5.2.2 - Ein schneller Spurengasdetektor auf Basis von Ion-Ion- Rekombination
- Event
- 18. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2016
2016-05-10 - 2016-05-11
Nürnberg, Germany - Chapter
- 5.2 Multigas- und Spurengasdetektion
- Author(s)
- A. Heptner, N. Angerstein, I. Niedzwiecki, S. Zimmermann - Leibniz Universität Hannover, Hannover (Deutschland)
- Pages
- 351 - 356
- DOI
- 10.5162/sensoren2016/5.2.2
- ISBN
- 978-3-9816876-0-6
- Price
- free
Abstract
In dieser Arbeit wird das Konzept eines schnellen Spurengasdetektors auf Basis der chemischen Gasphasenionisation und Ion-Ion-Rekombination vorgestellt. Das zu untersuchende Gasgemisch wird zunächst für eine definierte Zeit ionisiert. Dabei werden aufgrund der chemischen Gasphasenionisation bereits geringste Stoffmengen mit Konzentrationen im ppb-Bereich ionisiert. Anschließend wird die steuerbare Ionisationsquelle ausgeschaltet und das Rekombinationsverhalten der gebildeten Ionen anhand von ionenspezifischen Abklingkurven der Gesamtladung gemessen. Das Rekombinationsverhalten zeigt eine starke Abhängigkeit von den beteiligten Ionen sowie deren Konzentrationen. Daher können bereits kleinste Konzentrationsänderungen im ppb-Bereich anhand der Abklingkurven unterschieden werden. Da die Analyse und Interpretation dieser Abklingkurven nicht eindeutig ist, werden Algorithmen zur Mustererkennung angewendet. Durch eine lineare Diskriminanzanalyse werden zunächst Stoffgruppen von verschiedenen Analyten und Gasgemischen mehrerer Analyte klar getrennt. Nachdem die Abklingkurve einer Stoffgruppe zugeordnet ist werden die Sensordaten innerhalb der Stoffgruppe zusätzlich durch eine Hauptkomponentenanalyse analysiert, wodurch die Sensitivität des Sensors nochmal deutlich gesteigert werden kann.