(57)【要約】【課題】微粒子の量の検出精度を高める。【解決手段】微粒子検出器１０は、筐体２２、電荷発生部３０、捕集部５０、遮蔽電極９０及び個数検出部６０を備える。電荷発生部３０は、筐体２２内に導入されたガス中の微粒子２６に放電によって発生させた電荷２８を付加して帯電微粒子Ｐにする。捕集部５０は、筐体２２内で電界発生部３０よりもガスの流れの下流側に設けられ、帯電微粒子Ｐを捕集する。遮蔽電極９０は、電荷発生部３０と捕集部５０との間に配置され、微粒子２６を含むガスの通過を許容するスリット９４を有し、電荷発生部３０の放電に起因して発生する電界を遮蔽する。個数検出部６０は、捕集部５０に捕集された帯電微粒子Ｐの数に応じて変化する電流に基づいて微粒子の量を検出する。【選択図】図４
2019163976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス中の微粒子を検出するために用いられる微粒子検出器であって、
前記ガスが通過するガス流路を有する筐体と、
前記筐体内に導入された前記ガス中の微粒子に放電によって発生させた電荷を付加して帯電微粒子にする電荷発生部と、
前記筐体内で前記電界発生部よりも前記ガスの流れの下流側に設けられ、前記帯電微粒子と前記微粒子に帯電しなかった余剰電荷とのいずれかである捕集対象を捕集する捕集部と、
前記電荷発生部と前記捕集部との間に配置され、前記微粒子を含む前記ガスの通過を許容する開口部を有し、前記電荷発生部の放電に起因して発生する電界を遮蔽する遮蔽電極と、
前記捕集部に捕集された前記捕集対象に応じて変化する物理量に基づいて前記微粒子の量を検出する検出部と、
を備えた微粒子検出器。
【請求項２】
前記遮蔽電極は、アースに接続されている、
請求項１に記載の微粒子検出器。
【請求項３】
前記遮蔽電極の全体の面積に占める前記開口部の面積の割合が２０％以上７０％以下である、
請求項１又は２に記載の微粒子検出器。
【請求項４】
前記遮蔽電極は、スリットを備えた金属電極、金属メッシュ電極又は複数の貫通穴を備えた金属電極である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の微粒子検出器。
【請求項５】
前記遮蔽電極は、複数の貫通穴を備えた金属電極であり、前記貫通穴は、前記ガス流路の上流側から下流側に向かって穴径が小さくなるテーパ状の丸穴である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の微粒子検出器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の微粒子検出器であって、
前記捕集部は、前記捕集対象を前記帯電微粒子とするものであり、
前記電荷発生部と前記捕集部との間に、前記余剰電荷を除去する余剰電荷除去部
を備えた微粒子検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
微粒子検出器としては、電荷発生素子でコロナ放電によりイオンを発生させ、そのイオンにより被測定ガス中の微粒子を帯電させて帯電微粒子とし、その帯電微粒子を捕集電極で捕集し、捕集された帯電微粒子の電荷の量に基づいて微粒子の個数を測定するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１４６４５６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、捕集電極において捕集された帯電微粒子の電荷の量は、極微小なためノイズの影響を受けやすく、精度よく検出するのが難しかった。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、微粒子の量の検出精度を高めることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の微粒子検出器は、
ガス中の微粒子を検出するために用いられる微粒子検出器であって、
前記ガスが通過するガス流路を有する筐体と、
前記筐体内に導入された前記ガス中の微粒子に放電によって発生させた電荷を付加して帯電微粒子にする電荷発生部と、
前記筐体内で前記電界発生部よりも前記ガスの流れの下流側に設けられ、前記帯電微粒子と前記微粒子に帯電しなかった余剰電荷とのいずれかである捕集対象を捕集する捕集部と、
前記電荷発生部と前記捕集部との間に配置され、前記微粒子を含む前記ガスの通過を許容する開口部を有し、前記電荷発生部の放電に起因して発生する電界を遮蔽する遮蔽電極と、
前記捕集部に捕集された前記捕集対象に応じて変化する物理量に基づいて前記微粒子の量を検出する検出部と、
を備えたものである。
【０００８】
この微粒子検出器では、電荷発生部が電荷を発生させることでガス中の微粒子を帯電微粒子にし、捕集部がその帯電微粒子と余剰電荷とのいずれかである捕集対象を捕集する。検出部は、捕集部に捕集された捕集対象に応じて変化する物理量に基づいて微粒子の量を検出する。遮蔽電極は、電荷発生部と捕集部との間に配置されており、微粒子を含むガスの通過を許容すると共に、電荷発生部の放電に起因して発生する電界を遮蔽する。こうした電界は、捕集部に捕集された捕集対象に応じて変化する物理量に影響を与えるノイズになり得るが、ここでは遮蔽電極によって遮蔽されるため、捕集部への電界の影響は抑制される。そのため、捕集部に捕集された捕集対象に応じて変化する物理量を精度よく捉えることができ、ひいては微粒子の量の検出精度を高めることができる。
【０００９】
なお、本明細書において、「電荷」とは、正電荷や負電荷のほかイオンを含むものとする。「物理量」とは、捕集対象に応じて変化するパラメータであればよく、例えば電流などが挙げられる。「微粒子の量」とは、例えば微粒子の数、質量、表面積などが挙げられる。
【００１０】
本発明の微粒子検出器において、前記遮蔽電極は、アースに接続されていてもよい。こうすれば、電荷発生部の放電に起因して発生する電界の電気エネルギーが捕集部に至る前に遮蔽電極を介してアースへと導かれるため、電界の影響を効果的に抑制することができる。
【００１１】
本発明の微粒子検出器において、前記遮蔽電極の全体の面積に占める前記開口部の面積の割合が２０％以上７０％以下であってもよい。こうすれば、電界の遮蔽とガス通過抵抗の低減を両立させることができる。
【００１２】
本発明の微粒子検出器において、前記遮蔽電極は、スリットを備えた金属電極、金属メッシュ電極又は複数の貫通穴を備えた金属電極であってもよい。複数の貫通穴を備えた金属電極としては、例えば貫通穴を打ち抜き加工によって設けたもの（パンチングメタル）でもよいし、貫通穴をレーザ加工やエッチングなどによって設けたものでもよい。
【００１３】
本発明の微粒子検出器において、前記遮蔽電極は、複数の貫通穴を備えた金属電極であり、前記貫通穴は、前記ガス流路の上流側から下流側に向かって穴径が小さくなるテーパ状の丸穴であってもよい。こうすれば、ガス中の微粒子がテーパ面に沿ってスムーズに貫通穴を通過することができる。
【００１４】
本発明の微粒子検出器において、前記捕集部は、前記捕集対象を前記帯電微粒子とするものであり、前記電荷発生部と前記捕集部との間に、前記余剰電荷を除去する余剰電荷除去部を備えていてもよい。こうすれば、捕集部が余剰電荷を捕集するのを抑制することができるため、微粒子の量の検出精度が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】微粒子検出器１０の説明図。
【図２】微粒子検出素子２０の斜視図。
【図３】微粒子検出素子２０の要部を切断したときの斜視図。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図。
【図５】遮蔽電極１９０の斜視図。
【図６】遮蔽電極２９０の斜視図。
【図７】パンチング穴２９２の断面図。
【図８】パンチング穴２９２の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態である微粒子検出器１０の説明図、図２は微粒子検出素子２０の斜視図、図３は微粒子検出素子２０の要部を切断したときの斜視図、図４は図２のＡ−Ａ断面図である。なお、本実施形態において、上下方向，左右方向及び前後方向は、図１〜図２に示した通りとする。
【００１７】
微粒子検出器１０は、図１に示すように、エンジンの排気管１２を流れる排ガスに含まれる微粒子２６（図４参照）の数を検出するものである。この微粒子検出器１０は、微粒子検出素子２０と、各種電源３６，４６，５６や個数検出部６０を含む付属ユニット８０とを備えている。
【００１８】
微粒子検出素子２０は、図１に示すように、円柱状の支持体１４に差し込まれた状態で、排気管１２に固定されたリング状の台座１６に取り付けられている。微粒子検出素子２０は、保護カバー１８によって保護されている。保護カバー１８には図示しない穴が設けられており、この穴を介して排気管１２を流通する排ガスが微粒子検出素子２０の下端に設けられたガス流路２４を通過する。微粒子検出素子２０は、図４に示すように、筐体２２に、電荷発生部３０と、遮蔽電極９０と、余剰電荷除去部４０と、捕集部５０と、ヒータ電極７２とを備えたものである。
【００１９】
筐体２２は、図１に示すように、排気管１２の軸方向と交差する方向（ここでは略直交する方向）に長い長尺の直方体である。筐体２２は絶縁体であり、例えばアルミナなどのセラミックス製である。筐体２２の下端２２ａは排気管１２の内部に配置され、上端２２ｂは排気管１２の外部に配置される。筐体２２の下端２２ａには、ガス流路２４が設けられている。筐体２２の上端２２ｂには、各種端子が設けられている。
【００２０】
ガス流路２４の軸方向は、排気管１２の軸方向と一致している。ガス流路２４は、図２に示すように、筐体２２の前方の面に設けられた矩形のガス導入口２４ａから、筐体２２の後方の面に設けられた矩形のガス排出口２４ｂまで連なる直方体形状の空間である。筐体２２は、ガス流路２４を構成する左右一対の流路壁２２ｃ，２２ｄを備えている。
【００２１】
電荷発生部３０は、図３及び図４に示すように、ガス流路２４内のガス導入口２４ａの近傍に電荷が発生するように、流路壁２２ｃに設けられている。電荷発生部３０は、放電電極３２と２つの誘導電極３４，３４とを有している。放電電極３２は、流路壁２２ｃの内面に沿って設けられ、図３に示すように、矩形の周囲に複数の微細突起を有している。２つの誘導電極３４，３４は、矩形電極であり、流路壁２２ｃに間隔をあけて放電電極３２と平行となるように埋設されている。電荷発生部３０では、図４に示すように、放電電極３２と２つの誘導電極３４，３４との間に放電用電源３６（付属ユニット８０の１つ）の数ｋＶのパルス電圧が印加されることで、両電極間の電位差による気中放電が発生する。このとき、筐体２２のうち放電電極３２と誘導電極３４，３４との間の部分が誘電体層の役割を果たす。この気中放電によって、放電電極３２の周囲に存在するガスがイオン化されて正の電荷２８が発生する。放電電極３２は、筐体２２の内部に設けられた図示しない配線を介して筐体２２の上端２２ｂの端子３３（図２参照）に接続され、この端子３３を介して放電用電源３６に接続されている。また、２つの誘導電極３４，３４は、筐体２２の内部に設けられた図示しない配線を介して筐体２２の上端２２ｂの端子３５（図２参照）に接続され、この端子３５を介して放電用電源３６に接続されている。
【００２２】
ガスに含まれる微粒子２６は、図４に示すように、ガス導入口２４ａからガス流路２４内に入り、電荷発生部３０を通過する際に電荷発生部３０の気中放電によって発生した電荷２８が付加されて帯電微粒子Ｐとなったあと後方に移動する。また、発生した電荷２８のうち微粒子２６に付加されなかったものは、電荷２８のまま後方に移動する。
【００２３】
遮蔽電極９０は、図４に示すように、電荷発生部３０と捕集部５０との間、より具体的には電荷発生部３０と余剰電荷除去部４０との間に設けられている。遮蔽電極９０は、ガス流路２４の軸方向と直交する導電性の仕切り壁（例えば金属板）９２の略中央にスリット９４が設けられたものである。スリット９４は、帯電微粒子Ｐを通過可能であると共に、電荷発生部３０の放電に起因して発生する電界を遮蔽可能な大きさに設定されている。遮蔽電極９０は、筐体２２の内部に設けられた図示しない配線を介して筐体２２の上端２２ｂの端子９５（図２参照）に接続され、この端子９５を介してアース（グランド）に接続されている。遮蔽電極９０の全体の面積（ガス流路２４の断面積と同じ）に占めるスリット９４の開口面積の割合（開口率）は２０％以上７０％以下であることが好ましい。スリット９４の開口率が２０％〜７０％の微粒子検出素子２０について試験を行ったところ、この数値範囲内であれば、数値に関係なくノイズが約３０％低減した。スリット９４の代わりにメッシュを用いた場合も同様であった。
【００２４】
余剰電荷除去部４０は、図４に示すように、電荷発生部３０の下流で且つ捕集部５０の上流に設けられている。余剰電荷除去部４０は、印加電極４２と除去電極４４とを有している。印加電極４２は、右側の流路壁２２ｄの内面に沿って設けられ、ガス流路２４内に露出している。除去電極４４は、左側の流路壁２２ｃの内面に沿って設けられ、ガス流路２４内に露出している。印加電極４２と除去電極４４とは互いに向かい合う位置に配設されている。印加電極４２は、除去用電源４６（付属ユニット８０の１つ）によって後述する電圧Ｖ１よりも１桁程度低い電圧Ｖ２（正電位）が印加される電極である。除去電極４４は、グランドに接続された電極である。これにより、余剰電荷除去部４０の印加電極４２と除去電極４４との間には弱い電界が発生する。したがって、電荷発生部３０で発生した電荷２８のうち、微粒子２６に付加されなかった余剰の電荷２８は、この弱い電界によって除去電極４４に引き寄せられて捕獲され、グランドに捨てられる。これにより、余剰電荷除去部４０は、余剰の電荷２８が捕集部５０の捕集電極５４に捕集されて微粒子２６の数にカウントされてしまうことを抑制している。印加電極４２は、筐体２２の内部に設けられた図示しない配線を介して筐体２２の上端２２ｂの端子４３（図２参照）に接続され、この端子４３を介して除去用電源４６に接続されている。また、除去電極４４は、筐体２２の内部に設けられた図示しない配線を介して筐体２２の上端２２ｂの端子４５（図２参照）に接続され、この端子４５を介してグランドに接続されている。
【００２５】
捕集部５０は、図４に示すように、ガス流路２４のうち電荷発生部３０及び余剰電荷除去部４０よりも下流に設けられている。捕集部５０は、帯電微粒子Ｐを捕集するものであり、電界発生電極５２と捕集電極５４とを有している。電界発生電極５２は、右側の流路壁２２ｄの内面に沿って設けられ、ガス流路２４内に露出している。捕集電極５４は、左側の流路壁２２ｃの内面に沿って設けられ、ガス流路２４内に露出している。電界発生電極５２と捕集電極５４とは互いに向かい合う位置に配設されている。電界発生電極５２は、印加電極４２に印加される電圧Ｖ２よりも大きな電圧Ｖ１（正電位）が捕集用電源５６（付属ユニット８０の１つ）によって印加される電極である。捕集電極５４は、電流計６２を介してグランドに接続された電極である。これにより、捕集部５０の電界発生電極５２と捕集電極５４との間には比較的強い電界が発生する。したがって、ガス流路２４を流れる帯電微粒子Ｐは、この比較的強い電界によって捕集電極５４に引き寄せられて捕集される。電界発生電極５２は、筐体２２の内部に設けられた図示しない配線を介して筐体２２の上端２２ｂの端子５３（図２参照）に接続され、この端子５３を介して捕集用電源５６に接続されている。また、捕集電極５４は、筐体２２の内部に設けられた図示しない配線を介して筐体２２の上端２２ｂの端子５５（図２参照）に接続され、この端子５５を介して電流計６２に接続されている。
【００２６】
なお、余剰電荷除去部４０の各電極４２，４４のサイズ、両電極４２，４４の間に発生させる電界の強さ、捕集部５０の各電極５２，５４のサイズ、両電極５２，５４の間に発生させる電界の強さは、帯電微粒子Ｐが除去電極４４に捕集されることなく捕集電極５４に捕集されるように、また、微粒子２６に付加しなかった電荷２８が除去電極４４によって除去されるように、設定されている。一般に、電荷２８の電気移動度は、帯電微粒子Ｐの電気移動度の１０倍以上であり、捕集するのに必要な電界は１桁以上小さくて済むので、このような設定が容易に可能となる。なお、電界発生電極５２と捕集電極５４とは、複数組設けられていてもよい。
【００２７】
個数検出部６０は、付属ユニット８０の１つであり、図４に示すように、電流計６２と個数測定装置６４とを備えている。電流計６２は、一方の端子が捕集電極５４に接続され、もう一方の端子がグランドに接続されている。この電流計６２は、捕集電極５４に捕集された帯電微粒子Ｐの電荷２８に基づく電流を測定する。個数測定装置６４は、電流計６２の電流に基づいて微粒子２６の個数を演算する。
【００２８】
ヒータ電極７２は、筐体２２に埋設された帯状の発熱体である。具体的には、ヒータ電極７２は、筐体２２の上端２２ｂの一方の端子７５（図２参照）から、筐体２２の流路壁２２ｃをジグザグに引き回されたあと、筐体２２の上端２２ｂの他方の端子７５（図２参照）に戻るように配線されている。ヒータ電極７２は、一対の端子７５，７５を介して図示しない給電装置に接続され、その給電装置によって通電されると発熱する。ヒータ電極７２は、筐体２２や除去電極４４，捕集電極５４などの各電極を加熱する。
【００２９】
次に、微粒子検出器１０の使用例について説明する。自動車の排ガスに含まれる微粒子２６を計測する場合、上述したようにエンジンの排気管１２に微粒子検出素子２０を取り付ける（図１参照）。
【００３０】
図４に示すように、ガス導入口２４ａからガス流路２４内に導入された排ガスに含まれる微粒子２６は、電荷発生部３０の放電によって発生した電荷２８（ここでは正電荷）を帯びて帯電微粒子Ｐになる。帯電微粒子Ｐは、電界が弱く除去電極４４の長さが捕集電極５４よりも短い余剰電荷除去部４０をそのまま通過して、捕集部５０に至る。一方、微粒子２６に付加されなかった電荷２８は、電界が弱くても余剰電荷除去部４０の除去電極４４に引き寄せられ、除去電極４４を介してＧＮＤに捨てられる。これにより、微粒子２６に付加されなかった不要な電荷２８は捕集部５０にほとんど到達することがない。
【００３１】
捕集部５０に到達した帯電微粒子Ｐは、電界発生電極５２によって発生した捕集用電界によって捕集電極５４に捕集される。そして、捕集電極５４に捕集された帯電微粒子Ｐの電荷２８に基づく電流が電流計６２で測定され、その電流に基づいて個数測定装置６４が微粒子２６の個数を演算する。電流Ｉと電荷量ｑの関係は、Ｉ＝ｄｑ／（ｄｔ）、ｑ＝∫Ｉｄｔである。個数測定装置６４は、所定期間にわたって電流値を積分（累算）してその積分値（蓄積電荷量）を求め、蓄積電荷量を素電荷で除算して電荷の総数（捕集電荷数）を求め、その捕集電荷数を１つの微粒子２６に付加する電荷の数の平均値（平均帯電数）で除算することで、捕集電極５４に捕集された微粒子２６の個数Ｎｔを求める（下記式（１）参照）。個数測定装置６４は、この個数Ｎｔを排ガス中の微粒子２６の数として検出する。
Ｎｔ＝（蓄積電荷量）／｛（素電荷）×（平均帯電数）｝  …（１）
【００３２】
微粒子検出素子２０の使用に伴い、微粒子２６等が捕集電極５４に数多く堆積すると、新たに帯電微粒子Ｐが捕集電極５４に捕集されないことがある。そのため、定期的にあるいは堆積量が所定量に達したタイミングで、捕集電極５４をヒータ電極７２によって加熱することにより、捕集電極５４上の堆積物を加熱して焼却し捕集電極５４の電極面をリフレッシュする。また、ヒータ電極７２により、筐体２２の内周面に付着した微粒子２６を焼却することもできる。
【００３３】
次に、捕集電極５４の周囲に現れる電界について説明する。本発明者らは、微粒子検出器１０を排気管１２に取り付ける前に、電荷発生部３０の放電電極３２と２つの誘導電極３４，３４との間に数ｋＶのパルス電圧を印加して気中放電を発生させたときの電界の広がりを解析した。遮蔽電極９０を取り付けなかった場合には、放電電極３２の周囲で発生した電界が捕集電極５４まで広がったが、遮蔽電極９０を取り付けた場合には、放電電極３２の周囲で発生した電界は遮蔽電極９０で遮断され、捕集電極５４の周囲の電界はほぼゼロであった。この結果から、遮蔽電極９０を設けた微粒子検出器１０では、電荷発生部３０の放電に起因して捕集電極５４で発生するノイズを防止できることがわかった。
【００３４】
以上説明した微粒子検出器１０では、遮蔽電極９０は、電荷発生部３０と捕集部５０との間に配置されており、微粒子２６を含むガスの通過を許容すると共に、電荷発生部３０の放電に起因して発生する電界を遮蔽する。こうした電界は、捕集電極５４に捕集された帯電微粒子Ｐに応じて変化する物理量（本実施形態では検出電流）に影響を与えるが、ここでは遮蔽電極９０によって遮蔽されるため、捕集電極５４への電界の影響は抑制される。そのため、捕集電極５４の検出電流を精度よく捉えることができ、ひいては微粒子の数の検出精度を高めることができる。
【００３５】
また、電荷発生部３０の放電に起因して発生する電界の電気エネルギーが捕集電極５４に至る前に遮蔽電極９０を介してアースへと導かれるため、電界の影響を効果的に抑制することができる。
【００３６】
更に、遮蔽電極９０の全体の面積（ガス流路２４の断面積と同じ）に占めるスリット９４の面積の割合が２０％以上７０％以下であることが好ましい。こうすれば、電界の遮蔽とガス通過抵抗の低減を両立させることができる。
【００３７】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００３８】
例えば、上述した実施形態では、遮蔽電極９０として、上下に細長いスリット９４を備えた仕切壁９２を採用したが、左右に細長いスリットを備えた仕切壁を採用してもよい。また、スリットの数は１つとしたが、複数でもよい。
【００３９】
上述した実施形態では、遮蔽電極９０としてスリット９４を備えた導電性の仕切壁９２を採用したが、図５に示す遮蔽電極１９０や図６に示す遮蔽電極２９０を採用してもよい。なお、図５及び図６中、上述した実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付した。遮蔽電極１９０は、金属メッシュ電極であり、遮蔽電極２９０は、複数の貫通穴２９２を備えた金属電極である。遮蔽電極２９０は、貫通穴２９２を打ち抜き加工によって設けたもの（パンチングメタル）でもよいし、貫通穴２９２をレーザ加工やエッチングなどによって設けたものでもよい。遮蔽電極１９０の目開き部１９２や遮蔽電極２９０の貫通穴２９２は、帯電微粒子Ｐを通過可能であると共に、電荷発生部３０の放電に起因して発生する電界を遮蔽可能な大きさに設定されている。遮蔽電極１９０，２９０も、全体の面積（ガス流路２４の断面積と同じ）に占める開口部の面積の割合が２０％以上７０％以下であることが好ましい。遮蔽電極２９０の貫通穴２９２は、図７に示すように、ガス流路の上流側から下流側に向かって穴径が一定の丸穴でもよいが、図８に示すように、ガス流路の上流側から下流側に向かって穴径が小さくなるテーパ状の丸穴であってもよい。図８のテーパ状の丸穴を採用した場合には、ガス中の微粒子がテーパ面に沿ってスムーズに貫通穴を通過することができる。
【００４０】
上述した実施形態では、電荷発生部３０として、ガス流路２４の内面に沿って設けられた放電電極３２と筐体２２に埋設された２つの誘導電極３４，３４とにより構成したが、気中放電により電荷を発生するものであれば特にどのような構成でも構わない。例えば、誘導電極３４，３４をガス流路２４の壁に埋設する代わりに、ガス流路２４の内面に沿って設けてもよい。あるいは、特許文献１に記載されているように、電荷発生部を針状電極と対向電極とで構成してもよい。
【００４１】
上述した実施形態では、電界発生電極５２はガス流路２４に露出していたが、これに限らず筐体２２に埋設されていてもよい。また、電界発生電極５２に代えて、捕集電極５４を上下から挟むように配設された一対の電界発生電極を筐体２２に設け、この一対の電界発生電極間に印加した電圧により生じる電界で、帯電微粒子Ｐを捕集電極５４に向けて移動させてもよい。この点は、印加電極４２も同様である。
【００４２】
上述した実施形態において、電界発生電極５２には電圧Ｖ１を印加したが、電圧を印加せず電界発生電極５２による電界を発生させない場合でも、流路幅Ｗを微小な値（例えば０．０１ｍｍ以上０．２ｍｍ未満）としておくことで、ブラウン運動の激しい粒径の比較的小さな帯電微粒子Ｐを捕集電極５４に衝突させることができる。これにより、捕集電極５４が帯電微粒子Ｐを捕集できる。この場合、微粒子検出素子２０は電界発生電極５２を備えなくてもよい。
【００４３】
上述した実施形態では、微粒子検出器１０をエンジンの排気管１２に取り付ける場合を例示したが、特にエンジンの排気管１２に限定されるものではなく、微粒子を含むガスが流通する管であればどのような管であってもよい。
【００４４】
上述した実施形態では、微粒子検出素子２０は微粒子の数を検出するものとしたが、微粒子の質量や表面積などを検出するものとしてもよい。微粒子の質量は、例えば、微粒子の数に微粒子の平均質量を乗じることにより求めることができるし、予め蓄積電荷量と捕集された微粒子の質量との関係をマップとして記憶装置に記憶しておき、このマップを用いて蓄積電荷量から微粒子の質量を求めることもできる。微粒子の表面積についても、微粒子の質量と同様の方法で求めることができる。
【００４５】
上述した実施形態では、余剰電荷除去部４０を設けたが、余剰電荷除去部４０を省略してもよい。
【００４６】
上述した実施形態では、捕集電極５４に流れる電流に基づいて帯電微粒子Ｐの数を求めたが、除去電極４４に流れる電流に基づいて余剰電荷の数を求め、電荷発生部３０で発生した電荷の総数からその余剰電荷の数を差し引いて帯電微粒子Ｐの数を求めてもよい。この場合、余剰電荷除去部４０が本発明の微粒子検出器の捕集部に相当し、余剰電荷が捕集対象に相当することになる。また、捕集部５０を省略してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、例えば自動車などの動力機械の排ガス中の微粒子の数を検出する微粒子検出器に利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  微粒子検出器、１２  排気管、１４  支持体、１６  台座、１８  保護カバー、２０  微粒子検出素子、２２  筐体、２２ａ  下端、２２ｂ  上端、２２ｃ  流路壁、２２ｄ  流路壁、２４  ガス流路、２４ａ  ガス導入口、２４ｂ  ガス排出口、２６  微粒子、２８  電荷、３０  電荷発生部、３２  放電電極、３４  誘導電極、３６  放電用電源、４０  余剰電荷除去部、４２  印加電極、４４  除去電極、４６  除去用電源、５０  捕集部、５２  電界発生電極、５４  捕集電極、５６  捕集用電源、６０  個数検出部、６２  電流計、６４  個数測定装置、７２  ヒータ電極、８０  付属ユニット、９０  遮蔽電極、９２  仕切壁、９４  スリット、１９０  遮蔽電極、１９２  目開き部、２９０  遮蔽電極、２９２  貫通穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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