Ein neuer Luftgütesensor für die Klimaanlagen von Fahrzeugen wird vorgestellt. Das Sensorsystem umfaßt das Sensorelement, die Antriebselektronik und die Auswertungssoftware. Das Sensorelement besteht aus einem mikrobearbeiteten Si-Substrat, zwei Wärmeisolationsschichten aus Si-Oxid und Si-Nitrid, einer Pt-Dünnschicht als Heizelement zwischen diesen, einer SnO2-Dickschicht als Meßschicht, einem Temperatursensor und Elektroden zur Herstellung des elektrischen Kontaktes und zur Messung des elektrischen Widerstandes. Mit dem integrierten Heizelement wird die Betriebstemperatur von 200 Grad C bis 400 Grad C bereitgestellt. Das vorgestellte Sensorelement wird in eine vorgeformte Verpackung eingeleimt und zur Herstellung der elektrischen Kontakte verdrahtet. Das verpackte Sensorelement wird auf eine gedruckte Schaltung weichgelötet. Das Gehäuse umfaßt eine Komponente, die die Kontakte und die gedruckte Schaltung trägt, und eine zweite, die den Gaseinlaß und einen Bajonettverschluß zum Anbringen des Sensors in der Luftführung des Air-Conditionig-Systems enthält. Eine Teflon-Membrane dient als Schutz für das Sensorelement und die Elektronik sowie als Diffusionsschicht für das zu bestimmende Gas. Das Sensorelement wird durch einen billigen Mikroregler angetrieben, der die Temperatur kontrolliert, den elektrischen Widerstand des Sensorelements mißt und das Ausgangssignal erzeugt. Das Sensorsystem ist darauf ausgelegt, die Schadstoffe CO und NO im Fahrzeug zu bestimmen. Die Auswertungssoftware verfügt über spezielle Algorithmen, die die Rohsignale des Sensors in Luftgütesignale umsetzen. Dazu wird das Rohsignal zur Kompensation von Hintergrundgeruchsstoffen korrigiert. Die korrigierten Signale werden dann an Hand der Steilheit des Temperaturanstiegs als Maß für den Schadstoffgehalt und an Hand eines absoluten Schwellenwertes für das korrigierte Rohsignal ausgewertet. Als Ergebnis werden eine Güteebene für frische Luft und zwei Güteebenen für schadstoffbelastete Luft unterschieden. In einem Beispiel wird das Umschalten von 0 ppm CO auf 40 ppm CO durch eine Verdoppelung des Sensorwiderstandes angezeigt.
A novel air quality sensor based on a micromachined sensor element for automotive climate control systems
Ein neuartiger mikrogefertigter Luftqualitätssensor für Klimaanlagen im Automobil
2001
4 Seiten, 6 Bilder, 2 Quellen
Conference paper
English
Automotive Pressure Sensors: Evolution of a Micromachined Sensor Application
SAE Technical Papers | 1997
|Automotive pressure sensors: evolution of a micromachined sensor application
Automotive engineering | 1997
|Automotive Pressure Sensors: Evolution of a Micromachined Sensor Application
British Library Conference Proceedings | 1998
|Low cost micromachined angular rate sensor for enhanced automotive applications
Tema Archive | 2005
|Micromachined nickel floating element shear stress sensor array
Tema Archive | 2012
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