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URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-1079
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/1999/107/


Entwicklung eines Meßsystems für Umweltgase mit verbesserter Empfindlichkeit und Selektivität

Uwira, Volker


pdf-Format: Dokument 1.pdf (2.902 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Angewandte Physik
Fachgebiet: Physik
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 28.09.1999
Erstellungsjahr: 1999
Publikationsdatum: 23.12.1999
Kurzfassung auf Deutsch: In dieser Arbeit wird die Entwicklung eines Meßsystems für Umweltgase vorgestellt. Für den Nachweis von Umweltgasen stehen verschiedene Meßverfahren
zur Verfügung. Es wird ein Überblick über die gängigsten Methoden der Umweltmeßtechnik gegeben. Ziel der Entwicklung ist die Verbesserung von
Empfindlichkeit und Selektivität bei Meßsystemen aus Halbleitergassensoren, um den hohen Anforderungen der Umweltanalytik für die Emissions- und
Immissionsmessung gerecht zu werden.

Im ersten Schritt der Entwicklung wird die Anreicherung von Gasen durch Physisorption auf dem Polymer-Absorbermaterial Tenax TA untersucht. Dafür wird
ein spezieller Vorkonzentrator aufgebaut und die Anreicherung verschiedenster Gase auf dem Absorber durch Infrarotabsorptionsmessungen charakterisiert.
Die Zusammenhänge der Gasadsorption und Desorption auf Feststoffen werden unter Berücksichtigung der Stoffgruppe, der Stoffkonzentration und des
Probenflusses bei der Probennahme praktisch ermittelt und mit den theoretischen Modellen verglichen. Die Ergebnisse zeigen ein Verbesserung der
Nachweisempfindlichkeit um bis zu zwei Größenordnungen und eine deutliche Erhöhung der Selektivität durch stoffspezifische Desorptionstemperaturen.


Weiterhin befaßt sich die Arbeit im Rahmen der Entwicklung mit der Verbesserung von Halbleitergassensoren. Durch den Einsatz neuer Sensortypen und
Algorithmen soll die Erhöhung des Informationsgehalts der Halbleitergassensoren erreicht werden. Es werden Sensorarrays aus AL2O3 mit sehr geringer
Baugröße verwendet.

Die Wechselwirkung von Gasen, wie NO, H2, CO, CH4 und NH3 mit SnO2-Halbleiterschichten wird unter dem Einfluß der Dotierung, der Deckschicht, der
Gaskonzentration und der Temperatur näher betrachtet. Außerdem werden die Verbesserungen der Querempfindlichkeiten und der Nachweissicherheit
verschiedener SnO2-Sensoren durch spezielle Messungen mit Temperaturprofilen vorgestellt.