Paramagnetischer Sauerstoffsensor in Mikrosystemtechnik

微系统技术中的顺磁氧传感器

• 批准号: 213734975
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Jörg Müller
• 金额: --
• 依托单位: M&C TechGroup Germany GmbH
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants (Transfer Project)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2011-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/213734975?language=en
• 关键词: Paramagnetischer; Sauerstoffsensor; Mikrosystemtechnik

Ziel des Vorhabens ist der Aufbau eines Sauerstoffsensors in Mikrosystemtechnik zur Gasanalyse in medizinischen Geräten, z.B. Beatmungsgeräten, sowie zur Prozessüberwachung und Regelung in der chemischen Verfahrenstechnik oberhalb von ca. 1% Sauerstoffgehalt. Dem im abgeschlossenen DFG-Vorhaben entwickelten Sauerstoffsensor liegt das neuartige Prinzip zugrunde, durch lokale hohe Magnetfeldgradienten aufgrund der paramagnetischen Eigenschaften des Sauerstoffs Flussunterschiede in symmetrisch aufgebauten parallelen Kanalstrukturen mit einem zentralen Haupt- sowie einem Mess- und einem Referenzkanal zu erzeugen. Diese von der Sauerstoffkonzentration im Messgas abhängigen Flussunterschiede in den beiden Nebenkanälen werden über empfindliche Anemometerstrukturen in einer Brückenschaltung ausgewertet. Vorteil eines solchen paramagnetischen Sauerstoffsensors gegenüber alternativen Verfahren zur Messung des Sauerstoffgehalts mittels Mikrosystemen, wie zum Beispiel Sensoren basierend auf Metalloxiden bzw. chemischen Sensoren (Lambda-Sonde), ist die aufgrund des rein physikalischen Messprinzips mögliche Langzeitstabilität und der geringe Energiebedarf. Gegenüber den physikalischen Hantel-Messverfahren zeichnet sich das neue Prinzip neben geringer Größe und geringem Aufwand in der Peripherie durch mechanische Robustheit und Unempfindlichkeit gegenüber Erschütterungen aus. Damit kann es auch in mobilen bzw. mechanisch instabilen Anwendungen eingesetzt werden.Im Verlauf des Forschungsvorhabens wurde mit diesem Prinzip eine Messempfindlichkeit bis in den unteren Prozentbereich erreicht. Da das Messprinzip auf der thermischen Leitfähigkeit der Gase beruht, ist diese Messung Gasart- und Druck-abhängig und daher das System nur beschränkt anwendungsreif. Darüber hinaus ist von einer verbesserten elektronischen Auswertung in Hard- und Software eine deutlich höhere Messempfindlichkeit zu erwarten.Ziel des Transferprojektes ist die Weiterentwicklung des neuartigen Sensorprinzips zusammen mit dem industriellen Partner M&C TechGroup. Wegen der Abhängigkeit von Thermoanemometern von der Gasart, hervorgerufen durch unterschiedliche Wärmeleitkoeffizienten sowie von Fluss und Druckschwankungen sollen in das System ein Wärmeleitdetektor zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit des Gases sowie Flusssensoren zur absoluten Bestimmung des Gasflusses integriert werden. Es ist eine Elektronik zur empfindlichen, rauscharmen Aufnahme der Signale und deren Weiterverarbeitung über Mittelungsalgorithmen zu entwickeln. Weiterhin sind für eine industrielle Anwendung eine Gaszu- und -abfuhr für das System zu realisieren, die die Verwendung von miniaturisierten Pumpsystemen erlauben mit einem bei minimalen Totvolumina und Totzeiten kontinuierlichen Fluss. Am Abschluss des Vorhabens steht der Aufbau eines Prototyps und dessen Charakterisierung in einer anwendungsnahen Applikation. Diese Zusatzsysteme sind grundlegend zu charakterisieren und zu evaluieren, wie durch eine intelligente Integration des Systeme ins Mikrosystem und der Daten in die Elektronik ein Gasart- und druckunabhängiges Messprinzip erreicht werden kann.

索人是世界上最好的，世界是一个很好的去处。 1% Sauers are the best in DFG-Vorhaben's entwickelten Sauerstoffsensors liegt das neuartige Prinzip zugrunde, durch rocket magnetfeldgradienten aufgrund der paramagnetischen Eigenschaften des Sauerstoffs Flussunterschiede in symmetrisch aufgebauten parallelen Kanalstrukturen mit Einem Zentralen Haupt-Sowie Einem Mess-和Einem Referenzkanal Zu Erzeugen。 diese von der sauerstoffkonzentration im Messgasabhängigenflussunterschiede在den beidennebenkanälenwerden werdenüberempfindliche empfindliche anemometerstrukturen中的EinerBrückenschaltungausgewertet中。沃特尔（Vorteil eines）与索斯（Sauers's Sensoren）（lambda-sonde）相同，与Sauers's Sensoren（Lambda-sonde）相同，同一天的生活是Messenergy的主要因素。 Sauers的感觉者也是AUF，同一天的生活是Messenergy的主要因素。 Sauers的感觉者也是Aufgrund，同一天的生活是Messenergy的主要因素。我们第一次通过的是我们第一次通过。 Da Das Messprinzip Auf der Thermische公司致力于为系统开发提供综合指南。在这里，您可以找到自己最大的业务。这是您继续与公司合作的地方。在这里，您可以了解世界上最近的努力，以确保您负责公司的辛勤工作。它是将产品转移到下一代Sensorprinzips的地方，该系统由系统护士Beschränkt减轻。合作伙伴M＆C TechGroup。 Wegen der Abhängigkeit von Thermoanemometern von der Gasart, hervorgerufen durch unterschiedliche Wärmeleitkoeffizienten sowie von Fluss und Druckschwankungen sollen in das System ein Wärmeleitdetektor zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit des Gases sowie Flusssensoren Zur绝对者bestimmung des Gasflusses Integriert Werden。 Est Eine Elektronik Zur Empfindlichen，Rauscharmen Aufnahme der Signale，我们致力于为我们的服务开发提供全面的指南。我们致力于为组织的系统提供综合指南，并致力于为客户提供小型化的Totvolumina的综合指南。 Am Abschluss des vorhabens Steht der Aufbau Eines原型和Dessen Charakterisierung在Eine应用于贴花中。 Diese Zusatzsysteme Sind Grundlegend Zu Charakterisieren und Zu Adleuieren，Wie Durch Eine Intellignente集成系统INSE INS MIKROSYSTEM和DIE ELEKTRONIK EIN GASART中的Daten und daten- Elektronik ein gasart- unddruckunabhängigessersprinzip erreReicht werreicht werden werden werden werden werden kann。