Sensores MEMS quimiorresistivos / calorimétricos para CO₂ y CH₄

Presentacion del sensor para deteccion individual de gas

Caracteristicas

• Los sensores MEMS foe CO2(dioxido de carbono) y CH4 (metano) tienen un principio operativo basado en el cambio en la conductividad debido a la absorcion quimica y/o efectos calorimetricos de las moleculas de gas para ser detectadas en la capa sensitiva superficial.
• El dispositivo integrado de calor se compone de una capa de polisilicona bajo el area activa. Una resistencia sensible a la temperatura permite un control preciso de la temperatura. El sensor viene integrado como MEMS en tecnologia CMOS compatible añadiendo procesos especiales de micromaquinaria.
• Diferentes peliculas de polimero sensibles a los gases a ser analizados, presentan cambios de conductividad en presencia de pequeñas concentraciones de gases a nivel de ppm.
• La sensibilidad y estabilidad de los sensores MEMS se corresponden a aplicaciones durante las medidas a temperatura ambiente de aire contaminado o deteccion de aire nocivo.
• En algunos casos una temperatura superior a 300 grados podria aplicarse para limpiar el sensor con polimero sensible para poder reutilizarlo.
• El diseño del producto ha sido realizado con CONVENTOR con tecnologias de microprocesamiento resumidas mas especificamente a continuacion:

El sensor calorimetrico para la deteccion de gas CH4 evoluciona entre 300-500 grados y consiste en:

• Calentador integrado en la membrana ceramica Si3N4.
• Aislamiento dielectrico (SiO2 o ceramica) entre el calentador y el electrodo sensible.
• Al²O³ gel depositado
• Sensor de temperatura de platino, electrodo integrado
• Sensor quemoresistente para CO2:
• Calentador dielectrico integrado SiO2
• Condensador interdigital con electrodo sensible Ti/Pt or Ti/W/Au
• Capa sensible al gas SnO2, cuando es calentado reacciona con la molecula de gas y cambia la resistencia del condensador interdigital.
• El calor resultante es detectado como un desequilibrio del puente en el que esta conectado el sensor.

Presentacion de los chips integrados para sensores MEMS

Ventajas

• Incremento de reproduccion
• Alto grado de miniaturizacion de los sensores MEMS
• Integracion del microsistema en carcasa (sensores, electrodos)
• Bajo consumo, instrumento portable
• Versatilidad de alto rendimiento con sensores integrados o chasis individuales.
• Peso reducido ~3g

Capa del sensor de gas

Aplicaciones

• Monotorizacion y proteccion del medio ambiente
• Aplicaciones medicales y de salud
• Instalaciones industriales, redes de servicios y plantas de produccion
• Proceso tecnologico quimico y bioquimico
• Aplicaciones para la industria de seguridad y defensa
• Aplicaciones para casas y residencias

Caracteristicas tecnicas

Caracteristicas electricas a +25ºC

IDENTIFICACION DE NUMERO, CODIGOS Y FUNCION

Datos de medidas

Ejemplo de datos de medida de sensibilidad del sensor trabajando en solitario para la deteccion de metano.

DIAGRAMA DE CONTROL DE LA SENSIBILIDAD DE LA TOMA DE CORRIENTE