bei Google ScholarTitelangaben
Stephan, Rebekka:
Optimierung der Heizerstruktur eines thermoelektrischen Gassensors mithilfe der Finite-Elemente-Software Comsol Multiphysics.
Bayreuth
,
2020
(
Bachelorarbeit,
2020
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)
Abstract
Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine optimierte Heizleiterstruktur für einen thermoelektrischen Gassensor unter Verwendung eines Simulationsmodells in der Finite-Elemente-Software Comsol Multiphysics entwickelt. Das Funktionsprinzip eines indirekten thermoelektrischen Gassensors beruht auf der Temperaturdifferenz, die sich aufgrund der Oxidation eines Gases (z.B. eines Kohlenwasserstoffes) an der katalytisch aktiven Schicht, zwischen den aufgedruckten Thermopaaren ausbildet. Für eine ausreichend hohe Sensorempfindlichkeit und ein hohes Messsignal ist eine homogene Temperaturverteilung im gesamten Bereich der Katalysatorschicht notwendig. Die bisher verwendete Heizleiterstruktur wurde für einen Sensor basierend auf einem LTCC-Substrat, optimiert und lieferte nachweislich eine inhomogene Temperaturverteilung auf der Sensorvorderseite im Bereich der Katalysatorschicht des eingesetzten Al2O3-Sensors. Neue Anforderungen an die Heizleiterstruktur ergaben sich zudem durch die Erhöhung der Anzahl der in Reihe geschalteten Thermopaare. Die vorgenommenen Änderungen am Sensor erforderten eine Optimierung der Heizleiterstruktur, um eine homogene Temperaturverteilung zu erzielen. Im Zuge dieser Optimierung wurde auch der Einfluss von Randeffekten (z.B. Defekten in der Heizleiterstruktur) auf die Temperaturverteilung an der Sensoroberfläche charakterisiert. Durch die Arbeit wurde gezeigt, dass auch für einen Sensor mit Al2O3 als Substratmaterial eine deutlich längere, temperaturstabile Zone im Bereich der katalytisch aktiven Schicht realisierbar und ein höheres Messsignal zu erwarten ist. Die maximale Temperaturinhomogenität konnte von etwa 50 °C auf unter 20 °C gesenkt werden.
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: | 14 Dec 2020 12:09 |
| Letzte Änderung: | 14 Dec 2020 12:09 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/61024 |