A Multiparameter Gas-Monitoring System Combining Functionalized and Non-Functionalized Microcantilevers
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.
Artikel Herunterladen
Link zu MDPI
Weitere Beiträge die Sie interessieren könnten
Rethink Workplace – Joel Becker
Der Marathon-ManRethink Sensing ist nicht nur unser Claim sondern Teil unserer DNA. Heute stellen wir Ihnen unseren Electronics Engineer EFZ Joel...
Rethink Education – Philipp Gurtner
Nicht auf die lange Bank schieben - auf dem langen Tisch arbeiten Rethink Sensing ist nicht nur unser Claim sondern Teil unserer DNA. Heute stellen...
Rethink Workplace – Sandro Schwab
Vom neuen Arbeitsplatz zum neuen ArbeitsplatzRethink Sensing ist nicht nur unser Claim sondern Teil unserer DNA. Heute stellen wir Ihnen unseren...