻的变化速率与尾气中的碳颗粒浓度正相关，利用这个原理可以测量出尾气的PM浓度，该方法测量简单，但测量的时间长，因颗粒物积累比较慢，导致发动机不能及时调整控制参数。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种能够快速测量气体颗粒物浓度的芯片和装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于快速测量气体颗粒物浓度的芯片，包括设置在颗粒物沉积区域的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极具有并排走线的导线部分，其中，所述第一电极的所述导线部分上形成有朝向所述第二电极的凸起，和/或所述第二电极的所述导线部分上形成有朝向所述第一电极的凸起。

进一步地：

所述凸起为尖刺形凸起。

所述第一电极和所述第二电极的所述导线部分的间距为20～100μm，所述凸起的伸出高度为1～10μm。

所述第一电极和所述第二电极各自具有间隔分布的多个所述凸起，所述第一电极的所述凸起与所述第二电极的所述凸起中的至少一部分凸起成对地相向延伸。

所述第一电极和所述第二电极的所述导线部分相互平行，且具有曲折延伸段。

所述第一电极和第二电极的材料为贵金属，所述贵金属为铑、钌、钯、锇、铱、铂、金、银中的任一种。

所述第一电极和第二电极的材料为金属与陶瓷、或金属与玻璃相的复合材料。

还包括陶瓷板，所述第一电极和第二电极为在所述陶瓷板上蚀刻形成的电极。

一种用于快速测量气体颗粒物浓度的装置，包括所述的芯片以及吸附电压发生器，所述吸附电压发生器与所述第一电极和所述第二电极相连，用于在所述第一电极和所述第二电极之间施加电压以使所述凸起累集静电荷以吸附生长颗粒物，颗粒物在所述第一电极和所述第二电极之间形成导电通道，从而改变所述第一电极和所述第二电极之间的电阻。

进一步地，还包括用于向所述第一电极和/或所述第二电极提供电阻测量电信号的电流源。