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Sachchithananthasarma, Lakshmanaa:
Finite-Elemente-Simulation der elektrischen Feldverteilung in der Funktionsschicht eines resistiven NOx-Dosimeters.
Bayreuth
,
2022
(
Bachelorarbeit,
2022
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl Funktionsmaterialien)
Abstract
In dieser Arbeit wurde mittels Finite-Elemente-Simulation die elektrische Feldverteilung in der Funktionsschicht eines resistiven NOx-Dosimeters untersucht, um die Ursachen für das nichtlineare Messsignal zu erforschen. Zunächst wurde der Sensor mit dem Programmpaket COMSOL Multiphysics unter Annahme verschiedener Vereinfachungen modelliert, und anschließend mit den vorliegenden Messdaten verglichen. Nach der Validierung des Modells und der getroffenen Vereinfachungen wurden die Geometriemaße der Elektroden und die Dicke der Funktionsschicht dahingehend variiert, dass der Sensor ein möglichst optimales Signal für folgende Einsätze liefert: Dosimeter für kleine Dosis- bzw. Konzentrationsdetektionen und Dosimeter mit langanhaltender, linearer Kennlinie für längere Messungen (Messungen von Stunden- und Tagesmittelwerten nach Richtlinien). Für diesen Modellaufbau wurden mehrere Vereinfachungen getroffen. Diese erweisen sich für dünne Dicken der Funktionsschicht als akzeptabel. Mit zunehmender Schichtdicke weichen die Simulationsergebnisse immer mehr von den Messdaten ab. Bei der simulativen Auslegung der Schichtdicken der Funktionsschicht stellte sich folgendes heraus: Für kleine Dosis- und Konzentrationsdetektionen eignen sich geringe Schichtdicken, die die Elektrodenoberfläche möglichst dünn überziehen. Aufgrund des daraus resultierenden geringen Volumens für die NOX-Einspeicherung eignet sich dieses Gasdosimeter nicht für lange Messvorgänge. Für Langzeitmessungen (z.B. Stundenmittelwerte oder Tagesmittelwerte) müssen größere Mengen präzise detektierbar sein. Die Simulationen in COMSOL Multiphysics zeigen dafür optimale Schichtdicken im Bereich der fünf- bis sechsfachen Elektrodendicke auf. Diese lassen auch nach längeren Messvorgängen ein lineares Verhalten des elektrischen Messsignals zu.
Weitere Angaben
| Publikationsform: | Bachelorarbeit |
|---|---|
| Institutionen der Universität: | Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien > Lehrstuhl Funktionsmaterialien - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT Fakultäten Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien Profilfelder Profilfelder > Advanced Fields Forschungseinrichtungen Forschungseinrichtungen > Forschungszentren |
| Titel an der UBT entstanden: | Ja |
| Themengebiete aus DDC: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften |
| Eingestellt am: | 02 Mai 2022 09:22 |
| Letzte Änderung: | 02 Mai 2022 09:22 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/69494 |