Ein einziger Sensor erkennt viele Gase

10. Dezember 2013, 14:35 Uhr
Ein einziger Sensor erkennt viele Gase
Ein einziger Sensor erkennt viele Gase

Auf der Messe Sensor+Test 2011 in Nürnberg stellt Unitronic (Halle 12, Stand 638) ein neues virtuelles und multifunktionales Gassensor-Array (VGSA) mit nur einem einzigen herkömmlichen Metalloxidsensor vor, das viele organische und anorganische Verbindungen, Brenngase und auch komplexe Gemische wie Zigarettenrauch erkennt.

 

Herkömmliche Sensor-Arrays basieren auf einer größeren Zahl verschiedener Gassensoren, die alle auf ihre eigene Weise auf das angebotene Gas reagieren und einen Messwert liefern. Diese individuellen Messwerte liefern für jede Gasart einen charakteristischen Fingerabdruck, der dem Modul in einem Teach-In-Prozess beigebracht wird und später die Erkennung ermöglicht. Die Nachteile solcher Multi-Sensor-Arrays sind, dass alle Sensoren unterschiedlich auf Luftfeuchtigkeit reagieren, ein unterschiedliches Langzeit-Driftverhalten aufweisen und zudem teilweise einen Memory-Effekt gegenüber Gasen zeigen. Dadurch ist sehr häufig eine aufwendige erneute Nachkalibrierung des gesamten Arrays erforderlich.

 

All diese Einschränkungen fallen beim virtuellen multifunktionalen Gassensor-Array weg. Hier erfolgt die Unterscheidung und Auswertung der verschiedenen Gase mittels eines einzigen kostengünstigen Miniatur-Gassensors auf Basis eines oxidischen Halbleiters und eines speziellen, auf innovativen Algorithmen und ausgeklügelter Elektronik basierenden hochempfindlichen Auswertungsverfahrens. Die gewonnenen Sensorparameter enthalten komplexe gastypische, langzeitstabile Muster und stellen so eine Art Fingerabdruck für jedes Gas dar. Diese Technologie erzeugt mit Hilfe des einzelnen Halbleitersensors mehrere einzelne Sensorsignale und entspricht so quasi einem virtuellen Sensorarray. Die Gasart wird dabei anhand der Gas­induzierten Verzerrung periodischer Temperatursprünge ermittelt. Halbleitersensoren haben die Eigenschaft, bei verschiedenen Temperaturen unterschiedlich empfindlich auf Gase zu reagieren. Zu jedem Gas gibt es eine optimale Temperatur des Sensors, was von der künstlichen Nase durch eine intelligente Temperierung ausgenutzt wird. Dabei wird nicht wie sonst üblich nur der ohmsche Widerstand eines Sensors ausgewertet, sondern die durch das Zielgas hervorgerufene elektronische Ladungsverschiebung. Dadurch ist das errechnete Signal frei von Einflüssen aus Luftfeuchte, Drift des Absolutwertes und Memory-Effekten.

 

Mit dem VGSA lassen sich Brenngase wie zum Beispiel Methan, Propan oder Butan, organische Verbindungen wie Alkohol, Benzin, Propanol, Ethanol, Azeton, Toluol, Cyclohexan, Wasserstoff, Formaldehyd und Kohlenmonoxid, anorganische Verbindungen wie Ammoniak, Isofluran, Halothan, Schwefelwasserstoff, Trichlorethylen und Tetrachlorkohlenstoff, aber auch Gemische wie Zigarettenrauch erfassen. Damit eignet sich das universelle Sensorsystem nicht nur für unterschiedlichste Anwendungen in der Lebensmittel-, Bio- und Pharmaindustrie, sondern auch für eine ebenso zuverlässige wie preiswerte Luft- oder Brand-Überwachung.

 

Website von Unitronic:

www.unitronic.de

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