微粒检测元件以及微粒检测器的制作方法

本发明涉及微粒检测元件以及微粒检测器。

背景技术：

以往，作为微粒检测器，已知如下微粒检测器：对导入至壳体内的被测定气体中的微粒附加电荷，利用测定电极对附加有电荷的微粒进行捕集，并基于捕集到的微粒的电荷量而测定微粒的个数(例如专利文献1)。另外，专利文献1的微粒检测器具备对测定电极进行加热的加热器。该加热器对测定电极进行加热，由此将附着于测定电极的微粒除去而对测定电极进行更新。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/146456号小册子

技术实现要素：

对于这种微粒检测器，希望迅速地将附着于电极的微粒除去。

本发明是为了解决这样的课题而完成的，其主要目的在于以更短的时间将附着于捕集电极的微粒除去。

本发明为了达成上述主要目的而采用了以下手段。

本发明的微粒检测元件用于对气体中的微粒进行检测，其中，

该微粒检测元件具备：

壳体，其具有供所述气体通过的气体流路；

电荷产生部，其对导入至所述壳体内的所述气体中的微粒附加通过放电而产生的电荷，由此使该微粒形成为带电微粒；

捕集部，其具有一个以上的捕集电极，所述捕集电极以在所述气体流路露出的方式设置于所述壳体内，并对所述带电微粒和未附加于所述微粒的所述电荷的任一者、即捕集对象进行捕集；以及

加热部，其对所述捕集电极进行加热，

所述壳体具有一个以上的捕集电极配设壁部，在所述捕集电极配设壁部配设有至少一个所述捕集电极，

所述捕集电极配设壁部的至少一个在与所述气体流路的中心轴垂直的截面中呈中央部分的厚度比除此以外的部分的厚度薄的中央减薄形状。

在该微粒检测元件中，电荷产生部产生电荷，从而使得气体中的微粒形成为带电微粒，捕集电极对捕集对象(带电微粒和未附加于微粒的电荷的任一者)进行捕集。物理量根据捕集电极捕集的捕集对象而变化，因此，使用该微粒检测元件能够对气体中的微粒进行检测。此时，随着微粒检测元件的使用而微粒附着于捕集电极。此处，气体中的微粒呈现出壳体内的靠近气体流路的中心轴的区域的浓度升高的趋势。因此，微粒容易附着于捕集电极中的靠近气体流路的中心轴的部分。而且，在本发明的微粒检测元件中，壳体中的配设有捕集电极的捕集电极配设壁部的至少一个在与气体流路的中心轴垂直的截面中呈中央部分比除此以外的部分薄的中央减薄形状。因此，在中央减薄形状的捕集电极配设壁部，中央部分的热容量小于其他部分的热容量，温度容易升高。因此，当加热部对附着于捕集电极的微粒进行加热时，配设于中央减薄形状的捕集电极配设壁部的捕集电极中的、微粒容易附着的部分(靠近上述气体流路的中心轴的部分)的温度容易升高。由此，对于配设于中央减薄形状的捕集电极配设壁部的捕集电极而言，能够使捕集电极中的附着有大量微粒的部分迅速地升温而使微粒燃烧，从而能够以更短的时间将附着于该捕集电极的微粒除去。在该情况下，本发明的微粒检测元件也可以用于对所述气体中的所述微粒的量进行检测。“微粒的量”例如可以是微粒的数量、质量、表面积的至少任一者。

本发明的微粒检测元件可以形成为，所述气体流路至少在存在所述中央减薄形状的所述捕集电极配设壁部的部分的、与所述气体流路的中心轴垂直的截面并非圆形(正圆状)。例如，所述气体流路的所述截面可以为椭圆形或多边形。

本发明的微粒检测元件可以形成为，所述壳体具有对所述气体流路进行分隔的分隔部，呈所述中央减薄形状的所述捕集电极配设壁部的至少一个为所述分隔部。在该情况下，所述壳体可以具有多个呈所述中央减薄形状的所述捕集电极配设壁部，呈所述中央减薄形状的所述捕集电极配设壁部的至少一个可以为所述壳体的外壁。即，可以形成为，呈所述中央减薄形状的所述捕集电极配设壁部的至少一个为所述壳体的外壁，至少一个为所述分隔部。

本发明的微粒检测元件可以形成为，呈所述中央减薄形状的所述捕集电极配设壁部的至少一个在所述截面中呈厚度趋向所述中央部分逐渐减薄的形状。如此，例如与呈中央减薄形状的捕集电极配设壁部具有厚度急剧变化的台阶部的情况相比，该捕集电极配设壁部的强度容易提高。

本发明的微粒检测元件可以形成为，所述捕集电极的至少一个呈所述中央减薄形状。如此，对于中央减薄形状的捕集电极而言，位于气体流路的中央的部分的热容量减小，因此，该捕集电极中的容易附着有微粒的部分的温度容易升高。因此，能够以更短的时间将附着于该捕集电极的微粒除去。在该情况下，呈所述中央减薄形状的所述捕集电极的至少一个可以在所述截面中呈厚度趋向所述中央部分逐渐减薄的形状。

本发明的微粒检测元件可以形成为，所述捕集部具有一个以上的电场产生电极，所述电场产生电极在所述气体流路内露出，并产生使得所述捕集对象朝向所述捕集电极的至少一个移动的电场，所述壳体具有一个以上的电场产生电极配设壁部，在所述电场产生电极配设壁部配设有至少一个所述电场产生电极，所述电场产生电极配设壁部的至少一个呈所述中央减薄形状。如此，与配设于中央减薄形状的捕集电极配设壁部的捕集电极相同，对于配设于中央减薄形状的电场产生电极配设壁部的电场产生电极而言，也能够使附着有大量微粒的部分迅速地升温而使微粒燃烧。

在该情况下，所述电场产生电极可以分别与至少一个所述捕集电极对置配设，也可以分别与所述捕集电极一一对置配设。另外，所述中央减薄形状的所述电场产生电极配设壁部的至少一个可以是所述分隔部，也可以是所述壳体的外壁。所述中央减薄形状的所述电场产生电极配设壁部的至少一个可以在所述截面中呈厚度趋向所述中央部分逐渐减薄的形状。

本发明的微粒检测元件可以形成为，所述气体流路的与该气体流路的中心轴垂直的截面为四边形。此处，“四边形”包括近似四边形，例如还包括因捕集电极配设壁部呈中央减薄形状而使得气体流路未呈严格的四边形的情况。

本发明的微粒检测元件可以形成为，具备多个露出电极，这些露出电极包括所述捕集电极、且在所述气体流路内露出，所述壳体具有连接壁部，所述连接壁部具有连接面、且呈所述中央减薄形状，所述连接面是在所述气体流路露出的内周面的一部分，并且是将所述多个露出电极中的至少两个电极连接的部分，所述加热部对所述连接壁部进行加热。此处，随着微粒检测元件的使用，有时微粒的一部分会附着于壳体的内周面，并且附着的微粒会形成露出电极间的短路路径。但是，加热部对连接壁部进行加热而能够将附着于露出电极间的连接面的微粒除去。并且，呈中央减薄形状的连接壁部的位于气体流路的中央的部分的热容量较小，因此，连接壁部的连接面中的容易附着有微粒的部分的温度容易升高。因此，能够利用加热部以更短的时间将附着于连接面的微粒除去。因此，该微粒检测元件能够抑制例如短路路径的形成，或者即使形成短路路径也能够迅速地从短路状态恢复。在该情况下，所述露出电极可以是一个以上的所述捕集电极、一个以上的所述电场产生电极、以及所述电荷产生部所具有的多个电极的多种方式的两种以上。

本发明的微粒检测器具备：上述任一方式的微粒检测元件；以及检测部，其基于根据所述捕集电极捕集的所述捕集对象而变化的物理量对所述微粒进行检测。因此，该微粒检测器能够获得与上述本发明的微粒检测元件同样的效果，例如能够获得能够以更短的时间将附着于捕集电极的微粒除去的效果。在该情况下，所述检测部也可以基于所述物理量而对所述微粒的量进行检测。“微粒的量”例如可以是微粒的数量、质量、表面积的至少任一者。该微粒检测器可以形成为，在所述捕集对象是未附加于所述微粒的所述电荷的情况下，所述检测部基于所述物理量和所述电荷产生部产生的电荷(例如电荷的数量或电荷量)而对所述微粒进行检测。

需要说明的是，在本说明书中，除了正电荷、负电荷以外，“电荷”还包括离子。除了对微粒的量进行测定的情况以外，“对微粒的量进行检测”还包括判定微粒的量是否落入规定的数值范围(例如是否超过规定的阈值)的情况。“物理量”只要是基于捕集对象的数量(电荷量)而变化的参数即可，例如可以举出电流等。

附图说明

图1是表示微粒检测器10的概要结构的立体图。

图2是图1的a-a截面图。

图3是图1的b-b截面的局部截面图。

图4是微粒检测元件11的分解立体图。

图5是变形例的第二外壁115b的截面图。

图6是变形例的壳体112的局部截面图。

图7是变形例的微粒检测器710的截面图。

具体实施方式

接下来，利用附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示作为本发明的一实施方式的微粒检测器10的概要结构的立体图。图2是图1的a-a截面图，图3是图1的b-b截面的局部截面图，图4是微粒检测元件11的分解立体图。需要说明的是，在本实施方式中，上下方向、左右方向以及前后方向如图1～图3所示。

微粒检测器10对气体(例如汽车废气)中含有的微粒17的数量进行测量。如图1、图2所示，该微粒检测器10具备微粒检测元件11。另外，如图2所示，微粒检测器10具备放电用电源29、除去用电源39、捕集用电源49、检测装置50以及加热器用电源69。如图2所示，微粒检测元件11具备壳体12、电荷产生装置20、剩余电荷除去装置30、捕集装置40以及加热器装置60。

壳体12在内部具有供气体通过的气体流路13。如图2所示，气体流路13具有：气体导入口13a，从该气体导入口13a将气体导入至壳体12内；以及多条(此处为3条)分支流路13b～13d，它们位于比气体导入口13a靠下游侧的位置、且使得气流分流。从气体导入口13a导入至壳体12内的气体通过分支流路13b～13d而向壳体12外排出。气体流路13的与气体流路13的中心轴垂直的截面(此处为沿着上下左右方向的截面)呈近似四边形。气体导入口13a以及分支流路13b～13d的、与气体流路13的中心轴垂直的截面均呈近似四边形。如图1及图4所示，壳体12呈长条的近似长方体形状。如图2～图4所示，壳体12构成为多个层(此处为第一层～第十一层14a～14k)在规定的层叠方向(此处为上下方向)上层叠而成的层叠体。壳体12是绝缘体，例如由氧化铝等陶瓷制成。在第四层～第八层14d～14h分别设置有将各层在厚度方向(此处为上下方向)上贯通的贯通孔或切口，该贯通孔或切口成为气体流路13。如图3所示，第四层、第六层、第八层14d、14f、14h分别构成分支流路13b、13c、13d的侧壁(此处为左右侧的壁)。在本实施方式中，第四层、第六层、第八层14d、14f、14h的厚度比其他层的厚度厚。第四层、第六层、第八层14d、14f、14h也可以是分别具有多个层的层叠体。

如图2、图3所示，壳体12具有面对气体流路13、且配设有捕集电极42和电场产生电极44的至少一者的第一壁部～第四壁部15a～15d。第一壁部15a是第一层～第三层14a～14c中位于气体流路13的正上方的部分。第一壁部15a的下表面构成气体流路13的顶面。第一壁部15a是壳体12中的上侧的外壁的一部分。在第一壁部15a的下表面配设有放电电极21a、施加电极32以及第一电场产生电极44a。第二壁部15b是第五层14e中的面对气体流路13的部分(位于分支流路13b的正下方及分支流路13c的正上方的部分)。第二壁部15b构成为将分支流路13b和分支流路13c上下分隔的分隔部。在第二壁部15b的上表面配设有第一捕集电极42a，在下表面配设有第二电场产生电极44b。第三壁部15c是第七层14g中的面对气体流路13的部分(位于分支流路13c的正下方以及分支流路13d的正上方的部分)。第三壁部15c构成为将分支流路13c和分支流路13d上下分隔的分隔部。在第三壁部15c的上表面配设有第二捕集电极42b，在下表面配设有第三电场产生电极44c。第四壁部15d是第九层～第十一层14i～14k中位于气体流路13的正下方的部分。第四壁部15d的上表面构成气体流路13的底面。第四壁部15d是壳体12中的下侧的外壁的一部分。在第四壁部15d的上表面配设有放电电极21b、除去电极34以及第三捕集电极42c。

如图3所示，第一壁部～第四壁部15a～15d在与气体流路13的中心轴垂直的截面中均呈中央部分(此处为左右方向的中央部分)的厚度比除此以外的部分的厚度薄的形状。以下，将这样的形状称为中央减薄形状。第一壁部～第四壁部15a～15d均呈厚度趋向左右方向的中央部分逐渐减薄的形状。第一壁部～第四壁部15a～15d的上下表面中的面对气体流路13的部分均为弯曲面，由此形成为中央减薄形状。中央减薄形状可以设为厚度的最小值小于厚度的最大值的96％的形状。中央减薄形状可以设为厚度的最小值为50μm以上的形状。

在与气体流路13的中心轴垂直的任一截面中，第一壁部～第四壁部15a～15d的中央部分的厚度都比除此以外的部分的厚度薄。因此，关于作为第一壁部15a的一部分的图2所示的连接壁部70a、70b、以及作为第四壁部15d的一部分的图2所示的连接壁部70c、70d，它们也与图3所示的形状同样地形成为面对气体流路13的部分弯曲的中央减薄形状。连接壁部70a具有连接面72a，该连接面72a是壳体12中在气体流路13露出的内周面的一部分、且是将放电电极21a和施加电极32在前后方向上连接的部分。同样地，连接壁部70b具有连接面72b，该连接面72b是壳体12的内周面的一部分、且是将施加电极32和第一电场产生电极44a在前后方向上连接的部分。连接壁部70c具有连接面72c，该连接面72c是壳体12的内周面的一部分、且是将放电电极21b和除去电极34在前后方向上连接的部分。连接壁部70d具有连接面72d，该连接面72d是壳体12的内周面的一部分、且是将除去电极34与第三捕集电极42c在前后方向上连接的部分。连接面72a、72b分别为连接壁部70a、70b的下表面，连接面72c、72d分别为连接壁部70c、70d的上表面。连接面72a～72d是因具有导电性的微粒17的附着而有可能构成电极间的短路路径的面。例如，连接面72a是有可能构成放电电极21a与施加电极32的短路路径的面。

如图2所示，电荷产生装置20具有设置于靠近壳体12的气体导入口13a的那侧的第一电荷产生装置、第二电荷产生装置20a、20b。第一电荷产生装置20a具有配设于第一壁部15a的放电电极21a以及感应电极24a。放电电极21a及感应电极24a分别设置于发挥电介质层的作用的第三层14c的表面和背面。放电电极21a设置于第一壁部15a的下表面、且在气体流路13内露出。第二电荷产生装置20b具有配设于第四壁部15d的放电电极21b及感应电极24b。放电电极21b及感应电极24b分别设置于发挥电介质层的作用的第九层14i的表面和背面。放电电极21b设置于第四壁部15a的上表面、且在气体流路13内露出。放电电极21a、21b分别在长方形的金属薄板的彼此对置的长边具有多个三角形的微细的突起22(参照图1)。感应电极24a、24b分别是长方形的电极，并与放电电极21a、21b的长边方向平行地设置有两个。放电电极21a、21b和感应电极24a、24b与放电用电源29连接。感应电极24a、24b也可以与地线连接。

对于第一电荷产生装置20a而言，若从放电用电源29对放电电极21a与感应电极24a之间施加高频的高电压(例如脉冲电压等)，则因两电极间的电位差而在放电电极21a的附近引起气体放电(此处为介电势垒放电)。第二电荷产生装置20b也同样因来自放电用电源29的高电压产生的放电电极21b与感应电极24b的电位差而在放电电极21b的附近引起气体放电。通过上述放电而使得存在于放电电极21a、21b的周围的气体实现离子化，从而产生电荷18(此处设为正电荷)。由此，从电荷产生装置20通过的气体中的微粒17被附加电荷18而形成为带电微粒p(参照图2)。

剩余电荷除去装置30具有施加电极32和除去电极34。施加电极32和除去电极34位于电荷产生装置20的下游、且位于捕集装置40的上游。施加电极32设置于第一壁部15a的下表面、且在气体流路13内露出。除去电极34设置于第四壁部15d的上表面、且在气体流路13内露出。施加电极32和除去电极34配设于彼此对置的位置。施加电极32是从除去用电源39施加微小的正电位v2的电极。除去电极34是与地线连接的电极。由此，在剩余电荷除去装置30的施加电极32与除去电极34之间产生弱电场。因此，在电荷产生装置20产生的电荷18中的未附加于微粒17的剩余的电荷18在该弱电场的作用下被除去电极34吸引并捕获进而向地线丢弃。由此，剩余电荷除去装置30抑制了剩余的电荷18被捕集装置40的捕集电极42捕集并作为微粒17的数量而计数。

捕集装置40是用于对捕集对象(此处为带电微粒p)进行捕集的装置，设置于比电荷产生装置20以及剩余电荷除去装置30靠下游的分支流路13b～13d。捕集装置40具有：对带电微粒p进行捕集的1个以上的捕集电极42；以及使得带电微粒p向捕集电极42移动的1个以上的电场产生电极44。在本实施方式中，捕集装置40具有第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c作为捕集电极42，并具有第一电场产生电极～第三电场产生电极44a～44c作为电场产生电极44。第一电场产生电极44a配设于第一壁部15a的下表面，第一捕集电极42a配设于第二壁部15b的上表面。第一电场产生电极44a和第一捕集电极42a配设于在上下方向上彼此对置的位置、且均在分支流路13b露出。第二电场产生电极44b配设于第二壁部15b的下表面，第二捕集电极42b配设于第三壁部15c的上表面。第二电场产生电极44b和第二捕集电极42b配设于在上下方向上彼此对置的位置、且均在分支流路13c露出。第三电场产生电极44c配设于第三壁部15c的下表面，第三捕集电极42c配设于第四壁部15d的上表面。第三电场产生电极44c和第三捕集电极42c配设于在上下方向上彼此对置的位置、且均在分支流路13d露出。对于第一电场产生电极～第三电场产生电极44a～44c，均从捕集用电源49施加电压v1。第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c均经由电流计52而与地线连接。由此，在分支流路13b产生从第一电场产生电极44a朝向第一捕集电极42a的电场，在分支流路13c产生从第二电场产生电极44b朝向第二捕集电极42b的电场，在分支流路13d产生从第三电场产生电极44c朝向第三捕集电极42c的电场。因此，在气体流路13流动的带电微粒p进入分支流路13b～13d中的任一者，并因在此处产生的电场而向下方移动，进而被第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c中的任一者吸引并捕集。此处，电压v1为正电位，电压v1的等级(level)例如为100v的数量级至几kv。各电极34、42各自的尺寸、各电极34、42上的各电场的强度(即电压v1、v2的大小)设定为：使得带电微粒p被捕集电极42捕集而不会被除去电极34捕集，另外，使得未附着于微粒17的电荷18被除去电极34捕集。

第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c以及第一电场产生电极～第三电场产生电极44a～44c均与第一壁部～第四壁部15a～15d同样地呈中央减薄形状。即，如图3所示，捕集电极42以及电场产生电极44在与气体流路13的中心轴垂直的截面中呈中央部分(此处为位于分支流路13b～13d的左右方向的中央的部分)的厚度比除此以外的部分的厚度薄的形状。捕集电极42以及电场产生电极44均呈厚度趋向中央部分逐渐减薄的形状。第一壁部～第四壁部15a～15d的上下表面中的面对气体流路13(此处为分支流路13b～13d)的部分均为弯曲面，由此形成为中央减薄形状。

检测装置50具备电流计52和运算装置54。电流计52的一个端子与捕集电极42连接，另一个端子与地线连接。该电流计52对基于捕集电极42捕集的带电微粒p的电荷18的电流进行测定。运算装置54基于电流计52的电流而对微粒17的个数进行运算。运算装置54也可以具有如下作为控制部的功能：通过控制各电源29、39、49、69的接通断开、电压而控制各装置20、30、40、60。

加热器装置60具有配设于第十层14i与第十一层14k之间并埋设于第四壁部15d的加热器电极62。加热器电极62例如为布设成之字形的带状的发热体。加热器电极62配置为至少存在于第三捕集电极42c的正下方。在本实施方式中，加热器电极62布设于气体流路13的正下方的大致整个区域，还存在于放电电极21b以及除去电极34的正下方。加热器电极62与加热器用电源69连接，若由加热器用电源69通电则发热。加热器电极62产生的热例如通过借助壳体12的热传导、借助气体流路13的辐射等而传导至捕集电极42等各电极及壳体12，由此对这些电极及壳体12的内周面进行加热。

如图1、图4所示，在壳体12的左端的上下表面分别配设有多个端子19。上述各电极21a、21b、24a、24b、32、34、42、44借助配设于壳体12内的配线而与该多个端子19中的任一者电导通。同样，加热器电极62借助配线而与两个端子19电导通。配线例如配设于第一层～第十一层14a～14k的上下表面、或者配设于在第一层～第十一层14a～14k设置的通孔内。虽然在图2中省略了图示，但各电源29、39、49、69以及电流计52借助该端子19而与微粒检测元件11内的各电极导通。

以下对如此构成的微粒检测元件11的制造方法进行说明。首先，与第一层～第十一层14a～14k对应地准备多个含有陶瓷原料粉末的未烧成的陶瓷生片。预先通过冲压处理等而在与第四层～第八层14d～14h对应的生片设置构成气体流路13的空间和通孔。接下来，与第一层～第十一层14a～14k分别对应地对各陶瓷生片进行形成各种图案的图案印刷处理和干燥处理。具体而言，形成的图案例如为上述各电极、与各电极连接的配线以及端子19等的图案。利用公知的丝网印刷技术将图案形成用浆糊涂敷于生片上而进行图案印刷。在图案印刷处理中或图案印刷处理的前后还进行形成配线的导电性浆糊向通孔的填充。接下来，进行用于对生片彼此进行层叠和粘接的粘接用浆糊的印刷处理和干燥处理。然后，进行如下压接处理：以规定的顺序对形成有粘接用浆糊的生片进行层叠并施加规定的温度、压力条件而进行压接，由此制成一个层叠体。当进行该压接处理时，预先向构成气体流路13的空间填充因烧成而消失的消失材料(例如可可碱等)。然后，将层叠体切断并切成与壳体12的大小相应的层叠体。而且，以规定的烧成温度对切成的层叠体进行烧成。由于消失材料在烧成时消失，因此填充有消失材料的部分构成气体流路13。由此得到微粒检测元件11。

在微粒检测元件11的制造工序中，中央减薄形状的第一壁部～第四壁部15a～15d、捕集电极42以及电场产生电极44可以以如下方式形成。例如，调整在上述的压接处理中填充的消失材料的厚度，加厚构成气体流路13的空间中的、左右方向的中央部分的消失材料。如此，在对多个生片进行层叠并施加压力时，对于构成第一壁部～第四壁部15a～15d、捕集电极42以及电场产生电极44的部分而言，与其他部分相比，进一步对左右方向的中央部分进行按压而使其凹陷，因此形成为中央减薄形状。或者，也可以在生片的成型时利用使得第一壁部～第四壁部15a～15d形成为中央减薄形状的成型模具。另外，也可以在捕集电极42以及电场产生电极44的图案形成时，通过增加中央部分以外的印刷次数等而调整图案的厚度，由此使得各电极形成为中央减薄形状。

如此，在由陶瓷材料构成壳体12的情况下，能够获得以下效果，从而构成优选方式。一般情况下，陶瓷材料的耐热性较高，对于利用加热器电极62而进行后述的微粒17的除去的温度、例如使得作为微粒17的主成分的碳燃烧的600℃至800℃的高温，也能够容易地耐受。此外，一般情况下，陶瓷材料的杨氏模量较高，因此，即便减薄壳体12的壁部、分隔部的厚度也容易维持壳体12的刚性，从而能够抑制因热冲击、外力而引起的壳体12的变形。通过抑制壳体12的变形，能够抑制例如因电荷产生装置20放电时的气体流路13中的电场分布的变化、分支流路13b～13d的流路厚度(此处为上下的高度)的变化等引起的微粒数的检测精度的降低。因此，由陶瓷材料构成壳体12而能够抑制壳体12的变形、且能够减薄壳体12的壁部、分隔部的厚度，从而能够使壳体12变得紧凑。作为陶瓷材料，并未特别限定，例如能举出氧化铝、氮化硅、多铝红柱石、堇青石、氧化镁、氧化锆等。

接下来，对微粒检测器10的使用例进行说明。在测量汽车废气中含有的微粒时，将微粒检测元件11安装于发动机的排气管内。此时，以将废气从气体导入口13a导入至壳体12内、且使得该废气在通过分支流路13b～13d之后排出的方式安装微粒检测元件11。另外，将各电源29、39、49、69以及检测装置50与微粒检测元件11连接。

从气体导入口13a导入至壳体12内的废气中含有的微粒17携带因电荷产生装置20放电所产生的电荷18(此处为正电荷)而形成为带电微粒p。带电微粒p保持原样地从电场较弱、且除去电极34的长度比捕集电极42的长度短的剩余电荷除去装置30通过，流入至分支流路13b～13d的任一者并到达捕集装置40。另一方面，即便电场较弱，未附加于微粒17的电荷18也被剩余电荷除去装置30的除去电极34吸引，并借助除去电极58而向gnd丢弃。由此，未附加于微粒17的不需要的电荷18几乎不会到达捕集装置40。

由第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c的任一者利用电场产生电极44所产生的电场而对到达捕集装置40的带电微粒p进行捕集。然后，利用电流计52对基于附着于捕集电极42的带电微粒p的电荷18的电流进行测定，运算装置54基于该电流对微粒17的个数进行运算。在本实施方式中，第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c与1个电流计52连接，利用电流计52对基于附着于第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c的带电微粒p的电荷18的合计数量的电流进行测定。电流i与电荷量q的关系为i＝dq/(dt)，q＝∫idt。运算装置54在规定期间内对电流值进行积分(累计计算)而求出其积分值(蓄积电荷量)，利用蓄积电荷量除以基本电荷(日语：素電荷)而求出电荷的总数(捕集电荷数)，并利用该捕集电荷数除以附着于1个微粒17的电荷数的平均值(平均带电数)，由此求出附着于捕集电极42的微粒17的个数nt。运算装置54检测出废气中的微粒17的数量作为该个数nt。但是，微粒17的一部分也有时未由捕集电极42捕集而是从该捕集电极42通过、或者在由捕集电极42捕集之前附着于壳体12的内周面。因此，可以考虑这样的未由捕集电极42捕集的微粒17的比例而预先规定微粒17的捕集率，并由运算装置54检测出该捕集率除个数nt所得的值、即总数na作为废气中的微粒17的数量。

若微粒17等大量堆积于捕集电极42，则新的带电微粒p有时不会被捕集电极42捕集。因此，定期地或在堆积量达到规定量的时刻利用加热器电极62对捕集电极42进行加热，由此将捕集电极42上的堆积物加热并将其烧除而对捕集电极42的电极面进行更新。

此处，废气中的微粒17呈现出靠近壳体12内的气体流路13的中心轴的区域的浓度升高的趋势。因此，微粒17容易附着于捕集电极42中靠近气体流路13的中心轴的部分。例如，在分支流路13b中，呈现出图3所示的截面中的靠近分支流路13b的中心轴即上下左右的中央的区域的微粒17的浓度升高的趋势。因此，对于第一捕集电极42a中靠近分支流路13b的中心轴的部分、即第一捕集电极42a中位于分支流路13b的左右方向的中央的部分而言，与除此以外的部分相比，微粒17更容易附着。关于第二捕集电极42b及第三捕集电极42c也一样，位于分支流路13c、13d的左右方向的中央的部分更容易附着有微粒17。而且，对于本实施方式的微粒检测元件11而言，作为壳体12中的配设有捕集电极42的捕集电极配设壁部的、第二壁部～第四壁部15b～15d在与气体流路13的中心轴垂直的截面中呈中央部分比除此以外的部分薄的中央减薄形状。因此，对于中央减薄形状的第二壁部～第四壁部15b～15d而言，与其他部分相比，中央部分的热容量更小，温度更容易升高。因此，当加热器装置60对附着于第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c的微粒17进行加热时，第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c中容易附着有微粒17的部分(上述的靠近气体流路13的中心轴的部分)的温度容易升高。由此，关于第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c，分别能够使附着有大量微粒17的部分迅速地升温而使得微粒17燃烧。其结果，能够以更短的时间将附着于捕集电极42的微粒17除去。利用加热器装置60使微粒17燃烧的期间为运算装置54无法检测微粒17的个数的期间(不灵敏时间)，但本实施方式的微粒检测元件11能够缩短该不灵敏时间。

除了捕集电极42以外，有时微粒17还附着并堆积于在气体流路13露出的电极(此处为放电电极21a、21b、施加电极32、除去电极34以及电场产生电极44)。当利用加热器装置60对捕集电极42的电极面进行更新时，也可以使附着于这些电极中的一个以上的微粒17等燃烧而对电极面进行更新。此时，在与气体流路13的中心轴垂直的任一截面中，第一壁部～第四壁部15a～15d的中央部分的厚度都比除此以外的部分的厚度薄。因此，当将附着于捕集电极42以外的电极的微粒17除去时，也与捕集电极42同样地使各电极中的附着有大量微粒17的部分迅速地升温而使微粒17燃烧。

此处，阐明本实施方式中的结构要素与本发明中的结构要素的对应关系。本实施方式中的壳体12相当于本发明中的壳体，电荷产生装置20相当于电荷产生部，捕集装置40相当于捕集部，加热器装置60相当于加热部，第二壁部～第四壁部15b～15d相当于捕集电极配设壁部。另外，第一壁部～第三壁部15a～15c相当于电场产生电极配设壁部，放电电极21a、21b、施加电极32、除去电极34、捕集电极42以及电场产生电极44相当于露出电极，检测装置50相当于个检测部。

对于以上详述的本实施方式的微粒检测元件11而言，壳体12中的作为配设有捕集电极42的捕集电极配设壁部的第二壁部～第四壁部15b～15d均呈中央减薄形状。因此，第二壁部～第四壁部15b～15d的左右方向的中央部分的热容量小于其他部分的热容量，从而温度容易升高。由此，微粒检测元件11能够利用加热器装置60使捕集电极42中的附着有大量微粒17的部分、即第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c各自的靠近气体流路13的中心轴的部分迅速地升温而使微粒17燃烧。因此，能够以更短的时间将分别附着于第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c的微粒17除去。此处，虽然也考虑了使第二壁部～第四壁部15b～15d整体减薄而减小它们的热容量，但在该情况下，壳体12的强度容易降低。通过将第二壁部～第四壁部15b～15d设为中央减薄形状，能够抑制壳体12的强度降低、且在短时间内将附着于捕集电极42的微粒17除去。另外，通过将第二壁部～第四壁部15b～15d设为中央减薄形状，与使得第二壁部～第四壁部15b～15d整体减薄的情况相比，能够更集中地对中央部分进行加热。

另外，壳体12具有作为将气体流路13分隔的分隔部而发挥功能的第二壁部、第三壁部15b、15c。对于设置分隔部而使得气体流路13分支的结构而言，具有如下所述的效果。作为比较例，考虑了在图2中将第二壁部15b、第三壁部15c除去的结构。在该情况下，带电微粒p仅因第一电场产生电极44a与第三捕集电极42c之间形成的电场而受到排斥力或吸引力。此时，对于施加于第一电场产生电极44a的电压而言，若未施加以上述实施方式的电压v1的约3倍(3v1)的电压，则无法捕集到与上述实施方式中捕集的粒子相当的粒子(其中，假设第二壁部15b和第三壁部15c的厚度与气体流路13的厚度相比足够小)。即，通过设置分隔部而能够实现施加电压的降低，其结果，能够实现捕集用电源49的可靠性的提高、并能够预先防止为了施加电压v1而设置于微粒检测元件11的端子19之间的短路等。

另外，作为呈中央减薄形状的捕集电极配设壁部的、第二壁部～第四壁部15b～15d均在与气体流路13的中心轴垂直的截面中形成为厚度趋向气体流路13的中央部分逐渐减薄的形状。因此，例如与第二壁部～第四壁部15b～15d具有厚度急剧变化的台阶部而形成为中央减薄形状的情况相比，第二壁部～第四壁部15b～15d的强度容易提高。

进一步，由于第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c均呈中央减薄形状，因此，对于这些电极而言，位于气体流路13的左右方向的中央的部分的热容量也减小。由此，第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c中的容易附着有微粒17的部分的温度容易升高，能够以更短的时间将分别附着于第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c的微粒17除去。另外，第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c呈中央减薄形状，从而与例如呈厚度恒定的形状的情况相比，上表面的表面积增大。因此，对于第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c的每一个而言，微粒17的堆积量的容许值增大。由此，能够抑制新的带电微粒p未由捕集电极42捕集的状态、或者延长用于对捕集电极42的电极面进行更新的加热器装置60的使用间隔。

再进一步，壳体12具有作为配设有电场产生电极44的电场产生电极配设壁部的、第一壁部～第三壁部15a～15c，该第一壁部～第三壁部15a～15c均呈中央减薄形状。因此，与配设于中央减薄形状的第二壁部～第四壁部15b～15d的第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c相同，配设于第一壁部～第三壁部15a～15c的第一电场产生电极～第三电场产生电极44a～44c也能够使附着有大量微粒17的部分迅速地升温而使微粒17燃烧。并且，由于第一电场产生电极～第三电场产生电极44a～44c均呈中央减薄形状，因此，这些电极的位于气体流路13的左右方向的中央的部分的热容量也减小，能够以更短的时间将附着于各电极的微粒17除去。

并且，微粒检测元件11具备在气体流路13内露出的多个露出电极(此处为放电电极21a、21b、施加电极32、除去电极34、捕集电极42以及电场产生电极44)。另外，壳体12具有连接壁部70a，该连接壁部70a具有连接面72a且呈中央减薄形状，该连接面72a是在气体流路13露出的内周面的一部分、且是将多个露出电极中的至少两个电极连接的部分。同样地，壳体12具有连接壁部70b～70d，这些连接壁部70b～70d分别具有连接面72b～72d且呈中央减薄形状。而且，加热器装置60对连接壁部70a～70d进行加热。此处，随着微粒检测元件11的使用，有时微粒17的一部分会附着于壳体12的内周面。通常，微粒17大多是例如碳等具有导电性的材料，因此，若微粒17大量附着于壳体12的内周面，则微粒17有可能形成沿着壳体12的内周面的短路路径而使得在内周面露出的电极间短路。但是，加热器装置60对连接壁部70a～70d进行加热，从而能够将附着于露出电极间的连接面72a～72d的微粒除去。并且，呈中央减薄形状的连接壁部70a～70d的位于气体流路13的中央的部分的热容量较小，因此，连接壁部70a～70d的连接面72a～72d中的容易附着有微粒17的部分的温度容易升高。因此，连接壁部70a～70d为中央减薄形状而能够利用加热器装置60在短时间内将附着于连接面72a～72d的微粒17除去。由此，微粒检测元件11例如能够抑制短路路径的形成、或者即使形成短路路径也能够迅速地从短路状态恢复。由于微粒检测元件11能够迅速地从短路状态恢复，因此能够缩短微粒检测元件11的无法响应时间(无法对微粒17的数量进行检测的期间)。

而且，壳体12是绝缘体(电介质)，电荷产生装置20具有：在气体流路13露出的放电电极21a、21b；以及埋设于壳体12的感应电极24a、24b。由此，壳体12中的由放电电极21a、21b和感应电极24a、24b夹持的部分发挥电介质层的作用，电荷产生装置20通过在放电电极21a、21b的附近产生的介电势垒放电而产生电荷18，由此能够使微粒17形成为带电微粒p。因此，与例如利用针状的放电电极并通过电晕放电而产生电荷18的情况相比，能够以低电压及低功耗而产生同等的电荷量。另外，由于感应电极24a、24b埋设于壳体12，因此，能够预先防止感应电极24a、24b与其他电极的短路。进一步，由于放电电极21a、21b具有多个突起22，因此，能够生成更高浓度的电荷18。另外，放电电极21a、21b沿着壳体12中的在气体流路13露出的内周面而配设。因此，例如与将针状的放电电极配设为在气体流路13露出的情况相比，容易实现壳体12与放电电极21a、21b的一体制造，放电电极21a、21b难以阻碍气体的流动，微粒难以附着于放电电极21a、21b。

需要说明的是，本发明并未受到上述实施方式的任何限定，只要属于本发明的技术范围，当然可以以各种方式而实施。

例如，在上述实施方式中，第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c均呈中央减薄形状，但并不局限于此，可以将至少一个设为中央减薄形状，也可以设为均不是中央减薄形状。对于电场产生电极44也一样。另外，在气体流路13露出的电极(在上述实施方式中，放电电极21a、21b、施加电极32、除去电极34、捕集电极42以及电场产生电极44)可以均为中央减薄形状。

在上述实施方式中，呈中央减薄形状的壁部和电极均在与气体流路13的中心轴垂直的截面中呈厚度趋向中央部分(靠近气体流路13的中心轴的部分)逐渐减薄的形状，但并不局限于此。例如，也可以如图5所示的变形例的第二外壁115b那样采用具有台阶部的形状作为中央减薄形状。在该情况下，可以仅在中央部分配置减薄部，因此，能够更集中地对中央部分进行加热。图5中的第二外壁115b在上表面具有台阶部，但只要在上表面和下表面中的至少一者具有台阶部即可。另外，图5中的第一捕集电极142a具有模仿第二外壁115b的台阶部的台阶部，但厚度恒定。但是，也可以增大第一捕集电极142a的台阶部的高度，由此形成第一捕集电极142a的中央部分的厚度减薄的中央减薄形状。同样地，虽然第二电场产生电极144b的厚度在图5中恒定，但也可以设为具有台阶部的中央减薄形状。

在上述实施方式中，作为电场产生电极配设壁部的第一壁部～第三壁部15a～15c均呈中央减薄形状，但并不局限于此，可以将至少一个设为中央减薄形状，也可以设为均不是中央减薄形状。

在上述实施方式中，作为捕集电极配设壁部的第二壁部～第四壁部15b～15d均呈中央减薄形状，但并不局限于此，可以将至少一个设为中央减薄形状。例如，可以将第二壁部～第四壁部15b～15d中的第四壁部15d不设为中央减薄形状，该第四壁部15d配设有多个捕集电极42中最接近加热器电极62的第三捕集电极42c。或者，也可以至少将第二壁部～第四壁部15b～15d中的第二壁部15b设为中央减薄形状，该第二壁部15b配设有多个捕集电极42中距加热器电极62最远的第一捕集电极42a。

在上述实施方式中，第一壁部～第四壁部15a～15d的中央部分的厚度均在与气体流路13的中心轴垂直的任一截面中比除此以外的部分的厚度薄，但并不局限于此。在捕集电极配设壁部(例如第二壁部～第四壁部15b～15d)设为中央减薄形状的情况下，只要至少在从配设于其自身的捕集电极42通过且与气体流路13的中心轴垂直的任一截面中为中央减薄形状即可。但是，在捕集电极配设壁部设为中央减薄形状的情况下，优选地，在从配设于其自身的捕集电极42通过且与气体流路13的中心轴垂直的任一截面中，中央部分的厚度均比除此以外的部分的厚度薄。对于电场产生电极配设壁部(例如第一壁部～第三壁部15a～15c)也一样。

在上述实施方式中，连接壁部70a～70d形成为中央减薄形状，但并不局限于此。只要具有将微粒检测元件11所具备的多个露出电极中的至少两个电极连接的连接面的连接壁部为中央减薄形状，就能够在这2个电极之间获得抑制短路路径的形成或从短路状态迅速恢复的效果。例如，第四层14d中的位于图3中的分支流路13b的右侧的部分是具有分支流路13b的右侧面的右侧壁。只要将该右侧壁设为中央减薄形状(此处为上下方向的中央部分的厚度比除此以外的部分的厚度薄的形状)，就能够在第一电场产生电极44a与第一捕集电极42a之间获得上述效果。

在上述实施方式中，第一壁部～第四壁部15a～15d均是上下表面中的面对气体流路13的部分为弯曲面，但并不局限于此。例如，对于作为外壁的第一壁部15a、第二壁部15d，可以设为面对气体流路13的部分和外侧面的至少一者弯曲。图6是该情况下的变形例的壳体112的局部截面图。图6中的第一壁部、第二壁部115a、115b的面对气体流路13的部分和外侧面的双方均弯曲。对于作为分隔部的第二壁部、第三壁部15b、15c，由于存在两个面对气体流路13的部分，因此其中一者可以不弯曲。

在上述实施方式中，电场产生电极44在气体流路13露出，但并不局限于此，也可以埋设于壳体12。在该情况下，无需将电场产生电极配设壁部、电场产生电极44设为中央减薄形状。另外，也可以代替第一电场产生电极44a而将以从上下方夹持第一捕集电极42a的方式配设的一对电场产生电极设置于壳体12，利用由施加于该一对电场产生电极之间的电压产生的电场而使带电微粒p朝向第一捕集电极42a移动。对于第二电场产生电极～第四电场产生电极44b～44d也一样。

在上述实施方式中，在第二壁部～第四壁部15b～15d分别配设有一个捕集电极42，但并不局限于此，也可以在捕集电极配设壁部配设一个以上的捕集电极42。

在上述实施方式中，气体流路13的与中心轴垂直的截面呈近似四边形，但并不局限于此。气体流路13只要是使得靠近中心轴的区域的气体中的微粒17的浓度升高的形状即可。换言之，气体流路13只要是使得捕集电极42中的靠近气体流路13的中心轴的部分与除此以外的部分相比而微粒17更容易附着的形状即可。例如，气体流路13的与气体流路13的中心轴垂直的截面可以是椭圆形，也可以是四边形以外的多边形。

在上述实施方式中，第一层～第十一层14a～14k的层叠方向和第一壁部～第四壁部15a～15d及捕集电极42的厚度方向是相同的上下方向，但并不局限于此。例如，层叠方向和厚度方向也可以垂直。另外，壳体12也可以不是层叠体。

在上述实施方式中，加热器装置60具有埋设于第四壁部15d的加热器电极62，但并不局限于此，加热器装置60也可以在气体流路13露出。另外，加热器装置60也可以具有埋设于第一壁部15a的加热器电极等而具有多个加热器电极。

在上述实施方式中，捕集装置40分别具备多个捕集电极42以及多个电场产生电极44，但并不局限于此，只要分别具有1个以上的捕集电极42以及1个以上的电场产生电极44即可。另外，只要分支流路13b～13d根据捕集电极42的数量而设置即可。例如，在图2、图3中，壳体12不具备作为分隔部的第二壁部15b以及第三壁部15c，捕集装置40可以具备一个捕集电极42(此处为第三捕集电极42c)和一个电场产生电极44(此处为第一电场产生电极44a)。另外，虽然捕集电极42和电场产生电极44一一对置，但并不局限于此。例如，电场产生电极44的数量可以少于捕集电极42的数量。例如，在图2中可以省略第二电场产生电极、第三电场产生电极44b、44c，利用第一电场产生电极44a产生的电场使带电微粒p分别朝向第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c移动。另外，第一电场产生电极～第三电场产生电极44a～44c均使带电微粒p向下方移动，但并不局限于此。例如，也可以颠倒配置图2中的第一捕集电极42a和第一电场产生电极44a。

在上述实施方式中，第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c与一个电流计52连接，但并不局限于此，也可以与不同的电流计52分别连接。这样，运算装置54能够分别对附着于第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c的各捕集电极的微粒17的个数进行运算。在该情况下，例如可以使分别施加于第一电场产生电极～第三电场产生电极44a～44c的电压不同、或者使分支流路13b～13d的流路厚度(在图2、图3中为上下方向的高度)不同，由此使得不同粒径的微粒17分别由第一捕集电极～第三捕集电极42a～42c的各捕集电极捕集。

在上述实施方式中，对第一电场产生电极～第三电场产生电极44a～44c施加了电压v1，但也可以不施加电压。即使在未产生基于电场产生电极44的电场的情况下，也能够通过预先将分支流路13b～13d的流路厚度设为微小值(例如0.01mm以上且小于0.2mm)而使得布朗运动剧烈的粒径较小的带电微粒p与捕集电极42碰撞。由此，捕集电极42能够对带电微粒p进行捕集。在该情况下，微粒检测元件11也可以不具备电场产生电极44。

在上述实施方式中，可以省略第一电荷产生装置20a、第二电荷产生装置20b的一方。另外，感应电极24a、24b埋设于壳体12，但只要在放电电极与感应电极之间存在电介质层，则感应电极也可以在气体流路13露出。另外，在上述实施方式中，采用了具备放电电极21a、21b和感应电极24a、24b的电荷产生装置20，但并不局限于此。例如，也可以采用具备针状电极、以及相对于该针状电极隔着气体流路13而对置配置的对置电极的电荷产生装置。在该情况下，若对针状电极与对置电极之间施加有高电压(例如直流电压或高频的脉冲电压等)，则会因两电极间的电位差而产生气体放电(此处为电晕放电)。气体在该气体放电的过程中通过，从而与上述实施方式相同，使得气体中的微粒17附加有电荷18而形成为带电微粒p。例如，可以在第一壁部、第四壁部15a、15d的一方配设针状电极、且在另一方配设对置电极。

在上述实施方式中，在壳体12内且在比电荷产生装置20靠气流的下游侧的位置设置有捕集电极42，由此将含有微粒17的气体从电荷产生元件20的上游侧导入至壳体12内，但并不特别限定于该结构。另外，在上述实施方式中，捕集电极42的捕集对象设为带电微粒p，但捕集对象也可以是未附加于微粒17的电荷18。例如，也可以采用图7所示的变形例的微粒检测元件711和具备该微粒检测元件的微粒检测器710的结构。微粒检测元件711不具备剩余电荷除去装置30，并具备电荷产生装置720、捕集装置740以及气体流路713以代替电荷产生装置20、捕集装置40以及气体流路13。另外，微粒检测元件711的壳体12不具备分隔部。电荷产生装置720具有放电电极721以及与放电电极721对置配置的对置电极722。由放电用电源29对放电电极721与对置电极722之间施加高电压。另外，微粒检测器710具备对放电用电源29施加电压时的电流进行测定的电流计28。捕集装置740具备：捕集电极742，其配设于壳体12的气体流路713的内周面中的与对置电极722相同的那侧(此处为上侧)；以及电场产生电极744，其埋设于壳体12且配设于捕集电极742的下方。检测装置50与捕集电极742连接，捕集用电源49与电场产生电极744连接。对置电极722和捕集电极742可以为相同电位。气体流路713具有空气导入口713e、气体导入口713a、混合区域713f以及气体排出口713g。空气导入口713e将不含有微粒17的气体(此处为空气)以经由电荷产生装置20的方式导入至壳体12内。气体导入口713a将含有微粒17的气体以不经由电荷产生装置20的方式导入至壳体12内。混合区域713f设置于电荷产生装置720的下游且设置于捕集装置740的上游，在该混合区域713f使得来自空气导入口713e的空气和来自气体导入口713a的气体混合。气体排出口713g将通过混合区域713f和捕集装置740之后的气体向壳体12外排出。另外，对于该微粒检测器710而言，捕集电极742的尺寸、捕集电极742上的电场的强度(即电压v1的大小)设定为：使得带电微粒p从气体排出口713g排出而不会被捕集电极742捕集，另外，使得未附加于微粒17的电荷18被捕集电极742捕集。

对于这样构成的图7的微粒检测器710而言，若放电用电源29对放电电极721与对置电极722之间施加电压而使得放电电极721侧形成为高电位，则在放电电极721的附近产生气体放电。由此，在放电电极721与对置电极722之间的空气中产生电荷18，并且产生的电荷18在混合区域713f被附加于气体中的微粒17。因此，即便含有微粒17的气体未从电荷产生装置720通过，电荷产生装置720也能够与电荷产生装置20同样地使微粒17形成为带电微粒p。

另外，对于图7的微粒检测器710而言，因捕集用电源49施加的电压v1而产生从电场产生电极744朝向捕集电极742的电场，由此使得捕集电极742对捕集对象(此处为未附加于微粒17的电荷18)进行捕集。另一方面，带电微粒p未被捕集电极742捕集而是从气体排出口713g排出。然后，从电流计52将基于捕集电极742捕集到的电荷18的电流值输入至运算装置54，该运算装置54基于输入的电流值而对气体中的微粒17的数量进行检测。例如，运算装置54导出由电流计28测定所得的电流值与由电流计52测定所得的电流值的电流差，利用导出的电流差的值除以基本电荷而求出未被捕集电极742捕集而是从气体流路13通过的电荷18的数量(通过电荷数)。然后，运算装置54利用通过电荷数除以附加于一个微粒17的电荷18的数量的平均值(平均带电数)而求出气体中的微粒17的个数nt。这样，即便在捕集电极742的捕集对象并非带电微粒p而是未附加于微粒17的电荷18的情况下，由于捕集电极742捕集到的捕集对象的数量与气体中的微粒17的数量具有关联性，因而，也能够利用微粒检测元件711检测出气体中的微粒17的数量。

如该图7的微粒检测器710那样，在捕集电极742的捕集对象并非带电微粒p而是未附加于微粒17的电荷18的情况下，有时微粒17也随着微粒检测元件711的使用而附着于捕集电极742。另一方面，对于微粒检测器710而言，与上述实施方式相同，作为壳体12中配设有捕集电极742的捕集电极配设壁部的第一壁部15a呈中央减薄形状。因此，与上述实施方式相同，在微粒检测元件711也能够以更短的时间将附着于捕集电极742的微粒17除去。此处，在捕集电极742的捕集对象是未附加于微粒17的电荷18的情况下，即使在利用加热器装置60使微粒17燃烧的期间，运算装置54也能够进行气体中的微粒17的数量的检测。但是，当微粒17大量附着于捕集电极742时，由于微粒17对气体流路13中的气流造成影响等，从而有时微粒17的数量的检测精度会降低。另外，还有时因加热器装置60使得壳体12的温度升高进而使得检测精度降低。因此，在微粒检测元件711中，也优选以更短的时间将附着于捕集电极742的微粒17除去。

对于图7的微粒检测元件711而言，可以考虑未附加于微粒17的电荷18中的未被捕集电极742捕集的电荷18的比例而预先规定电荷18的捕集率。在该情况下，运算装置54可以通过从由电流计28测定出的电流值中减去利用捕集率除由电流计52测定出的电流值所得的值而导出电流差。另外，微粒检测器710可以不具备电流计28。在该情况下，例如只要运算装置54预先对来自放电用电源29的施加电压进行调整以使得在每单位时间内产生规定量的电荷18，并且由运算装置54导出规定的电流值(与电荷产生装置720产生的规定量的电荷18的数量对应的电流值)与由电流计52测定出的电流值的电流差即可。

在上述实施方式中，检测装置50对气体中的微粒17的数量进行检测，但并不局限于此，只要对气体中的微粒17进行检测即可。例如，并不局限于气体中的微粒17的数量，检测装置50也可以对气体中的微粒17的量进行检测。作为微粒17的量，除了微粒17的数量以外，还可举出微粒17的质量或表面积。当检测装置50对气体中的微粒17的质量进行检测时，例如运算装置54可以对微粒17的个数nt进一步乘以每一个微粒17的质量(例如质量的平均值)而求出气体中的微粒17的质量。或者，可以将蓄积电荷量与捕集到的带电微粒p的合计质量的关系以映射的形式预先存储于运算装置54，由运算装置54利用该映射并根据蓄积电荷量而直接导出气体中的微粒17的质量。当运算装置54求解气体中的微粒17的表面积时，也可以利用与求解气体中的微粒17的质量时相同的方法。另外，当捕集电极42的捕集对象为未附加于微粒17的电荷18时，检测装置50也可以同样地对微粒17的质量或表面积进行检测。

在上述实施方式中，对测定带正电的带电微粒p的个数的情况进行了说明，但即使是带负电的带电微粒p也可以同样地测定微粒17的个数。

本申请以2017年9月6日申请的日本专利申请第2017-171120号为基础而主张优先权，并通过引用而将其全部内容都并入本说明书中。

工业实用性

本发明能够用于对气体(例如汽车废气)中含有的微粒进行检测的微粒检测器。

附图标记说明

10...微粒检测器、11...微粒检测元件、12...壳体、13...气体流路、13a...气体导入口、13b～13d...分支流路、14a～14k...第一层～第十一层、15a～15d...第一壁部～第四壁部、17...微粒、18...电荷、19...端子、20...电荷产生装置、20a、20b...第一电荷产生装置、第二电荷产生装置、21a、21b...放电电极、22...突起、24a、24b...感应电极、29...放电用电源、30...剩余电荷除去装置、32...施加电极、34...除去电极、39...除去用电源、40...捕集装置、42...捕集电极、42a～42c...第一捕集电极～第三捕集电极、44...电场产生电极、44a～44c...第一电场产生电极～第三电场产生电极、49...捕集用电源、50...检测装置、52...电流计、54...运算装置、60...加热器装置、62...加热器电极、69...加热器用电源、70a～70d...连接壁部、72a～72d...连接面、112...壳体、115a、115b、115d...第一壁部、第二壁部、第四壁部、142a...第一捕集电极、144b...第二电场产生电极、710...微粒检测器、711...微粒检测元件、713...气体流路、713a...气体导入口、713e...空气导入口、713f...混合区域、713g...气体排出口、720...电荷产生装置、721...放电电极、722...对置电极、740...捕集装置、742...捕集电极、744...电场产生电极、p...带电微粒。