专利名称：用于检测粒子的方法及布置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于检测粒子的方法及一种粒子传感器布置。更具体来说，本发 明涉及一种用于检测气流中的粒子的方法及布置。
背景技术：
对于环境友好型交通工具、发动机、燃料及交通工具排气清洁布置的需求日益增 长，所有这些均是用于朝向对环境的较少有害影响努力。在交通工具排气清洁领域，行业面 对微秒平衡既要提供消费者所需求的充足的发动机效应，同时又不排出大量的有害排出 物(例如，N0x、C0x、碳氢化合物、微粒及类似排出物)。不只是消费者而且立法者也在推动 具有致力于零排放的内燃机与排气清洁系统的需求。因此，交通工具行业中需要环境友好 型解决方案的增加的意识体现于关于允许排出量的更为严格的立法中。此立法的实例是对 机载诊断(OBD)的需求，尽管其尚未在世界范围内实施。这些约束向交通工具行业提供了 新的挑战和机遇。为提供恰当的排气清洁系统，发明者已发现关键问题是满足在使用期间(例如， 在驱动交通工具时)恰当地检测并登记从所述交通工具排出的排气中的有害污染物的需 求。如果能满足此需求，那么可借助来自此检测的输入微调交通工具发动机，以排出较少污 染物并消耗较少燃料。此外，可调整、替换或否则提供用于减少排出物的设备以便减少排出 物。满足对于恰当检测的需求的一个方式是提供一种可检测特定污染物(其是减少目标) 的传感器。这个问题的一个图解说明性实例公开于美国2006/0289308A1的专利公开案中， 其中传感器包括布置在内室中的传感器元件。围绕所述内室安置的外室通过大致重定向所 述内室中的排气流来保护所述传感器元件。另外，经烧结金属过滤器经布置以捕集所述排 气流中的任一微粒物质以防止传感器变污，显然传感器变污的最终结果是所述传感器的准 确度减低。然而，当需要检测排气中的已知其本身会导致传感器变污或甚至损害到传感器的 微粒物质时，此目的变得较难以实现。尤其对于特定地知道在排气中的微粒物质方面具有 问题的柴油发动机来说。另一极端是常规传感器既不检测充足量的微粒物质以提供有意义 的读数，且在一些应用中其可由于微粒物质的超负荷而变污。在任一情形中，用于检测排气 中的微粒物质的传感器及方法均需要进一步发展。
发明内容
通过一种用于检测排气(例如内燃机(优选地柴油发动机)的排气)中的粒子的 方法至少部分地解决上文所提及的缺点。所述方法包括以下步骤提供包括传感器元件的 至少一个粒子传感器布置，所述传感器元件至少部分地暴露于气流，其中所述气流包括所 述传感器元件附近的第一温度Tl。所述方法进一步包括以下步骤通过将所述传感器元件 调节到第二温度T2来将粒子堆积物压在所述粒子传感器的所述传感器元件上；所述第二
5温度T2低于所述第一温度Tl ；且在于借助检测器在所述传感器元件处检测所述粒子堆积 物。本发明提供用于检测来自例如燃烧(优选地内燃机(优选地柴油发动机))的气流中 所存在的粒子的准确方式。本发明利用称为热迁移的现象以新颖且发明性的方式来检测粒 子堆积物(沉积)且提供对粒子堆积物(沉积)的准确测量。在本发明的实施例中，粒子堆积物的检测可以不同方式进行；借助检测布置在所 述传感器元件上的第一电极与第二电极之间的电阻来进行粒子堆积物的所述检测。如下文 将更详细地描述，所述第一及所述第二电极可布置为延伸到彼此中的指状电极。然而，其它 形式也是可能的，例如螺旋状或类似形式。可借助向所述传感器元件提供温度控制布置来调节所述传感器元件处的第二温 度T2。所述温度控制布置可以是将有效地将所述传感器元件保持在低于所述气体的温度以 便利用发明性概念的任何温度控制布置。此温度控制布置的实例是冷却元件、热交换器或 类似布置。优选温度控制布置是冷却元件，这是因为可以动态方式有效控制所述温度，从而 增加所述方法的灵活性。有利地将第二温度T2布置为比第一温度Tl低约5到250°C，优选 地低5到150°C。用热交换器冷却的一个方式是向所述热交换器提供循环冷却液体。在本 发明与内燃机组合使用(优选地在交通工具上)的情形中，如果交通工具冷却系统包括循 环冷却液体，那么可从内燃机或此冷却系统适当地回收此冷却液体。根据本发明的一个实施例的方法进一步包括以下步骤借助直接或间接地加热所 述传感器元件以便燃烧且借此移除所述传感器元件处的所述粒子堆积物的大致所有粒子 来移除所述传感器元件处的所述粒子堆积物。此步骤确保所述传感器布置始终保持在其最 佳操作模式中。进行此步骤的一个优选方式是借助来自布置到所述传感器元件的加热器的 对流。可进一步优选地在所述粒子堆积物已达到预定阈值时起始所述粒子堆积物的移除。所述方法可有利地包括朝向校准气流校准所述传感器布置的起始步骤，所述校准 气流由具有预定比率的燃料气体与氧化气体的混合物的燃烧而产生。所述预定比率经选择 以适合气流中的粒子的检测。已发现此起始校准步骤非常有用，这是因为其准许将所述传 感器微调到(例如)为打算检测的粒子特有的特定粒子数目大小分布。从而可减少不期望 的粒子的沉积。可通过改变以下参数来实施所述传感器的微调，例如所述传感器元件的表 面处理的类型、所使用的检测器的类型、电极之间的距离(当使用此检测器时)、所述传感 器元件及所述电极的面积、用作传感器元件的材料的类型、传感器再生的时间间隔、所述气 流与所述传感器之间的温度差，等等。本发明进一步涉及一种用于检测(例如)来自内燃机(优选地柴油内燃机)的气 流中的粒子的粒子传感器布置。所述布置包括传感器元件，其用以捕集并保持所述气流的 粒子的至少一部分，其中所述气流包括所述传感器元件附近的第一温度Tl ；检测器，其经 布置以检测所述传感器元件上的粒子堆积物。所述传感器元件布置到温度控制布置，且所 述温度控制布置经布置以降低所述传感器元件的温度，以使得在检测期间所述传感器元件 包括低于所述传感器元件处的所述气流的所述第一温度Tl的第二温度T2。所述温度控制布置经布置以将所述第二温度T2降低为比第一温度Tl低5到 250°C之间、5到150°C之间或至少5°C、优选地至少20°C、更优选地至少30°C。所述传感器 元件可进一步包括第一表面；所述第一表面可含有或涂覆有贵金属(例如，钼、钯)或具有 催化性质的任一其它贱金属以催化所述粒子的燃烧及/或由于所述传感器元件的增加的传导性质而任选地改进所述传感器的感测能力。在本发明的实施例中，所述检测器布置在所述传感器元件上。所述检测器可包括 第一及第二电极，其中检测所述第一电极与所述第二电极之间的电阻。随着所述传感器元 件的所述表面上的粒子堆积物增加，所述第一电极与所述第二电极之间的所述电阻将改 变。作为实例且如下文将描述，所述电阻随所述传感器元件上的导电粒子沉积而减小，然而 在特殊情形中，所述粒子的沉积可测量为电阻增加。本发明进一步涉及一种发动机排气系统，其包括如上文参照方法及布置两者所描 述的粒子传感器布置。所述发动机排放系统包括进气开口及排气开口，其中所述进气开口 打算连接到发动机气体排放端口。所述发动机排放系统可进一步装备有柴油粒子过滤器， 且在于所述粒子传感器布置布置在所述进气开口与所述柴油粒子过滤器之间。所述粒子传 感器布置可任选地定位在所述排气开口与所述柴油粒子过滤器之间。下文将更详细地描述 这些不同实施例的优点。所述发动机排气系统可有利地包括至少一个(优选地至少两个) 粒子传感器布置。任选地，所述至少两个粒子传感器布置定位在所述柴油粒子过滤器的任 一侧上，即，所述柴油粒子过滤器的上游或下游。本发明进一步涉及一种交通工具，其包括如上文所描述的柴油发动机及发动机排 气系统。应理解，用于检测气流中的粒子的方法及布置可利用于任一气流中，例如来自 (例如)发电厂、废物处理厂、热电站、火力发电厂、中央加热器、供热锅炉或类似场所处的 燃烧的气流。甚至可检测周围环境中的气流中的粒子。作为实例，粒子传感器布置可定位 在建筑物的屋顶上以测量所需粒子。任选地及/或另外，其可与例如矿物燃料发动机(例 如，柴油发动机)或任选地例如生物质燃料发动机或类似发动机的内燃机组合使用，优选 内燃机是柴油内燃机。适当的内燃机可存在于货车、卡车、汽车、火车、飞机、轮船、柴油驱动 的电力设备、剪草机等等中。在如本文中所描述的方法及布置中检测的优选粒子是烟灰粒 子。然而，可使用本发明检测其它粒子，此类粒子是来自生物质燃烧锅炉及/或生物质气化 锅炉(以从下游系统中的生物质气化器改进原产物气体的上游气流以提供附加值产品)、 灰尘、花粉、彩色颜料、来自交通工具上的制动系统的粒子、来自交通工具的轮胎粒子或类 似粒子的粒子。上文已结合柴油过滤器描述粒子传感器布置及方法。然而，粒子传感器布置及方 法可与适合于所述目的的任一粒子过滤器一起使用。此类粒子过滤器的实例是真空清洁粒 子过滤器、防护面具的过滤器(例如，毒气面具)、交通工具，建筑物或诸如此类上的通风空 气入口及/或出口过滤器。在一些实施例中，根据本发明的粒子传感器布置可进一步与粒子过滤器(例如上 文所提及的粒子过滤器)完全或部分地集成在一起。
将参照附图更详细地描述本发明，其中图1显示根据本发明的连接到布置有两个粒子传感器布置的排气系统的发动机 的示意图。图2显示根据本发明的排气管道及粒子传感器布置的横截面图。
图3显示根据本发明的如图3中所显示的粒子传感器布置的实施例。图4显示根据本发明的粒子传感器布置的不同实施例。图5显示根据本发明的在评估及校准粒子传感器布置时所使用的模拟气体的粒 子分布。图6显示在电阻检测器的第一电极与第二电极之间的不同距离的情形下评估如 图4中所显示的粒子传感器布置时记录为随时间而变的电阻的日志。图7显示在不同气体浓度下评估如图4中所显示的粒子传感器布置时记录为随时 间而变的电阻的日志。
具体实施例方式图1显示在发动机排气口 3处连接到柴油发动机2的排气系统1的示意性图解说 明。此排气系统1优选地用于交通工具中，例如卡车、轮船、汽车、火车、飞机或任一其它适 当交通工具。在所显示的实施例中，排气系统1由排气管道4、柴油粒子过滤器5及消音器 6组成。排气管道4包括进气开口 7，排气从发动机2穿过其进入排气系统1 ；及排气开口 8，排气穿过其离开排气系统1到达周围空气。第一及第二压力传感器9、10布置在柴油粒 子过滤器5的相应侧上。另外，根据本发明的第一及第二烟灰粒子布置11、12布置在柴油 粒子过滤器5的相应侧上。尽管本文参照烟灰粒子传感器方法及布置描述了本发明，但在 可利用本发明检测哪种导电粒子的意义上将把所描述的实例视作非限制性。第一及第二烟 灰粒子布置11、12连接到计算机34，所述计算机可对来自第一及第二烟灰粒子布置11、12 的所检测结果进行日志记录、比较、采取行动或以其它方式加以利用。根据在本发明的界限 内所描述的不同实施例，所描述的第一烟灰粒子布置11可与第二烟灰粒子布置12相同或 其可不同。下文将更详细地描述所述烟灰粒子布置及一种用于检测排气中的烟灰粒子的方 法。根据本发明在柴油粒子传感器的上游置放烟灰粒子传感器布置的一个优点是在 此位置中记录的数据可特定地用于检测清洁所述柴油粒子过滤器的恰当时刻。常规上借助 压力传感器9、10来进行此，然而此检测方法已显示为不适当。然而，烟灰粒子传感器布置 11、12与压力传感器9、10的组合非常有利，这是因为可做出惊人地准确的预测。通过更好 地预测清洁所述柴油粒子过滤器的恰当时刻，节省了燃料及能量，且从而还节省了对装备 及环境的损耗。根据本发明，通过将烟灰粒子传感器布置置放在柴油粒子传感器的下游，可在柴 油粒子过滤器之后的环境中检测出不期望的烟灰粒子浓度的非常准确的检测，从而准许计 算机34通过(例如)向驱动器发送警告信号来立即对所述不期望的烟灰粒子浓度的检测 采取行动或调整发动机的燃烧以减少烟灰粒子的量。此调整可显著地低于所述发动机的输 出效应。图2显示根据本发明一个实施例的排气管道4的一部分的横截面图，其包括以包 封壁13显示的纵向方向A及烟灰粒子传感器布置20。更具体来说，烟灰粒子传感器布置 20部分地延伸穿过排气管道4的包封壁13到达排气管道4的内侧且暴露于流过排气管道 4的排气。如阅读此说明书时所理解，根据本发明的烟灰粒子传感器布置仅需要与排气管 道4流体连通以使得烟灰粒子传感器布置20的至少一部分能够接触所述排气。现在描述所述烟灰粒子传感器布置20的每一组件及其功能。烟灰粒子传感器布置20包括防护罩21以保护烟灰粒子传感器布置20的要害部 分且促进烟灰粒子传感器布置20安装到排放管道4。制作防护罩21以经受高温且绝缘。 可使用与易于附接到所述排放管道的材料一起布置的(例如)耐高温材料及绝缘材料的单 片材料或层压材料。传感器元件22包括外检测表面23，其面向排气管道4的内部且从而面向排气； 及内部表面24，其面向烟灰粒子传感器布置20的内部。传感器元件22用于为粒子堆积物 提供适合的表面，即，收集多个粒子以执行粒子测量。如将理解，在所显示的本发明的实施 例中，传感器元件22的形式可变化，传感器元件22包括大致圆柱形式，其中内部表面24及 外检测表面23与包封表面25连接。用于所述传感器元件的适当材料可(例如)选自氧化 铝、半导电材料(例如碳化硅)或类似材料。对于所述材料的重要性质是能够将热传导到 并传导远离外检测表面23。在所显示的本发明的实施例中，外检测表面23相对于长度方向A及排气流大致 水平。使外检测表面23相对于长度方向A成角度可以是适当的，适当角度可以是从0°到 90°，应注意所显示实施例的外检测表面23包括角度0°。更具体来说，适当角度可以是 0、10、20、30、40、50、60、70、80或90°或介于这些既定点之间的角度。呈第一及第二电极的 形式的检测器可布置在传感器元件22的外检测表面23上，如将参照图3更详细地描述。邻近传感器元件22的内部表面24附接的是冷却元件30。冷却元件30经布置以 降低或如下文将描述而任选地增加传感器元件22 (且具体来说，外检测表面23)的温度T2。 如已由发明者发现，可实施对排气中所存在的烟灰粒子的准确检测且(例如)将其记录为 随时间而变的日志。通过降低传感器元件22的温度T2，由于排气与传感器元件22的所述 温度之间的温度差，因此通过热迁移将所述排气的烟灰粒子压到所述外检测表面，且在所 显示的本发明的实施例中还压到包封表面25的部分。应注意，传感器表面与气流(在所述 传感器表面附近)之间的温度差不影响流速，然而其对沉积及沉积速率具有非常积极的影 响。由于热迁移，粒子沉积导致外检测表面23上的粒子堆积物。冷却元件30可经布置以 将传感器元件22冷却到处于比周围排气低5到250°C之间、低5到150°C之间、任选地低至 少5°C、优选地低至少20°C、更优选地低至少30°C的范围中。冷却元件的实例是热电制冷器 模块，或为达到甚至更冷温度(排气温度Tl与传感器元件的温度T2之间的更高德尔塔温 度)而是多个热电制冷器模块。任选地，所述冷却元件可具备作为单独模块或集成模块的加热器(未显示)。所述 加热器经布置以给予传感器元件22热以使已聚集在所述外检测表面上的粒子燃烧，且借 此从所述传感器元件移除烟灰粒子。通常，当所述传感器元件以烟灰粒子超负荷时，例如在 烟灰粒子传感器布置运行长时间之后，必需此类烟灰粒子移除。在烟灰粒子移除之后，传感 器元件22准备吸引新的烟灰粒子以继续粒子的测量及检测。冷却元件及/或加热器进一 步任选地布置到额外绝缘层26。在所显示的实施例中，烟灰粒子传感器布置22借助线31进一步连接到计算机 34 (例如机载交通工具计算机及/或发动机管理系统(EMS))，然而例如蓝牙或WLAN的无线 连接归属于本发明的界限内。从烟灰粒子传感器布置22收集的数据有利地用于控制影响 所述排气的烟灰粒子含量的参数或仅仅接通警告系统(例如，给出音频信号、视频信号或起始防范措施或诸如此类)以强调所述排气中所存在的条件。举例来说，此条件可以是不 可接受的排气中的高烟灰粒子内容。计算机34又可连接到交通工具的其它传感器32或其 它控制及/或输入装置33以形成交通工具电子装置网络。如所提及，如刚刚描述的一个烟灰粒子传感器布置的烟灰粒子传感器布置可有利 地布置在排气管道4中的至少一个位置上。如在(例如)图2及图3中所见，烟灰粒子传感器布置20可进一步具有检测器40， 在所显示的实施例中是呈布置在传感器元件22的外检测表面23上的第一及第二电极41、 42的形式的电阻检测器。第一及第二电极41、42呈指状电极的形式，然而可使用不同类型 的电阻检测电极。随着粒子附接到外检测表面23，第一电极与第二电极41、42之间的电阻 减小，可测量此电阻减小并将其记录为(例如)随时间而变的日志。电阻检测器40、冷却元件24及/或加热器连接到优选地布置在绝缘层26内侧的 接线盒(未显示)。线31进一步连接到所述接线盒。这些连接为常规连接且不再进一步描 述。图4显示根据本发明的烟灰粒子传感器布置50的第二实施例。如阅读此说明书 时所明了，可以与上文所描述的烟灰粒子传感器布置相同的方式且以相同不同技术特征使 用烟灰粒子传感器布置50。更具体来说，烟灰粒子传感器布置50包括类似于如上文所描述 包括第一及第二电极的检测器40的检测器。具有大致矩形形式的传感器元件52在外检测 表面53(即，所述传感器元件的打算在传感器布置使用期间与排气接触的表面)上承载所 述检测器。进一步布置于外检测表面53上的是所捕集的烟灰粒子60，所述烟灰粒子在所述 表面上形成粒子堆积物。冷却元件70与外检测表面53相反地布置在内部表面54上，所述 冷却元件类似于上文所描述的冷却元件。作为选项，可替代如上文所描述的电阻检测器一起使用光检测器与光源。在此实 施例中，选择具有由所述烟灰粒子吸收的至少一个波长的适当光源。朝向所述传感器元件 的所述外检测表面发射光波，且由所述光检测器检测反射光并将其记录为(例如)随时间 而变的日志。烟灰粒子检测及测量在以下章节中，将更详细地描述试验部分。通过燃烧具有约3. 5的比率的氧气/ 丙烷气体混合物来模拟柴油发动机排气。值3. 5是氧气/丙烷体积(流动值)比率(一份 丙烷与3. 5份氧气)，这等同于16. 6空气/丙烷体积(流动)比率。此使得空气相对于总 燃烧所需的总燃烧空气适当亏欠。接着，将烟灰粒子布置暴露于所述气体。容易地将火焰 与周围气氛隔离以控制可用空气的量。在获得之后淬灭所产生的烟灰以避免凝块。1/5与 1/12之间的稀释比率(1份烟灰流对5或12份(流速)稀释空气)在粒子大小方面给出相 当类似的结果，即，甚至在淬灭时的低稀释比率下也可避免凝块。为确定类似从柴油发动机排放中排出的烟灰的恰当烟灰粒子大小，使用并入有凝 结粒子计数器(CPC)的电迁移率分光仪(SMPS)来确定粒子数目大小分布。稀释比率主要 取决于内部喷嘴直径(用来以1/12比率进行稀释的一个内部喷嘴直径)。图5中呈现典型 的烟灰粒子数目大小分布曲线。所述粒子数目大小分布曲线可与柴油烟灰的粒子数目大小 分布曲线相当。转到图6，图6显示根据本发明的一个实施例从烟灰粒子传感器布置的评估及用于检测烟灰粒子的方法获得的结果。图6显示分别从在电阻检测器的第一电极与第二电极 之间的两个不同距离80及300 μ m的情形下的测量导出的两个不同曲线。如可见，可通过 调整所述第一电极与所述第二电极之间的距离来进行所述传感器布置的微调，因此在本发 明的优选实施例中，布置在所述烟灰粒子传感器布置的传感器元件上的电阻检测器的所述 第一电极与所述第二电极优选地介于1到500 μ m之间或任选地介于80到300 μ m之间。图7显示所述传感器元件上(且更具体来说由电阻检测器40覆盖的面积上)随 时间而变的粒子堆积物。其进一步显示在排气中的低及高粒子浓度下的粒子堆积物。在第 二稀释步骤之后，所述传感器元件的外检测表面上还发生粒子堆积物(即，烟灰沉积)，但 慢得多，且电阻值维持比仅针对淬灭稀释烟灰时所获得的电阻值高约两个数量级。随着试验继续，可看出电阻的降低不再勉强，此不受理论束缚；相信所述传感器元 件的外检测表面变得对烟灰粒子多少有些饱和，此从而降低所述检测的准确度。因此，所述 传感器元件的外检测表面(且最终所述传感器元件)需要从大量的烟灰粒子再生，优选地 其需要再生以便移除所有所聚集的烟灰粒子。可如上文所描述通过将所述传感器元件加热 到烟灰粒子燃烧时的温度来进行此。实际上，这是高于气体温度的温度。此燃烧优选地由 例如贵金属(例如，钼、钯)或具有催化性质的任一其它贱金属等催化剂催化，所述催化剂 布置在所述传感器元件的表面上或包含于所述传感器元件的表面的组成中，例如在存在的 情况下包含于所述传感器元件的外部层中。这些贵金属催化剂还可用于增加所述传感器的 感测能力。所述传感器元件的其它加热方法当然是可能的，举例来说，可通过配置燃料进入 到发动机中的注射(所谓的燃料的后注射)来控制排气的温度。此程序用于(例如)使柴 油粒子过滤器再生，因此在本发明的实施例中，可以此方式与柴油粒子过滤器同时地或单 独地清洁烟灰传感器布置。可任选地布置单独的燃烧器以使来自所述传感器元件的所聚集 的粒子燃烧。上文所提及的加热原理的组合也是可能的，例如，加热器可与后注射及/或单 独的燃烧器一起使用以使柴油粒子过滤器再生。
权利要求
一种用于检测气流中的粒子的方法，所述方法包括以下步骤；提供包括传感器元件(22、52)的至少一个粒子传感器布置(11、12、20、50)，所述传感器元件(22、52)至少部分地暴露于所述气流，其中所述气流包括在所述传感器元件(22、52)附近的第一温度(T1)；其特征在于所述方法进一步包括以下步骤；通过将所述传感器元件(22、52)调节到第二温度(T2)而将粒子堆积物压在所述粒子传感器布置(11、12、20、50)的所述传感器元件(22、52)上；所述第二温度(T2)低于所述第一温度(T1)；且在于借助检测器(40)在所述传感器元件(22、52)处检测所述粒子堆积物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于借助检测所述传感器元件(22、52)处的第 一与第二电极(41、42)之间的电阻来进行所述对粒子堆积物的检测。
3.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于借助向所述传感器元件(22、52)提 供温度控制布置(30、70)来调节所述传感器元件(22、52)处的所述第二温度(T2)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述温度控制布置(30、70)为冷却元件 (22、52)、热交换器或类似布置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述温度控制布置(30、70)为冷却元件 (22,52)。
6.根据权利要求4到6中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述温度控制布置利 用循环冷却液体来降低所述温度。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于将所述第二温度(T2)调节为比所 述第一温度(Tl)低约5到250°C，优选地低5到150°C。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于所述方法进一步包括以下步骤；借助直接或间接加热所述传感器元件(22、52)以便使所述传感器元件(22、52)处的所 述粒子堆积物的大致所有粒子燃烧而移除所述传感器元件(22、52)处的所述粒子堆积物。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于借助来自布置到所述传感器元件(22、52) 的加热器的对流来进行所述传感器元件(22、52)的所述加热。
10.根据权利要求8或9中任一权利要求所述的方法，其特征在于在所述粒子堆积物已 达到预定阈值时起始所述粒子堆积物的所述移除。
11.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于所述气流为来自燃烧的排气。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述排气来自存在于发电厂、废物处理 厂、热电站、火力发电厂、中央加热器、供热锅炉或类似场所中的燃烧。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于所述排气来自内燃机，例如矿物燃料发 动机、生物质燃料发动机或类似发动机。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于所述内燃机为柴油内燃机。
15.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述粒子选自以下 群组；烟灰、灰尘、花粉、彩色颜料、来自交通工具上的制动系统的粒子、来自交通工具的轮 胎粒子或类似粒子，优选粒子为烟灰粒子。
16.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于将所述粒子布置与粒子过滤器一 起使用以建立或检测所述粒子过滤器的预定条件。2
17.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于所述方法包括朝向校准气流校准 所述传感器布置的起始步骤，所述校准气流是从具有预定比率的燃料气体与氧化气体的混 合物的燃烧而产生的，所述预定比率经选择以适合所述气流中的所述粒子的所述检测。
18.一种用于检测气流中的粒子的粒子传感器布置，所述布置(11、12、20、50)包括；传感器元件(22、52)，其用以捕集并保持所述气流的所述粒子的至少一部分，其中所述气流包括在所述传感器元件(22、52)附近的第一温度(Tl)，检测器，其经布置以检测所述传感器元件(22、52)上的粒子堆积物，其特征在于所述感测器元件(22、52)布置到温度控制布置(30、70)，所述温度控制布置(30、70)经布置以降低所述传感器元件(22、52)的所述温度，使得 在检测期间所述传感器元件(22、52)包括低于所述排气在所述传感器元件(22、52)处的所 述第一温度(Tl)的第二温度(T2)。
19.根据权利要求18所述的粒子传感器布置，其特征在于所述温度控制布置(30、70) 包括冷却元件(30、70)、热交换器或类似布置。
20.根据权利要求18或19所述的粒子传感器布置，其特征在于所述温度控制布置 (30,70)经布置以将所述第二温度(T2)降低为比所述第一温度(Tl)低约5到250°C，优选 地低5到150"C。
21.根据权利要求18到20中任一权利要求所述的粒子传感器布置，其特征在于所述温 度控制布置(30、70)邻近于所述传感器元件(22、52)而布置。
22.根据权利要求18到21中任一权利要求所述的粒子传感器布置，其特征在于所述温 度控制布置(30、70)进一步包括加热器，所述加热器经布置以使所述所沉积的粒子燃烧。
23.根据权利要求18到22中任一权利要求所述的粒子传感器布置，其特征在于所述传 感器元件(22、52)包括外检测表面(23、25、53)，所述表面涂覆有例如钼、钯等贵金属以催 化所述粒子的所述燃烧及/或改进所述粒子传感器布置的感测能力。
24.根据权利要求18到23中任一权利要求所述的粒子传感器布置，其特征在于所述检 测器(40)布置在所述传感器元件(22、52)上。
25.根据权利要求24所述的粒子传感器布置，其特征在于所述检测器(40)包括第一及 第二电极(41、42)，且在于检测所述第一与第二电极(41、42)之间的电阻。
26.根据权利要求18到25中任一权利要求所述的粒子传感器布置，其特征在于所述气 流为来自燃烧的排气。
27.根据权利要求18到26中任一权利要求所述的粒子传感器布置，其特征在于所述排 气来自存在于发电厂、废物处理厂、热电站、火力发电厂、中央加热器、供热锅炉或类似场所 中的燃烧。
28.根据权利要求26所述的粒子传感器布置，其特征在于所述排气来自内燃机，例如 矿物燃料发动机、生物质燃料发动机或类似发动机。
29.根据权利要求28所述的粒子传感器布置，其特征在于所述内燃机为柴油内燃机。
30.根据权利要求18到25中任一权利要求所述的粒子传感器布置，其特征在于所述粒 子选自以下群组；烟灰、灰尘、花粉、彩色颜料、来自交通工具上的制动系统的粒子、来自交 通工具的轮胎粒子或类似粒子，优选粒子为烟灰粒子。
31.根据权利要求18到30中任一权利要求所述的粒子传感器布置，其特征在于所述粒 子传感器布置与粒子过滤器集成在一起。
32.—种发动机排气系统，其包括根据权利要求17到30中任一权利要求所述的粒子传 感器布置，所述发动机排气系统的特征在于所述发动机排放系统(1)包括进气开口(7)及 排气开口(8)，其中所述进气开口(7)打算连接到发动机气体排放端口(3)。
33.根据权利要求32所述的发动机排气系统，其特征在于所述发动机(2)为柴油发动 机，且在于所述发动机排放系统(1)包括柴油粒子过滤器(5)，且在于所述粒子传感器布置 (11、20、50)布置在所述进气开口(7)与所述柴油粒子过滤器(5)之间。
34.根据权利要求32所述的发动机排气系统，其特征在于所述发动机为柴油发动机， 且在于所述发动机排放系统(1)包括柴油粒子过滤器(5)，且在于所述粒子传感器布置 (12,20,50)布置在所述排气开口(8)与所述柴油粒子过滤器(5)之间。
35.根据权利要求33及34所述的发动机排气系统，其特征在于所述发动机排放系 统(1)包括至少两个粒子传感器布置(11、12、20、50)，其中所述至少两个粒子传感器布置 (11、12、20、50)布置在所述柴油粒子过滤器(5)的任一侧上。
36.一种交通工具，其包括柴油发动机及根据权利要求32到35中任一权利要求所述的 发动机排气系统。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测粒子的方法及一种粒子传感器布置。更具体来说，本发明涉及一种用于检测气流(例如，来自柴油内燃机)中的粒子的方法及布置。所述方法包括以下步骤通过将粒子传感器布置的传感器元件调节到第二温度而将粒子堆积物压在所述传感器元件上；其中所述第二温度低于第一温度，所述第一温度为气流温度。另外，借助检测器在所述传感器元件处检测所述粒子堆积物。本发明提供一种用以检测且借此测量气流(例如，来自内燃机)中所存在的粒子的准确方法及布置。
文档编号G01N27/12GK101965511SQ200880127603
公开日2011年2月2日 申请日期2008年2月27日 优先权日2008年2月27日
发明者多伊纳·卢蒂克, 安尼塔·劳埃德斯佩茨, 彼得·约饶, 梅里·萨纳蒂, 雅科·菲瑟 申请人:沃尔沃技术公司;福特全球技术公司