DE10159436A1

DE10159436A1 - Module for mobile terminal has housing for selectable gas sensor types suitable for installation, can be fitted to mobile terminal by and has gas inlet and gas feed to gas sensor

Info

Publication number: DE10159436A1
Application number: DE2001159436
Authority: DE
Inventors: Maximilian Fleischer; Hans Meixner; Karl-Heinz Pflaum; Roland Pohle
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2003-06-18

Abstract

The device has a housing for selectable gas sensor types, whereby the gas sensors are suitable for installation, can be fitted to a mobile terminal by one or more connections and has a gas inlet and a gas feed to the gas sensor. The module has a gas inlet opening and a contact strip and can contain FET gas sensors.

Description

Die Erfindung betrifft ein Modul für ein mobiles Endgerät. The invention relates to a module for a mobile terminal.

Die zunehmende Integration von Funktionen in mobilen Endgeräten beansprucht sowohl räumliche als auch Datenverarbeitungseinrichtungen. Dabei sind in mobilen Telefonen z. B. nicht nur Funktionen zum Telephonieren und abspeichern von Telephonnummern, sondern auch Spiele, Kalender und Ordner enthalten. The increasing integration of functions in mobile Terminal equipment claims both spatial and Data processing devices. Here are in mobile phones, for. B. not only Functions for telephoning and storing Phone numbers, but also include games, calendars and folders.

Der Trend setzt sich immer weiter fort, weitere Funktionen in handlichen, mobilen Endgeräten einzubauen. Dabei seien nicht nur mobile Telefone sondern auch Palm PC's und Notebook Computer genannt. Allerdings ist diesen Geräten gemeinsam, dass sowohl der Platzbedarf als auch die zur Verfügung stehende Betriebsenergie den Einbau von Zusatzfunktionen, besonders wenn diese mit neuen Hardware Teilen verbunden sind, schwer beeinträchtigt ist. Zum Anderen stellen die Geräte dauerhafte Begleiter des Menschen dar, werden also im Gegensatz zu Kleidung oder Accessoires kontinuierlich benutzt. The trend continues, more features in install handy, mobile devices. Don't be there only mobile phones but also Palm PCs and notebooks Called computer. However, these devices have in common that both the space requirement and the available Operating energy the installation of additional functions, especially when they are connected to new hardware parts, difficult is impaired. On the other hand, the devices make permanent Companions of human beings are therefore contrary to Clothing or accessories used continuously.

Eine Zusatzfunktion welche bei handlichen, mobilen Endgeräten von großer Bedeutung sein dürfte sind Sensoren zur Erfassung von äußeren, z. B. atmosphärischen Zuständen. Solche Sensoren können bspw. für die Detektion von bestimmten, ggf. schädlichen Gasen, Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder andere Größen verwendet werden. Ferner können solche Sensoren für die Detektion des Blutalkoholgehaltes, Ozongehaltes, Brandgefahr und auch Mundgeruch ausgenutzt werden. Dennoch müssen die genannten Einschränkungen berücksichtigt werden. An additional function which with handy, mobile devices sensors for detection are of great importance from outside, e.g. B. atmospheric conditions. Such sensors can be used, for example, for the detection of certain harmful gases, temperature, humidity or other sizes be used. Furthermore, such sensors for Detection of blood alcohol content, ozone content, fire risk and bad breath can also be exploited. Still, they have to mentioned restrictions are taken into account.

Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für ein mobiles Endgerät anzugeben, welches die Detektion von äußeren Zuständen ermöglicht ohne dabei einen hohen Energie- oder Platzgebrauch zu verlangen. The invention has for its object an arrangement to specify for a mobile terminal that the detection of external states without high energy or to request use of space.

Die Erfindung wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. The invention is characterized by the features of the independent Claim solved.

Die Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass ein Zusatzmodul für Gassensoren an das Endgerät verbindbar ist und die Sensoren derartige Eigenschaften aufweisen, dass deren Energieverbrauch minimal ist und das Modul derart für den Betrieb der Sensoren derart mit entsprechenden Mittel eingerichtet ist, dass Sensoren von unterschiedlichen Typen verwendet werden können und das Modul allgemein auf das mobile Endgerät leicht aufbringbar ist. The invention essentially consists in the fact that a Additional module for gas sensors can be connected to the terminal and the Sensors have properties such that their Energy consumption is minimal and the module for operation the sensors set up in this way with appropriate means is that sensors of different types are used can and the module in general on the mobile device is easy to apply.

Es ergeben sich die wesentlichen Vorteile, dass über ein einfaches Zusatzmodul die Funktionen eines mobilen Endgeräts für die Detektion von Gaskonzentrationen oder Gase erweitert werden kann. Ferner ist es anhand des leicht am mobilen Endgerät angeschlossenen Moduls möglich, die Zusatzfunktionen des mobilen Endgeräts jederzeit auszutauschen. There are the main advantages that over a simple additional module the functions of a mobile device for the detection of gas concentrations or gases is expanded can be. Furthermore, it is easy on the mobile Terminal connected module possible, the additional functions of to replace mobile devices at any time.

Die für das Zusatzmodul gebräuchlichen Sensoren und Aufbauvarianten sind bereits wie folgt verfügbar:
HFC-FET Gassensoren, die bei Umgebungstemperaturen oder bei nur leicht erhöhten Temperaturen betreiben werden, so dass kein wesentlicher Energieaufwand für eine Heizung der Gassensoren notwendig ist und die Gassensoren bei alltäglichen Umständen betriebsfähig sind. Durch frei wählbaren Sensorschichten bestehen gute Möglichkeiten, für die unterschiedlichen zu detektierenden Gase jeweils ausreichend sensitive und stabile Materialien zu finden. The sensors and design variants used for the additional module are already available as follows:
HFC-FET gas sensors, which are operated at ambient temperatures or at only slightly elevated temperatures, so that no significant energy expenditure is required for heating the gas sensors and the gas sensors are operational in everyday circumstances. Freely selectable sensor layers offer good opportunities to find sufficiently sensitive and stable materials for the different gases to be detected.

Dabei können besonders Aufbauten für Austrittsarbeits-Gassensoren mit einem mikromechanischen oder hybriden Flip-Chip- Aufbau, oder alternativ Aufbauten mit einer CC-FET Struktur in das Zusatzmodul integriert werden. Superstructures for Work function gas sensors with a micromechanical or hybrid flip chip Structure, or alternatively structures with a CC-FET structure can be integrated into the additional module.

Durch den kostengünstig zu realisierenden Aufbau des erfinderischen Moduls mit den auswählbaren und verfügbaren Gassensoren findet keine wesentliche Erhöhung der Kosten eines mit dem Zusatzmodul verbundenen mobilen Gerätes statt. Due to the inexpensive construction of the inventive module with the selectable and available Gas sensors find no significant increase in the cost of having one the additional device connected mobile device instead.

Beim Zusatzmodul für das mobile Endgerät ist das Modul ein Gehäuse für auswählbare Gassensortypen, wobei die Gassensoren zum Einbau geeignet sind, und das Modul am Endgerät mit einer oder mehreren Verbindungen eingebaut oder aufgesetzt wird. In the additional module for the mobile device, the module is on Housing for selectable gas sensor types, the gas sensors are suitable for installation, and the module on the end device with a or several connections is installed or placed.

Das Modul weist vorzugsweise eine Gaseintrittsöffnung und eine Kontaktleise auf. Die Kontaktleise ist dabei zur Herstellung des Kontakts zwischen derselben auf einem mobilen Endgerät geeignet. The module preferably has a gas inlet opening and a contact line. The contact track is Establishing contact between them on a mobile Suitable device.

FET Gassensoren können dabei im Modul enthalten sein, wobei das Modul weitere, verschiedene Gassensoren aufweisen kann. FET gas sensors can be included in the module, whereby the module can have further, different gas sensors.

Zur Erhöhung der Flexibilität beim Einsatz des erfinderischen Moduls sind die im Modul enthaltbaren Gassensoren austauschbar. To increase flexibility when using the inventive The gas sensors contained in the module are the module interchangeable.

Es wird für den stabilen Betrieb des Moduls bevorzugt, dass das Modul mit einer Heizvorrichtung vorgesehen ist, welches die Betriebsfähigkeit der Gassensoren und die Empfindlichkeit der in den Gassensoren enthaltenen gassensitiven Schichten gegenüber zu detektierende Gase gewährleistet. It is preferred for the stable operation of the module that the module is provided with a heater, which the operability of the gas sensors and the sensitivity of the gas-sensitive layers contained in the gas sensors guaranteed to be detected gases.

Das Modul kann ferner mit einer Auswerteelektronik ausgestattet sein. Dabei ist eine Auswertung der detektierten Gaskonzentrationen durch die Verbindung des Moduls über die Kontaktleiste zur Anzeigeeinheit des Endgerätes übertragbar. The module can also be equipped with evaluation electronics be equipped. There is an evaluation of the detected Gas concentrations by connecting the module via the Contact bar can be transferred to the display unit of the terminal.

Zum Schutz der Gassensoren im Modul ist mindestens ein Membran im Modul derart vorgesehen, dass die im Gehäuse untergebrachten Gassensoren von Wasser oder anderem Flüssigkeiten schützbar sind. To protect the gas sensors in the module there is at least one Membrane provided in the module such that the in the housing housed gas sensors of water or other liquids can be protected.

Das Modul kann ferner Filtermaterialien aufweisen, womit die Sensoren vor Kontakt mit schädlichen Stoffen geschützt sind. Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. The module can also have filter materials, with which the Sensors are protected from contact with harmful substances. The invention is based on the drawing and Embodiments explained in more detail.

Dabei zeigt It shows

Fig. 1 ein für verschiedene Gassensoren geeignetes Modul für Verwendung mit einem mobilen Endgerät. Fig. 1 is a module suitable for various gas sensors for use with a mobile terminal.

embodiments

Fig. 1 zeigt ein Schema eines erfindungsgemäßen Moduls. Das Modul 1 würde sich zum Einbau in ein mobiles Telefon, wie z. B. unter dem Batterypack, eignen. In dem Modul sind ein oder mehrere FET-Gassensoren, eine Gaszuführung zum Sensor oder zu den Sensoren sowie elektrische Leiterbahnen vorgesehen. Im Modul können noch wie folgt zusätzliche Einrichtungen vorgesehen werden:

- Eine od. mehrere Membranen, wie z. B. Teflon, um den Zutritt von Wassertropfen zum Sensor zu verhindern,
- Geeignete Filtermaterialien, um z. B. korrosive oder die sensitive Schicht vergiftende Gase vom Sensor fernzuhalten,
- Eine im Sensor integrierte oder auch separate Heizvorrichtung, um eine Beheizung und Thermostatisierung des Sensors vorzunehmen,
- Eine Auswerteelektronik.

Fig. 1 shows a diagram of a module according to the invention. Module 1 would be suitable for installation in a mobile phone, such as B. under the battery pack. One or more FET gas sensors, a gas supply to the sensor or sensors and electrical conductor tracks are provided in the module. Additional facilities can be provided in the module as follows:

- One or more membranes, such as. B. Teflon to prevent water drops from entering the sensor,
- Suitable filter materials, e.g. B. to keep corrosive gases or the sensitive layer poisoning gases away from the sensor,
- A heating device integrated or separate in the sensor to heat and thermostate the sensor,
- Evaluation electronics.

Die elektrischen Leiterbahnen im Modul sind derart zu legen, dass Verbindungen zur Kontaktleiste 2 hergestellt sind. Die Innere Form des Moduls kann dabei derart ausgebildet sein, dass Vertiefungen für die einsetzbaren Gassensoren vorgesehen sind, um den Gassensoren halt zu geben. Diese Vertiefungen können dabei flexibel sein um die Gassensoren fest einzuklammern. In diesem für die Gassensoren geeigneten Vertiefungen oder auch im Modul ohne Vertiefungen können weiterhin Anschlüsse zu den elektrischen Leiterbahnen, welche zur Kontaktleiste führen, eingebettet sein. Diese Anschlüsse, welche beispielsweise ein Heizanschluss, Ein- und Ausanschlüsse für die Übertragung von Signalen sein können, sind derart im Modul vorgesehen, dass die Anschlüsse der Gassensoren mit den Anschlüssen im Modul sich beim Einbau gegenüberliegen und miteinander festgeklammert werden können. The electrical conductor tracks in the module are to be laid in such a way that connections to the contact strip 2 are established. The inner shape of the module can be designed in such a way that depressions are provided for the gas sensors that can be used in order to hold the gas sensors. These recesses can be flexible to firmly clamp the gas sensors. Connections to the electrical conductor tracks, which lead to the contact strip, can also be embedded in this recesses suitable for the gas sensors or also in the module without recesses. These connections, which can be, for example, a heating connection, in and out connections for the transmission of signals, are provided in the module in such a way that the connections of the gas sensors with the connections in the module face each other during installation and can be clamped together.

Um einen einfachen Einbau zusätzlicher Gassensoren zu ermöglichen sollte das Modul eröffenbar sein damit die Sensoren hineingeklammert werden können. To make it easy to install additional gas sensors The module should make it possible to open the sensors can be bracketed.

Alternativ sind die Gassensoren fest im Modul eingebaut, wobei die Module welche unterschiedliche Gassensoren je nach Bedarf ausweisen können, auf alle Fälle austauschbar sind. Alternatively, the gas sensors are permanently installed in the module, where the modules which different gas sensors depending on Can identify needs, are interchangeable in any case.

Auf der Außenseite des Modulgehäuses befinden sich elektrische Kontakte 2 zur Übertragung der Betriebsenergie sowie von Informationen zu oder von einer Auswerteeinheit sowie eine oder mehrere Gaszulässe 3. Das Detektionsmodul ist im Inneren des mobilen Gerätes angebracht, so das ausreichender Gaszutritt zur Gaseintrittsöffnung gegeben ist. Im Falle der Untersuchung von Ausatemluft ist dabei im Gehäuse des mobilen Gerätes eine Öffnung 3 vorzusehen in die der zu testende bläst und die die Atemluft geeignet zu der Gaseintrittsöffnung des Moduls führt. Selbstverständlich ist hier dann auch eine Gasaustrittsöffnung vorzusehen. Electrical contacts 2 for transmitting the operating energy and information to or from an evaluation unit and one or more gas inlets 3 are located on the outside of the module housing. The detection module is installed inside the mobile device so that there is sufficient gas access to the gas inlet opening. In the case of the examination of exhaled air, an opening 3 is to be provided in the housing of the mobile device, into which the one to be tested blows and which leads the breathing air in a suitable manner to the gas inlet opening of the module. Of course, a gas outlet opening must also be provided here.

Optional ist eine Zwangszuführung des Gases zum Sensor, z. B. durch eine Pumpen oder einen Heizdraht mit Kamineffekt vorzusehen. A forced supply of the gas to the sensor, e.g. B. by a pump or a heating wire with chimney effect provided.

Eine Auswerteelektronik kann direkt in das Modul eingebaut werden. Alternativ kann eine für Signale aus dem erfinderischen Modul geeignete Auswerteelektronik mit einem entsprechenden Computerprogramm im mobilen Gerät eingebaut sein. Evaluation electronics can be built directly into the module become. Alternatively, one for signals from the inventive module suitable evaluation electronics with a corresponding computer program to be installed in the mobile device.

Ein derartiges Modul ermöglicht folgende Nutzen:

- Die Detektion des Blutalkoholgehaltes. Hier wird der Alkoholgehalt der Ausatemluft bestimmt und über die eindeutige Korrelation zwischen Atem- und Blutalkoholgehalt auf den Blutalkoholgehalt rückgeschlossen. Hier ist eine Nullpunktskalibrierung des Sensors an Umgebungsluft möglich. Der Signalanstieg der auf das Einblasen der Atemluft folgt wird dann ausgewertet.
- Eine Detektion des Ozongehaltes in der Umgebungsluft. Der Ozongehalt der eindiffundierenden Umgebungsluft wird bestimmt und von der Auswerteeinheit im Modul oder im mobilen Endgerät klassifiziert. Hier kann der minimale Anzeigewert des Sensors der im Tagesrhythmus erreicht wird, wie z. B. beim Aufenthalt im Inneren von Gebäuden, als Nullpunktskalibrierung verwendet werden.
- Eine Brand- bzw. Gefahrgasmeldefunktion des mobilen Gerätes. Durch Detektion typischer brandbegleitenden Gase, wie z. B. NOx, CO, H2, CO2, Amide und Amine, lassen sich Brände im Frühstadium erkennen. Hier kann ein gleitender Nullpunkt verwendet werden, wobei der Anstieg der Gase in brandtypischen Zeiträumen, wie etwas im Minutenbereich, detektiert wird.
- Eine Detektion von Mundgeruch. Folgend auf das Einblasen wird der Anstieg an übelriechenden Gase wie z. B. Mercaptane detektiert.

Such a module enables the following benefits:

- The detection of blood alcohol levels. Here the alcohol content of the exhaled air is determined and the blood alcohol content is deduced from the clear correlation between breath and blood alcohol content. A zero point calibration of the sensor in ambient air is possible here. The signal increase that follows the blowing in of breathing air is then evaluated.
- A detection of the ozone content in the ambient air. The ozone content of the diffusing ambient air is determined and classified by the evaluation unit in the module or in the mobile device. Here the minimum display value of the sensor that is reached on a daily basis, such as B. when staying inside buildings, used as zero calibration.
- A fire or hazardous gas detection function of the mobile device. By detection of typical fire accompanying gases, such as. B. NOx, CO, H2, CO2, amides and amines, fires can be detected in the early stages. A floating zero point can be used here, whereby the rise in the gases is detected in typical fire periods, such as something in the minute range.
- A bad breath detection. Following the blowing in, the increase in malodorous gases such. B. Mercaptans detected.

In weiteren Stufen ist es auch möglich, medizintechnische Funktionen in das Modul, bzw. in das mobile Endgerät, zu integrieren. Dazu gehört die Analyse der Ausatemluft mit dem Ziel der Erkennung gesundheitlicher Fehlfunktionen. Dazu ist z. B. die Erkennung eines Asthmaanfalls im Frühstadium, z. B. durch die Detektion eines Anstieges des NO-Gehaltes der Ausatemluft von ca. 5 auf 25 ppb, oder die Bestimmung des Blutzuckerspiegels des Nutzers anhand einer Analyse der Ausatemluft, bei der Aceton miteinbezogen wird, möglich. In further stages, it is also possible to use medical technology Functions in the module or in the mobile device integrate. This includes the analysis of the exhaled air with the Aim to identify health problems. Is to z. B. the detection of an asthma attack in the early stages, e.g. B. by detecting an increase in the NO content of the Exhaled air from about 5 to 25 ppb, or the determination of the Blood sugar level of the user based on an analysis of the Exhaled air, which includes acetone, is possible.

Diese Daten können beim Einbau des Moduls in ein mobiles Telephon übermittelt und in telemedizinische Netzwerke eingespeist werden. This data can be used when installing the module in a mobile Telephone transmitted and in telemedical networks be fed.

Claims

1. Module for a mobile device in which
the module is a housing for selectable gas sensor types, the gas sensors being suitable for installation, and
the module can be placed on the terminal with one or more connections, and
the module has at least one gas inlet and a gas supply to the gas sensor.

2. Module according to claim 1, wherein the module is a Has gas inlet opening and a contact track.

3. Module according to one of claims 1 or 2, wherein the module FET gas sensors.

4. Module according to one of claims 1 or 2, wherein the module has different gas sensors.

5. Module according to one of claims 3 or 4, in which the Gas sensors are interchangeable.

6. Module according to one of claims 1 to 5, wherein the module is provided with a heater.

7. Module according to one of claims 1 to 6, wherein the module has evaluation electronics and an evaluation by the connection of the module via the contact bar Display unit of the terminal is transferable.

8. Module according to one of claims 1 to 7, in which in the module at least one membrane is provided such that the Housing housed sensors can be protected from water.

9. Module according to one of claims 1 to 8, wherein the module Has filter materials with which the sensors come into contact with harmful liquids are protected.