DE4216176A1 - Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung - Google Patents
Integrierbare LeitfähigkeitsmeßvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine integrierbare Leit
fähigkeitsmeßvorrichtung zur Messung der elektrischen Leit
fähigkeit von Flüssigkeiten mit einer Stromquellenvorrich
tung, die an zwei Stromzufuhrelemente angeschlossen ist,
über die ein Strom in die Flüssigkeit einspeisbar ist, und
mit einer an zwei Spannungsmeßelementen angeschlossenen Meß
schaltung zum Bestimmen des Spannungsabfalles zwischen den
beiden Spannungsmeßelementen, welcher von der elektrischen
Leitfähigkeit der untersuchten Flüssigkeit abhängt, wobei
die Meßschaltung eine Schalter-Kondensator-Schaltung ist,
die einen Meßkondensator aufweist, der mit den Spannungsmeß
elementen über eine Schaltereinrichtung in zeitlicher Abhän
gigkeit von dem Verlauf des im wesentlichen rechteckförmigen
Stromes koppelbar und trennbar ist, nach der Deutschen
Patentanmeldung P4113033.2-52 (Hauptanmeldung).
Es ist allgemein bekannt, zum Zwecke der Bestimmung der
elektrischen Leitfähigkeit einer Flüssigkeit in diese einen
Strom einzuprägen und den Spannungsabfall innerhalb der
Flüssigkeit, welcher umgekehrt proportional zur Leitfähigkeit
der Flüssigkeit ist, zu messen.
Im einfachsten Fall werden hierzu lediglich zwei Elektroden
benutzt. Über diese zwei Elektroden wird der Strom in die
Flüssigkeit eingeprägt und gleichzeitig der Spannungsabfall
über dieselben Elektroden gemessen. Hierbei treten sogenann
te Polarisationseffekte auf, die das eigentliche Meßsignal
verfälschen. Diese Effekte treten immer dann auf, wenn ein
Strom über eine Grenzschicht zwischen einer Elektrode und
einem Elektrolyt fließt. Da in einem Elektrolyten ein Strom
fluß mit der Wanderung von Ionen verbunden ist, bilden sich
an der Grenzschicht zwischen dem Elektrolyten und der Elek
trode Ansammlungen von Ionen eines Ladungstypes, die das ur
sprüngliche Feld schwächen und das Meßsignal vermindern.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden Leitfähigkeitsmeß
vorrichtungen mit sogenannten Vier-Elektroden-Anordnungen
verwendet, bei denen eine Stromquelle mit zwei Stromelektro
den zur Einprägung eines Meßstromes vorgesehen ist. Zwei
weitere Elektroden, die als Spannungselektroden bezeichnet
werden können, dienen zur Messung der über die Flüssigkeit
abfallenden Spannung. Der Spannungsabfall, der durch die
Spannungselektroden abgegriffen wird, wird durch einen den
Spannungselektroden nachgeschalteten hochohmigen Verstärker
verstärkt. Aufgrund der hohen Eingangsimpedanz der Verstär
ker kann der über die Spannungselektroden fließende Strom
gering gehalten werden, so daß bei dieser Meßmethode die Po
larisationseffekte reduziert werden, woraus sich eine ver
besserte Meßgenauigkeit gegenüber der Leitfähigkeitsmessung
mit lediglich zwei Elektroden ergibt. Jedoch führt auch bei
der Vier-Elektroden-Anordnung der über die Spannungselektro
den fließende Meßstrom zu einer Polarisation und somit zu
einer Verfälschung des Meßsignales.
Gleichfalls ist es bekannt, bei Leitfähigkeitsmeßvorrichtun
gen der soeben geschilderten Art den eingeprägten Strom als
sinusförmigen Wechselstrom zu erzeugen, um durch diese Maß
nahme Zersetzungsvorgänge in der Flüssigkeit zu vermeiden,
die im Falle einer Messung mit eingeprägtem Gleichstrom auf
treten würden.
Um diese Probleme der bekannten integrierbaren Leitfähig
keitsmeßvorrichtungen, die mit zwei Spannungselektroden und
zwei Stromelektroden ausgeführt sind, auszuräumen, schlägt
die Hauptanmeldung P4113033.2-52 vor, daß die Stromquellen
vorrichtung einen rechteckförmigen Strom erzeugt, der den
beiden Stromelektroden zugeführt wird, und daß die Meßschal
tung als Schalter-Kondensator-Schaltung ausgeführt ist, die
einen Meßkondensator aufweist, der mit den Spannungselektro
den über eine Schaltereinrichtung in zeitlicher Abhängigkeit
von dem Verlauf des im wesentlichen rechteckförmigen Stromes
koppelbar und trennbar ist.
Mit dem Gegenstand der Hauptanmeldung werden die im Stand
der Technik auftretenden Meßfehler aufgrund von Polarisa
tionseffekten vollständig vermieden.
Das Einprägen des Stromes in die Flüssigkeit (den Elektro
lyten) sowie die Spannungsmessung erfolgen über einen direk
ten galvanischen Kontakt zwischen der Leitfähigkeitsmeß
vorrichtung und dem Elektrolyten. Dazu werden Elektroden
benutzt, welche aus Edelmetallen, Stahl oder Kohle bestehen
und als sog. "Kohlrausch"-Zellen bezeichnet werden. Der
galvanische Kontakt führt jedoch zu unerwünschten elektro
chemischen Effekten an der Grenzschicht zwischen den Elek
troden und dem Elektrolyten. Zu diesen Effekten zählen:
Zusätzliche Spannungsabfälle, vor allem bei Stromfluß, die
meßtechnisch wieder kompensiert werden müssen.
Elektrolysevorgänge, d. h. Entladungen und Abscheidungen von
Ionen an den Elektroden.
Absorption von Ionen und Verschmutzung der Elektroden,
welche zu Driftfehlern führen können.
Im Falle eines Fehlers besteht ein Gleichstrompfad durch den
Elektrolyten, welcher zu dessen Elektrolyse führen kann. Bei
bestimmten Anwendungen, wie beispielsweise in der invasiven
medizinischen Diagnostik, muß ein solcher Fall durch zusätz
liche schaltungstechnische Maßnahmen abgefangen werden.
Durch die galvanische Kopplung wird der Elektrolyt auf ein
festes Potential gelegt, was bei bestimmten Anwendungen
nicht erwünscht ist.
Die Anwesenheit eines Metalles oder eines anderen leit
fähigen Stoffes kann zu unerwünschten chemischen Reaktionen
führen, zu denen beispielsweise die katalytische Wirkung von
Platin zählt.
Zur Vermeidung der soeben genannten Effekte wurden bereits
kontaktlose Meßverfahren zur Bestimmung der Leitfähigkeit
von Flüssigkeiten entwickelt, bei denen zwei Prinzipien zu
unterscheiden sind: während bei der einen Methode mit einer
induktiven Kopplung zwischen einer Meßschaltung und dem
Elektrolyten gearbeitet wird, verwendet die andere Methode
eine kapazitive Kopplung.
Bei der induktiven Methode übernimmt beispielsweise der in
eine geschlossene Röhre eingebrachte Elektrolyt die Kopplung
von ansonsten getrennten Wicklungen eines Transformators. An
eine Primärwicklung wird eine Wechselspannung angelegt, die
im Elektrolyten einen Stromfluß zur Folge hat. Dieser Strom
fluß bewirkt in einer Sekundärwicklung eine Spannung, deren
Höhe von der Leitfähigkeit des Elektrolyten abhängt. Der
apparative Aufwand bei dieser Methode ist jedoch sehr groß.
Eine kapazitive Ankopplung gemäß der anderen, genannten Meß
methode wird dadurch erreicht, daß die Wände des den Elek
trolyten enthaltenden Gefäßes zum Teil als Kondensatoren
ausgebildet werden. Dabei wird ein Teil eines solchen Kon
densators durch eine Metallschicht gebildet, welche von
einer dünnen Glasschicht überzogen ist. Die Gegenelektrode
bildet jeweils der Elektrolyt. Das elektrische Ersatzschalt
bild einer solchen Anordnung besteht aus zwei derartigen
Kondensatoren mit dem Ohm′schen Elektrolyt-Widerstand
dazwischen. Bei den bekannten kapazitiven Meßmethoden werden
diese Elemente in einen Hf-Schwingkreis eingebracht, in dem
der Elektrolyt-Widerstand beispielsweise das Dämpfungsver
halten bestimmt, welches dann ausgewertet wird. Ebenso wie
bei der induktiven Methode ist auch hier der apparative
Aufwand groß. Zusätzlich ist hier infolge der nur kleinen
erreichbaren Kapazitäten eine hohe Meßfrequenz erforderlich.
Ferner ist kein einfacher linearer Zusammenhang zwischen der
Leitfähigkeit und der Meßgröße gegeben.
Ausgehend von dem oben geschilderten Stand der Technik liegt
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine inte
grierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung anzugeben, bei der
keine Polarisationseffekte auftreten, bei der eine galva
nische Verbindung zu der bezüglich ihrer Leitfähigkeit zu
messenden Flüssigkeit vermieden wird und die eine einfache
Erfassung der Leitfähigkeit der Flüssigkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine integrierbare Leitfähigkeits
meßvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Vom Gegenstand der Hauptanmeldung P4113033.2-52 hebt sich
die integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach der
vorliegenden Zusatzanmeldung kurz gesagt dadurch ab, daß
zumindest die bei der Hauptanmeldung als Stromelektroden
ausgeführte Stromzufuhr-Elemente im Sinne der vorliegenden
Erfindung als Stromeinkoppel-Kondensatoren ausgebildet sind.
Gemäß einem wesentlichen Erfindungsaspekt sind auch die
Spannungsmeßelemente als Spannungsauskoppel-Kondensatoren
ausgebildet, so daß eine vollständige galvanische Trennung
zwischen der Leitfähigkeitsmeßvorrichtung und der bezüglich
ihrer Leitfähigkeit zu messenden Flüssigkeit erreicht wird.
Die erfindungsgemäße Leitfähigkeitsmeßvorrichtung basiert
auf einer rein kapazitiven Kopplung zwischen der Leitfähig
keitsmeßvorrichtung und der Flüssigkeit bzw. dem Elektroly
ten, wobei die Koppelkapazitäten vorzugsweise in integrier
ter Technik hergestellte Elemente sein können, bei denen
sich über einer leitenden Schicht eine dünne Isolierschicht
befindet. Die Gegenelektrode wird jeweils durch die Flüssig
keit bzw. den Elektrolyten gebildet. Die so entstehenden
Kondensatoren sind in einer ausreichenden Größe herstellbar,
die es erlaubt, für eine gewisse Zeitdauer einen konstanten
Strom über zwei als Stromzuführelemente dienende Kapazitäten
fließen zu lassen. Der resultierende Spannungsabfall in der
Flüssigkeit ist für diese Zeitdauer ebenfalls konstant und
läßt sich mit Hilfe zweier Spannungsmeßelemente, die als
Spannungsauskoppelkondensatoren ausgeführt sind, und die
vorzugsweise zwischen den beiden Stromeinkoppel-Kondensa
toren angeordnet sind, detektieren und weiterverarbeiten.
Durch die galvanische Trennung ist es bei der erfindungsge
mäßen Leitfähigkeitsmeßvorrichtung möglich, die Bildung
eines Gleichstrompfades durch den Elektrolyten bzw. die
Flüssigkeit zu verhindern. Ferner wird verhindert, daß die
Flüssigkeit auf ein festes Potential gelegt wird. Dies er
möglicht die Anwendung der erfindungsgemäßen Leitfähigkeits
vorrichtung in Bereichen mit hohen Sicherheitsanforderungen.
Die Meßschaltung ist monolithisch mit allen Komponenten auf
einem Halbleitersubstrat integrierbar. Die geringe Größe der
integrierbaren, erfindungsgemäßen Leitfähigkeitsmeßvorrich
tung läßt den Einsatz bei kleinen Probenvolumina oder an
schwer zugänglichen Stellen zu.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der integrierbaren
Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach der Hauptanmeldung sowie
nach der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die
beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild der Leitfähigkeitsmeßvorrichtung
nach der Hauptanmeldung;
Fig. 2 ein Zeitdiagramm von Strömen bzw. Spannungen, wie
sie in der Leitfähigkeitsmeßvorrichtung gemäß Fig.
1 auftreten;
Fig. 3a eine Querschnittdarstellung einer Koppelkapazität
der erfindungsgemäßen Leitfähigkeitsmeßvorrichtung;
Fig. 3b eine Draufsicht auf die Koppelkapazität gemäß Fig.
3a;
Fig. 4 ein Schaltbild einer Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Leitfähigkeitsmeßvorrichtung;
Fig. 5a eine Draufsicht auf die Anordnung der Koppelkapa
zitäten der Leitfähigkeitsmeßvorrichtung gemäß Fig.
4;
Fig. 5b das elektrische Ersatzschaltbild der Anordnung der
Koppelkapazitäten gemäß Fig. 5a;
Fig. 6a das wirksame elektrische Ersatzschaltbild der
Anordnung der Koppelkapazitäten bei dem Einprägen
des Meßstromes;
Fig. 6b Spannungsabfälle an den Elementen des Ersatzschalt
bildes;
Fig. 6c Spannungen an Punkten innerhalb des Ersatzschalt
bildes;
Fig. 7a das wirksame elektrische Ersatzschaltbild der
Anordnung der Koppelkapazitäten gemäß Fig. 5a bei
dem Messen der Signalspannung; und
Fig. 7b die zeitlichen Verläufe der Spannungen an dem
Meßkondensator der Leitfähigkeitsmeßvorrichtung
gemäß Fig. 4.
Das in Fig. 1 gezeigte bevorzugte Ausführungsbeispiel der
integrierbaren Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach der Haupt
anmeldung, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1
bezeichnet ist, umfaßt eine Stromquelle SQ zur Erzeugung
eines eingeprägten Gleichstromes, welche über einen ersten
bis vierten Schalter S1, S2, S3, S4 in Abhängigkeit von
deren Schaltzustand in einer ersten Polung oder in einer zu
der ersten Polung entgegengesetzten Polung mit zwei Strom
elektroden E1, E4 verbindbar ist.
Die Stromelektroden erzeugen in einem Elektrolyt EL einen
rechteckförmigen Strom ohne Gleichanteil.
Eine (nicht gezeigte) Steuervorrichtung steuert den ersten
bis vierten Schalter S1 bis S4 derart an, daß die Stromquel
le SQ alternierend während einer ersten Zeitdauer T1 in der
ersten Polung und während einer zweiten Zeitdauer T2 in der
zweiten Polung mit den Stromelektroden E1, E4 verbunden
wird. Die erste und zweite Zeitdauer T1, T2 sind gleich
lang.
Zwischen den Stromelektroden E1, E4 sind zwei Spannungselek
troden E2, E3 in dem Elektrolyten EL angeordnet, die den
durch den eingeprägten rechteckförmigen Strom zwischen den
Stromelektroden E1, E4 über den Elektrolyten auftretenden
Spannungsabfall V1 messen.
Der zeitliche Verlauf des Spannungsabfalls V1 bezogen auf
die erste und zweite Zeitdauer T1, T2 ist in den Fig. 2a bis
2c gezeigt.
Die Spannungselektroden E2, E3 sind über einen fünften bis
achten Schalter S5, S6, S7, S8 in einer ersten bzw. zweiten
Polung mit den Elektroden eines Meßkondensators C1 verbind
bar.
Der fünfte, sechste, siebte und achte Schalter S5 bis S8
werden gleichfalls von der (nicht dargestellten) Steuervor
richtung, die als Mikroprozessor ausgestaltet sein kann, an
gesteuert. Die Ansteuerung erfolgt derart, daß die Span
nungselektroden E2, E3 während einer dritten Zeitdauer T3 in
der ersten Polung und während einer vierten Zeitdauer T4 in
einer zweiten Polung mit dem Meßkondensator C1 verbunden
werden. Wie aus den Fig. 2d, 2e in Hinblick auf die Fig. 2a,
2b ersichtlich ist, liegen die dritte Zeitdauer T3 innerhalb
der ersten Zeitdauer T1 und die vierte Zeitdauer T4 inner
halb der zweiten Zeitdauer T2.
Ein neunter und zehnter Schalter S9, S10 liegen zwischen den
beiden Elektroden des Meßkondensators C1 und dem invertie
renden bzw. nicht-invertierenden Eingang eines Operations
verstärkers OPV, dessen Ausgang über einen Rückkopplungskon
densator C2 mit dessen invertierenden Eingang in Verbindung
steht.
Die Steuervorrichtung (nicht dargestellt) verbindet jeweils
während einer fünften Zeitdauer, die außerhalb der dritten
und vierten Zeitdauer T3, T4 liegt, den Meßkondensator C1
mit den Eingängen des Operationsverstärkers OPV. Entspre
chend des Kapazitätsverhältnisses des Rückkopplungskonden
sators C2 und Meßkondensators C1 wird hierdurch die Spannung
am Meßkondensator VC1 zu einer am Ausgang des Operationsver
stärkers erzeugten Spannung VOUT verstärkt.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel schließt die (nicht
dargestellte) Steuervorrichtung jeweils nach Ablauf der
fünften Zeitdauer einen parallel zu dem Rückkopplungskonden
sator C2 geschalteten elften Schalter S11, so daß die ge
zeigte Schalter-Kondensator-Schaltung S5 bis S11, C1, C2,
OPV als Verstärkerschaltung arbeitet. Es ist jedoch auch
möglich, den elften Schalter S11 jeweils nach mehreren Pe
rioden T1, T2 zu schließen, so daß die Schalter-Kondensator-
Schaltung in diesem Fall als Integrationsschaltung arbeitet.
Wie sich aus der Betrachtung des Verlaufs des Spannungsab
falls über die Spannungselektroden E2, E3 gemäß Fig. 2c er
gibt, sind die erste und zweite Zeitdauer jeweils ausrei
chend lang gewählt, daß Umschalteffekte abklingen und die
Spannung V1 einen im wesentlichen konstanten Wert annimmt.
Erst nach Abklingen der Umschaltvorgänge wird während der
Zeitdauer T3 der Meßkondensator mit den Spannungselektroden
verbunden. Hierdurch fließen Ladungsträger über die Span
nungselektroden E2, E3 auf die Elektroden des Meßkondensa
tors C1. Zu Beginn der Zeitdauer T3 führt dieser Stromfluß
zu einer Störung des ursprünglichen Feldes zwischen den
Stromelektroden E1, E4 und zu einer vorrübergehenden Polari
sation. Mit zunehmender Aufladung des Meßkondensators C1
strebt der Meßstrom an den Spannungselektroden E2, E3 expo
nentiell gegen Null, so daß die Spannungselektroden E2, E3
bei einer hinreichenden Länge der dritten Zeitdauer T3
stromlos werden. Bei einer vom Einzelfall abhängigen, ex
perimentell jedoch leicht bestimmbaren hinreichenden dritten
Zeitdauer T3 haben Polarisationseffekte keinen negativen
Einfluß mehr auf die erzielbare Meßgenauigkeit.
Die Leitfähigkeitsmeßschaltung eignet sich für eine Integra
tion der Elektroden E1 bis E4, der Stromquellenschaltung SQ
und der Verstärkerelektronik einschließlich der Schalter-
Kondensator-Schaltung auf einem einzigen Halbleitersubstrat.
Durch die monolithische Integration auf einem Halbleiter
substrat kann die Leitfähigkeitsmeßvorrichtung stark minia
turisiert werden, so daß Messungen in kleinen Probenvolumina
oder an sonst schwer zugänglichen Stellen, wie beispielswei
se im Bereich der invasiven medizinischen Diagnostik, mög
lich sind.
Die Schaltungsbestandteile können in CMOS-Technologie ausge
führt werden. In diesem Fall kann die Herstellung der Elek
troden kompatibel zum CMOS-Prozeß erfolgen, da lediglich der
zusätzliche Verfahrensschritt des Aufbringens einer Edelme
tallschicht für die Elektroden erforderlich ist.
Obwohl sich die Leitfähigkeitsmeßschaltung vorzugsweise für
eine vollständige Integration eignet, können auch Meßschal
tungen mit getrennt angeordneten Elektroden nach dem be
schriebenen Konzept realisiert werden.
Die erfindungsgemäße integrierbare Leitfähigkeitsmeßvor
richtung hebt sich von der unter Bezugnahme auf Fig. 1 be
schriebenen Leitfähigkeitsmeßvorrichtung im wesentlichen da
durch ab, daß die dortigen Elektroden E1 bis E4 durch Kop
pel-Kondensatoren CK1, CK2, CK3, CK4 ersetzt sind. Im übri
gen entspricht die Prinzipschaltung der Fig. 4 identisch
derjenigen von Fig. 1, so daß eine erneute Beschreibung der
Schaltungsanordnung unterbleiben kann. Lediglich der Voll
ständigkeit halber sei erwähnt, daß hier der Meßkondensator
mit dem Bezugszeichen CM bezeichnet ist, während der Rück
kopplungs-Kondensator mit dem Bezugszeichen CR bezeichnet
ist.
Die Koppel-Kondensatoren können integriert zusammen mit der
Leitfähigkeitsmeßvorrichtung ausgebildet sein und haben
vorzugsweise die Struktur, die nachfolgend unter Bezugnahme
auf die Fig. 3a, 3b beschrieben wird.
Auf einem Halbleitersubstrat 30 ist oberhalb einer Oxid
schicht 31, die im Falle eines Silizium-Substrates eine
Silizium-Oxid-Schicht 31 ist, eine leitende Schicht
vorzugsweise aus Polysilizium 32 angeordnet. Diese Poly
siliziumschicht 32 bildet die eine Seite des Koppel-Konden
sators. Auf dieser Polysiliziumschicht 32 befindet sich eine
dünne Isolierschicht 33 aus Silizium-Oxid und Silizium-
Nitrid, welche die Schaltung bzw. den Poly-Anschluß gal
vanisch von dem Elektrolyten 34 trennt. Die Gegenelektrode
dieses Kondensators wird von dem Elektrolyten 34 selbst
gebildet, welcher in direktem Kontakt mit der Isolierschicht
33 steht. Die Oberfläche der Anordnung ist von einer Schutz
oxidschicht 35 bedeckt, die im Bereich der Kondensatorober
fläche 36 eine Öffnung 37 hat.
Wie in Fig. 3b ferner zu sehen ist, erstreckt sich die leit
fähige Polysiliziumschicht 32 bis zu einem Ansatzbereich 38
für den Anschluß an die restliche Schaltung.
Der wirksame Abstand des so gebildeten Kondensators ist die
Dicke der Isolierschicht 33. Das so entstandene Bauelement
wirkt als Kondensator, obwohl lediglich eine seiner Seiten
in herkömmlicher, fester Form vorliegt und aus einem
Material besteht, in dem Elektronen für den Stromtransport
verantwortlich sind. Die andere Seite hingegen ist flüssig,
da sie durch den Elektrolyten 34 gebildet wird, wobei hier
der Ladungstransport durch dissoziierte Ionen übernommen
wird. Da für eine Wanderung sowohl von Elektronen innerhalb
der Schaltung als auch von Ionen im Elektrolyten 34 letzt
endlich die am Ladungsträger bestehende Feldstärke maßgeb
lich ist und sich diese durch die Isolierschicht 33 fort
setzt, ist es möglich, einen Verschiebungsstrom durch das
Bauelement fließen zu lassen. Dabei sammeln sich, wie bei
herkömmlichen Kondensatoren, Ladungsträger unterschiedlichen
Vorzeichens auf den Kondensator-Platten an. Der Unterschied
besteht lediglich darin, daß sich auf der einen Seite bei
spielsweise eine negative Ladung aus Elektronen und auf der
Gegenseite eine positive Ladung aus Ionen bilden.
Wie in Fig. 4a verdeutlicht ist, umfaßt die erfindungsgemäße
Leitfähigkeitsmeßanordnung insgesamt vier derartiger Koppel
kondensatoren CK1, CK2, CK3, CK4, die planar auf einem
gemeinsamen Halbleitersubstrat 30 angeordnet sind.
Im Gegensatz zu den bei der Ausführungsform von Fig. 1
verwendeten Elektroden E1 bis E4, bei denen eine leitende
Schicht direkten Kontakt zum Elektrolyten hat, kann hier
kein Ladungsübertritt zwischen der Schaltung und der Flüs
sigkeit stattfinden. Im Gegensatz zu Meßzellen mit galvani
schem Kontakt, bei denen immer ein Gleichstrompfad durch den
Elektrolyten besteht, der im Fehlerfall zu dessen Elektro
lyse führen kann, wird hier dieser nachteilige Effekt durch
die Verwendung galvanisch getrennter Zellen vermieden.
Fig. 5b zeigt das Ersatzschaltbild der Anordnung der Koppel
kapazitäten gemäß Fig. 5a. Wie dort ersichtlich ist, liegen
Ohm′sche Teilwiderstände REL1, REL2, REL3 zwischen den
Koppelkapazitäten CK1 bis CK4. Die CMOS-Schalter S5 und S6
werden (in dem Ersatzschaltbild gemäß Fig. 7a) durch ihren
Einschaltwiderstand RON ersetzt. Der Einschaltwiderstand
dieser Schalter S5, S6 ist nur während der Taktphase T3, in
der der Meßkondensator CM aufgeladen wird, von Bedeutung.
Allgemein wird bei der nachfolgenden Betrachtung ein recht
eckförmiger Strom vorausgesetzt, der für jeweils gleiche
Zeitdauer die Anordnungen von A nach D oder umgekehrt durch
fließt. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird der Strom durch eine
Gleichstromquelle SQ erzeugt, deren Polarität mit Hilfe von
gesteuerten Schaltern S1 bis S4 periodisch umgekehrt wird.
Das beschriebene Verfahren wird zur Erläuterung in zwei
Teilvorgänge zerlegt, nämlich einerseits in die Erläuterung
der Vorgänge im Zusammenhang mit der Einprägung des Meß
stromes und andererseits die Messung einer dem spezifischen
Widerstand des Elektrolyten proportionalen Spannung.
Fig. 6a zeigt das wirksame elektrische Ersatzschaltbild für
das Einprägen des Meßstromes. Zur einfacheren Darstellung
wird hier lediglich der Stromfluß in der Richtung von A nach
D (Taktphase T1) betrachtet, da sich bei umgekehrter Strom
richtung (Taktphase T2) lediglich die Vorzeichen ändern. Der
Punkt D wird für die betrachtete Dauer als auf Masse liegend
angenommen. Der konstante Strom führt dann am Kondensator
CK4 zu einem linearen Anstieg der Spannung gemäß folgendem
Zusammenhang:
Das dem vierten Koppelkondensator CK4 folgende Element des
elektrischen Ersatzschaltbildes, nämlich der dritte Ohm′sche
Elektrolyt-Widerstand REl3, verursacht einen konstanten
Spannungsabfall infolge des Meßstromes gemäß folgendem Zu
sammenhang:
VREl3 = I₀REl3 (2)
Ebenso führen die beiden anderen Ohm′schen Teilwiderstände
REl2, REl1 zu folgenden Spannungsabfällen:
VREl2 = I₀REl2 (3)
VREl1 = I₀REl1 (4)
Die Spannung am Punkt C ergibt sich folgendermaßen als Summe
der Spannungen an dem vierten Koppelkondensator CK4 und dem
dritten Elektrolyt-Widerstand REl3:
Entsprechend ergibt sich für die Spannung am Punkt B
folgender Zusammenhang:
Der obere Kondensator CK1 ist von gleicher Größe und Be
schaffenheit wie der Kondensator CK4 und verursacht einen
ebensogroßen Spannungsabfall wie dieser, der folgendem
Zusammenhang genügt:
Entscheidend für die weitere Auswertung ist nun, daß die
Spannung an den Punkten B und C zwar absolut rampenförmig
verlaufen, ihre Differenz jedoch konstant ist und nur von
dem Meßstrom und dem Elektrolyt-Widerstand abhängen. Daher
gilt:
VB - VC = I₀REl2 (8)
Um diese Differenzspannung zu erfassen, werden zwei weitere
Koppelkondensatoren CK2 und CK4 benutzt, die zwischen den
oben beschriebenen Kondensatoren CK1 und CK4 angeordnet sind.
Diese werden während einer Zeit T3 nach dem Polari
tätswechsel des Meßstromes, also nachdem sich bezüglich des
Ohm′schen Spannungsabfalles am Elektrolyten stationäre
Zustände eingestellt haben, über die Schalter S5 und S6 mit
dem Meßkondensator CM verbunden. Analog dazu ist der Vorgang
bei umgekehrtem Stromfluß. Dann werden innerhalb der Zeit
dauer von T2 während der Zeitdauer T4 entsprechend die
Schalter S7 und S8 benutzt.
Zur Analyse des Vorganges wird der Ohm′sche Spannungsabfall
an dem Teilelektrolyt-Widerstand REl2 in Bild 4 als Span
nungsquelle dargestellt. Dies ist zulässig, obwohl durch die
Aufladung des Zweiges mit dem Meßkondensator CM die ur
sprüngliche Stromverteilung gestört wird, da dieser Zweig
nach kurzer Zeit wieder stromlos wird, so daß daraufhin die
gleichen Verhältnisse vorliegen wie ohne den Meßkondensator
CM.
Für den Ladevorgang von CM gelten folgende Randbedingungen:
Die Aufladung erfolgt exponentiell, da nur Widerstände und
Kapazitäten in dem betreffenden Kreis liegen.
Die Zeitkonstante ist definiert durch den doppelt vorhande
nen Einschaltwiderstand der CMOS-Schalter sowie durch die
Reihenschaltung der Koppelkapazitäten CK2, CK3 und der
Meßkapazität CM. Hierbei ist CK2 gleich CK3. Für die Aufla
dezeitkonstante tM gilt folgender Zusammenhang:
Die bei der realisierten Schaltung erreichte Zeitkonstante
tM liegt im Bereich von einigen 10 ns, so daß eine Aufladung
der Meßkapazität CM innerhalb einer sehr kurzen Zeit ver
glichen mit der Dauer der Spannungsrampe von einigen 10 µs
gewährleistet ist. Den Endwert der Spannung an der Meßkapa
zität CM erhält man aus dem kapazitiven Teilungsverhältnis
der bestehenden Kondensatoren gemäß folgendem Zusammenhang:
Mit dieser Spannung VCMEnd steht nun ein dem Elektrolyt-
Widerstand REl2 proportionales Meßsignal zur Verfügung. Durch
die vorgegebenen geometrischen Verhältnisse der Meßanordnung
ist der zweite Elektrolytteil-Widerstand REl2 über eine
Konstante mit dem spezifischen Widerstand bzw. durch
Kehrwertbildung mit dem spezifischen Leitwert des
Elektrolyten verknüpft. Diese Konstante läßt sich quasi als
eine "Zellenkonstante" der Anordnung auffassen.
Die zeitlichen Verläufe der Spannung am Meßkondensator CM
sind in Fig. 7b dargestellt.
Nachdem das Meßsignal auf die Meßkapazität CM übertragen
worden ist, werden die Schalter S5 und S6 wieder geöffnet,
wobei die Ladung auf der Meßkapazität CM erhalten bleibt
(vergleiche Fig. 7a). Zur Weiterverarbeitung wird sie
mittels weiterer Schalter S9 und S10 in die Schalter-Kon
densator-Schaltung gemäß Fig. 3 eingebracht und verstärkt.
Dabei gelangt die auf dem Meßkondensator CM gespeicherte
Ladung auf den Rückkoppel-Kondensator CR, wobei das Kapazi
tätsverhältnis von CM zu CR den Verstärkungsfaktor
definiert. Die Ausgangsspannung VOUT steht nach jedem
Ladevorgang als Ausgangswert zur Verfügung. Bei Beschaltung
des Operationsverstärkers OPV als Integrator, bei dem die
Spannung über den Rückkopplungskondensator CR erst nach
mehreren Takten durch den elften Schalter S11 zurückgesetzt
wird, kann das Ausgangssignal weiter verstärkt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Leitfähigkeitsmeßvorrichtung sind
Polarisationseffekte ausgeschlossen, können keine Elektro
lysevorgänge im Elektrolyten auftreten, sind Driftfehler
aufgrund einer Absorption von Ionen oder einer Verschmutzung
im Bereich der Meßelemente gleichfalls ausgeschlossen bzw.
stark vermindert. Der Elektrolyt ist nicht auf ein festes
Potential gelegt, wodurch der Anwendungsbereich der erfin
dungsgemäßen Leitfähigkeitsmeßvorrichtung weiter vergrößert
wird. Da der Elektrolyt nicht in Kontakt mit Metallen stehen
muß, werden unerwünschte chemische Reaktionen, wie bei
spielsweise katalytische Reaktionen, vermieden.
Claims (13)
1. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung zur Messung
der elektrischen Leitfähigkeit von Flüssigkeiten,
mit einer Stromquellenvorrichtung (SQ, S1, S2, S3, S4), die an zwei Stromzufuhrelemente anschließbar ist, über die ein im wesentlichen rechteckförmiger Strom in die Flüssigkeit einspeisbar ist, und
mit einer an zwei Spannungsmeßelementen angeschlossenen Meßschaltung (OPV, S5 - S11, CM, CR) zum Bestimmen des Spannungsabfalles in der Flüssigkeit zwischen den Spannungsmeßelementen, welcher von der elektrischen Leitfähigkeit der untersuchten Flüssigkeit abhängt,
wobei die Meßschaltung eine Schalter-Kondensator- Schaltung ist, die einen Meßkondensator CM aufweist, der mit den Spannungsmeßelementen über eine Schalterein richtung S5, S6, S7, S8 in zeitlicher Abhängigkeit von dem Verlauf des im wesentlichen rechteckförmigen Stromes koppelbar und trennbar ist, nach der Deutschen Patent anmeldung P4113033.2-52,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromzufuhrelemente als Stromeinkoppelkonden satoren (CK1, CK4) ausgebildet sind.
mit einer Stromquellenvorrichtung (SQ, S1, S2, S3, S4), die an zwei Stromzufuhrelemente anschließbar ist, über die ein im wesentlichen rechteckförmiger Strom in die Flüssigkeit einspeisbar ist, und
mit einer an zwei Spannungsmeßelementen angeschlossenen Meßschaltung (OPV, S5 - S11, CM, CR) zum Bestimmen des Spannungsabfalles in der Flüssigkeit zwischen den Spannungsmeßelementen, welcher von der elektrischen Leitfähigkeit der untersuchten Flüssigkeit abhängt,
wobei die Meßschaltung eine Schalter-Kondensator- Schaltung ist, die einen Meßkondensator CM aufweist, der mit den Spannungsmeßelementen über eine Schalterein richtung S5, S6, S7, S8 in zeitlicher Abhängigkeit von dem Verlauf des im wesentlichen rechteckförmigen Stromes koppelbar und trennbar ist, nach der Deutschen Patent anmeldung P4113033.2-52,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromzufuhrelemente als Stromeinkoppelkonden satoren (CK1, CK4) ausgebildet sind.
2. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannungsmeßelemente als Spannungsauskoppel
kondensatoren (CK2, CK3) ausgebildet sind.
3. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch
1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Koppel-Kondensator (CK1, CK2, CK3, CK4) als
leitende Schicht (32) auf einer isolierenden Zwischen
schicht (31), die ihrerseits auf einem Halbleiter
substrat (30) liegt, ausgebildet ist und von einer
isolierenden Oberflächenschicht (33) bedeckt ist.
4. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch
3, dadurch gekennzeichnet,
daß die isolierende Oberflächenschicht (33) aus Siliziumoxid und Siliziumnitrid besteht,
daß die leitende Schicht (32) aus Polysilizium besteht, und
daß die isolierende Zwischenschicht (33) aus Siliziumoxid besteht.
daß die isolierende Oberflächenschicht (33) aus Siliziumoxid und Siliziumnitrid besteht,
daß die leitende Schicht (32) aus Polysilizium besteht, und
daß die isolierende Zwischenschicht (33) aus Siliziumoxid besteht.
5. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stromquelleneinrichtung eine Gleichstromquelle
(SQ) aufweist, die über einen ersten, zweiten, dritten
und vierten Schalter (S1, S2, S3, S4) mit den Stromein
koppelkondensatoren (CK1, CK4) in einer ersten und einer
zweiten Polung verbindbar ist.
6. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die den er
sten, zweiten, dritten und vierten Schalter (S1, S2, S3,
S4) derart ansteuert, daß sie die Stromquelle (SQ) al
ternierend während einer ersten Zeitdauer (T1) in der
ersten Polung und während einer zweiten Zeitdauer (T2)
in der zweiten Polung mit den Stromeinkoppelkondensa
toren (CK1, CK2) verbinden.
7. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch
6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltereinrichtung (S1, S2, S3, S4) einen fünf ten, sechsten, siebten und achten Schalter (S5, S6, S7, S8) aufweist,
daß die Steuervorrichtung den fünften bis achten Schal ter (S5, S6, S7, S8) derart ansteuert, daß sie die Span nungauskoppelkondensatoren (CK2, CK3) während einer dritten Zeitdauer (T3) in einer ersten Polung und während einer vierten Zeitdauer (T4) in einer zweiten Polung mit dem Meßkondensator (C1) verbinden, und
daß die dritte Zeitdauer (T3) innerhalb der ersten Zeit dauer (T1) und die vierte Zeitdauer (T4) innerhalb der zweiten Zeitdauer (T2) liegen.
daß die Schaltereinrichtung (S1, S2, S3, S4) einen fünf ten, sechsten, siebten und achten Schalter (S5, S6, S7, S8) aufweist,
daß die Steuervorrichtung den fünften bis achten Schal ter (S5, S6, S7, S8) derart ansteuert, daß sie die Span nungauskoppelkondensatoren (CK2, CK3) während einer dritten Zeitdauer (T3) in einer ersten Polung und während einer vierten Zeitdauer (T4) in einer zweiten Polung mit dem Meßkondensator (C1) verbinden, und
daß die dritte Zeitdauer (T3) innerhalb der ersten Zeit dauer (T1) und die vierte Zeitdauer (T4) innerhalb der zweiten Zeitdauer (T2) liegen.
8. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch
6, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste und zweite Zeitdauer (T1, T2) gleich lang
sind, so daß der rechteckförmige Strom im zeitlichen
Mittel keinen Gleichanteil aufweist.
9. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßschaltung eine Verstärkerschaltung (OPV, CR)
aufweist, die mit dem Meßkondensator (CM) über einen
neunten und zehnten Schalter (S9, S10) verbindbar ist.
10. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch
3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuervorrichtung den neunten und zehnten Schal
ter (S9, S10) derart ansteuert, daß sie die Verstärker
schaltung (OPV, CR) während einer fünften Zeitdauer
(T5), die außerhalb der dritten und vierten Zeitdauer
(T3, T4) liegt, mit dem Meßkondensator (CM) verbinden.
11. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch
9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßschaltung einen Rückkopplungskondensator (CR)
im Rückkopplungszweig der Verstärkerschaltung (OPV, CR)
aufweist.
12. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch
11, dadurch gekennzeichnet,
daß ein elfter Schalter (S11) parallel zu dem Rückkopp lungskondensator (CR) liegt, und
daß die Steuervorrichtung den elften Schalter (S11) der art ansteuert, daß der Rückkopplungskondensator (CR) nach jeder fünften Zeitdauer (T5) entladen wird.
daß ein elfter Schalter (S11) parallel zu dem Rückkopp lungskondensator (CR) liegt, und
daß die Steuervorrichtung den elften Schalter (S11) der art ansteuert, daß der Rückkopplungskondensator (CR) nach jeder fünften Zeitdauer (T5) entladen wird.
13. Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung nach Anspruch
11, dadurch gekennzeichnet,
daß ein elfter Schalter (S11) parallel zu dem Rückkopp lungskondensator (CR) liegt, und
daß die Steuervorrichtung den elften Schalter (S11) der art ansteuert, daß der Rückkopplungskondensator (CR) nach jeweils einer Mehrzahl von Perioden (T1, T2) ent laden wird.
daß ein elfter Schalter (S11) parallel zu dem Rückkopp lungskondensator (CR) liegt, und
daß die Steuervorrichtung den elften Schalter (S11) der art ansteuert, daß der Rückkopplungskondensator (CR) nach jeweils einer Mehrzahl von Perioden (T1, T2) ent laden wird.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924216176 DE4216176C2 (de) | 1991-04-20 | 1992-05-15 | Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung |
US08/335,748 US5519323A (en) | 1992-05-15 | 1993-02-17 | Integrable conductivity measuring device |
PCT/DE1993/000170 WO1993023758A1 (de) | 1992-05-15 | 1993-02-17 | Integrierbare leitfähigkeitsmessvorrichtung |
DE59300971T DE59300971D1 (de) | 1992-05-15 | 1993-02-17 | Integrierbare leitfähigkeitsmessvorrichtung. |
EP93905147A EP0640219B1 (de) | 1992-05-15 | 1993-02-17 | Integrierbare leitfähigkeitsmessvorrichtung |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4113033A DE4113033A1 (de) | 1991-04-20 | 1991-04-20 | Integrierbare leitfaehigkeitsmessvorrichtung |
DE19924216176 DE4216176C2 (de) | 1991-04-20 | 1992-05-15 | Integrierbare Leitfähigkeitsmeßvorrichtung |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0924354A3 (de) * | 1997-12-17 | 1999-11-10 | Villeroy & Boch Ag | Vorrichtung für die Steuerung einer Urinalspülung |
EP1677109A1 (de) * | 2004-12-29 | 2006-07-05 | Electrolux Home Products Corporation N.V. | Vorrichtung zum berührungsfreien messen der Leitfähigkeit von Wasser |
WO2013010753A1 (de) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Optek-Danulat Gmbh | Vorrichtung zur messung der elektrischen leitfähigkeit eines flüssigen mediums |
DE102017222845A1 (de) * | 2017-12-15 | 2019-06-19 | Robert Bosch Gmbh | Sensoreinrichtung zum Erfassen von elektrisch leitfähigen Medien, Verfahren zum Betreiben der Sensoreinrichtung |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19857152A1 (de) * | 1998-12-11 | 2000-07-06 | Sita Messtechnik Gmbh | Anordnung zum kontaktlosen Messen der spezifischen Leitfähigkeit wäßriger Lösungen |
DE10156203C1 (de) * | 2001-11-15 | 2003-04-03 | Hermann Scheck | Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit auf Veränderung |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4656427A (en) * | 1985-02-05 | 1987-04-07 | Dauphinee Thomas M | Liquid conductivity measuring circuit |
-
1992
- 1992-05-15 DE DE19924216176 patent/DE4216176C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4656427A (en) * | 1985-02-05 | 1987-04-07 | Dauphinee Thomas M | Liquid conductivity measuring circuit |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0924354A3 (de) * | 1997-12-17 | 1999-11-10 | Villeroy & Boch Ag | Vorrichtung für die Steuerung einer Urinalspülung |
EP1677109A1 (de) * | 2004-12-29 | 2006-07-05 | Electrolux Home Products Corporation N.V. | Vorrichtung zum berührungsfreien messen der Leitfähigkeit von Wasser |
WO2006069898A1 (en) * | 2004-12-29 | 2006-07-06 | Electrolux Home Products Corporation N.V. | A contactless water conductivity measuring device |
WO2013010753A1 (de) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Optek-Danulat Gmbh | Vorrichtung zur messung der elektrischen leitfähigkeit eines flüssigen mediums |
US9354193B2 (en) | 2011-07-20 | 2016-05-31 | Optek-Danulat Gmbh | Apparatus for measuring the electrical conductivity of a liquid medium |
DE102017222845A1 (de) * | 2017-12-15 | 2019-06-19 | Robert Bosch Gmbh | Sensoreinrichtung zum Erfassen von elektrisch leitfähigen Medien, Verfahren zum Betreiben der Sensoreinrichtung |
US11761808B2 (en) | 2017-12-15 | 2023-09-19 | Robert Bosch Gmbh | Sensor device for detecting electrically conductive media, and method for operating the sensor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4216176C2 (de) | 1994-03-03 |
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