Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSSauerstoffsensor für Inertgasanwendungen und Gasgemische mit brennbaren Komponenten
Thema Gassensoren
In vielen industriellen Prozessen besteht die Notwendigkeit zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts in Reinst- bzw. Inertgasen. Für diesen Anwendungsbereich bietet der Einsatz potentiometrischer Sauerstoffsensoren einen deutlichen Vorteil gegenüber dem amperometrischen Messprinzip: Potentiometrische Sauerstoffsensoren besitzen aufgrund der logarithmischen Abhängigkeit des Sensorsignals vom Sauerstoffpartialdruck üblicherweise eine sehr hohe Empfindlichkeit vor allem bei niedrigen Sauerstoffkonzentrationen im Messgas. Gemeinsam mit der Henze-Hauck Prozessmesstechnik/Analytik GmbH wurde am IKTS ein potentiometrischer Sauerstoffsensor für die Prozessüberwachung in verschiedenen industriellen Anwendungen entwickelt.
Entwicklungsergebnisse
Der entwickelte Sauerstoffsensor erlaubt die hochaufgelöste Bestimmung der Sauerstoffkonzentration im Bereich 0–21 Vol.-% in verschiedenen Inertgasen. Mit Hilfe der in-situ – Bestimmung der Sensortemperatur innerhalb der Messelektrode kann hierbei eine sehr hohe Messgenauigkeit erreicht werden. Für den Einsatz in verschiedenen industriellen Fertigungsprozessen wurde ein vereinfachter tubularer Sensoraufbau unter Verwendung robuster Werkstoffe realisiert. Damit konnte die Langzeitstabilität des Sensors in einem weiten Temperatur- und Druckbereich auch bei Anwesenheit verschiedener korrosiver Medien bestätigt werden. Darüber hinaus wurde für die Anwendung in Gasgemischen mit brennbaren Komponenten wie beispielsweise Wasserstoff und Methan eine Sensorvariante entwickelt, welche die Bestimmung des freien Sauerstoffs gestattet. Dieser Sensortyp kann in Verbindungen mit angepassten gassensitiven Schichten auch genutzt werden, um auf Basis der sog. Mischpotentialbildung reduzierende oder oxidierende Gasspezies wie H2, CO, NH3, NO und NO2 sowie weitere Gasarten zu detektieren.
Leistungsangebot
- Entwicklung von Mischpotentialsensoren für verschiedene Gaskomponenten
- Heizer- und Sensorintegration bei hohen Temperaturen
- Beistellung von Sensor-Prototypen für Tests
