DE102004010757A1

DE102004010757A1 - Gassensor

Info

Publication number: DE102004010757A1
Application number: DE200410010757
Authority: DE
Inventors: Michael Arndt; Johann Wehrmann; Ronny Ludwig; Hans Lubik; Thomas Sperlich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-09-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gassensor zur Messung mindestens einer Gaskonzentration durch Absorption infraroter Strahlung in einem Gas.
Um bei einem einfachen, kostengünstigen und kompakten Aufbau ein großes Messsignal zu erreichen, wird ein Gassensor vorgeschlagen mit einem Substrat (3),
einer auf dem Substrat (3) befestigten IR-Strahlungsquelle (4),
einem auf dem Substrat (3) befestigten IR-Detektor (5),
einer Reflexionsfläche (1) zur Reflexion von von der IR-Strahlungsquelle (4, 36) ausgesandter IR-Strahlung (S) zu dem IR-Detektor (5) und
einem zwischen der Reflexionsfläche (1) und dem Substrat (3) gebildeten Messraum (7) zur Aufnahme eines Gases mit der zu messenden Gaskonzentration,
wobei die Reflexionsfläche (1) elliptisch ausgebildet ist und
wobei die IR-Strahlungsquelle (4, 36) im Bereich eines ersten Brennpunktes (F1) der elliptischen Reflexionsfläche (1) und der IR-Detektor (5) im Bereich eines zweiten Brennpunktes (F2) der elliptischen Reflexionfläche (1) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gassensor zur Messung mindestens einer Gaskonzentration durch Absorption infraroter Strahlung in einem Gas.
Sensoren zur Messung einer Gaskonzentration oder von Gaskonzentrationen verschiedener Einzelgase werden derzeit hauptsächlich in medizinischen und biologischen Anwendungsbereichen oder in der Branddetektion eingesetzt. Bei einem spektroskopischen Messprinzip wird ausgenutzt, dass IR (Infrarot)-Strahlung von den verschiedenen Einzelgasen eines Gasgemisches jeweils in spezifischen Wellenlängenbereichen absorbiert wird. Die Gaskonzentration eines Einzelgases kann somit durch Messung der absoluten Absorption oder einer relativen Absorption im Vergleich zu einem Referenz-Wellenlängenbereich ermittelt werden.
Derartige Gassensoren weisen im allgemeinen eine IR-Strahlungsquelle und einen IR-Detektor auf, die sich entlang einer optischen Achse linear gegenüber stehen. Der Messbereich, in dem die relevante Gaskonzentration gemessen wird, d.h. die Absorption der IR-Strahlung stattfindet, ist entlang der optischen Achse zwischen IR-Strahlungsquelle und IR-Detektor ausgebildet. Der IR-Detektor wandelt die aufgenommene IR-Strahlung im Allgemeinen in eine Thermospannung um.
Für hohe Empfindlichkeiten sind bei diesem Messprinzip lange Absorptionswege, d.h. ein relativ großer Abstand zwischen Strahlenquelle und Detektor, von Vorteil. Um bei langen Absorptionswegen einen ausreichenden Strah lungseintrag in das Detektorelement zu bekommen, werden relativ starke IR-Strahlungsquellen verwendet, die entsprechend einen hohen Stromverbrauch aufweisen. Insbesondere für Anwendungen im Kfz-Bereich ist ein hoher Stromverbrauch jedoch nicht wünschenswert. Weiterhin findet bei hohen Leistungen und einer kompakten Ausbildung des Gassensors, bei dem IR-Strahlungsquelle und IR-Detektor als gemeinsames Modul installiert sind, eine allmähliche Aufheizung statt, die das über die Thermospannung gemessene Messsignal verfälscht; hierzu kann unter Umständen nur mit sehr hohem Aufwand eine Kompensation erreicht werden.
Bei kürzeren Absorptionsstrecken ist das Messsignal, insbesondere auch das Signal-Rausch-Verhältnis, gering. Durch Verwendung von mehreren Reflektionsflächen kann zwar zunächst die Absorptionsstrecke vergrößert werden; es treten im Allgemeinen jedoch Mehrkosten durch die erforderlichen Reflektoren auf; weiterhin ist eine optische Justage, gegebenenfalls auch eine nachträgliche Korrektur der Anordnung der Reflektoren zueinander erforderlich. Da bei einer Reflektion an jeder Reflektionsfläche ein Teil der IR-Strahlung absorbiert wird und auch Reflektionsverluste durch Streuung auftreten, wird das Messsignal mit zunehmender Anzahl an Reflexionsflächen verringert. An den einzelnen Reflektoren können sich weiterhin von der Gaszirkulation nicht erfasste Totbereiche ausbilden, die ein dynamisches Messverhalten erschweren.
Der erfindungsgemäße Gassensor weist demgegenüber insbesondere den Vorteil auf, dass ein einfacher, kostengünstiger und kompakter Aufbau möglich ist und dennoch ein großes Messsignal, insbesondere ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis, bei guten dynamischen Messeigenschaften möglich ist.
Da die IR-Strahlungsquelle und der IR-Detektor auf einem gemeinsamen Substrat, vorzugsweise einer Leiterplatte angebracht werden, ist eine schnelle und kostengünstige Herstellung, z.B. mittels Standard – Bestückungsverfahren der Leiterplattentechnologie, möglich. Insbesondere die Montage auf einer einzigen Substratseite ist hierbei vorteilhaft.
Erfindungsgemäß ist eine einzige elliptische Reflektionsfläche vorgesehen, in deren Brennpunkten Infrarot-Strahlungsquelle und – detektor angeordnet sind. Die Brennpunkte sind hierbei durch den Brennpunktfleck der Strahlungsquelle gebildet und somit flächenhaft anzusehen; erfindungsgemäß ist auch ein teilweises Überlappen des Strahlungsdetektors und der flächenhaften Brennpunkte möglich.
In der zu der Ellipsenebene orthogonal verlaufenden Längsrichtung kann die Reflektionsfläche geradlinig ausgebildet sein, wobei die sich an die Reflektionsfläche anschließenden vertikalen Seitenflächen ebenfalls verspiegelt sein können, so dass von dem ersten Brennpunkt ausgehende Strahlung im gesamten oberen Raumwinkel – bis auf Abschirmungen durch die Strahlungsquelle, den Detektor und eine ggf. vorgesehene Abschirmeinrichtung – reflektiert werden kann. Es wird hierdurch ein hohes Messsignal bzw. ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis erreicht.
Alternativ hierzu kann die Reflektionsfläche z.B. auch als Rotationsellipsoid ausgebildet sein oder in Längsrichtung eine andere Wölbung aufweisen.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Reflektionsfläche als elliptische Form wird der effektive Messbereich ohne eine Aufweitung des Strahlengangs vergrößert und erfüllt vorteilhafterweise den gesamten, zwischen der Reflektionsfläche und dem Substrat gebildeten Messraum. Hierbei kann sogar eine Bündelung und somit Intensitätserhöhung bewirkt werden. Der Messraum kann großvolumig und dennoch kompakt ausgebildet werden. Es wird eine sehr gute Abschirmung gegenüber von außen auftreffender Strahlung erreicht.
Die Montage weiterer optischer Komponenten auf dem Substrat ist nicht erforderlich. Die Reflektionsfläche kann ohne aufwendige Justage und nachträgliche Korrektur montiert werden, da ihre Position relativ zu dem Substrat und somit auch zu dem Detektor und der Strahlungsquelle leicht festlegbar ist. Hierbei wird bei der Montage auf einer Leiterplatte eine sofort funktionsfähige, elektrische Baugruppe gebildet, die vor dem Einbau in das umgebende Gehäuse direkt getestet werden kann.
Die Reflektionsfläche kann als Innenseite eines Reflektors ausgebildet sein, die direkt auf dem Substrat befestigt wird. Vorteilhafterweise ist die Reflektionsfläche jedoch als Innenfläche eines Gehäusedeckels ausgebildet, z. B. durch Verspiegelung von dessen Innenfläche oder Einschmelzen z. B. eines Metallteils in dem Gehäusedeckel bei dessen Herstellung.
Die Gesamtschaltung kann über kalte Kontaktiertechnik mit der Außenwelt verbunden werden, z. B. durch Einpressstifte und Einpressbuchsen zwischen Leiterplatte und Gehäuse, so dass eine kostengünstige, sichere und schnelle Kontaktierung in einem Arbeitsschritt möglich ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass in jedem Strahlungsweg zwischen der IR-Strahlungsquelle und dem Detektorelement, welcher an der elliptischen Reflexionsfläche gespiegelt wird, nur eine Reflektion stattfindet, so dass nur geringe Strahlungsverluste auftreten.
Unabhängig von der Abstrahlungsverteilung der IR-Strahlungsquelle wird ein sehr großer Teil der im ersten Brennpunkt ausgesandten IR-Strahlung in den zweiten Brennpunkt und somit zum Detektorelement reflektiert. Somit wird eine sehr hohe Empfindlichkeit des Gesamtsystems durch Ausnutzung eines hohen Strahlungseintrags auf den Detektor erreicht.
Aufgrund der geringen Strahlungsverluste des Aufbaus kann auch eine Strahlungsquelle mit geringer Leistungsaufnahme und/oder geringerer Strahlungsleistung gewählt werden, wodurch ein geringer Stromverbrauch erreicht wird. Es sind daher insbesondere Verwendungen im Automobilbereich möglich.
Durch das ellipsenförmige Innengehäuse erhält man eine optimale Gasverteilung im Sensor, ohne dass sich Totvolumina oder Gassümpfe ausbilden.
Durch die Verwendung von Öffnungen in der Leiterplatte und dem Gehäuse sowie einer porösen Membran kann ein hoher Gasaustausch ohne den Eintrag von Schmutz- und Staubteilchen erreicht werden, so dass dynamische Messungen ohne Beschädigung oder Beeinträchtigung möglich sind.
Erfindungsgemäß ist weiterhin erkannt worden, dass die Ausbildung einer Ellipsenform mit geringer Exzentrizität, d. h. einer Exzentrizität nahe bei Null, vorteilhaft ist. Hierbei liegen die Brennpunkte dicht beieinander, so dass die Reflektionswinkel an der Ellipse geringer als bei einer größeren Exzentrizität sind. Die numerische Exzentrizität liegt vorteilhafterweise im Bereich von
bis 0,56 liegen, mit 2xa = großer Halbachse, 2xb = kleiner Halbachse.
Eine derartige nahe Anordnung der Brennpunkte beieinander kann ins besondere durch die erfindungsgemäße Verwendung einer bestückten Leiterplatte erreicht werden, die eine hohe Raumintegration bei genau festgelegter Position ermöglicht.
Eine Abschirmung direkter Strahlung kann bereits durch die Strah lungsquelle oder den Detektor erreicht werden, z. B. durch ein jeweils umgebendes Gehäuse. Die Anbringung einer Abschirmeinrichtung auf dem Substrat kann neben der Abschirmung der direkten Strahlung weiterhin auch eine wärmeableitende Funktion bieten, wenn die IR-Strahlungsquelle und der IR-Detektor nahe beieinander liegen. Die Abschirmeinrichtung kann somit eine Metallplatte oder ein Metall sein, das Wärme auf bzw. durch das Substrat ableitet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Gassensor mit weit auseinanderliegenden Brennpunkten in schematisierter Darstellung;
2 einen der 1 entsprechenden Schnitt bei mittlerem Brennpunktabstand;
3 einen der 1 entsprechenden Schnitt bei geringem Brennpunktabstand zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Wirkungsprinzips;
4 einen Schnitt durch einen Gassensor gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
5 einen Schnitt durch einen Gassensor gemäß einer weiteren Ausführungsform;
6 eine perspektivische Ansicht der Reflektorfläche des erfindungsgemäßen Gassensors;
7 eine Draufsicht auf die Leiterplatte des erfindungsgemäßen Gassensor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In 1 ist das Grundprinzip der Reflektion von optischer Strahlung zwischen zwei Brennpunkten F1 und F2 einer elliptischen Reflektionsfläche 1 mit den Scheitelpunkten A, B und C gezeigt. Der Mittelpunkt O liegt in der Mitte zwischen den Brennpunkten F1 und F2, wobei die großen Halbachsen OA und OB gleich lang sind.
Von F1 ausgesandte Strahlung S tritt in den gesamten halben Flächenwinkel von 180° aus; bei dieser vereinfachten Darstellung wird die Ausstrahlung in die dritte Dimension zunächst vernachlässigt. Die von F1 ausgewandte Strahlung S wird in sämtlichen Abstrahlwinkeln von der elliptischen Reflektionsfläche 1 genau einmal in einem Reflektionspunkt R1 auf der Reflektionsfläche 1 reflektiert und gelangt zu dem zweiten Brennpunkt F2.
Die Wegstrecke der Strahlung S von F1 nach F2 ist aufgrund der mathematischen Eigenschaften einer Ellipse unter sämtlichen Abstrahlwinkeln gleich. In F1 unter spitzem Winkel abgestrahlte Strahlung S fällt auch mit spitzen Winkel auf F2. Die Reflektionswinkel γ der Strahlung S gegenüber der Flächennormalen der Reflektionsfläche 1 gehen bei flach gegen die große Achse AB ausgesandter Strahlung, d. h., wenn R1 sich A oder B nähert, gegen Null; bei mittleren Winkeln liegen sie zwischen 30° und 36°, bei stumpfen Winkeln oberhalb von 40°.
In 2 ist ein mittlerer Brennpunktabstand F1, F2 vorgesehen, d. h. eine Ellipse mit gegenüber 1 geringerer Exzentrizität bei gleich langer großer Achse AB. Die Reflektionswinkel an der Flächennormalen sind hier kleiner als in 1; sie liegen in der Nähe des oberen Scheitelpunktes C bei etwa 20° und fallen von C zu den Scheitelpunkten A und B hin langsamer ab als in 1. Auch sind die Einfallswinkel α*, β* der auf F2 einfallenden Strahlung bei gleichem Abstrahlwinkel von F1 größer als die Einfallswinkel α, β von 1, wie die eingezeichneten Strahlengänge der Strahlen S1, S2 – die denjenigen von 1 entsprechen – zeigen.
In 3 ist eine Ellipse mit sehr geringer Exzentrizität gezeigt, d. h. die Brennpunkte F1, F2 liegen nahe beieinander bzw. F1 F2 ist klein gegenüber AB. Dementsprechend nähert sich die kleine Halbachse OC der großen Halbachse OA = OB stärker an als in 1, 2. Von F1 abgesandte Strahlen S1, S2 fallen unter Einfallswinkeln α**, β** auf F2 zurück, die deutlich größer als die Einfallswinkel α, β, α*, β* aus 1, 2 sind. Die Reflektionswinkel ändern sich entsprechend der Annäherung der Ellipse an die Kreisform in dem gesamten 180°-Abstrahlbereich von F1 relativ wenig.
Die in den 4, 5 gezeigten Ausführungsformen sehen grundsätzlich eine nahe Anbringung von F1 und F2 vor, auch wenn dies zur Veranschaulichung in den 4, 5 nicht direkt in Erscheinung tritt. Ein Gassensor 2 weist eine als Substrat dienende Leiterplatte 3, eine im ersten Brennpunkt F1 auf der Leiterplatte 3 angebrachte IR-Strahlungsquelle 4 und einen im zweiten Brennpunkt F2 auf der Leiterplatte 3 angebrachten Strahlungsdetektor 5 auf. Zwischen der IR-Strahlungsquelle 4 und dem IR-Detektor 5, d. h. in einem mittleren Bereich der großen Achse AB, ist optional und vorteilhafterweise auf der Leiterplatte 3 eine Abschirmeinrichtung 6 zur optischen Abschirmung und Wärmeableitung angebracht. Die Leiterplatte 2 ist auf einem Gehäuseunterteil 9 angebracht. Wie 7 zu entnehmen ist, können hierbei von dem Gehäuseunterteil 9 nach oben ragende Einpressstifte 10 in Einpressbuchsen 12 der Leiterplatte 3 gesteckt sein, so dass eine kalte Kontaktiertechnik zur Stromversorgung der Funktionskomponenten 4, 5 auf der Leiterplatte 3 erreicht wird. Auf das Gehäuseunterteil 9 ist ein Gehäusedeckel 14 gesetzt und befestigt.
In dem Gehäusedeckel 14 ist die elliptische Reflektionsfläche 1 ausge bildet, z. B. durch eine Metallisierung oder Verspiegelung der Innenfläche des Gehäusedeckels 14 oder durch Eingießen eines elliptischen Spiegels in den Gehäusedeckel 14 bei dessen Herstellung. Entsprechend den 1 bis 3 liegt die IR-Strahlungsquelle 4 im ersten Brennpunkt F1 und der IR-Detektor 5 im zweiten Brennpunkt F2 der elliptischen Reflektionsfläche. Gemäß 6 kann die elliptische Reflektionsfläche 1 in Längsrichtung geradlinig verlaufen bis zu Seitenflächen 16. Vorteilhafterweise sind auch die jeweils orthogonal zu der Reflektionsfläche 1 verlaufende vordere und die hintere Seitenfläche 16 für die IR-Strahlung reflektierend.
Alternativ zu der Ausbildung der 6 kann grundsätzlich auch z. B. ein Rotationsellipsoid bzw. halber Rotationsellipsoid als Reflektionsfläche 1 vorgesehen sein, bei dem eine stärkere Bündelung der von F1 ausgehenden Strahlung in F2 erreicht wird.
Als IR-Detektor 5 kann ein grundsätzlich als solcher bekannter Detektor verwendet sein. Gemäß den 4 und 7 kann der IR-Detektor 5 z. B. ein Premold-Gehäuse 18 mit einem eingespritzten Leadframe 20 aufweisen, der Anschlusspins 21 bzw. Kontaktfüße zur Kontaktierung auf der Leiterplatte 3 aufweist. In dem Premold-Gehäuse 18 können z. B. zwei Detektionseinrichtungen 22, 24 in Längsrichtung, d. h. orthogonal zur Ellipsenebene, versetzt angeordnet sein, wobei die Detektionseinrichtung 22 zur Detektion der Strahlungsintensität einer Messwellenlänge des zu messenden Gases, z. B. Kohlendioxid, dient, und die Detektionseinrichtung 24 für eine Referenzmessung einer Referenzwellenlänge dient.
Die IR-Strahlenquelle 4 kann z. B. durch eine im Niederstrombereich betriebene Lampe mit Glühwendel 34 gebildet sein, wobei die Glühwendel 34 genau im ersten Brennpunkt F1 liegen sollte. Die Detektoreinrichtungen 22, 24 – vorteilhaferweise deren Absorberschicht – sollten entsprechend im zweiten Brennpunkt F2 bzw. den zweiten Brennpunkt F2 überlappen, der gemäß
7 aufgrund der etwas flächenhaften Ausdehnung der Glühwendel 24 der Lampe 4 einen gewissen Flächenbereich abdeckt.
Der Aufbau der Detektionseinrichtungen 22, 24 ist als solcher bekannt; sie können z. B. jeweils einen Chip mit einer unterätzten Membran, eine auf der Membran vorgesehene Thermopile-Struktur mit zwei kontaktierten Leiterbahnen aus unterschiedlichen, leitfähigen Materialien, z. B. einem Metall und Polysilizium, sowie eine auf der Thermopile-Struktur aufgetragenen Absorberschicht aufweisen. Einfallende IR-Strahlung erwärmt die Absorberschicht, deren Erwärmung als Thermospannung von der Thermopile-Struktur gemessen und als elektrisches Signal ausgelesen und über die Anschlusspins 21 ausgegeben wird.
In der Leiterplatte 3 sind Gasdurchlassöffnungen 26 für einen Gasaustausch vorgesehen; hierbei können insbesondere zwei Gasdurchlassöffnungen 26 für eine Gaszirkulation ausgebildet sein. In dem Gehäuseunterteil 9 sind ebenfalls Öffnungen 29 für einen Gasaustausch vorgesehen. Die Öffnungen 29 werden in dem Gehäuseunterteil 9 von einer porösen Membran 30 bedeckt, so dass der Eintritt von Schmutz- oder Staubteilchen sowie Feuchtigkeitströpfchen verhindert werden kann. Gas kann somit durch eine Öffnung 29, die Membran 30, eine Gasdurchlassöffnung 26 in den Messraum 7 eintreten und dieses wiederum über die andere Gasdurchlassöffnung 26, die poröse Membran 30 und die andere Öffnung 29 verlassen. Hierbei kann eine aktive oder lediglich passive Gaszirkulation vorgesehen sein.
Bei der Ausführungsform der 5 ist eine austauschbare IR-Strahlungsquelle 36 vorgesehen, die in eine Öffnung 39 der Leiterplatte 3 gesetzt ist. Auch hier ist die Glühwendel 34 wiederum im ersten Brennpunkt F1 und somit auf einer Ebene mit der Absorberschicht bzw. den Absorberschichten des IR-Detektors 5 angeordnet. Die IR-Strahlungsquelle 36 kann hierbei von unten durch die Öffnung 39 in die Leiterplatte 3 eingesetzt und dort kon taktiert werden.
Zur Herstellung wird die Leiterplatte 3 mit der IR-Strahlungsquelle 4 oder 36, dem IR-Detektor 5 und der Abschirmeinrichtung 6 bestückt, z. B. geklebt oder gelötet; nachfolgend wird die Leiterplatte 3 in das Gehäuseunterteil 9 eingesetzt und der Gehäusedeckel 14 auf das Gehäuseunterteil 9 gesetzt und dort befestigt. Durch die Aufnahme der Leiterplatte 3 auf Einpressstiften 10 des Gehäuseunterteils kann hierbei eine genaue Positionierung der elliptischen Reflektionsfläche 1 zu den Brennpunkten F1, F2 erreicht werden, so dass eine aufwendige nachträgliche Justierung nicht erforderlich ist.
Eine Kontaktierung des Gehäuses ist vorteilhafterweise ebenfalls über eine kalte Kontaktiertechnik möglich, indem in dem Gehäuseunterteil 9 eine Steckerbuchse 32 bzw. mehrere Steckerbuchsen 32 vorgesehen sind, in die Anschlussstecker eingesetzt werden können.

Claims

Gassensor zur Messung mindestens einer Gaskonzentration, mit mindestens einem Substrat (3), einer auf dem Substrat (3) befestigten IR-Strahlungsquelle (4), einem auf dem Substrat (3) befestigten IR-Detektor (5), einer Reflektionsfläche (1) zur Reflektion von von der IR-Strahlungsquelle (4, 36) ausgesandter IR-Strahlung (S) zu dem IR-Detektor (5), und einem zwischen der Reflektionsfläche (1) und dem Substrat (3) gebildeten Messraum (7) zur Aufnahme eines Gases mit der zu messenden Gaskonzentration, wobei die Reflektionsfläche (1) elliptisch ausgebildet ist, und wobei die IR-Strahlungsquelle (4, 36) im ersten Brennpunktes (F1) der elliptischen Reflektionsfläche (1) und der IR-Detektor (5) im zweiten Brennpunktes (F2) der elliptischen Reflektionsfläche (1) angeordnet ist.
Gassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der IR-Detektor (5) zwei zueinander versetzt angeordnete Detektionseinrichtungen (22, 24) für eine erste Messung und eine Referenzmessung aufweist, die den zweiten Brennpunkt (F2) überlappen.
Gassensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionsfläche (1) in einer durch die Brennpunkte (F1, F2) verlaufenden Vertikalebene elliptisch und in einer zu dieser Vertikalebene orthogonalen Längsrichtung (X) geradlinig ausgebildet ist.
Gassensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messraum (7) durch die elliptische Reflektionsfläche (1), das Substrat (3) und Seitenflächen (16) begrenzt ist, wobei die Seitenflächen (16) für IR-Strahlung reflektierend ausgebildet sind.
Gassensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionsfläche (1) als Rotationsellipsoid ausgebildet ist.
Gassensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Strahlungsquelle (4, 36) und/oder der IR-Detektor (5) eine Abschirmung für nicht von der Reflektionsfläche (1) auftreffende IR-Strahlung aufweist.
Gassensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Substrat (3) eine Abschirmeinrichtung (6) zur Abschirmung einer direkten IR-Strahlung (S) von der IR-Strahlungsquelle (4) zu dem IR-Detektor (5) und zur Wärmeableitung angebracht ist.
Gassensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Substrat Gasdurchlassöffnungen (26) für eine Gaszirkulation vorgesehen sind.
Gassensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Strahlungsquelle (36) austauschbar in das Substrat (3) eingesetzt ist, z. B. durch eine Öffnung (35) des Substrates (3).
Gassensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Gehäuseunterteil (9), auf dem das Substrat (3) befestigt ist, und einen von dem Gehäuseunterteil (9) aufgenommenen Gehäusedeckel (14) aufweist, an dessen Innenseite die Reflektionsflä che (1) aufgenommen ist.
Gassensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionsfläche (1) durch Verspiegelung der Innenseite des Gehäusedeckels (14) ausgebildet ist.
Gassensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionsfläche (1) als in das Gehäusedeckel (14) eingespritztes ist oder eingeschmolzenes Metallteil ausgebildet ist.
Gassensor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (3) mit Einpressbuchsen in Einpressstifte des Gehäuseunterteils (9) gesetzt ist.
Gassensor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzentrizität der elliptischen Reflektionsfläche (1) im Bereich von 0,48 bis 0,56 liegt.