[发明专利]具有压力传感器和热气敏传感器的传感器装置

说明书

本发明涉及一种传感器装置(100)，所述传感器装置具有气压压力传感器(10)和热气敏传感器(20)，其中热气敏传感器(20)设置在气压压力传感器(10)上或设置在气压压力传感器(10)旁边，使得热气敏传感器(20)的对气体可穿透的测量结构(22)设置在气压压力传感器(10)的气体流入开口上游或者设置在气压压力传感器(10)的压敏表面上游。

技术领域

本申请涉及一种传感器装置、一种传感器设备以及一种用于制造传感器装置的方法，尤其涉及用于确定呼吸空气中的呼气CO₂含量的传感器装置、传感器设备和用于传感器装置的制造方法。

背景技术

传感器装置或传感器设备可以用于，例如在医学诊断术中执行呼吸空气分析。因此例如患者的呼气空气中的CO₂含量是麻醉中的重要测量变量。

常规的CO₂传感器，所谓的二氧化碳检测计，主要使用红外光谱测量法，所述红外光谱测量法测量CO₂分子的吸收。所谓的非色散红外传感器(NDIR)通过吸收测量来测量呼吸气体中的CO₂的浓度，更确切地说在4.3μm波长处的红外吸收。这种传感器是非损耗的并且能够实现在主流中的测量。其功能方式取决于相应精确的构造，并且包括昂贵的光学部件。所使用的部件对因分泌物和呼吸湿气造成的污染是非常灵敏的，并且所使用的光敏二极管承受呼吸过程。

此外，使用所谓的金属氧化物传感器(MOX)，所述金属氧化物传感器使用薄层的化学反应并且在低浓度下具有高的灵敏度。这些传感器是成本适宜的，缺点是传感器在运行中自耗并且不具有长期稳定性。同样地，涉及气体类型的选择性是小的，并且这种传感器不适合于CO₂。因为运行温度为最高800摄氏度，所以在主流中的使用是有风险的。

所谓的电化学电位测量传感器(NASICON)在尺寸小的情况下具有高的精度。缺点是，电极材料自耗，并且这些传感器在使用寿命小的情况下是相对昂贵的。

此外，存在微机电的丝传感器，所谓的“MEMS”丝传感器，所述微机电的丝传感器需要小的结构空间。由于其物理测量原理，所述微机电的丝传感器是非消耗的并且可成本适宜地制造。同样有利的是，在平稳的主流中的测量是可能的。缺点是，这种传感器不提供真正的气体分析，更确切地说，气体成分必须是已知的。热分辨率也是有限的并且处于0.2体积％CO₂。

为了直接在患者处执行测量，所谓的Point-of-Care(定点照护)测量，存在用于呼吸气体分析的各种便携设备。借助红外传感器工作的从评估中进行CO₂测量的便携二氧化碳分析仪由公司Weinman Diagnostics提供。患者联接经由鼻套管进行并且呼出的空气在分流中通过长的软管引导至用于确定CO₂含量的设备。

此外，存在各种用于患者通气的系统，所述系统根据在临床领域或家庭护理领域中的使用来区分。这些系统可以包括用于确定压力、呼吸流量和呼吸气体分析的测量装置，对此必须将多个设备组合，这些设备主要远离患者进行测量。从中可以推导出，成本适宜地靠近患者地测量呼吸流和CO₂含量现今仍无法实现。

发明内容

因此，本发明的目的在于，实现一种用于借助于相应的传感器来测量要检查的气体的设计构思，所述设计构思一方面可简单地并且靠近患者地使用，并且另一方面满足在气体分析中的高测量分辨率。

根据第一实施方式，传感器装置包括气压压力传感器和热气敏传感器，其中热气敏传感器设置在气压压力传感器上或设置在气压压力传感器旁边，使得热气敏传感器的对气体可穿透的测量结构例如直接在气压压力传感器的气体流入开口上游或者在气压压力传感器的压敏表面上游设置。压力传感器的压敏表面例如可以是膜，并且对气体可穿透的测量结构可以直接在气体流入开口或压敏表面上游设置。