[發明專利]氣體傳感器和用于探測氣體的方法

有效

• 申請號: 201680091052.1
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN109983328B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: M·施賴福格爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;G01N27/22
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發明提出一種氣體傳感器。在此，根據本發明的氣體傳感器將兩種單獨的測量方法組合在一個共同的構造中。尤其可以通過根據本發明的氣體傳感器基于導電能力的變化的測量以及基于兩個電極之間的電容或阻抗的變化而產生的輸出功的變化的測量來實施氣體的定性或定量的測量。

技術領域

本發明涉及一種氣體傳感器以及一種用于探測氣體的方法。

背景技術

氣體傳感器使用在多種應用領域中。在這里尤其使用不同類型的微結構化的氣體傳感器。在此，例如可以使用以下微結構化的氣體傳感器，該氣體傳感器借助電阻式結構獲知在兩個電極之間的氣體敏感材料的傳導性變化。此外，也已知探測輸出功的變化的傳感器。

文獻DE 10 2013 205 540 A1公開了用于定性地和定量地探測氣體的傳感器元件。在此，氣體的探測借助于金屬-絕緣體-金屬結構基于氣體敏感材料的輸出功變化的測量。

在此，作為氣體敏感材料越來越多地使用復合物或有機化合物。在此，新式的傳感器材料也可能針對多種不同的氣體敏感地反應。在此，氣體敏感材料的輸出功和傳導性均會改變。在此，這種氣體敏感材料的信號形成過程的詳細理解在大多數情況下還不存在。

發明內容

本發明公開了具有權利要求1的特征的氣體傳感器和具有權利要求10的特征的用于探測氣體的方法。

根據本發明設置有：

一種氣體傳感器，具有能導電的背面電極、正面電極、介電層和氣體敏感層。在此，正面電極包括彼此電分離的兩個電極元件。介電層布置在背面電極和正面電極之間。氣體敏感層布置在介電層的一側上，在該側上也布置有正面電極。

此外設置有：

一種借助根據本發明的氣體傳感器以用于探測氣體的方法。所述方法包括獲知正面電極的兩個電極元件之間的導電能力和獲知背面電極和正面電極的兩個電極元件之間的阻抗和/或電容的步驟。此外，所述方法包括用于基于正面電極的兩個電極元件之間的所獲知的導電能力以及背面電極和正面電極的兩個電極元件之間的所獲知的阻抗或所獲知的電容與預先確定的值的比較來辨識氣體的步驟。

本發明基于以下認知：氣體傳感器的探測原理僅基于導電能力的獲知或者替代地僅基于氣體敏感材料的輸出功變化的確定，所述氣體傳感器在大量情況下不能夠實現物質的明確探測。

因此，本發明基于以下想法，考慮上述認知并且設置能夠提升氣體探測的可靠性的可能性，其方式是，將多個探測原理組合在一個氣體傳感器中。

為此，本發明提出一種氣體傳感器，該氣體傳感器既具有用于導電能力的氣體敏感的探測的結構，也具有用于阻抗或電容的氣體敏感的變化的探測的結構，以便能夠基于此確定輸出功的變化。

在此，通過將兩個測量原理組合在單個氣體傳感器中，可以提升在探測各種物質、尤其是不同氣體時的可靠性。在此，可以通過兩個測量原理在單個氣體傳感器中的集成來建立特別有效的傳感器結構，該傳感器結構相比于多個單個氣體傳感器而言需要較小的結構空間。

因此，可以通過導電能力和相應于輸出功的阻抗或電容的信息的分析處理來提升氣體傳感器的選擇性。此外，可以通過泄漏電流路徑消除對濕氣的橫向靈敏度。

有利的實施方式和擴展方案由從屬權利要求以及說明書參照附圖得出。