A Multiparameter Gas-Monitoring System Combining Functionalized and Non-Functionalized Microcantilevers

C. Huber¹, A. Mehdaoui¹, M. P. P. Pina² ³, J.J. Morales²,
¹TrueDyne Sensors AG, 4153 Reinach BL, Switzerland, ²Nanoscience Institute of Aragon (INA), University of Zaragoza, 50009 Zaragoza, Spain, ³Instituto de Ciencia de Materiales de Aragon (ICMA), Universidad de Zaragoza-CSIC, 50009 Zaragoza, Spain

Abstract

Ziel der Arbeit ist es, ein kompaktes, robustes und wartungsfreies Gaskonzentrations- und Feuchteüberwachungssystem für den industriellen Einsatz im Bereich der inerten Prozessgase zu entwickeln. Unser Prototyp eines Multiparameter-Gasüberwachungssystems ermöglicht die gleichzeitige Messung der thermophysikalischen Eigenschaften (Dichte, Viskosität) sowie des Wasserdampfgehalts (im ppm-Bereich) unter verschiedenen Prozessbedingungen. Dieser Ansatz wird durch die Kombination von funktionalisierten und nicht funktionalisierten Mikro-Cantilevern in einer einzigen Messplattform ermöglicht. Die Genauigkeit der Dichte- und Viskositätsmessung mit nicht funktionalisierten Mikro-Cantilevern wird für verschiedenen Gase über einen breiten Temperatur- und Druck- Bereich ausgewertet. Für die Feuchtemessung werden mikroporöses Y-Typ-Zeolith und mesoporöses Siliciumdioxid MCM48 als Sensormaterialien verwendet und charakterisiert. Eine leicht skalierbare Funktionalisierungsmethode für die Produktion mit hohem Durchsatz wird dabei angestrebt. Experimentelle Ergebnisse mit funktionalisierten Mikro-Cantilevern, die Wasserdampf (im ppm-Bereich) ausgesetzt sind, zeigen, dass Frequenzveränderungen nicht allein auf einen Masseneffekt zurückzuführen sind, sondern dass auch Steifigkeitseffekte in Abhängigkeit von der Wasser-Adsorption und der Temperatur berücksichtigt werden müssen. Um diese Hypothese zu stützen, wurde die mechanische Reaktion solcher Mikro-Cantilever modelliert, wobei sowohl die Effekte als auch die simulierten Ergebnisse durch Vergleich mit experimentellen Daten validiert wurden.

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Cooperation with Testo Industrial Services

by Allgemein | 2. Sep 2019 | Company, News

A close cooperation for reliable measurement results of density sensors
Over the last few years, TrueDyne Sensors AG has acquired a great deal of expertise and know-how in the field of micro sensor technology and vibrating systems. The density module from TrueDyne Sensors AG is a flexural resonator measuring system in the MEMS technology with a measuring channel in sub-millimeter size. Measuring systems like these enable numerous companies to expand and improve their products and production sequences within the process. The high accuracy, the extremely compact design and the real-time measurement play a central role in these density modules.