Paramagnetischer Sauerstoffsensor in Mikrosystemtechnik

微系统技术中的顺磁氧传感器

• 批准号: 50500091
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Jörg Müller
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Mikrosystemtechnik E-7
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/50500091?language=en
• 关键词: Paramagnetischer; Sauerstoffsensor; Mikrosystemtechnik

Ziel des Vorhabens ist der Aufbau eines paramagnetischen Sauerstoffsensors in Mikrosystemtechnik, der eine Sauerstoffmessung im medizinisch und technisch relevanten Konzentrationsbereich oberhalb von ca. 1% erlaubt. Zugrunde liegt diesem System die Erzeugung von Druckunterschieden in symmetrisch aufgebauten Kanalstrukturen durch lokale hohe Magnetfeldgradienten, hervorgerufen durch die paramagnetischen Eigenschaften des Sauerstoffs. Technologiebasis des Systems sind mit Hilfe von ICP-Ätzverfahren in Silizium eingebrachte symmetrische Kanalstrukturen, die auf einer oder auf beiden Seiten mit Glassubstraten verschlossen werden. Lokal unterschiedliche Kanalquerschnitte und die direkte Integration von freitragenden Widerständen zur Flussmessung - alternativ Pirani-Strukturen zur Druckmessung - in diese Kanäle sowie symmetrisch angeordneten Heizwendeln zur thermischen Modulation des paramagnetischen Eigenschaften des Sauerstoffs lassen eine gegenüber bisherigen Konzepten - auch solchen in Mikrotechniken - eine erheblich verbesserte Empfindlichkeit erwarten. Ausgehend von numerischen Simulationen zu den Strömungs- und Druckverläufen in Abhängigkeit von Kanalform- und Querschnitt, der Magnetfeldanordnung und -stärke sowie zur Modulation der paramagnetischen Eigenschaften des Sauerstoffs durch eine symmetrische Beheizung des Gases soll ein Mikrosystem aufgebaut werden. In dieses sollen neben den Kanälen, Fluss- bzw. Differenzdruck-Messbrücken und Heizwendeln zur thermischen Modulation Strukturen integriert werden zur definierten Einstellung der lokalen Flussgeschwindigkeiten und Druckstufen sowie zur mikrometer-genauen Positionierung von Permanentmagneten und zum Anschluss an unterschiedliche Messumgebungen (im Fluss, im Bypass, als offenes System). Des Weiteren soll die jeweilige Auswertelektronik entwickelt und aufgebaut werden.

Ziel des Vorhabens是微系统技术中的一种顺磁性Sauerstoff传感器，用于医学和技术相关的测量。百分之一。Zugrunde将该系统置于对称的Kanalstrukturen中，该系统通过磁菲尔德梯度来实现，通过Sauerstoffs的顺磁性特征来实现。系统的技术基础是在硅合金中的ICP-Δ tzverfahren，该硅合金是一种对称的管道结构，它可以是一种或多种具有韦尔登的基底。局部非线性Kanalquerschnitte和直接集成freitragenden Widerständen zur Flussmessung - alternativ Pirani-Strukturen zur Druckmessung - in diese Kanäle sowie symmetrisch angeordneten Heizwendeln zur thermischen Modulation des paramagnetischen Eigenschaften des Sauerstoffs lassen eine gegenüber bisherigen Konzepten - auch solchen in Mikrotechniken - eine erheblich verbesserte Emfindlichkeit erwarten。通过对韦尔登系统中气体的对称性对超导磁体顺磁性本征值的调制进行了数值模拟。在这一点上，我们的目标是，Fluss bzw。热调制结构的差压和差压韦尔登可用于确定局部磁通量和差压，以确定永磁体的微通道位置，并将其与非线性测量系统（磁通量、旁路和非线性系统）相结合。这些卫星将使卫星通讯设备变小并增加韦尔登。