Способ и система для обнаружения твердых частиц в отработавших газах

1. Датчик твердых частиц, содержащий
первую электропроводящую матрицу, имеющую трехмерную форму, определяемую значительными размерами в направлении оси X, оси Y, и оси Z, которая предназначена для зарядки до первого напряжения, чтобы функционировать как положительный электрод;
вторую электропроводящую матрицу, имеющую трехмерную форму, определяемую значительными размерами в направлении оси X, оси Y, и оси Z, которая предназначена для зарядки до второго напряжения, чтобы функционировать как отрицательный электрод; и
одна из первой и второй матриц определяет удлинения и/или проходы, а другая из первой и второй матриц определяет удлинения и/или проходы, причем эти удлинения и/или проходы проходят соответственно через и/или вблизи друг друга, образуя множество зазоров захвата сажи, определяемых местным кратчайшим расстоянием от первой матрицы до второй матрицы, и причем первый из множества зазоров захвата сажи ориентирован перпендикулярно второму из множества зазоров захвата сажи; и
причем обеспечена возможность изменения напряжения первой и/или второй матрицы при образовании сажи в перемычках захвата сажи и определения такого изменения как уровня концентрации сажи в потоке отработавших газов из двигателя.
2. Датчик твердых частиц по п. 1, отличающийся тем, что ориентация первого зазора захвата сажи поперечна направлению потока отработавших газов, а ориентация второго зазора захвата сажи параллельна направлению потока отработавших газов.
3. Датчик твердых частиц по п. 1, отличающийся тем, что удлинения первой электропроводящей матрицы содержат первый набор электропроводящих гребенчатых зубьев, а удлинения второй электропроводящей матрицы содержат второй набор электропроводящих гребенчатых зубьев, переплетенных с первым набором электропроводящих гребенчатых зубьев.
4. Датчик твердых частиц по п. 3, отличающийся тем, что
первая группа переплетенных гребенчатых зубьев выбрана поочередно из первой матрицы и второй матрицы, и расположена по существу перпендикулярно общему направлению потока отработавших газов, а вторая группа переплетенных гребенчатых зубьев выбрана поочередно из второй матрицы и первой матрицы, и расположена по существу параллельно с первой группой переплетенных гребенчатых зубьев; и
причем первый зазор захвата сажи ориентирован по существу поперек общего направления потока от первой матрицы ко второй матрице, внутри первой группы переплетенных гребенчатых зубьев, а второй зазор захвата сажи ориентирован по существу соосно с общим направлением потока, от первой матрицы ко второй матрице и от первой группы переплетенных гребенчатых зубьев ко второй группе переплетенных гребенчатых зубьев, с образованием соответствующих перемычек переменной полярности в первом направлении, по существу поперечном направлению потока, и во втором направлении, по существу параллельном направлению потока.
5. Датчик твердых частиц по п. 1, отличающийся тем, что проход от первой электропроводящей матрицы содержит отверстие, и причем удлинение от второй электропроводящей матрицы проходит в это отверстие.
6. Датчик твердых частиц по п. 1, отличающийся тем, что каждые из удлинений от первой электропроводящей матрицы и удлинений от второй электропроводящей матрицы образуют гофрированные профили, и причем соответствующие гофрированные профили переплетены для образования множества зазоров захвата сажи.
7. Датчик твердых частиц (ТЧ) для использования в выпускной системе двигателя, содержащий
положительный электрод, имеющий множество удлинений и/или множество проходов; и
отрицательный электрод, имеющий множество удлинений и/или множество проходов;
причем проходы и удлинения проходят соответственно друг через друга или рядом друг с другом, образуя множество зазоров захвата сажи между положительным электродом и отрицательным электродом, причем каждый зазор захвата сажи имеет ориентацию, определяемую местным кратчайшим расстоянием между положительным электродом и отрицательным электродом, причем первая часть зазоров захвата сажи ориентирована по существу перпендикулярно второй части электродов захвата сажи.
8. Датчик ТЧ по п. 7, отличающийся тем, что положительный электрод содержит или электрически соединен с основным положительным электродом, прикрепленным к подложке, и причем отрицательный электрод содержит или электрически соединен с основным отрицательным электродом, прикрепленным к подложке.
9. Датчик ТЧ по п. 7, отличающийся тем, что положительный электрод и отрицательный электрод расположены в коробчатом корпусе.
10. Датчик ТЧ по п. 7, отличающийся тем, что каждый зазор из первой части зазоров захвата сажи ориентирован по существу поперек направлению потока отработавших газов двигателя, и причем каждый зазор из второй части зазоров захвата сажи ориентирован по существу соосно с направлением отработавших газов двигателя.
11. Датчик ТЧ по п. 7, отличающийся тем, что положительный электрод содержит первый набор удлинений, а отрицательный электрод содержит второй набор удлинений, переплетенный с первым набором удлинений.
12. Датчик ТЧ по п. 7, отличающийся тем, что каждые из удлинений от положительного электрода и удлинений от отрицательного электрода образуют гофрированные профили, и причем соответствующие гофрированные профили переплетены для образования множества зазоров захвата сажи.
13. Датчик ТЧ по п. 7, дополнительно содержащий третью часть зазоров захвата сажи, ориентированную по существу перпендикулярно первой части и второй части электродов захвата сажи.
14. Способ, в котором
ориентируют первый набор электроконтактных пар в первом направлении для накопления первого набора перемычек сажи вдоль первого направления;
ориентируют второй набор электроконтактных пар во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, для накопления второго набора перемычек сажи вдоль второго направления.
определяют уровень сажи в потоке дизельных отработавших газов на основе электрических характеристик первого и второго наборов контактных пар.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что в нем дополнительно передают электрическую характеристику каждому из первого и второго наборов электроконтактных пар,
причем, при определении уровня сажи в потоке дизельных отработавших газов на основе электрических характеристик, измеряют изменение электрических характеристик, а именно, измеряют совокупное изменение электропроводности между отрицательными электродами каждой из первой и второй электроконтактных пар и положительными электродами каждой из первой и второй электроконтактных пар.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что при ориентировании первого и второго наборов электроконтактных пар переплетают первый набор электропроводящих гребенчатых зубьев со вторым набором гребенчатых зубьев, и определяют первый и второй наборы электроконтактных пар как локализованные минимальные расстояния между первым и вторым наборами гребенчатых зубьев.
17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что в нем при ориентировании первого и второго наборов электроконтактных пар, проводят удлинительный элемент, в качестве первой пары электроконтактных пар, через или рядом с отверстием, определенным во второй паре электроконтактных пар.
18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что в нем дополнительно ориентируют третий набор электроконтактных пар в третьем направлении для накопления третьего набора перемычек сажи вдоль третьего направления, которое перпендикулярно каждому из первого направления и второго направления, и причем, при определении уровня сажи, измеряют изменение электрической характеристики первого, второго, и третьего наборов перемычек сажи.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что в нем при ориентировании первого и второго наборов электроконтактных пар, переплетают первый набор гофрированных электропроводящих удлинений со вторым набором гофрированных электропроводящих удлинений, и определяют первый, второй, и третий наборы электроконтактных пар как локализованные минимальные расстояния между первым и вторым гофрированными электропроводящими удлинениями.
20. Способ по п. 14, отличающийся тем, что в нем дополнительно электрически соединяют первую часть каждой из электропроводящих пар с основным положительным электродом, и электрически соединяют вторую часть каждой из электропроводящих пар с основным отрицательным электродом.