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Auf der diesjährigen INTERKAMA vom 18. - 23. 10. in Düsseldorf stellt das ICB drei Neuentwicklungen in der Gassensorik vor:
1) Gas Beetle: Der energiearme und wartungsfreie Gassensor für infrarotaktive Gase
2) Air Check: Die zuverlässige elektronische Nase
3) Gas Cap: Die Meßkappe zur CO2-Messung in geschlossenen Gefäßen
Innovationen in der Gasmeßtechnik stellt das ICB-Institut für Chemo- und Biosensorik auf der Industriemesse für Kommunikation, Automation und Meßtechnik INTERKAMA in Düsseldorf vor. Die INTERKAMA, die vom 18. - 23. Oktober stattfindet, ist eine renommierte Leitmesse für industrielle Meßtechnik und damit für das ICB der ideale Marktplatz, Industriepartner für seine neuen Sensoren zu finden. Drei Neuentwicklungen, die allesamt zum Patent angemeldet sind, sollen dort ihre Käufer finden.
Der Gas Beetle, der seinen Namen seiner käferartigen Form verdankt, ist ein wartungsfreier Sensor zur Messung unter anderem von Kohlendioxid. Mit ihm ist erstmalig die quasi-kontinuierliche Überwachung des Kohlendioxid-Gehaltes in geschlossenen Räumen wirtschaftlich möglich. Wer kennt sie schließlich nicht, die buchstäbliche "dicke Luft" in Konferenzräumen. Die Wohlfühlgrenze von 0,1 % Kohlendioxid in der Luft ist schon nach wenigen Minuten erreicht, wenn mehrere Personen sich im geschlossenen Raum befinden. Bei Überschreiten der Wohlfühlgrenze kommt es zu Ermüdungserscheinungen und Konzentrationsschwäche. Eine gezielte Lüftung ist durch eine sensorgesteuerte Lüftungsanlage möglich. Klimaanlagen können mit Sensoren bedarfsgerecht gefahren werden, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt. Bisherige Sensoren verbrauchen jedoch zu viel Energie oder sind zu teuer, um sie wie Rauchmelder in jedem Raum zu installieren. Der Gas Beetle macht solch eine Anwendung nach den Vorstellungen der ICB-Forscher jetzt möglich. Einsatzgebiete können Lüftungsteuerungen für betriebliche Klimaanlagen und im Büro sein ebenso wie die Überwachung von erdgasbetriebenen Geräten oder Deponie-, Silo- und Kellerraumüberwachung.
Eine weitere Anwendung des Gas Beetle ist der Einsatz als Explosionsschutz-Sensor. Durch kontinuierliche und möglichst flächendeckende Überwachung der Gaskonzentration kann frühzeitig vor Explosionsgefahr gewarnt werden. Hierzu wird der Sensor zur Messung von explosiven Gasen wie zum Beispiel Methan ausgelegt. Auch in diesem Fall kann der preiswerte und energiearme Sensor wie ein Rauchmelder im Raum installiert werden, er kann aber auch im Batteriebetrieb an der Person, zum Beispiel im Arbeitsschutz, getragen werden.
Eine weitere Neuentwicklung des ICB ist der Air Check mit Sensoren und zugehörigem Meßgerät zur Bestimmung von Gerüchen. Ähnlich der menschlichen Nase kann dieses Meßgerät geruchsintensive Gasmischungen, sei es Duft oder Gestank, bestimmen. Daher werden solche Sensorbasierte Meßverfahren auch "Elektronische Nasen" genannt. Im Gegensatz zu bereits kommerziell erhältlichen Elektronischen Nasen hat die ICB-Entwicklung kein Problem mit schwankender Luftfeuchte, ist besser in der Meßempfindlichkeit und zudem deutlich preisgünstiger konzipiert. Damit hoffen die ICB-Forscher, den mittlerweile angeschlagenen Ruf elektronischer Nasen wieder zu verbessern. Denn Bedarf an solchen Geräten besteht in jedem Fall, sei es in der Überwachung von Mülldeponien oder in der Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Duftstoffen. Geruchsanalytik auf Basis von Gassensoren kann sich als Alternative zur konventionellen, aufwendigen instrumentellen Analytik durchsetzen. Voraussetzung dafür ist jedoch, dass
- Vergleichbarkeit der Messungen an unterschiedlichen Geräten und über lange Zeitperiode gewährleistet ist
- die Empfindlichkeit für den geforderten Konzentrationsbereich ausreicht
- schwankende Luftfeuchte kein Problem darstellt
einfache Herstellungstechnik einen Preisvorteil bietet. Die patentierten ICB-Sensoren zeichnen sich durch ein unkompliziertes Herstellungsverfahren und breite Variationsmöglichkeiten aus. Basis sind interdigitale Mikroelektroden, auf denen eine sensitive Schicht aus weichgemachten Polymerelektrolyten aufgebracht wurde. Durch Batch-Kalibration und -Zertifizierung der massenproduzierbaren Sensor-Arrays sind Kalibrationen während des Messbetriebs nicht mehr notwendig. Durch die Austauschbarkeit der Sensor-Arrays bereiten die mangelnde Vergleichbarkeit der Messungen und unzureichende Langzeitstabilität keine Kopfschmerzen mehr. Ein datenbankfähiges Meßsystem ermöglicht den Vergleich der Meßdaten verschiedener Sensor-Arrays. Die mangelnde Nachweisstärke der Sensoren in dem bei Geruchsbestimmungen geforderten Konzentrationsbereich wird durch ein vorgeschaltetes Anreicherungsmodul wettgemacht.
Der dritte Sensor, der auf der INTERKAMA vorgestellt werden soll, bedient einen Nischenmarkt. Mit diesem "Gas Cap" genannten Sensor lassen sich Kohlendioxid oder andere infrarotaktive Gase in geschlossenen Gefäßen bestimmen. Ohne die Gasatmosphäre in dem Gefäß zu stören, lassen sich mit Hilfe einer Meßkappe - daher der Name "Gas Cap" - kontinuierlich Messungen durchführen. Anwendungsgebiete sind hierbei Messungen mikrobieller Aktivitäten zum Beispiel in der Medizin oder in der biologischen Forschung. Ein Maß für mikrobielle Aktivität zum Beispiel beim Abbau bioabbaubarer Kunststoffe ist der Kohlendioxidgehalt in der Luft, da Mikroorganismen bei der Verwertung der Kunststoffe Kohlendioxid "ausatmen".
Die Meßkappe kann über jedes beliebige Laborgefäß gestülpt werden und dient dabei gleichzeitig als Abdichtung des Gefässes. In jedem gewünschten Zeitabstand kann mit der Gas Cap eine Messung des Kohlendioxidgehalts durchgeführt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren wird dabei die Gasatmosphäre nicht gestört und damit das für die Testreihen wichtige kinetische Gleichgewicht beibehalten.
Fotos der Neuentwicklungen können bei Bedarf in elektronischer Form als JPEG zur Verfügung gestellt werden.
Sie sind herzlich eingeladen, sich persönlich ein Bild von den neuen Sensoren zu machen und uns im ICB oder am Messestand in Halle 10, B15, zu besuchen.
Für Nachfragen stehe ich Ihnen gern zur Verfügung.
http://www.uni-muenster.de/ChemoBioSensorik
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Biologie, Chemie, Elektrotechnik, Energie, Informationstechnik, Maschinenbau
überregional
Forschungsergebnisse
Deutsch
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