Sensor i dobbel pakke forhindrer tetthet

Chip er egnet for intelligent kontroll av klimaanlegg

To funksjoner på en brikke: Fuktighetssensoren nedenfor påvirkes ikke av funksjonen til de to komplementære gasssensorene ovenfor. © Fraunhofer-Gesellschaft
lese høyt

Stiv, muggen romluft - det trenger ikke være. Fordi Fraunhofer forskere har utviklet en ny sensor som samtidig måler fuktighet og gass konsentrasjoner. Den eneste brikken på neglestørrelsen er for eksempel egnet for intelligent kontroll av bilens klimaanlegg.

Så snart bilen kjører inn i tunnelen, trengs det allerede en bølge av dårlig luft fra ventilasjonssporene. Så langt kan sjåføren beskytte seg i tunneler eller på ferger fra tetthet bare ved å flytte spaken rett fra "ventilasjon" til "sirkulerende luft". Hvis det reagerer for sent, fylles interiøret med eksosgasser, bensindamp og fint støv.

Forskere fra Fraunhofer Institute for Physical Measuring Technology IPM i Freiburg har nå introdusert en sensor som beskytter beboerne på kjøretøyet mot skadelig luftvei: en bitteliten chip som samtidig kan bestemme fuktighet og gasskonsentrasjon. Sven Rademacher, prosjektleder ved IPM, beskriver den avgjørende innovasjonen: "Fram til nå var det behov for to sensorer med tilsvarende elektronikk. Fuktighets- og gasssensorer kunne ikke kombineres fordi den ene fungerer pålitelig bare ved romtemperatur, men den andre krever en driftstemperatur på to til fire hundre grader. "

Brikke av fingernegl

Sammen med forskerne og ingeniørene ved Furtwangen University og University of Freiburg, har Jürgen Wöllenstein og teamet hans ved Fraunhofer Institute i Freiburg nå kombinert de to sensorene på en neglestor chip. Selv om de ligger tett sammen, er det ingen varmeveksling mellom dem: gassfølerne kan bli varme, men fuktighetssensoren holder seg kjølig. Trikset: Sensorene er en integrert del av brikken, men rundt dem ble materialet etset bort bortsett fra noen få tynne baner.

"Disse tynne banene kan ikke spre temperaturer, " forklarer Marie-Luise Bauersfeld, som har produsert og testet brikken. "Prototypen til den mikrostrukturerte sensorrisen for måling av luftkvalitet, MOSEL for kort, har allerede bestått funksjonelle tester. Vi kan måle fuktighet, karbonmonoksid, hydrokarboner, nitrogenoksider og oksygenkonsentrasjon samtidig. "Display

Ekstra innsats lav

Den ekstra innsatsen som er involvert i produksjonen av sensorbrikken er minimal: De forskjellige sensorene kan produseres i vanlige operasjoner, melder Bauersfeld: "Utgangsmaterialet er en silisiumbrikke, en kvadratcentimeter stor og 0, 4 millimeter tynn. Ved hjelp av etseteknologi kan den tynnes ut på punktene som er gitt for sensorene til det bare er et tynt lag på omtrent tolv mikrometer igjen. Denne er belagt med platinaelektroder, kontakter og varmekonstruksjoner. Til slutt fjerner vi materialet rundt de ferdige sensorene, og etterlater bare sladder, trådlignende tilkoblinger. "

Den ferdige dobbeltføleren, koblet til et måle- og kontrollelektronikk, skal beskytte mot støv i fremtiden: i bilen kunne den automatisk vifte til sirkulerende luft når du kommer inn i en fuktig tunnel; i kontorbygg kan det brukes til å aktivere klimaanlegget når oksygennivået synker eller når fuktigheten overstiger et kritisk nivå; Det kan brukes i klasserom eller stuer for automatisk å åpne luftventiler i vinduene i dårlig luft.

(idw - Fraunhofer-Gesellschaft, 15.05.2007 - DLO)