Advertisement

Physikalisch-Chemische Gassensoren

  • Gerhard WieglebEmail author
Chapter
  • 6.6k Downloads

Zusammenfassung

Brennbare Gase wie z. B. Erdgas, Flüssiggas, Wasserstoff oder auch Kohlenmonoxid lassen sich mit dem sogenannten Wärmetönungsverfahren bzw. kalorimetrisches Verfahren bestimmen. Dieser Sensortyp zeichnet sich durch eine hohe Selektivität zu brennbaren Gasen aus.

Bereits vor über 100 Jahren war diese Methode schon zum Nachweis von Methan im Grubengas bekannt. 1877 veröffentliche J. Coquillion seine Untersuchungsergebnisse zur Verbrennung von Methangas an glühendem Platin. In Abb. 4.1 ist eine Apparatur aus dieser Zeit dargestellt, die als Karburometer bezeichnet wird. Die Gasprobe (z. B. Grubengas aus einem Bergwerk) befindet sich in einem Glaskolben (links im Bild) und wird über einen Hahn an die Apparatur angekoppelt. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung wird der Platindraht im Verbrennungsgefäß B bis zur Rotglut erhitzt und das Methan aus der Probe verbrennt vollständig. Das freigesetzte Kohlendioxid wird anschließend durch Kalilauge gebunden, die sich im Absorptionsgefäß D befindet. Der Gasaustausch in der Apparatur wird durch Heben und Senken der Niveauflasche F erreicht (\(\to\) Pumpwirkung). Durch den Volumenverlust steigt der Pegel in dem Messrohr an und kann dann in die gewünschte Gaskonzentration umgerechnet werden. Das Gefäß C dient als hydraulischen Abschluss der Apparatur.

Literatur

  1. Barschdorff, D., Becker, D.: Neuronale Netze als Signal- und Musterklassifikation. Technisches Messen 57(11), 437–444 (1990) Google Scholar
  2. Breuer, W., Deprez, J., Kitzelmann, D.: Spezielle elektrochemische Spurenmessverfahren. Messen, Steuern, Regeln in der chemischen Industrie, Bd. II. Springer, Berlin (1980) Google Scholar
  3. Brunck, O.: Clemens Winklers Lehrbuch der technischen Gasanalyse. 4. Aufl. Verlag von Arthur Felix, Leipzig (1919) Google Scholar
  4. Dierksheide, H.: Operating Principle and Construction of Zirconium Dioxide Oxygen Sensors of the XYA Series (2015) Google Scholar
  5. Dietz, H.: Gas diffusion controlled solid electrolyte oxygen sensors. Solid State Ion. 6, 175–183 (1982) CrossRefGoogle Scholar
  6. Franx, C.: A dynamic oxygen sensor with zero temperature coefficients. Sensors and Actuators 7, 263–279 (1985) CrossRefGoogle Scholar
  7. Göpel, W., Hesse, J., Zemel, J.N.: Sensors. A Comprehensive Survey. Chemical and Biochemical Sensors. Part 1, Bd. 2. VCH, Weinheim (1991) CrossRefGoogle Scholar
  8. Hammer, F.: Entwicklung eines miniaturisierten Festkörperelektrolytsensors aus der Raumfahrt zur Optimierung von Verbrennungsprozessen. Fortschritt-Berichte VDI. Reihe 8. Mess-, Steuerungs-und Regelungstechnik Nr. 935 (2001) Google Scholar
  9. Hammer, F.: Sensorische Verbrennungsoptimierung von Gasfeuerungsanlagen. gwf-Gas-Erdgas Juli 2014, 376–380 (2014) Google Scholar
  10. Häusler, J.: Charakterisierung von Gassensoren zur Überwachung belasteter Raumluft. Dissertation, Justus-Liebig-Universität Gießen (2004) Google Scholar
  11. Heitbaum, J., Wiegleb, G.: Halbleitergassensor auf der Basis von Indiumzinnoxid. Experimentelle Technik der Physik 39, 3, III (1991) Google Scholar
  12. Hengstenberg, J., Sturm, B., Winkler, O.: Messen, Steuern, Regeln in der Chemischen Technik Bd. II, Betriebsmesstechnik II (Physikalische Analytik). Springer, Berlin (1980) Google Scholar
  13. Jessel, W.: Gase-Dämpfe-Gasmesstechnik. Dräger Saftey AG, Lübeck (2001) Google Scholar
  14. Kabaker, G.: Kfz-Lambda-Sonde. Sensor-Magazin 44 (1988) Google Scholar
  15. Karbach, A.: Messtechnik in der Versorgungstechnik. Springer, Berlin (1997) Google Scholar
  16. Kiesewetter, O., Müller, J.: private Mitteilung (2015) Google Scholar
  17. Moseley. P.T., Norris, J., Williams, D.E.: Techniques and Mechanisms in Gas Sensing. Adam Hilger, Bristol (1991) Google Scholar
  18. Schambach, K.: Entwurf, Herstellung und Charakterisierung eines mikromechanischen Quecksilbersensors. Dissertation, TU-Dortmund, FH-Dortmund (2002) Google Scholar
  19. Schaumburg, H.: Sensoren. Teubner, Stuttgart (1992) CrossRefGoogle Scholar
  20. Ullmann, H.: Keramische Gassensoren. Akademie, Berlin (1993) Google Scholar
  21. Wedler, G.: Adsorption – Eine Einführung in die Physiosorption und Chemisorption. Verlag Chemie (1970) Google Scholar
  22. Wiegleb, G.: Entwicklung eines Zinndioxid-Gassensors in Dickschicht-Technologie. Dissertation, Universität Witten-Herdecke (1990) Google Scholar
  23. Wiegleb, G., Weber, M., Kitzelmann, D.: Industrielle Gassensorik, Kap. 2 Elektrochemische Sensoren. expert verlag, Renningen (2001) Google Scholar
  24. Zeng, Q.X. et al.: Hydrogen Gas Sensing with Networks of Ultra small Palladium Nanowires Formed on Filtration Membranes. NANO Letters: doi: 10.1021/nl103682s (2010) CrossRefGoogle Scholar

Weiterführende Literatur

  1. Coquillion, J.: Comptes Rendus. T. 84, 458 (1877) Google Scholar
  2. Haaland, D.M.: Internal reference solid electrolyte oxygen sensor. Anal. Chem. 49(12), 1813–1817 (1977) CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Fachmedien Wiesbaden 2016

Open Access Dieses Kapitel wird unter der Creative Commons Namensnennung - Nicht kommerziell 2.5 International Lizenz (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/deed.de) veröffentlicht, welche die nicht-kommerzielle Nutzung, Vervielfältigung, Bearbeitung, Verbreitung und Wiedergabe in jeglichem Medium und Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle ordnungsgemäß nennen, einen Link zur Creative Commons Lizenz beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenommen wurden.

Die in diesem Kapitel enthaltenen Bilder und sonstiges Drittmaterial unterliegen ebenfalls der genannten Creative Commons Lizenz, sofern sich aus der Abbildungslegende nichts anderes ergibt. Sofern das betreffende Material nicht unter der genannten Creative Commons Lizenz steht und die betreffende Handlung nicht nach gesetzlichen Vorschriften erlaubt ist, ist auch für die oben aufgeführten nicht-kommerziellen Weiterverwendungen des Materials die Einwilligung des jeweiligen Rechteinhabers einzuholen.

Authors and Affiliations

  1. 1.Fachhochschule DortmundDortmundDeutschland

Personalised recommendations