Künstliche Nasen erschnüffeln Gase

9. Januar 2017, 00:00 Uhr
Bild: Unitronic
Bild: Unitronic
Die Unitronic GmbH, Entwicklungsdienstleister aus Düsseldorf und Mitglied des schwedischen Technologiekonzerns Lagercrantz Group AB, ist es gelungen, mit einer Art „künstlichen Nase“ die Messung und Auswertung  von Gasen zu vereinfachen. Das Unternehmen hat dafür das  Sensormodul VGSA (virtueller multifunktionaler Gas-Sensorarray) entwickelt, welches in der Lage ist, mit einem einzigen herkömmlichen Metalloxidsensor eine Vielzahl organischer und anorganischer Verbindungen selektiv zu erkennen. Damit lassen sich die Kosten für die Analyse von Luftbestandteilen deutlich reduzieren.
 
Das „virtuelle multifunktionale Gassensor-Array“ (VGSA) verwendet einen einzigen, kostengünstigen Miniatur-Gassensor auf Basis eines oxidischen Halbleiters, der mithilfe einer innovativen Auswertung  die verschiedenen Gase voneinander unterscheiden kann“, beschreibt Abteilungsleiter Eduard Schäfer die Methode. Die Art  des Gases ermittelt der Sensor anhand der gasinduzierten Verzerrung periodischer Temperatursprünge. Um die Messgenauigkeit zu steigern, verwendet der USM-VGSA eine intelligente Temperierung, da es für jedes Gas eine optimale Temperaturumgebung gibt, die optimale Messergebnisse liefert. Zusätzlich zu der Temperaturmodulation wertet das Modul die komplexe Leitfähigkeit (Impedanz) des Sensors aus, die ein Gas hervorruft.
 
Das Modul nutzt ein spezielles, hochempfindliches Auswertungsverfahren mit innovativen Algorithmen und Techniken. Diese Technologie erzeugt mithilfe eines einzelnen Halbleitersensors mehrere einzelne Sensorsignale und entspricht so quasi einem virtuellen Sensorarray.
 
„Die Funktion der ‚künstlichen Nase’ basiert im Endeffekt auf bestimmten Aspekten, denn jeder wirkt sich aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung unterschiedlich auf das Sensorelement aus“, erläutert Eduard Schäfer. „Das Eindringen der Gase in die sensitive Wirkschicht des Sensors ist bei jedem Gas anders.“ Für die Ermittlung relevanter Ergebnisse wertet der VGSA 48 unterschiedliche Sensor-Einflussgrößen aus und extrahiert diese aus der Sensorschicht. Auf diese Weise entsteht ein virtuelles 48 Sensoren-Array.
 
Die intelligenten Gassensoren der Unitronic GmbH finden ihren Einsatz unter anderem in Brandmeldeanlagen zur Detektion von Frühbranderkennung. Das Analyseverfahren erkennt, welches Material gerade brennt und unterstützt die individuelle Erfassung unterschiedlicher Brandarten. Darüber hinaus können sie als Analyse zur gezielten Vorbeugung größerer Schäden bei industriellen Anlagen und im Bereich der Weißen Ware zur Erfassung der Luftqualität eingesetzt werden. Filteranlagenhersteller von industriellen Filteranlagen können davon profitieren, indem ganz gezielt die Gase hinter dem Filter analysiert werden, um den Durchbruch des Filters rechtzeitig zu erkennen.
 
Weitere Informationen zu dem Sensormodul USM sind unter
http://www.unitronic.de/electronics/systeme/sensorik/unitronic-sensor-module/vgsa.html erhältlich.
 
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