[发明专利]用于检测气态分析物的方法和传感器设备及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测至少一种气态分析物的传感器设备，涉及用于检测至少一种 气态分析物的方法，涉及用于制造用于检测至少一种气态分析物的传感器设备的方法，涉 及相应的设备以及涉及相应的计算机程序。

背景技术

化学电阻器是一个种类的化学传感器，在所述化学传感器中导电性或者电阻可以 根据测量气体的组成改变。这种化学电阻器的特性也是依赖于温度的。因此，化学电阻传感 器一般也可以具有加热元件、例如微热板，以便调整所定义的温度。

发明内容

在此背景下，利用在此介绍的方案介绍根据独立权利要求的用于检测至少一种气 态分析物的传感器设备、用于检测至少一种气态分析物的方法、用于制造用于检测至少一 种气态分析物的传感器设备的方法、此外使用这些方法之一的设备、以及最后相应的计算 机程序。有利的构型由相应的从属权利要求和随后的描述得出。

根据本发明的实施方式，尤其可以提供或者使用具有自加热化学电阻层或者自加 热化学电阻器的气体传感器或者传感器设备。化学电阻器是一个种类的化学传感器元件， 所述化学传感器元件的导电性或者电阻可以根据气态分析物或者测量气体的组成改变。借 助电阻可以检测或者表征至少一种气体。导电性或者电阻的这种变化在这种情况下可以是 依赖于温度的。为了达到以及保持所定义的运行温度，根据本发明的实施方式，化学电阻层 本身代表其自己的加热器。化学电阻层为此例如可以以功率被调节的方式被布线。

有利地，根据本发明的实施方式尤其可以放弃用于化学电阻层或者化学电阻器的 调温的单独的加热器或者单独的加热装置。通过取消附加的加热器可以低成本地制造传感 器设备。这种传感器设备此外是结构上简单的并且不昂贵的以及特别节省空间的。

介绍一种用于检测至少一种气态分析物的传感器设备，其中所述传感器设备具有 下列特征：

由化学电阻材料构成的化学电阻器层，所述化学电阻材料的电阻依赖于运行温度以及 依赖于与至少一种气态分析物的接触，其中化学电阻器层借助于（例如通过该化学电阻器 层的）电流能够被调温到能够（预）定义的运行温度上；

电极对，所述电极对与化学电阻器层导电连接，其中在使用电极对的情况下能够将用 于将化学电阻器层调温到能够定义的运行温度上的加热功率注入到化学电阻器层中并且 能够测量化学电阻器层的电阻。

传感器设备或者气体传感器设备可以被构造用于定性地以及附加地或者替代地 定量地检测至少一种气态分析物。在此，传感器设备例如可以被使用在消费电子领域中、例 如在室内空气监视的范围中或者在外部区域中，例如用于诸如移动电话或者智能电话等的 移动电子设备中的气体传感器系统，用于废气传感器系统，用于火警系统，用于呼吸气体分 析，用于工业过程监视等。传感器设备可以被构造，以便能够连接到电压源上。换言之，传感 器设备可以被构造，以便能够将电压施加到电极对上。传感器设备也可以具有用于调节加 热功率的调节装置或者能够与用于调节加热功率的调节装置连接。传感器设备可以具有用 于测量流过化学电阻器层的电流的电流测量装置。在此，这种电流测量装置例如可以与到 电极对的电极的引线接线。电流测量装置可以被构造用于测量通过化学电阻器层的电流， 从所述电流可以计算化学电阻器层的电阻。传感器设备此外可以具有用于探测化学电阻器 层的温度的检测装置。此外，传感器设备可以与针对环境温度的温度传感器以及附加地或 者替代地与针对环境湿度的湿度传感器以能传输数据的方式连接或者具有针对环境温度 的温度传感器以及附加地或替代地针对环境湿度的湿度传感器。

根据一种实施方式，电极对的第一电极可以与化学电阻器层的第一主表面导电连 接。附加地或者替代地，电极对的第二电极可以与化学电阻器层的第二主表面导电连接。电 极对的第一电极在此可以至少部分面积地（teilfl?chig）覆盖化学电阻器层的第一主表面 以及附加地或者替代地电极对的第二电极在此可以至少部分面积地覆盖化学电阻器层的 第二主表面。化学电阻器层和电极对在此尤其可以被成形为层堆叠，其中化学电阻器层可 以被布置在电极对的第一电极和第二电极之间。在这种情况下，第一电极以及附加地或者 替代地第二电极可以被板状地成形。这种实施方式提供以下优点：传感器设备可以更节省 空间地被实施，其中电阻测量也可以更准确地以及更简单地进行。