專利名稱：煤煙傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于單片帶狀導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的煤煙傳感器、用于測量煤 煙的方法、和用于煤煙測量的導(dǎo)熱體芯片的使用。
背景技術(shù)：
DE19959870A1描述了一種煤煙傳感器，該煤煙傳感器使用加熱 元件把煤煙加熱到燃點并使用溫度傳感器對溫升進行分析來作為煤 煙顆粒的燃燒量的直接測量值。該間接測量的一個缺點是缺乏再現(xiàn) 性。必須知道在排放系統(tǒng)中的流狀況以便能夠根據(jù)溫升導(dǎo)出信息。而 且，該元件非常復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)非常易于發(fā)生故障并且很昂貴。根據(jù)DE3304846，對覆蓋了煤煙的加熱表面與根本無煤煙的加熱 表面的加熱功率進行比較。DE10331838涉及一種具有用于沉積煤煙的粗糙傳感器表面的傳 感器元件，其中傳感器主體的熱質(zhì)量被確定為其煤煙污染的測量值。 為此，該傳感器借由電阻器結(jié)構(gòu)來加熱，并且使用相同的電阻器結(jié)構(gòu) 來記錄傳感器主體的溫度。在上面引用的所有方法中，為了使測量結(jié)果比其它結(jié)果占優(yōu)勢，盡可能快地測量大變量的小變化。本質(zhì)上這與大量變量的變化相關(guān)， 尤其是與由煤煙沉積所引起的傳感器質(zhì)量的微小增加相關(guān)。如此測量的這些結(jié)果根本上以由于煤煙沉積而帶來的傳感器質(zhì)量的改變?yōu)榛?礎(chǔ)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是允許對煤煙顆粒做出可再現(xiàn)的定性和定量的報 告，尤其是甚至關(guān)于煤煙顆粒的質(zhì)量和大小以便能夠評估煤煙顆粒過 濾器的裝滿度和功能。
為達到此目的，考慮了所強調(diào)的變量尤其是特有變量的敏感度。 對于方法，考慮了被煤煙沉積改變的所強調(diào)的變量的測量。對于設(shè)備， 實現(xiàn)了針對改善檢測煤煙對所強調(diào)變量的影響的敏感度增加。優(yōu)選的 是，以導(dǎo)熱體尤其是以一個或兩個導(dǎo)熱體進行直接煤煙測量。獨立權(quán) 利要求的主題是針對傳感器、以導(dǎo)熱體進行煤煙測量的方法、以及導(dǎo) 熱體在煤煙測量中的使用的相應(yīng)解決手段。在從屬權(quán)利要求中定義了 優(yōu)選實施例。相關(guān)的是，可再現(xiàn)的測量需要所測量變量的清楚改變。所強調(diào) 的變量尤其是芯片的特定變量比根據(jù)以大量結(jié)果為基礎(chǔ)的現(xiàn)有技術(shù) 的測量更適合本目的?；诟淖兊谋砻嫘再|(zhì)的結(jié)果和光學(xué)地或關(guān)于導(dǎo) 熱體地(例如，借由絕緣體或電學(xué)地、尤其是關(guān)于散射場)改變表面 的結(jié)果，是以用于根據(jù)本發(fā)明的解決手段的所強調(diào)的及特定的變量為 基礎(chǔ)的。光學(xué)變化來自于金屬表面的煤煙覆蓋，不斷增加的煤煙運動 通過該光學(xué)變化而趨向于形成黑體。因此，對于導(dǎo)熱體，其表面的發(fā) 射性能改變，從而供給能量與發(fā)射能量之間的可測量的溫度平衡也改 變。在陶瓷表面上，煤煙運動以熱絕緣方式作用并在該過程中導(dǎo)致溫 度性能發(fā)生變化。煤煙沉積在電極結(jié)構(gòu)上起到電介質(zhì)作用，減小了帶 狀導(dǎo)體的絕緣性并減小了電極結(jié)構(gòu)的電阻值。在這點上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)煤 煙覆蓋層對特定電性質(zhì)有顯著影響，可以使具有足夠表面的芯片的冷 卻明顯地取決于煤煙污染，以及煤煙覆蓋層的燃燒對溫度曲線有顯著 影響。為了設(shè)置或校準煤煙傳感器，相對于參考值或參考曲線或比較 測量來平衡使用測量單元所確定的信號。在導(dǎo)熱體上燃燒煤煙會增加該導(dǎo)熱體的電阻值。可通過電路來 確定該電阻值。煤煙污染的程度可從該電阻值尤其是其時間曲線推 出。優(yōu)選的是，確定了電阻值相對煤煙污染程度的特性曲線。該特性 曲線可以確定煤煙污染的程度。電子電路圖尤其是導(dǎo)熱體的電阻值可設(shè)計來依賴于煤煙覆蓋 層，而煤煙覆蓋層可由電阻值確定。這表示芯片的特性參數(shù)會發(fā)生改 變。在該過程中，改變了芯片特有的變量，即至少利用了本質(zhì)上難以 在穩(wěn)健條件下控制的溫度相關(guān)性。如果煤煙減小了空氣的絕緣效果， 則芯片電子電路圖的特定電導(dǎo)率和/或芯片電子電路圖的特定電阻值 改變極大。以此類推，煤煙減少了電阻器電路尤其是曲折形電阻器的 電阻值。電子電路圖可由厚膜技術(shù)或薄膜技術(shù)來制造。利用薄膜技術(shù)可 由厚度小于lpm的層制造具有帶狀導(dǎo)體的電子電路圖來具有小于 10pm的帶寬度。在單片的設(shè)計中提供的電子電路圖是連續(xù)電導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其具備 電阻器尤其是導(dǎo)熱體或測量電阻器的形式。相反，IDC結(jié)構(gòu)不是設(shè)計成單片的。優(yōu)選電路圖是蛇形或曲折形的帶狀導(dǎo)體。在優(yōu)選實施例中， 在帶狀導(dǎo)體的兩個末端之間是逐漸變細的。寬大的末端被稱為端子接觸盤。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，含有導(dǎo)熱體的芯片被稱為導(dǎo)熱體芯片。與 傳感器的煤煙污染類似，傳感器最初發(fā)出的熱越少，則加熱了的導(dǎo)熱 體傳感器的電阻值和溫度隨時間相對減小得越多。該效應(yīng)在電鍍表面 的導(dǎo)熱體傳感器中十分顯著。因此，其導(dǎo)熱體無保護的芯片與其導(dǎo)熱 體受白陶瓷保護的芯片相比，表現(xiàn)出更顯著的溫度和電阻值隨煤煙污 染增多而減小。芯片被電鍍的表面積越大，則煤煙污染效應(yīng)的溫度和 /或溫度曲線減小越顯著，從而芯片的電阻值和/或電阻值的時間曲線 減小也越顯著。因此，在恒定的加熱功率下電阻值隨煤煙污染而減小。 通過鍍金可獲得尤為顯著的效果。在應(yīng)用高溫時，鉑或銥的溫度穩(wěn)定 性就變得有限。煤煙覆蓋層還改變特定溫度性能和特定的發(fā)射，尤其是導(dǎo)熱體 的IR發(fā)射特性。在恒功率耗散下，增加的煤煙覆蓋層與發(fā)射能力的 增加相關(guān)，導(dǎo)熱體芯片的溫度隨發(fā)射能力增加而相應(yīng)地下降。因此， 還可通過確定導(dǎo)熱體的溫度或?qū)狍w的發(fā)射特性來確定煤煙污染。煤煙的燃燒還影響能耗和溫度。在去除煤煙的燃燒中，受煤煙 污染的導(dǎo)熱體傳感器的電阻值與未受煤煙污染狀態(tài)相比增加了。如前 所述，未受煤煙污染的傳感器能夠耗散的熱量越少，則該效果越顯著。具有多個帶狀導(dǎo)體的煤煙傳感器可設(shè)計來具有IDC結(jié)構(gòu)。該電 阻器結(jié)構(gòu)尤其可以是導(dǎo)熱體或溫度傳感器。測量電阻值比導(dǎo)熱體的電 阻值高10到100倍。基本上，其上可沉積煤煙的具有帶狀導(dǎo)體一一尤其是導(dǎo)熱體一一的所有傳感器都可用作煤煙傳感器。作為本發(fā)明解決手段的方法和煤煙傳感器是基于具有端子盤(terminal panel)和電端子的芯片的，所述芯片具有可根據(jù)煤煙的影響而改變的電性質(zhì)，尤其是它的電阻值。優(yōu)選的是，煤煙傳感器是耐熱的從而可用于汽車的排氣裝置。在這點上，鉑薄膜技術(shù)在相應(yīng)芯片制造中是經(jīng)過了時間驗證的。導(dǎo)熱體和(如果適宜的話)其它功能結(jié)構(gòu)可覆蓋薄陶瓷膜，以進一步增加溫度穩(wěn)定性。在具有一個加熱元件的優(yōu)選實施例中，煤煙敏感芯片可通過燃 燒去除煤煙覆蓋層來自我再生。在上下文中，加熱元件可用于通過分析導(dǎo)熱體性能中取決于煤煙覆蓋的電效應(yīng)或熱效應(yīng)來進行煤煙測量。 在具有兩個加熱電阻器的實施例中，通過相對測量可增加測量的再現(xiàn)性。尤其在具有兩個加熱電阻器的實施例中，通過燃燒可有差 異地去除煤煙覆蓋層，不同的加熱功率、能耗或溫度差可用于煤煙分 析。在該上下文中，可通過為芯片裝備兩個加熱電阻器來簡單地增 加再現(xiàn)性。在該設(shè)置中，可以使用兩個測量單元來互相平衡。通過相 隔一定距離放置兩個各自具有一個測量裝置的芯片(依次增加再現(xiàn) 性)可以使測量單元的相互影響最小化。附加的溫度傳感器有助于控制內(nèi)燃機并從而有助于控制煤煙形 成或使煤煙減少。溫度傳感器通過與加熱元件結(jié)合可被用來在以燃燒 去除煤煙的時候獲得與煤煙的量和性質(zhì)有關(guān)的信息。因此，發(fā)現(xiàn)小煤 煙顆粒燃燒的整體熱量低于大煤煙顆粒燃燒的整體熱量，并且與大煤 煙顆粒相比，在更低的溫度下獲得小煤煙顆粒的整體熱量。溫度傳感器還可用來測量溫度和/或制備導(dǎo)熱體的根據(jù)時間的 溫度曲線。在優(yōu)選實施例中，其芯片只由耐高溫材料(比如陶瓷基片，其 上印制了鉑的曲折形結(jié)構(gòu))構(gòu)成的煤煙傳感器、以及其電源導(dǎo)線是加 鉑套的鉻含量在10%到30%之間的鎳鉻合金的煤煙傳感器在汽車工業(yè)中被用作耐熱傳感器。 在其它優(yōu)選實施例中■采用迄今尚未公開的DE102004018050或通過薄膜技術(shù)來尤其 使用鉑印制基片；■導(dǎo)熱體或溫度傳感器的帶狀導(dǎo)體的寬度為〈2，； ■溫度傳感器的帶狀導(dǎo)體的寬度小于20,; ■導(dǎo)熱體覆蓋有一保護層。無保護的導(dǎo)熱體適合連續(xù)使用于溫度達600。C的排出氣，受保護 結(jié)構(gòu)則達到85(TC。優(yōu)選的是對受保護的導(dǎo)熱體的外表面進行電鍍。


將通過示例和對附圖的參考來說明本發(fā)明。在附圖中 圖1示出導(dǎo)熱體芯片的分解示圖；圖2示出煤煙傳感器芯片，其中加熱元件的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和熱傳感 器的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)附著在與IDC結(jié)構(gòu)相同的平面上；圖3示出煤煙傳感器芯片，其中導(dǎo)體結(jié)構(gòu)布置在重疊的多個平面上；圖4示出與粗顆粒煤煙的燃燒相比在極細煤煙的燃燒期間的溫 度曲線；圖5示出煤煙顆粒過濾器的橫截面，其上接有排氣管，并且一 個煤煙傳感器伸進排氣管中；圖6a示出伸進排氣管中的傳感器的頂視圖，圖6b示出其測頭的放大示圖；圖7a示出另一傳感器，圖7b示出其測頭；圖8示出加熱電阻傳感器在煤煙燃燒期間與未受煤煙污染的加 熱電阻傳感器相比的時間的函數(shù)；圖9示出具有集成溫度測量電阻器的導(dǎo)熱體芯片的分解示圖；禾口圖IO示出從保險管伸出的根據(jù)圖9的兩個部件。
具體實施方式
在根據(jù)圖1的簡單實施例中，使用薄膜技術(shù)在基片1 (優(yōu)選為陶瓷基片l)上僅僅應(yīng)用了一個優(yōu)選地用鉑制成的導(dǎo)熱體4。這可以根 據(jù)已知的平版印刷法或根據(jù)迄今尚未公開的DE102004018050來實 現(xiàn)。在該導(dǎo)熱體芯片中，電阻值由于煤煙覆蓋層而改變，這使得該類 型的導(dǎo)熱體適于在排出氣中進行直接煤煙測量。尤為重要的應(yīng)用是內(nèi) 燃機(尤其是柴油機)排出氣中的煤煙的測量。特別地，煤煙顆粒過 濾器的功能可由柴油機的排出氣來監(jiān)測和控制。根據(jù)圖2的芯片實施例特征在于其已經(jīng)表現(xiàn)出方便可行的應(yīng)用 的極為簡單的設(shè)計。類似于圖3，鉑層可由薄層6來保護?？尚械倪€ 有，部分地應(yīng)用薄層來例如使其僅僅覆蓋導(dǎo)熱體和溫度傳感器。在根 據(jù)圖2的另一實施例中，應(yīng)用絕緣層6使得IDC結(jié)構(gòu)僅僅中間部分未 被印制。在針對可能的應(yīng)用的適宜的保護選擇的寬廣范圍中，根據(jù)圖 3的實施例很突出，根據(jù)該實施例，傳感器和導(dǎo)熱體已由絕緣層5保 護。于是，根據(jù)圖3的芯片可選地被制造成具有開放IDC結(jié)構(gòu)2或由 絕緣層6保護的IDC結(jié)構(gòu)。使用根據(jù)圖2或圖3的導(dǎo)熱體4可以通過對沉積在該芯片上的 煤煙加熱來高溫分解使之燃燒。為此，大約50(TC的加熱溫度是經(jīng)過 了時間驗證的。用來確定溫度的IDC結(jié)構(gòu)2或測量電阻器3被用來在 給定加熱功率的條件下平衡加熱功率。在特定條件下給出的加熱功率 可用來確定煤煙和/或煤煙污染。根據(jù)圖3和圖4的溫度傳感器3可用來分析在導(dǎo)熱體芯片上的 燃燒。該溫度曲線提供了關(guān)于煤煙燃燒的燃燒熱的附加信息。使用參 考值或參考曲線可以對于煤煙的類型和性質(zhì)以及煤煙的量得出結(jié)論。 如圖4所示，可從而檢測出尤其是煤煙的量和顆粒大小。在新一代柴油機中，通過過濾來從排出氣中去除煤煙。在該過 程中，煤煙過濾器會被炙烤和堵塞。因此，為了保持煤煙過濾器有效， 推薦減少過濾器的煤煙覆蓋層。為了控制和測試自清潔能力，根據(jù)本 發(fā)明的傳感器可布置在煤煙過濾器上并在與過濾器相同的條件下被
煤煙覆蓋，使得只要傳感器一測量到電變量的定義值，就起動顆粒過 濾器的自清潔。根據(jù)本發(fā)明的傳感器可用來控制經(jīng)由燃料供給、空氣 供給或排出氣再循環(huán)的爆炸混合物。用這種方法可以生成允許對煤煙 的形成進行控制和(如果可行的話)減少的排出氣混合物。如果煤煙顆粒沉積在預(yù)加熱的鉑電極梳狀結(jié)構(gòu)(IDC)上，則所測量的IDC結(jié)構(gòu)2的電阻值是針對煤煙覆蓋層濃度的比較測量值。如 果以薄膜鈍化層6或以印制厚膜層來以電介質(zhì)鈍化IDC結(jié)構(gòu)2，則所 述電介質(zhì)的煤煙覆蓋層影響了作為煤煙濃度函數(shù)的電容器的電容值。 加熱功率和IDC測量值的依賴于溫度的值相互平衡，產(chǎn)生煤煙污染的 準確測量值。因此，根據(jù)本發(fā)明，采用經(jīng)過時間驗證的使用鉑薄膜技術(shù)的健 壯陶瓷芯片設(shè)計有利于煤煙顆粒濃度的定量的檢測。附加的熱傳感器和溫度傳感器元件有利于借助煤煙層燃燒時的 溫升來分析煤煙燃燒期間的放熱反應(yīng)。該放熱反應(yīng)示出與溫度升高的 相關(guān)性，并能由集成溫度傳感器來記錄。該曲線圖與存檔曲線 (archived curve)的比較允許做出關(guān)于煤煙的量、分布和顆粒大小 的結(jié)論。根據(jù)直流或者交流電的電導(dǎo)率可以做出關(guān)于污染程度的結(jié)論并 起動去除煤煙的燃燒處理。在根據(jù)圖5的布置中，傳感器伸進排風(fēng)管12中并可以布置在煤 煙顆粒過濾器11的上游或下游。在圖6a、圖7和圖7a中傳感器13 的測頭14配備了兩個芯片。具有兩個芯片允許做出關(guān)于相應(yīng)的另一 芯片的參照測量。如果一個芯片含有根據(jù)圖1的熱絲4，則熱絲4可 用來通過燃燒去除煤煙。因此，可以以傳感器分析煤煙燃燒，還可以 以第二個傳感器獲得更多參考數(shù)據(jù)。在芯片上的去除煤煙的燃燒處理 使含有兩個芯片的測量電橋失調(diào)(detuning)，通過測量此失調(diào)來測 量煤煙污染，也即測量顆粒過濾器11的狀態(tài)。為了使電橋平衡，兩 個芯片都要加熱，直到通過燃燒去除了它們上面的煤煙。根據(jù)圖l， 導(dǎo)熱體芯片4由保護層6來保護。陶瓷涂層和使用薄膜技術(shù)的應(yīng)用(尤其是使用薄膜技術(shù)的陶瓷涂層的應(yīng)用)是經(jīng)過了時間驗證適用于此
的。外部鍍金、鍍鉑或鍍銥增加了對煤煙的敏感度。使用薄膜技術(shù)可 在保護層6和在陶瓷基片1的背面上實現(xiàn)電鍍。這樣制造的煤煙傳感器可用來在高達85(TC的溫度下連續(xù)操作。而且，可使用例如玻璃或 犧牲電極來密封保護層6以增加使用壽命。玻璃制成的簡單保護層對于達到65(TC的應(yīng)用已足夠。 圖8的示意圖說明了與未受煤煙污染的傳感器相比，受煤煙污 染的傳感器在去除煤煙燃燒過程中增加的加熱電阻值。在該上下文 中，重要的是要注意在低于去除煤煙燃燒溫度下加熱受煤煙污染的煤 煙傳感器和加熱未受煤煙污染的煤煙傳感器時，受煤煙污染的煤煙傳 感器更冷一些，即熱得更慢。具有IDC結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱體芯片通過導(dǎo)熱體可去除芯片上的煤煙。此類型的傳感器可操作來使 芯片以預(yù)定阻抗起動去除煤煙的燃燒處理，通過該燃燒過程從煤煙過 濾器以及芯片自身去除了煤煙。附加的溫度傳感器對于進一步提高再 現(xiàn)性是有用的，例如，為了確定導(dǎo)熱體的溫度曲線或在標準化溫度條 件下進行測量。采用導(dǎo)熱體測量煤煙在標準發(fā)動機狀態(tài)下按照其關(guān)于煤煙污染程度的電阻特性曲線 來校準根據(jù)圖1的導(dǎo)熱體。在非運行狀態(tài)或空轉(zhuǎn)中的測量是經(jīng)過了時 間驗證適用于此的。此類型的傳感器可布置在煤煙顆粒過濾器11的 排氣流上游或是下游。如果該傳感器布置在顆粒過濾器11的下游并 發(fā)出煤煙污染信號，則顯示煤煙過濾器11故障。布置在煤煙過濾器 11上游檢測煤煙污染的煤煙傳感器以其自身的熱絲4在煤煙顆粒過 濾器11中起動去除煤煙的燃燒。在又一實施例中，根據(jù)圖1的導(dǎo)熱體芯片用來根據(jù)導(dǎo)熱體4的 有差異的發(fā)射性能確定煤煙污染。在該過程中，發(fā)現(xiàn)在燃點以下，在 相等的加熱功率下，電阻值隨煤煙污染增加而減小。發(fā)射性能的差異 越大，該結(jié)果的幅度越增大。這就是對導(dǎo)熱體芯片外側(cè)進行電鍍的原 因。金、銥和鉑尤其適用于此目的。在具有兩個導(dǎo)熱體4的實施例中，可以通過比較測量來防止相
對于校準曲線漂移。因此，在該優(yōu)選實施例中的導(dǎo)熱體4可互相燃燒 煤煙并互相比較。如果它們在相同操作條件下操作，則它們發(fā)生由沉 積在表面上的不可燃煤煙成分引起的相同漂移。導(dǎo)熱體4的電阻值隨溫度變化。在導(dǎo)熱體4受到煤煙污染時， 由于受煤煙污染的傳感器象一個黑體發(fā)射體(black emitter)，比 其它物體發(fā)射更多能量，因此導(dǎo)熱體4改變其發(fā)射特性。因此，在煤 煙污染時導(dǎo)熱體4的電阻值降低，這就是導(dǎo)熱體4的電阻值可用作煤 煙污染測量手段的原因。因此，導(dǎo)熱體4適合于為同樣受煤煙污染的 煤煙過濾器11起動去除煤煙的燃燒處理。在該過程中，煤煙傳感器 會隨時間發(fā)生阻塞并且相對其特性電阻曲線產(chǎn)生漂移。因此，在優(yōu)選 實施例中，在去除煤煙燃燒處理之后的阻抗與指示去除煤煙燃燒處理 或者氣體混合物構(gòu)成的參數(shù)之間存在一定的函數(shù)關(guān)系。在針對防止漂移的另一改進實施例中，把兩個包含導(dǎo)熱體4的傳感器相互連接來形 成測量電橋。這里將著重于多種平衡選擇中的互相去除煤煙燃燒和對 照測量。根據(jù)圖9的部件包括測量電阻器3和加熱電阻器4。根據(jù)圖9 的兩個部件7在根據(jù)圖IO的傳感器中操作，其中兩個導(dǎo)熱體4之一 用來通過燃燒去除一個部件的煤煙，并且兩個導(dǎo)熱體都用來對各自的 部件加熱，直到達到其熱平衡。根據(jù)各自熱平衡的溫度確定煤煙污染， 該平衡通過溫度測量電阻器3來確定。因此部件7的溫度差是煤煙污 染的一個測量手段。根據(jù)圖9和圖IO的另一示例實施例可用來說明進一步的動作方 式和進一步的測量原則。兩個陶瓷煤煙傳感器芯片7 (圖9)具有以 玻璃化來附著的陶瓷蓋6;芯片7每一個都具有熱絲4 (p大約為20 歐姆)和Pt-1000傳感器3。煤煙傳感器芯片7每一個都集成到一個 封裝(圖IO和圖11)中。兩個熱絲4電連接到惠斯通電橋中的另外 兩個例如每個為20歐姆的精密測量電阻器。采用儀表放大模塊以50 的因數(shù)來放大橋電壓。然后按照兩個芯片7均未受煤煙污染并且把兩 個熱絲芯片7的溫度選擇在30(TC范圍內(nèi)的情況來校準電橋。如果兩 個芯片7之一在芯片蓋6上、或在芯片背面、或在兩面都受到煤煙污
染，則所述芯片7的發(fā)射性能與未受煤煙污染的芯片7相比發(fā)生改變，因而受煤煙污染的芯片7發(fā)出更多輻射從而冷卻到某一程度。根據(jù)鉑 的特性曲線，受煤煙污染的芯片7的冷卻改變了熱絲4的電阻值，并 從而導(dǎo)致易于測量的惠斯通電橋的失調(diào)。如果受到煤煙污染的芯片7在大約60(TC以上的溫度進行幾分 鐘的去除煤煙燃燒，則隨后在30(TC的溫度范圍內(nèi)不能再測量電橋的 電失調(diào)。為了增強測量效果，芯片蓋6的總表面和芯片的背面優(yōu)選地(例 如以PVD涂敷)鍍以Au或Pt以使紅外范圍中的發(fā)射性能最小化。
權(quán)利要求
1.一種測量煤煙沉積物的方法，其依靠單片電子電路圖尤其是使用薄膜技術(shù)制造成單片的電子電路圖來進行測量，所述方法特征在于依靠由煤煙沉積物引起的所強調(diào)(特定的)參數(shù)的改變尤其是芯片熱特性或電參數(shù)的改變來確定煤煙沉積物。
2. —種測量煤煙沉積物的方法，其依靠單片電子電路圖尤其是使用薄膜技術(shù)制造成單片的電子電路圖來進行測量，所述方法特征在于采用導(dǎo)熱體(4)或溫度傳感器(3)依靠芯片的所強調(diào)的特定電參 數(shù)的改變來確定煤煙沉積物。
3. 尤其是如權(quán)利要求1或2所述的用于確定煤煙沉積物的方法， 特征在于傳感器具有兩個導(dǎo)熱體(4)，所述導(dǎo)熱體關(guān)于能耗、溫度 曲線或去除煤煙燃燒的曲線這些變量之一來被有差異地控制。
4. 如權(quán)利要求3所述的確定煤煙的方法，特征在于兩個導(dǎo)熱體 芯片被煤煙覆蓋并且一個被煤煙覆蓋的導(dǎo)熱體芯片被加熱以通過燃 燒去除煤煙，并且能耗曲線或溫度曲線或能耗和溫度曲線被相互分析 以確定煤煙的性質(zhì)。
5. —個封裝內(nèi)的兩個有差異地操作的導(dǎo)熱體芯片的使用，所述 導(dǎo)熱體芯片用于煤煙測量。
6. 用于煤煙測量的導(dǎo)熱體的使用，特征在于所述煤煙測量以芯 片的受煤煙改變的冷卻性能或發(fā)射性能為基礎(chǔ)，并通過測量電或熱測 量變量來進行。
7. 用于煤煙測量的導(dǎo)熱體的使用，特征在于所述煤煙測量以煤 煙燃燒改變的溫度曲線為基礎(chǔ)，并通過使用用于加熱的相同導(dǎo)熱體結(jié) 構(gòu)測量電或熱測量變量來進行。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的導(dǎo)熱體芯片的使用，特征在于通過 導(dǎo)熱體的電阻值的改變或通過導(dǎo)熱體(4)的溫度或IR發(fā)射的改變來 確定煤煙測量值。
9. 一種電子煤煙傳感器，其中至少一個芯片配備有至少一個帶 狀導(dǎo)體，該帶狀導(dǎo)體采用單片設(shè)計并尤其具有兩個端子盤，特征在于 所述煤煙傳感器具有適合于確定表面上所強調(diào)的或特定的改變的煤 煙確定裝置。
10. 尤其是如權(quán)利要求9所述的煤煙傳感器，含有至少一個導(dǎo) 熱體芯片，特征在于導(dǎo)熱體芯片在一面上特別地是在兩個面上都進行 了表面電鍍。
11. 如權(quán)利要求9或10的任一個所述的煤煙傳感器，特征在于 所述煤煙傳感器具有兩個導(dǎo)熱體芯片(4)。
12. 如權(quán)利要求9到11的任一個所述的煤煙傳感器，特征在于 所述煤煙傳感器包括一個芯片，該芯片通過端子盤連接到電氣端子， 從而該芯片的電阻值可被煤煙影響改變。
13. 如權(quán)利要求9到12的任一個所述的煤煙傳感器，所述煤煙 傳感器包括一個導(dǎo)熱體芯片，該導(dǎo)熱體芯片的電阻值可被煤煙影響改 變，所述煤煙傳感器特征在于所述傳感器的電阻值是平衡的。
14. 如權(quán)利要求9到13的任一個所述的煤煙傳感器，特征在于 所述煤煙傳感器具有溫度傳感器(3)。
15. 如權(quán)利要求9到14的任一個所述的煤煙傳感器，特征在于 所述芯片的加熱元件(4)或溫度傳感器(3)或者多個這樣的元件由 電絕緣體(6)覆蓋。
16. 如權(quán)利要求15所述的煤煙傳感器，特征在于所述加熱元件 (4)或所述溫度傳感器(3)由薄陶瓷層(6)覆蓋。
17. 如權(quán)利要求9到16的任一個所述的煤煙傳感器，特征在于 所述煤煙傳感器具有兩個部件(7)，所述兩個部件(7)的每一個都 具有導(dǎo)熱體(4)和溫度傳感器(3)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的煤煙傳感器的使用，特征在于采用第二 個部件(7)依靠相同加熱功率下溫度的對照測量或者依靠相同溫度 下加熱功率的對照測量來確定部件(7)的煤煙污染
全文摘要
本發(fā)明涉及基于單片帶狀導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的煤煙傳感器、用于測量煤煙的方法、和導(dǎo)熱體芯片在煤煙測量中的使用。為此，本發(fā)明以所強調(diào)的變量尤其是特有變量的敏感度為基礎(chǔ)。根據(jù)本發(fā)明，提供了電子煤煙傳感器，其中至少一個芯片配備有至少一個單片帶狀導(dǎo)體，該單片帶狀導(dǎo)體尤其是具有兩個端子盤，并且所述煤煙傳感器具有適合于確定表面上所強調(diào)的或特定改變的煤煙確定裝置。本發(fā)明方法特征在于煤煙沉積物引起所強調(diào)的變量的改變，尤其是芯片的熱特性或電參數(shù)的改變，以及特征在于確定所述變量。
文檔編號G01N27/16GK101163962SQ200680013496
公開日2008年4月16日 申請日期2006年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月20日
發(fā)明者卡爾海因茨·烏爾里希, 卡爾海因茨·維南德, 安德列亞斯·奧格則瓦拉, 蒂姆·阿斯穆斯, 迪特爾·托伊施, 馬蒂亞斯·穆齊奧爾 申請人:賀利氏傳感技術(shù)有限公司