气体传感器制造技术

提供一种能够减小测定误差、简单且小型的可靠性高的气体传感器。具备第一光源(20)以及以使从第一光源(20)输出的光入射到第一传感器部(31)和第二传感器部(32)的方式分别配置的第一传感器部(31)和第二传感器部(32)，还具备在第一主面(411)上设置有第一光源(20)和第一传感器部(31)的第一基板(41)以及在第一主面(422)上设置有第二传感器部(32)的第二基板(42)。第一传感器部(31)的配置位置被设定在第一基板(41)的第一主面(422)上的、从第一光源(20)输出的光中的由第二主面(412)反射的光入射的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种气体传感器。
技术介绍
近年来，气体的有无和浓度测定受到关注，其中环境气体(例如C02、N0等）的有无 以及浓度测定备受关注。 高精度地对这些气体进行测定的传感器中存在化学反应式的气体传感器和光学 式的气体传感器。从测定精度的高低、经时变化少这样的观点出发，光学式的气体传感器尤 其受到关注。光学式的气体传感器具备释放会被测定对象的气体的分子所吸收的波长的光 源以及用于读出其信号的传感器。 上述的环境气体强烈吸收波长为数Μ附近(例如⑶2的情况下为波长4.3μπι附近） 的光，因此要求发出该波长频带的光的光源以及输出与该波长频带的光的强度相应的信号 的传感器。在中红外区域~远红外区域发光的LED主要用于非分散型红外线式（以下为NDIR 方式）的气体传感器，正在进行开发。 图29的（a)是表示第一现有例所涉及的NDIR方式的气体传感器的结构例的概念 图。如图29的(a)所示，该NDIR方式的气体传感器具备气室910、放射波长与气体的固有的吸 收波长频带对应的红外线的光源920以及能够探测该波长频带的光的强度的红外线传感器 930。光源920和红外线传感器930被设置在气室910内。NDIR方式的气体传感器是如下的气 体传感器:使想要测定的气体在气室910内流动或滞留在气室910内，基于在气室内的光源 920与红外线传感器930之间的空间被吸收的红外线量来求出想要测定的气体的浓度。因 而，当NDIR方式的气体传感器的光源的强度变化时，测定出的气体的浓度的绝对值产生偏 差，因此无法测定正确的浓度。 另外，图29的（b)是表示第二现有例所涉及的NDIR方式的气体传感器的结构例的 概念图。如图29的(b)所示，一般已知有如下的方法(例如参照专利文献1):通过取参照用传 感器931与检测用传感器932两方的输出比来使光源920的输出变动抵消，该参照用传感器 931能够检测被检测气体没有吸收的波长频带的光，该检测用传感器932能够检测包含会产 生被检测气体吸收的波长频带的波长的光。 另外，在专利文献2中公开了利用两种波长频带的NDIR方式的气体传感器。在专利 文献2的气体传感器中，设置两个光源，使被检测气体吸收的波长的光和被检测气体不吸收 的波长的光分别通过气室，基于各自的传感器的输出比测定想要检测的气体的浓度。 专利文献1:日本特表2001-503865号公报 专利文献2:国际公开2007/080398号
技术实现思路
专利技术要解决的问题在一般的NDIR方式中，使用仅使特定的波长频带透过的带通滤波器。当以二氧化 碳的探测为例进行说明时，使用使实质上不会被二氧化碳吸收的3.9μπι左右的波长频带的 光透过的参照用的带通滤波器fl以及仅使会被二氧化碳吸收的4.3μπι左右的波长频带 (4.3μπι± (lOOnm~300nm))的光透过的吸收波长用的带通滤波器f' 2来检测被检测气体。在 该方式中，需要参照用和吸收波长用两个带通滤波器，并且需要设为各自独立的传感器(参 照图29的(b)和专利文献1)。因此，部件数多，在实现系统的简易化方面成为障碍。另外，即使在如专利文献2那样使用两个不同的波长的光源的情况下，也同样地， 部件数多，信号处理变得复杂。并且，存在以下问题点：在由于光源和传感器的温度而产生 发光量变化、灵敏度变化、或由于光源的劣化而在两个光源之间产生了光量差的情况下，无 法进行作为气体传感器进行动作时的温度补偿。并且，光源和传感器的温度所引起的信号的变化比气体浓度变化所引起的信号变 化大，因此去除温度的影响那样的补偿非常难。 为了解决这样的问题，存在使光路长度变长的方法，但是这样的话不仅导致传感 器整体大型化，还导致来自光源的光的衰减增加而传感器侧检测的信号的S/N比下降，导致 气体传感器的测定偏差增大，从而难以实现高精度的气体传感器。 另一方面，还存在不使用参照用的滤波器而在大气等在某种程度上已知二氧化碳 浓度的环境中定期地校正光源的发光强度的变化来使用的方法，但是在无法导入浓度已知 的二氧化碳的情况下、在光源的强度超过预想地大幅变化的情况下，存在测定值的误差变 大等问题。 因此，本专利技术是鉴于这样的事情而完成的，其目的在于提供一种能够减小测定误 差、简单且小型的可靠性高的气体传感器。 用于解决问题的方案 本专利技术人为了解决上述课题而潜心研究的结果是想到了以下所示的气体传感器。 即，本专利技术的一个方式所涉及的气体传感器的特征在于，具备:第一光源；以及第 一传感器部和第二传感器部，以使从所述第一光源输出的光入射到该第一传感器部和第二 传感器部的方式分别配置该第一传感器部和第二传感器部，还具备:第一基板，其具有第一 主面和与该第一主面相向的第二主面，在该第一主面上设置有所述第一光源和所述第一传 感器部；以及第二基板，其具有第一主面和与第一主面相向的第二主面，在该第二基板的第 一主面上设置有所述第二传感器部，其中，所述第一传感器部的配置位置被设定在所述第 一基板的第一主面上的、从所述第一光源输出的光中的由该第一基板的第二主面反射的光 入射的位置。 另外，在上述的气体传感器中，也可以是其特征在于，还具备运算部，该运算部被 输入来自所述第一传感器部的输出信号和来自所述第二传感器部的输出信号。 另外，在上述的气体传感器中，也可以是其特征在于，所述第一传感器部和所述第 二传感器部具有相同的温度特性。 另外，在上述的气体传感器中，也可以是其特征在于，所述第一基板和所述第二基 板以侧面彼此相向的方式相邻配置，该气体传感器还具备设置在所述第一基板与所述第二 基板之间的光遮断部。 另外，在上述的气体传感器中，也可以是其特征在于，还具备气室，还具备光反射 部，该光反射部被配置在所述气室内的从所述第一基板和所述第二基板分别远离的位置， 使从所述第一基板的第二主面射出的光朝向所述第二传感器部反射。 另外，在上述的气体传感器中，也可以是其特征在于，还具备控制层，该控制层设 置在所述第一基板的第二主面上，该控制层对从所述第一光源输出的光中的、在所述第一 基板内发生散射的光的光量以及从所述第一基板的第二主面向气室内的空间放射的光的 光量和放射角度进行控制。 另外，在上述的气体传感器中，也可以是其特征在于，还具备光反射层，该光反射 层设置在所述第一基板的第二主面上，使从所述第一光源输出的光朝向所述第一传感器部 反射。 另外，在上述的气体传感器中，也可以是其特征在于，所述第一传感器部和所述第 二传感器部以及所述第一光源分别包含相同的材料且包含相同的层叠构造。 另外，在上述的气体传感器中，也可以是其特征在于，所述层叠构造是至少包含P 型半导体和N型半导体这两种类型的半导体的层的二极管构造，并且所述层叠构造包含铟 和锑中的任一种材料。 另外，在上述的气体传感器中，也可以是其特征在于，还具备光学滤波器，该光学 滤波器被配置在从所述第一基板的第二主面射出的光入射至所述第二传感器部的光路中， 仅使特定的波长频带透过。 另外，在上述的气体传感器中，也可以是其特征在于，所述第一传感器部和所述第 二传感器部具有多个相同构造的受光部，该受光部的数量在所述第一传感器部和所述第二 传感器部中不同。 另外，在上述的气体传感器中，也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体传感器，其特征在于，具备：第一光源；以及第一传感器部和第二传感器部，以使从所述第一光源输出的光入射到该第一传感器部和第二传感器部的方式分别配置该第一传感器部和第二传感器部，还具备：第一基板，其具有第一主面和与该第一主面相向的第二主面，在该第一主面上设置有所述第一光源和所述第一传感器部；以及第二基板，其具有第一主面和与第一主面相向的第二主面，在该第二基板的第一主面上设置有所述第二传感器部，其中，所述第一传感器部的配置位置被设定在所述第一基板的第一主面上的、从所述第一光源输出的光中的由该第一基板的第二主面反射的光入射的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱迪生·古梅斯·柯曼尔古，竹原聪，
申请(专利权)人：旭化成微电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP