CH709022A1 - Gas sensor. - Google Patents

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CH709022A1
CH709022A1 CH02147/13A CH21472013A CH709022A1 CH 709022 A1 CH709022 A1 CH 709022A1 CH 02147/13 A CH02147/13 A CH 02147/13A CH 21472013 A CH21472013 A CH 21472013A CH 709022 A1 CH709022 A1 CH 709022A1
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CH
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gas
radiation
gas chamber
gas sensor
radiation source
Prior art date
Application number
CH02147/13A
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German (de)
Inventor
Marcus Braun
Martin Hämmerle
Original Assignee
Sauter Ag
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis

Abstract

Ein erfindungsgemässer Gassensor umfasst ein Sensorgehäuse mit einer Gaskammer (230) zur Aufnahme eines zu messenden Gases, eine Strahlungsquelle (130), zwei Strahlungsdetektoren (141, 142) sowie eine elektronische Schaltung (150) zur Ansteuerung der Strahlungsquelle (130) und der Strahlungsdetektoren (141, 142). Das Sensorgehäuse weist ein als dreidimensionaler MID-Schaltungsträger ausgebildetes Unterteil (100) und ein mit diesem verbundenes Oberteil (200) auf. Der MID-Schaltungsträger trägt die Strahlungsquelle (130), die zwei Strahlungsdetektoren (141, 142) und die elektronische Schaltung (150). Das Oberteil (200) bildet die Gaskammer (230) für das zu messende Gas. Mit der Schaltung (150) verbundene Kontaktierungsmittel (160) dienen zur elektrischen Anbindung des Gassensors nach aussen.A gas sensor according to the invention comprises a sensor housing with a gas chamber for receiving a gas to be measured, a radiation source, two radiation detectors and an electronic circuit for controlling the radiation source and 141, 142). The sensor housing has a lower part (100) designed as a three-dimensional MID circuit carrier and an upper part (200) connected thereto. The MID circuit carrier carries the radiation source (130), the two radiation detectors (141, 142) and the electronic circuit (150). The upper part (200) forms the gas chamber (230) for the gas to be measured. Contacting means (160) connected to the circuit (150) are used for electrical connection of the gas sensor to the outside.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gassensor gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. The present invention relates to a gas sensor according to the preamble of independent claim 1.

[0002] Gassensoren der zur Rede stehenden Art arbeiten nach dem Absorptionsprinzip, d.h. sie erfassen die Intensität einer Strahlung, die von einer Strahlungsquelle durch das zu messende Gas geschickt wird und dabei vom Gas konzentrationsabhängig durch Absorption mehr oder weniger geschwächt wird. Die Art der absorbierten Strahlung hängt vom zu messenden Gas ab. Im Fall von CO2oder Methan wird typischerweise IR-Licht als Strahlung eingesetzt. IR bedeutet hier und im Folgenden Infrarot. Gas sensors of the type in question operate on the principle of absorption, i. E. they detect the intensity of a radiation that is sent from a radiation source through the gas to be measured and is thereby more or less attenuated by the gas concentration-dependent absorption. The type of absorbed radiation depends on the gas to be measured. In the case of CO2 or methane, IR light is typically used as radiation. IR means infrared here and in the following.

[0003] Nach dem Absorptionsprinzip arbeitende Gassensoren sind z.B. aus den Dokumenten DE 102 004 044 145 B3, DE 102 004 031 316 B3, US 2 002/0 104 967 A1 und GB 2 392 721 A bekannt. Diese bekannten Gassensoren weisen eine Gaskammer zur Aufnahme eines zu messenden Gases, eine Strahlungsquelle und einen Strahlungsdetektor auf, der die von der Strahlungsquelle ausgehende und das zu messende Gas in der Gaskammer durchsetzende Strahlung erfasst. Ferner weisen diese Gassensoren elektrische Anschlüsse zur Anbindung an eine externe Funktionseinheit auf. Gas sensors operating on the absorption principle are known e.g. from the documents DE 102 004 044 145 B3, DE 102 004 031 316 B3, US 2 002/0 104 967 A1 and GB 2 392 721 A. These known gas sensors have a gas chamber for receiving a gas to be measured, a radiation source and a radiation detector which detects the radiation emanating from the radiation source and the gas to be measured in the gas chamber. Furthermore, these gas sensors have electrical connections for connection to an external functional unit.

[0004] Durch die vorliegende Erfindung soll ein Gassensor der gattungsgemässen Art hinsichtlich einfacherer Herstellbarkeit unter Verwendung von kostengünstigen Kunststoffteilen verbessert werden, wobei gleichzeitig höchste Präzision gewährleistet sein soll und nach dem Zusammenbau des Gassensors keinerlei Justierung mehr erforderlich sein soll. By the present invention, a gas sensor of the generic type is to be improved in terms of ease of manufacture using inexpensive plastic parts, at the same time highest precision should be ensured and after assembly of the gas sensor no adjustment should be required.

[0005] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäss durch einen Gassensor gelöst, wie er durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 spezifiziert ist. Weitere vorteilhafte Aspekte ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche. The object underlying the invention is achieved according to the invention by a gas sensor, as specified by the features of independent claim 1. Further advantageous aspects emerge from the features of the dependent claims.

[0006] Im Wesentlichen umfasst der erfindungsgemässe Gassensor ein eine Gaskammer zur Aufnahme eines zu messenden Gases enthaltendes Sensorgehäuse, eine Strahlungsquelle und mindestens einen von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung erfassenden Strahlungsdetektor, wobei die Strahlungsquelle und der mindestens eine Strahlungsdetektor so im Sensorgehäuse angeordnet sind, dass die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung vor der Erfassung durch den mindestens einen Strahlungsdetektor die Gaskammer durchquert. Der Gassensor umfasst ferner elektrische Kontaktierungsmittel zur elektrischen Anbindung des Gassensors an eine übergeordnete äussere Funktionseinheit. Das Sensorgehäuse weist ein als dreidimensionaler MID-Schaltungsträger ausgebildetes Unterteil und ein mit diesem verbundenes Oberteil auf, wobei der MID-Schaltungsträger die Strahlungsquelle, den mindestens einen Strahlungsdetektor, eine elektronische Schaltung zur Ansteuerung der Strahlungsquelle und des Strahlungsdetektors und die elektrischen Kontaktierungsmittel trägt und durch integrierte elektrische Leitungsbahnen untereinander verbindet und wobei das Oberteil die Gaskammer für das zu messende Gas bildet. Essentially, the gas sensor according to the invention comprises a sensor housing containing a gas chamber for receiving a gas to be measured, a radiation source and at least one radiation detector emanating from the radiation source, wherein the radiation source and the at least one radiation detector are arranged in the sensor housing such that the radiation emanating from the radiation source passes through the gas chamber before being detected by the at least one radiation detector. The gas sensor further comprises electrical contacting means for electrically connecting the gas sensor to a higher-level outer functional unit. The sensor housing has a lower part designed as a three-dimensional MID circuit carrier and a top connected thereto, the MID circuit carrier carrying the radiation source, the at least one radiation detector, an electronic circuit for controlling the radiation source and the radiation detector and the electrical contacting means, and integrated connects electrical paths with each other and wherein the upper part forms the gas chamber for the gas to be measured.

[0007] Durch diese spezielle Konzeption, d.h. die Aufteilung in ein Unterteil mit allen elektronischen Bauelementen und in ein Oberteil mit rein optischen Funktionen wird eine besonders einfache und kostengünstige Bauweise des Gassensors erreicht. Durch die Anordnung der Strahlungsquelle und des bzw. der Strahlungsdetektoren auf einem gemeinsamen dreidimensionalen MID-Schaltungsträger können ferner auch Fertigungstoleranzen insbesondere hinsichtlich des kritischen Abstands zwischen Strahlungsquelle und Strahlungsdetektoren auf einfache Weise minimiert werden, so dass keinerlei Nachjustierung erforderlich ist. By this particular conception, i. the division into a lower part with all electronic components and in a shell with purely optical functions a particularly simple and inexpensive construction of the gas sensor is achieved. Furthermore, by arranging the radiation source and / or the radiation detectors on a common three-dimensional MID circuit carrier, manufacturing tolerances, in particular with regard to the critical distance between radiation source and radiation detectors, can be minimized in a simple manner, so that no readjustment is required.

[0008] Die abgekürzte Bezeichnung MID steht für Molded Interconnect Device. Ein MID-Schaltungsträger wird oft auch als räumlicher spritzgegossener Schaltungsträger bezeichnet. Es handelt sich dabei um elektrische Schaltungsträger, bei denen metallische Leiterbahnen auf spritzgegossene Kunststoffträger aufgetragen werden. Hierdurch lassen sich vorteilhaft sehr kostengünstige, miniaturisierte Schaltungsträger-Bauteile erzeugen. Im Unterschied zu Schaltungsträgern in Form von Leiterplatten, die in der Regel eben sind, kann ein MID-Bauteil eine beliebige dreidimensionale Gestalt aufweisen und damit nicht nur als Schaltungsträger wirken, sondern gleichzeitig auch mechanische bzw. konstruktive Aufgaben erfüllen. The abbreviated term MID stands for Molded Interconnect Device. An MID circuit carrier is often referred to as a spatially injection-molded circuit carrier. These are electrical circuit carriers in which metallic interconnects are applied to injection-molded plastic substrates. As a result, very inexpensive, miniaturized circuit carrier components can advantageously be produced. In contrast to circuit boards in the form of printed circuit boards, which are usually flat, an MID component can have any three-dimensional shape and thus not only act as a circuit board, but also meet mechanical or design tasks.

[0009] Vorzugsweise weist das als dreidimensionaler MID-Schaltungsträger ausgebildete Unterteil einen Bodenteil und einen von diesem aufwärts ragenden hinteren Wandteil auf, an welchem der mindestens eine Strahlungsdetektor montiert ist. Durch diese Ausbildung lassen sich beispielsweise als SMD-Bauelemente ausgebildete Strahlungsdetektoren besonders einfach, präzise und stabil montieren. Die abgekürzte Bezeichnung SMD steht für Surface Mounted Device. Preferably, the lower part formed as a three-dimensional MID circuit carrier has a bottom part and a rear wall part projecting upwardly therefrom, on which the at least one radiation detector is mounted. This design makes it possible to mount, for example, radiation detectors designed as SMD components particularly simply, precisely and stably. The abbreviated name SMD stands for Surface Mounted Device.

[0010] Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante weist das Unterteil einen dem hinteren Wandteil gegenüberliegenden, vom Bodenteil aufwärts ragenden, gaskammerseitig reflektierend ausgebildeten vorderen Wandteil auf, welcher das Oberteil vorne abschliesst und einen Teil der Begrenzungswände der Gaskammer bildet. Der Gassensor kann so besonders stabil und kostengünstig hergestellt werden. In an advantageous embodiment, the lower part opposite the rear wall portion, protruding from the bottom part upwards, gas chamber side reflective trained front wall part, which closes the front front and forms part of the boundary walls of the gas chamber. The gas sensor can be made particularly stable and cost-effective.

[0011] Vorteilhafterweise weist das Oberteil die Gaskammer begrenzende Innenwände auf, die bezüglich der von der Strahlungsquelle ausgehenden Strahlung reflektierend ausgebildet sind. Dadurch wird der Weg der Strahlung durch das zu messende Gas verlängert und die Intensität der den mindestens einen Strahlungsdetektor erreichenden Strahlung vergrössert, wodurch sich die Empfindlichkeit des Gassensors erhöht. Advantageously, the upper part of the gas chamber bounding inner walls, which are formed with respect to the radiant radiation from the radiation source. As a result, the path of the radiation is extended by the gas to be measured and increases the intensity of the radiation reaching the at least one radiation detector, thereby increasing the sensitivity of the gas sensor.

[0012] Zweckmässigerweise ist das Oberteil des Sensorgehäuses zweiteilig ausgebildet und umfasst zwei an ihren Innenseiten reflektierend ausgebildete Halbschalen, welche zwischen sich die Gaskammer bilden. Diese Ausbildung des Oberteils ist fertigungstechnisch besonders günstig. Conveniently, the upper part of the sensor housing is formed in two parts and comprises two on its inner sides reflective trained half-shells, which form the gas chamber between them. This design of the upper part is manufacturing technology particularly favorable.

[0013] Vorteilhafterweise sind die Strahlungsquelle einerseits und der mindestens eine Strahlungsdetektor anderseits bezüglich der Gaskammer gegenüberliegend so angeordnet, dass der mindestens eine Strahlungsdetektor sowohl durch direkt von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlungsanteile als auch durch an den Begrenzungswänden der Gaskammer reflektierte Strahlungsanteile beaufschlagt wird. Dadurch wird die zur Verfügung stehende Strahlung optimal ausgenützt. Advantageously, the radiation source on the one hand and the at least one radiation detector on the other hand with respect to the gas chamber arranged so that the at least one radiation detector is acted upon both directly by the radiation source outgoing radiation components and by reflected at the boundary walls of the gas chamber radiation components. As a result, the available radiation is optimally utilized.

[0014] Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das Oberteil mindestens ein Austrittsfenster aufweist, durch welches die Strahlung nach der Durchquerung der Gaskammer aus dieser austreten und den mindestens einen Strahlungsdetektor beaufschlagen kann, und wenn dabei die vom Oberteil des Sensorgehäuses gebildete Gaskammer so geformt ist, dass sie als optischer Konzentrator wirkt, welcher die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung auf das mindestens eine Austrittsfenster konzentriert. Diese Massnahme bewirkt eine bessere Strahlungsausbeute. It is particularly advantageous if the upper part has at least one exit window, through which the radiation after passing through the gas chamber escape from this and can act on the at least one radiation detector, and if in this case the gas chamber formed by the upper part of the sensor housing is shaped in that it acts as an optical concentrator which concentrates the radiation emanating from the radiation source onto the at least one exit window. This measure causes a better radiation yield.

[0015] Zweckmässigerweise ist die Strahlungsquelle eine IR-Lichtquelle und der mindestens eine Strahlungsdetektor ein IR-Detektor. Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Gassensor zwei IR-Detektoren aufweist, die auf verschiedene Wellenlängen des von der Strahlungsquelle ausgehenden IR-Lichts sensibilisiert sind. Die Verwendung von zwei IR-Detektoren ergibt mehr Möglichkeiten bei der Auswertung der Messsignale. So kann z.B. einer der IR-Detektoren als Referenz z.B. für Kalibrierung und Stabilisierung des Gassensors herangezogen werden. Conveniently, the radiation source is an IR light source and the at least one radiation detector is an IR detector. It is advantageous if the gas sensor has two IR detectors, which are sensitized to different wavelengths of the emanating from the radiation source IR light. The use of two IR detectors gives more possibilities in the evaluation of the measuring signals. Thus, e.g. one of the IR detectors as a reference e.g. used for calibration and stabilization of the gas sensor.

[0016] Zweckmässigerweise weist das Oberteil eine Einlassöffnung für die Zuführung des zu messenden Gases in die Gaskammer und eine Auslassöffnung für die Abfuhr des zu messenden Gases aus der Gaskammer auf. Vorteilhafterweise ist dabei zumindest in der Einlassöffnung ein Filter für die Zurückhaltung unerwünschter Bestandteile des zu messenden Gases angeordnet. Dies vermeidet durch solche Bestandteile verursachte Störungen des Gassensors. Conveniently, the upper part has an inlet opening for the supply of the gas to be measured in the gas chamber and an outlet opening for the removal of the gas to be measured from the gas chamber. Advantageously, a filter for the retention of undesired components of the gas to be measured is arranged at least in the inlet opening. This avoids disturbances of the gas sensor caused by such components.

[0017] Vorteilhafterweise weist der Gassensor ein Montage-Bauteil auf, mit dem das Sensorgehäuse elektrisch und mechanisch lösbar verbindbar ist, wobei das Montage-Bauteil mit den Kontaktierungsmitteln des Sensorgehäuses zusammenwirkende elektrische Verbindungsmittel aufweist. Advantageously, the gas sensor to a mounting member, with which the sensor housing is electrically and mechanically releasably connectable, wherein the mounting member having cooperating with the contacting means of the sensor housing electrical connection means.

[0018] Vorteilhafterweise sind dabei die Kontaktierungsmittel des Sensorgehäuses federnd ausgebildet. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass die Kontaktierungsmittel des Sensorgehäuses als vertieft angeordnete Kontaktstreifen ausgebildet sind und dass die elektrischen Verbindungsmittel des Montage-Bauteils durch Federkontakte gebildet sind, welche bei körperlicher Anlage des Sensorgehäuses am Montage-Bauteil federnd an den Kontaktstreifen anliegen. Advantageously, while the contacting means of the sensor housing are resilient. A further advantageous embodiment is that the contacting means of the sensor housing are formed as recessed contact strips and that the electrical connection means of the mounting member are formed by spring contacts, which bear resiliently against the contact strip at physical abutment of the sensor housing on the mounting component.

[0019] Im Folgenden wird der erfindungsgemässe Gassensor unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen detaillierter beschrieben. Es zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine Perspektivansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Gassensors; <tb>Fig. 2<SEP>eine explodierte Darstellung des Gassensors der Fig. 1 ; <tb>Fig. 3<SEP>eine Seitenansicht des Gassensors; <tb>Fig. 4<SEP>einen Horizontalschnitt des Gassensors gemäss der Linie IV–IV der Fig. 3 ; <tb>Fig. 5<SEP>einen Vertikalschnitt des Gassensors gemäss der Linie V–V der Fig. 4 ; <tb>Fig. 6<SEP>einen Horizontalschnitt des Gassensors gemäss der Linie VI–VI der Fig. 3 ; <tb>Fig. 7<SEP>eine aufgeschnittene Perspektivansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Gassensors; <tb>Fig. 8<SEP>den Gassensor der Fig. 1 in Kombination mit einem Montage-Bauteil zur Anbindung an eine übergeordnete Funktionseinheit; <tb>Fig. 9<SEP>einen Detailschnitt durch Kontaktierungsmittel des Gassensors; <tb>Fig. 10<SEP>eine Perspektivansicht von unten eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Gassensors und <tb>Fig. 11<SEP>eine Detailansicht des Gassensors von Fig. 10 zur Erläuterung der Anbindung an eine übergeordnete Funktionseinheit.In the following, the gas sensor according to the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings with reference to embodiments. Show it: <Tb> FIG. 1 <SEP> is a perspective view of a first embodiment of a gas sensor according to the invention; <Tb> FIG. 2 <SEP> is an exploded view of the gas sensor of FIG. 1; <Tb> FIG. 3 <SEP> is a side view of the gas sensor; <Tb> FIG. 4 <SEP> a horizontal section of the gas sensor according to the line IV-IV of Fig. 3; <Tb> FIG. 5 <SEP> is a vertical section of the gas sensor according to the line V-V of Fig. 4; <Tb> FIG. 6 <SEP> a horizontal section of the gas sensor according to the line VI-VI of Fig. 3; <Tb> FIG. 7 <SEP> is a cutaway perspective view of a second embodiment of a gas sensor according to the invention; <Tb> FIG. 8 <SEP> the gas sensor of FIG. 1 in combination with a mounting component for connection to a higher-level functional unit; <Tb> FIG. 9 <SEP> a detail section through contacting means of the gas sensor; <Tb> FIG. 10 <SEP> is a perspective view from below of a third embodiment of the inventive gas sensor and <Tb> FIG. 11 <SEP> is a detail view of the gas sensor of FIG. 10 for explaining the connection to a higher-level functional unit.

[0020] Für die nachstehende Beschreibung gilt die folgende Festlegung: Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugszeichen angegeben, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungsteil nicht erwähnt, so wird auf deren Erläuterung in vorangehenden oder nachfolgenden Beschreibungsteilen verwiesen. Umgekehrt sind zur Vermeidung zeichnerischer Überladung für das unmittelbare Verständnis weniger relevante Bezugszeichen nicht in allen Figuren eingetragen. Hierzu wird auf die jeweils übrigen Figuren verwiesen. Die relativen Angaben «oben», unten», «seitlich», «vorne», «hinten» etc. beziehen sich auf die in den Figuren dargestellte Lage des erfindungsgemässen Gassensors. Im praktischen Einsatz kann der erfindungsgemässe Gassensor beliebig im Raum orientiert angeordnet sein. For the following description, the following definition applies: If in a figure for the purpose of graphic clarity reference numbers are given, but not mentioned in the directly associated part of the description, reference is made to their explanation in the preceding or following description parts. Conversely, less relevant reference numerals are not included in all figures to avoid overcharging graphic for the immediate understanding. For this purpose, reference is made to the other figures. The relative indications "top", "bottom", "side", "front", "rear" etc. refer to the position of the inventive gas sensor shown in the figures. In practical use, the gas sensor according to the invention can be arranged arbitrarily oriented in space.

[0021] Wie die Perspektivansicht der Fig. 1 zeigt, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Gassensors ein länglich ausgebildetes Sensorgehäuse S, in welchem die Komponenten des Gassensors angeordnet bzw. ausgebildet sind. Der grundsätzliche Aufbau des Gassensors ist am besten aus der explodierten Darstellung der Fig. 2 zu erkennen. As the perspective view of Fig. 1 shows, the illustrated embodiment of a gas sensor according to the invention comprises an elongated sensor housing S, in which the components of the gas sensor are arranged or formed. The basic structure of the gas sensor is best seen from the exploded view of FIG. 2.

[0022] Das Sensorgehäuse S umfasst ein Unterteil 100 und ein aus zwei Halbschalen 210 und 220 bestehendes Oberteil 200. Im montierten Zustand des Sensors bzw. dessen Gehäuses S sind das Unterteil 100 und das Oberteil 200 wie aus Fig. 1 ersichtlich miteinander verbunden, z.B. verklebt oder verschweisst. The sensor housing S comprises a lower part 100 and an upper part 200 consisting of two half-shells 210 and 220. In the assembled state of the sensor or its housing S, the lower part 100 and the upper part 200 are interconnected as shown in FIG. glued or welded.

[0023] Die beiden Halbschalen 210 und 220 des Oberteils sind vorzugsweise als spritzgegossene Kunststoff-Formteile ausgebildet. Die Halbschalen können aber auch als Metallguss oder MIM (Molded Injection Metal) gefertigt sein. Das Unterteil 100 ist ein spritzgegossenes Kunststoff-Formteil mit integrierten elektrischen Leitungen, bildet also einen dreidimensionalen MID-Schaltungsträger. The two half shells 210 and 220 of the upper part are preferably formed as injection-molded plastic molded parts. The half shells can also be made as a metal casting or MIM (Molded Injection Metal). The lower part 100 is an injection-molded plastic molded part with integrated electrical lines, thus forming a three-dimensional MID circuit carrier.

[0024] Das Unterteil 100 des Sensorgehäuses S weist im gezeigten Ausführungsbeispiel einen im Wesentlichen ebenen plattenartigen Bodenteil 110 und einen von diesem aufwärts ragenden hinteren Wandteil 120 auf. Auf dem Bodenteil 110 ist in der Nähe seines vorderen (in der Zeichnung linken) Rands eine Strahlungsquelle in Form einer IR-Lichtquelle 130 montiert. Die IR-Lichtquelle 130 kann z.B. als Glühlampe ausgebildet sein. Alternativ kann ein sogenannter infraroter thermischer Filament-Strahler oder thermischer Flächenstrahler oder eine IR-LED eingesetzt werden. Auf dem hinteren Wandteil 120 sind nebeneinander zwei Strahlungsdetektoren in Form von zwei als SMD-Bauteile (Surface Mounted Device) ausgebildeten IR-Detektoren 141 und 142 befestigt. Als Strahlungsdetektoren können z.B. thermische Detektoren oder auch IR-empfindliche Fotodioden eingesetzt werden. The lower part 100 of the sensor housing S has in the illustrated embodiment, a substantially flat plate-like bottom portion 110 and an upwardly projecting from this rear wall portion 120. On the bottom part 110, a radiation source in the form of an IR light source 130 is mounted in the vicinity of its front (left in the drawing) edge. The IR light source 130 may be e.g. be designed as a light bulb. Alternatively, a so-called infrared thermal filament radiator or thermal surface radiator or an IR LED can be used. Two radiation detectors in the form of two IR detectors 141 and 142 designed as SMD components (Surface Mounted Device) are fastened next to one another on the rear wall part 120. As radiation detectors, e.g. thermal detectors or IR-sensitive photodiodes are used.

[0025] Der Bodenteil 110 weist eine Befestigungsleiste 111 auf, die, wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, seitlich unter dem Oberteil 200 herausragt. Die Befestigungsleiste 111 ist mit zwei angeformten Positionierungszapfen 112 und 113 und einer Befestigungsöffnung 114 versehen. Zu beiden Seiten der Befestigungsöffnung 114 sind an der Befestigungsleiste 111 elektrische Kontaktierungsmittel in Form von elektrisch leitenden, um die Kante der Befestigungsleiste 111 herumgeführten Kontaktstreifen 160 angeordnet, auf deren Funktion weiter unten noch eingegangen wird. The bottom part 110 has a fastening strip 111 which, as can be seen in particular from FIG. 1, protrudes laterally below the upper part 200. The fastening strip 111 is provided with two integrally formed positioning pins 112 and 113 and a fastening opening 114. On both sides of the attachment opening 114, electrical contacting means in the form of electrically conductive contact strips 160, which are guided around the edge of the fastening strip 111, are arranged on the fastening strip 111, whose function will be discussed below.

[0026] Auf dem Bodenteil 110 sind verschiedene elektronische Bauteile montiert, welche zusammen eine (Prozessor-basierte, digitale) elektronische Schaltung 150 zur Ansteuerung der IR-Lichtquelle 130 und der beiden IR-Detektoren 141 und 142 bilden. Die einzelnen Bauteile der elektronischen Schaltung 150 sind untereinander und mit der IR-Lichtquelle 130 und den IR-Detektoren 141 und 142 sowie mit den Kontaktstreifen 160 über nicht bezeichnete, direkt auf dem bzw. im Schaltungsträger ausgebildete elektrische Leiterbahnen verbunden. On the bottom part 110, various electronic components are mounted, which together form a (processor-based, digital) electronic circuit 150 for controlling the IR light source 130 and the two IR detectors 141 and 142. The individual components of the electronic circuit 150 are connected to one another and to the IR light source 130 and the IR detectors 141 and 142 and to the contact strips 160 via non-designated electrical conductors formed directly on or in the circuit carrier.

[0027] Die beiden Halbschalen 210 und 220 des Oberteils 200 bilden im zusammengefügten Zustand zwischen sich einen Hohlraum, der als Gaskammer 230 für ein zu messendes Gas dient. Am besten ist dies aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich. Seitlich im Oberteil 200 bzw. dessen beiden Halbschalen 210 und 220 sind eine Einlassöffnung 231 und eine Auslassöffnung 232 für das zu messende Gas ausgebildet. Mindestens in der Einlassöffnung 231, im gezeigten Beispiel auch in der Auslassöffnung 232, ist ein Filter 233 bzw. 234 angeordnet, mittels welchen unerwünschte Bestandteile des zu messenden Gases, z.B. Schmutzpartikel, zurückgehalten werden können. Die Einlassöffnung 231 dient bei einer bevorzugten Ausführungsvariante gleichzeitig auch als Auslassöffnung und umgekehrt die Auslassöffnung 232 gleichzeitig auch als Einlassöffnung. The two half-shells 210 and 220 of the upper part 200 form in the assembled state between them a cavity which serves as a gas chamber 230 for a gas to be measured. This is best seen in FIGS. 4 and 5. The side part in the upper part 200 or its two half shells 210 and 220 has an inlet opening 231 and an outlet opening 232 for the gas to be measured. At least in the inlet opening 231, in the example shown also in the outlet opening 232, a filter 233 or 234 is arranged, by means of which undesired constituents of the gas to be measured, e.g. Dirt particles, can be retained. The inlet opening 231 serves in a preferred embodiment simultaneously as an outlet opening and vice versa, the outlet opening 232 at the same time as an inlet opening.

[0028] In der unteren Halbschale 210 des Oberteils 200 ist in deren Unterseite eine Öffnung 211 ausgespart, durch welche sich die IR-Lichtquelle 130 in die Gaskammer 230 soweit hinein erstreckt, dass ihr Licht abstrahlender Bereich im Wesentlichen auf gleicher Höhe wie die beiden IR-Detektoren 141 und 142 liegt. Am besten ist dies aus Fig. 5 ersichtlich. In the lower half-shell 210 of the upper part 200, an opening 211 is recessed in the underside through which the IR light source 130 extends into the gas chamber 230 far enough that their light-emitting area substantially at the same height as the two IR Detectors 141 and 142 is located. This is best seen in Fig. 5.

[0029] Das Oberteil 200 ist (wie das Unterteil 100) länglich ausgebildet, wobei die IR-Lichtquelle 130 am vorderen Längsende der vom Oberteil 200 gebildeten Gaskammer 230 angeordnet ist. Die beiden IR-Detektoren 141 und 142 befinden sich am der IR-Lichtquelle 130 gegenüberliegenden, hinteren Längsende der Gaskammer 230, jedoch ausserhalb derselben. The upper part 200 is elongated (like the lower part 100), wherein the IR light source 130 is arranged at the front longitudinal end of the gas chamber 230 formed by the upper part 200. The two IR detectors 141 and 142 are located on the IR light source 130 opposite, rear longitudinal end of the gas chamber 230, but outside of the same.

[0030] Das Oberteil 200 ist an seinem hinteren, den IR-Detektoren 141 und 142 zugewandten Ende mit zwei Austrittsfenstern 235 und 236 versehen, die unmittelbar vor je einem der beiden IR-Detektoren 141 und 142 angeordnet sind und durch welche das IR-Licht (bzw. allgemeiner die von der Strahlungsquelle 130 kommende Strahlung) aus der Gaskammer 230 austreten und die beiden IR-Detektoren 141 und 142 beaufschlagen kann. Die Grösse der Austrittsfenster 235 und 236 entspricht im Wesentlichen der Grösse der (nicht bezeichneten) Eintrittsfenster der beiden IR-Detektoren. The upper part 200 is provided at its rear, the IR detectors 141 and 142 facing the end with two exit windows 235 and 236, which are arranged immediately before each one of the two IR detectors 141 and 142 and through which the IR light (or more generally, the radiation coming from the radiation source 130) exit from the gas chamber 230 and can act on the two IR detectors 141 and 142. The size of the exit windows 235 and 236 corresponds essentially to the size of the (not designated) entrance window of the two IR detectors.

[0031] Die die Gaskammer 230 umschliessenden Innenwände der beiden Halbschalen 210 und 220 sind z.B. durch eine geeignete Beschichtung (z.B. Metallisierung) bezüglich der von der Strahlungsquelle 130 ausgehenden Strahlung, im konkreten Beispiel also IR-Licht, reflektierend ausgebildet. Wie speziell aus der Fig. 5 ersichtlich ist, besitzt die Gaskammer 230 einen sich von vorne nach hinten verjüngenden Querschnittsverlauf, wobei sich die Gaskammer 230 nach hinten in Richtung auf die IR-Detektoren 141 und 142 zu mittels einer ebenfalls reflektierenden Trennwand 2375 in zwei optisch getrennte Teilkammern 230a und 230b aufspaltet. Die die Gaskammer 230 definierenden Begrenzungswände bzw. Innenwände des Oberteils 200 sowie die Trennwand 237 der beiden Halbschalen 210 und 220 sind so geformt, dass sie zwei sogenannte optische Konzentratoren bilden, welche das von der IR-Lichtquelle 130 ausgehende IR-Licht auf seinem Weg durch die Gaskammer 230 (nicht abbildend) auf die beiden Austrittsfenster 235 und 236 konzentrieren. Das IR-Licht gelangt dabei sowohl auf direktem Wege als auch über Reflexion bzw. Mehrfachreflexion an den Begrenzungswänden der Gaskammer 230 von der IR-Lichtquelle 130 durch die Gaskammer 130 hindurch zu den beiden Austrittsfenstern 235 und 236 und dann schliesslich auf die beiden IR-Detektoren 141 und 142. Optische Konzentratoren werden in der nicht abbildenden Optik auch als Compound Parabolic Concentrator (CPC) bezeichnet. The inner walls of the two half-shells 210 and 220 enclosing the gas chamber 230 are e.g. by a suitable coating (for example metallization) with respect to the radiation emanating from the radiation source 130, in the specific example therefore IR light, reflecting. As can be seen in particular from FIG. 5, the gas chamber 230 has a cross-sectional shape tapering from the front to the rear, with the gas chamber 230 being rearwardly directed in the direction of the IR detectors 141 and 142 into two optically reflecting walls 2375 splits separate sub-chambers 230a and 230b. The boundary walls or inner walls of the upper part 200 defining the gas chamber 230 and the dividing wall 237 of the two half shells 210 and 220 are shaped so that they form two so-called optical concentrators which pass through the IR light emanating from the IR light source 130 on its way through the gas chamber 230 (not imaging) on the two exit windows 235 and 236 focus. The IR light passes both directly and via reflection or multiple reflection at the boundary walls of the gas chamber 230 from the IR light source 130 through the gas chamber 130 to the two exit windows 235 and 236 and then finally to the two IR detectors 141 and 142. Optical concentrators are also referred to as Compound Parabolic Concentrators (CPC) in non-imaging optics.

[0032] Die Funktionsweise des erfindungsgemässen Gassensors entspricht derjenigen bekannter absorptionsbasierter Gassensoren dieser Art. Das zu messende Gas bzw. ein Gasgemisch mit einem Anteil des zu messenden Gases wird in die Gaskammer 230 eingebracht. Das von der IR-Lichtquelle 130 ausgehende IR-Licht durchquert die Gaskammer 230 mit dem darin befindlichen zu messenden Gas und wird von diesem konzentrationsabhängig mehr oder weniger absorbiert. Das nach der Durchquerung der Gaskammer 230 aus dieser austretende IR-Licht trifft auf die IR-Detektoren 141 und 142, welche daraus entsprechende Messsignale erzeugen, die von der elektronischen Schaltung 150 ausgelesen und an den Kontaktierungsmitteln 160 in geeigneter Form, z.B. für die Auswertung in einer übergeordneten Funktionseinheit, zur Verfügung gestellt werden. The operation of the inventive gas sensor corresponds to that of known absorption-based gas sensors of this type. The gas to be measured or a gas mixture with a proportion of the gas to be measured is introduced into the gas chamber 230. The IR light emanating from the IR light source 130 traverses the gas chamber 230 with the gas to be measured therein and is more or less absorbed by it as a function of the concentration. The IR light exiting from the gas chamber 230 passes through the IR detectors 141 and 142, which generate therefrom corresponding measurement signals read out by the electronic circuit 150 and applied to the contacting means 160 in a suitable form, e.g. for evaluation in a higher-level functional unit.

[0033] Es versteht sich, dass die von der Strahlungsquelle 130 erzeugte Strahlung auf die Art des zu messenden Gases abgestimmt sein muss, d.h. die Strahlung muss zumindest einen Strahlungsanteil aufweisen, der vom zu messenden Gas absorbiert werden kann. Zur Messung von CO2z.B. ist als Strahlung IR-Licht mit einem Wellenlängenanteil um ca. 4.26 µm geeignet. It is understood that the radiation generated by the radiation source 130 must be matched to the type of gas to be measured, i. E. The radiation must have at least a proportion of radiation that can be absorbed by the gas to be measured. For measuring CO2 eg. is suitable as radiation IR light with a wavelength of about 4.26 microns.

[0034] Vorzugsweise sind die beiden Strahlungsdetektoren 141 und 142 z.B. durch entsprechende vorgeschaltete bzw. direkt integrierte Filter auf unterschiedliche Wellenlängenbereiche sensibilisiert. Ein Strahlungsdetektor ist dabei auf den Wellenlängenbereich sensibilisiert, der vom zu messenden Gas absorbiert wird. Der andere Strahlungsdetektor hingegen ist auf einen Wellenlängenbereich sensibilisiert, der zwar in der von der Strahlungsquelle 130 ausgehenden Strahlung enthalten ist, aber nicht vom zu messenden Gas absorbiert wird (z.B. für die Messung von CO2ein Wellenlängenbereich um 3.9 µm). Auf diese Weise lässt sich einer der Strahlungsdetektoren als Referenz (z.B. zu Kalibrierungszwecken) nutzen, während der andere Strahlungsdetektor das eigentlich interessierende Messsignal liefert. Preferably, the two radiation detectors 141 and 142 are e.g. Sensitized by appropriate upstream or directly integrated filter to different wavelength ranges. A radiation detector is sensitized to the wavelength range that is absorbed by the gas to be measured. The other radiation detector, on the other hand, is sensitized to a wavelength range which is contained in the radiation emanating from the radiation source 130 but is not absorbed by the gas to be measured (for example for the measurement of CO2 in the wavelength range around 3.9 μm). In this way, one of the radiation detectors can be used as a reference (e.g., for calibration purposes) while the other radiation detector provides the actual measurement signal of interest.

[0035] In Fig. 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Gassensors etwas schematisiert dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das wieder als dreidimensionaler MID-Schaltungsträger ausgebildete Unterteil 300 des Sensorgehäuses einen Bodenteil 310 und einen hinteren Wandteil 320 und zusätzlich noch einen vorderen Wandteil 330 auf. Das Oberteil 400 befindet sich zwischen dem vorderen und dem hinteren Wandteil 330 bzw. 320. Die Gaskammer 430 wird jetzt nicht mehr durch das Oberteil 400 alleine gebildet, sondern an der Vorderseite auch durch den vorderen Wandteil 330, der an seiner Innenseite reflektierend ausgebildet ist. Bezüglich aller anderen Merkmale ist der Gassensor gleich aufgebaut wie der in den Fig. 1 – 6 dargestellte Gassensor, so dass sich eine weitere Erläuterung erübrigt. In Fig. 7, a second embodiment of the inventive gas sensor is shown somewhat schematically. In this embodiment, the lower part 300 of the sensor housing, which is again designed as a three-dimensional MID circuit carrier, has a bottom part 310 and a rear wall part 320 and additionally also a front wall part 330. The upper part 400 is located between the front and the rear wall parts 330 and 320, respectively. The gas chamber 430 is now no longer formed by the upper part 400 alone, but at the front side also by the front wall part 330, which is reflective on its inside. With regard to all other features, the gas sensor has the same structure as the gas sensor shown in FIGS. 1-6, so that further explanation is unnecessary.

[0036] Ein Gassensor ist in der praktischen Anwendung natürlich immer in ein übergeordnetes System eingebettet. Die elektrische Anbindung des Gassensors an das übergeordnete System bzw. eine übergeordnete Funktionseinheit erfolgt dabei über die schon erwähnten elektrischen Kontaktierungsmittel 160, die z.B. mit herkömmlichen Steckverbindungen zusammenarbeiten können. Besonders zweckmässig und vorteilhaft ist es aber, wenn die Anbindung des eigentlichen Gassensors über ein Montage-Bauteil erfolgt, wobei einerseits der Gassensor mit dem Montage-Bauteil (lösbar) mechanisch und elektrisch verbunden ist und anderseits das Montage-Bauteil mit dem übergeordneten System elektrisch und allenfalls auch mechanisch verbunden ist oder dieses sogar trägt. Of course, in the practical application, a gas sensor is always embedded in a higher-level system. The electrical connection of the gas sensor to the higher-level system or a higher-level functional unit takes place via the already mentioned electrical contacting means 160, e.g. can work together with conventional connectors. It is particularly useful and advantageous, however, if the connection of the actual gas sensor via a mounting component takes place, on the one hand, the gas sensor with the mounting component (detachable) is mechanically and electrically connected and on the other hand, the mounting component with the parent system electrically and at most also mechanically connected or even carries this.

[0037] Die Fig. 8 zeigt eine solche Anbindung in explodierter Form. Ein Montage-Bauteil ist hierbei als Platte 500 ausgebildet, die mit drei Öffnungen 501, 502 und 503 und einer Reihe von Kontaktflächen 510 sowie von diesen wegführenden elektrischen Leitungen 520 versehen ist. Zur Anbindung wird das Sensorgehäuse S des Gassensors auf die Platte 500 so aufgesetzt, dass seine beiden Positionierungszapfen 112 und 113 in die Öffnungen 501 und 503 eingreifen und die Befestigungsöffnung 114 über der Öffnung 502 in der Platte 500 liegt. Die Anzahl und Anordnung der Kontaktflächen 510 entspricht der Anzahl und Anordnung der Kontaktstreifen 160 des Gassensors. Wenn der Gassensor mittels einer durch die Befestigungsöffnung 114 und die Öffnung 502 der Platte 500 durchgeführten Schraube (nicht dargestellt) satt an der Platte 500 befestigt ist, pressen sich seine leicht federnd ausgebildeten bzw. federnd gelagerten Kontaktstreifen 160 an die darunterliegenden Kontaktflächen 510 der Platte 500 und stellen damit eine sichere elektrische Verbindung her. Die weitere elektrische Anbindung an das übergeordnete System erfolgt dann in beliebiger Weise über die von den Kontaktflächen abführenden elektrischen Leitungen 520. Fig. 8 shows such a connection in exploded form. A mounting component is in this case designed as a plate 500, which is provided with three openings 501, 502 and 503 and a number of contact surfaces 510 and of these leading away electrical lines 520. To connect the sensor housing S of the gas sensor is placed on the plate 500 so that its two positioning pins 112 and 113 engage in the openings 501 and 503 and the mounting hole 114 is above the opening 502 in the plate 500. The number and arrangement of the contact surfaces 510 corresponds to the number and arrangement of the contact strips 160 of the gas sensor. When the gas sensor is fastened to plate 500 by means of a screw (not shown) passing through mounting aperture 114 and aperture 502 of plate 500, its resiliently-mounted contact strips 160 press against underlying contact surfaces 510 of plate 500 and thus create a secure electrical connection. The further electrical connection to the higher-level system then takes place in any desired manner via the electrical lines 520 discharging from the contact surfaces.

[0038] Die Fig. 9 zeigt die konkrete Ausführung der Kontaktierungsmittel in einem Detailschnitt. Die Befestigungsleiste 111 ist im Bereich der Kontaktstreifen 160 als etwas dünnerer Steg lila und an ihrer Vorderkante 111b wulstförmig verdickt ausgebildet. Die Kontaktstreifen 160 sind um die verdickte Vorderkante 111b herumgeführt. Wenn das Sensorgehäuse S satt auf der Platte 500 befestigt ist, verformt sich der Steg lila geringfügig nach oben und erzeugt dadurch einen zur Sicherstellung der elektrischen Verbindungen ausreichenden Anpressdruck. Die Befestigungsleiste 111 ist dabei vorzugsweise kammartig ausgebildet, so dass jeder Kontaktstreifen 160 auf einem eigenen Steg 11 la bzw. Vorderkantenabschnitt 111b liegt und somit individuell federn kann. FIG. 9 shows the concrete embodiment of the contacting means in a detail section. The fastening strip 111 is purple in the region of the contact strips 160 as a somewhat thinner web and is bead-shaped thickened at its front edge 111b. The contact strips 160 are led around the thickened front edge 111b. If the sensor housing S is firmly attached to the plate 500, the web purple deforms slightly upwards, thereby generating sufficient to ensure the electrical connections contact pressure. The fastening strip 111 is preferably designed comb-like, so that each contact strip 160 is on a separate web 11 la or leading edge portion 111b and thus can spring individually.

[0039] Die Fig. 10 und 11 zeigen eine besonders zweckmässige alternative Variante des erfindungsgemässen Gassensors, die sich nur durch die Ausgestaltung der Kontaktierungsmittel von der in den Fig. 1 – 6 dargestellten Variante unterscheidet. Bei dieser Variante sind zur elektrischen Anbindung in Nuten 561 des Bodenteils 510 des Sensorgehäuses S versenkt angeordnete Kontaktstreifen 560 vorgesehen (Fig. 10 ). Ein dazu passendes, ebenfalls wieder plattenförmiges Montage-Bauteil 600 ist an seiner Oberfläche mit einer der Anzahl Kontaktstreifen 560 entsprechenden Anzahl von Federkontakten 610 ausgestattet, welche bei mechanischer Verbindung des Sensorgehäuses S mit dem Adapter-Bauteil 600 in die Nuten 561 eingreifen und sich federnd an die Kontaktstreifen 560 anlegen (Fig. 11 ). Zur Anbindung an ein übergeordnetes System bzw. eine übergeordnete Funktionseinheit sind nicht dargestellte elektrische Leitungen vorgesehen, welche mit den Federkontakten 610 verbunden sind. 10 and 11 show a particularly useful alternative variant of the inventive gas sensor, which differs only by the configuration of the contacting of the variant shown in Figs. 1-6. In this variant, contact strips 560 are arranged sunk for reconnection in grooves 561 of the bottom part 510 of the sensor housing S (FIG. 10). A matching, also again plate-shaped mounting member 600 is provided on its surface with a number of contact strips 560 corresponding number of spring contacts 610, which engage with mechanical connection of the sensor housing S with the adapter member 600 in the grooves 561 and resiliently apply the contact strips 560 (FIG. 11). For connection to a higher-level system or a higher-level functional unit, not shown electrical lines are provided, which are connected to the spring contacts 610.

[0040] Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, soll jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt sein. Vielmehr sind für den Fachmann zahlreiche Modifikationen denkbar, ohne dabei von der Lehre der Erfindung abzuweichen. Der Schutzbereich wird daher durch die nachstehenden Patentansprüche definiert. The invention has been explained above with reference to embodiments, but should not be limited to these embodiments. Rather, numerous modifications are conceivable for those skilled in the art without departing from the teaching of the invention. The scope of protection is therefore defined by the following claims.

Claims (14)

1. Gassensor mit einem eine Gaskammer (230; 430) zur Aufnahme eines zu messenden Gases enthaltenden Sensorgehäuse (S), einer Strahlungsquelle (130) und mindestens einem von der Strahlungsquelle (130) ausgehende Strahlung erfassenden Strahlungsdetektor (141, 142), wobei die Strahlungsquelle (130) und der mindestens eine Strahlungsdetektor (141, 142) so im Sensorgehäuse (S) angeordnet sind, dass die von der Strahlungsquelle (130) ausgehende Strahlung vor der Erfassung durch den mindestens einen Strahlungsdetektor (141, 142) die Gaskammer (230; 430) durchquert, und mit elektrischen Kontaktierungsmitteln (160; 560) zur elektrischen Anbindung des Gassensors an eine übergeordnete äussere Funktionseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (S) ein als dreidimensionaler MID-Schaltungsträger ausgebildetes Unterteil (100; 300) und ein mit diesem verbundenes Oberteil (200; 400) aufweist, wobei der MID-Schaltungsträger die Strahlungsquelle (130), den mindestens einen Strahlungsdetektor (141, 142), eine elektronische Schaltung (150) zur Ansteuerung der Strahlungsquelle (130) und des mindestens einen Strahlungsdetektors (141, 142) und die elektrischen Kontaktierungsmittel (160; 560) trägt und durch integrierte elektrische Leitungsbahnen untereinander verbindet, und wobei das Oberteil (200; 400) die Gaskammer (230; 430) für das zu messende Gas bildet.A gas sensor comprising a sensor housing (S) containing a gas chamber (230; 430) for receiving a gas to be measured, a radiation source (130), and at least one radiation detector (141, 142) emanating from the radiation source (130), wherein the Radiation source (130) and the at least one radiation detector (141, 142) are arranged in the sensor housing (S) such that the radiation emanating from the radiation source (130) before detection by the at least one radiation detector (141, 142) the gas chamber (230 430), and with electrical contacting means (160; 560) for the electrical connection of the gas sensor to a higher-level outer functional unit, characterized in that the sensor housing (S) designed as a three-dimensional MID circuit carrier lower part (100; this connected upper part (200; 400), wherein the MID circuit carrier, the radiation source (130), the at least one radiation detector (141, 142), an electronic circuit (150) for controlling the radiation source (130) and the at least one radiation detector (141, 142) and the electrical contacting means (160; 560) and interconnected by integrated electrical paths, and wherein the upper part (200; 400) forms the gas chamber (230; 430) for the gas to be measured. 2. Gassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das als dreidimensionaler MID-Schaltungsträger ausgebildete Unterteil (100; 300) einen Bodenteil (110; 310) und einen von diesem aufwärts ragenden hinteren Wandteil (120; 320) aufweist, an welchem der mindestens eine Strahlungsdetektor (141, 142) montiert ist.2. Gas sensor according to claim 1, characterized in that the lower part (100, 300) designed as a three-dimensional MID circuit carrier has a bottom part (110, 310) and a rear wall part (120, 320) projecting upwards from which the at least one a radiation detector (141, 142) is mounted. 3. Gassensor nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (300) einen dem hinteren Wandteil (320) gegenüberliegenden, vom Bodenteil (310) aufwärts ragenden, gaskammerseitig reflektierend ausgebildeten vorderen Wandteil (330) aufweist, welcher das Oberteil (400) vorne abschliesst und einen Teil der Begrenzungswände der Gaskammer (430) bildet.3. Gas sensor according to spoke 2, characterized in that the lower part (300) has a rear wall portion (320) opposite, from the bottom part (310) upwardly projecting, gas chamber side reflective formed front wall portion (330), which the upper part (400) front closes and forms part of the boundary walls of the gas chamber (430). 4. Gassensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (200; 400) die Gaskammer (230; 430) begrenzende Innenwände aufweist, die bezüglich der von der Strahlungsquelle (130) ausgehenden Strahlung reflektierend ausgebildet sind.4. Gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the upper part (200; 400) has the gas chamber (230; 430) delimiting inner walls, which are formed with respect to the radiation from the radiation source (130) emanating radiation. 5. Gassensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (200; 400) des Sensorgehäuses (S) zweiteilig ausgebildet ist und zwei an ihren Innenseiten reflektierend ausgebildete Halbschalen (210, 220) umfasst, welche zwischen sich die Gaskammer (230; 430) bilden.5. Gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the upper part (200; 400) of the sensor housing (S) is formed in two parts and two on its inner sides reflective formed half shells (210, 220), which between them, the gas chamber (230 430). 6. Gassensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (130) einerseits und der mindestens eine Strahlungsdetektor (141, 142) anderseits bezüglich der Gaskammer (230; 430) gegenüberliegend so angeordnet sind, dass der mindestens eine Strahlungsdetektor (141,142) sowohl durch direkt von der Strahlungsquelle (130) ausgehende Strahlungsanteile als auch durch an den Begrenzungswänden der Gaskammer (230; 430) reflektierte Strahlungsanteile beaufschlagt wird.6. Gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation source (130) on the one hand and the at least one radiation detector (141, 142) on the other hand with respect to the gas chamber (230; 430) are arranged opposite one another so that the at least one radiation detector (141,142 ) is acted upon both by radiation components emanating directly from the radiation source (130) and by radiation components reflected at the boundary walls of the gas chamber (230; 430). 7. Gassensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (200; 400) mindestens ein Austrittsfenster (235, 236) aufweist, durch welches die Strahlung nach der Durchquerung der Gaskammer (230; 430) aus dieser austreten und den mindestens einen Strahlungsdetektor (141, 142) beaufschlagen kann, und dass die vom Oberteil (200; 400) gebildete Gaskammer (230; 430) so geformt ist, dass sie als optischer Konzentrator wirkt, welcher die von der Strahlungsquelle (130) ausgehende Strahlung auf das mindestens eine Austrittsfenster (235, 236) konzentriert.7. Gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the upper part (200; 400) at least one exit window (235, 236) through which the radiation after passing through the gas chamber (230; 430) emerge from this and at least a gas detector (141, 142) and that the gas chamber (230; 430) formed by the upper part (200; 400) is shaped so that it acts as an optical concentrator, the radiation emanating from the radiation source (130) on the concentrated at least one exit window (235, 236). 8. Gassensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (130) eine IR-Lichtquelle ist und dass der mindestens eine Strahlungsdetektor (141, 142) ein IR-Detektor ist.8. Gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation source (130) is an IR light source and that the at least one radiation detector (141, 142) is an IR detector. 9. Gassensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass er zwei IR-Detektoren (141, 142) aufweist, die auf verschiedene Wellenlängen des von der Strahlungsquelle (130) ausgehenden IR-Lichts sensibilisiert sind.9. Gas sensor according to claim 8, characterized in that it comprises two IR detectors (141, 142) which are sensitized to different wavelengths of the radiation source (130) emanating IR light. 10. Gassensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (200; 400) eine Einlassöffnung (231) für die Zuführung des zu messenden Gases in die Gaskammer (230; 430) und eine Auslassöffnung (232) für die Abfuhr des zu messenden Gases aus der Gaskammer (230; 430) aufweist.10. Gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the upper part (200; 400) an inlet opening (231) for the supply of the gas to be measured in the gas chamber (230; 430) and an outlet opening (232) for the removal of gas to be measured from the gas chamber (230, 430). 11. Gassensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der Einlassöffnung (231) für die Zuführung des zu messenden Gases in die Gaskammer (230; 430) ein Filter (233) für die Zurückhaltung unerwünschter Bestandteile des zu messenden Gases angeordnet ist.11. Gas sensor according to claim 10, characterized in that at least in the inlet opening (231) for the supply of the gas to be measured in the gas chamber (230; 430) is arranged a filter (233) for the retention of undesirable components of the gas to be measured. 12. Gassensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Montage-Bauteil (500; 600) aufweist, mit dem das Sensorgehäuse (S) elektrisch und mechanisch lösbar verbindbar ist, wobei das Montage-Bauteil (500; 600) mit den Kontaktierungsmitteln (160; 560) des Sensorgehäuses (S) zusammenwirkende elektrische Verbindungsmittel (510; 610) aufweist.12. Gas sensor according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a mounting member (500, 600), with which the sensor housing (S) is electrically and mechanically detachably connectable, wherein the mounting member (500, 600) with Having the contacting means (160; 560) of the sensor housing (S) cooperating electrical connecting means (510; 610). 13. Gassensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsmittel (160) des Sensorgehäuses (S) federnd ausgebildet sind.13. Gas sensor according to claim 12, characterized in that the contacting means (160) of the sensor housing (S) are resilient. 14. Gassensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungsmittel des Sensorgehäuses (S) als vertieft angeordnete Kontaktstreifen (560) ausgebildet sind und dass die elektrischen Verbindungsmittel des Montage-Bauteils (600) durch Federkontakte (610) gebildet sind, welche bei körperlicher Anlage des Sensorgehäuses (S) am Montage-Bauteil (600) federnd an den Kontaktstreifen (560) anliegen.14. Gas sensor according to claim 12, characterized in that the contacting means of the sensor housing (S) as recessed arranged contact strip (560) are formed and that the electrical connection means of the mounting member (600) by spring contacts (610) are formed, which in physical Position the sensor housing (S) on the mounting component (600) in a resilient manner against the contact strip (560).
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012220351A (en) * 2011-04-11 2012-11-12 Panasonic Corp Gas component detector

Patent Citations (1)

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