一种车用颗粒物（PM）传感器的研发

朱颖ZHU Ying；周妤ZHOU Yu；梁雪LIANG Xue；李照LI Zhao

（西安创联科技（集团）有限责任公司，西安710065）

0 引言

随着尾气排放法规和OBD 系统的技术要求越来越严格，使得人们对用于柴油发动机尾气处理系统的可快速启动的高精确度PM 传感器期望也越来越强。国内暂时没有成熟的产品可以大批量的进入市场。因此，研发PM 传感器对我国节能减排、提升汽车电子行业的技术水平和产业化应用水平具有重要的现实意义。

1 PM 传感器芯体设计

电阻型PM 传感器在使用功能、价格以及耐久度等方面都有较大的优势，而且可以直接检测DPF 之后的碳烟排放。电阻型PM 传感器基于多层陶瓷的传感技术，由两个像梳子一样的交叉电极（该电极初始电阻无限大）、一个加热器和一个测温元件组成，图1 为电阻型PM 传感器元件示意图。

图1 传感器元件示意图

在传感器工作过程中，两交叉电极收集来自排气中的碳烟，在交叉电极间形成了导电通路，根据碳烟累积量不同，电极间电阻值也不同。因此，通过掌握碳烟浓度和传感器电阻之间的变化关系，就可以实现对排气中碳烟浓度的检测。另外，电极工作一段时间以后，由于碳烟在电极中沉积量越来越多，就会导致电极短路，因此需要设定一个阈值，当电阻达到该阈值时，传感器的加热元件开始工作，烧掉沉积的颗粒物，避免因碳烟沉积导致的电极短路问题电阻碳烟PM 传感器的传感器外壳主要用于保护传感器，避免电极受到排气中颗粒物的碰撞。

该PM 传感器的陶瓷芯片由3 个功能层组成，不同功能层上分布有工作电极、工作电极保护层、加热电极、测温电极等功能性电极。……