[发明专利]氢传感器及其生产方法、测量装置、和氢浓度的测量方法

权利要求书

1.一种用于测量环境(4)中的氢浓度的氢传感器(8)，其包括基材(10)，在所述基材上在与所述环境连通的传感器区域(12)中施加有作为薄膜的吸氢传感器介质(14)，其中所述传感器介质(14)取决于所述传感器介质(14)中的氢浓度而改变其体积，并且所述体积的变化引起所述基材(10)中由所述传感器介质(14)引入的机械应变的变化，其特征在于，所述基材(10)的至少所述传感器区域(12)内是压阻半导体。

2.根据权利要求1所述的氢传感器(8)，其特征在于，所述传感器介质(14)是金属或金属合金。

3.根据权利要求1或2所述的氢传感器(8)，其特征在于，所述传感器介质(14)包括钯、钇、钪、镧系元素、锕系元素、氧化钨和/或氧化钒。

4.根据权利要求1或2所述的氢传感器(8)，其特征在于，所述传感器介质(14)是钯合金，或者包含一种或多种以下材料的混合物、合金或化合物：钯、钇、钪、镧系元素、锕系元素、氧化钨和氧化钒。

5.根据权利要求1或2所述的氢传感器(8)，其特征在于，所述传感器介质(14)是由钯和金构成的合金(Pd_xAu_y合金)或者由钯和镍构成的合金(Pd_xNi_y合金)。

6.根据权利要求5所述的氢传感器(8)，其特征在于，金或镍的部分处于0.5at％和50at％之间(Pd_0.5Au_99.5合金至Pd₅₀Au₅₀合金，或Pd_0.5Ni_99.5合金至Pd₅₀Ni₅₀合金)。

7.根据权利要求1所述的氢传感器(8)，其特征在于，所述传感器介质(14)是膜厚度(d)小于500nm的薄膜。

8.根据权利要求7所述的氢传感器(8)，其特征在于，所述膜厚度(d)在5nm和100nm之间。

9.根据权利要求8所述的氢传感器(8)，其特征在于，所述膜厚度(d)在5nm和20nm之间。

10.根据权利要求1所述的氢传感器(8)，其特征在于，所述传感器介质(14)是通过溅射沉积制成的薄膜。

11.一种用于测量环境(4)中的氢浓度的测量装置(2)，其特征在于，其包括测量单元(6)，和根据权利要求1所述的氢传感器(8)，所述氢传感器的传感器介质(14)与所述环境(4)连通，其中将所述测量单元(6)构造成测量基材(10)的传感器区域(12)内的欧姆电阻，并且由测量的欧姆电阻的值确定所述环境(4)中的氢浓度。

12.一种根据权利要求1所述的氢传感器(8)的生产方法，其特征在于，借助于溅射沉积或通过物理气相沉积在所述基材(10)上沉积作为薄膜的所述传感器介质(14)。

13.一种用于测量环境(4)中的氢浓度的方法，其特征在于以下步骤：

-将吸氢传感器介质(14)暴露于所述环境(4)，其中在基材(10)的传感器区域(12)中施加有作为薄膜的所述传感器介质(14)，并且所述基材(10)的至少所述传感器区域(12)内是压阻半导体，

-测量所述基材(10)的所述传感器区域(12)内的欧姆电阻，

-从测量的欧姆电阻的值确定所述环境(4)中的氢浓度。