JP5517473B2 - ガスセンサ - Google Patents
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Description
2 基板
3 ドレイン
4 ソース
5 チャネル領域
6 支持体部分
7 ガスセンシティブな層
8 エアギャップ
9 表面領域
10 絶縁層
11 ゲート電極
12 電気的な接続線
13 センサ電極
14 支持体
15 電極
16 端子
17 駆動装置
18 コーティング
19 しきい値
20 センサ信号
21 目標ガス濃度
22 温度調節装置
23 操作信号出力
24 比較装置
25 目標値発生器
26 制御器
27 電位センサ
28 目標値
29 第1のコントロール領域
30 第2のコントロール領域
Claims (10)
- 少なくとも1つの表面領域(9)を備えた、少なくとも1つのガスセンシティブな層(7)と、エアギャップ(8)を介して表面領域(9)と容量的に結合された、少なくとも1つの電位センサ(27)とを有し、前記表面領域内で仕事関数が、表面領域(9)と接触可能な目標ガスの濃度に依存する、ガスセンサ(1)において、
前記ガスセンシティブな層(7)の表面領域(9)が、前記目標ガスについて不活性の、電気的に絶縁するコーティング(18)によって覆われており、
前記コーティング(18)が、前記ガスセンシティブな層(7)と付着結合され、かつ前記目標ガス及びそれとは異なる、前記表面領域(9)に吸着可能な他のガスについて透過性であるように、形成されており、
前記目標ガスが、還元するガスであって、前記他のガスが、エレクトロネガティブなガスであり、
前記コーティング(18)が、ポリメチルメタクリレートであり、これにより、前記目標ガスについてのガスセンサ(1)の測定感度が、前記他のガスが存在する場合であって、前記目標ガスの濃度が予め定められた濃度しきい値(19)を上回った場合に、増加するように構成されたことを特徴とするガスセンサ。 - 前記目標ガスが、水素であって、前記他のガスが、酸素であることを特徴とする請求項1記載のガスセンサ(1)。
- 前記コーティング(18)の厚みが、0.3μmと4μmの間であることを特徴とする請求項1又は2記載のガスセンサ(1)。
- 前記コーティング(18)の厚みが、0.5μmと2.5μmの間であることを特徴とする請求項1又は2記載のガスセンサ(1)。
- 前記濃度しきい値(19)の高さが、前記ガスセンシティブな層(7)及び前記コーティング(18)の温度に依存しており、かつ前記ガスセンサ(1)が、前記ガスセンシティブな層(7)及び前記コーティング(18)の温度を調節するために、温度調節装置を有していることを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項に記載のガスセンサ(1)。
- 前記温度調節装置がヒータである特徴とする請求項5記載のガスセンサ(1)。
- 前記ガスセンサが、制御装置を有しており、前記制御装置が、電位センサ(27)と接続された実際値入力、目標値発生器(25)と接続された目標値入力及び前記温度調節装置(22)と接続された操作信号出力(23)を有しており、かつ
前記濃度しきい値(19)を目標ガス濃度(21)に適合させるために、前記目標値発生器(25)を用いて目標値(28)が目標値入力へ印加可能であって、前記目標値が、前記濃度しきい値(19)において、及び/又は前記濃度しきい値(19)の上方の目標ガス濃度において、前記電位センサ(27)のセンサ信号(20)が有する値に相当することを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項に記載のガスセンサ(1)。 - 前記ガスセンシティブな層(7)が、白金又はパラジウムからなることを特徴とする請求項1ないし7いずれか1項に記載のガスセンサ(1)。
- 前記電位センサ(27)が、電界効果トランジスタであって、前記電界効果トランジスタが基板(2)を有し、前記基板上にドレイン(3)とソース(4)が配置されており、
前記ドレイン(3)と前記ソース(4)の間にチャネル領域(5)が形成されており、かつ前記チャネル領域(5)が前記エアギャップ(8)を介して直接、或いは前記チャネル領域(5)と協働するゲート電極(11)及びこのゲート電極(11)と導通接続されたセンサ電極(13)を介して間接的に、前記ガスセンシティブな層(7)の表面領域(9)に容量的に結合されていることを特徴とする請求項1ないし8いずれか1項に記載のガスセンサ(1)。 - 前記電位センサ(27)が、前記エアギャップ(8)によって前記ガスセンシティブな層(7)の表面領域(9)から離間された、前記ガスセンシティブな層(7)上へ近づくように、かつそれから離れるように運動可能な電極(15)を介して、前記ガスセンシティブな層(7)の表面領域(9)に容量的に結合されていることを特徴とする請求項1ないし9いずれか1項に記載のガスセンサ(1)。
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