2,602 Works

2.1.1 - Messunsicherheit von Build-Up Systemen – Eine Betrachtung von Einflüssen und Methoden

M. Wagner & F. Ries
Sogenannte Build-Up Systeme (BU-Systeme) sind Parallelschaltungen von Kraftaufnehmern. Sie werden als Transfernormale oberhalb der rückgeführten Kraftskala verwendet um eine Erweiterung dieser Kraftskala zu ermöglichen. Eine besondere Herausforderung ist, die Messunsicherheit des BU-Systems zu bestimmen und dabei die vielfältigen Einflüsse auf das Messergebnis zu berücksichtigen. Die vorliegende Arbeit soll zeigen, welchen Einfluss Konstruktionsparameter eines BU-Systems auf die resultierende Messunsicherheit haben. In diesem Zusammenhang wird dargestellt, wie im Hinblick auf die Erweiterung der rückgeführten Kraftskala der PTB...

3.3 - Advanced Monitoring Techniques

M. Gonzalez-Martin, P. Rubio-Alvarez, D. Roses-Sanchez, R. Lopez-Parra & G. Reillo-Morales
The State of The Art in Operating Systems and new human machine interfaces are moving forward quickly. Flight Test Data Processing Department has developed new tools for monitoring Flight Tests using new computer technologies like .NET virtual machines, “on-the-fly” compilation, intelligent behavior, multi-touch capabilities and high performance vector graphics libraries. All these new techniques allow to the user to optimize the Flight Tests reducing the time for take decisions, helping to make complex calculations in...

C8.4 - Partially Estimated Polynomial MEMS Sensor Calibration

A. Dickow & G. Feiertag
MEMS sensors are individually calibrated to reach a high sensing accuracy. For calibration certain measurement points are selected as reference and used to calculate the parameters of a calibration polynomial function. To minimize the calibration costs, MEMS sensor calibration should be performed using as few calibration points as possible. We propose a calibration approach which gives good accuracy with less measurement points. The approach combines a systematic calibration method with statistical parameter estimation, to find...

P2.9.31 Self-Organizing Water Quality Monitoring System Using Flooding Routing Protocol in Coastal Marine Area

Wan-Young Chung & Jae-Ho Yoo
The field server which gathers information of the water quality in coastal areas in wireless sensor network was designed and fabricated. Water pollution data is transmitted between field servers, and finally to the base station in self-organizing wireless sensor network. The collected data includes dissolved oxygen (DO), hydrogen ion exponent (pH), conductivity, turbidity, depth of water and temperature, by a water quality sensor module. The information provides real-time monitoring of water quality at the coastal...

P1.3.10 Lossy Mode Resonance Optical Fiber Sensor to Detect Organic Vapors

C. Elosua, I. Vidondo, F. J. Arregui, C. Bariain, I. R. Matías, A. Luquin & M. Laguna
A transmission sensor able to detect Volatile Organic Compounds (VOCs) has been developed using optical fiber with Plastic Cladding (PCS). Specifically, 1.5 cm of the cladding was removed: along this section, polymer nanolayers were deposited by means of the Layer-by-Layer method (LbL). This structure was doped with an organometallic material sensitive to VOCs. In this manner, Lossy Mode Resonances (LMRs) were induced in the transmission spectra of the sensor showing a wavelength shift as the...

PT2 Reverse Engineering of Nature in the Field of Chemical Sensors

Krishna C. Persaud, Mara Bernabei, Simon Benjaminsson, Pawel Herman & Anders Lansner
A large scale chemical sensor array consisting of 16384 conducting polymer elements was developed emulating characteristics of the biological olfactory receptor system. A biologically realistic computational model of the olfactory cortex was developed and the data from the large array was used to test the performance of the system. Classification of odorants and segmentation of mixtures of were investigated and the results were compared to that from support vector machine algorithms.

P5.2 - The Effect on the Gas Selectivity of Gas Sensors by Binder in SWNTs Solution

Seongjeen Kim, Byungmin Gam, Hojung Lee, Jungtak Han & Gungwoon Lee
In this work, we investigated the effect of TEOS and VTMS binders in single walled carbon nanotube(SWNT) solution for imparting selectivity as well as increasing sensitivity to nanotube sensors. Generally binder as organic compound is blended in SWNT solution to adhere to substrate well, and the surface of hydrolyzed binder remain generally functionalized with its own group when it becomes hardened. TEOS and VTMS surrounding SWNTs after hydrolysis remain functionalized to -OH and -CH=CH2 groups,...

P4.4 - Investigations on Noise Level in AC- and DC-Bridge Circuits for Sensor Measurement Systems

M. A. Khan, G. Dumstorff, C. Winkelmann & W. Lang
Reducing noise in measurement is an important challenge in resistive sensing. This paper presents a system based on AC-excitation and lock-in amplification. In order to evaluate the circuit ability to perform precise measurement, noise level in AC- and DC-excitation is measured. Experimental results show a promising read-out system that is capable of high noise level reduction in noisy environments. Using AC bridge excitation and lock-in amplification, the noise level is reduced by 1:55 compared with...

4.1 - Sensitive Determination of Layer Thickness by Waveguide Terahertz Time-Domain Spectroscopy

M. Theuer, D. Grischkowsky & R. Beigang
Thin film sensing and layer thickness determination are important for various industrial processes. The terahertz (THz) frequency band (located between 100 GHz and 10 THz, corresponding to wavelengths between 3000 μm and 30 μm in free-space) efficiently penetrates most dielectrics. Thus, THz non-destructive testing can be used to measure the thickness of common plastics and paint layers by evaluation of pulse delay information. We demonstrate the determination of layer thickness on dielectrically coated metal cylinders...

P1.8.4 Fabrication and Characterization of Hydrogen Sensors Using Graphenes Formed on the 3C-SiC Thin Films

Sang-Jin Bae, Kang-San Kim & Gwiy-Sang Chung
This paper presents the fabrication and characterization of graphene based hydrogen sensors. Graphenes were synthesized by annealing process of Ni/3C-SiC thin film. The Ni thin film was deposited on a 3C-SiC substrate and used extracts the substrate's carbon atoms under rapid thermal annealing. Synthesized graphene transferred onto SiO2 substrate by chemically etching of Ni in HF solution. Au electrode on the graphene shows ohmic contact and the resistance was changed with hydrogen concentration. Initial resistance...

C6.2 - Energy Scavenging for Monitoring of Overhead Power Line Networks

Thomas Keutel, Xinming Zhao & Olfa Kanoun
The monitoring of overhead power line networks is becoming increasingly more challenging because of the power distribution of renewable energy resources. The use of ambient energy is important for a maintenance free supply of a wireless monitoring network. Generally, the electromagnetic field resulting from the AC current and the electrostatic field resulting from the AC voltage can be used. Nevertheless, the energy scavenging from electrostatic field shows decisive advantages because of availability, stability during operation...

C4.1 - Low-Cost Spectrum Analyzer for Cognitive Radio Applications and Coexistence Management in the 2.4 GHz ISM-Band

R. Hornung, R. Heynicke & G. Scholl
Interferences between wireless systems have to be avoided, if multiple wireless systems shall operate simultaneously and in a reliable way in the 2.4 GHz ISM-band. This can be achieved, e.g. by intelligent cognitive radio systems or frequency planning strategies. A cognitive radio or an efficient coexistence management scheme requires a spectrum analyzer. In this article, a fast and low-cost spectrum analyzer will be introduced, which is based on a wireless gateway for sensor/actor communication with...

P2AR.6 - Reliable detection of UDMH in sub-ppb level in variable atmospheric conditions by temperature modulated FSP-made SnO2 and Ru/SnO2 nanocomposite based MOX sensors

V.V. Krivetskiy & A.O. Efitorov
Reliable detection of hypertoxic rocket fuel propellant – unsymmetrical dimethylhydrazine (UDMH) –with low rate of either false negative or positive signals in variable ambient air conditions by single temperature modulated semiconductor metal oxide sensor (MOX sensor) is presented. The applied sensitive materials are pure and Ru loaded nanocrystalline SnO2 made by single step technique, known as flame spray pyrolysis. The machine learning algorithm was used for raw sensor data handling and processing.

4.3 - Coulometrische Festelektrolytsensoren – Anwendungen und Fehlerquellen

J. Zosel, M. Schelter, V. Vashook, M. Mertig & U. Guth
Coulometrische Festelektrolytsensoren werden in zunehmendem Maß für verschiedene Applikationen, z..B. für die Sauerstoffmessung und die Forschung an keramischen Materialien eingesetzt. Einer ihrer wesentlichen Vorteile betrifft ihre relativ genaue Signalabhängigkeit vom Faradayschen Gesetz, die einen kalibrierfreien Betrieb über einen langen Zeitraum ermöglicht. Der Einsatz dieser Sensoren zur Messung von Spurenkonzentrationen im ppm- und ppb-Bereich offenbart Abweichungen vom Faradayschen Gesetz, die durch die elektronische Leitfähigkeit des Elektrolyts (statisch) sowie durch Potential- und Temperaturänderungen oder elektromagnetische Einstreuungen (dynamisch)...

P9.1 - Untersuchung des piezoresistiven Längs- und Quereffekts von polymerabgeleiteten Keramiken

L. Tang, F. Roth, J. Hielscher, N. Nicoloso & R. Werthschützky
Am Institut für Elektromechanische Konstruktionen (EMK) und am Institut für Materialwissenschaft (DF) der TU Darmstadt werden im Rahmen eines DFG-Projekts die piezoresistiven Eigenschaften von polymerabgeleiteter Keramiken analysiert. Die ersten Untersuchungen weisen daraufhin, dass C/SiOC-Keramiken sowohl piezoresistive Längs- als auch Quereffekte aufweisen. Durch Variation des Kohlenstoffanteils in der Keramik kann die Druckempfindlichkeit gezielt beeinflusst werden. Die C/SiOC-Keramik mit einem Volumenanteil von 17 vol% an segregiertem Kohlenstoff weist den höchsten K-Faktor mit ca. 270 auf. Die relative...

1.3.3 Fixpunktthermometer für kleine Rohrquerschnitte

S. Augustin, T. Fröhlich, S. Marin, P. Breitkreutz & H. Lehmann
Am Institut für Prozessmess- und Sensortechnik der TU Ilmenau wurden in Kooperation mit der Firma electrotherm Geraberg GmbH seit mehreren Jahren selbstkalibrierende Thermometer für den Einsatz in konventionellen Kraftwerken entwickelt und erfolgreich erprobt. Einige Sensoren haben dabei mehr als 1000 Kalibrierzyklen durchlaufen, ohne dass signifikante Veränderungen der Fixpunkt-Temperaturen nachweisbar sind. Rekalibrierungen ausgesuchter Sensoren im Kalibrierlabor nach vierjähriger Einsatzzeit zeigten, dass der tatsächliche Wert der Fixpunkt-Temperatur nur um max. 0,15 K gegenüber dem Neuzustand verändert war....

4.2.3 - H2S-Dosimeter mit einstellbarer Schaltschwelle auf Basis von Kupferoxid Halbleiterschichten

C. Seitz, G. Beck, J. Hennemann, B. Smarsly, C. Kandzia, P. Hering, A. Polity, A. Paul, T. Wagner & S. Russ
In verschiedenen technischen Prozessen, wie z.B. der Herstellung von Biogas, stellt H2S ein toxisches und korrosiv wirkendes Störgas dar. Für die Regelung dieser Prozesse und zum persönlichen Schutz der Arbeiter besteht aus diesem Grund ein Bedarf an spezifischen und günstigen Sensoren. Kupfer(II)oxid (CuO) ist ein vielversprechendes Material zur Detektion von H2S, da es eine spezifische Reaktion, nämlich eine Phasenumwandlung zu Kupfersulfid (CuS), eingeht und dabei einen Sprung der Leitfähigkeit über mehrere Größenordnungen vollzieht. Auf dünnen...

Perspektiven der Transduceroptimierung - Einfluss des Elektrodenmaterials bei verschiedenen Temperaturen auf SnO2 Dickschicht Sensoren

S. Rank, G. Gadacz, N. Barsan & U. Weimar
In der vorliegenden Arbeit wurden SnO2 Dickschicht Sensoren mit unterschiedlichem Elektrodenmaterial bei verschiedenen Arbeitstemperaturen in Bezug auf ihre Leistungscharakteristik untersucht. Während bekannte Eigenschaften bezüglich einer optimierten Sensitivität für Kohlenmonoxid und Wasserstoff mit Gold oder Platin als Elektrodenmaterial bestätigt werden konnten, wurde ein weiterer Ausblick auf die Stabilität sowie Sensitivität der Sensoren bei unterschiedlichen Temperaturen bezüglich der untersuchten Gase gegeben. Mit dieser Arbeit konnte eine statistische Grundlage für weitere Arbeiten bezüglich der Aufklärung des Einflusses von...

P4.04 - Voltammetrische Bestimmung von Cu(II)- und In(III)-Ionen an modifizierten All-Solid-State-Dickschichtelektroden auf Graphitbasis

J. Schwarz, K. Trommer, F. Gerlach & M. Mertig
Festkontaktierte, siebdruckgefertigte All-Solid-State(ASS)-Elektroden auf Basis von Graphit wurden für die empfindliche voltammetrische Bestimmung der strategisch wichtigen Metallionen In(III) und Cu(II) entwickelt. Die Modifizierung der graphithaltigen Transducer erfolgte elektrochemisch durch In-situ-Beschichtungen mit Bismutfilmen für In(III)-Bestimmungen und mit Antimonfilmen für Cu(II)-Bestimmungen in optimierten Elektrolyten mit definierten pH-Werten. Weiterhin wurden durch Auftropfen (Drop-Casting) des Komplexbildners 1-(2-Pyridylazo)-2-naphtol (PAN) und des kationenaustauschenden Polymers Nafion® ASS-Elektroden für die Cu(II)-Bestimmung präpariert. Referenz- und Gegenelektrode wurden mittels Siebdruck von Graphit- und AgCl-haltigen Pasten...

5.3.3 - Zustandsüberwachung des tribomechanischen Systems Massezylinder/Plastifizierschnecke in der Kunststoffverarbeitung

B. Praher & G. Steinbichler
Aufgrund der hohen Temperaturen und Drücken in der Kunststoffverarbeitung gibt es bis heute keine effiziente Möglichkeit den Verschleiß verschiedener Komponenten von Plastifiziereinheiten (eingesetzt beim Spritzgießen und der Extrusion) während des Betriebes zu messen. Zwischen dem Schneckensteg der rotierenden Plastifizierschnecke und der Massezylinderinnenwand ist ein Spalt (ca. 100 μm) vorhanden. In diesem Spalt befindet sich aufgeschmolzene Kunststoffschmelze, die den direkten Kontakt der beiden Komponenten verhindern soll. Durch verschiedene Verschleißmechanismen (Abrasion, Adhäsion und Korrosion) kommt es zum...

D7.1 - Spectral Imaging Skin Probe for Chronic Wounds Therapy Evaluation

F. Erfurth, B. Nyuyki, A. Scheibe & W. D. Schmidt
We present a skin imaging probe for an objective assessment of chronic wounds with regard to the healing process. It is based on the principle of Spectral Imaging, which represents a combination of classical spectroscopy and digital image processing, whereby a spectrum is recorded for each pixel simultaneously. Component analysis or other classification methods can be applied to the spectral data, for instance a score is computed that describes the state of a wound numerically....

Einfluss der Geometrie von Elektroden und Sensorschichten auf das Schwingungsverhalten von Langasit-Resonatoren

S. Schmidtchen, H. Xia & H. Fritze
Auf dem hochtemperaturstabilen piezoelektrischen Material Langasit basierende Resonatoren können als Gassensoren genutzt werden, indem die Auswirkung von Änderungen der elektrischen und mechanischen Eigenschaften einer aufgebrachten Sensorschicht auf das Schwingungsverhalten detektiert werden. Als Messgröße wird hierbei nicht nur die massebedingte Resonanzfrequenzverschiebung sondern auch die Veränderung des Schwingungsprofils durch Änderung des effektiven Elektrodendurchmessers genutzt. Um die letztgenannte Größe zu variieren, werden Metalloxidschichten auf den Resonator aufgebracht, deren Leitfähigkeit sich mit sinkendem Sauerstoffpartialdruck erhöht. Die Untersuchung der leitfähigkeitsinduzierten...

P1GS.1 - Room Temperature UV-Enhanced NO2-Gas Sensing of Doped and Undoped Sol-Gel-Synthesized ZnO

R. Wagner, L. Vogel, S. Schneider, D. Schönauer-Kamin & R. Moos
ZnO is of interest for many applications, e.g. also for gas sensing. Here, sol-gel synthesized, nanosized ZnO is investigated with regard to its room temperature NO2 sensing behavior. It is shown that both doping and UV exposure shorten the response and the recovery times of the sensors. NO2 measurements were carried out with undoped, Sn-doped, and Al-doped ZnO sensors, respectively. The Al-doped samples provide the highest NO2-response. Furthermore, the effect of dry or humid atmosphere...

E6.1 - Electrochemical Sensors - at the Heart of Dräger Gas Detection Systems

Dr. P. Tschuncky
Dräger offers a wide variety of gas detection systems for medical applications, potentially explosive gases in hazardous atmospheres, breath alcohol and toxic gases in breathing air. Among our detector portfolio electrochemical sensors belong to our key technology, which we try to improve continuously in terms of sensitivity, selectivity and stability. Ionic Liquids electrolytes display a huge electrochemical “open window” with negligible background currents. They can be designed task specific for the application they are used...

2.3.4 Electrospun Copper(II)oxide Fibers as Highly Sensitive and Selective Sensor for Hydrogen Sulfide Utilizing Percolation Effects

Jörg Hennemann, Tilman Sauerwald, Claus-Dieter Kohl, Thorsten Wagner, Julia Dräger & Stefanie Russ
We propose a novel sensor for the detection of hydrogen sulfide (H2S) using a network of electrospun copper(II)oxide (CuO) fibers. The Sensor is very sensitive to H2S with a detection limit below 0.1 ppm and exhibits no response to reducing gases like carbon monoxide, hydrogen, methane or ammonia. This selectivity to H2S is advantageous in highly contaminated gas samples e.g. in biogas reactors. These properties are due to an unique sensor mechanism based on a...

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