MP7217-TC und PTC-01P – MEMS-basierte Wärmeleitfähigkeitssensoren
Technische Gase, deren Wärmeleitfähigkeit sich von der von Luft unterscheidet, spielen eine immer grössere Rolle. Deshalb wird es auch immer wichtiger, diese Gase zuverlässig detektieren zu können. Einige technische Gase sind giftig, andere entzündlich. So handelt es sich beispielsweise bei allen neuen Kühlgasen der Gruppen R1234 und R32 um entzündliche Gase, weshalb potenziell grössere Leckagen an Kühlanlagen und Maschinen unbedingt festgestellt werden müssen. In diesem Newsletter stellen wir zwei Sensorprodukte vor, die für die schnelle Detektion von entzündlichen technischen Gasen entwickelt wurden, die sich in ihrer thermischen Leitfähigkeit von Luft unterscheiden.
Der MP7217-TC lässt sich in zwei Betriebsbereichen einsetzen. Im katalytischen Modus (CT) misst er flammbare Gase bis zur UEG des jeweiligen Gases, während er im TC-Modus (Wärmeleitfähigkeitsmodus) den Bereich bis zu 100 Vol-% abdeckt. Als gebrauchsfertiges Sensormodul, dessen Betriebsbereich zwischen CT- und TC-Modus umgeschaltet werden kann, lässt sich der MP7217-TC bei konstanter Spannung in einer einfachen Wheatstoneschen Brückenschaltung einsetzen. Der Sensor zeichnet sich durch eine hohe mechanische Robustheit und einen geringen Ausrichtungseffekt aus. Die Silizium-Plattform macht die Technologie auch für grosse Mengen skalierbar.
Der PTC-01P ist ein klassischer Wärmeleitfähigkeitssensor, der nur im TC-Modus betrieben werden kann. Der gebrauchsfertige MEMS-Siliziumsensor lässt sich in einer einfachen Wheatstoneschen Brückenschaltung nutzen oder für die Ausgabe als hochauflösendes Digitalsignal mit einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung kombinieren. Die Standardversion des Sensors hält Gastemperaturen bis 100 °C stand. Gleichzeitig arbeitet Pewatron an einer Sensorversion, die bei Gastemperaturen bis 250–300 °C eingesetzt werden kann. In diesem Temperaturbereich bieten sich interessante Anwendungsmöglichkeiten zur Überwachung der Feuchtigkeit bei hohen Temperaturen.
Der MP7217-TC und der PTC-01P wurden für die Detektion von Methan konzipiert. Beide Gassensoren sprechen aber auch auf andere entzündliche Gase wie Wasserstoff und einige entzündliche Kühlgase an. Die Sensitivität und Ansprechzeit der beiden Gassensortypen hängt stark vom jeweiligen Gas ab, für das sie eingesetzt werden. Sensitivität und Ansprechzeit des Sensors auf entzündliche Kühlgase wurden noch nicht getestet.
