详情

原文传递用含氟聚合物过滤器涂覆的电阻金属氧化物气体传感器

专利名称：	用含氟聚合物过滤器涂覆的电阻金属氧化物气体传感器
摘要：	本发明特别涉及电阻金属氧化物气体传感器。该传感器特别包括支撑结构和布置在支撑结构上或部分地容纳在其中的感测材料贴片。贴片包括金属氧化物材料。电极与贴片电连通。传感器还包括与贴片热连通的加热器，以及选择性透气过滤器。选择性透气过滤器包括含氟聚合物。贴片的外表面的第一部分覆盖支撑结构的一部分，而所述外表面的剩余部分由选择性透气过滤器涂覆，以便形成感测材料的涂覆贴片。本发明还涉及相关设备和操作的方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	瑞士;CH
申请人：	盛思锐股份公司
发明人：	P·安德森;A·罗载塔
专利状态：	有效
申请日期：	2016-09-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201680090539.8
公开号：	CN109906373A
代理机构：	中国国际贸易促进委员会专利商标事务所
代理人：	周阳君
分类号：	G01N27/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	瑞士施泰法
主权项：	1.一种电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，包括支撑结构(6，6a，27，29)；感测材料的贴片(21)，包括金属氧化物材料(21)，所述贴片(21)布置在支撑结构(6，6a，27，29)上或部分容纳在其中；电极(3)，与贴片(21)电连通；加热器(5)，与贴片(21)热连通；以及选择性透气过滤器(22，23)，其中：选择性透气过滤器(22，23)包括含氟聚合物(23)；贴片(21)的外表面的第一部分(S1)覆盖支撑结构(6，6a，27，29)的一部分；以及所述外表面的剩余部分(S2)由选择性透气过滤器(22，23)涂覆，以便形成感测材料的涂覆贴片(2，2a-2c)。 2.根据权利要求1所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，还包括：温度控制器(4，4a，118，120)，其中温度控制器(4，4a，118，120) 是连接到加热器(5)的电子电路或处理单元，并且被编程、设计、调配或配置为防止加热器(5)将涂覆贴片(2，2a-2c)加热到超过300C的温度。 3.根据权利要求1所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，还包括：温度传感器(5)，布置在电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)中，用于估计涂覆贴片(2，2a-2c)的温度，其中温度传感器优选地形成加热器(5)的一部分；以及温度控制器(4，4a，118，120)，连接到加热器(5)并且如果需要，连接到温度传感器(5)，其中温度控制器(4，4a，118，120) 是电子电路或处理单元，并且被编程、设计、调配或配置为与所述加热器(5)并且在必要时与所述温度传感器一起形成反馈回路，以便在操作中将所述涂覆贴片(2，2a-2c)的温度维持在低于含氟聚合物的玻璃化转变温度的基本恒定的值。 4.根据权利要求3所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，其中，所述反馈回路是为了在操作中将所述涂覆贴片(2，2a-2c)的温度维持在100C和240C之间，并且优选地在150C和200C之间的基本恒定的值。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，其中所述含氟聚合物(23)包括Teflon，优选地为无定形氟塑料Teflon，并且更优选地为Teflon AF1600或Teflon AF 2400。 6.根据权利要求1或5所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，其中：所述选择性透气过滤器(22，23)包括一层或多层材料，该一层或多层包括含氟聚合物层(23)，含氟聚合物层(23)包含所述含氟聚合物；以及含氟聚合物层(23)的平均厚度在10nm和50μm之间，并且优选地在10nm和2μm之间。 7.根据权利要求6所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，其中，含氟聚合物层(23)的平均厚度在300nm和50μm之间。 8.根据权利要求6所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，其中，含氟聚合物层(23)的平均厚度在10nm和300nm之间。 9.根据权利要求8所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，其中，含氟聚合物层(23)的平均厚度在50nm和250nm之间，并且所述金属氧化物材料(21)包括掺杂有0.01-1.0Wt％铂和/或钯的SnO2。 10.根据权利要求1至9中任一项所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，还包括评估单元(4，4a，118，120)，其中，评估单元(4，4a，118，120)是连接到所述电极(3)以从中接收信号的电子电路或处理单元，并且被编程、设计、调配或配置为基于从电极接收到的信号确定指示金属氧化物材料(21)的电导率的值。 11.根据权利要求1至10中任一项所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，其中贴片(21)的感测材料的平均厚度在0.1μm和50μm之间，并且优选地在0.5μm和5μm之间。 12.根据权利要求1至11中任一项所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，其中所述选择性透气过滤器包括所述含氟聚合物层(23)和中间层(22)，其中贴片(21)的外表面的所述剩余部分(S2)由中间层(22)涂覆，中间层(22)由含氟聚合物层(23)涂覆。 13.根据权利要求1至12中任一项所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，其中外表面的第一部分(S1)涂覆支撑结构(6，6a，27，29)的所述部分。 14.一种电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，包括：一个或多个支撑结构(1，27，29)；感测材料的一组贴片(21)，其中每个贴片包括金属氧化物材料(21)并且布置在所述一个或多个支撑结构之一上或部分地容纳在所述一个或多个支撑结构之一中；一组电极(3)，每个贴片与电极(3)的子集电连通；一个或多个加热器(5)，与感测材料的贴片(21)热连通；以及一个或多个选择性透气过滤器(22，23)，其中：所述一个或多个选择性透气过滤器(22，23)各自包含含氟聚合物(23)；贴片中的每个贴片的外表面的第一部分(S1)覆盖所述一个或多个支撑结构(1，27，29)中的相应一个的一部分；贴片(21)中的每个贴片的外表面的剩余部分(S2)由所述一个或多个选择性透气过滤器(22，23)中的一个涂覆，以便形成感测材料的不同的涂覆贴片(2a-2c)；以及所述不同的涂覆贴片在各自选择性透气过滤器(22，23)和/或各自金属氧化物材料的维度和/或组成方面不同，或者所述不同的涂覆贴片与电极的具有不同构造的各个子集电连通。 15.根据权利要求14所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，包括若干不同的选择性透气过滤器(22，23)，其中贴片中的两个或更多个贴片的外表面的剩余部分(S2)由若干不同的选择性透气过滤器(22，23)中的相应一个涂覆，以形成感测材料的不同的涂覆贴片(2，2a-2c)，这些贴片(2，2a-2c)各自的选择性透气过滤器(22，23)在维度和/或组成方面不同。 16.一种电子设备，诸如家庭自动化设备、消费电子设备、移动电话、平板计算机或手表，包括根据权利要求1至15中任一项所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)。 17.一种操作根据权利要求1至15中任一项所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)的方法，所述方法包括：加热感测材料的涂覆贴片(2，2a-2c)；以及在加热涂覆贴片的同时，基于从电极(3)接收到的信号确定指示贴片的感测材料(21)的电导率的值。 18.根据权利要求17所述的方法，其中贴片(21)被加热到在100C至300C之间的温度。 19.根据权利要求18所述的方法，其中加热感测材料的涂覆贴片还包括将所述涂覆贴片的温度维持在低于含氟聚合物的玻璃化转变温度的期望值。 20.根据权利要求17至19中任一项所述的方法，用于操作根据权利要求14或15所述的电阻金属氧化物气体传感器(1，1a)，所述方法包括：接收(S40)与如由所述一个或多个选择性透气过滤器(22，23)过滤并经由感测材料的不同的涂覆贴片(2，2a-2c)感测到的不同类型的分子有关的信号。
所属类别：	发明专利