Gassensor

Ein einziger Metalloxidsensor erkennt Vielzahl von Gasen

04.05.2011 | Redakteur: Sariana Kunze

Eine „künstliche Nase“, die mit nur einem einzigen herkömmlichen Metalloxidsensor eine Vielzahl von organischen und anorganischen Verbindungen, Brenngasen sowie komplexe Gemische wie

Eine „künstliche Nase“, die mit nur einem einzigen herkömmlichen Metalloxidsensor eine Vielzahl von organischen und anorganischen Verbindungen, Brenngasen sowie komplexe Gemische wie Zigarettenrauch erkennt und somit eine besonders kostengünstige Erfassung und Auswertung von Luftbestandteilen ermöglicht, stellt Unitronic mit dem neuen virtuellen multifunktionalen Gassensor-Array (VGSA) auf der Sensor+Test 2011.

Herkömmliche Sensor-Arrays basieren auf einer größeren Zahl verschiedener Gassensoren, die alle auf ihre eigene Weise auf das angebotene Gras reagieren un deinen Messwert 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-Sensoren-Arrays sind, Dass alle Sensoren unterschiedlich auf Luftfeuchtigkeit reagieren, ein unterschiedliches Langzeit-Driftverfahren aufweisen und zudem teilweise einen Memory-Effekt gegenüber Gasen zeigen. Dadurch ist sehr häufig eine aufwändige erneute Nachkalibierung des gesamten Arrays erforderlich.

All diese Einschränkungen fallen bei Unitronic‘s virtuellem multifunktionalen Gassensor-Array weg. Hier erfolgt die Unterscheidung und Auswertung der verschiedenen Gase ermitteln eines einzigen kostengünstigen Miniatur-Gassensoren auf Basis eines oxidischen Halbleiters und eines speziellen, auf innovative Algorithmen und ausgeklügelten Elektronik basierenden hochempfindlichen Auswertungsverfahren.

Die gewonnen Sensorparameter enthalten komplexe gastypische, langzeitstabile Muster und stellen so eine Art Fingerabdruck für jedes Gas dar. Die Technologie erzeugt mit Hilfe des einzelnen Halbleitersensors mehrere einzelne Sensorsignale und entspricht so quasi einem virtuellem Sensorarray. Die Gasart wird dabei anhand der Gas-induzierten Verzerrung periodischer Temperatursprünge ermittelt. Halbleitersensoren haben die Eigenschaften, 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.

Die die künstliche Nase nicht wie sonst allgemein üblich nur den ohmschen Widerstand eines Sensors, sondern die durch das Zielgas hervorgerufene elektronische Ladungsverschiebung auswertet, 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, Trichlorethxlen und Tetrachlor-Kohlenstoff, aber auch Zigarettenrauch etc. 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.

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