用于測量顆粒物的集聚和電荷損失傳感器的制造方法
【專利摘要】描述用于測量顆粒物的傳感器組件。這傳感器組件包括電壓源，傳感器電極，接地組件，積分電容和電流計。傳感器電極被設置于傳感器組件內(nèi)的定向并受控制的排氣流內(nèi)，用于在傳感器電極的表面促進顆粒物集聚成顆粒物結(jié)構(gòu)。接地組件被耦合到接地參考，并被設置成距傳感電極一距離。積分電容器耦合到電壓源的負側(cè)。積分電容器被配置為在時間上對源自來自顆粒物結(jié)構(gòu)的傳感器電極的電荷轉(zhuǎn)移的電流脈沖做積分。
【專利說明】用于測量顆粒物的集聚和電荷損失傳感器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請請求于2011年5月26日提交的美國臨時申請?zhí)?1/490,528的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過援引納入于此。本申請還請求于2011年12月8日提交的美國申請?zhí)?3/315，146的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過援引納入于此。
[0003]背景
[0004]內(nèi)燃發(fā)動機(例如，柴油發(fā)動機)通常生成包含變化量的顆粒物(PM)的排氣流。一般而言，顆粒物是懸在排氣中的小的固體物顆粒(即，煙灰)。排氣流中的顆粒物的量和大小趨于隨發(fā)動機工作條件而變，諸如燃料注入時機、注入體積、注入壓力、或者發(fā)動機速度關(guān)于負載的關(guān)系。對這些條件的調(diào)節(jié)在減小顆粒物排放和來自發(fā)動機的顆粒物中的平均顆粒大小方面可以是有用的。減小來自內(nèi)燃發(fā)動機的顆粒物排放是對環(huán)境有利的。此外，對柴油排氣的顆粒物測量對于PM過濾器板載(例如，安裝在車輛上的)診斷和通過內(nèi)燃控制減小排放是有用的。
[0005]用于顆粒物的板載(原位)傳感器通常落入兩個類別中:
[0006]1.累積傳感器
[0007]2.實時傳感器
[0008]累積傳感器利用排氣顆粒、尤其是煙灰(soot)顆粒趨于粘到暴露于排氣體的表面的效應。在累積傳感器中，允許煙灰累積在所暴露表面(如一個層)上。抑或通過以主體(該表面是該主體的一部分)的諧振頻率振動該主體且隨后測量由煙灰累積導致的諧振頻率改變，抑或通過測量所累積煙灰的電阻或其或其電容，來測量該煙灰層的特性。當達到所測得量的某個閾值時，該累積表面被加熱到一較高溫度以燒掉所累積的煙灰并且累積過程重新開始。該過程的重復頻率隨后用作對排氣體的平均顆粒(或煙灰)內(nèi)容的測量。累積傳感器的構(gòu)造簡單，小到足以像其他排氣傳感器一樣地安裝且相對便宜。然而，由于其工作原理，它們在累積了不能輕易地燒掉的顆粒時具有相對慢的響應速度(非實時)且遭遇可靠性問題。
[0009]實時傳感器具有毫秒范圍內(nèi)的響應速度并且通常利用對顆粒的靜電效應，或者使用光學效應。
[0010]這些傳感器落入四個類別中:
[0011]a.自然電荷檢測器
[0012]b.電離感應電荷傳感器
[0013]c.接觸電荷傳感器
[0014]d.光學傳感器
[0015]自然電荷檢測器嘗試檢測在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的顆粒的自然電荷。這些傳感器需要對電子電荷非常敏感，并遭受這樣的事實:自然電荷的顆粒和/或它們的極性可在通過排氣系統(tǒng)時改變。
[0016]電離感應電荷傳感器在排氣路徑中通過該傳感器在像薄的金屬絲或針尖端的高表面曲率的電極上使用非常高的電壓產(chǎn)生離子。電壓一般在2-15千伏范圍內(nèi)。此電壓會使載氣中的顆粒進行電暈放電。煙灰塵顆粒流經(jīng)電暈放電場獲得充電。此后這些帶電粒子通過收集電極被收集并且該收集電極的電荷轉(zhuǎn)移率被測量。該收集電極和防止電荷的氣體離子并將電荷轉(zhuǎn)移到收集電極的必要性，需要相當大和復雜的裝置并不能被容易地降低到典型的排氣傳感器的大小。
[0017]接觸電荷傳感器通常使用比電離感應電荷傳感器低得多的電壓。在接觸電荷傳感器中煙灰顆粒與高壓電極接觸而獲得的表面電荷取決于高壓電極的表面電荷密度。高壓電極的典型電壓在500伏至3千伏的范圍內(nèi)。這些帶電顆粒此后將所帶電荷釋放在排氣系統(tǒng)的接地部件或輔助檢測電極。高電壓電極的電荷損失通常與在排氣氣體中的顆粒物濃度成比例并可被測量。然而，由于所產(chǎn)生的電流(每秒的電荷轉(zhuǎn)移)是非常小的，因此充分隔離高電壓電極以防止漏電流是非常困難的。任何電流通過不完善的隔離流向接地還會產(chǎn)生高壓電極上的電荷損失，并因此引起錯誤的傳感器信號。作為解決這樣問題的方法，基本為接地電壓電平的輔助收集電極，被放置在靠近高電壓電極的位置并對該電極的電荷累積進行測量。然而這需要額外的電連接并與高壓電壓電源的電極完好地絕緣。對于典型的內(nèi)燃機的排氣系統(tǒng)中所遇到的溫度，很難找到能夠承受這樣的溫度并仍保持高的電絕緣性能的絕緣材料。
[0018]由接觸電荷傳感器檢測到的電流與排出氣體的顆粒含量成比例，但也與電極的區(qū)域成比例。對于典型尺寸的排氣傳感器的可能區(qū)域，在通常遇到的煙灰水平下能偵測到的電流在低微微安培范圍內(nèi)，這是在內(nèi)燃機工作的電氣噪聲的環(huán)境中很難被檢測到。此外，低電流需要使用靜電級放大器來檢測和放大傳感器信號。由于目前的半導體技術(shù)的限制，這些放大器通常只可以在狹窄的溫度范圍內(nèi)保持它們的規(guī)格特性，這是遠小于典型車輛應用所需的溫度范圍(通常在-40攝氏度到+125攝氏度)。
[0019]光學傳感器包括光源和光檢測器。它們測量含有顆粒物的氣流的透明度或測量在該光源的光路中的被顆粒物散射的光。
[0020]所有被描述的實時傳感器方法的共同點是傳感器上的部分煙灰累積對傳感器性能有不利的影響，并試圖通過各種方法來解決這一點，這取決于實施例。無論是通過清潔空氣稀釋排氣，定期流動壓縮過濾的空氣吹掉在電極上(或光學部件在光學傳感器的情況下)累積的顆粒物，或通過加熱電極(或透鏡在光傳感器的情況下)的溫度使累積的煙灰顆粒燃盡，但該溫度又不能過高以使接觸的煙灰顆粒立即燃盡。
[0021]此外，所描述的實時傳感器的共同點是它們具有在低毫秒范圍內(nèi)的反應時間，因此例如可以檢測內(nèi)燃機氣缸的氣缸排氣中的煙灰濃度的變化。
[0022]由于用于原位應用的現(xiàn)有技術(shù)顆粒傳感器的上述限制，需要克服這些限制中的一些限制的傳感器。
[0023]本發(fā)明中所述的傳感器結(jié)合該聚集和接觸電荷傳感器的某些方面，以這樣的方式使測得的電流高于接觸電荷傳感器的幾個數(shù)量級，并要求在電極上有煙灰累積時工作。
[0024]這使該傳感器可以擴大到典型的排氣傳感器的大小，并使得它可以使用普通的電極絕緣器。此外，本發(fā)明中所述的傳感器不需要任何特殊的補救措施以防止感應電極上的煙灰累積。與其他實時傳感器相比，本發(fā)明中所述的傳感器具有較慢的響應時間，通常慢于100毫秒，但比5秒快，這足以滿足大多數(shù)應用。
[0025]概述[0026]本發(fā)明的實施例涉及用于測量顆粒物的傳感器組件。該傳感器組件包括電壓源、傳感器電極、接地組件、積分電容器和電流計。該傳感器電極被耦合至電壓源，用以接收電壓，其中該傳感器電極被設置于傳感器組件內(nèi)的定向且受控制的排氣流內(nèi)，用于在傳感器電極的表面促進顆粒物集聚成顆粒物結(jié)構(gòu)。接地組件被耦合到接地參考，并被設置成距傳感電極一距離。積分電容器耦合到該電壓源的負極側(cè)，其中積分電容器被配置為在時間上對源自來自顆粒物結(jié)構(gòu)的傳感器電極的電荷轉(zhuǎn)移的電流脈沖做積分。電流計被耦合到電壓源，用于響應于在排氣流中傳感器電極至顆粒物結(jié)構(gòu)的電荷轉(zhuǎn)移測量供給到該電壓源的電流的積分值。
[0027]本發(fā)明的實施例涉及一種方法。該方法包括:引導排氣的流動朝向凸狀電極以促進凸狀電極的表面處的顆粒集聚，并進一步引導在凸狀電極和凹形接地結(jié)構(gòu)之間的排氣流，在凸狀電極和凹形接地結(jié)構(gòu)之間生成非均勻電場以促進排氣流中懸浮的顆粒物聚集成高表面積質(zhì)量比的顆粒物結(jié)構(gòu)，測量由于集聚顆粒物結(jié)構(gòu)的移走而產(chǎn)生的電流脈沖，以及將電流脈沖積分成與排氣流中嵌入的顆粒物的質(zhì)量濃度相關(guān)的值。
[0028]本發(fā)明的實施例涉及一種用于測量顆粒物的設備。該設備包括電壓源，電極，接地結(jié)構(gòu)和相關(guān)模塊。該電極被電耦合到電壓源以在電極表面上生成電極表面電荷，其中該電極被至少部分地放置在排氣流內(nèi)，該電極產(chǎn)生用于促進在電極的表面上顆粒物形成至少一個絲狀結(jié)構(gòu)的電場，該絲狀結(jié)構(gòu)具有與電極表面電荷大致相等的顆粒物結(jié)構(gòu)表面電荷。接地結(jié)構(gòu)被耦合到接地參考并被放置成距傳感電極一距離。接地結(jié)構(gòu)接收源自與從電極的表面移走的移走絲狀結(jié)構(gòu)的電接觸的電流脈沖。相關(guān)模塊檢測電流脈沖，并把檢測出的電流脈沖和對排氣流的顆粒物測量進行相關(guān)。
[0029]附圖簡述
[0030]圖1描繪排氣傳感器系統(tǒng)的一個實施例的不意框圖。
[0031]圖2A描繪圖1的傳感器組件的一個實施例的外部的示意圖。
[0032]圖2B描繪圖1的傳感器組件的一個實施例的內(nèi)部的示意圖。
[0033]圖2C描繪通過圖2B的傳感器組件的內(nèi)部的流模式的示意圖。
[0034]圖3描繪圖1的控制電路的一個實施例的示意電路圖。
[0035]圖4描繪圖1的控制電路的另一實施例的示意電路圖。
[0036]在整個說明書中，類似的附圖標記可以用于標識相似的元素。
[0037]詳細說明
[0038]將容易地理解本文一般描述和附圖中描述的實施例的組件可以通過很廣泛的各種不同的配置來進行布置和設計。因此，下面更詳細描述的各種實施例，如圖所示，并不意在限制本公開的范圍，但僅僅作為各種有代表性的實施例。雖然在附圖中描述了實施例的各個方面，但附圖不一定按比例繪制，除非特別說明。
[0039]在不脫離其精神或基本特征的情況下，本發(fā)明可以體現(xiàn)為其它的具體形式。所描述的實施例在所有方面僅是說明性的而不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求指出，而不是由詳細描述指出。在權(quán)利要求書的等價物的含義和范圍內(nèi)的所有變化都被包含在其范圍內(nèi)。
[0040]對遍布該說明書各處的特征、優(yōu)勢的引用或類似用語并不暗示可用本發(fā)明實現(xiàn)的所有特征和優(yōu)勢應在或在本發(fā)明的任何單個實施例中。相反，引用特征和優(yōu)勢的用語被理解成意味著結(jié)合實施例描述的具體特征、優(yōu)勢、或特性包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。由此，對遍布本說明書各處的特征和優(yōu)勢的討論、和類似用語可以但不一定指代相同實施例。
[0041]而且，本發(fā)明的所描述特征、優(yōu)勢、和特性可以任何合適方式組合在一個或多個實施例中。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本文中描述的啟示下將認識到，可在沒有特定實施例的具體特征或優(yōu)勢種的一個或多個具體特征或優(yōu)勢的情況下實踐本發(fā)明。在其他實例中，可在可能未呈現(xiàn)在本發(fā)明的所有實施例中的某些實施例中識別出附加特征和優(yōu)勢。
[0042]對遍布本說明書各處的“一個實施例”、“實施例”、或類似用語的引用意指結(jié)合所指示實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。由此，遍布本說明書各處的短語“(在)一個實施例中(的)”、“(在)實施例中(的)”、和類似用語可以但不一定全部指代相同實施例。
[0043]將容易地理解，本文中所一般性描述的和在所附附圖中解說的實施例的組件可以各種各樣不同的構(gòu)型來布置和設計。由此，如表示在附圖中的以下對各種實施例的更詳細描述不旨在限制本公開的范圍，而僅僅代表各個實施例。盡管實施例的各個方面被呈現(xiàn)在附圖中，但除非具體指出，附圖不一定按比例繪制。
[0044]本發(fā)明可以其他形式實現(xiàn)而不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特性。所描述實施例的所有方面應被視為解說性而非限制性的。因此，本發(fā)明的范圍是由所附權(quán)利要求指示而非由本詳細的說明書指示。進入到權(quán)利要求的等效物的含義和范圍內(nèi)的所有變化要被涵蓋在權(quán)利要求之內(nèi)。對遍布本說明書各處的特征、優(yōu)勢的引用或類似用語不暗示可用本發(fā)明實現(xiàn)的所有特征和優(yōu)勢應在或在本發(fā)明的任何單個實施例中。相反，引用這些特征和優(yōu)勢的用語被理解成意味著結(jié)合實施例描述的具體特征、優(yōu)勢、或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。由此，對遍布本說明書各處的特征和優(yōu)勢的討論和類似用語可以但不一定指代相同實施例。
[0045]而且，本發(fā)明的所描述特征、優(yōu)勢、和特性可以任何合適方式組合在一個或多個實施例中。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本文中描述的啟示下將認識到，可在沒有特定實施例的具體特征或優(yōu)勢種的一個或多個具體特征或優(yōu)勢的情況下實踐本發(fā)明。在其他實例中，可在可能未呈現(xiàn)在本發(fā)明的所有實施例中的某些實施例中識別出附加特征和優(yōu)勢。
[0046]對遍布本說明書各處的“一個實施例”、“實施例”、或類似用語的引用意指結(jié)合所指示實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。由此，遍布本說明書各處的短語“(在)一個實施例中(的)”、“(在)實施例中(的)”、和類似用語可以但不一定全部指代相同實施例。
[0047]所描述的實施例包括基于集聚電荷損失原理的顆粒物傳感器。
[0048]含有小顆粒的排氣流被引導向連接到絕緣的高壓電源的正連接的電極。這些顆粒會自然地將其自身附到高電壓電極，并在該電極上形成層。當幾分鐘后足夠多的顆粒附著，在電極上和累積顆粒層上的表面凹凸充當顆粒物優(yōu)先附著的成核點(nucleation point)。
[0049]足夠的層的形成的時間延遲取決于排氣中的顆粒濃度。在典型的柴油發(fā)動機的排氣中的煙灰濃度的情況下，這在5到10分鐘之間發(fā)生。然而，這個時間延遲僅對從未在排氣中暴露的新電極而言。最初形成的煙灰層會永久地留在電極上，并且為了防止這種初始延遲這也可以在傳感器生產(chǎn)過程中人為生成。[0050]由于高電場、磁場強度和傳感器的物理幾何參數(shù)，這些顆粒會優(yōu)先附著在場強最強的核位點，一般是有缺陷的表面或粗糙點。之后煙灰顆粒在存在電場下繼續(xù)沉積并形成有限擴散的聚集體(分形或枝晶結(jié)構(gòu))。一旦煙灰集聚物達到一大尺寸(微米)，介電電泳就可能發(fā)揮作用使懸浮在液體或氣體中的粒子在不均勻電場中朝著更強的場區(qū)移動，只要它們的相對介電常數(shù)高于周圍介質(zhì)。煙灰或碳的相對介電常數(shù)通常是5-10，而排氣的相對介電常數(shù)接近I。內(nèi)燃機在工作溫度下的排氣中的顆粒大部分是煙灰顆?；蛱碱w粒。
[0051]當這些煙灰顆粒連接成核點，它們通過分子間的作用力(如范德華力)連接并保持在那里。一旦它們接觸并且如果至少部分是導電的，它們將獲得與電極表面同樣的表面電荷。
[0052]因為相同極性的電荷相斥，它們在同一時間被電極排斥。然而對于單個顆粒來說此傳感器使用的電場強度(400-1500千伏/米)不足以克服附著力。
[0053]然而，由于電場作用，煙灰顆粒會聚集成支鏈絲狀的3維結(jié)構(gòu)，向遠離電極的方向延伸。在這些場的影響下，這些結(jié)構(gòu)趨向于自組織以使它們的表面區(qū)域最大化同時每個獨立分支作為新顆粒的新的成核點和附著點，但同時每個分支被其他分支排斥，因為他們有相同的電荷和極性。過了一段時間，這樣的結(jié)構(gòu)獲得了足夠的表面電荷使得在該結(jié)構(gòu)和電極之間由此產(chǎn)生的靜電斥力足以克服附著力，此刻該結(jié)構(gòu)會附著在電極上的層或結(jié)構(gòu)內(nèi)的附著力最弱。
[0054]當這些結(jié)構(gòu)從電極斷開時,它們會攜帶一部分電極的電荷，當它們接觸了傳感器或排氣系統(tǒng)的接地部分時會釋放這些電荷。傳感器的接地部分上的該電荷釋放可以以流過電極和地之間的電流脈沖的形式被檢測到，并且在這個實施例中，可以由在接地和高電壓電源的負連接之間的電流計來測量。
[0055]由于在電場中的支鏈結(jié)構(gòu)的自組織，給定所使用電壓，這些結(jié)構(gòu)可以攜帶比單個顆粒所能攜帶更多的單位質(zhì)量電荷。在此處所描述的實施例中，單位質(zhì)量電荷比比接觸電荷傳感器使用的單個顆粒電荷轉(zhuǎn)移中預期的要高100-1000倍。其他實施例可以具有相對于單個顆粒電荷轉(zhuǎn)移的不同的單位質(zhì)量電荷比。
[0056]對電流,顆粒質(zhì)量流,和顆粒大小的測量暗示了表面質(zhì)量比(surface to massratio)，并且該表面質(zhì)量比是對所獲取的每質(zhì)量單位電荷的虛擬表達。關(guān)于高表面質(zhì)量比，或高表面電荷密度質(zhì)量比(surface charge density to mass ratio)的理論是基于煙灰顆粒導電并因此可以只在其表面上攜帶電荷的事實。
[0057]在一個示例性的測量中，顆粒的質(zhì)量濃度為6毫克/立方米(每排氣容積的顆粒質(zhì)量)。
[0058]測得的顆粒數(shù)約為6*107個顆粒/cc并且顆粒的平均直徑為50納米。測得的電流為41nA，并通過傳感器的氣體流率大約是47cc/秒。這意味著約2.82*109顆粒流過傳感器并總顆粒質(zhì)量流率約為282ng/秒。
[0059]流過傳感器的顆粒的總表面積在假設顆粒近似球形的情況下約為2.21*10_5m2/秒。然而，當他們觸摸電極時，就不計算顆粒的總表面積，而是計算大致的橫截面面積。因此，對球形顆粒來說近似的有效面積僅為5.5*10_6m2/秒。
[0060]因此這些粒子的有效表面質(zhì)量比約為19.5m2/克。
[0061]在1000V下所描述傳感器的電極表面的電荷密度大約是6.9*10_5庫侖/平方米。[0062]如果每個顆粒從電極獲得表面電荷密度和電極本身一致，則轉(zhuǎn)移該電荷將會產(chǎn)生約為3.8*10,庫侖/秒或0.38nA的電流。在這個情況下，這也可以由單位質(zhì)量電荷轉(zhuǎn)移大約是1.35*1(T3庫侖/克來表示。
[0063]在一個實施例中，傳感器實際測得的電流大約是41nA。
[0064]對于約41nA的電流并假設聚集物獲得和電極一樣的表面電荷密度,從電極轉(zhuǎn)移電荷的集聚物的總表面面積很可能約是5.9*10_4平方米/秒。
[0065]由于流過傳感器的總的顆粒的質(zhì)量沒有改變，因此聚集物的平均有效表面質(zhì)量比約為2092平方米/克。
[0066]在這種情況下表描述了的單位質(zhì)量電荷轉(zhuǎn)移約0.15庫侖/克。盡管被表示，通常情況下有超過兩個數(shù)量級的差別。其它實施例可表現(xiàn)出約1.5-5之間數(shù)量級或更大的差別。
[0067]在操作中，對于給定的粒子濃度，達到平衡，其中聚集結(jié)構(gòu)的斷開速率和它們的堆積平衡。較高的煙灰濃度將更快地建立結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生更多更大的電流脈沖。
[0068]更大的電極的表面面積還產(chǎn)生了更多的機會以創(chuàng)造更多的結(jié)構(gòu)并因此產(chǎn)生更多的電流脈沖。
[0069]但是，在電極的表面面積會優(yōu)先地有正曲率來產(chǎn)生非均勻場。這在物理上限制了電極的大小。一些實施例中，可以使用多個較小的彎曲電極來創(chuàng)建更大的表面積。
[0070]電流脈沖在電子裝置中被積分并產(chǎn)生與排氣氣體的顆粒濃度成比例的整體平均電流。
[0071]增加電壓將在電極和聚集結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生較高的表面電荷密度，從而得到具有較高的平均振幅的電流脈沖，但的電壓的限制是聚集結(jié)構(gòu)尖端的電離放電的發(fā)端，這將造成從電極到接地的與煙灰濃度不成比例的電流。
[0072]這個電壓的大小是根據(jù)具體的實施例由實驗確定的。
[0073]因為較高的電流，這種測量方法比接觸電荷傳感器對電極安裝的電絕緣性能的要求低得多。此外信號放大電路的靈敏度可被減少，使得在無需昂貴的屏蔽下將它部署在電氣噪聲環(huán)境中的車輛成為可能。
[0074]圖1描繪排氣傳感器系統(tǒng)10的一個實施例的示意性框圖。圖中所示的排氣傳感器系統(tǒng)10包括傳感器組件12,發(fā)動機14和排氣系統(tǒng)16。發(fā)動機14產(chǎn)生排氣,該排氣移動通過排氣系統(tǒng)16。排氣系統(tǒng)16有利于排氣的流動到氣體出口 18，通常用于排放到大氣中。傳感器組件12至少部分地插入在排氣系統(tǒng)16內(nèi)的排氣流中以檢測參數(shù)。當排氣系統(tǒng)16中的氣體渡過和/或通過傳感器組件12時，傳感器組件12通過測量傳感器組件12處的化學物質(zhì)或溫度或其它參數(shù)來監(jiān)測排氣中的條件，如本文中描述的。在【具體實施方式】中，傳感器組件12包括顆粒物傳感器，用于檢測指示排氣流中的顆粒物質(zhì)的存在的條件。
[0075]排氣傳感器系統(tǒng)10還包括電子控制模塊20。電子控制模塊20包括處理器22，以及電子存儲設備24。電子控制模塊20還可以包括控制電路26以控制傳感器組件12的部分或全部的操作?；蛘?，控制電路26的一些或全部的功能可以在傳感器組件12中被實現(xiàn)，或在另一個并不一定是靠近電子控制模塊20的位置處實現(xiàn)。此外，在一些實施例中，控制電路26可控制外圍設備的系統(tǒng)(圖中未描述)?？梢栽趥鞲衅鹘M件12中被實現(xiàn)的外設系統(tǒng)的一些例子包括，但不限于，加熱器(未描述)或化學中和劑系統(tǒng)的(未描述)。作為化學中和劑系統(tǒng)的替代或補充，一些實施例可以包括排放控制兀件(未描述)，用以中和排氣系統(tǒng)106內(nèi)的化學和/或物質(zhì)的其他方面，無論在傳感器組件10的上游或下游。在其它實施例中，控制電路26可以控制外設系統(tǒng)內(nèi)的其它位置處的排氣傳感器系統(tǒng)10。
[0076]在一個實施例中，傳感器組件12將傳感器信號中繼給電子控制模塊20的處理器
22。處理器22對來自傳感器組件12的傳感器信號進行分析。如果傳感器信號已損壞，則處理器22可以向控制電路26發(fā)送控制信號，例如，要關(guān)閉的傳感器組件12。在這種情況下，或在其他情況下，控制電路26可以激活在傳感器組件12內(nèi)或附近的一個或多個加熱器以使顆粒物沉積燃盡，這些顆粒物沉積可能會損壞從傳感器組件12傳出的傳感器信號。在一些實施例中，處理器22發(fā)送控制信號到控制電路26以激活化學品注入系統(tǒng)，從而使化學試劑被引入到排氣系統(tǒng)16，以除去在傳感器組件12上聚集的顆粒物沉積。下面描述控制電路26的實施例的更多功能。
[0077]如果來自傳感器組件12的傳感器信號未被損壞，則處理器22可把傳感器信號和電子存儲設備24上的表單28內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)做比對，以確定在排氣系統(tǒng)16中排氣的一個或多個質(zhì)量。例如，處理器22可確定排氣流中的顆粒物質(zhì)的總量。處理器22還可以把來自傳感器組件12的傳感器信號和表單28中的查找到的數(shù)據(jù)比較，來估計例如排氣流中的顆粒物質(zhì)量濃度。在其它實施例中，電子控制模塊20有利于檢測在排氣系統(tǒng)16中的一個或多個其他氣體質(zhì)量。例如，可以檢測到排氣流的質(zhì)量的傳感器類型可包括但不限于顆粒物傳感器，氧傳感器，溫度傳感器，氨氣傳感器，流量傳感器，和空氣燃料比傳感器。
[0078]還應當指出的是實施例中的傳感器組件10可以容忍在氣體環(huán)境中的某些氣體成分波動。以這種方式，在對一個或多個其他化學物質(zhì)和/或操作條件有相對少或無中斷的情況下，傳感器組件10可被校準以測量排氣流內(nèi)的特定化學物，材料，或其他條件。
[0079]還應當指出，傳感器組件12可被使用，在一些實施例中，來確定排氣傳感器系統(tǒng)10中的另一組件的故障。例如，傳感器組件12可被用來確定在排氣系統(tǒng)16內(nèi)的顆粒物過濾器(圖中未描述)的故障。在一個實施例中，在排氣傳感器系統(tǒng)10的故障可通過傳感器組件12生成的升高的信號而被檢測到。在一些實施例中，排氣傳感器系統(tǒng)10包括報警器，用以指示傳感器組件12或在排氣傳感器系統(tǒng)10中其他組件的檢測到的故障。在一些實施例中，傳感器組件12也可以耦合到其它傳感器或檢測器，諸如質(zhì)量流量計等。
[0080]圖2A描繪實施例中由圖1所示的傳感器組件12的外部概略圖。圖2B描繪實施例的圖2A所示傳感器組件12的內(nèi)部的示意圖。所例示的傳感器組件12的外部元件包括傳感器外殼120，中間螺栓部122，和帶螺紋部分124。所描繪的外部元件還包括外殼126與蓋128。外殼126具有一個或多個孔130，這些孔提供了外殼126內(nèi)的氣流。蓋128包括單獨的開口 132，以促進外殼126內(nèi)的空氣流動。傳感器組件12的外殼體126的氣流模式的例子示于圖2C，并在下面更詳細描述。
[0081]為了參考,傳感器組件12被安裝在排氣傳感器系統(tǒng)100內(nèi)，這樣該傳感器殼體120和傳感器組件12的螺栓部122就通常在通過排氣系統(tǒng)106排出的排氣流之外。傳感器組件12的外殼體126和蓋128被安裝在通過排氣系統(tǒng)106排出的排氣流之內(nèi)。一般地，虛線134區(qū)分傳感器組件12在排氣系統(tǒng)106外的部分(虛線134的左側(cè))和在排氣系統(tǒng)106內(nèi)的部分(虛線134的右側(cè))。在一個實施例中，螺紋部124使傳感器組件12能通過螺紋，或用螺釘固定到排氣系統(tǒng)106內(nèi)的相應的孔中。螺紋部124的部分保持在排氣系統(tǒng)106外，或者，可能進入排氣系統(tǒng)106。傳感器組件12的許多外部元件可以由金屬，如不銹鋼來構(gòu)造，而基本上對排氣傳感器系統(tǒng)100的典型的機械和/或化學條件是不敏感。
[0082]在一個實施例中，隨著排氣體流過蓋128，相關(guān)聯(lián)文丘里(Venturi)效應制造將排氣體從外部殼體126的內(nèi)部抽出的低氣壓。相應的排氣體量從環(huán)境排氣流通過孔130抽到外部殼體126中。將環(huán)境排氣流的一部分抽到外部殼體126中允許傳感器電極136測量該排氣流內(nèi)的顆粒物(PM)量。
[0083]在一個實施例中，大表面積的電極136是圓柱形的。為減輕重量,氣缸可以是空心。氣缸的軸線可以是與電極安裝桿138的軸線重合。
[0084]圖2B描繪了一個實施例的傳感器組件12的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。傳感器組件12的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括傳感器電極136和電極安裝桿138，以及內(nèi)部擋板140和一個或多個絕緣體142和144。在所描述的實施例中，電場基本上在電極136和內(nèi)部擋板140的表面之間延伸。因為電極136的外徑小于內(nèi)部擋板140的內(nèi)徑，因此電場在電極136的表面是較強的。在一般情況下，通過傳感器組件12排氣的通過排氣入口孔130進入外殼126。排氣流流過內(nèi)部擋板140與外殼126之間的空間直至內(nèi)部擋板140的底座處的一個或多個擋板孔146。然后，氣體流在圓柱形的傳感器電極136和圓柱形內(nèi)部擋板140之間的空間流動到文丘里蓋128的排氣出口 132。
[0085]因為排氣流從內(nèi)部擋板中的孔146流入內(nèi)部擋板140和電極136之間的空間時有90度的大轉(zhuǎn)彎，因此懸浮在氣流中的顆粒因朝電極136的方向加速，因為它們具有比氣體分子高的慣性。這種流動模式進一步支持電極136上顆粒集聚物的形成。
[0086]在一個實施例中，內(nèi)部擋板140是金屬的并被連接到地面。文丘里蓋128也被連接到內(nèi)部擋板140并接地。
[0087]由于具有相等電荷，從電極136分離的集聚物被電極136排斥，并被內(nèi)部擋板140的表面吸引，該內(nèi)部擋板140具有與電極136或集聚物相反的表面電荷。因為分離的顆粒集聚物與氣體流一起在內(nèi)部擋板140和電極136之間流動，并且因為氣體流不得不再執(zhí)行兩個轉(zhuǎn)向以通過文丘里孔132離開，所以氣流中的這些轉(zhuǎn)向進一步保證，即使沒有將其電荷沉積在內(nèi)部擋板140中的集聚物也被其慣性加速去往文丘里蓋128的接地表面部分。
[0088]盤狀接地過濾器擋板144和高壓過濾器擋板148，提供一條曲折的路徑使顆粒可能移動到電極絕緣體142。這些過濾器擋板之間的電場在過濾器擋板144的內(nèi)邊緣和在過濾器的擋板148的外邊緣處高度不均勻。因此，沿著這些過濾器擋板之間的路徑移動的任何顆粒都自己被吸引到這些過濾器擋板，并會附著在那里。通過傳感器的正常的排氣路徑確保不會有足夠的煙灰顆粒移動來產(chǎn)生大型結(jié)構(gòu)。該過濾器擋板因此放慢顆粒在絕緣體142上的聚集。在絕緣體142上的顆粒聚集形成導電路徑，這將造成從電極136到傳感器殼體120的電荷損失，同時除了顆粒聚集體的電荷損失,這可能會對傳感器的性能產(chǎn)生不利影響。此外，在一些實施例中，絕緣體142可以周期性由嵌入式加熱器(圖中未描述)加熱，使得任何累積在絕緣層142上的煙灰顆粒燃盡。
[0089]在一些實施例中，這煙灰顆粒的燃盡可能很少被實現(xiàn)。即使排氣中的顆粒物濃度遠高于排氣的法定上限，可能每隔幾個小時的操作就要求燃盡。
[0090]圖3描繪如圖1的實施例的控制電路的電示意框圖。
[0091]高壓電壓源104的正連接被連接到傳感器組件12的電極108，而內(nèi)擋板140和傳感器組件12的其余部分被接地。在電氣示意框圖中此傳感器組件12的其余部分被描繪成部分110。高壓電壓源104的負連接被連接到濾波電阻器114的一側(cè)和濾波電容器112的一側(cè)。濾波電容器112的另一側(cè)接地。電阻器114的另一側(cè)連接到電流計106的一側(cè)，而電流計106的另一側(cè)接地。
[0092]電阻器114和濾波電容器112形成的低通濾波器的帶寬為，例如，5至10赫茲。傳感器組件12的操作中產(chǎn)生的電流脈沖在此低通濾波器中被積分。
[0093]圖4描繪了對圖3中所描繪的示意框圖的更詳細電示意圖。一般而言，所解說的控制電路136包括發(fā)生器塊150、保護塊152、以及檢測和濾波器塊154。其他實施例可包括所解說框中的一個或多個所解說框內(nèi)的較少或較多塊和/或較少或較多組件。
[0094]在所描繪實施例中，發(fā)生器塊150包括脈沖發(fā)生器(IG)、雙向齊納二極管(Zl)、變壓器(Tr)、高壓二極管(Dl)、和高壓電容器(Cl)。所解說變壓器包括帶有1: 10繞組比的初級和次級繞組，但是其他實施例可具有不同繞組比。保護塊152包括鉗位二極管(D2)。檢測塊154包括初始濾波器電阻器(RF)、初始濾波器電容器(CF)、運算放大器(OA)、增益電阻器(RG)、PM0S晶體管(Q)、和電流到電壓轉(zhuǎn)換電阻器(RS)。
[0095]一般而言，控制電路136生成要施加到傳感器電極108的相對高的電壓，并且進而生成可與傳感器電極108對其暴露的排氣流的顆粒物水平相關(guān)的輸出信號。具體而言，變壓器TR的次級側(cè)、二極管Dl和電容器Cl形成圖3中描述的浮動電壓源108的實施例。盡管具體電路組件以特定布置顯示，但其他實施例可使用類似或不同電路組件來達成相同或類似結(jié)果。另外，盡管所解說電路被實質(zhì)地以硬件實現(xiàn)，但使用由中央處理器或其他數(shù)字信號處理設備執(zhí)行的軟件指令來實現(xiàn)控制電路136的一些部分可以是可行的。
[0096]在一個實施例中 ，脈沖發(fā)生器156生成具有特定重復速率(例如，約1400脈沖每秒)和最大振幅(例如，約1000V)的周期性、短脈沖持續(xù)時間(例如，約1-2 i! sec)。電容器Cl的正充電側(cè)被連接到傳感器組件100的傳感器電極108。在傳感器電極108處得到正充電的集聚物周期性地帶走電容器電荷中的一些電容器電荷，并由此使電容器Cl相對于接地參考(例如，車輛接地)放電。該放電電流流過初始濾波器電阻器RF并在初始濾波器電容器CF處積分。運算放大器OA與增益電阻器RG和PMOS晶體管Q —起形成具有增益-RF/RG的反相電流放大器。該經(jīng)放大電流I &從PMOS晶體管Q的漏極流出到電壓轉(zhuǎn)換電阻器RS。電阻器RS處的電壓因此根據(jù)歐姆定律與1?*1&成比例。還可采用用于檢測放電電流的其他方法。
[0097]在一個實施例中，脈沖發(fā)生器156接收車輛電池電壓(約12V)并且將該車輛電池電壓切換到變壓器的初級繞組直至該繞組中的電流達到初級繞組閾值。在一個實施例中，該初級繞組閾值是近似于3安培，但其他實施例可使用不同的初級繞組閾值。當達到了指定電流限制，電流被迅速關(guān)斷。在一個實施例中，初級繞組的電感回掃脈沖被雙向齊納二極管Zl限制到100V的值。因為變壓器在其初級和次級繞組之間具有10: I的繞組比，初級側(cè)上的被限制到100V的回掃脈沖轉(zhuǎn)化為次級側(cè)上的1000V。盡管一些實施例可在初級側(cè)上使用100V并在次級側(cè)上使用1000V,但其他實施例可使用不同電壓和/或不同繞組比。
[0098]脈沖發(fā)生器156將電池周期性地切換到初級繞組以在定期基礎(chǔ)上在次級側(cè)上生成相應脈沖。在一個實施例中，每0.7毫秒(1.4kHz)就生成脈沖，但其他實施例可使用不同的脈沖生成頻率。[0099]變壓器的次級側(cè)上的1000V脈沖經(jīng)由二極管Dl將高壓電容器Cl充電到1000V。該電路是帶有初級電壓限制的回掃變換器。
[0100]高壓電容器Cl的1000V電荷被連接到傳感器電極108。
[0101]如果煙灰集聚物從傳感器電極108 —直延伸到傳感器組件的接地部分110，那么短路將形成高壓源到接地的短路。這造成將使Cl迅速放電的高電流，同時CF將被迅速充電到高負電壓。保護二極管D2防止CF被充電到比約-0.7V更負性的電壓。Cl的高放電電壓將由短路煙灰集聚物形成的顆粒加熱到足夠高的溫度來燒掉顆粒。這樣，這些類型的短路是自熄性的。
[0102]高壓電容器Cl的負側(cè)被連接到初始濾波器電阻器RF和初始濾波器電容器CF。該濾波器電容器CF積分由之前所描述的移走的煙灰集聚物造成的電流脈沖。因此通過RF的平均電流與來自電極的電荷損失率成比例，該電荷損失率是通過移走的煙灰集聚物將其電荷沉積到傳感器或排氣系統(tǒng)的接地部分而導致的。該積分電流與流過傳感器的排氣體的煙灰濃度相關(guān)。由于電流脈沖的積分的需要，該傳感器響應時間由RF和CF所形成的低通濾波器的低通濾波器帶寬來決定。對于典型實現(xiàn)而言，該帶寬小于10Hz。
[0103]排氣傳感器系統(tǒng)10還包括電子控制模塊20。電子控制模塊20包括處理器22和電子存儲器器件24。電子控制模塊20還可包括控制傳感器組件12的一些或所有操作的控制電路26。替代地，控制電路116功能性中的一些或所有功能性可在傳感器組件12處或在不一定鄰近電子控制模塊20的另一位置處實現(xiàn)。另外，在一些實施例中，控制電路26可控制外圍系統(tǒng)(未描繪)。可在傳感器組件12處實現(xiàn)的一些外圍系統(tǒng)示例包括但不限于加熱器(未描繪)或化學中和劑系統(tǒng)(未描繪)。作為該化學中和劑系統(tǒng)的替代或補充，一些實施例可包括排放控制元件(未描繪)來中和排氣系統(tǒng)106內(nèi)的化學物和/或物質(zhì)的其他方面——或者在傳感器的上游或者在下游。
[0104]在以上描述中，提供了各種實施例的具體細節(jié)。然而，可用比所有這些具體細節(jié)少的細節(jié)來時間一些實施例。在其他實例中，出于簡潔和清楚的原因，某些方法、例程、組件、結(jié)構(gòu)、和/或功能是以不多于使能本發(fā)明的各種實施例的細節(jié)來描述的。
[0105]盡管本文中的(諸)方法的操作以特定次序描述了和描述，但每個方法的操作次序可被變更，從而某些操作可以相反次序執(zhí)行，或者從而某些操作可至少部分地與其他操作并發(fā)地執(zhí)行。在另一實施例中，相異操作的指令或子操作可以斷續(xù)的和/或交替的方式實現(xiàn)。
[0106]盡管本發(fā)明的具體實施例已被描述和解說，但本發(fā)明不限于如此描述和解說的具體形式或各部分布置。本發(fā)明的范圍是要被附于本文的權(quán)利要求及其等效物定義的。
【權(quán)利要求】
1.一種用來測量顆粒物的傳感器組件，所述傳感器組件包括: 電壓源； 被耦合到電壓源的傳感器電極，用以接收電壓，所述傳感器電極被布置在所述傳感器組件內(nèi)的定向并受控制的排氣流內(nèi)，以便于顆粒在傳感器電極的表面上集聚成顆粒物結(jié)構(gòu)； 接地組件，其被耦合到接地參考并被放置到距傳感器電極一距離處； 耦合到所述電壓源的負極側(cè)的積分電容器，其中所述積分電容器被配置為對源自來自所述顆粒物結(jié)構(gòu)的傳感器電極的電荷轉(zhuǎn)移的電流脈沖按時間做積分；以及； 被耦合到電壓源的電流測量器，用于響應于在排氣流內(nèi)從傳感器電極至顆粒物結(jié)構(gòu)的的電荷轉(zhuǎn)移測量提供到電壓源的電流的積分值。
2.如權(quán)利要求 1所述的傳感器組件，其特征在于，所述的顆粒物結(jié)構(gòu)具有高的表面電荷密度質(zhì)量比。
3.如權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，還包括被耦合到傳感器電極的耦合電路，其中所述控制電路被配置為產(chǎn)生至少部分地與從傳感器電極至顆粒物結(jié)構(gòu)的電荷轉(zhuǎn)移相關(guān)的輸出信號，其中所述輸出信號與測得的排氣流內(nèi)的顆粒物的電平相關(guān)。
4.如權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，所述傳感器組件被配置為在缺少與所述傳感器電極和接地組件分開的另一電極的情況下工作。
5.如權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，所述傳感器電極和所述接地組件之間的距離為大致0.5毫米和2毫米之間。
6.如權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，施加到傳感器電極的所述電壓在電壓下限和電壓上限之間，其中所述電壓下限足以促進顆粒物集聚自組織成高表面積質(zhì)量比的結(jié)構(gòu)，所述電壓上限不足以引起通過排氣流的傳感器電極或顆粒物結(jié)構(gòu)的放電。
7.如權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，所述傳感器電極包括含有圓柱形部分的電極。
8.如權(quán)利要求7所述的傳感器組件，其特征在于，內(nèi)部擋板充分包圍傳感電極的圓柱形部分的大部分。
9.如權(quán)利要求7所述的傳感器組件，其特征在于，所述內(nèi)部擋板被電耦合到所述傳感器組件的外殼，并且所述傳感電極與所述擋板以及所述外殼電絕緣。
10.如權(quán)利要求9的傳感器組件，其特征在于，所述殼體至少部分地包圍內(nèi)部擋板，并且包括入口，用以允許排氣流的一部分進入所述殼體，并且所述內(nèi)部擋板定義在與所述殼體的進氣口偏移的位置處的至少一個孔，用以產(chǎn)生擋板和殼體之間的流模式，其中內(nèi)部擋板中的至少一個孔被配置成朝向傳感器電極的表面并進一步基本上沿著所述內(nèi)部擋板中的至少一個孔與所述外殼的出口之間傳感器電極的長度引導流模式。
11.如權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，傳感器電極的一部分和周圍傳感器結(jié)構(gòu)被布置成沿軸向作為靜電粒子過濾器的一系列盤狀物，用以防止在傳感器電極的電絕緣安裝部分積聚顆粒。
12.如權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，還包括殼體，其中所述殼體包括: 排氣入口 ；以及 文丘里蓋，當其被設置在排氣流中，通過排氣入口吸引至少一些排氣流進入排氣流室。
13.如權(quán)利要求12所述的傳感器組件，其特征在于，還包括設置在殼體內(nèi)的絕緣體，用以定義排氣流室的端部并將所述傳感器電極安裝在大致第一端部的位置。
14.如權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，還包括: 發(fā)生器塊，其特征在于，所述發(fā)生器塊被配置為產(chǎn)生DC電壓信號，用于施加到傳感器電極； 保護塊，用于在傳感器電極接地短路并保護傳感器組件免于過高電壓期間促進DC電壓信號的大電流放電；以及 電流放大器，用 以放大積分電流。
15.—種方法,包括: 引導排氣的流動朝向凸狀電極以促進凸狀電極的表面處的顆粒集聚，并進一步引導所述凸狀電極和凹形接地結(jié)構(gòu)之間的排氣流； 創(chuàng)建在所述凸狀電極和凹形接地結(jié)構(gòu)之間的非均勻電場以促進在排氣流中懸浮的顆粒物集聚成高表面積質(zhì)量比的顆粒物結(jié)構(gòu)； 測量由于集聚的顆粒物結(jié)構(gòu)的移走而導致的電流脈沖；以及 將電流脈沖積分成可與排氣流中嵌入的顆粒物的質(zhì)量濃度相關(guān)的值。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生所述電場還包括應用電壓下限和電壓上限之間的電壓，其中所述電壓下限足以促進顆粒物質(zhì)集聚成顆粒物質(zhì)結(jié)構(gòu)，而所述電壓上限不足以引起通過排氣流的凸狀電極或顆粒物質(zhì)結(jié)構(gòu)的放電。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在所述凸狀電極和凹形接地結(jié)構(gòu)之間的空間在大致0.5和2毫米之間。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，引導所述排氣流還包括引導排氣流通過殼體中的入口，其中所述殼體至少部分地包圍所述凸狀電極和所述凹形接地結(jié)構(gòu)，并通過文丘里效應將排氣流吸引出殼體以生成沿凸狀電極的氣流模式。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生所述非均勻電場還包括通過被配置成至少部分地在結(jié)構(gòu)上支撐所述凸狀電極的絕緣體使所述凸狀電極和所述凹狀接地結(jié)構(gòu)絕緣。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括使所述凸狀電極的軸向盤狀部分和所述凹形接地結(jié)構(gòu)的一部分發(fā)生靜電相互作用，以減少在絕緣體上來自排氣流的顆粒物的積聚。
21.一種用于測量顆粒物的設備，所述設備包括: 電壓源； 電耦合到所述電壓源的電極，用以在電極的表面上的生成電極表面電荷，其中所述電極至少部分地放置在排氣流內(nèi)，所述電極用于產(chǎn)生電場以促進顆粒物在電極的表面上形成至少一個絲狀結(jié)構(gòu)，所述絲狀結(jié)構(gòu)具有基本上與電極表面電荷相等的顆粒物結(jié)構(gòu)表面電荷； 接地結(jié)構(gòu)，其被耦合到接地參考并被放置在距傳感電極一距離處，所述接地結(jié)構(gòu)被配置為接收源自與從電極的表面移走的絲狀結(jié)構(gòu)的電接觸的電流脈沖；以及 相關(guān)模塊，用以檢測電流脈沖并把檢測出的電流脈沖和所述排氣流的顆粒物測量進行相關(guān)。
22.如權(quán)利要求21所述的設備，其特征在于，所述電場具有大致400到1500千伏/米之間的場強。
23.如權(quán)利要求21所述的設備，其特征在于，所述至少一個絲狀結(jié)構(gòu)具有高的表面電荷密度質(zhì)量比。
24.如權(quán)利要求21所述的設備，其特征在于，所述電極包括大致凸起的圓柱形部分。
25.如權(quán)利要求21所述的設備，其特征在于，所述接地結(jié)構(gòu)至少部分地圍繞所述電極。
26.如權(quán)利要求21所述的設備，其特征在于，所述電極和所述接地結(jié)構(gòu)之間的距離為大致0.5毫米和2毫米。
27.如權(quán)利要求21所述的設備，其特征在于，殼體至少部分地圍繞所述電極和所述接地結(jié)構(gòu)。
28.如權(quán)利要求27所述的設備，其特征在于，所述外殼包括至少一個排氣流入口，用以允許一部分的排氣流通過電極上的電場并在電極上沉積顆粒物。
29.如權(quán)利要求28所述的設備，其特征在于，所述殼體包括文丘里蓋，所述文丘里蓋當被放置于排氣流中時吸引至少部分的排氣流進入排氣流入口。
30.如權(quán)利要求29所述的設備，其特征在于，所述殼體和所述文丘里蓋被電連接到所述接地結(jié)構(gòu)。`
【文檔編號】G01N27/00GK103688161SQ201280025316
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月26日
【發(fā)明者】K·阿爾門丁戈, B·亨德森, A·羅德哈薩米, L·索倫森, J·施特潘 申請人:埃米森斯技術(shù)有限公司