[发明专利]电容式传感器

权利要求书

1.一种电容式环境传感器，包括：

具有表面的半导体衬底；

以单层电极形式的位于所述表面上的多个传感器电极，其中，每对相邻电极在所述表面上通过相应的中间间隔横向地分隔开；以及

覆盖所述电极的传感器层，其中，所述传感器层具有对目标物质的存在敏感的介电常数，

其中，所述衬底的所述表面在使至少一对电极分隔开的所述相应的中间间隔中包括凹槽，其中，所述衬底的所述表面在使至少其他一对电极分隔开的所述间隔中不包括凹槽；

并且其中：

所述电极包括布置在所述衬底上的多个单独的电极组，每个电极组具有用于在每个电极组之间进行差分电容测量的不同的电气构造；或者

所述电极能够在用于进行差分电容测量的多个不同的电气构造之间切换。

2.根据权利要求1所述的电容式环境传感器，其中，其中所述衬底的所述表面包括凹槽的间隔以周期性序列与其中所述衬底的所述表面不包括凹槽的间隔交替。

3.根据权利要求2所述的电容式环境传感器，其中，在使成对电极分隔开的不包括凹槽的至少一个间隔中，所述衬底向上延伸成至少部分地填充所述间隔。

4.根据权利要求3所述的电容式环境传感器，其中，所述周期性序列具有“XZXZX”的形式，其中“X”表示包括凹槽的间隔并且其中“Z”表示其中所述衬底向上延伸成至少部分地填充所述间隔的间隔。

5.根据权利要求3所述的电容式环境传感器，其中，所述周期性序列具有“XZZXZZX”的形式，其中“X”表示包括凹槽的间隔并且其中“Z”表示不包括凹槽的间隔。

6.根据权利要求2所述的电容式环境传感器，其中，所述周期序列具有“XYXYX”的形式，其中“X”表示包括凹槽的间隔并且其中“Y”表示不包括凹槽的间隔。

7.根据权利要求1所述的电容式环境传感器，其能够通过以下步骤操作用于进行差分电容测量以确定所述目标物质的存在：

对处于第一电气构造的电极中的至少一些电极的电容进行第一测量；

对处于第二电气构造的电极中的至少一些电极的电容进行第二测量；

将缩放因子应用于所述第二测量以补偿所述传感器对除了所述目标物质的存在之外的因素的敏感度；以及

通过对所述第一测量与所述第二测量之间的差异进行评估来确定所述目标物质的存在。

8.根据权利要求7所述的电容式环境传感器，其中，进行所述差分电容测量还包括：

对处于第三电气构造的电极中的至少一些电极的电容进行第三测量；

将缩放因子应用于所述第三测量以补偿所述传感器对除了所述目标物质的存在之外的因素的敏感度；以及

通过对所述第一测量、所述第二测量和所述第三测量之间的差异进行评估来确定所述目标物质的存在。

9.根据权利要求1所述的电容式环境传感器，其能够通过以下步骤操作用于进行差分电容测量以确定所述目标物质的存在：

对相应不同电极构造的所述电极中的至少一些电极的电容进行多次测量；

将缩放因子应用于所述测量中的至少一些测量以补偿所述传感器对除了所述目标物质的存在之外的因素的敏感度；以及

通过对所述测量之间的差异进行评估来确定所述目标物质的存在，

其中，所进行的电容测量的数目比所补偿的除了所述目标物质的存在之外的因素的数目多至少两个。

10.根据权利要求1所述的电容式环境传感器，其中，所述衬底包括多个层，并且其中，所述传感器电极位于所述多个层中的一个层的表面上。

11.根据权利要求1所述的电容式环境传感器，其中，所述目标物质包括水、CO₂或挥发性有机化合物(VOC)。

12.一种智能建筑物，包括根据权利要求1所述的电容式环境传感器。

13.一种利用差分电容测量来确定目标物质的存在的方法，所述方法包括：

提供根据权利要求1所述的电容式环境传感器；

对处于第一电气构造的电极中的至少一些电极的电容进行第一测量；

对处于第二电气构造的电极中的至少一些电极的电容进行第二测量；

将缩放因子应用于所述第二测量以补偿所述传感器对除了所述目标物质的存在之外的因素的敏感度；以及

通过对所述第一测量与所述第二测量之间的差异进行评估来确定所述目标物质的存在。