Das integrierende Messverfahren - ein neuartiges Messprinzip für die Gassensorik

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Ralf Moos
• Subject Area: Measurement Systems
• Term: from 2011 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 197009584

In diesem Projekt soll ein neuartiges Messprinzip für die Gassensorik untersucht werden. Bei herkömmlichen konduktometrischen Gassensoren hängt die Leitfähigkeit des sensitiven Materials von der aktuellen Konzentration der zu messenden Komponente ab. Im Gegensatz dazu speichert beim hier zu untersuchenden integrierenden Messprinzip das sensitive Material diese Gaskomponente (integriert sie also auf) und ändert dabei seine Leitfähigkeit oder seine elektrische Impedanz möglichst linear mit der gespeicherten Menge dieser Komponente. Zwei grundlegende Messverfahren erscheinen möglich. Durch die im Material stattfindende Integration bis eine Sättigung, d.h. eine Abweichung von der Linearität, eintritt, ist der Sensorleitwert oder die Impedanz direkt zu den zeitlichen Mittelwerten proportional, z.B. zu Stundenmittelwerten bei einer Integrationszeit von einer Stunde. Alternativ gibt die zeitliche Ableitung des Sensorsignals die aktuelle Konzentration wieder. Nach der Integrationszeit muss das Sensormaterial regeneriert werden, wobei durch die Linearität der exakte Nullpunkt kaum eine Rolle spielt. Dadurch kann die Nullpunktdrift eliminiert werden. Erste Vorversuche waren erfolgreich. Es sind derzeit aber weder weitere Paarungen aus Sensormaterial und Analyt bekannt, noch sind Konstruktionsvorschläge vorhanden oder Betriebsbedingungen für einen solchen Sensor durchdacht. Mit Hilfe von Modellen sollen diese erarbeitet werden. Zum Abschluss soll mit den im Projekt gefundenen Sensormaterialien ein Demonstrator für praktisch relevante Schadgase wie NO2, SO2 oder NH3 realisiert werden.

• DFG Programme: Research Grants