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Diana Biskupski
Plattform zur Eliminierung der Sauerstoffabhängigkeit von Hochtemperaturgassensoren
Um Schadstoffe im Abgas von Verbrennungsprozessen preiswert detektieren zu können, möchte man konduktometrische, halbleitende Metalloxid-Gassensoren, die in Form planarer Schichten Verwendung finden, einsetzen. Oftmals ändert sich allerdings die Leitfähigkeit dieser Sensormaterialien nicht nur mit dem zu detektierenden Gas sondern auch mit dem Sauerstoffgehalt des Abgases.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit der Möglichkeit, die Sensitivität auf Sauerstoff durch Kombination eines konduktometrischen Metalloxidsensors mit einer elektrochemischen Pumpzelle zu beseitigen. Durch Anlegen einer Spannung an die Sauerstoffionen leitende Pumpzelle soll die Sauerstoffkonzentration an der gassensitiven Schicht des Metalloxidsensors eingestellt werden können. Neben dem Sensorelement und der Pumpzelle beinhaltet diese Arbeit die Entwicklung eines für die beschriebene Funktion geeigneten Designs der Plattform. Da eine Herstellung als Multilayer aufgrund der unterschiedlichen Sintertemperaturen der einzelnen Komponenten nicht möglich ist, werden verschiedene Fügemethoden zur Kombination der benötigten Elemente behandelt. Als Beispiel für einen Hochtemperaturgassensor dient ein Kohlenwasserstoffsensor, wie er im automobilen Abgas Anwendung finden könnte.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit der Möglichkeit, die Sensitivität auf Sauerstoff durch Kombination eines konduktometrischen Metalloxidsensors mit einer elektrochemischen Pumpzelle zu beseitigen. Durch Anlegen einer Spannung an die Sauerstoffionen leitende Pumpzelle soll die Sauerstoffkonzentration an der gassensitiven Schicht des Metalloxidsensors eingestellt werden können. Neben dem Sensorelement und der Pumpzelle beinhaltet diese Arbeit die Entwicklung eines für die beschriebene Funktion geeigneten Designs der Plattform. Da eine Herstellung als Multilayer aufgrund der unterschiedlichen Sintertemperaturen der einzelnen Komponenten nicht möglich ist, werden verschiedene Fügemethoden zur Kombination der benötigten Elemente behandelt. Als Beispiel für einen Hochtemperaturgassensor dient ein Kohlenwasserstoffsensor, wie er im automobilen Abgas Anwendung finden könnte.
Schlagwörter: Sensorik; Materialwissenschaft; chemischer Gassensor; Abgassensor; Oxidkeramik
Bayreuther Beiträge zur Sensorik und Messtechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos und Prof. Dr.-Ing. Gerhard Fischerauer, Bayreuth
Band 7
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