CN108431588A - 粒子状物质的测量装置用部件 - Google Patents

Abstract

具备：基部，其包含陶瓷，在内部具有气体流动的流路；过滤器部，其包含多孔陶瓷，设置在所述流路的内部，使得将所述流路划分为多个；和用于形成静电电容的一对电极，其在所述基部设置为夹着所述过滤器部，所述流路设置在所述基部的一端部侧，在所述基部的另一端部侧设置有保持部。

Description

粒子状物质的测量装置用部件

技术领域

本发明涉及粒子状物质的测量装置用部件。

背景技术

作为为了测量从柴油发动机排出的废气中的粒子状物质的量而使用的粒子状物质的测量装置用部件，例如已知日本特开2014-159783号公报(以下也称为专利文献1)中记载的粒子状物质的测量装置用部件。专利文献1所记载的粒子状物质的测量装置用部件具备用多孔性的隔壁区划为多个单元的过滤器、和将至少一个单元作为测量用单元时设置为夹着该单元的一对电极。而且，在专利文献1所记载的粒子状物质的测量装置用部件中，基于一对电极间的静电电容，计算被过滤器捕捉的排气中的粒子状物质的堆积量。此外，因为遍及整体形成了废气的流路以及过滤器，所以整体配置在排气管的中途。用金属零件保持粒子状物质的测量装置用部件，金属零件被固定在排气管之外。

发明内容

粒子状物质的测量装置用部件具备：基部，其包含陶瓷，在内部具有气体流动的流路；过滤器部，其包含多孔陶瓷，设置在所述流路的内部，使得将所述流路划分为多个；和用于形成静电电容的一对电极，其在所述基部设置为夹着所述过滤器部，所述流路设置在所述基部的一端部侧，在所述基部的另一端部侧设置有保持部。

另一粒子状物质的测量装置用部件具备：基部，其包含陶瓷，在内部具有气体流动的流路；过滤器部，其包含多孔陶瓷，设置在所述流路的内部，使得将所述流路划分为多个；和用于形成静电电容的一对电极，其在所述基部设置为夹着所述过滤器部，所述基部具有长度方向，在将所述基部在长度方向上分为两部分时，所述流路仅设置在被分为两部分的所述基部的一方。

另一粒子状物质的测量装置用部件具备：一对基部，其是包含陶瓷的板状的构件，并且被并置使得主面对置；过滤器部，其包含多孔陶瓷，并且设置为对该一对基部之间的空间进行划分而形成流路；和用于形成静电电容的一对电极，其分别设置在所述一对基部，并且设置为夹着所述过滤器部，所述流路设置在所述一对基部的一端部侧，在所述一对基部的另一端部侧设置有保持部。

附图说明

图1是粒子状物质的测量装置用部件的立体图。

图2是示出图1所示的粒子状物质的测量装置用部件的A-A线剖面(纵剖面)的剖视图。

图3是示出图1所示的粒子状物质的测量装置用部件的B-B线剖面(横剖面)的剖视图。

图4是示出图1所示的粒子状物质的测量装置用部件中的电极的布线图案的示意图。

图5是示出粒子状物质的测量装置用部件的其他例中的电极的布线图案的示意图。

图6是示出粒子状物质的测量装置用部件的其他例中的电极的布线图案的示意图。

图7是示出粒子状物质的测量装置用部件的其他例中的电极的布线图案的示意图。

图8是粒子状物质的测量装置用部件的其他例的立体图。

图9是示出粒子状物质的测量装置用部件的其他例的横剖面的剖视图。

图10是示出粒子状物质的测量装置用部件的其他例的纵剖面的剖视图。

图11是示出粒子状物质的测量装置用部件的其他例的纵剖面的剖视图。

图12是示出粒子状物质的测量装置用部件的其他例的纵剖面的剖视图。

图13是粒子状物质的测量装置用部件的其他例的立体图。

图14的(a)是粒子状物质的测量装置用部件的其他例的立体图，(b)是示出(a)的C-C线剖面(纵剖面)的剖视图，(c)是示出(a)的D-D线剖面(纵剖面)的剖视图。

图15是示出粒子状物质的测量装置用部件的制造方法的示意图。

图16是示出粒子状物质的测量装置用部件的制造方法的其他例的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明粒子状物质的测量装置用部件100。在图1等中，对于粒子状物质的测量装置用部件100赋予了固定地定义的正交坐标系xyz。在以下的说明中，存在参照该坐标系来说明方向的情况。粒子状物质的测量装置用部件100可以将任一方向设为铅垂方向或水平方向，此外，存在将z轴方向称为上下方向或高度方向的情况。此外，对于粒子状物质的测量装置用部件100，在仅说俯视的情况下，是指在z轴方向上观察。

如图1～4所示，粒子状物质的测量装置用部件100具备在内部具有流路11的基部1、和设置在流路11的内部的过滤器部2。粒子状物质的测量装置用部件100还在基部1具备用于形成静电电容的一对电极3。粒子状物质的测量装置用部件100，例如用于测量从柴油发动机排出的废气中的粒子状物质的量。

基部1是用于形成气体流动的流路11的构件。基部1例如包含氧化铝等的绝缘性的陶瓷。基部1例如在内部具有一个或多个流路11。在图1所示的粒子状物质的测量装置用部件100中，基部1的外形是长方体形状，在内部具有3个流路11。基部1例如能够将高度(z轴方向的长度)设定为60mm，将具有开口的侧面间的长度(深度，y轴方向的长度)设定为40mm，将没有开口的侧面间的长度(宽度，x轴方向的长度)设定为10mm。

流路11从基部1的一个侧面延伸到处于与其对置的位置的侧面。流路11在基部1的一个侧面和处于与其对置的位置的侧面开口。3个流路11排列在基部1的高度方向上。各个流路11由过滤器部2划分为多个，将所划分的一个一个空间也称为分割流路12。此外，由过滤器部2划分而成的流路11(过滤器部2间的分割流路12)能够将宽度(过滤器部2间的长度)设定为1.2mm，将高度(底面与顶面的间隔)设定为1.2mm。流路11的长度与基部1的长度相等，能够设定为40mm。

过滤器部2是用于捕捉气体中的粒子状物质的构件。如图2所示，过滤器部2设置在流路11的内部。如图3所示，在本公开的粒子状物质的测量装置用部件100中，过滤器部2为板状，沿流路11的长度方向进行设置。过滤器部2设置有多个，使得将基部1的流路11划分为多个区域(分割流路12)。本公开的粒子状物质的测量装置用部件100在每一个流路11设置有4个过滤器部2。4个过滤器部2分别并行排列。过滤器部2包含多孔陶瓷。作为多孔陶瓷，例如可以列举多孔氧化铝。通过过滤器部2包含多孔氧化铝，从而在流路11流动的气体能够通过过滤器部2。此时，过滤器部2能够捕捉气体中包含的粒子状物质的一部分(使其堆积)。

这里，流路11设置在基部1的一端部侧，在基部1的另一端部侧设置有保持部1a。换言之，基部1具有与流路11延伸的长度方向(y轴方向)垂直的高度方向(z轴方向)，在将基部1在高度方向上分为两部分时，流路11仅设置在被分为两部分的基部1的一方。在图1所示的示例中，流路11设置在基部1的高度方向(z轴方向)的下侧，在基部1的高度方向(z轴方向)的上侧设置有保持部1a。保持部1a是用于在将粒子状物质的测量装置用部件100固定于排气管时用金属构件等进行保持的部分。根据这种结构，能够仅将具备流路11以及过滤器部2的基部1的一端部配置在排气管内，保持部1a配置在排气管外。而且，能够在排气管外通过金属零件等保持另一端部来进行固定。其结果，能够使施加在金属零件与粒子状物质的测量装置用部件100(的保持部1a)之间的热应力比较小，所以能够提高粒子状物质的测量装置用部件100的保持(安装)的可靠性，进而能够提高粒子状物质的测量装置用部件100与外部电路的电连接可靠性。

此外，在本公开的粒子状物质的测量装置用部件100中，基部1的流路11的壁面比过滤器部2的表面致密。据此，能够使粒子状物质难以堆积到基部1的流路11的壁面，并且能够使粒子状物质容易堆积到过滤器部2的表面。其结果，能够使粒子状物质的堆积容易集中于过滤器部2，所以能够提高粒子状物质的堆积量与测量值之间的线性度。其结果，能够提高粒子状物质的测量装置用部件100的测量精度。

基部1的流路11的壁面比过滤器部2的表面致密，例如，这可以通过以下方法进行确认。具体而言，使用扫描型电子显微镜(SEM)来观察基部1的流路11的壁面以及过滤器部2的表面。然后，对所得到的SEM图像实施图像处理，求出表面的气孔率。结果，能够将气孔率小的一方看做更致密。基部1的流路11的壁面的气孔率例如能够设定为3％以下。过滤器部2的表面的气孔率例如能够设定为40～70％。另外，这里所说的流路11的壁面，表示流路11中面向气体的基部1的内表面的整体。即，顶面以及底面包含在这里所说的壁面中。

通过使基部1的流路11的壁面的气孔率为3％以下，从而能够使得粒子状物质难以进入基部1的内部。其结果，能够减低粒子状物质附着于电极3的可能性，所以能够减低由于粒子状物质附着于电极3而不能正确地测量电极3间的静电电容的可能性。其结果，能够进一步提高粒子状物质的测量装置用部件100的测量精度。

基部1以及过滤器部2一体地形成。通过基部1以及过滤器部2一体地形成，从而能够提高粒子状物质的测量装置用部件100的长期可靠性。具体而言，在分别形成基部1以及过滤器部2之后进行接合这样的情况下，例如，存在从基部1以及过滤器部2的界面产生剥离的可能性。尤其在接合使用了接合材料等的情况下，存在由于接合材料劣化而不能将过滤器部2正确地固定于基部1的可能性。对此，通过一体地形成(烧成)基部1以及过滤器部2，从而能够降低从基部1以及过滤器部2的界面产生劣化的可能性。

尤其，通过基部1以及过滤器部2包含相同的陶瓷，从而能够使基部1以及过滤器部2的热膨胀系数接近。据此，能够提高热循环下的粒子状物质的测量装置用部件100的长期可靠性。这里所说的“包含相同的陶瓷”，是指构成基部1以及过滤器部2的陶瓷的主成分(占80质量％以上的成分)相同。

在本公开的粒子状物质的测量装置用部件100中，基部1以及过滤器部2包含氧化铝。氧化铝除了能够廉价地进行制造之外，如上所述容易进行表面的气孔率的调整。

具有气孔率为3％以下的表面的基部1、以及具有气孔率为40～70％程度的表面的过滤器部2，例如能够用以下的方法一体地形成。具体而言，对于成为基部1的部分，使用包含93质量％的氧化铝粉末和7质量％的树脂粘合剂的陶瓷膏。此外，对于成为过滤器部2的部分，使用包含55质量％的氧化铝粉末、38质量％的造孔材料以及7质量％的树脂粘合剂的陶瓷膏。使用刮刀法将这些陶瓷膏加工为规定形状的生片(green sheet)。此时，通过在生片上印刷导电性膏，能够形成用于形成静电电容的电极3。然后，使用单轴压机对这些生片进行加压层叠。根据需要进行了表面加工之后，通过以1500℃进行烧成，从而能够形成上述气孔率的过滤器部2以及基部1。

对于过滤器部2的尺寸，例如能够将沿着基部1的宽度方向的长度设定为0.3mm，将沿着基部1的厚度方向的长度设定为与流路11的底面和顶面之间的间隔相等的1.2mm，将沿着基部1的长度方向的长度设定为40mm。

电极3是用于形成静电电容的构件。如图2所示，电极3在基部1夹着过滤器部2成对地设置。更具体而言，如本公开的粒子状物质的测量装置用部件100那样，在设置有多个流路11的情况下，将电极3设置为夹着位于各个流路11的过滤器部2。电极3例如可以设置为跨多个过滤器部2进行覆盖，也可以设置为与一个一个过滤器部2对应。而且，如图2所示，如本公开的粒子状物质的测量装置用部件100那样，在上下方向上设置了3个流路11的情况下，电极3可以位于上侧的流路11的上方、上侧的流路11与正中的流路11之间、正中的流路11与下侧的流路11之间、以及下侧的流路11的下方。位于上侧的流路11与正中的流路11之间的电极3能够在与上侧的流路11的上方的电极3之间形成静电电容，此外，在与位于正中的流路11与下侧的流路11之间的电极3之间也能够形成静电电容。此外，位于正中的流路11与下侧的流路11之间的电极3在与下侧的流路11的下方的电极3之间也能够形成静电电容。

在夹着过滤器部2的一对电极3之间形成静电电容。若在过滤器部2捕捉到粒子状物质，则一对电极3之间的静电电容发生变化。通过用外部的检测装置探测该静电电容的变化，从而能够测量被过滤器部2捕捉的粒子状物质的堆积量。

在本公开的粒子状物质的测量装置用部件100中，电极3埋设在基部1中。据此，能够降低电极3受气体的腐蚀等的影响的可能性。此外，能够降低在电极3的表面附着粒子状物质等的可能性，所以能够提高粒子状物质的测量装置用部件100的测量精度。另外，在本公开的粒子状物质的测量装置用部件100中，电极3设置(埋设)在了基部1的内部，但是不局限于此。具体而言，电极3的设置位置例如也可以是基部1的外表面(流路11的壁面以外的面)。

如图4所示，在本公开的粒子状物质的测量装置用部件100中，电极3例如具有线状的布线图案，并且沿着过滤器部2进行设置。如此，通过沿着过滤器部2设置电极3，从而能够提高被过滤器部2捕捉的粒子状物质的量与电极3间的静电电容的变化之间的线性度。这是因为，通过沿着过滤器部2设置电极3，从而能够降低静电电容根据附着于过滤器部2以外(例如，流路11的壁面)的粒子状物质而发生变化的情况。另外，电极3的俯视时的形状不局限于线状，例如可以是圆形，也可以是矩形。

此外，通过使电极3为线状的布线图案，从而能够相较于使电极3为圆形或矩形的情况增大电阻值。因此，还能够通过对该电极3施加高的电压从而作为加热器发挥功能。据此，能够通过加热来除去被过滤器部2捕捉的粒子状物质。

尤其，如图5所示的示例那样，也可以电极3具有线状的布线图案，并且设置于基部1中夹着过滤器部2的区域以及不夹着过滤器部2的区域，在俯视时，电极3中位于不夹着过滤器部2的区域的部分的宽度比位于夹着过滤器部2的区域的部分窄。据此，确保电极3中位于夹着过滤器部2的区域的部分的宽度从而良好地形成电极3间的静电电容，并且通过使电极3中位于不夹着过滤器部2的区域的部分的宽度变窄从而能够增大电阻值。据此，作为用于形成静电电容的电极3能够有效地发挥功能，并且作为加热器也能够有效地发挥功能。

在图4以及图5所示的示例中，电极3的端部具有向在基部1的宽度方向(x轴方向)上位于流路11的外侧的基部1引出的引出部3a。具备在该引出部3a被电连接并且贯通基部1而向基部1的上表面引出的贯通导体(未图示)。在基部1的上表面设置有端子电极(未图示)，电连接贯通导体。能够将该端子电极和外部的检测装置进行电连接。

在图4以及图5所示的示例中，夹着过滤器部2的一对电极3分别成为将沿着多个过滤器部2的每一个而设置的部分的端部彼此连接从而曲折的蜿蜒形状的一条线状的布线图案。而且，其一个电极的端部引出到基部1的外表面，一对电极3的每一个成为一个系统的布线。与此相对，在图6以及图7所示的示例中，一对电极3的每一个包含两个蜿蜒形状的线状的布线图案，成为两个系统的布线。在图6所示的示例中，两个布线图案在流路11的宽度方向(x方向)上排列配置，在图7所示的示例中两个布线图案在流路11的长度方向(y轴方向)上排列配置。另外，在图6以及图7中，省略了引出部3a。

如此，若夹着过滤器部2而配置的一对电极3的每一个成为两个系统的布线，则能够用一个系统的电极3探测粒子状物质，并且用另一个系统的电极3除去被捕捉的粒子状物质。因此，不用为了除去粒子状物质而停止粒子状物质的探测，能够连续地进行粒子状物质的探测。在图6以及图7所示的示例中，夹着过滤器部2而配置的一对电极3的每一个成为两个系统的布线，但是只要是多个系统即可，所以也可以是3个系统以上的布线。

作为电极3，例如，能够使用铂或钨等的金属材料。此外，在使电极3为线状的布线图案的情况下，例如，能够将宽度设定为2mm，能够将长度设定为38mm，能够将厚度设定为30μm。

在上述公开的粒子状物质的测量装置用部件100中，基部1是在内部具有流路11这样的形状，但是不局限于此。具体而言，例如，如图8所示，也可以具备作为包含陶瓷的板状的构件并且并置为主面对置的一对基部1、设置为划分一对基部1之间的空间而形成流路的包含多孔陶瓷的过滤器部2、和分别设置于一对基部1并且设置为夹着过滤器部2的用于形成静电电容的一对电极3，流路11设置在一对基部1的一端部侧，在一对基部1的另一端部侧设置有保持部1a。

在该公开的粒子状物质的测量装置用部件100中，通过用过滤器部2划分基部1与基部1之间的空间从而形成了流路11(分割流路12)。通过在该流路11流过气体从而能够用过滤器部2捕捉粒子状物质，并且通过探测电极3间的静电电容的变化从而能够测量粒子状物质的量。在这种粒子状物质的测量装置用部件100中，也与上述粒子状物质的测量装置用部件100同样地能够提高测量精度。

更具体而言，在图8所示的粒子状物质的测量装置用部件100中，6个基部1各自之间各空开一个、共计5个空间从而在横向(x轴方向)上排列设置，在该5个空间分别各设置有4个过滤器部2。基部1的数量可以是两个至5个、或者也可以是7个以上，此外，过滤器部2的数量也能够适当变更。

而且，过滤器部2设置在一对基部1之间的空间中的、基部1的一端部侧的空间，据此，流路11偏向基部1的一端部侧而形成。而且，在基部1的另一端部侧设置有保持部1a。即，与图1所示的之前的公开同样地，流路11设置在基部1的高度方向(z轴方向)的下侧，在基部1的高度方向(z轴方向)的上侧设置有保持部1a。此外，与之前的公开同样地，所谓保持部1a，是在将粒子状物质的测量装置用部件100固定于排气管时，用于由金属构件等进行保持的部分。因此，与之前的公开同样地，能够仅将具备流路11以及过滤器部2的基部1的一端部配置在排气管内，而保持部1a配置在排气管外。而且，能够在排气管外通过金属零件等保持另一端部进行固定。其结果，能够使施加在金属零件与粒子状物质的测量装置用部件100(的保持部1a)之间的热应力比较小，所以能够提高粒子状物质的测量装置用部件100的保持(安装)的可靠性，进而能够提高粒子状物质的测量装置用部件100与外部电路的电连接可靠性。

在图8所示的示例中，在一对基部1之间的空间中的、基部1的另一端部侧的空间中配置有包含与基部1相同的陶瓷的第2基部1b。而且，一对基部1与其间的第2基部1b成为一体。根据这种结构，保持部1a包含致密的陶瓷，所以能够提高安装金属零件的保持部1a的强度，能够通过金属零件用较强的力进行保持。此外，通过第2基部1b，能够抑制流入到位于一个端部侧的流路11的废气从另一个端部漏出到排气管外。

也能够代替第2基部1b，将过滤器部2中的最位于基部1的另一端部侧的过滤器部2延伸到另一端部而配置。但是，配置包含与基部1相同的致密的陶瓷的第2基部1b更为有效。

此外，在图8所示的示例中，第2基部1b配置为与过滤器部2中的最位于基部1的另一端部侧的过滤器部2相接。也可以在与最靠另一端部侧的过滤器部2之间设置空间来配置第2基部1b。

在图8所示的粒子状物质的测量装置用部件100中，过滤器部2兼作下壁的一部分，但是也可以将在下侧的过滤器部2之下与过滤器部2相接的基部1设置为下壁。通过这样做，能够提高粒子状物质的测量装置用部件100的刚性，能够减小强度比较小的过滤器部2露出的面积，所以能够抑制热应力引起的变形、外力引起的损伤，可靠性高。此外，面向流路11的壁面全部成为过滤器部2，捕捉效率进一步提高、灵敏度较好。

此外，在图1所示的粒子状物质的测量装置用部件100中，流路11的端部开口，但是不局限于此。例如，如图9所示的示例那样，流路11的端部也可以部分地由密封部4密封。尤其是可以流路11的一个端部部分地开口，同时另一个端部中的与一个端部的开口的部分对置的部分被密封，并且流路11的一个端部部分地被密封，同时另一个端部中的与一个端部的被密封的部分对置的部分开口。

据此，在流路11的内部流动的气体容易通过过滤器部2，所以由过滤器部2容易捕捉粒子状物质。其结果，能够提高粒子状物质的测量装置用部件100的测量精度。另外，在图9中，用箭头示出气体的流动。

此外，作为密封部4，例如能够使用氟树脂等的树脂材料。此外，作为其他密封部4，可以包含与过滤器部2或基部1相同的陶瓷。据此，能够减小过滤器部2或基部1与密封部4的热膨胀差，所以能够提高热循环下的长期可靠性。

此外，也可以过滤器部2包含陶瓷，并且与基部1以及密封部4一起一体地形成(烧成)。据此，能够降低从密封部4与基部1或者密封部4与过滤器部2的界面产生劣化的可能性。

在图10～图12所示的粒子状物质的测量装置用部件100中，具有多孔度彼此不同的多个过滤器2。能够形成能够知道粒子状物质的粒度分布的粒子状物质的测量装置用部件100、能够长时间连续地进行粒子状物质的捕捉的长寿命的粒子状物质的测量装置用部件100这样的附加值更高的粒子状物质的测量装置用部件100。

具体而言，在图10所示的示例中，包含多孔陶瓷的过滤器部2具有气孔的大小、气孔径不同的3种过滤器部2a、2b、2c。在图10所示的示例中，具有气孔径相对较大的第1过滤器部2a、气孔径相对较小的第3过滤器部2c、和气孔径介于它们中间的第2过滤器部2b。

因为具有气孔径不同的多个过滤器部2a、2b、2c，所以由各个过滤器部2a、2b、2c捕捉的粒子状物质各自的平均粒径彼此不同。因此，根据由夹着气孔径不同的多个过滤器部2a、2b、2c的每一个过滤器部的电极3检测的静电电容，可知所捕捉的粒子状物质的粒度分布，例如，能够推测排出包含粒子状物质的废气的发动机中的燃烧状态、位于粒子状物质的测量装置用部件100的上游的PM过滤器的状态。

此外，在图10所示的示例中，气孔径不同的多个过滤器部2a、2b、2c按照气孔径的大小的顺序进行了排列。具体而言，在图10所示的示例中，过滤器部2在附图的左右方向(x轴方向)上排列有3列空间(流路11)，在左侧的列中配置第1过滤器部2a，在中央的列中配置第2过滤器部2b，在右侧的列中配置第3过滤器部2c。即，在各列中，在上下方向(z轴方向)上将相同的气孔径的过滤器部2配置为一列。若这样进行排列，则能够排列配置夹着相同的气孔径的过滤器部2的电极3，如图4所示的示例那样，能够将它们汇总为一个。

过滤器部2的气孔径的大小的种类不局限于3个，可以是两个，也可以是4个以上。此外，在图10所示的示例中，相同的气孔径的过滤器部2在纵向(z轴方向)排列为一列，但是也可以在横向(x轴方向)排列为一列。可以随机排列，也可以如上述那样排列为一列。

另外，这里说的气孔径是平均气孔径。对于气孔径，可以拍摄过滤器部2的表面或剖面的SEM图像，通过图像分析来针对该SEM图像的范围内的气孔计算平均气孔径。SEM的倍率为100倍，可以使用1.0mm×1.3mm视野的SEM图像来进行。

过滤器部2的气孔径为1μm～60μm，在过滤器部2如上述示例那样具有气孔径不同的3种过滤器部2a、2b、2c的情况下，例如，第1过滤器部2a的气孔径可以为10μm～60μm，第2过滤器部2b的气孔径可以为5μm～30μm，第3过滤器部2c的气孔径可以为1μm～15μm。

此外，在图11以及图12所示的示例中，包含多孔陶瓷的过滤器部2具有气孔率不同的两种过滤器部2d、2e。在图11以及图12所示的示例中，具有气孔率相对较大的第4过滤器部2d和气孔率相对较小的第5过滤器部2e。而且，在与流路11的长度方向垂直的剖视下，位于外侧的过滤器部2的气孔率大于位于内侧的过滤器部2的气孔率。在与流路11的长度方向垂直的剖视下，在外侧配置了第4过滤器部2d，在内侧配置了第5过滤器部2e。

另外，这里说的“位于外侧”，如图11所示，可以是上下方向上的外侧。此外，所谓“位于外侧”，如图12所示，可以是流路空间10的宽度方向上的外侧。此外，所谓“位于外侧”，可以是上下方向以及宽度方向的整体的外侧。

在图11所示的示例中，在上下方向(z轴方向)的外侧配置了第4过滤器部2d，在内侧配置了第5过滤器部2e。在附图的左右方向(x轴方向)上排列了3列空间(流路11)，在各个空间(流路11)沿上下方向(z轴方向)排列了6个过滤器部2。各个空间中的上面的两个以及下面的两个是第4过滤器部2d，各个空间中的中央的两个是第5过滤器部2e。在图12所示的示例中，在附图的左右方向(x轴方向)的外侧配置了第4过滤器部2d，在内侧配置了第5过滤器部2e。在左右方向(x轴方向)上排列了3列空间(流路11)，在各个空间沿上下方向(z轴方向)配置了4个过滤器部2。位于该3个空间中的左右的空间内的各4个是第4过滤器部2d，位于中央的空间的4个是第5过滤器部2e。

在包含粒子状物质的气体在粒子状物质的测量装置用部件100内的空间(流路11)流动时，存在在空间的中心部(与流路11的长度方向垂直的剖视下的内侧的区域)流动的气体的流量大于在空间的外周部(与流路11的长度方向垂直的剖视下的外侧的区域)流动的气体的流量的倾向。因此，内侧的过滤器部2比外侧的过滤器部2捕捉更多的粒子状物质，粒子状物质的堵塞也变得更快。若粒子状物质的堵塞快，则进行以加热器加热除去粒子状物质的再生的频度变高，所以粒子状物质的测量装置用部件100的劣化也变快。与此相对，如上所述，在与流路11的长度方向垂直的剖视下，若位于外侧的过滤器部2(第4过滤器部2d)的气孔率大于位于内侧的过滤器部2(第5过滤器部2e)的气孔率，则气体易于流向气孔率大的过滤器部2(第4过滤器部2d)，与流路11的长度方向垂直的剖面中的基于位置的气体流量差变小。因此，不会仅内侧的过滤器部2较快地由粒子状物质堵塞，所以成为能够进行长时间连续的粒子状物质的捕捉、长寿命的粒子状物质的测量装置用部件100。

在图11以及图12中，分别位于上下方向的外侧、左右方向的外侧的过滤器部2(第4过滤器部2d)的气孔率大于位于内侧的过滤器部2(第5过滤器部2e)的气孔率，但是可以将它们进行组合，位于上下左右方向的外侧、剖面中的外周部的过滤器部2的气孔率大于位于上下左右方向的内侧、剖面中的中心部的过滤器部2的气孔率。若是在左右方向(x轴方向)上交替地配置了基部1和过滤器部2的情况，则如图12所示的示例那样，在左右方向(x轴方向)的外侧配置了第4过滤器部2d、在内侧配置了第5过滤器部2e的构造，能够通过后述那样的制造方法容易地进行制造，所以优选。

作为用于对过滤器部2的气孔率进行比较的气孔率的测量方法，例如可以列举水银压入法(JIS标准R1655：2003)、SEM图像的图像分析等。SEM图像的图像分析能够通过如下方法来进行：拍摄过滤器部2的剖面的SEM图像，通过图像分析来计算该SEM图像的范围内的气孔的面积率。例如，SEM的倍率为100倍，可以使用1.0mm×1.3mm的视野的SEM图像来进行。

在过滤器部2的气孔率为40～70％的情况下，气孔率相对较大的过滤器部2d以及气孔率相对较小的过滤器部2e各自的气孔率可以设为50～70％以及40～60％。

以上的粒子状物质的测量装置用部件100以流路11从基部1的一个侧面向位于与其对置的位置的侧面延伸的示例进行了说明，但是不局限于此。例如，如图14所示的示例那样，也可以流路11的一端在基部1的一个侧面开口，并且另一端在基部1的位于一端的面(下表面)开口。或者，也可以在基部1的对置的两个侧面和基部1的位于一端部的面(下表面)开口。

此外，作为具备并置为主面对置的一对基部1、和设置为对一对基部1之间的空间进行划分而形成流路11的过滤器部2的粒子状物质的测量装置用部件100的示例，图8所示的示例是在横向(x轴方向)上交替地配置了基部1和过滤器部2的示例，但是可以如图13所示的示例那样，在纵向(z轴方向)上交替地配置了基部1和过滤器部2。此时的保持部1a没有第2基部1b。位于最外侧(上侧)的基部1的厚度较厚，该部分成为保持部1a。与将图1所示的示例中的基部1中的位于流路11的外侧的部分、流路11的外壁置换为过滤器部2相同。

以上那样的一体地形成了包含陶瓷的致密的基部1和包含多孔陶瓷的过滤器部2的粒子状物质的测量装置用部件100的制造方法，例如包括：准备多个第1陶瓷生片12的工序、准备多个第2陶瓷生片22的工序、在第1陶瓷生片12形成电极层32的工序、在第2陶瓷生片22形成贯通孔112的工序、将形成了电极层32的第1陶瓷生片12和形成了贯通孔112的第2陶瓷生片22进行层叠来形成层叠体102的工序、和对层叠体102进行烧成的工序。

图15是按每个工序示出粒子状物质的测量装置用部件的制造方法的示意图。图15是示出制造在图8所示的示例那样的粒子状物质的测量装置用部件100中将基部1从6个变为3个、将配置在一对基部1之间的过滤器部2从4个变为6个的粒子状物质的测量装置用部件的工序的图。首先，如图15的(a)所示的示例那样，准备多个第1陶瓷生片12、多个第2陶瓷生片22以及第3陶瓷生片12b。第1陶瓷生片12是在后面的烧成工序中进行烧结而成为基部1的部分，第2陶瓷生片22是同样地成为过滤器部2的部分，第3陶瓷生片12b是成为第2基部2b的部分。相对于包含致密的陶瓷的基部1以及第2基部1b，过滤器部2包含多孔陶瓷。因此，第2陶瓷生片22相对于第1陶瓷生片12以及第3陶瓷生片12b在后面的烧成工序中进行了烧结时气孔变多(气孔率变大)。具体而言，第2陶瓷生片22与第1陶瓷生片12以及第3陶瓷生片12b相比较，在烧成工序中进行烧结时，较多地包含成为气孔的成分。具体而言，是有机粘合剂成分较多的材料、包含造孔材料的材料等。或者，为了使烧结性降低从而增加气孔，是烧结助剂成分较少的材料。

在容易调整气孔径、气孔率这一点上，优选使用造孔材料。造孔材料是在后面的烧成工序中烧光的粒子状的材料。作为造孔材料，例如可以列举丙烯酸树脂珠(甲基丙烯酸酯系共聚物)、碳粉末、结晶纤维素。可以使用粒径为过滤器部2的气孔径的1倍～1.2倍的造孔材料。如上所述，若是制作气孔径为1μm～60μm的过滤器部2的情况，则可以使用平均粒径为1μm～72μm的造孔材料。对于气孔率的调整，能够通过造孔材料的粒径和量来进行调整。

对于第1陶瓷生片12以及第3陶瓷生片12b，若是基部1包含氧化铝质陶瓷的情况，则首先在氧化铝粉末以及烧结助剂(SiO₂、MgO、CaO等的粉末)中混合丙烯酸系树脂等的有机粘合剂、甲苯、丙酮等的有机溶剂、水等的溶剂来制作浆料。可以使用该浆料通过刮刀法等的成膜方法来形成为片状。在图15所示的示例中，第1陶瓷生片12和第3陶瓷生片12b的厚度不同，但是也可以是相同的厚度。第1陶瓷生片12和第3陶瓷生片12b的大小不同，第3陶瓷生片12b较小。对于第2陶瓷生片22，可以制作在第1陶瓷生片12用的浆料中加入了造孔材料的浆料。第2陶瓷生片22成为相对于第1陶瓷生片12包含造孔材料的陶瓷生片。第2陶瓷生片22也比第1陶瓷生片12小。将第2陶瓷生片22和第3陶瓷生片12b排列的大小与第1陶瓷生片12为相同程度。

在过滤器部2具有气孔径不同的过滤器部的情况下，例如，可以使用平均粒径彼此不同的造孔材料作为加入第2陶瓷生片22用的浆料中的造孔材料，制作所包含的造孔材料的平均粒径不同的多种第2陶瓷生片22。在过滤器部2具有气孔率不同的过滤器部的情况下，例如，可以使加入第2陶瓷生片22用的浆料中的造孔材料量彼此不同，来制作所包含的造孔材料的平均粒径不同的多种第2陶瓷生片22。

接下来，如图15的(b)所示的示例那样，在第1陶瓷生片12形成电极层32。电极层32在后面的烧成工序中进行烧结从而成为电极3。电极层32的形成，可以通过在第1陶瓷生片12上涂敷以成为电极3的主成分的铂或钨等的金属材料为主成分的金属膏来进行。金属膏能够在金属材料的粉末中加入树脂粘合剂以及溶剂进行混炼来制作。可以通过丝网印刷法等将金属膏涂敷为电极3的布线图案形状。此时，仅在第1陶瓷生片12的面中的单侧形成电极层32。

此外，如图15的(c)所示的示例那样，在第2陶瓷生片22形成贯通孔112。贯通孔112是成为流路11的部分。可以通过使用了模具的冲压加工、激光加工来在第2陶瓷生片22形成贯通孔112。

接下来，如图15的(d)所示的示例那样，将形成了电极层32的第1陶瓷生片12和形成了贯通孔112的第2陶瓷生片22以及第3陶瓷生片12b进行层叠来形成层叠体102。在图15的(d)所示的示例中，3个成为基体1的部分分别形成为层叠两层第1陶瓷生片12，成为过滤器部2的部分形成为层叠两层第2陶瓷生片22。均可以使用一层或3层以上的陶瓷生片。此外，第2陶瓷生片22和第3陶瓷生片12b在平面方向上相接而进行排列，在其上下重叠第1陶瓷生片12。第1陶瓷生片12、第2陶瓷生片22以及第3陶瓷生片12b彼此重叠的部分是成为保持部1a的部分12a。

图15的(d)所示的示例是制作图8所示的示例那样的电极3埋设在基部1中的粒子状物质的测量装置用部件100的情况的层叠体102，所以电极层32位于两层第1陶瓷生片12的层间。在形成了电极层32的第1陶瓷生片12上层叠了未形成电极层32的第1陶瓷生片12。

在制作图2所示的示例那样的粒子状物质的测量装置用部件100的情况下，可以在形成了电极层32的第1陶瓷生片12上重叠了未形成电极层32的第1陶瓷生片12后，仅重叠第2陶瓷生片22的成为过滤器部2的部分，进而重叠框状的第1陶瓷生片12使得包围其周围。

在上述的图8所示的示例那样的粒子状物质的测量装置用部件100的位于最下方的过滤器部2之外(下)设置了与过滤器部2相接的基部1作为侧壁的构造的情况下，可以在图15的(d)所示那样的层叠体102的侧面进一步粘贴第1陶瓷生片12。

形成层叠体102时，可以将形成了电极层32的第1陶瓷生片12和形成了贯通孔112的第2陶瓷生片22重叠，通过单轴加压压制等进行加压从而压接，由此使其一体化。

若在贯通孔112预先填充在后面的烧成工序中烧光的树脂等，则能够抑制第1陶瓷生片12中的位于贯通孔的上下的部分的变形。

而且，通过对层叠体102进行烧成，从而成为上述那样的一体地形成了包含陶瓷的致密的基部1和包含多孔陶瓷的过滤器部2的粒子状物质的测量装置用部件100。若是基部1以及过滤器部2包含氧化铝质陶瓷的情况，则烧成温度可以设为1500℃～1600℃。

在制造图13所示的示例那样的粒子状物质的测量装置用部件100时，可以使用图16所示那样的制造方法。相对于图15所示的制造方法的示例，在图16所示的示例中，如图16的(a)那样，不使用成为第2基部2b的第3陶瓷生片12b。此外，第1陶瓷生片12和第2陶瓷生片22是相同程度的大小。

图16的(b)所示的在第1陶瓷生片12形成电极层32的工序、以及图16的(c)所示的在第2陶瓷生片22形成贯通孔112的工序分别与图15的(b)以及图15的(c)所示的工序相同。对层叠体102进行烧成的工序也相同。

在图16的(d)所示的将形成了电极层32的第1陶瓷生片12和形成了贯通孔112的第2陶瓷生片22进行层叠从而形成层叠体102的工序中，在形成了位于最上方的电极层32的第1陶瓷生片12上进一步层叠了许多第1陶瓷生片12。该许多第1陶瓷生片12重叠的部分是成为保持部1a的部分12a。优选该部分的第1陶瓷生片12使用比处于与第2陶瓷生片22相接的位置的第1陶瓷生片厚的陶瓷生片。

另外，若将图16中的位于最外的第2陶瓷生片22的部分置换为第1陶瓷生片12，则能够制造图2所示的示例那样的粒子状物质的测量装置用部件100。可以使第2陶瓷生片22比第1陶瓷生片12小一圈，并且配置框状的第1陶瓷生片12使得包围第2陶瓷生片22。

在形成贯通导体时，可以在制作层叠体102的工序之前，通过使用了模具的冲压加工、激光加工在需要的陶瓷生片形成贯通孔，在该贯通孔填充与形成电极层32的导体膏相同的导体膏。

符号说明

1：基部

1a：保持部

1b：第2基部

11：流路

12：分割流路

2：过滤器部

3：电极

4：密封部

100：粒子状物质的测量装置用部件。

Claims (12)

1.一种粒子状物质的测量装置用部件，具备：

基部，包含陶瓷，在内部具有气体流动的流路；

过滤器部，包含多孔陶瓷，设置在所述流路的内部，使得将所述流路划分为多个；和

用于形成静电电容的一对电极，在所述基部设置为夹着所述过滤器部，

所述流路设置在所述基部的一端部侧，在所述基部的另一端部侧设置有保持部。

2.一种粒子状物质的测量装置用部件，具备：

基部，包含陶瓷，在内部具有气体流动的流路；

过滤器部，包含多孔陶瓷，设置在所述流路的内部，使得将所述流路划分为多个；和

用于形成静电电容的一对电极，在所述基部设置为夹着所述过滤器部，

所述基部具有与所述流路的长度方向垂直的高度方向，在将所述基部在高度方向上分为两部分时，所述流路仅设置在被分为两部分的所述基部的一方。

3.一种粒子状物质的测量装置用部件，具备：

一对基部，是包含陶瓷的板状的构件，并且被并置使得主面对置；

过滤器部，包含多孔陶瓷，并且设置为对该一对基部之间的空间进行划分而形成流路；和

用于形成静电电容的一对电极，分别设置在所述一对基部，并且设置为夹着所述过滤器部，

所述流路设置在所述一对基部的一端部侧，在所述一对基部的另一端部侧设置有保持部。

4.根据权利要求3所述的粒子状物质的测量装置用部件，其中，

在所述基体的所述另一端部侧的所述空间中，配置有包含陶瓷的第2基部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的粒子状物质的测量装置用部件，其中，

所述电极埋设在所述基部中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的粒子状物质的测量装置用部件，其中，

所述基部以及所述过滤器部一体地形成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的粒子状物质的测量装置用部件，其中，

所述基部以及所述过滤器部包含相同的陶瓷。

8.根据权利要求7所述的粒子状物质的测量装置用部件，其中，

所述基部以及所述过滤器部包含氧化铝。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的粒子状物质的测量装置用部件，其中，

所述电极具有线状的布线图案，并且沿着所述过滤器部设置。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的粒子状物质的测量装置用部件，其中，

所述电极具有线状的布线图案，并且设置在所述基部中夹着所述过滤器部的区域以及不夹着所述过滤器部的区域，在俯视时，所述电极中位于不夹着所述过滤器部的区域的部分与位于夹着所述过滤器部的区域的部分相比宽度窄。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的粒子状物质的测量装置用部件，其中，

所述粒子状物质的测量装置用部件具有气孔径彼此不同的多个所述过滤器部。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的粒子状物质的测量装置用部件，其中，

在与所述流路的长度方向垂直的剖视下，位于外侧的所述过滤器部的气孔率大于位于内侧的所述过滤器部的气孔率。