Häufige Fragen

Der NZGS 2 ist ein selektiver Gassensor auf Metalloxid-Basis (MOx) von NANOZ. Ansprechpartnerin ist die TSR Messtechnik AG in Schaffhausen. Auf einem Chip von 1,15 × 1,15 mm sitzen vier Sensorelemente und zwei Heizer, untergebracht in einem QFN-8-Gehäuse von 2,8 × 2,8 × 1,6 mm. Anders als übliche MOx-Sensoren erkennt er nicht nur, dass ein Gas vorhanden ist, sondern welches. Er ist die Grundlage des MoxAi V5.0 der TSR Messtechnik AG, in dem Auswerteelektronik und trainiertes Klassifikationsmodell hinzukommen.

Der NZGS 2 kombiniert zwei unterschiedliche sensitive Schichten – SnO₂ für flüchtige organische Verbindungen und WO₃ für Ozon, CO und NO₂ – auf vier Sensorelementen mit einer dreieckförmigen Heizermodulation zwischen 1,8 und 2,2 V über eine Periode von 6 Sekunden. Jedes Gas erzeugt dabei ein eigenes Antwortmuster über die vier Sensoren. Eine KI-Klassifikation dieser Muster bestimmt das Gas, statt nur festzustellen, dass überhaupt ein Gas vorhanden ist.

Aus dem Antwortverlauf jedes der vier Sensoren werden sieben Merkmale extrahiert: Dreiecksamplitude, Fläche unter der Kurve, Anstiegs- und Abfallsteilheit, Spitze-Spitze-Wert, relative Häufigkeit, Kurtosis und Schiefe. Ein Deep-Learning-Modell klassifiziert daraus die Gasart und schätzt die Konzentration. Eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) trennt die Gas-Cluster im Merkmalsraum sichtbar voneinander.

Die Heizerspannung V_H läuft dreieckförmig zwischen 1,8 und 2,2 V mit exakt 6 Sekunden Periodendauer, die Sensorspannung V_S liegt zwischen 0,7 und 1,0 V, optimal bei 0,8 V. Die Periodendauer und der Spannungshub sind kein Richtwert: Weicht die Modulation ab, stimmen die Antwortmuster nicht mehr mit dem trainierten Modell überein und die Selektivität geht verloren.

Ja. Grundlage ist das Patent US 2016/0238548 A1 – Heated sensitive layer gas sensor with multiple supply points for extended lifetime. Patentinhaber sind das CNRS und die Université d’Aix-Marseille; NANOZ hält eine exklusive Lizenz.

Die wichtigsten Kenngrössen auf einen Blick:

Für fünf Gase nennt das Datenblatt garantierte Nachweisgrenzen; die niedrigste liegt bei 25 ppb für Aceton:

Nachgewiesen werden darüber hinaus Wasserstoff (H₂), Ammoniak (NH₃), Methan (CH₄), Schwefelwasserstoff (H₂S), Stickstoffdioxid (NO₂), Ozon (O₃), Lachgas (N₂O), BTEX, Elektrolytdämpfe EMC, DMC, DEC. Für diese nennt das Datenblatt keine garantierten Nachweisgrenzen – Messwerte und Prüfbedingungen stellen wir projektbezogen auf Anfrage bereit.

Bestimmt unter kontrollierten Laborbedingungen: 24 h Stabilisierung, 25 °C, 45 % rF. Das Datenblatt weist darauf hin, dass es sich um typische Kennwerte handelt, die von Chip zu Chip schwanken und stark von der konkreten Anwendung abhängen.

Für die im Datenblatt geführten Gase liegen Chip-zu-Chip-Kalibrierkurven vor. Das Datenblatt hält zugleich fest, dass es sich um typische Kennwerte handelt, die von Chip zu Chip schwanken und stark von der Anwendung abhängen. Für eine Alarmschwelle zählt deshalb nicht der Katalogwert, sondern die in der eigenen Gasmatrix gemessene Reproduzierbarkeit – genau dafür gibt es das Evaluation Kit.

In sieben Schritten:

1. 24 Stunden Vorheizen beim ersten Einschalten.
2. Basislinie in sauberer Referenzluft aufnehmen, mindestens 30 Minuten.
3. Bekannte Gaskonzentrationen aufgeben, mit zertifizierten Prüfgasen.
4. Antwort aller vier Sensoren je Konzentration aufzeichnen.
5. Kalibrierkurve bilden: Sensorwiderstand über Gaskonzentration.
6. Mit der PCA-Clustertrennung validieren.
7. Je nach Einsatzumgebung alle 6 bis 12 Monate rekalibrieren.

24 Stunden – und zwar bei 2,3 V Heizer- und 0,8 V Sensorspannung, also mit einer höheren Heizerspannung als im späteren Betrieb. Danach folgen mindestens 30 Minuten Basislinienstabilisierung in sauberer Referenzluft. Wird das Vorheizen abgekürzt, driftet die Basislinie und die Klassifikation wird unzuverlässig.

Bei −40 bis +125 °C und 10 bis 95 % relativer Feuchte, nicht kondensierend. Der NZGS 2 ist ESD-empfindlich und wird auf Tape and Reel geliefert – beim Handhaben ist ESD-Schutzausrüstung zu verwenden.

Silikonverbindungen. Sie vergiften die SnO₂-Schicht irreversibel – der Sensor verliert dauerhaft an Empfindlichkeit und lässt sich nicht wiederherstellen. Silikonhaltige Dichtstoffe, Klebstoffe, Schmiermittel und Trennmittel gehören deshalb nicht in die Nähe des Sensors, weder im Betrieb noch bei der Montage. Ausserdem ist Kondensation zu vermeiden; die Betriebsfeuchte liegt bei 15 bis 90 % rF, nicht kondensierend.

Die häufigsten Ursachen und ihre Prüfschritte:

• Keine Reaktion auf Gas: Heizerversorgung prüfen (1,8–2,2 V) und kontrollieren, ob die 24 Stunden Vorheizen abgeschlossen sind.
• Basislinie driftet nach oben: Feuchtewechsel oder Verschmutzung – 30 Minuten stabilisieren lassen, relative Feuchte auf 15–90 % prüfen.
• Empfindlichkeit lässt nach: Alterung oder Vergiftung – Betriebsstunden prüfen, Silikonkontakt ausschliessen.
• Gase werden verwechselt: Modulation prüfen – der Dreieckssweep muss exakt 1,8–2,2 V bei 6 s Periode sein.
• Starkes Rauschen: Lötstellen des QFN-8 prüfen, V_S muss zwischen 0,7 und 1,0 V liegen.

Ja. Für die Evaluierung gibt es ein Evaluation Kit mit Auswerteelektronik und Software, mit dem sich das Antwortverhalten in der eigenen Anwendung messen lässt, bevor eine Integration geplant wird. Anfragen an sales@nanoz.ai.

Weil sie Vorwarnzeit schafft, bevor eine Zelle öffnet. Der Thermal Runaway einer Lithium-Ionen-Zelle verläuft in vier Stufen:

• Stufe 1 – Elektrolyse: Wasserstoff entsteht auf Zellebene.
• Stufe 2 – Elektrolytdampf: EMC, DMC und DEC treten aus und sind für den NZGS 2 nachweisbar.
• Stufe 3 – erstes Venting: CO, H₂ und Elektrolytgase schiessen hoch.
• Stufe 4 – Thermal Runaway: massive Gasfreisetzung, für ein sicheres Eingreifen zu spät.

Reine Wasserstoffsensoren schlagen typischerweise erst in Stufe 3 an. Der NZGS 2 erkennt bereits Stufe 2 – das ist der Unterschied zwischen Vorwarnung und Schadensmeldung.

Ein Wasserstoffsensor misst eine einzige Grösse: H₂. Sensoren nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip erkennen im Thermal-Runaway-Verlauf deshalb erst das Venting in Stufe 3. Der NZGS 2 wertet ein Muster über vier Sensorelemente aus und deckt damit 14 Gase ab, darunter die Elektrolytdämpfe der Stufe 2. Mit rund 70 mW ist er zudem deutlich sparsamer als beheizte Einzelgassensoren vergleichbarer Empfindlichkeit – etwa ein Zehntel.

Der NZGS 2 misst VOC-Signaturen in der Ausatemluft. In der Forschung untersuchte Zusammenhänge sind unter anderem:

• Diabetes und Unterzuckerung: Aceton – über 1,8 ppm in diabetischer Atemluft gegenüber 0,3 bis 0,9 ppm bei Gesunden.
• Lungenkarzinom: Hexanal, Heptanal, Octanal, Nonanal, Benzaldehyd.
• Mammakarzinom: Alkane C3–C12, Benzolderivate, Ketone.
• COVID-19: Octanal, Nonanal, Heptanal.
• Zystische Fibrose: Carbonylsulfid, Dimethylsulfid, Acetoin.

Diese Angaben beschreiben den Stand der Forschung zu VOC-Biomarkern und dienen der Einordnung möglicher Anwendungen. Der NZGS 2 ist ein Sensorbauteil und kein zugelassenes Medizinprodukt; eine Diagnose ersetzt er nicht.

In fünf Feldern:

• Medical – Atemgasanalyse in Echtzeit, persönlicher Schutz am Arbeitsplatz.
• Automotive, Aviation, Greentech – Thermal-Runaway-Früherkennung an E-Batterien vom Fahrzeug bis zum Container, In-Car Air Quality.
• Industrie 5.0 – Wasserstoffsicherheit an Brennstoffzellen, Elektrolyseuren und Kesseln, Ammoniak-Leckerkennung, H₂S-Überwachung in Öl und Gas.
• Luftqualität – innen Formaldehyd, BTEX und CO aus Baustoffen und Verbrennung, aussen NO₂, O₃ und CO; daraus lässt sich ein kombinierter Luftgüteindex berechnen.
• Food und Agriculture – Ethylen zur Reifegradbestimmung, Verderbniserkennung über die Veränderung der VOC-Signatur, Kühlkettenüberwachung.

Die Website nanoz.ai wird von der TSR Messtechnik AG in Schaffhausen betrieben. Anschrift: Ebnatstrasse 164, CH-8207 Schaffhausen. Telefon +41 41 510 23 05, E-Mail sales@nanoz.ai.

Auf Anfrage per E-Mail an sales@nanoz.ai. Das vollständige Datenblatt enthält Pinbelegung, elektrische Kenndaten, Prüfbedingungen und Kalibrierkurven. Investoren erhalten das Pitch Deck über die Investorenseite.