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January 2014
Karsten Kühn
Entwicklung und Charakterisierung eines modularen Gasmesssystems, basierend auf einer Kombination aus Halbleitergassensorik und Infrarotmesstechnik
Die Gasmesstechnik wächst sowohl in ihrer Bedeutung als auch im Spektrum ihrer Anwendungen. Dabei erfordern Gasmesssysteme aufgrund der meist hohen Komplexität der Gaszusammensetzung für viele Anwendungen eine hohe Selektivität, die aber durch chemische Sensoren meist nicht erreicht wird. Im Gegensatz dazu erlaubt die IR- Gasmesstechnik, basierend auf physikalischen Sensorprinzipien, eine sehr hohe Selektivität, allerdings verbunden mit hohen Kosten und – für eine hohe Sensitivität – großen Abmessungen des Messsystems.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Charakterisierung eines kombinierten, sog. „physikochemischen“ Gasmesssystems, basierend auf einer Kombination aus physikalischen und chemischen Sensorprinzipien, um somit die Vorteile beider Verfahren nutzen und gleichzeitig durch Kombination auch bekannte Schwächen minimieren zu können. Hierfür bietet sich insbesondere die preisgünstige und robuste Halbleitergassensorik an, aufgrund ihrer hohen Sensitivität sowohl als Sensor, aber gleichzeitig auch als IR-Strahlungsquelle für eine in der Infrarotmesstechnik übliche IR-Transmissions- oder auch Absorptionsmessung. Das neuartige kombinierte Messsystem bietet durch seinen modularen Ansatz und seine Adaptierbarkeit auf unterschiedlichste Anwendungen ein breites Einsatzpotential. Durch die systemische Integration der beiden Sensorprinzipien mit nur einer gemeinsamen Steuerung, Signalauswertung sowie Kommunikation werden die Kosten reduziert und die Zuverlässigkeit erhöht.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Charakterisierung eines kombinierten, sog. „physikochemischen“ Gasmesssystems, basierend auf einer Kombination aus physikalischen und chemischen Sensorprinzipien, um somit die Vorteile beider Verfahren nutzen und gleichzeitig durch Kombination auch bekannte Schwächen minimieren zu können. Hierfür bietet sich insbesondere die preisgünstige und robuste Halbleitergassensorik an, aufgrund ihrer hohen Sensitivität sowohl als Sensor, aber gleichzeitig auch als IR-Strahlungsquelle für eine in der Infrarotmesstechnik übliche IR-Transmissions- oder auch Absorptionsmessung. Das neuartige kombinierte Messsystem bietet durch seinen modularen Ansatz und seine Adaptierbarkeit auf unterschiedlichste Anwendungen ein breites Einsatzpotential. Durch die systemische Integration der beiden Sensorprinzipien mit nur einer gemeinsamen Steuerung, Signalauswertung sowie Kommunikation werden die Kosten reduziert und die Zuverlässigkeit erhöht.
Keywords: Modulares Gasmesssystem; physikochemische Kombination; Halbleitergassensorik; Infrarotmesstechnik; Photoakustik; Luftgüteüberwachung; Atemgasanalyse
Aktuelle Berichte aus der Mikrosystemtechnik – Recent Developments in MEMS
Edited by Prof. Dr. Andreas Schütze and Prof. Dr. Helmut Seidel, Saarbrücken
Volume 24
Shaker Verlag GmbH
Am Langen Graben 15a
52353 Düren
Germany
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