DE3028249A1

DE3028249A1 - Gasdetektor

Info

Publication number: DE3028249A1
Application number: DE19803028249
Authority: DE
Inventors: Mitsuteru Prof Kimura
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1979-07-25
Filing date: 1980-07-25
Publication date: 1981-02-05
Also published as: CA1164943A; JPS6323500B2; DE3028249C2; JPS5618750A; US4343768A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. 3TAPF A^O.f

DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE 3028249

Postfach 860245 ■ 8000 München 86

Anwaltsakte: 31 061

25. Juli 1980

1) Ricoh Co-, Ltd. , Tokyo / Japan

2) Mitsuteru Kimura, Miyagi/Japan

Gasdetektor

vii/xx/Ktz 030088/0830

t (089) 988272 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

988274 TELEX: Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) 983310 052456OBERGd Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

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Anwaltskate: 31 061

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Gasdetektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und betrifft insbesondere eine elektrische Heizeinrichtung für einen Gasdetektor, in welchem der elektrische Widerstand geändert wird, wenn die elektrische Heizeinrichtung mit einem brennbaren Gas in Kontakt kommt und es verbrennt oder wenn die elektrische Heizeinrichtung mit einem Gas, wie Kohlenmonoxid oder Chlor, in Verbindung kommt und damit reagiert, wodurch das Vorhandensein eines Gases anhand der Änderung des elektrischen Widerstands festgestellt wird.

Im allgemeinen wird bei derartigen Gasdetektoren eine elektrische Heizeinrichtung zum Erwärmen eines das Gas feststellenden Elements verwendet. Hierbei verbraucht die elektrische Heizeinrichtung vorzugsweise weniger Energie und hat eine niedrige thermische Zeitkonstante. Hierzu muß die elektrische Heizeinrichtung in der Größe sehr kompakt bemessen und ausgelegt sein, damit ihre Wärmekapazität auf einen minimalen Wert herabgesetzt werden kann.

In diesen Gasdetektoren werden beinahe ausschließlich Brückenschaltungen verwendet, um die Änderung des elektrischen Widerstandes an einem Gas festeilenden Element zu messen. Jedoch bewirken Änderungen der Umgebungsbedingungen, beispielsweise eine Temperaturänderung, eine Unausgeglichenheit einer Brückenschal-

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tung, was Störungen zur Folge hat. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, in eine Brückenschaltung einen Ausgleichswiderstand mit denselben Kenndaten wie die eines Fühlelements vorzusehen. In den vorstehend beschriebenen Gasdetektoren müssen die Kenndaten der elektrischen Heizeinrichtungen gleichförmig sein, obwohl es äußerst schwierig ist, elektrische Heizeinrichtungen mit gleichförmigen Kenndaten zu schaffen und sie entsprechend auszulegen. Außerdem werden die Herstellungskosten sehr hoch. Darüber hinaus ist es auch sehr schwierig, zwei elektrische Heizeinrichtungen so auszulegen und auszuführen, daß sie in verhältnismäßig geringem Abstand voneinander angeordnet werden können.

Bei den vorstehend beschriebenen Gasdetektoren weist ein Heizelement eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Material auf, das über einer Brücke aus einer Siliziumdioxidschicht aufgebracht ist, wie nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird. Wenn die Brücke und die leitende Schicht darüber dieselbe Breite haben, kann die Brücke über ihrer ganzen Länge nicht mehr gleichförmig erwärmt werden, da Wärme an den Brückenenden leichter als in der Brückenmitte abgegeben wird. Folglich wird die Brückenmitte überhitzt und zerbricht anschließend.

Wenn die vorstehend beschriebene elektrische Heizeinrichtung als Temperaturdetektor verwendet wird, welcher die Temperatur anhand von Veränderungen im elektrischen Widerstand entsprechend Temperaturänderungen in einem als elektrische Heizeinrichtung

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verwendeten Material feststellt, ist die Empfindlichkeit des Temperaturfühlers sehr gering, da eine solche örtliche Erwärmung, wie sie oben beschrieben ist, keine nennenswerten Veränderungen im elektrischen Widerstand der Heizeinrichtung zur Folge hat. Die beschriebene elektrische Heizeinrichtung muß vielmehr eine kleine thermische Zeitkonstante, einen höheren Ansprechgrad sowie einen höheren Empfindlichkeitsgrad aufweisen.

Mit der Erfindung sollen die vorerwähnten Schwierigkeiten bei herkömmlichen, in Gasdetektoren verwendeten, elektrischen Heizeinrichtungen überwunden werden, und gemäß der Erfindung soll ein Gasdetektor geschaffen werden, bei welchem eine elektrische Heizeinrichtung verwendet ist, die weniger Energie verbraucht, integriert werden kann und lokal einen Träger bzw. ein Substrat erwärmen kann. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Gasdetektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung ist ein Gasdetektor mit einer elektrischen Heizeinrichtung, bei welchem ein Träger bzw. Substrat eine obere Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material mit einer gewissen Wärmebeständigkeit und eine untere Schicht aus einem Material, das sich von dem der oberen Schicht unterscheidet, aufweist, bei welchem eine Ausnehmung oder Vertiefung unter der oberen Schicht durch Entfernen eines Teils der unteren Schicht ausgebildet ist, und bei welchem eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Material über der Brücke der oberen Schicht

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quer über der Ausnehmung in der unteren Schicht aufgebracht ist, um dadurch ein Heizelement zu schaffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement eine Materialschicht mit katalytischen Wirkungen bei Vorhandensein eines festzustellenden Gases aufweist, welche Materialschicht auf einer elektrisch leitenden Substanz oder einem entsprechenden Material aufgebracht ist, das auf ein festzustellendes Gas anspricht, oder daß das Heizelement das elektrisch leitende Material mit katalytischen Wirkungen bei Vorhandensein eines festzustellenden Gases oder ein Material, welches das Material mit katalytischen Wirkungen bei Vorhandensein eines festzustellenden Gases oder ein Material aufweist, das auf ein festzustellendes Gas anspricht, und daß das Heizelement einem festzustellenden Gas ausgesetzt wird.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2A eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1; Fig.2B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B der Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform;

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Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform; Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform; Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform;

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine sechste Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 7;

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine siebte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie D-D in Fig. 9; Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Line E-E in Fig. 9;

Fig. 12 eine Draufsicht auf eine achte Ausführungform der Erfindung;

Fig. 13 eine Schnittansicht entlang der Linie F-F in Fig. 12;

Fig. 14 eine Draufsicht auf eine neunte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 15 einen Längsschnitt entlang der Linie G-G in Fig. 14;

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Fig. 16 eine Draufsicht auf eine zehnte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 17 einen Längsschnitt entlang der Linie H-H in Fig. 16;

Fig. 18 eine Draufsicht auf eine elfte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 19 einen Längsschnitt entlang der Linie I-I in Fig. 18;

Fig. 20 eine Draufsicht auf eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 21 eine Draufsicht auf eine dreizehnte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 22 einen Längsschnitt entlang der Linie K-K in Fig. 21;

Fig. 23 eine Draufsicht auf eine vierzehnte Ausführungsform derErfindung; und

Fig. 24 eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum Aufbringen von porösen Schichten gemäß der Erfindung.

In den Figuren sind die gleichen Bezugszeichen verwendet, um gleiche bzw. einander entsprechende Teile zu bezeichnen. In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform der Erfindung dargestellt, während in Fig. 2A und 2B Schnittansichten

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entlang einer Linie A-A bzw. B-B in Fig. 1 wiedergegeben sind. Eine Silxziumdioxidschicht 10, welche thermisch über der Hauptebene eines Siliziumscheibchens 1 aufgewachsen ist, weist eine hohe Wärmebeständigkeit, einen höheren elektrischen Isoliergrad und einen höheren Grad an mechanischer Festigkeit auf. Ein Ätzmittel, welches das Siliziumscheibchen 1 angreifen kann, ist unwirksam gegenüber der Siliziumdioxidschicht 10. Eine Ausnehmung oder Vertiefung 2 wird in dem Si-Scheibchen 1 ausgebildet,während in der Siliziumdioxidschicht 10 auf eine noch zu beschreibende weiße Schlitze 10a und 10b ausgebildet werden.

Das Si-Scheibchen 1 ist in einer Dampfatmosphäre angeordnet und wird über einige Stunden bei 1100⁰C oxidiert, wodurch die Silxziumdioxidschicht 10 in einer Dicke in der Größenordnung von 1,0 Mikrometer aufgewachsen wird. Danach wird die Silxziumdioxidschicht 10 mittels einer herkömmlichen Photoätztechnik geätzt. Beispielsweise wird die Silxziumdioxidschicht 10 zuerst mit einem Ätzmittel der Amtnoniumf 1 uorreihe geätzt, und dann wird das Si-Scheibchen 1 mit einem Silberglykolätzmittel geätzt, dessen Ätzrate unabhängig von der Kristallwachsrichtung in allen Richtungen im wesentlichen gleichförmig ist, wodurch dann zwei Rillen mit einer entsprechenden Tiefe ausgebildet werden. Danach wird ein Ätzmittel, das Silizium anisotropangreift, aber im wesentlichen gegenüber SiC>2 unwirksam ist, verwendet, um die Seitenflächen der Rillen wirksam anzugreifen, wodurch die Ausnehmung oder Vertiefung 2 gebildet wird, indem die Silxziumdioxidschicht 10 unterschnitten und dadurch eine Verbindung zwischen den Rillen hergestellt wird. Folglich bleibt eine SiO₂-

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Brücke 10a übrig.

Als nächstes wird eine leitende Schicht 10 durch ein Bedampfungsverfahren ausgebildet. Die leitende Schicht 13 besteht aus Pt oder aus einem Gemisch aus einem Material mit einem verhältnismäßig hohen Widerstandstemperaturkoeffizienten und Ptoder Pd_y das die katalytischen Reaktionen bei Vorhandensein eines festzustellenden Gases bewirkt. Danach werden Leitungen 15a und 15b an der leitenden Schicht 13 angebracht. Wenn Strom durch die Leitungen 15a und 15b fließt, wird die Brücke 13a erwärmt. Wenn ein brennbares Gas um die Brücke 13a herum vorhanden ist, wird es verbrannt, wodurch sich der Widerstand der Brücke 13a ändert. Folglich kann das Vorhandensein des brennbaren Gases anhand der elektrischen Widerstandsänderung festgestellt werden. Wenn die leitende Schicht 13 aus einem Material, wie SnO₂ besteht, das mit Kohlendioxid oder Chlor reagiert bzw. darauf anspricht, d.h. welches einen elektrischen Widerstand ändert, wenn ein giftiges Gas die leitende Schicht 13 angreift oder von dieser absorbiert bzw. aufgenommen wird, kann das giftige Gas festgestellt werden.

In Fig. 3 ist im Schnitt eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche im Aufbau im wesentlichen der ersten in Fig. 1, 2A und 2B wiedergegebenen Ausführungsform entspricht, außer daß eine leitende Schicht 13.. aus einem Material, wie SiC,das einen hohen Widerstandstemperaturkoeffizienten hat, und aus einer auf Gas ansprechenden Schicht 14 aus SiO₂ u.a. besteht, oder eine katalytische Schicht aus Pt, Pd u.a. ist über der leitenden Schicht 13.. ausgebildet. Da die Brücke oder Heizfläche 13a

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der leitendenSchicht 13.. unabhängig von der katalytischen oder auf Gas ansprechenden Schicht 14 ausgebildet ist und einen Widerstandstemperaturkoeffizienten aufweist, der höher ist als der der Schicht 14, kann die Empfindlichkeit beträchtlich verbessert werden.

In Fig. 4 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche im Aufbau im wesentlichen der zweiten, vorstehend anhand von Fig. 3 beschriebenen Ausführungsforra entspricht, außer daß eine Isolierschicht 16 zwischen der leitenden Schicht 13.. und der katalytischen oder auf Gas ansprechenden Schicht 14 angeordnet ist. Vorzugsweise wird die katalytische oder auf Gas ansprechendeSchicht 14 unmittelbar auf der Brücke oder der Heizfläche 13a aufgebracht. Wenn jedoch die Brücke 13a dazu neigt, bei hohen Temperaturen mit Gasen zu reagieren, oder wenn der Widerstand der Brücke 13a sich ändert, wenn auf ihr unmittelbar die katalytische oder auf Gas ansprechende Schicht 14 aufgebracht wird, dient die Isolierschicht 16 dazu, die Brücke 13a oder die leitende Schicht 13.. abzuschließen oder die Brücke 13a oder die leitende Schicht 13- von der katalytischen oder auf Gas ansprechenden Schicht 14 elektrisch zu isolieren, wodurch dann die vorstehend angeführten Schwierigkeiten gelöst werden können.

In Fig. 5 ist eine vierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche im Aufbau im wesentlichen der dritten, vorstehend anhand von Fig. 4 beschriebenen Ausführungsform ent-

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spricht, außer daß sie die nachstehend beschriebenen Ausführungsmerkmale aufweist, über der Isolierschicht 16 ist in einer Dicke von 0,2 bis 0,5 Mikrometer eine SiC-Schicht ausgebildet. Der Widerstandstemperaturkoeffizient der SiC-Schicht 18 ist in einem Betriebstemperaturbereich von beispielsweise 200 bis 500⁰C höher als der der leitenden Schicht 13-- Die katalytische oder auf Gas ansprechende Schicht 14 ist über der SiC-Schicht 13 ausgebildet, und Anschlußdrähte 17a und 17b sind an der SiC-Schicht 18 angebracht.

Eine fünfte in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform entspricht im Aufbau der vierten in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform, außer daß eine Isolierschicht 19 zwischen der SiC-Schicht und der katalytischen oder auf Gas ansprechenden Schicht 14 angeordnet ist. Sowohl in der vierten als auch in der fünften Ausführungsform braucht kein Material mit einem hohen Widerstands-Tempera turkoeff izienten verwendet werden, wenn die Brücke oder Heizfläche (die leitende Schicht 13₂) ausgebildet ist. Mit anderen Worten, die leitende Schicht 13₂ kann aus einem Material mit einem niedrigen Widerstands-Temperaturkoeffizienten hergestellt werden.

Eine sechste Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7 und dargestellt. Die SiO₂~Schicht 10 ist mit drei Schlitzen 11a bis 11c versehen, die durch Brücken 10a und 10b voneinander getrennt sind, über welchen Heizflächen 13a bzw. 13b aus der leitenden Schicht 13 ausgebildet sind.

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In einer siebten, in Fig. 9, 10 und 11 dargestellten Ausführungsform sind zwei Schlitzpaare 11a, 1Ia₁ und 11b, 11b„ in der Siliziumdioxidschicht 10 ausgebildet. Die Schlitze 11a, 1Ia₁ und 11b, 1Ib₁ sind voneinander durch (nicht dargestellte) SiO₂~Brücken 10a und 10b getrennt, und über diesen Brücken sind Heizflächen 13a und 13b ausgebildet. Sowohl die sechste als auch die siebte Ausführungsform haben das gemeinsame Merkmal, daß zwei Heizbereiche 13a und 13b vorgesehen sein können, welche sehr nahe beieinander angeordnet sind und im wesentlichen die gleichen Kenndaten aufweisen.

Eine achte, in Fig. 12 und 13 dargestellte Ausführungsform ist im Aufbau der sechsten Ausführungsform ähnlich, außer daß die Heizbereiche oder -elemente 13a und 13b elektrisch voneinander isoliert sind. Es sind daher getrennte leitende Schichten 13A und 13B ausgebildet und mit Anschlußdrähten 15a, 1Sa₁ und 15b, 1Sb₁ verbunden. Außerdem ist eine der Brücken oder Heizbereiche 13a oder 13b (in dieser Ausführungsform 13a) mit einer Schicht 14 versehen, welche bei einem festzustellenden Gas nicht aktiv bzw. wirksam ist.

Eine neunte, in Fig, 14 und 15 dargestellte Ausführungsform entspricht im Aufbau der sechsten in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform, außer daß eine Schichte, die bezüglich eines festzustellenden Gases nicht wirksam ist, über einer der Brücken oder Heizflächen 13aoder 13b (in dieser Ausführungsform 13a) ausgebildet ist. Sowohl die achte als auch die neunte Ausfüh-

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rungsform können in Brückenschaltungen eingesetzt werden.

In einer zehnten, in Fig. 16 und 17 dargestellten Ausführungsform ist ein rechteckiger Schlitz oder eine entsprechende Nut 11 in der SiO₂~Schicht 10 ausgebildet, und in der Mitte der Längsseite sind nach innen vorstehende Aussparungen in Form eines Trapezoids 11d ausgebildet, wodurch der SiO₂-Bereich 10. , der von der rechteckigen Nut 11 umgeben ist, an der Stelle 11d eingekehrt ist und in symmetrische Teile aufgeteilt ist, die durch eine schmale Brücke über einer Ausnehmung 2c miteinander verbunden sind. Wenn folglich lie leitende Schicht durch ein Aufdampf- oder Sputterverfahren u.a. ausgebildet wird, werden die inneren und äußeren leitenden Schichten 13. und 13 , durch die rechteckige Nut 11 voneinander getrennt. In diesem Fall ist, wie an derStelle 13d dargestellt ist, das leitende Material durch die Nut 11 auch auf dem Boden der Vertiefung aufgebracht; aber das Vorhandensein dieses Materials hat keinen nachteiligen Einfluß auf die Arbeitsweise des Gasdetektors. Die zehnte Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da kein Abdeckverfahren angewendet werden muß, wenn die leitenden Schichten 13 ausgebildet werden.

In einer elften, in Fig. 18 und 19 dargestellten Ausführungsform ist eine Brücke ^a₁ so ausgebildet, daß ihr Widerstard von der Mitte zu den Enden hin allmählich zunimmt. Folglich weist dieBrücke 13a.. eine gleichförmige Temperaturverteilung auf. - 17 -

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In der elften Ausführungsform ist die Breite der Brücke 1Oa der SiO₂~Schicht 10 die gleiche wie die geringste Breite der Brücke 13a der leitenden Schicht 13, wie durch gestrichelte Linien a₁ in Fig. 18 dargestellt ist; dagegen ist in einer zwölften, in Fig. 20 dargestellten Ausführungsform die Breite der SiO_?-Brücke 10a gleich der größten Breite der leitenden Brücke 13a ausgebildet, wie durch die ausgezogenen Linien a~ angezeigt ist.

Eine dreizehnte, in Fig. 21 und 22 dargestellte Ausführungsform entspricht im Aufbau im wesentlichen der elften, in Fig. 18 und 19 dargestellten Ausführungsform, außer daß ein Teil der SiOp-Schicht 10a unter der leitenden Brücke 13a entfallen ist.

Eine vierzehnte, in Fig. 23 dargestellte Ausführungsform entspricht im Aufbau im wesentlichen der zwölften, in Fig. 20 dargestellten Ausführungsform, außer daß wie im Fall der dreizehnten Ausführungsform die SiO₂~Brücke 10a unter der leitenden Brücke 13a entfallen ist. Sowohl bei der dreizehnten als auch bei der vierzehnten Ausführungsform ist vorteilhaft, daß sowohl das Ansprechverhalten als auch die Empfindlichkeit verbessert werden konnten, da die leitenden Brücken 13a eine niedrige thermische Zeitkonstante aufweisen.

Anhand von Fig. 24 wird ein Verfahren zum Ausbilden von porösen Schichten beschrieben. Die leitenden Schichten 13 und die darüber ausgebildeten, katalytischen oder auf Gas ansprechenden Schichten

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14 sind beide porös. Derartige Schichten können auf folgende Weise geschaffen werden. In Fig. 24 wird die sogenannte Goldschwarz-Schicht 102 dadurch ausgebildet, daß Gold (Au) in einem hohem Vakuum in der Größenordnung von einigen Torr auf die Oberfläche einesGlastragers 101 aufgedampft wird. Die Goldschwarz-Schicht 102 besteht aus sehr feinen Partikeln und ist porös. Danach wird Platin (Pt) in einer Stärke in der Größenordnung von 100 Ä auf der Goldschwarz-Schicht 102 in einer Argon (Ar)-Gasatmosphäre von 100 mm Torr durch ein Sputter- oder Aufdampfverfahren im Vakuum abgeschieden. Das Platin dringt dann tief in die poröse Oberfläche der Goldschwarz-Schicht 102 ein und wird über die Porenoberflächen abgeschieden. Auf diese Weise ist dann ein poröser Platinüberzug 103 geschaffen. Ähnlich dem Platinschwarz hat die poröse Pt-Schicht 103 eine extrem große Oberfläche und ist folglich sehr vorteilhaft, wenn sie in Gasdetektoren verwendet wird, bei denen bei einem Inkontaktkommen das Gas verbrennt.

Platinschwarz wird mit verschiedenen Verfahren hergestellt, beispielsweise durch Reduktion einer wässrigenLösung von Platinsalzen u.a., durch das Elektroplattieren mit einer Chlorplatinsäure, ein Verfahren zum Aufbringen einer Chlorplatinsäure-Lösung, durch Trocknen in Wasserstoff und durch Erwärmen auf 500⁰C, um dadurch Platinschwarz zu reduzieren, usw. Diese Verfahren sind Naßverfahren und außerdem benötigen einige Verfahren Heizvorgänge bei hohen Temperaturen.

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Gemäß der Erfindung können jedoch poröse Filme durch Trocken- und Niedrigtemperaturverfahren geschaffen werden, wie oben beschrieben ist. Außerdem können poröse Legierungsschichten durch die entsprechende Auswahl der Aufdampfmaterialien gebildet werden. Beispielsweise kann mit einer Quelle von 80 Gewichtsprozent Platin zu 20 Gewichtsprozent Palladium eine Goldschwarz-Schicht mit einer Pt-Pd-Schicht bedeckt werden, so daß eine poröse Pt-Pd-Schicht geschaffen ist. Bei den vorbeschriebenen Verfahren werden Gaspartikel verteilt, so daß sie auf die Oberflächen der extrem kleinen Poren abgeschieden werden. Selbstverständlich sind die Heizelemente gemäß der Erfindung nicht auf die Verwendung bei Gasdetektoren beschränkt, sondern können auf verschiedenen Gebieten angewendet werden. Beispielsweise können sie bei Wärmeflußmessern angewendet werden, bei welchen die Temperaturänderungen entsprechend den Widerstandsänderungen ausgenutzt werden. Außerdem können sie in den sogenannten Pirani-Meßgeräten verwendet werden.

Ende der Beschreibung

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Claims

DR. BERG DIPL.-ING. STAP? DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte: 31 061

Patentansprüche

⁽[ 1J Gasdetektor mit einer elektrischen Heizeinrichtung, bei welchem ein Träger eine obere und eine untere Schicht aufweist, von welchen die obere Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material mit einer bestimmten Wärmebeständigkeit hergestellt ist, während die untere Schicht aus einem Material hergestellt ist, das sich von dem der oberen unterscheidet, und bei welchem eine Ausnehmung unter der oberen Schicht ausgebildet ist, indem ein Teil der unteren Schicht entfernt ist, und bei welcher ein elektrisch leitendes Material auf der oberen Schicht in einem Bereich unmittelbar über der Ausnehmung angeordnet ist, um dadurch ein Heizelement zu schaffen, dadurch gekenn ze ichnet, daß das Heizelement (13a) eine Schicht aus einem Material mit katalytischen Wirkungen bei Vorhandensein eines festzustellenden Gases, welche Schicht auf einem elektrisch leitenden Material oder einem auf ein festzustellendes Gas ansprechendes Material aufgebracht ist oder ein elektrisch leitendes Material mit katalytischen Wirkungen bei Vorhandensein eines festzustellenden Gases oder eine Substanz, welche das Material mit katalytischen Eigenschaften bei Vorhandensein eines festzustellenden Gases enthält, oder eine auf ein festzustellendes Gas ansprechende Substanz aufweist, und daß das Heizelement einem festzustellenden Gas aus-

r (089) 988272 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

988273 BERGSTAPETATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: Bayer Vereinsbank München 453100(BLZ 70020270) 3310 05 24 560 BERG d Postscheck München 653 43-808 (BLZ 700100 80)

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gesetzt ist.
2. Gasdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine katalytische oder auf Gas ansprechende Schicht (14) unmittelbar oder über eine elektrisch isolierende Schicht (16) über der elektrisch leitenden Materialschicht (13^ ausgebildet ist.
3. Gasdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisch isolierende Schicht (16) über der elektrisch leitenden Materialschicht ausgebildet ist, daß eine Schicht (18) aus einem Material mit einem hohen Widerstandstemperaturkoeffizienten in dem Betriebsbereich über der elektrisch isolierendenSchicht (16) ausgebildet ist, und daß eine katalytische oder auf Gas ansprechende Schicht (14) unmittelbar oder über eine elektrisch isolierende Schicht (19) über der zweiten Schicht (18) ausgebildet ist.
4. Gasdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Brücken (10a, 10b) über der Ausnehmung (2) in der oberen Schicht (10) verhältnismäßig nahe beieinander angeordnet sind, daß das elektrisch leitende Material (13) über der oberen Schicht (10) in der Weise aufgebracht ist, daß die zwei Brücken (10a, 10b) Heizelemente werden, und daß eine der Elektroden (15c) mit beiden Heizelementen (13a, 13b) verbunden ist.
5. Gasdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

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net, daß zwei Brücken (10a, 10b) der oberen Schicht (10) über der Vertiefung ( 2) relativ nahe beieinander ausgebildet sind, und daß das elektrisch leitende Material (13) über der oberen Schicht (10) in der Weise aufgebracht ist, daß die Brücken Heizelemente werden *
6. Gasdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Heizelemente (13a) mit einem Material (14) beschichtet ist, daß nicht auf ein festzustellendes Gas anspricht.
7. Gasdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hn e t, daß der Schlitz (11) in Form eines geschlossenen Rechtecks ausgebildet ist, und daß ein Paar paralleler Seiten des geschlossenen rechteckigen Schlitzes (11) nach innen (11d) in der Weise vorstehen, daß ein Paar symmetrischer Ansätze ausgebildet und durch einen entsprechenden Zwischenraum voneinander getrennt sind.
8.Gasdetektor nachAnspruch 1, dadurch gekennzeic hn e t, daß die Brücke der elektrisch leitenden Schicht eine solche elektrische Widerstandsverteilung aufweist, daß der Widerstand von der Mitte zu den Enden der Brücke hin allmählich zunimmt.
9. Gasdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke der unteren Schicht (10a) unmittelbar unter der Brücke (13a) der elektrisch leitenden Schicht (13)

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10. Gasdetektor mit einer elektrischen Heizeinrichtung, bei welchem ein Träger eine obere und eine untere Schicht aufweist, von welchen die obere Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material mit einer entsprechenden Wärmebeständigkeit hergestellt ist, während die untere Schicht aus einem Material hergestellt ist, das sich von dem der oberen Schicht unterscheidet, bei welchem eine Ausnehmung unter der oberen Schicht ausgebildet ist, indem ein Teil der unteren Schicht entfernt wird, und bei welchem ein elektrisch leitendes Material auf der oberen Schicht in einem Bereich unmittelbar über der Vertiefung angeordnet ist, um dadurch ein Heizelement zu schaffen, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement aus einem elektrisch leitenden Material besteht, das mit einem Material mit katalytischen Wirkungen bei dem Vorhandensein· eines festzustellenden Gases oder mit einem auf das festzustellende Gas ansprechenden Material kombiniert ist, und daß das Heizelement einem festzustellenden Gas ausgesetzt wird.
11. Verfahren zum Herstellen von porösen Materialschichten in einem Gasdetektor, wobei ein poröses Schichtmaterial, das zu einer porösen Schicht wird, aufgebracht wird, um die Porenflächen eines porösen Materials zu überziehen, dadurch g ekenn zeichnet, daß gesputtert oderim Vakuum in der Weise aufgedampft wird, daß das poröse Schichtmaterial jeden Bereich der Porenoberflächen in dem porösen Material erreichen

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