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Schulz, Anne:
Potentiometrischer CO2-Sensor in keramischer Mikrosystemtechnik.
Bayreuth
,
2007
(Diploma,
2007
, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)
Abstract in another language
Ziel dieser Diplomarbeit war es, einen potentiometrischen CO2-Sensor,der auf grundlegenden Arbeiten des Max-PIanck-Instituts für Festkörperforschung beruht, technologisch in keramischer Mikrosystemtechnik darzustellen.
Der Sensor weist einen Na+-Ionen leitenden Elektrolyten und eine Carbonat-Referenzelektrode auf. Im Ansatz des Max-PIanck-Instituts wird zusätzlich eine Na2Ti3O7/Na2Ti6O13-Referenz etabliert, wodurch das Sensorsignal vom Sauerstoffpartialdruck der Umgebungsatmosphäre unabhängig wird. Im Unterschied zum Aufbau des Max-PIanck-Instituts wird hier Nasicon als Membran verwendet und der Sensor wird als selbstbeheiztes Bauteil in Dickschichttechnik auf einer keramischen Hot-Plate gefertigt.
Die Sensoren zeigten eine sehr gut reproduzierbare Kennlinie nach Nernst und äußerst stabile Endwerte. Die Steigung entsprach den theoretischen Werten und führte bei einer Sensortemperatur von 500°C zu einer Empfindlichkeit von etwa 75 mV/CO2-Dekade. Eine Variation im Sauerstoffgehalt um ±6% (d.h. zwischen 15 % und 27 % O2im Prüfgas) führte zu einer Signaländerung von lediglich ±1mV. Bei einem ebenfalls vermessenen Sensor ohne Titanatreferenz wurden dagegen ±3mV gemessen. Die Ansprechzeiten betrugen etwa 20s, wobei zu vermuten ist, dass die Ansprechzeit noch durch die Messanlagelimitiert war.
In einer nächsten Version werden hier Aluminiumoxidsensorplättchen mit Zero-Shrinkage-LTCC-Transducern kombiniert werden. Mit diesem Verfahren, kann von einem Leistungsbedarf unter 1 W ausgegangen werden.
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| Item Type: | Master's, Magister, Diploma, or Admission thesis (Diploma) |
|---|---|
| Institutions of the University: | Faculties > Faculty of Engineering Science Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos Faculties Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials Research Institutions > Research Centres > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT Profile Fields Profile Fields > Advanced Fields Research Institutions Research Institutions > Research Centres |
| Result of work at the UBT: | Yes |
| DDC Subjects: | 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering |
| Date Deposited: | 19 Feb 2015 12:06 |
| Last Modified: | 12 Aug 2016 07:58 |
| URI: | https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/6776 |