Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Robuste und kostengünstige Taupunktsensoren

25.03.2009
Die fortlaufende Optimierung technischer Prozesse, steigende Qualitätsanforderungen, sowohl an das Produkt, wie auch an den Prozess, unter Berücksichtigung der Gesichtspunkte Resourcen und Energieeinsatz, wecken einen wachsenden Bedarf an Sensoren zur Gas und Luftfeuchtemessung.

Neben der Bestimmung der relativen Feuchte spielt hierbei insbesondere auch die Messung des absoluten Feuchtegehalts, sowie daraus abgeleitete Größen wie die Wasseraktivität eine entscheidende Rolle.

Messtechnisch erfassen lässt sich die absolute Feuchte vorteilhaft über den Taupunkt. Dieser wird entweder ersatzweise aus der relativen Feuchte und der Temperatur ermittelt oder er wird direkt gemessen, was vergleichsweise teure Messgeräte erfordert. Ein direkt den Taupunkt bestimmendes Messsystem mit den Attributen robust und kostengünstig könnte zahlreiche Messaufgaben ideal lösen bzw. deren Lösung erst ermöglichen.

Auf der Basis eines am HSG-IMIT entwickelten, neuartigen thermischen Messverfahrens und dessen mikrotechnische Umsetzung liegt nunmehr ein Sensorsystem vor, welches in der Lage ist, Taupunkttemperaturen robust, in einem sehr weiten Bereich zu messen, (-40°CTd bis +80°CTd).

Das grundlegende Sensorprinzip basiert auf den seit langem etablierten Kondensations-prinzip (Taupunktspiegel). Durch den neuartigen Ansatz im Detektionsverfahren und dessen mikrotechnische Umsetzung, ist es möglich einen derartigen Sensor robust und kostengünstige zu realisieren. Durch das dynamische Messverfahren wird eine hohe Langzeitstabilität erwartet. Darüber hinaus ermöglicht es Aussagen über Driftvorgänge am Sensor.

Die mikrotechnische Grundlage des Sensorssystems bildet ein am HSG-IMIT entwickelter und in Serie produzierter thermischer Membransensor, so dass auf eine langjährige Erfahrung in Entwicklung und Fertigung zurückgegriffen werden kann.

In der Applikation ergibt sich durch den großen Messbereich von ca. -40°CTd bis +80°CTd und der Möglichkeit unter Druck zu messen, ein sehr breites Spektrum an Anwendungen.

Im Mittelpunkt stehen hier insbesondere die Drucklufttechnik, die Rein-Gasanalyse, Trocknungsprozesse in all ihrer Vielfalt, sowie das Handling, die Verpackung und die Lagerung von Produkten aus den Bereichen Nahrungsmittel und Pharma.

Der thermische Taupunktsensor arbeitet mit Heizelementen und Temperatursensoren auf einer sensitiven Silizium-Nitrid-Membran. Analog zu konventionellen Taupunktspiegeln wird diese sensitive Fläche durch ein Peltierelement gekühlt. Beim Unterschreiten der Taupunkttemperatur entsteht ein Kondensat.

Dieses wird aber nicht wie bei bekannten Taupunktspiegeln optisch detektiert, sondern es werden die thermischen Eigenschaften der Silizium-Nitrid-Membran genutzt. Dazu wird die Heizleistung zyklisch gepulst und das thermische Aufheizverhalten der Membran mittels der Temperatursensoren erfasst. Wird der Taupunkt unterschritten, verändert das entstehende Kondensat die Wärme-kapazität der Membran und damit das thermische Antwortsignal. Messgenauigkeiten der Taupunkttemperatur von +/- 0.3K können erreicht werden, dies entspricht der Genauigkeit konventioneller Tauspiegelhygrometer.

Detaillierte Arbeitsergebnisse zu diesem neuartigen Sensorsystem wurden veröffentlicht und sind auf Anfrage gerne erhältlich, ebenso Testmuster mit Mikroprozessorsteuerung und Anzeige.

Moritz Faller | idw
Weitere Informationen:
http://www.hsg-imit.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Positronen als neues Werkzeug für die Forschung an Lithiumionen-Batterien: Löcher in der Elektrode
22.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Mit Strom vorankommen
21.02.2017 | FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt

22.02.2017 | Medizin Gesundheit

Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie

22.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Meeresforschung in Echtzeit verfolgen

22.02.2017 | Geowissenschaften