Immer frische Luft – Gas- und Feuchtigkeitssensor vereint

Jeder Autofahrer kennt es: Das Auto fährt in einen Tunnel und plötzlich riecht es nach Abgasen. Die Lösung dafür kommt vom Fraunhofer Institut in Form eines Sensors, der Luftfeuchtigkeit und Gaskonzentration in einem misst.

„Bisher brauchte man zwei Sensoren mit entsprechender Elektronik. Feuchte- und Gassensoren ließen sich nicht kombinieren, weil der eine nur bei Raumtemperatur zuverlässig funktioniert, der andere aber eine Betriebstemperatur von zwei- bis vierhundert Grad Celsius benötigt“, erläutert Sven Rademacher vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (IPM) den technologischen Fortschritt.

Die beiden Sensoren befinden sich auf einem Chip. Obwohl sie dicht beieinander liegen, findet zwischen ihnen kein Wärmeaustausch statt: Der Gassensor kann heiß werden, der Feuchtsensor bleibt trotzdem kühl. Und so funktioniert es: An dem 1 cm² großen und 0,4 mm dünnen Siliziumchip werden die für die Sensoren vorgesehenen Bereiche per Ätzttechnik ausgedünnt. Übrig bleibt eine 12 µm dünne Schicht, die mit Elektroden, Kontakten und Heizleitungen aus Platin beschichtet wird. Schließlich wird das Material um die fertigen Sensoren weggeätzt, so dass nur noch wenige dünne drahtähnliche Verbindungen übrig bleiben. (siehe Bild)

Der Doppelsensor könnte, an eine Mess- und Steuerungselektronik angeschlossen, das Gebläse eines Autos auf Umluft schalten, sobald es beispielsweise in einen Tunnel fährt und die Luftfeuchtigkeit ansteigt. Der Chip könnte auch Klimaanlagen oder Lüftungsschlitze bei zu niedrigem Sauerstoffgehalt einschalten.

Der Chip wurde am IPM in Freiburg unter Leitung von Dr. Jürgen Wöllenstein zusammen mit Wissenschaftlern und Ingenieuren der Hochschule Furtwangen und der Uni Freiburg entwickelt. Er wird erstmals auf der „Sensor und Test“ in Nürnberg (22. bis 24. Mai) vorgestellt.