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Stand der
Technik
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Die
Erfindung betrifft einen Fluidsensor zur Detektion von fluiden Medien,
insbesondere Gasen, wie beispielsweise Wasserstoff. Derartige Sensoren werden
beispielsweise in der Automobiltechnik zum Nachweis und/oder zur
Konzentrationsmessung von Wasserstoff in einem Wasserstoff-Luft-Gemisch
eingesetzt.
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Bei
vielen Prozessen, beispielsweise auf dem Gebiet der Verfahrenstechnik,
der Chemie oder des Maschinenbaus, müssen Gaskonzentrationen zuverlässig bestimmt
werden, und/oder es muss definiert eine Gasmasse, insbesondere eine
Luftmasse, zugeführt
werden. Hierzu zählen
insbesondere Verbrennungsprozesse, welche unter geregelten Bedingungen
ablaufen. Ein wichtiges Beispiel ist dabei die Verbrennung von Kraftstoff
in Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, insbesondere
mit anschließender
katalytischer Abgasreinigung. Auch die Zuführung von Gasen genau definierter
Zusammensetzung für
Brennstoffzellen ist als Anwendungsgebiet zu nennen. Auch sicherheitsrelevante
Anwendungen sind zu nennen. So kann beispielsweise ein Wasserstoffsensor
in Brennstoffzellen-Fahrzeugen eingesetzt werden, um Fahrzeuginsassen
bei schleichendem Wasserstoff-Austritt zu warnen. Luft wird näherungsweise
ab einem Wasserstoff-Anteil von 4% zündungsfähig und bei höherem Anteil
sogar explosionsfähig,
so dass der Wasserstoffsensor beispielsweise mit einer entsprechenden
Warnvorrichtung oder einer entsprechenden Notfallautomatik gekoppelt
werden kann. Auch andere sicherheitsrelevante Anwendungen derartiger
Gassensoren sind denkbar.
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Zur
Messung eines Gasstromes und/oder eines Gaskonzentration werden
dabei verschiedene Typen von Sensoren eingesetzt. Eine Klasse derartiger
Sensoren sind Sensoren mit einem Sensorchip. Ein aus dem Stand der
Technik bekannter Sensortyp dieser Klasse ist der so genannte Heißfilmluftmassenmesser
(HFM), welcher beispielsweise in
DE 196 01 791 A1 in einer Ausführungsform
beschrieben ist. Bei derartigen Heißfilmluftmassenmessern wird üblicherweise
ein Sensorchip eingesetzt, welcher eine dünne Sensormembran aufweist,
beispielsweise ein Silizium-Sensorchip. Auf der Sensormembran ist
typischerweise mindestens ein Heizwiderstand angeordnet, welcher
von zwei oder mehr Temperaturmesswiderständen (Temperaturfühlern) umgeben
ist. In einem Luftstrom, welcher über die Membran geführt wird, ändert sich
die Temperaturverteilung, was wiederum von den Temperaturmesswiderständen erfasst
werden kann und mittels einer Ansteuer- und Auswertungsschaltung
ausgewertet werden kann. So kann, zum Beispiel aus einer Widerstandsdifferenz
der Temperaturmesswiderstände,
ein Luftmassenstrom bestimmt werden. Verschiedene andere Varianten
dieses Sensortyps sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Neben
der Erfassung einer Strömung
spielt die Detektion und Messung von Komponenten, aus welchen sich
das jeweilige gasförmige
Fluid zusammensetzt, eine große
Rolle. Ein Sensorprinzip beruht auf der unterschiedlichen Wärmekapazität und/oder Wärmeleitfähigkeit
der unterschiedlichen Fluidkomponenten und ist beispielsweise in
M. Arndt: „Micromachined
Thermal Conductivity Hydrogen Detector for Automotive Applications", Sensors, 2002.
Proceedings of IEEE beschrieben. So wird beispielsweise zur Detektion
von Wasserstoff in einem Luft/Wasserstoffgemisch die Tatsache ausgenutzt,
dass Wasserstoff eine höhere
Wärmeleitfähigkeit
besitzt als Luft beziehungsweise die Komponenten der Luft. Bei einem
Sensoraufbau, der ähnlich
gestaltet ist wie der von Heißfilmluftmassenmessern
(HFM), diffundiert z. B. ein Luft-Wasserstoff-Gemisch durch eine
dünne Membran
oder ein enges Gitter in einen Messraum eines Sensors. Das Vorhandensein
von Wasserstoff im gasförmigen
Fluid verändert
die Temperatur der beheizten Messmembran oder deren Wärmeleistung,
die an die Umgebungsluft abgegeben wird. Daraus wiederum wird ein
Messsignal erzeugt, welches die Konzentration des Wasserstoffs widerspiegelt.
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Wie
oben beschrieben sind typische Chip-Gassensoren derart aufgebaut,
dass diese eine Sensormembran (beispielsweise eine Silizium-Membran)
mit geringer thermischer Leitfähigkeit
sowie ein umgebendes Chip-Festland aufweisen. Auf dieser Sensormembran
sind elektrisch leitfähige
Strukturen angeordnet. Dabei treten jedoch im praktischen Einsatz
derartiger Sensoren insbesondere im Bereich des Übergangs zwischen Sensormembran
und Chip-Festland, zumeist aufgrund der dort konstruktiv oder betriebsbedingt
anzutreffenden thermischen und/oder mechanischen Spannungen, häufig eine Rissbildung
und/oder ein Bruch des Chips auf. Diese Brüche oder Risse verlaufen der
Erfahrung nach bevorzugt in oder entlang der Kanten der Sensormembran
am Übergang
zum Chipfestland. Derartige Brüche
können
zu einem vollständigen
oder teilweisen Ausfall des Sensors und/oder einer Ausgabe verfälschter
Signale führen.
Solange diese Risse oder Brüche
keine Leiterbahnen des Sensors betreffen, wird der Sensor zumeist
auch weiterhin elektrische Signale generieren, welche jedoch aufgrund
z. B. der veränderten
Wärmeleitfähigkeit
der Sensormembran und/oder der veränderten thermischen Anbindung der
Membran an das Chipfestland verfälscht
sind. Da der Sensor in vielen Fällen,
beispielsweise in Brennstoffzellen, in sicherheitsrelevanten Anwendungen zum
Einsatz kommt, sind derartige Fehlanzeigen zumeist nicht tolerierbar.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung zeigt einen Fluidsensor zur Detektion von
fluiden Medien, welcher die oben beschriebenen Brüche und/oder
Risse zuverlässig
und sicher detektiert und somit eine zuverlässige Fehlererkennung ermöglicht.
Die Erfindung beruht auf der Idee, bei Fluidsensoren die für die Messfunktionen
erforderlichen Leiterbahnen auf der Membran zu realisieren. Diese
Leiterbahnen kreuzen die Membran beziehungsweise den Übergang
zwischen Membran und Festland an wenigen Stellen. Wenn sich ein
Riss in der Nähe
der Grenze zwischen Membran und der Chip-Festland ausbildet, welcher
diese Leiterbahnen nicht durchbricht und somit nicht zu einem Totalausfalls
des Sensors führt,
so ist die Detektion dieses Risses beziehungsweise des Bruchs in der
bisherigen Praxis sehr aufwändig.
Die Detektion kann dann beispielsweise lediglich mittels optischer Inspektion
oder Plausibilitätsüberprüfungen mit
weiteren Signalquellen und/oder unter Zuhilfenahme der Messgeschichte
erfolgen.
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Der
erfindungsgemäß vorgeschlagene
Fluidsensor hingegen weist, wie auch der Stand der Technik, einen
Sensorchip mit einer mit dem fluiden Medium beaufschlagbaren Chipoberfläche auf.
Diese Chipoberfläche
beinhaltet eine Messoberfläche
und eine Festlandsoberfläche.
Beispielsweise kann es sich dabei, wie oben beschrieben, um einen
Silizium-Chip handeln. Im Bereich der Messoberfläche kann beispielsweise der
Sensorchip derart ausgestaltet sein, dass dieser dort um mindestens
eine Größenordnung
geringere transversale thermische Leitfähigkeit aufweist als im Bereich
der Festlandsoberfläche. Dies
kann beispielsweise, wie bei den eingangs beschriebenen Heißfilmluftmassenmesser-Chips,
dadurch erzielt werden, dass Sensorchips mit einer dünnen Sensormembran
eingesetzt werden, welche eine Dicke von lediglich wenigen Mikrometern
aufweist. Hierbei wird die geringe thermische Leitfähigkeit
in (ca. 0,026 W/mK) der die Sensormembran umgebenden Luft (beziehungsweise
eines alternativen Gases) ausgenutzt. Alternativ können als
Messbereich mit einer dem zu messenden fluiden Medium zugewandten
Messoberfläche
auch poröse
Bereiche im Chip hergestellt werden, beispielsweise durch eine Porösifizierung
eines Silizium-Chips. Auf diese Weise lassen sich Messbereiche herstellen,
welche aufgrund der eingeschlossenen Luftkavernen transversale Leitfähigkeit
von 0,1 bis 2 W/mK aufweisen, im Vergleich zu einem Siliziumsubstrat
mit einer thermischen Leitfähigkeit
von ca. 156 W/mK. Auf die Messoberfläche (beziehungsweise in die
Nähe dieser
Messoberfläche)
sind Leiterbahnen einer zentralen Sensorschaltung mit mindestens
einem Heizelement und mindestens einem Temperaturfühler aufgebracht.
Weiterhin weist der Fluidsensor erfindungsgemäß mindestens ein zusätzliches
auf dem Sensorchip angeordnetes Bruchdetektionselement und eine Bruchdetektionsschaltung
auf. Die Bruchdetektionsschaltung ist eingerichtet, um Brüche und/oder
Risse im und/oder auf dem Sensorchip insbesondere im Bereich des Übergangs
zwischen Messoberfläche und
Festlandsoberfläche,
zu erkennen.
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Das
mindestens eine Bruchdetektionselement und die mindestens eine Bruchdetektionsschaltung
wirken zusammen, um, vorzugsweise unabhängig von der übrigen Funktionalität des Fluidsensors, eine
zuverlässige
und sichere Detektion von Brüchen und/oder
Rissen zu ermöglichen.
Beispielsweise kann das mindestens eine Bruchdetektionselement mindestens
eine Bruchdetektionselement mindestens eine Bruchdetektor-Leiterbahn umfassen.
Diese mindestens eine Bruchdetektor-Leiterbahn kann sich beispielsweise
in mindestens einem Bereich in einem Serpentinen- und/oder Mäandermus ter
im Bereich des Übergangs
zwischen Messoberfläche
und Festlandsoberfläche
erstrecken. Dabei ist es bevorzugt, wenn diese mindestens eine Bruchdetektor-Leiterbahn in diesem
mindestens einem Bereich die Grenze zwischen Messoberfläche und
Festlandsoberfläche
mehrfach überquert.
Auf diese Weise wird die für Brüche und/oder
Risse besonders anfällige
Grenze zwischen Messoberfläche
und Festlandsoberfläche besonders
effizient abgedeckt und Fehler in diesem Bereich effizient erfasst.
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Alternativ
oder zusätzlich
kann die mindestens eine Bruchdetektor-Leiterbahn mindestens einen
ersten Leiterbahnabschnitt umfassen, welcher auf der Messoberfläche zumindest
näherungsweise parallel
zur Grenze zwischen Messoberfläche
und Festlandsoberfläche
verläuft
und mindestens einen zweiten Leiterbahnabschnitt, welcher auf der
Festlandsoberfläche
zumindest näherungsweise
parallel zur Grenze zwischen Messoberfläche und Festlandsoberfläche verläuft. Auf
diese Weise wird durch die bei den parallelen Leiterbahnabschnitte
ein Streifen abgedeckt, welcher parallel zur Grenze zwischen Messoberfläche und
Festlandsoberfläche
verläuft und
diesen besonders kritischen Bereich effizient abdeckt.
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Besonders
bevorzugt ist es dabei, wenn das mindestens eine Bruchdetektionselement
in mindestens einem Bereich im Abstand von 10 bis 100 Mikrometern,
vorzugsweise 20 bis 50 Mikrometern und besonders bevorzugt von 25
Mikrometern von der Grenze zwischen Messoberfläche und Festlandsoberfläche weg
auf der Messoberfläche
angeordnet ist. Beispielsweise kann sich das oben beschriebene Mäander- oder
Serpentinenmuster um diese 25 Mikrometer von der Grenze weg in diese
Messoberfläche
hinein erstrecken. Alternativ oder zusätzlich kann der oben beschriebene
mindestens eine erste Leiterbahnabschnitt in diesem bevorzugten
Abstand von 25 Mikrometern von der Grenze weg entfernt und auf der
Messoberfläche
angeordnet sein.
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Entsprechend
ist es auch bevorzugt, wenn sich das mindestens eine Bruchdetektionselement
in mindestens einem Bereich im Abstand von 10 bis 100 Mikrometern,
vorzugsweise 20 bis 50 Mikrometern und besonders bevorzugt von 25
Mikrometern von der Grenze zwischen Messoberfläche und Festlandsoberfläche weg
auf die Festlandsoberfläche
erstreckt. Beispielsweise kann sich das Mäander- und/oder Serpentinenmuster
um diese bevorzugten 25 Mikrometer von der Grenze aus auf die Festlandsoberflä che erstrecken.
Alternativ oder zusätzlich kann
auch der oben beschriebene mindestens eine zweite Leiterbahnabschnitt
in einem Abstand von vorzugsweise 25 Mikrometern von der Grenze
zwischen Messoberfläche
und Festlandsoberfläche
weg auf der Festlandsoberfläche
angeordnet sein.
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Die
Bruchdetektionsschaltung des Fluidsensors gemäß einer der oben beschriebenen
Ausgestaltungen kann weiterhin mindestens eine Schaltung zur Erfassung
eines Widerstands aufweisen. Diese Ausgestaltung ist insbesondere
bevorzugt, wenn das mindestens eine Bruchdetektionselement mindestens
eine Bruchdetektor-Leiterbahn umfasst. Beispielsweise kann die Bruchdetektionsschaltung weiterhin
mindestens eine Schwellwertschaltung aufweisen, welche ausgestaltet
ist, um den erfassten Widerstand mit mindestens einem Schwellwert
zu vergleichen und in Abhängigkeit
vom Ergebnis des Vergleichs mindestens ein Kontrollsignal zu generieren.
Auf diese Weise kann, beispielsweise durch einen sprunghaften Anstieg
des erfassten Widerstands, ein Bruch und/oder Riss detektiert werden, welcher
das mindestens eine Bruchdetektionselement, vorzugsweise die mindestens
eine Bruchdetektor-Leiterbahn, beeinflusst. Eine derartige Schaltung
zur Erfassung eines Widerstands beziehungsweise eine derartige Schwellwertschaltung
sind technisch erheblich einfacher und kostengünstiger zu realisieren als
die oben beschriebenen Schaltungen, welche beispielsweise eine Plausibilitätsüberprüfung der
Fluidsensor-Signale durchführen,
um auf diese Weise Brüche
zu detektieren.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
dem Stand der Technik entsprechenden Aufbau eines Wasserstoffsensors;
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2a ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Wasserstoffsensors
mit einem Bruchdetektionselement und einer Bruchdetektionsschaltung;
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2b einen
Ausschnitt des Wasserstoffsensors gemäß 2a;
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3 ein
zu 2 alternatives Ausführungsbeispiel
eines Wasserstoffsensors; und
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4 ein
zu den 2 und 3 alternatives
Ausführungsbeispiel
eines Wasserstoffsensors.
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In 1 ist
ein aus dem Stand der Technik bekanntes Ausführungsbeispiel eines Fluidsensors 110 dargestellt,
welcher in diesem Fall als ein Wasserstoffsensor ausgebildet ist.
Ein derartiger Fluidsensor 110 ist beispielsweise in der
Eingangs beschriebenen Veröffentlichung
von M. Arndt bekannt. Der Fluidsensor umfasst einen Sensorchip 112 mit
einer Chipoberfläche 114,
welche mit einem Gasgemisch beaufschlagbar ist.
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Die
Chipoberfläche
weist eine Messoberfläche 116 und
eine Festlandsoberfläche 118 auf.
Bei dem Ausführungsbeispiel
kann sich bei dem Sensorchip 112 beispielsweise um einen
Silizium-Chip handeln, welcher im Bereich der Messoberfläche 116 eine
Membran aus Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid aufweist.
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Auf
der Messoberfläche 116 ist
eine zentrale Sensorschaltung 120 mit einer Heizelement-Leiterbahn 122 und
einer Temperaturfühler-Leiterbahn 124 aufgebracht.
Anschlusspads 126 der Leiterbahnen 122, 124 stehen
in Verbindung mit einer Ansteuer- und
Auswerteschaltung 128, welche nach dem oben beschriebenen
Prinzip eine Wasserstoffkonzentration ermittelt.
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Zur
Verdeutlichung der Problematik eines „Membranrisses" sind in 1 symbolisch
vier verschieden positionierte Risse 130, 132, 134, 136 dargestellt.
Von diesen verschieden positionierten Rissen 130 bis 136,
welche üblicherweise
im Bereich der Grenze 138 zwischen Messoberfläche 116 und
Festlandsoberfläche 118 auftreten,
werden mittels der in 1 dargestellten, dem Stand der
Technik entsprechenden Schaltung lediglich Risse vom Typ des dargestellten
Risses 130 erfasst. Lediglich der Riss 130 unterbricht
unmittelbar die Leiterbahn 122, 124 der zentralen
Sensorschaltung 120.
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Demgegenüber sind
in den 2a bis 4 erfindungsgemäße Ausgestaltungen
eines Fluidsensors 110 dargestellt, welcher Bruchdetektionselemente 140 und
eine Bruchdetektionsschaltung 142 aufweist. Die Anordnung
ist in diesen Figuren lediglich schematisch dargestellt, insbesondere
die Verbindung zwischen den Anschlusspads 126 und der Ansteuer-
und Auswerteschaltung 128 beziehungsweise der Bruchdetektionsschaltung 142.
Die Bruchdetektionselemente 140 weisen in diesen Ausführungsbeispielen
der Erfindung separate, von den Leiterbahnen 124, 126 getrennte
Leiterbahnen 144, 146 auf. Diese separaten Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 sind
in der Nähe
der Grenze 138 zwischen Messoberfläche 116 und Festlandsoberfläche 118 angeordnet.
Risse in der Messoberfläche 116 in
der Nähe
dieser Grenze 138 werden daher mit hoher Wahrscheinlichkeit
diese Bruchdetektor-Leiterbahn 144, 146 unterbrechen.
Diese Unterbrechung kann elektrisch einfach mittels der Bruchdetektionsschaltung 142 detektiert
werden. Entsprechend kann die Bruchdetektionsschaltung 142,
welche in diesem Ausführungsbeispiel
eine einfache Schwellwertschaltung 148 umfasst, erkennen,
ob ein Widerstand der Bruchdetektor-Leiterbahn 144, 146 einen Schwellwert überschreitet.
Bei Überschreiten
dieses Schwellwerts kann ein Fehlersignal generiert werden und beispielsweise über eine
Schnittstelle 150 ausgegeben werden. Auf diese Weise kann
zum Beispiel ein Status des Fluidsensors 110 auf „Membranriss" gesetzt werden.
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Die
Bruchdetektionsschaltung 142 ist dabei lediglich in dem
Ausführungsbeispiel
gemäß 2a dargestellt
und ist in den übrigen
Figuren sinngemäß zu ergänzen. Die
verschiedenen Ausführungsformen betreffen
insbesondere die Form und genau Position der Bruchdetektor-Leiterbahnen 144 des
Bruchdetektionselements 140. Grundsätzlich können dabei insbesondere folgende
Parameter variiert werden:
- – Abmessungen der Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 (Breite,
Länge,
Höhe, Anzahl
der Faltungen eines Mäanders
etc.),
- – Erstreckung
der Leiterbahnen 144, 146 auf Festlandsoberfläche 118,
- – Form
der Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 (Mäanderform,
Serpentinenform, rechtwinklig, kreisbogenförmig, gezackt etc.),
- – Anzahl
der Mäander
beziehungsweise Serpentinen (zur genaueren Lokalisierung der Risse
und für
eine freiere Leiterbahnzuführung).
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In 2a ist
eine besonders bevorzugte Ausführungsform
dargestellt, welche alle Typen von Rissen 130 bis 136 detektieren
kann. In dieser Ausführungsform
weist das Bruchdetektionselement 140 zwei Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146,
auf. Diese Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 bilden
somit eine Aufteilung des Bruchdetektionselement 140 in zwei
unabhängige
Stromkreisläufe,
was den Vorteil bietet, dass eine Überquerung der Leiterbahnen 122, 124 der
zentralen Sensorschaltung 120 nicht erforderlich ist. Diese
Leiterbahnen 122, 124 können nach wie vor, wie auch
im Stand der Technik (vgl. 1), an zwei
gegenüberliegenden
Kanten von der Messoberfläche 116 weggeführt werden.
Zusätzlich
fungieren die Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 auch als
Wärmesenke.
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Bei
der Ausführungsvariante
in 2a und 2b sind
die Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 mäanderförmig ausgestaltet.
Dabei weisen diese Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 jeweils
einen geraden Leiterbahn-Abschnitt 152 auf, welcher in diesem
Ausführungsbeispiel
in einem Abstand von ca. 25 Mikrometern von der Grenze 138 zwischen Messoberfläche 116 und
Festlandsoberfläche 118 parallel
zu dieser Grenze 138 verläuft. Weiterhin weisen die Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 mäanderförmige Abschnitte 154 auf,
welche die Grenze 138 vielfach senkrecht überqueren
(vgl. vergrößerte Detaildarstellungen
in 2b).
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Der
Sensorchip 112 in dem Ausführungsbeispiel gemäß 2a ist
ungefähr
quadratisch ausgestaltet. Dabei weist die Messoberfläche 116 eine Kantenlänge von
in diesem Ausführungsbeispiel
typischerweise 1 Millimeter auf. Die Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 erstrecken
sich in diesem Beispiel über
einen Bereich von ca. 25 Mikrometern von der Grenze 138 aus
in die Messoberfläche 116 hinein und
um etwa den gleichen Betrag in die Festlandsoberfläche 118 hinein.
Auf diese Weise decken die Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 jeweils
einen streifenförmigen
Bereich einer Breite von ca. 50 Mikrometern um die Grenze 138 zwischen
Messoberfläche 116 und
Festlandsoberfläche 118 ab.
Auch andere Dimensionen der Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 sind
selbstverständlich
möglich.
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Auch
in dem Ausführungsbeispiel
gemäß 3 weist
das Bruchdetektionselement 140 zwei Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 auf.
Wiederum sind diese Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 als Leiterbahnschleifen
ausgeführt,
welche jeweils mittels Anschlusspads 126 kontaktiert werden
können. Dabei
liegen die Anschlusspads 126 der Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 jeweils
aufeinander gegenüberliegenden
Seiten der Messoberfläche 116.
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Im
Gegensatz zum Ausführungsbeispiel
gemäß 2a weisen
die Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 im
Ausführungsbeispiel
gemäß 3 jedoch
keinen mäanderförmigen Verlauf
auf. Die Leiterbahnschleifen der Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 weisen
vielmehr jeweils einen ersten Leiterbahnabschnitt 156 und
einen zweiten Leiterbahnabschnitt 158 auf, wobei der erste
Leiterbahnabschnitt 156 auf der Messoberfläche 116 parallel
zur Grenze 138 verläuft
und der zweite Leiterbahnabschnitt 158 parallel zur Grenze 138 auf
der Festlandsoberfläche 118.
Dabei ist der erste Leiterbahnabschnitt in diesem Ausführungsbeispiel
etwa um 25 Mikrometer beabstandet von der Grenze 138, der
zweite Leiterbahnabschnitt 158 um etwa 100 Mikrometer.
Mittels dieser Anordnung lassen sich Risse in derart dargestellten
Beispiel-Risse 130, 132 und 136 detektieren. In
etwa zur Grenze 138 parallel verlaufende Risse, wie beispielsweise
der Riss 134, werden jedoch mit dieser Variante weniger
zuverlässig
detektiert.
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In 4 ist
schließlich
ein drittes Ausführungsbeispiel
eines Fluidsensors 110 darsgestellt. Wiederum weist dieser
Fluidsensor 110 ein Bruchdetektionselement 140 mit
zwei Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 auf.
Im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen
in 2a und 3 sind bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 4 diese
Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 nicht als
Leiterbahn-Schleifen ausgeführt,
sondern weisen Anschlusspads 126 auf jeweils einander gegenüberliegenden
Seiten der Messoberfläche 116 auf.
Auf diese Weise entfällt
bei dieser Ausführungsform
der gerade Leiterbahnabschnitt 152 gemäß dem Beispiel in 2a.
Mit dieser Ausführungsform
lassen sich daher zuverlässig
Risse vom Typ der dargestellten Risse 130, 132 und 134 erfassen,
wohingegen Risse vom Typ 136, welche näherungsweise senkrecht zur Grenze 138 verlaufen,
weniger zuverlässig
erfasst werden. Wie auch in den Ausführungsbeispielen gemäß den vorhergehenden 2a, 2b und 3 verwertet
die Bruchdetektionsschaltung 142 dabei neben einer Widerstandsmessung
der Bruchdetektor-Leiterbahnen 144, 146 vorteilhafterweise
auch Informationen der an Ansteuer- und Auswerteschaltung 128 (in 2a durch
den Pfeil 160 symbolisiert). Auf diese Weise tragen selbstverständlich auch
Risse im Bereich der Leiterbahnen 122, 124 zur
Bruchdetektion bei.