相關(guān)申請(qǐng)的相互參照本申請(qǐng)基于2014年12月23日提出申請(qǐng)的日本申請(qǐng)?zhí)?014－259592號(hào)，在此引用其記載內(nèi)容。本發(fā)明涉及顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件。
背景技術(shù)：
：在內(nèi)燃機(jī)的排氣管設(shè)置有用于捕集排氣中所含的顆粒狀物質(zhì)(particulatematter：pm)的排氣凈化裝置。該排氣凈化裝置具備顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)裝置，該顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)裝置具有對(duì)排氣所含的顆粒狀物質(zhì)的量進(jìn)行檢測(cè)的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)傳感器，基于通過(guò)該顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)裝置得到的信息，進(jìn)行排氣凈化裝置的故障檢測(cè)。作為在排氣凈化裝置中使用的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)傳感器的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件，例如有專利文獻(xiàn)1所示的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件。專利文獻(xiàn)1的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件將極性互不相同的電極相鄰配置而成，并向電極間施加電壓從而形成靜電場(chǎng)，來(lái)捕集帶電的顆粒狀物質(zhì)。并且，通過(guò)對(duì)由顆粒狀物質(zhì)在電極間堆積而產(chǎn)生的電極間的電特性的變化進(jìn)行測(cè)定，從而檢測(cè)顆粒狀物質(zhì)的量。這里，若顆粒狀物質(zhì)的堆積量增加，則電極間的電特性難以變化，有時(shí)傳感器靈敏度降低。因此，在規(guī)定的定時(shí)進(jìn)行再生處理，以使顆粒狀物質(zhì)的捕集能力恢復(fù)。再生處理通過(guò)利用加熱器加熱等燃燒除去顆粒狀物質(zhì)來(lái)進(jìn)行。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2012－78130號(hào)公報(bào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：然而，即使使顆粒狀物質(zhì)燃燒，由于無(wú)機(jī)成分作為殘?jiān)鼩埩?，則反復(fù)顆粒狀物質(zhì)的堆積、再生處理的話，殘?jiān)鼭u漸堆積。于是，擔(dān)心若電極被殘?jiān)駴](méi)，則會(huì)造成傳感器的檢測(cè)靈敏度降低、或不能檢測(cè)。本公開(kāi)鑒于相關(guān)背景而做成，欲提供能夠抑制由顆粒狀物質(zhì)的殘?jiān)鸬臋z測(cè)電極的埋沒(méi)、并抑制檢測(cè)靈敏度的降低的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件。本公開(kāi)的一方式涉及顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件，其特征在于，該顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件具有將多個(gè)檢測(cè)電極以及多個(gè)絕緣部件層疊而成的層疊部，該多個(gè)檢測(cè)電用于檢測(cè)從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣中所含的顆粒狀物質(zhì)的極，該多個(gè)絕緣部件由具有電絕緣性的材料構(gòu)成，其中，在上述檢測(cè)電極與上述絕緣部件的層疊方向上，相鄰的上述檢測(cè)電極具有相互不同的極性，上述顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件具有在與上述層疊方向正交的方向上使上述多個(gè)檢測(cè)電極的至少一部分從上述絕緣部件露出并使上述顆粒狀物質(zhì)的一部分堆積的被堆積部，在該被堆積部中，具有一方的極性的上述檢測(cè)電極在上述層疊方向上的寬度比具有另一方的極性的上述檢測(cè)電極在上述層疊方向上的寬度大。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)施例1中的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件的立體圖。圖2為實(shí)施例1中的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件的被堆積部的放大圖。圖3為實(shí)施例1中的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件的分解立體圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例(實(shí)施例1)使用圖1～圖3對(duì)上述顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件所涉及的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，上述顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件具有將多個(gè)檢測(cè)電極2及多個(gè)絕緣部件3層疊而成的層疊部4，多個(gè)檢測(cè)電極2用于對(duì)從內(nèi)燃機(jī)排出的排氣中所包含的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，多個(gè)絕緣部件3由具備電絕緣性的材料構(gòu)成。在檢測(cè)電極2與絕緣部件3的層疊方向x上，相鄰的檢測(cè)電極2具有互不相同的極性。顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1具有在與層疊方向x正交的方向上使多個(gè)檢測(cè)電極2的至少一部分從絕緣部件3露出并使顆粒狀物質(zhì)的一部分堆積的被堆積部5。如圖2所示，在被堆積部5中，具有一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w1比具有另一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w2大。優(yōu)選的是，在被堆積部5中，具有一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w1為具有另一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w2的1.5倍以上。本例的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1用于對(duì)從安裝在汽車的內(nèi)燃機(jī)通過(guò)排氣管而排出的排氣中所含的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)?；谕ㄟ^(guò)顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1得到的信息，進(jìn)行排氣凈化裝置的故障檢測(cè)。此外，本例中，對(duì)排氣所含的主要的顆粒狀物質(zhì)為帶正電的安裝在排氣系統(tǒng)的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1進(jìn)行說(shuō)明。即，本例的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1優(yōu)選的是多個(gè)檢測(cè)電極2之中，使負(fù)極22的寬度w1大于正極21的寬度w2，且負(fù)極22的寬度w1為正極21的寬度w2的1.5倍以上。如圖3所示，絕緣部件3通過(guò)將氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈹?shù)忍沾刹牧闲纬蔀槠桨鍫疃?。顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1通過(guò)將絕緣部件3在其板厚方向上層疊8片而形成為棒狀。在8片絕緣部件3中的7片上，在層疊方向x的一方的面中的絕緣部件3的長(zhǎng)邊方向(圖中的方向y)的一端部形成有由導(dǎo)電性材料構(gòu)成的檢測(cè)電極2。在本實(shí)施方式中，在平板狀的絕緣部件3的一對(duì)的主面的一方形成有檢測(cè)電極2的膜。通過(guò)層疊形成有該檢測(cè)電極2的絕緣部件3層疊，來(lái)形成將絕緣部件3與檢測(cè)電極2交替地層疊而成的層疊部4。如圖1所示，在層疊部4中，多個(gè)檢測(cè)電極2的正極21與負(fù)極2交替地層疊。此外，在圖3中，省略了層疊方向x上的檢測(cè)電極2的厚度的圖示。另外，不特別限定絕緣部件3以及檢測(cè)電極2的層疊數(shù)。如圖1所示，在層疊方向x上相鄰的檢測(cè)電極2彼此被相互隔開(kāi)一定間隔地配置。如圖3所示，在檢測(cè)電極2中，在配置于層疊方向x的端部的正極21以及負(fù)極22，分別形成有從檢測(cè)電極2向與層疊方向x正交的方向y延伸的引出電極部23。雖然未進(jìn)行圖示，但在本實(shí)施方式中，正極21彼此、負(fù)極22彼此電連接。因此，通過(guò)從外部對(duì)引出電極部23施加電壓，從而對(duì)各正極21、各負(fù)極22施加電壓。此外，電壓的施加方法、電極的連接方法不限于此。如圖1所示，顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1在配置于與層疊方向x正交的方向z的側(cè)面，使檢測(cè)電極2的端部附近從絕緣部件3露出而形成有被堆積部5。該被堆積部5成為檢測(cè)面。換句話說(shuō)，被堆積部5包括顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1的上述側(cè)面中的、分離形成的檢測(cè)電極2的露出面(以下，有時(shí)也稱作檢測(cè)電極2的檢測(cè)面)以及這些檢測(cè)電極2間的絕緣部件3的露出面(以下，有時(shí)也稱作絕緣部件3的檢測(cè)面)。在顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1的被堆積部5中，若對(duì)檢測(cè)電極2施加電壓則在檢測(cè)電極2的周圍形成電場(chǎng)，顆粒狀物質(zhì)被向檢測(cè)電極2吸引。在本例中，由于主要的顆粒狀物質(zhì)帶正電，因此顆粒狀物質(zhì)被向檢測(cè)電極2中的主負(fù)極22吸引。附著在檢測(cè)電極2的顆粒狀物質(zhì)在檢測(cè)電極2的表面即檢測(cè)電極2的檢測(cè)面移動(dòng)，并在相鄰的正極21與負(fù)極22之間即平板狀的絕緣部件3的檢測(cè)面堆積。于是，通過(guò)在被堆積部5堆積的顆粒狀物質(zhì)，在被堆積部5露出的正極21與負(fù)極22導(dǎo)通，正極21與負(fù)極22之間的電阻值降低。隨著檢測(cè)電極2間的電阻值的變化，作為流過(guò)檢測(cè)電極2間的電信號(hào)的電流量發(fā)生變化。由此，從顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1輸出的電流值變化。換句話說(shuō)，從顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1輸出的電流值根據(jù)被堆積部5中的顆粒狀物質(zhì)的堆積量而變化，具有與顆粒狀物質(zhì)的堆積量有關(guān)的信息。通過(guò)使用該電流值，能夠檢測(cè)被堆積部5中的顆粒狀物質(zhì)的堆積量。在本例中，在顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1中檢測(cè)出的電流被向具備分流電阻的控制單元輸出?？刂茊卧敵隼秒娏髦蹬c分流電阻的積計(jì)算出的電壓。接下來(lái)，對(duì)本例的作用效果進(jìn)行說(shuō)明。在上述顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1的被堆積部5中，具有一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w1大于具有另一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w2。因此，能夠抑制顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1的厚度的增加，且能夠抑制檢測(cè)電極2被顆粒狀物質(zhì)的殘?jiān)駴](méi)。即，由于排氣所含的顆粒狀物質(zhì)帶正或負(fù)電，因此容易集中并堆積在正及負(fù)中的某一方的電極。因此，通過(guò)僅增大顆粒狀物質(zhì)容易集中的一側(cè)的檢測(cè)電極2的寬度，能夠抑制層疊方向x上的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1的大型化，并且能夠高效地防止檢測(cè)電極2被顆粒狀物質(zhì)的殘?jiān)駴](méi)。另外，通過(guò)將寬度w1設(shè)成寬度w2的1.5倍以上，能夠進(jìn)一步高效地防止檢測(cè)電極2被顆粒狀物質(zhì)的殘?jiān)駴](méi)。如以上所述，根據(jù)本例，可提供能夠抑制顆粒狀物質(zhì)的殘?jiān)鸬臋z測(cè)電極的埋沒(méi)、并抑制檢測(cè)靈敏度降低的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件。此外，在實(shí)施例1中，對(duì)于排氣所含的主要的顆粒狀物質(zhì)帶正電的情況，例示了被堆積部中的層疊方向的負(fù)極的寬度大于層疊方向的正極的寬度，但對(duì)于排氣所含的主要的顆粒狀物質(zhì)帶負(fù)電的情況，能夠使被堆積部中的層疊方向的正極的寬度大于層疊方向的負(fù)極的寬度。(確認(rèn)試驗(yàn))在本試驗(yàn)中，確認(rèn)了使顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1的負(fù)極22的寬度w1相對(duì)于正極21的寬度w2的比w1/w2變化之時(shí)，對(duì)檢測(cè)靈敏度產(chǎn)生的影響。在本試驗(yàn)中，使用基本構(gòu)成與上述的實(shí)施例1所示的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1相同的檢測(cè)元件，變更負(fù)極22的寬度w1相對(duì)于正極21的寬度w2的比w1/w2來(lái)進(jìn)行檢測(cè)靈敏度的比較。具體而言，使用了將比率w1/w2設(shè)為1.0、1.2、1.5、2.7、5.0的5種顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件。將正極21的寬度w2設(shè)為4μm，將沿層疊方向x相鄰的檢測(cè)電極2間的間隔設(shè)為20μm。另外，將對(duì)正極21與負(fù)極22之間施加的電壓設(shè)為35v。此外，本例或與本例有關(guān)的附圖中所使用的附圖標(biāo)記之中，與實(shí)施例1中使用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記，只要未特別說(shuō)明，則表示與實(shí)施例1相同的構(gòu)成要素等。在配設(shè)有顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件的排氣管中，使顆粒狀物質(zhì)濃度為3mg/m3的排氣以24m/s的流速流通。另外，顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件的附近的排氣溫度為220℃。在該條件下，進(jìn)行了以12分鐘為1周期反復(fù)顆粒狀物質(zhì)的捕集、再生處理的耐久試驗(yàn)。即，1周期中的最初的10分鐘期間進(jìn)行顆粒狀物質(zhì)的捕集，之后用2分鐘進(jìn)行再生處理。再生處理通過(guò)利用加熱器加熱燃燒除去顆粒狀物質(zhì)來(lái)進(jìn)行。并且，上述耐久試驗(yàn)的規(guī)定周期后，確認(rèn)了顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件中的檢測(cè)靈敏度的變化。檢測(cè)靈敏度通過(guò)顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件中的不靈敏質(zhì)量來(lái)判斷。不靈敏質(zhì)量(日文：不感質(zhì)量)指的是，在各周期期間，直至由于顆粒狀物質(zhì)的堆積而在顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件形成導(dǎo)通路徑、顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件的電特性發(fā)生變化為止的期間，在排氣管內(nèi)流通的排氣氣體所含的顆粒狀物質(zhì)的量。對(duì)于上述5種顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件，在排氣管內(nèi)的顆粒狀物質(zhì)的流通量相當(dāng)于車輛行駛10萬(wàn)km的周期(方便起見(jiàn)稱作“10萬(wàn)km相當(dāng)周期”。)、以及相當(dāng)于車輛行駛30萬(wàn)km的周期(方便起見(jiàn)稱作“30萬(wàn)km相當(dāng)周期”。)中，分別測(cè)定了不靈敏質(zhì)量、并測(cè)定了不靈敏質(zhì)量比。測(cè)定結(jié)果在表1中示出。此外，不靈敏質(zhì)量比指的是，在第規(guī)定次數(shù)的周期期間測(cè)定的不靈敏質(zhì)量相對(duì)于在第一次周期期間測(cè)定的不靈敏質(zhì)量的比?！颈?】w1/w2相當(dāng)于行駛10萬(wàn)km相當(dāng)于行駛30萬(wàn)km1.02.4不能測(cè)定1.21.6不能測(cè)定1.51.03.22.71.01.05.01.01.0在表1中的“相當(dāng)于行駛10萬(wàn)km”的欄中表示在相當(dāng)于10萬(wàn)km的周期中測(cè)定的不靈敏質(zhì)量比。另外，在表1中的“相當(dāng)于行駛30萬(wàn)km”的欄中表示在相當(dāng)于30萬(wàn)km的周期中測(cè)定的不靈敏質(zhì)量比。如表1所示，相對(duì)于在比率w1/w2為1.0的情況(w1＝w2的情況)下、相當(dāng)于10萬(wàn)km的周期中的不靈敏質(zhì)量比為較大的2.4，在使負(fù)極22的寬度w1大于正極21的寬度w2的情況下，不靈敏質(zhì)量比減少。另外，確認(rèn)了只要比率w1/w2為1.5以上，即使在相當(dāng)于10萬(wàn)km的周期中，顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1的檢測(cè)靈敏度也不降低。并且，確認(rèn)了若設(shè)比率w1/w2為2.7以上，則即使在相當(dāng)于30萬(wàn)km的周期中，顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1的檢測(cè)靈敏度也不降低。根據(jù)以上的結(jié)果可知，通過(guò)在被堆積部5中、使具有一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w1大于具有另一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w2，能夠提高顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件的檢測(cè)靈敏度的耐久性。另外，可知通過(guò)在被堆積部5中、使具有一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w1為具有另一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w2的1.5倍以上，能夠得到檢測(cè)靈敏度更難以降低的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件1。并且，可知更優(yōu)選的是在被堆積部5中，將具有一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w1設(shè)為具有另一方的極性的檢測(cè)電極2在層疊方向x上的寬度w2的2.7倍以上。此外，關(guān)于比率w1/w2為1.0、1.2的顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件，從耐久試驗(yàn)開(kāi)始后達(dá)到相當(dāng)于30萬(wàn)km的周期之前，不能測(cè)定顆粒狀物質(zhì)。認(rèn)為從耐久試驗(yàn)開(kāi)始至達(dá)到相當(dāng)于30萬(wàn)km的周期期間，檢測(cè)電極被顆粒狀物質(zhì)的殘?jiān)駴](méi)。附圖標(biāo)記說(shuō)明1顆粒狀物質(zhì)檢測(cè)元件2檢測(cè)電極3絕緣部件4層疊部5被堆積部w1檢測(cè)電極(負(fù)極)的寬度w2檢測(cè)電極(正極)的寬度x層疊方向當(dāng)前第1頁(yè)12