Gegenstand des Fördervorhabens Mikro PAS II ist es, ein miniaturisiertes photoakustisches Sensorelement für den Einsatz in speziellen Anwendermilieus weiterzuentwickeln und anzupassen. Dieser Entwicklungsschritt basiert auf den Ergebnissen des Förderprojekts Mikro PAS, in dessen Rahmen das photoakustische Messprinzip als grundsätzliches Verfahren zur Detektion niederkonzentrierter gasförmiger Spezies identifiziert und eine Miniaturisierung des Sensorelements erreicht werden konnte. Im Anschluss an diese Entwicklungsphase wird das Sensormodul in verschiedenen Realgasumgebungen getestet und charakterisiert. Das Gesamtziel des dreijährigen Projekts ist der Bau eines Demonstrators als Basis für eine Serienentwicklung für den Einsatz im Feld. Die Ergebnisse der Messungen mit diesem Funktionsmuster in verschiedenen Prüfständen sollen den Anwendern eine Basis für die Entscheidung einer möglichen Produktentwicklung bieten. Im Rahmen des Gesamtverbundes wird MESSKO ein Funktionsmuster an seinem Ölprüfstand testen. Hierbei werden die Selektivität und die Einflüsse von Störgrößen wir Temperatur, Druck, etc. auf das Messsystem überprüft.
Innerhalb dieses Vorhabens soll ein in-situ Sensorsystem erforscht und entwickelt werden, das sowohl Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2) als auch Schwefelwasserstoff (H2S) hochgenau detektieren kann. Dazu ist die Integration verschiedener Technologien in ein einziges Messgerät notwendig, das der hochkorrosiven Umgebung einer Biogasanlage widerstehen kann. Um eine kostengünstige Lösung zu ermöglichen kommen innovative, neuartige Lösungsansätze zum Einsatz, deren Leistungsfähigkeit mindestens den zurzeit verwendeten Geräten entspricht. Gleichwohl sollen die Kosten aber um ein Vielfaches geringer sein. Durch eine solche Lösung wird eine großflächige, hochaufgelöste Überwachung der Gaszusammensetzung aller Prozessschritte der Biogasprozesskette möglich. Hierbei soll für die Detektion von CH4 und CO2 ein kostengünstiges optisches Verfahren erforscht werden. Damit auch H2S kostengünstig und genau gemessen werden kann, soll eine konzeptionell neue, metalloxid-basierte Messmethode erforscht werden. An dem Vorhaben sollen die Gassensorgruppe des Instituts für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg und das KMU J.Dittrich Elektronics GmbH & Co. KG beteiligt sein. Dabei wird das IMTEK die grundlagenwissenschaftlichen Fragenstellungen bearbeiten, die sich auf die Bereiche Spektroskopie, Oberflächenphysik und Mikrosystemtechnik erstrecken. Die nachfolgenden Arbeitsschritte beschreiben den geplanten Weg die inkjetgedruckten gassensitiven CuO-Schichten und die dazugehörigen Substrate zur Anwendertauglichkeit zu verbessern: Materialentwicklung - Stabile druckbare Suspensionen Fertigungsverfahren - Herstellung der sensitiven Schichten mittels InkjetDesign / Layout / Charakterisierung Sensorelement. Analog zum Schwelwasserstoffsensor werden hier die Schritte beschrieben, die auf dem Weg zu einem anwendungsfähigen, photoakustikbasierten CH4/CO2 Sensor notwendig sind.
Gegenstand des Fördervorhabens Mikro PASII ist es, ein miniaturisiertes photoakustisches Sensorelement für den Einsatz in speziellen Anwendermilieus weiterzuentwickeln und an die Messaufgabe anzupassen. Dieser Entwicklungsschritt basiert auf den Ergebnissen des Förderprojekts Mikro PAS (03ET1137A, 06/12-05/15), in dessen Rahmen das photoakustische Messprinzip als grundsätzliches Verfahren zur Detektion niederkonzentrierter gasförmiger Spezies identifiziert und eine Miniaturisierung des Sensorelements erreicht werden konnte. Im Anschluss an diese Entwicklungsphase soll nun das Sensormodul in verschiedenen Realgasumgebungen (Brennkammeratmosphäre, Gasbildung durch Alterungsprozesse von Ölen) getestet und charakterisiert werden. Das Gesamtziel des dreijährigen Projekts ist der Bau eines Demonstrators als Basis für eine spätere Serienentwicklung für den Einsatz im Feld und die Quantifizierung des Energieeffizienzgewinns der betrachteten Prozesse bei Einsatz der Photoakustik-basierten Messtechnik. Beginnend mit AP 1.4 sollen die Anforderungen an das Messsystem in Realumgebungen evaluiert werden. Die Arbeiten in diesem Arbeitspaket dienen ferner als Grundlage für die weiterführenden Untersuchungen der OTH im Rahmen der Spezifikationsentwicklung (AP 1). Aufbauend auf den Ergebnissen der Spezifikationsentwicklung erfolgen im Anschluss die Entwicklungsarbeiten zum Demonstratorbau (AP 3). Diese beinhalten und A. die Entwicklung der Ansteuer- und Auswerteelektroniken, des Fluidik-Systems und der Demonstrator-SW-Plattform als auch die eigentliche Konstruktion des Demonstrators. Parallel dazu wird die Anpassung des Prüfstands bezüglich der Spezifizierung des Demonstrators realisiert (AP2). Im letzten Schritt werden im Zuge des AP 4 eine Charakterisierung/Einflussparameteranalyse des Demonstrators sowie die Validierung der Funktionsweise unter simulierten Umweltbedingungen und Prüfung der Systemstabilität vorgenommen. Projektabschließend erfolgen Feldtests zur Eignung des Demonstrators.
Gegenstand des Fördervorhabens uPASII ist es, ein miniaturisiertes photoakustisches Sensorelement für den Einsatz in speziellen Anwendermilieus weiterzuentwickeln und an die Messaufgabe anzupassen. Im Rahmen des Förderprojekts uPAS (03ET1137A, 06/12-05/15) konnte das photoakustische Messprinzip bereits als grundsätzliches Verfahren zur Detektion niederkonzentrierter gasförmiger Spezies identifiziert und eine Miniaturisierung des Sensorelements erreicht werden. Nun soll das Sensormodul in verschiedenen Realgasumgebungen (Brennkammeratmosphäre, Gasbildung durch Alterungsprozesse von Ölen) getestet und charakterisiert werden. Das Gesamtziel des dreijährigen Projekts sind der Bau und die Charakterisierung eines Demonstrators und die Quantifizierung des Energieeffizienzgewinns der betrachteten Prozesse bei Einsatz der photoakustischen Messtechnik. Die Ergebnisse sollen den Anwendern die Entscheidung über eine mögliche spätere Produktentwicklung ermöglichen. Zunächst erfolgt die Definition der Laser-Spezifikationen für die Anwendungen des Vorhabens in enger Abstimmung mit den Projektpartnern. Hierauf basierend werden geeignete Interbandkaskadenkaser (ICL) - Strukturen untersucht und epitaktisch gewachsen. Nach erfolgreicher Qualifizierung des Lasermaterials folgen Forschungsarbeiten zur Prozessierung monomodiger ICLs. Daran schließt sich die Untersuchung und Entwicklung eines geeigneten Lasermoduls an.
Im Rahmen dieses Projektes werden neuartige Gasmeßsysteme für die Analyten NO2, NO, N2O sowie NH3 entwickelt. Dabei kommen photoakustische Meßsysteme mit neuartigen optischen Mikrophonen zum Einsatz.
Nachweis von Halogen-Wasserstoff-Gasen in der Atmosphaere im Sub-ppm-Bereich mit Hilfe eines photoakustischen Sensors.
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