DE102005016002A1

DE102005016002A1 - Sensormodul, insbesondere für eine Klimaanlage

Info

Publication number: DE102005016002A1
Application number: DE102005016002A
Authority: DE
Inventors: Michael Arndt; Gerd Lorenz; Daniela Winkler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-12
Also published as: WO2006106004A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sensormodul, insbesondere für eine Klimaanlage, vorteilhafterweise eine Fahrzeug-Klimaanlage, das mindestens aufweist: DOLLAR A ein Gehäuse (2), DOLLAR A einen Feuchtigkeitssensor (4), DOLLAR A einen Temperatursensor (3) und DOLLAR A einen infrarotoptischen Gassensor (5) zur Messung mindestens einer Gaskonzentration, DOLLAR A wobei der Temperatursensor (3), der Feuchtigkeitssensor (4) und der infrarotoptische Gassensor (5) in dem Gehäuse (2) aufgenommen sind. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird ein Sensormodul (1) mit kleiner Baugröße und geringen Fertigungskosten geschaffen, das in einer Klimaanlage eine selbsttätige Umschaltung zwischen einem Abluft- und einem Umluftbetrieb ermöglicht. DOLLAR A Vorteilhafterweise weist das Sensormodul weiterhin eine Auswerteeinrichtung (6) auf, die die Signale der Sensoren aufnimmt; die Auswerteeinrichtung ist bevorzugt ebenfalls in dem Gehäuse aufgenommen. DOLLAR A Weiterhin sind vorzugsweise in dem Gehäuse (2) ein oder mehrere weitere Gassensoren (8) zur Detektion weiterer Gaskomponenten, insbesondere Stickoxiden, und ein Drucksensor (9) aufgenommen und werden von der gemeinsamen Auswerteeinrichtung, vorzugsweise einem ASIC (6), ausgelesen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensormodul, insbesondere für eine Klimaanlage, z. B. eine Fahrzeug-Klimaanlage.
In Fahrzeugen werden im Bereich der Klimatisierung und Belüftung unter anderem Feuchtigkeitssensoren, Temperatursensoren und Gassensoren zur Ermittlung von Stickoxiden (NOx) und Kohlenmonoxid verwendet. Sie werden in der Regel in unterschiedlichen Messeinrichtungen eingesetzt. In Fahrzeug-Klimaanlagen werden in der Regel ein Temperatursensor und ein Feuchtigkeitssensor verwendet. Sie sind im Allgemeinen voneinander getrennt ausgebildet und z.T. über entsprechende Sockel oder Gehäuse auf einem gemeinsamen Substrat befestigt.
Die Fahrzeug-Klimaanlagen können im Allgemeinen in einem Abluftbetrieb und einem Umluftbetrieb verwendet werden. Im Abluftbetrieb bzw. Normalbetrieb wird dauernd Frischluft angesaugt, gekühlt und entfeuchtet. Im Umluftbetrieb wird bei geschlossener Umluftklappe zunächst nur die Luft des Fahrzeuginnenraums gekühlt, so dass der Energiebedarf gesenkt und im Dauerbetrieb Kraftstoff gespart werden kann. Da im Umluftbetrieb aber die Konzentration an CO2-Gas in der Luft durch die Atemluft der Insassen schnell ansteigt und hierdurch eine Ermüdung der Fahrzeuginsassen auftreten kann, sind derartige Regelungen im Umluftbetrieb derzeit nicht unproblematisch. Weiterhin sind die Herstellungskosten eines herkömmlichen Sensormoduls hoch.

Die DE 197 31 420 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Erfassung des Drucks und der Temperatur im Saugraum einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Drucksensor in ein metallischen Chipgehäuse aufgenommen ist. Dieses me tallische Chipgehäuse und ein Temperatursensor sind in getrennten Kammern eines Gesamtgehäuses montiert. Metallische Chipgehäuse sind – wie auch keramische Chipgehäuse – jedoch kostspielig.

Das erfindungsgemäße Sensormodul und das Verfahren zu seiner Herstellung weisen demgegenüber einige Vorteile auf.

Erfindungsgemäß sind zumindest ein Temperatursensor, ein Feuchtigkeitssensor und ein, insbesondere infrarotoptischer, Gassensor in einem einzigen Gehäuse aufgenommen. Hierdurch wird eine kleine Baugröße des Sensormoduls bei geringen Fertigungskosten erreicht. Das erfindungsgemäße Sensormodul stellt somit zum einen die für den Betrieb der Klimaanlage erforderlichen Messgrößen der Temperatur der Luftfeuchtigkeit bereit und ermittelt ergänzend über den insbesondere infrarotoptischen Gassensor die CO2-Konzentration in der Umgebungsluft, so dass die Klimaanlage durch einen Vergleich des ermittelten CO2-Gehaltes mit einem vorgegebenen Grenzwert selbsttätig zwischen einem Abluftbetrieb und einem Umluftbetrieb umschalten kann.

Vorteilhafterweise werden die Sensoren von einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung, z. B. einem ASIC, ausgelesen, die vorzugsweise ebenfalls in dem Gehäuse aufgenommen ist. Somit kann auch die Verarbeitung der Signale der Sensoren bereits in dem Gehäuse des Sensormoduls erfolgen, so dass von dem Sensormodul bereits Auswertesignale ausgegeben werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung sind weiterhin ein zusätzlicher, insbesondere physikalischer oder chemischer, Gassensor zur Messung zusätzlicher Gaskonzentrationen, insbesondere Kohlenmonoxid und/oder Stickoxiden, sowie vorzugsweise auch ein Drucksensor zur Messung des Umgebungsdrucks und vorteilhafterweise auch ein Luftmassensensor zur Messung der Luftströmung vorgesehen. Sie können in das Gehäuse mit eingesetzt werden und von derselben Auswerteeinrichtung ausgelesen werden.

In dem Gehäuse sind der Temperatursensor und der Feuchtesensor vorteilhafterweise in separaten Kammern angebracht, um eine schnelle, unbeeinflusste Messung unabhängig von den anderen Detektoren zu erreichen.

Der infrarotoptische Sensor, der Temperatursensor sowie vorteilhafterweise auch der Feuchtigkeitssensor, der Luftmassensensor und gegebenenfalls der Drucksensor sowie die ein oder mehreren Gassensoren können als mikromechanische Bauelemente ausgebildet sein, die bei geringer Baugröße sichere Messergebnisse liefern.

Für den infrarotoptischen Gassensor können ein oder mehrere IR-Detektoren mit Filtern – z. B. ein Messchip mit zwei Thermopile-Strukturen für einen ersten Messkanal zur Ermittlung des CO2-Gehaltes und einen zweiten Messkanal für eine Referenzmessung in einem anderen Wellenlängenbereich – verwendet werden, wobei der optische Pfad zwischen der IR-Strahlungsquelle und dem einen oder mehreren IR-Detektoren durch einen aufgesetzten Reflektor festgelegt wird, so dass eine große Messstrecke mit einem sich hieraus ergebendem starkem Messsignal ausgewertet werden kann.

Neben dem vorteilhaften Einsatz in Fahrzeug-Klimaanlagen ist z. B. auch die Verwendung in anderen Klimaanlagen möglich, d.h. allgemein in Klimaanlagen zur Aufnahme der Messwerte von Feuchtigkeit, Temperatur und Gaskonzentration, woraufhin aus den Messgrößen insbesondere, aber nicht notwendigerweise, geeignete Stellgrößen ermittelt werden können.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Sensormoduls gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ein Blockdiagramm eines Sensormoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform mit zusätzlichem ASIC;
3 einen in dem Sensormodul verwendeten Temperatursensor in

a) Draufsicht und
b) Vertikalschnitt durch die Membran;

4 eine Aufsicht auf einen mikrostrukturierten Feuchtigkeitssensor;
5 den in dem Sensormodul aufgenommenen IR-optischen Gassensor in auseinander gezogener Darstellung;
6 einen Schnitt durch einen in dem Sensormodul verwendeten mikrostrukturierten Drucksensor;
7 einen Schnitt durch einen in einem spektroskopischen Gassensor verwendeten mikrostrukturierten IR-Detektor; und
8 ein Sensormodul gemäß einer weiteren Ausführungsform mit Darstellung der Kammern im Gehäuse.
Ein Sensormodul 1 weist ein Gehäuse 2, vorzugsweise Kunststoffgehäuse 2, auf, in dem ein Temperatursensor 3, ein Feuchtigkeitssensor 4, ein infrarotoptischer Gassensor 5, ein als Auswerteeinrichtung dienendes ASIC 6, sowie vorteilhafterweise auch ein weiterer Gassensor 8 – z. B. ein chemischer Gassensor 8 – und ein Drucksensor 9 aufgenommen sind. Der infrarotoptische Gassensor 5 detektiert hierbei den CO2-Gehalt in der Umgebungsluft; der weitere Gassensor 8 dient dazu, weitere Gaskonzentrationen, insbesondere von NOx, zumindest qualitativ nachzuweisen. Weiterhin ist ein Luftmassensensor 10 vorgesehen, der einen eingehenden Luftmassestrom misst.
An Anschlussklemmen 12 des Gehäuses 2 wird eine Versorgungsspannung U_v angelegt, mit der die Sensoren 3, 4, 5, 8, 9, 10 sowie das ASIC 6 betrieben werden. In dem Gehäuse 2 ist weiterhin eine Gaszuführung 13 vorgesehen, z. B. als freie Öffnung oder als eine mit einer gasdurchlässigen Membran versehene Öffnung. 2 zeigt demgegenüber eine weitere Ausführungsform, bei der ergänzend ein Microcontroller 14 als Steuereinrichtung vorgesehen ist.
Die Sensoren 3, 4, 5, 8, 9 und 10 messen die durch die Gaszuführung 13 in das Gehäuse 2 eingeleitete Umgebungsluft und geben jeweils Signale S3, S4, S5, S8, S9 und S10 an das ASIC 6, das hieraus die Temperatur, einen Feuchtigkeitsgehalt, die Gaskonzentration mindestens eines Gasanteils, die chemische Zusammensetzung, den Druck und den Luftmassestrom misst und ein Ausgangssignal Sa ausgibt. Das ASIC 6 kann gemäß 1 die betreffenden Werte aus den Messsignalen direkt ermitteln oder gemäß 2 hierzu den Microcontroller 14 heranziehen. Der Microcontroller 14 kann weiterhin z. B. zur Einbindung des Sensormoduls 1 in einen Datenbus dienen und somit eine Busadresse speichern und über den Datenbus übermittelte Signale aufnehmen, oder, falls erforderlich, für eine drahtlose Übermittlung der Signale eingesetzt werden.
Um eine kurze Ansprechzeit des Temperatursensors 3 zu gewährleisten, ist für den Temperatursensor 3 vorzugsweise eine eigene Kammer 15 innerhalb des Gehäuses 2 vorgesehen. 8 zeigt eine derartige Ausbildung bei einem Sensormodul 1 mit Temperautrsensor 3, Feuchtigkeitssensor 4 und infrarotoptischem Gassensor 5; hierbei ist bei dieser Ausführungsform auch für den Feuchtigkeitssensor 4 eine eigene Kammer 16 im Gehäuse 2 vorgesehen; alternativ hierzu kann der Feuchtigkeitssensor 4 jedoch auch in der Kammer 15 vorgesehen sein. Der infrarotoptische Gassensor 5 und das ASIC 6 sind entsprechend in einer weiteren Kammer 17 im Gehäuse 2 vorgesehen. Durch die separaten Kammern 15 16, 17 werden gegenseitige Beeinflussungen durch insbesondere die Erwärmung der Innenluft der betreffenden Kammer vermieden. Die Kammern 15, 16, 17 sind jeweils über Gaszuführungen 13 mit dem Außenraum verbunden, wobei die Gaszuführungen 13 jeweils mit einer porösen Membran 18 verschlossen sind, die das Eindrin gen von Schmutz und Wasser verhindert, aber einen schnellen Luftaustausch gewährleistet. Die Innenabmessungen der Kammern 15, 16 oder der gemeinsamen Kammer 15 sind vorteilhafterweise klein gewählt, um ein schnelles Ansprechen des Temperatursensors zu ermöglichen. Da für die Kammergröße hauptsächlich das betreffende Sensorelement bestimmend ist, bietet erfindungsgemäß ein mikromechanisch aufgebauter Temperatursensor mit Hauptabmessungen kleiner als z. B. 15mm × 15mm × 15mm die Möglichkeit, ein kleines Kammervolumen auszubilden.
Der innere Aufbau des Sensormoduls 1 kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. Als Temperatursensor 3 ist vorteilhafterweise ein Element mit Ansprechzeiten keiner als 300 ms vorgesehen. Hierzu kann der Temperatursensor 3 z. B. als Platinwiderstand auf einem Keramikträger oder gemäß 3 als mikromechanisches Bauelement ausgebildet sein, bei dem auf einem Siliziumsubstrat 20 durch Ausbildung einer Kaverne 22 von der Unterseite her auf der Oberseite eine Membran 24 ausgebildet ist, auf der eine Widerstands-Leiterbahn 26 ausgebildet ist, z. B. eine Metall-Leiterbahn 26 oder Polysilizium-Leiterbahn. Die Leiterbahn 26 verläuft von zur Kontaktierung dienenden Bondpads 28 zu der Membran 24 und auf der Membran 24 mäanderförmig bzw. kammförmig, um auf der Membran 24 eine große Länge auszubilden. Ein derartiger Temperatursensor 3 ermöglicht Ansprechzeiten im Bereich t < 0,1 s.
Zur Herstellung des in 3a, b gezeigten Temperatursensors 3 wird auf dem Siliziumsubstrat 20 durch Abscheide- und Strukturierungsverfahren ein thermisch gut isolierendes Schichtpaket 29, z. B. aus Siliziumnitrid und/oder Siliziumoxid, erzeugt, auf dem der Widerstandsleiter 26 als z. B. mäanderförmige Bahn abgeschieden wird. Der Widerstandsleiter 26 kann z. B. aus Platin, Aluminium oder dotiertem Polysilizium bestehen. Nachfolgend wird auf der Unterseite des Siliziumsubstrates 20 unterhalb der mäanderförmigen Struktur des Widerstandsleiters 26 eine Kaverne 22 geätzt, z. B. mittels KOH-Ätzen, bis eine thermisch isolierende Trägermembran 24 als mittlerer Teil des Schichtpaketes 29 entsteht. Aufgrund der geringen thermischen Masse der Membran 24 reagiert der Widerstandsleiter 26 schnell auf Änderungen der Umgebungstemperatur. Ergänzend können zusätzlich auch abseits der Membran 24 Widerstandsbahnen erzeugt werden, die dann aber mit größerer zeitlicher Verzögerung auf Temperaturänderungen reagieren. Alternativ hierzu können auch herkömmliche NTC (Leiter mit negativem Temperaturkoeffizient; Heißleiter)- oder PTC (Leiter mit positivem Temperatrukoeffizient; Kaltleiter) -Sensoren kleiner Baugrößen verwendet werden.
Der Feuchtigkeitssensor 4 kann z. B. als kapazitives Feuchtigkeitssensorelement ausgebildet sein und gemäß 4 einen Kondensator 30 aufweisen, zwischen dessen Kondensatorflächen 30a, 30b ein Gasvolumen bzw. Luftvolumen in Abhängigkeit der Feuchtigkeit unterschiedliche Dielektrizitätswerte liefert. Durch z. B. Anlegen einer Wechselspannung und Messen des Blindwiderstandes kann somit der Feuchtigkeitsgehalt der Umgebungsluft ermittelt werden.
Der infrarotoptische (bzw. IR-spektroskopische) Gassensor 5 kann wiederum in unterschiedlichen Ausbildungen ausgeführt sein; vorzugsweise weist er eine IR-Strahlungsquelle 52, einen oder mehrere IR-Detektoren 54 und optional einen Reflektor 55 auf. Gemäß 4 ist als IR-Strahler 52 eine im Niederstrombereich betriebene Glühlampe vorgesehen, deren Kolben eine hohe Transmission bei Wellenlängen zwischen 3,8 und 4,3 μm besitzt. Die Glühbirne 52 ist hierbei von unten durch eine Leiterplatte 56 gesteckt, auf deren Oberseite der als Messchip ausgebildete IR-Detektor 54 direkt oder mittels eines Gehäuses befestigt ist. Der Reflektor 55 umfasst einen Messraum zwischen der Leiterplatte 56 und seiner reflektierenden Innenseite und ermöglicht einen Gasaustausch durch z. B. eine Öffnung in seiner Seite. Die von der IR-Strahlungsquelle 52 ausgesandte IR-Strahlung wird an der Innenseite des Reflektors 55 reflektiert und auf den IR-Detektor 54 gebündelt; hierzu kann der IR-Detektor 54 z. B. einen ersten Messkanal 54a für die optische bzw. spektroskopische Messung in einem Absorptionsband von CO2 und einen zweiten Messkanal 54b für eine Referenzmessung in einem anderen Wellenlängenbereich aufweisen.
Das ASIC 6 stellt sowohl die Mittel für die Ansteuerung der Sensoren 3, 4, 5, 8, 9, 10 als auch die Mittel für die Weiterverarbeitung und insbesondere die Verstärkung der Sensorsignale S3, S4, S5, S8, S9 und S10 bereit. Außerdem dient es als Schnittstelle zur Außenwelt, z. B. als digitale Schnittstelle, wie z. B. eine Local Interconnect Network (LIN)-Schnittstelle oder eine Serial Peripheral Interface (SPI)-Schnittstelle, oder als drahtlose Schnittstelle, z. B. als bluetooth-Schnittstelle.
Das Gehäuse 2 ist vorzugsweise ein gespritztes Kunststoffgehäuse mit integriertem Stecker, in das die ein oder mehreren Platinen mit den Detektoren, der Auswerteelektronik 6 und dem Reflektor 55 durch Einpressen montiert werden.
Die Gaszuführung kann vorzugsweise über ein oder mehrere Öffnungen 62 bzw. einen Durchbruch im Gehäuse 2 und/oder in dem Reflektor 55 erfolgen, welche mit einer gasdurchlässigen, aber wasserabweisenden und/oder ölabweisenden Membran 18 verschlossen sind, oder über eine labyrinthartige Zuführung, die das Eindringen von Wasser und Schmutz verhindert.
Der Microcontroller 14 kann verwendet werden, um eine Vorverarbeitung, z. B. Linearisierung, Schwellenüberwachung, Berechnung von Signalsteigungen der Sensorsignale zu realisieren. Ferner kann über den Microcontroller 14 auch eine Taupunktberechnung aus dem Temperatursignal S3 und Feuchtesignal S4 erfolgen. Weiterhin kann der Microcontroller 14 auch verwendet werden, um eine jeweils gewünschte Schnittstelle bereitzustellen.
Der weitere Gassensor 8 kann – z. B. als chemischer Gassensor 8 – insbesondere für die Überwachung von infrarotoptisch nicht messbaren Substanzen wie Dämpfen oder Gasen verwendet werden. Er kann z. B. zur De tektion von Kohlenmonoxid (CO) oder Stickoxiden (NOx) ausgelegt werden und z. B. als dünne Leiterbahn oder Leiterschicht auf einem Substrat ausgebildet sein. Die Leiterbahn oder -schicht wird hierbei von einer chemisch reatktiven Paste überdeckt, deren Widerstandswert sich in Abhängigkeit von auf ihrer Oberfläche absorbierten Gasmolekülen ändert. Weiterhin oder alternativ hierzu kann zur Detektion anderer Gase als CO2 auch ein weiterer optischer Gassensor mit prinzipiell gleichem Aufbau wie der Gassensor 5, jedoch abweichendem zur Messung verwendeten Absorptionsband eingesetzt werden. Je nach zu detektierendem Zielgas sind für den einen oder mehreren zusätzlichen Sensor auch andere physikalische Auswerteprinzipien, z. B. chemisch reaktive Feldeffekttransistoren (ChemFETs), Auswertung einer Wärmeleitfähigkeitsmessung, opto-akustische Auswertung oder Schallgeschwindigkeitsmessung möglich. Je nach Erfordernis ist hierdurch eine qualitative oder quantitative Bestimmung weiterer Gase möglich.
Der Drucksensor 9 kann für die Überwachung des Umgebungsluftdruckes eingesetzt werden. Hierbei wird vorteilhafterweise ein mikromechanisches Drucksensorelement eingesetzt werden, das als solches bekannt ist und z. B. gemäß 6 ein Substrat 70 mit einer Kaverne 74 und einer auf dem Substrat abgeschiedenen Epitaxieschicht 75 (oder Epitaxie-Schichtstapel 75) aufweist, die oberhalb der Kaverne 74 eine Membran 76 bildet. In der Membran 76 ausgebildete Piezowiderstände 78 dienen als Sensorelemente.
Der IR-Detektor 54 des infrarotoptischen Gassensors 5 kann vorzugsweise thermoelektrisch, pyroelektrisch oder photoelektrisch ausgebildet sein und einen Bandpassfilter zur Filterung eines relevanten Wellenlängenbereiches aufweisen. Er ist vorteilhafterweise gemäß 7 in Mikrostrukturtechnik hergestellt, z. B. mit einem Messchip 80, einem Kappenchip 82 und zwei lateral beabstandeten Filterchips 84a, b, die den Messkanälen 54a, b aus 5 entsprechen.
Auf dem Messchip 80 ist eine Membran 86 oberhalb einer Kaverne 88 ausgebildet. Auf der Membran 86 ist eine Thermopile-Struktur 90 aus mindestens zwei kontaktierten Leiterbahnen aufgetragen, die aus Materialien mit unterschiedlichen Seebeck-Koeffizienten, z. B. einem Metall, insbesondere Aluminium, und polykristallinem Silizium bestehen. Auf der Thermopile-Struktur 90 ist eine Absorberschicht 92 aufgetragen. In dem Kappenchip 82 ist auf der Unterseite eine Kaverne 96 ausgebildet, in der die Absorberschicht 92 aufgenommen ist. Der Kappenchip 82 ist auf dem Sensorchip 80 mittels einer Sealglasverbindung 100 vakuumdicht befestigt. Die Filterchips 84a, b sind mittels IR-transparenter Klebstoffschichten 102 auf der Oberseite des Kappenchips 82 befestigt. Von oben einfallende IR-Strahlung wird somit in den Kappenchips 82a, b gefiltert und tritt durch den Kappenchip 82 in die Kaverne 96 und auf die Absorberschicht 92, die sich entsprechend erwärmt, wodurch die Thermopile-Struktur 90 entsprechend der Erwärmung ein Messsignal liefert, das vorteilhafterweise der Intensität der gefilterten, einfallenden IR-Strahlung proportional ist.

Claims

Sensormodul, insbesondere für eine Klimaanlage, das mindestens aufweist: ein Gehäuse (2), einen Feuchtigkeitssensor (4), einen Temperatursensor (3), und einen insbesondere infrarotoptischen Gassensor (5) zur Messung mindestens einer Gaskonzentration, wobei der Temperatursensor (3), der Feuchtigkeitssensor (4) und der Gassensor (5) in dem Gehäuse (2) aufgenommen sind.
Sensormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Auswerteeinrichtung (6; 6, 14) aufweist, die Messsignale (S3, S4, S5) von dem Feuchtigkeitssensor (4), dem Temperatursensor (3) und dem Gassensor (5) aufnimmt und Auswertesignale (Sa) ausgibt.
Sensormodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (6, 14) in dem Gehäuse (2) aufgenommen ist.
Sensormodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Drucksensor (9) aufweist, der in dem Gehäuse (2) aufgenommen ist.
Sensormodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen weiteren Gassensor (8) zur Messung einer weiteren Gaskonzentration aufweist, der in dem Gehäuse (2) aufgenommen ist.
Sensormodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Gassensor (8) ein chemischer Gassensor (8) für eine qualitative oder quantitative Messung der weiteren Gaskonzentration ist.
Sensormodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der chemische Gassensor (8) als mikromechanisches Bauelement mit einer elektrisch leitfähigen Dünnschicht und einem auf der Dünnschicht aufgetragenem Material ausgebildet ist, dessen Widerstandswert sich in Abhängigkeit mindestens einer Gaskonzentration ändert.
Sensormodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der chemische Gassensor (8) als chemisch reaktiver Feldeffekttransistor ausgebildet ist.
Sensormodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Luftmassesensor (10) zur Messung eines Luftmassestroms aufweist, der in dem Gehäuse (2) aufgenommen ist
Sensormodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (6; 6, 14) ein ASIC (6) aufweist.
Sensormodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (6, 14) einen Microcontroller (14) aufweist, der Signale von dem ASIC (6) aufnimmt und Ausgangssignale (Sa) ausgibt.
Sensormodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (3) als mikromechanisches Bauelement ausgebildet ist mit einem Substrat (20) und mindestens einer auf dem oder oberhalb des Substrates (20) ausgebildeten Widerstandsbahn (26), z. B. aus Platin, Aluminium oder dotiertem Polysilizium.
Sensormodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Oberseite des Substrates (20) des Temperatursensors (3) eine Membran (24) ausgebildet ist, auf der die Widerstandsbahn (26) zumindest teilweise verläuft.
Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (3) als nichtmikromechanischer NTC oder PTC ausgebildet ist.
Sensormodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der insbesondere infrarotoptische Gassensor (5) mikromechanisch ausgebildet ist und aufweist: einen Messchip (80) mit einer Membran (86) und einer unterhalb der Membran (86) ausgebildeten Kaverne (88), einen Kappenchip (82) mit einer an seiner Unterseite ausgebildeten Kaverne (96), und mindestens einem Filterchip (84a, b), wobei auf der Oberseite der Membran (86) eine Thermopile-Struktur (90) aus mindestens zwei kontaktierten Leiterbahnen aus unterschiedlichen Materialien und eine die Thermopile-Struktur zumindest bereichsweise überdeckende Absorberschicht (92) ausgebildet sind, wobei der Kappenchip (82) in vakuumdichten Verbindungen (100) derartig auf dem Messchip (80) befestigt ist, dass seine Kaverne (96) die Absorberschicht (92) aufnimmt.
Sensormodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kappenchip (82) ein oder mehrere Filterchips (84a, b) mittels infrarotdurchlässiger Klebeverbindungen (102) befestigt sind.
Sensormodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (2) eine Gaszuführung (13) vorgesehen ist.
Sensormodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der insbesondere infrarotoptische Gassensor (5) zweikanalig ausgebildet ist mit einem Messkanal (54a) zur Messung einer CO2-Konzentration und einem Referenzkanal (54b).
Sensormodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine im Gehäuse (2) aufgenommene Leiterplatte (56), eine von unten durch die Leiterplatte (56) durchgesteckte, im Niederstrombetrieb betriebene Glühbirne (52), einen Infrarot-Detektor (54) und einen auf die Leiterplatte (56) gesetzten Reflektor (55) aufweist, der von der Glühbirne (52) ausgesandte IR-Strahlung zu dem IR-Detektor (54) reflektiert.
Sensormodul nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (5) in einer separaten Kammer (15) des Gehäuses (2) angeordnet ist.