DE102007032058A1 - Sensor, particularly absolute pressure sensor, has measuring point, which is covered by passivation unit, by which parameter in medium to be measured is detected by measuring point - Google Patents

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Abstract

The sensor (1) has a measuring point, which is covered by a passivation unit (10), by which a parameter in a medium (9) to be measured is detected by the measuring point. The material causes an azocoupling, a redox reaction or a complexation reaction. The material comprises an aromatic amine or a mixture of aromatic amines, a zeolite, particularly a silver-containing zeolite. The aromatic amine aniline, comprises an aniline derivative, naphthylamine and a naphthylamine derivative. The aniline derivative comprises a sulfanilic acid.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor mit einer Messstelle, die von einem Passivierungsmittel bedeckt ist, durch welches ein Parameter des Mediums von der Druckmessstelle erfassbar ist, wobei das Passivierungsmittel einen direkten Kontakt zwischen Messstelle und dem Medium verhindert, wobei in dem Passivierungsmittel ein Stoff enthalten ist, der mit eindiffundierenden, aggressiven Bestandteilen des Mediums, welche die Messstelle schädigen können, reagiert und diese so von der Messstelle fernhält.The The invention relates to a sensor with a measuring point, which of a Passivating agent is covered by which a parameter of the Medium is detected by the pressure measuring point, wherein the passivating agent prevents direct contact between measuring point and the medium, wherein in the passivation agent, a substance is included with diffusing, aggressive components of the medium, which can damage the measuring point, reacts and Keep them away from the measuring point.

Um einen Druck oder eine Druckdifferenz zu messen, sind im Stand der Technik Drucksensoren mit siliziumhaltigen Sensorchips bekannt. Diese weisen bei Kontakt mit Medien, wie beispielsweise Luft, Wasser, SOx- oder/und NOx- Verbindungen eine erhöhte Korrosionsneigung auf. Daher schlägt der Stand der Technik vor, die Sensorchips durch eine Kapselung oder durch Bedecken mit einem Passivierungsmittel, vor direktem Kontakt mit aggressiven Medien bzw. den aggressiven Bestandteilen der Medien zu schützen.In order to measure a pressure or a pressure difference, pressure sensors with silicon-containing sensor chips are known in the prior art. These have an increased tendency to corrode on contact with media, such as air, water, SO x - and / or NO x - compounds. Therefore, the prior art proposes to protect the sensor chips by encapsulation or by covering with a passivating agent, from direct contact with aggressive media or the aggressive components of the media.

Bei der Kapselung wird der Sensorchip vollständig von einem Gehäuse umschlossen. Eine Seite des Gehäuses ist als Membran ausgebildet und stellt somit einen drucksensitiven Bereich dar. Zudem ist das Gehäuse mit Passivierungsmittel, z. B. ein Silikonöl, gefüllt, welches den Druck, den das Medium auf die Membran ausübt, auf den Sensorchip überträgt. Nachteilig an einer solchen Lösung ist, dass die Membran eine materialspezifische Steifigkeit aufweist und kleine Druckänderungen nicht überträgt, wodurch der Sensor an Sensibilität verliert.at the encapsulation, the sensor chip is completely from a Enclosure enclosed. One side of the housing is designed as a membrane and thus provides a pressure-sensitive area In addition, the housing with passivation, z. As a silicone oil, filled, which the pressure, which the medium exerts on the membrane transmits to the sensor chip. A disadvantage of such a solution is that the membrane has a material-specific rigidity and small pressure changes does not transmit, causing the sensor to sensitivity loses.

Zudem kann die Steifigkeit der Membran auch eine erhöhte Temperaturabhängigkeit hervorrufen, da der große Ausdehnungsko effizient des Silikonöls bei einer Temperaturänderung zu einer zusätzlichen Druckeinwirkung auf den Chip bzw. die Druckmessstelle führt.moreover The stiffness of the membrane can also increase the temperature dependence cause, since the large expansion coefficient of the silicone oil at a temperature change to an additional Pressure on the chip or the pressure measuring leads.

Daher wird im Stand der Technik auch vorgeschlagen, die Sensorchips nur mit einem Passivierungsmittel zu bedecken und keine Membran oder dergleichen zu nutzen. Damit das Passivierungsmittel nicht von dem Sensorchip fließt, weist es eine hohe Viskosität auf und wird daher auch als Passivierungsgel bezeichnet. Das Vordringen der aggressiven Bestandteile des Mediums zu dem Sensorchip kann aber auch mit dem Passivierungsmittel nicht ganz verhindert werden, da das aggressive Medium bzw. dessen aggressive Bestandteile in das Passivierungsmittel eindiffundieren, bis zu dem Sensorchip vordringen und diesen so schädigen.Therefore is also proposed in the prior art, the sensor chips only with a passivating agent and no membrane or the like to use. So that the passivation agent is not from the sensor chip flows, it has a high viscosity and is therefore also called passivation gel. The advance the aggressive components of the medium to the sensor chip can but not completely prevented even with the passivating agent because the aggressive medium or its aggressive components in diffuse the passivating agent, penetrate to the sensor chip and harm it.

Um das zu verhindern, wird in der DE 10 2004 033 475 A1 das Eindiffundieren aggressiver Medien bzw. deren aggressiver Bestandteile in das Passivierungsmittel durch eine zusätzliche Platte im Passivierungsmittel gestoppt oder verzögert, wobei die mit einem Materialbeschichtet ist, welches die aggressiven Bestandteile mit der zusätzlichen Materialschicht chemisch reagieren. Nachteilig hierbei ist, dass die aggressiven Bestandteile des Mediums die Platte umgehen können und weiter in Richtung des Sensorchips vordringen. Zudem können zwischen der Platte und dem Passivierungsmittel kleine Hohlräume entstehen, in denen sich eindiffundierende Gase oder/und Flüssigkeiten sammeln. Solche Hohlräume entstehen auch regelmäßig durch eindiffundierte Gase, die bei einer schnellen Druckänderung nicht aus dem Passivierungsmittel ausdiffundieren können. Diese Gase perlen an der Platte aus und verursachen so neue Hohlräume.To prevent that from happening in the DE 10 2004 033 475 A1 the diffusion of aggressive media or their aggressive constituents into the passivating agent is stopped or delayed by an additional plate in the passivating agent, which is coated with a material which chemically reacts the aggressive constituents with the additional material layer. The disadvantage here is that the aggressive components of the medium can bypass the plate and continue to penetrate in the direction of the sensor chip. In addition, small cavities can form between the plate and the passivating agent in which diffusing gases and / or liquids collect. Such voids also regularly arise from diffused gases that can not diffuse out of the passivation agent at a rapid pressure change. These gases emanate from the plate causing new cavities.

Die DE 10 2004 033 475 A1 schildert als Variante, das Passivierungsmittel auch direkt mit basischen Verbindungen anzureichern. Damit können aber nur manche eindiffundierende Sub stanzen abgefangen werden und man ist hinsichtlich der Passivierungsmittel beschränkt.The DE 10 2004 033 475 A1 describes as a variant to enrich the passivation agent directly with basic compounds. But only some diffusing sub stances can be intercepted and one is limited in terms of passivation.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zu schaffen, den Sensorchip vor verschiedensten aggressiven Medien bzw. den aggressiven Bestandteilen eines Mediums zu schützen.Of the Invention is thus the object of a possibility to create the sensor chip in front of a variety of aggressive media or the aggressive components of a medium.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Sensor der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Stoff mit aggressiven Bestandteilen des Mediums, welche die Messstelle schädigen können, eine Azokupplung, eine Redoxreaktion oder/und eine Komplexierungsreaktion eingeht. Vorteilhafterweise werden die aggressiven Bestandteile gebunden oder umgewandelt, so dass sie den Sensor nicht mehr schädigen können.The The object is achieved by a sensor solved by the type mentioned, in which the substance with aggressive components of the medium, which damage the measuring point can, an azo coupling, a redox reaction and / or a complexing reaction received. Advantageously, the aggressive ingredients bound or transformed so that they no longer damage the sensor can.

Das aggressive Medium ist insbesondere ein Abgas einer Brennkraftmaschine. Dieses enthält in der Regel Schwefeloxide (SOx, mit x = 1, 2 oder 3, oder ein Gemisch daraus), Stickoxide (NOx, mit x = 1 oder 2, oder ein Gemisch daraus), Salpetersäure, salpetrige Säure, Schwefelsäure, schweflige Säure, Kohlenwasserstoffe, Ruß, Kohlenmonoxid (CO) und/oder Kohlendioxid (CO2).The aggressive medium is in particular an exhaust gas of an internal combustion engine. This usually contains sulfur oxides (SO x , where x = 1, 2 or 3, or a mixture thereof), nitrogen oxides (NO x , where x = 1 or 2, or a mixture thereof), nitric acid, nitrous acid, sulfuric acid, sulphurous acid, hydrocarbons, soot, carbon monoxide (CO) and / or carbon dioxide (CO 2 ).

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Stoff im gesamten Passivierungsmittel verteilt. Diese Verteilung kann durch Lösen des Stoffes im Passivierungsmittel oder Ausbilden einer Dispersion erfolgen. Durch die Verteilung des Stoffes im gesamten Passivierungsmittel können eindiffundierende aggressive Medien bzw. deren Bestandteile zuverlässig am Vordringen zum Sensorchip gehindert werden, da ein Umgehen des verteilten Stoffes erschwert ist. Die disperse Phase kann eine Flüssig-Flüssig-Dispersion (Emulsion) oder eine Fest-Flüssig-Dispersion (Suspension) sein. Besonders bevorzugt ist eine im Wesentlichen gleichmäßige Verteilung des Stoffes im Passivierungsmittel.In an advantageous development of the invention, the substance is distributed throughout the passivating agent. This distribution can be achieved by dissolving the substance in the passivating agent or forming a dispersion. Due to the distribution of the substance in the entire passivating agent diffusing aggressive media or their components can be reliably prevented from penetrating to the sensor chip, as a bypassing of the distributed substance is difficult. The disperse phase can be a liquid-liquid dispersion (emulsion) or a solid-liquid dispersion (suspension). Particularly preferred is a substantially uniform distribution of the substance in the passivating agent.

Damit eine solche Schutzwirkung im gesamten Passivierungsmittel vorliegt, ist der Stoff vorteilhafterweise im gesamten Passivierungsmittel verteilt, wobei hier zwischen einem einphasigen oder zweiphasigem Passivierungsmittel unterschieden werden kann. Bei einem einphasigen Passivierungsmittel erfolgt die gleichmäßige Verteilung des Stoffes beispielsweise durch Lösen des Stoffes im Passivierungsmittel, wohingegen das zweiphasige Passivierungsmittel eine disperse Phase des Stoffes und/oder der Stoffe in flüssiger oder fester Form enthält. Besonders bevorzugt ist ein einphasiges Passivierungsmittel, weil dadurch mögliche Keimstellen für ein Ausperlen von Gasblasen bei einer Dekompression (also bei einem schnellen Druckabfall des Mediums) vermieden werden.In order to such a protective effect is present in the entire passivating agent, the substance is advantageously throughout the passivating agent Here, between a single-phase or two-phase Passivating agent can be distinguished. In a single-phase Passivating agent is the even distribution of the substance, for example, by dissolving the substance in the passivating agent, whereas the biphasic passivating agent is a disperse phase of the substance and / or substances in liquid or solid Contains form. Particularly preferred is a single-phase passivation agent, because it makes possible germination sites for a bubbling of gas bubbles in a decompression (ie in a fast Pressure drop of the medium) can be avoided.

Das Passivierungsmittel gibt den Druck direkt an den Sensorchip bzw. die Messstelle weiter. Zudem wird so ein Sammeln und Vermischen der eindiffundierenden aggressiven Medien bzw. deren aggressiver Bestandteile, wie beispielsweise Gase und/oder Flüssigkeiten, im Passivierungsmittel vermieden. Bevorzugt weist das Passivierungsmittel bis zu 30 Volumenprozent des Stoffes auf.The Passivierungsmittel gives the pressure directly to the sensor chip or continue the measuring point. In addition, such a collection and mixing the diffusing aggressive media or their aggressive Constituents, such as gases and / or liquids, avoided in the passivation. Preferably, the passivating agent up to 30% by volume of the substance.

Der Stoff geht mit den aggressiven Bestandteilen eine Azokupplung, eine Redoxreaktion und/oder eine Komplexierungsreaktion ein. Die Komplexierungsreaktion dient vornehmlich zur Bindung aggressiver Bestandteile des Mediums, indem die aggressiven Bestandteile in Form eines Komplexes gebunden werden, wohingegen die Azokupplung und die Redoxreaktion die Umwandlung der aggressiven Bestandteile in weniger aggressive Substanzen bewirken. Beides schützt die Druckmessstelle.Of the Fabric goes with the aggressive ingredients an azo coupling, a Redox reaction and / or a complexing reaction. The complexation reaction primarily serves to bind aggressive components of the medium, by binding the aggressive components in the form of a complex whereas the azo coupling and the redox reaction are the transformations the aggressive ingredients in less aggressive substances cause. Both protect the pressure measuring point.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Stoff eine Übergangsmetallverbindung enthält, mit der in der Regel besonders stabile Komplexe gebildet werden können.A Embodiment of the invention provides that the substance is a transition metal compound contains, formed with the usually particularly stable complexes can be.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bindet oder wandelt der Stoff SOx, mit x = 1, 2 oder 3, und/oder NOx, mit x = 1 oder 2 um. Zur Bindung bzw. Umwandlung von Stickoxiden und/oder Schwefeloxiden kommen insbesondere Stoffe in Betracht, die mit NOx Komplexierungsreaktionen, Azokupplungen und/oder Redoxreaktionen sowie mit SOx Komplexierungsreaktionen und/oder Redoxreaktionen eingehen. So können beispielsweise für die Komplexierungsreaktion Übergangsmetalle, für die Azokupplung Amine und die Redoxreaktion Zeolithe genutzt werden.In an advantageous development of the invention, the substance SO x binds or converts with x = 1, 2 or 3, and / or NO x , with x = 1 or 2. For binding or conversion of nitrogen oxides and / or sulfur oxides, in particular substances come into consideration, which enter into NO x complexing reactions, azo couplings and / or redox reactions and with SO x complexing reactions and / or redox reactions. For example, transition metals can be used for the complexing reaction, and zeolites for azo coupling, amines and the redox reaction.

In einer Ausgestaltung enthält der Stoff ein aromatisches Amin oder eine Mischung von aromatischen Aminen.In In one embodiment, the substance contains an aromatic Amine or a mixture of aromatic amines.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das aromatische Amin Anilin, ein Anilinderivat, Naphtylamin und/oder ein Naphtylaminderivat. Aniline und Naphthylamine sowie deren Derivate weisen eine ausreichende Reaktivität in der Azokupplung auf und stellen ferner eine preisgünstige Stoffgruppe dar.In In a preferred embodiment, the aromatic amine comprises aniline, an aniline derivative, naphthylamine and / or a naphthylamine derivative. Anilines and naphthylamines and their derivatives have a sufficient Reactivity in the azo coupling and also provide a inexpensive substance group dar.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Anilinderivat eine Sulfanilsäure. Im Hinblick auf die Azokupplung, zeichnet sich die Sulfanilsäure durch ihre hohe Reaktivität aus, wodurch eine besonders schnelle Umwandlung aggressiver Bestandteile, insbesondere von Stickoxiden, erreicht werden kann.In In another embodiment, the aniline derivative comprises a sulfanilic acid. With regard to the azo coupling, the sulfanilic acid is characterized due to their high reactivity, resulting in a particularly fast Conversion of aggressive components, in particular of nitrogen oxides, can be achieved.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst der Stoff ein Zeolith, insbesondere ein silberhaltiges Zeolith. Zeolithe weisen auf Grund ihrer großen Oberfläche eine große Reaktionsfläche und somit ein großes Reaktionsvermögen auf. Die Silber-Ionen (Ag+) des silberhaltigen Zeolith reagieren beispielsweise mit leicht reduzierendem SO2.In a preferred embodiment of the invention, the substance comprises a zeolite, in particular a silver-containing zeolite. Due to their large surface area, zeolites have a large reaction surface and thus a high reactivity. The silver ions (Ag + ) of the silver-containing zeolite react, for example, with slightly reducing SO 2 .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielhalber noch näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the drawings in principle by way of example explained in more detail. Show it:

1 schematisch einen Absolut-Drucksensor mit einem Passivierungsmittel und 1 schematically an absolute pressure sensor with a passivation agent and

2 schematisch einen Differenz-Drucksensor mit einem Passivierungsmittel. 2 schematically a differential pressure sensor with a Passivierungsmittel.

In 1 ist ein Absolutdruck-Sensor 1 dargestellt, der einen Sensorchip 2 mit einer Druckmessstelle aufweist. Die Druckmessstelle umfasst eine ausbauchbare Membran 3 mit piezoresistiven Elementen (nicht dargestellt), welche der Ausbauchung der Membran 3 entsprechend ihren elektrischen Widerstand ändern. Diese Änderung wird mittels einer Wheatstonbrücke entweder von einer externen Elektronik (nicht dargestellt) oder von einer direkt auf dem Sensorchip 2 integrierten Elektronik (nicht dargestellt) erfasst. Der Sensorchip 2 ist auf einem Substrat 4 aus Glas oder Silizium aufgebracht, welches in einem Gehäuse, das durch eine Gehäuseunterseite 5 sowie eine Gehäusewand 6 gebildet wird, auf der Gehäuseunterseite 5, z. B. mit einer Klebeverbindung 7, fixiert ist, wodurch eine zuverlässige als auch eine im Wesentlichen spannungsfreie Befestigung realisiert ist.In 1 is an absolute pressure sensor 1 shown that a sensor chip 2 having a pressure measuring point. The pressure measuring point comprises a bulging membrane 3 with piezoresistive elements (not shown) showing the bulging of the membrane 3 change according to their electrical resistance. This change is made by means of a Wheatstone bridge either from an external electronics (not shown) or from a directly on the sensor chip 2 integrated electronics (not shown) detected. The sensor chip 2 is on a substrate 4 made of glass or silicon, which is housed in a housing that passes through a housing bottom 5 and a housing wall 6 is formed on the housing base 5 , z. B. with an adhesive bond 7 , is fixed, whereby a reliable as well as a substantially stress-free attachment is realized.

Auf einer ersten, der Gehäuseunterseite 5 zugewanden Seite des Sensorchips 2, umschließt der Sensorchip 2 mit dem Substrat 4 eine Referenzdruckkammer 8, die die Druckmessstelle übergreift und ein Referenzmedium mit einem definierten Druck, dem Referenzdruck, einschließt. Der Referenzdruck kann entweder Atmosphärendruck oder bezogen auf diesen ein Überdruck oder ein Unterdruck (bis zum Vakuum) sein. Der Referenzdruck beaufschlagt die Membran 3 von einer Seite. Die andere, zweite Seite der Druckmessstelle wird vom Medium 9 mit dem zu messenden Druck beaufschlagt. Zum Schutz des Sensorchips 2, der Druckmessstelle, und deren Anschlüsse (z. B. Kontaktstellen oder Bonddrähte) ist der Chip von einem Passivierungsmittel 10 bedeckt. In der Bauweise der 1 ist der Sensorchip 2 derart mit dem Passivierungsmittel 10 bedeckt, dass das Gehäuse vollständig gefüllt ist. Der Druck des Mediums 9 wirkt somit auf das Passivierungsmittel 10, welches ihn an die Druckmessstelle bzw. die Membran 3 weiterleitet. Die Differenz zwischen Referenzdruck und dem Druck des Mediums 9 bewirkt eine Ausbauchung der Membran 3 und die piezoresistiven Elemente ändern entsprechend ihren elektrischen Widerstand, der von der Elektronik festgestellt wird. Der Druck im Medium 9 wird somit bezogen auf den Referenzdruck angezeigt.On a first, the case bottom 5 assigned side of the sensor chip 2 , the sensor chip encloses 2 with the substrate 4 a reference pressure chamber 8th , which overlaps the pressure measuring point and a reference medium with a defined Pressure, the reference pressure, includes. The reference pressure may be either atmospheric pressure or an overpressure or a vacuum (to vacuum) with respect to it. The reference pressure acts on the membrane 3 from one side. The other, second side of the pressure measuring point is from the medium 9 subjected to the pressure to be measured. To protect the sensor chip 2 , the pressure measuring point, and their terminals (eg, pads or bonding wires) is the chip of a passivation agent 10 covered. In the construction of the 1 is the sensor chip 2 such with the passivating agent 10 covered, that the housing is completely filled. The pressure of the medium 9 thus acts on the passivation agent 10 , which him to the pressure measuring point or the membrane 3 forwards. The difference between the reference pressure and the pressure of the medium 9 causes a bulging of the membrane 3 and the piezoresistive elements change according to their electrical resistance, which is detected by the electronics. The pressure in the medium 9 is thus displayed relative to the reference pressure.

Damit das Passivierungsmittel 10 zuverlässig auf den empfindlichen Bereichen verbleibt, weist es eine sehr geringe Fließneigung auf. Es wird daher auch als Passivierungsgel bezeichnet.Thus the passivating agent 10 Reliably on the sensitive areas remains, it has a very low flow tendency. It is therefore also called passivation gel.

Um ein tiefes Eindringen des aggressiven Mediums 9 oder aggressiver Bestandteile des Mediums 9 in das Passivierungsmittel 10 zu verhindern oder zumindest zu erschweren, enthält das Passivierungsmittel 10 einen Stoff, der die aggressiven Bestandteile bindet und/oder in nicht aggressive Substanzen umwandelt. Mit dem Passivierungsmittel 10 bedeckte Bereiche werden so vor den aggressiven Bestandteilen des Mediums 9 geschützt. Eine gute Schutzwirkung wird erreicht, wenn der Stoff bis zu 30 Volumenprozent des Stoffes aufweist.To a deep penetration of the aggressive medium 9 or aggressive components of the medium 9 into the passivating agent 10 To prevent or at least to complicate, contains the passivation agent 10 a substance that binds the aggressive components and / or converts them into non-aggressive substances. With the passivating agent 10 Covered areas thus become the aggressive components of the medium 9 protected. A good protective effect is achieved if the substance has up to 30% by volume of the substance.

Wird der Drucksensor 1 in einem Abgas eingesetzt, sind aggressive Stoffe oder aggressive Bestandteile des Mediums 9 beispielsweise Salpetersäure, salpetrige Säure, Schwefelsäure, schweflige Säure, Stickoxide (NOx, mit x = 1 oder 2), Schwefeloxide (SOx, mit x = 1, 2 oder 3), Kohlenwasserstoffe, Ruß, Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO2) und Mischungen.Will the pressure sensor 1 used in an exhaust gas are aggressive substances or aggressive components of the medium 9 For example, nitric acid, nitrous acid, sulfuric acid, sulfurous acid, nitrogen oxides (NO x , where x = 1 or 2), sulfur oxides (SO x , where x = 1, 2 or 3), hydrocarbons, carbon black, carbon monoxide (CO), carbon dioxide ( CO 2 ) and mixtures.

Mit Hilfe einer Azokupplung wird in einer Ausführungsform insbesondere NO und NO2 gebunden, wozu vorzugsweise als Stoff ein aromatisches Amin oder eine Mischung von aromatischen Aminen eingesetzt wird. Das NO oder NO2 bildet mit dem aromatischen Amin in Gegenwart von Säure ein Diazoniumion, das anschließend mit Aromaten, insbesondere einem aktivierten Aromaten, zu einer Azoverbindung reagiert. Bevorzugte aromatische Amine sind Anilin, Anilinderivate, Naphtylamin und Naphtylaminderivate. Besonders bevorzugt wird Sulfanilsäure in Kombination mit einem aktivierten Aromaten, beispielsweise einem Phenol oder Anilin eingesetzt.With the aid of an azo coupling, NO and NO 2 are bonded in one embodiment, for which purpose an aromatic amine or a mixture of aromatic amines is preferably used as the substance. The NO or NO 2 forms with the aromatic amine in the presence of acid a diazonium ion, which then reacts with aromatics, in particular an activated aromatic, to form azo compound. Preferred aromatic amines are aniline, aniline derivatives, naphthylamine and naphthylamine derivatives. Sulfanilic acid is particularly preferably used in combination with an activated aromatic, for example a phenol or aniline.

Eine weitere Ausführungsform wandelt die aggressiven Bestandteile des Mediums 9 mittels einer Redoxreaktion zwischen dem im Passivierungsmittel 10 enthaltenen Stoff und einem aggressiven Bestandteil des Mediums 9 um. So kann beispielsweise SO2 zu SO3 oxidiert werden.Another embodiment converts the aggressive components of the medium 9 by means of a redox reaction between that in the passivating agent 10 contained substance and an aggressive component of the medium 9 around. For example, SO 2 can be oxidized to SO 3 .

NO, mit x = 1 oder 2, kann mit Hilfe von Zeolithen, insbesondere silberhaltigen Zeolithen absorbiert werden. Die hier stattfindende Reaktion ist beginnend bei einer Chemisorption bis zur Redoxreaktion einstellbar. So können eindiffundierende aggressive Bestandteile des Mediums 9 neutralisiert oder/und in nicht aggressive neutrale Verbindungen umgewandelt werden.NO, with x = 1 or 2, can be absorbed by means of zeolites, in particular silver-containing zeolites. The reaction taking place here can be adjusted starting from chemisorption to the redox reaction. Thus, diffusing aggressive components of the medium 9 neutralized and / or converted into non-aggressive neutral compounds.

Zur Bindung aggressiver Bestandteile des Mediums 9 wird in einer anderen Ausführungsform eine Komplexierungsreaktion verwendet. Ein Komplex ist eine Struktur, bei der ein Zentralteilchen, das in seiner Elektronenkonfiguration Lücken aufweist, von einem oder mehreren Molekülen oder Ionen umgeben ist. Die Liganden des Komplexes stellen jeweils mindestens ein freies Elektronenpaar für eine Bindung mit dem Zentralteilchen zur Verfügung. Als Zentralteilchen kommen insbesondere Übergangsmetalle in Betracht, insbesondere Eisen, Chrom, Mangan, Vanadium und Molybdän, die als Ionen vorliegen. Beispielsweise können SO, SO2, NO und NO2 durch Komplexbindung an ein Zentralteilchen gebunden werden. Die Bindung von NO oder NO2 erfolgt vorzugsweise durch Eisenkomplexe, insbesondere Blutlaugensalze oder Prussiate. Diese bilden besonders stabile Komplexe aus, beispielsweise mit NO und NO2, aus.For binding of aggressive components of the medium 9 In another embodiment, a complexing reaction is used. A complex is a structure in which a central particle that has gaps in its electron configuration is surrounded by one or more molecules or ions. The ligands of the complex each provide at least one lone pair of electrons for bonding with the central particle. Particularly suitable as central particles are transition metals, in particular iron, chromium, manganese, vanadium and molybdenum, which are present as ions. For example, SO, SO 2 , NO and NO 2 can be bound to a central particle by complex binding. The binding of NO or NO 2 is preferably carried out by iron complexes, in particular blood lye salts or prussiate. These form particularly stable complexes, for example with NO and NO 2 , from.

Zur Bindung oder Umwandlung von Stoffen wie Stickoxiden (NOx, entweder als Gemisch oder Reinsubstanz mit x = 1 oder 2) und Schwefeloxide (SOx, entweder als Gemisch oder Reinsubstanz mit x = 1, 2 oder 3) kommen insbesondere Stoffe in Betracht, die mit NOx Komplexierungsreaktionen, Azokupplungen und/oder Redoxreaktionen sowie mit SOx Redoxreaktionen oder Komplexierungsreaktionen eingehen.For binding or conversion of substances such as nitrogen oxides (NO x , either as a mixture or pure substance with x = 1 or 2) and sulfur oxides (SO x , either as a mixture or pure substance with x = 1, 2 or 3) are in particular substances into consideration, which undergo NO x complexing reactions, azo couplings and / or redox reactions and SO x redox reactions or complexation reactions.

Es ist auch möglich, dass ein Reaktionsprodukt nochmals ein aggressives Medium 9 bzw. dessen aggressiven Bestandteil bindet oder neutralisiert und so in nicht aggressive neutrale Verbindungen umwandeln und das weitere Eindringen in das Passivierungsmittel 10 verhindert oder zumindest erschwert.It is also possible that a reaction product again an aggressive medium 9 or whose aggressive component binds or neutralizes and thus converts into non-aggressive neutral compounds and further penetration into the passivating agent 10 prevented or at least complicated.

Die Azokupplung, Redoxreaktion und/oder Komplexierungsreaktion können zum Unschädlichmachen der aggressiven Bestandteile des Mediums 9 einzeln, oder in Kombination, nebeneinander oder nacheinander eingesetzt werden. Beispielsweise kann SO2 in einer Komplexierungsreaktion unmittelbar an einem Metallkomplex gebunden werden oder es kann zunächst in einer Redoxreaktion zu SO3 umgesetzt werden, das anschließend durch Komplexierung gebunden wird. NO wiederum kann neben einer Azokupplung oder einer direkten Komplexierung auch in einer zweistufigen Reaktion gebunden werden, indem zuerst eine Redoxreaktion zu NO2 stattfindet und das NO2 anschließend durch eine Komplexierungsreaktion gebunden wird.The azo coupling, redox reaction and / or complexing reaction can be used to neutralize the aggressive components of the medium 9 individually or in combination, side by side or in succession. For example, SO 2 can be bound directly to a metal complex in a complexing reaction or it can first be reacted in a redox reaction to form SO 3 , which is subsequently bound by complexation. NO in turn can be bound in addition to an azo coupling or a direct complexation in a two-step reaction by first a redox reaction takes place to NO 2 and the NO 2 is then bound by a complexing reaction.

2 zeigt einen Relativ-Drucksensor 11, der wiederum einen Sensorchip 12 mit einer Druckmessstelle mit einer ausbauchbaren Membran 13 aufweist. Das Gehäuse umfasst eine Gehäusewand 14 sowie einen Gehäusemittelsteg 15, der die Gehäusewände verbindet und somit zwei in entgegengesetzte Richtung geöffnete U-Profile hervorbringt. Beide U-Profile werden durch einen Durchbruch 16 des Gehäusemittelsteges 15 verbunden. Der Sensorchip 12 ist mittels Klebeverbindung 18 auf dem Gehäusemittelsteg 15 fixiert, wobei sich die Druckmessstelle über dem Durchbruch 16 befindet. Die ausbauchbare Membran 13 weist, wie auch bei der Bauweise gemäß 1, piezoresistive Elemente auf, die, abhängig von der Ausbauchung der Membran 13, ihren Widerstand ändern und so eine Erfassung der Ausbauchung durch die Elektronik ermöglichen. 2 shows a relative pressure sensor 11 who in turn has a sensor chip 12 with a pressure measuring point with a bulging membrane 13 having. The housing comprises a housing wall 14 and a housing center bar 15 , which connects the housing walls and thus produces two open in the opposite direction U-profiles. Both U-profiles are going through a breakthrough 16 of the housing center web 15 connected. The sensor chip 12 is by adhesive bond 18 on the housing center web 15 fixed, with the pressure measuring point above the breakthrough 16 located. The bulging membrane 13 points, as well as in the construction according to 1 , piezoresistive elements on which, depending on the bulging of the membrane 13 , change their resistance and allow detection of the bulge by the electronics.

Im Unterschied zum Drucksensor 1 ist die Druckmessstelle des Drucksensors 11 von beiden Seiten zugänglich, d. h. sie wird nicht einseitig von einer Referenzdruckkammer umschlossen. An jede Seite der Druckmessstelle wird eines der Medien 18, 19 herangeführt.In contrast to the pressure sensor 1 is the pressure measuring point of the pressure sensor 11 accessible from both sides, ie it is not enclosed on one side by a reference pressure chamber. Each side of the pressure measuring point becomes one of the media 18 . 19 introduced.

Damit der Sensorchip 12 und dessen Druckmessstelle 13 vor den aggressiven Medien 18, 19 oder den aggressiven Bestandteilen der Medien 18, 19 geschützt werden, ist der Sensorchip 12 nun auf beiden Seiten mit dem Passivierungsmittel 10 bedeckt. Die Medien beaufschlagen somit das Passivierungsmittel 10 mit einem Druck, der von dem Passivierungsmittel 10 an die Druckmessstelle weitergeleitet wird. Der direkte Kontakt der Druckmessstelle mit den Medien 18, 19 wird somit vermieden.So that the sensor chip 12 and its pressure measuring point 13 in front of the aggressive media 18 . 19 or the aggressive components of the media 18 . 19 protected, is the sensor chip 12 now on both sides with the passivating agent 10 covered. The media thus act on the passivation agent 10 with a pressure that of the passivating agent 10 is forwarded to the pressure measuring point. The direct contact of the pressure measuring point with the media 18 . 19 is thus avoided.

Die hier aufgeführten Erläuterungen beziehen sich beispielhaft auf einen Drucksensor. Selbstredend ist es auch möglich, mit dem Passivierungsmittel 10 andere Messstellen vor einem aggressiven Medium und/oder aggressiven Bestandteilen eines Mediums zu schützen, z. B. eine Temperaturmessstelle.The explanations given here relate by way of example to a pressure sensor. Of course it is also possible with the passivating agent 10 to protect other measuring points from an aggressive medium and / or aggressive components of a medium, eg. B. a temperature measuring point.

Für das Passivierungsmittel 10 werden im Allgemeinen fluorierte und nicht-fluorierte Silikongele sowie Perfluorpolyether, insbesondere Silikon-Verknüpfungen verwendet.For the passivating agent 10 In general, fluorinated and non-fluorinated silicone gels and perfluoropolyethers, especially silicone linkages, are used.

11
Absolut-DrucksensorAbsolute pressure sensor
22
Sensorchipsensor chip
33
Membranmembrane
44
Substratsubstratum
55
GehäuseunterseiteHousing bottom
66
Gehäusewandhousing wall
77
Klebeverbindungadhesive bond
88th
ReverenzdruckkammerReverence pressure chamber
99
Mediummedium
1010
Passivierungsmittelpassivating
1111
Differenz-Drucksensor 2 Differential pressure sensor 2
1212
Sensorchip 2 sensor chip 2
1313
Membran 2 membrane 2
1414
Gehäusewand 2 housing wall 2
1515
GehäusemittelstegHousing center web
1616
Durchbruchbreakthrough
1717
Klebeverbindung 2 adhesive bond 2
18, 1918 19
Mediummedium

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102004033475 A1 [0006, 0007] - DE 102004033475 A1 [0006, 0007]

Claims (10)

Sensor (1, 11) mit einer Messstelle, die von einem Passivierungsmittel (10) bedeckt ist, durch welches ein im Medium (9, 18, 19) zu messenden Parameter von der Messstelle erfassbar ist und das einen direkten Kontakt des Mediums (9, 18, 19) mit der Messstelle verhindert, wobei in dem Passivierungsmittel (10) ein Stoff enthalten ist, der mit aggressiven Bestandteilen des Mediums (9, 18, 19), welche die Messstelle schädigen können, eine Reaktion eingeht, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff als Reaktion eine Azokupplung, eine Redoxreaktion oder/und eine Komplexierungsreaktion bewirkt.Sensor ( 1 . 11 ) with a measuring point which is covered by a passivating agent ( 10 ), through which one in the medium ( 9 . 18 . 19 ) is to be measured by the measuring point and that a direct contact of the medium ( 9 . 18 . 19 ) with the measuring point, wherein in the passivating agent ( 10 ) contains a substance which is mixed with aggressive components of the medium ( 9 . 18 . 19 ), which can damage the measuring point, undergoes a reaction, characterized in that the substance in response causes an azo coupling, a redox reaction and / or a complexing reaction. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff im gesamten Passivierungsmittel (10) verteilt ist.Sensor according to claim 1, characterized in that the substance in the entire passivation ( 10 ) is distributed. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff in dem Passivierungsmittel (10) gelöst ist oder in disperser Phase vorliegt.Sensor according to claim 2, characterized in that the substance in the passivation agent ( 10 ) is dissolved or in disperse phase. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff so ausgebildet ist, dass er SOx, oder/und NO bindet oder umwandelt.Sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the substance is designed so that it binds or converts SO x , or / and NO. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff eine Übergangsmetallverbindung umfasst.Sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the substance is a transition metal compound includes. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff ein aromatisches Amin oder eine Mischung von aromatischen Aminen umfasst.Sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the substance is an aromatic amine or a mixture of aromatic amines. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das aromatische Amin Anilin, ein Anilinderivat, Naphtylamin und/oder ein Naphtylaminderivat umfasst.Sensor according to claim 6, characterized in that the aromatic amine aniline, an aniline derivative, naphthylamine and / or a naphthylamine derivative. Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anilinderivat Sulfanilsäure umfasst.Sensor according to claim 7, characterized in that the aniline derivative comprises sulphanilic acid. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoff ein Zeolith, insbesondere ein silberhaltiges Zeolith umfasst.Sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the substance is a zeolite, in particular comprises a silver-containing zeolite. Sensor nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstelle eine Druckmessstelle ist.Sensor according to one of the above claims, characterized characterized in that the measuring point is a pressure measuring point.
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