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Schimmel, Lukas:
Berührungslose Permittivitäts-und Leitfähigkeitsmessungen mit einem Mehrelektrodensystem.
Bayreuth
,
2020
(
Bachelorarbeit,
2020
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)
Abstract
Um die Einhaltung strengerer Richtlinien für Emissionen kontrollieren zu können, werden Gassensoren nötig, welche selbst geringe Konzentrationen über große Zeiträume detektieren. Für diese Anforderung wurde ein Gasdosimeter entwickelt, bei dem in einer sensitiven Schicht eine bestimmte Gasspezies selektiv gebunden wird. In dieser Arbeit handelt es sich um ein NOx-Dosimeter, bei dem durch die Bildung von Nitraten und Nitriden durch die Sorption von Stickoxiden der elektrische Widerstand sinkt. Dieser wird über Impedanzspektroskopie erfasst. Um die Ursache der auftretenden Nichtlinearität im Sensorsignal zu untersuchen, wurde zur Untersuchung der Sorbatbildung DRIFTS (diffuse Reflexions-Fouriertransformations-Infrarotspektroskopie) verwendet. Beide Größen wurden in einer In-situ-DRIFTS-Zelle an Sensoren verschiedener Schichtdicken in Abhängigkeit der NOx-Konzentration vermessen. Die Messungen zeigen, dass bei der Impedanzspektroskopie mit der Schichtdicke innerhalb des linearen Messbereichs die maximale Dosis und die maximale Widerstandsänderung linear zunehmen. Die Empfindlichkeit des Sensors nimmt mit seiner Schichtdicke ab, wodurch sowohl die obere als auch die untere Messgrenze mit der Schichtdicke ansteigen. Bei der DRIFTS zeigt sich kein Einfluss der Schichtdicke auf die Empfindlichkeit. Da bei diesem Verfahren nur ein Teil der Schicht, welcher durch die Eindringtiefe (ca. 10 µm) der IR-Strahlung begrenzt ist, betrachtet wird, ist dies zu erwarten. Jedoch steigt die maximale Dosis im linearen Messbereich mit der Schichtdicke an. Der durch die DRIFTS betrachtete Teil der Schicht ist jedoch für alle Schichtdicken gleich. d.h. die Stickoxide sorbieren nicht nur an der Oberfläche, sondern im gesamten Volumen der Schicht. Der Vergleich der beiden Messmethoden zeigt, dass der lineare Messbereich der DRIFTS für alle Schichtdicken größer ist als der des elektrischen Sensorsignals. Mit zunehmender Schichtdicke steigt dieser Unterschied an. Bei hohen Schichtdicken zeigt das elektrische Sensorsignal gegen Ende der Beladungsphase keine Veränderung mehr, wohingegen mit DRIFTS weiterhin eine lineare Zunahme von Adsorbatspezies erkennbar ist.
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: | 10 Mär 2020 11:26 |
| Letzte Änderung: | 10 Mär 2020 11:26 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/54603 |