Gassensorik

Systemlösungen mit der mySENS-Technologie-Plattform von Micronas entwickeln

| Redakteur: Gerd Kucera

Die hier vorgestellte Sensorplattform erkennt simultan zwei unterschiedliche Gase und bestimmt zudem die Umgebungstemperatur und relative Luftfeuchte.

In den vergangenen Jahren hat sich die Gassensor-Technologie eher verhalten weiterentwickelt, die Wirkprinzipien der am Markt erhältlichen Sensoren sind vielfältig. Die der Gas-Sensorik zugrunde liegenden Technologien sind oft dem Anwendungsgebiet angepasst, und je nach Applikation dominieren im Wesentlichen die folgenden drei Verfahren den Markt: elektrochemische Zellen, Metalloxid-Sensoren und optische, meist absorptionsbasierte Verfahren.

In den letzten Jahren sind einige generelle Entwicklungstrends zu verzeichnen. Etwa die zunehmende Miniaturisierung beispielsweise in Form von MEMS-basierten Metalloxid-Sensoren (Micro-Hot-Plates) sowie die simultane Erfassung mehrerer Messgrößen. Der Trend zu steigender Integration zeigt sich im Speziellen beispielsweise in Systemen mit mehreren Metalloxid-Sensoren als Sensor-Array und im Allgemeinen als zunehmende Intelligenz durch Heranrücken der Signalaufbereitung an den eigentlichen Sensor. Verbreitung finden außerdem Methoden zur Steigerung von Selektivität und Messgenauigkeit, zum Beispiel durch die Verwendung von Filtern.

Innerhalb der bestehenden Gassensor-Technologien sind diesen Trends jedoch auch Grenzen gesetzt. Zum Beispiel erfordern optische Detektionsverfahren eine ausreichend lange optische Wegstrecke, was einer kostengünstigen Miniaturisierung entgegensteht. Weiterhin sind oftmals die Herstellungsprozesse mit zum Teil exotischen Materialien oder auch die Betriebsbedingungen mit teils hohen Temperaturen mit der Herstellung oder dem Betrieb von mikroelektronischen Schaltungen nicht kompatibel, sodass intelligente Systeme mit den dominierenden analogen Sensoren hybrid auf Leiterplattenebene aufgebaut werden müssen.

Wichtige Merkmale

Wenn wir den Blick in die Zukunft richten, stellt sich die Frage, welche Eigenschaften sind wünschenswert und welche charakterisieren einen idealen intelligenten Gassensor?

  • Der Sensor wird zum Bestandteil einer integrierten Schaltung, die das analoge Sensorsignal unmittelbar konditioniert, A/D-wandelt und digital weiterverarbeiten kann.
  • Eigendiagnose des Sensors sowie Signalkonditionierung (beispielsweise Linearisierung, Offset- und Driftkompensation) werden durch die integrierte Schaltung durchgeführt.
  • Die wichtigen Quer-Einflussgrößen wie Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit werden durch integrierte Sensoren erfasst und zur Korrektur verwendet. Idealerweise stehen diese Messwerte auch der Applikation zur Verfügung.
  • Die aufbereiteten Signale werden mittels Standardprotokoll über eine digitale Schnittstelle an den zentralen Mikrocontroller des Endproduktes übergeben, in welchem das Know-how der Kundenanwendung zur Mustererkennung, modellbasierten Bewertung oder Vorhersage zum Einsatz kommt.
  • Bandbreite und Ruhezyklen des Sensors sind über einen weiten Bereich applikationsspezifisch wählbar, sodass der Energiebedarf des Sensors, aber auch des Gesamtsystems, den Erfordernissen angepasst werden kann.
  • Der Sensor-Chip liegt in einem Standard-IC-Gehäuse vor und kann mit den üblichen Verfahren wie z.B. Reflow-Löten verarbeitet werden.
  • Sensorlebensdauer und Produktqualität entsprechen den üblichen Standards anderer Halbleiterbausteine.
  • Der Sensor unterliegt keinen Einschränkungen bezüglich der Auswahl gassensitiver Materialien und kann kostengünstig in großen Stückzahlen hergestellt werden.

Die Micronas Gruppe mit ca. 900 Mitarbeitern und operativem Sitz in Freiburg im Breisgau fokussiert ihr Produktportfolio auf intelligente Sensor-Systemlösungen. Als führender Anbieter innovativer Sensor und IC-Systemlösungen bietet Micronas kostengünstige Produkte, die höchsten Qualitätsansprüchen genügen. Micronas verfolgt eine zukunftsorientierte Entwicklungsstrategie zur Chip-Integration mit zusätzlicher Funktionalität und Intelligenz.

Inhalt des Artikels:

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Schreiben Sie uns hier Ihre Meinung ...
(nicht registrierter User)

Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
Kommentar abschicken
copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de/ (ID: 24466790 / Sensorik)