2,770 Works

2.1 - Adaption of Fibre Optic Sensors and Data Processing Systems for Flight Test on a Bulldog Light Aircraft

N.J. Lawson, R.N.G. Correia, M. Partridge, S. E. Staines, S. W. James, J. E. Gautrey & R. P. Tatam
Fibre optic sensors for pressure and strain measurement offer significant advances in a flight test environment as they have no local electromagnetic compatibility (EMC) restrictions, offer high spatial and temporal resolution and have a minimal footprint on surfaces or through aircraft structures. Sensors can also be distributed over large distances. Through the previous FP7 research program Advanced In-Flight Measurement 2 (AIM2), Cranfield University successfully flight tested fibre optic sensors for unsteady static pressure and surface...

7.1.4 Monitoring breath carbon monoxide gas using micro thermoelectric sensor

D. Nagai, T. Nakashima, M. Nishibori, T. Itoh, N. Izu & W. Shin
The CO gas, which is several ppm level in the human breath, is used for medical examination. In this study, CO combustion catalysts of Au, Pt and Pd loaded on CoO on the thermoelectric gas sensor (TGS) were developed and the combustion performance of these catalysts was evaluated. We have demonstrated that the micro-THS detected the CO concentration in air from low as 1 ppm to high as 1 vol%. The noise voltage level of...

D1.3 - Embedded sensing: making the best of 3D printed sensors

G. J. M. Krijnen, A. Dijkshoorn, P. Werkman, M. Welleweerd, G. Wolterink, J. Delamare & R. Sanders
Current Additive Manufacturing allows for the implementation of electrically interrogated 3D printed sensors. In this contribution various technologies, sensing principles and applications are discussed. We will give both an overview of some of the sensors presented in literature as well as some of our own 3D printed sensors work.

2.4 - Tuneable Laser-Based Calibration and Characterisation of Radiometric Detectors for SI-Traceable Measurements

M. Schuster, A. Sperling & S. Nevas
SI-traceable values of the spectral responsivity of radiometric detectors are of the highest importance in many applications in photometry and radiometry. To determine them, spectral responsivity measurements are carried out under exposure to monochromatic radiation. The electrical response of the device under test (DUT) is compared to that of a reference detector. The responsivity of the reference detector is known from a calibration with respect to the absolute cryogenic radiometer, an electrical substitution radiometer used...

P2.2.11 Electrochemical cell with electrically addressable cantilever arrays

Konrad Nieradka, Piotr Paletko, Daniel Kopiec, Teodor Gotszalk, Piotr Grabiec, Pawel Janus, Grzegorz Schroeder & Tadeusz Ossowski
In this paper, an electrochemical measurement cell with electrically addressable cantilever arrays is presented. The cell allows 3-electrode configuration electrochemical measurements, including cyclic voltamperometry and potentiometry. It also allows a readout laser beam to be passed through an optical window to monitor bending of cantilevers in specially designed electrochemical cantilever arrays. The cantilever arrays incorporate electric connections to the gold layers of individual cantilevers, enabling each one to be biased independently. Combined, these features allow...

02 - Sensitivity of VOC Sensors for Air Quality Monitoring within the EURAMET Key-VOC project

L. Spinelle, M. Gerboles, G. Kok & T. Sauerwald
The Air Quality Directive AQD sets the limit value for benzene at 5 μg/m³ over a calendar year which corresponds to the upper range of concentration measured in air quality monitoring. Currently, the sensitivity of sensors represents the major challenge for measuring benzene in the ppb range. In 2005, benzene levels in ambient air less than 100 ppb were out of the range of gas sensors. Nowadays, the technological progress resulted in an improvement of...

7.4.6 New Approaches to Chemical Sensing for Application in Environmental Monitoring

Julian Gardner
There has been considerable research into the development of arrays of partially-sensitive chemical sensors coupled with pattern recognition techniques in order to mimic the sense of smell. The resulting technologies have been of limited success in the field of environmental monitoring and here we briefly consider some of these sensor technologies and their limitations; in term of sensitivity, selectivity, response time, and practical application. Examples of application space for so-called electronic noses are traditionally food...

5.2 - An IEEE 802.11 Based Telemetry System for Ultra Ligth Machines Flight Testing

A. Rolando, L. Minichini & F. Rossi
Initially conceived as the main research topic of a PhD, the Mnemosine Flight Test Instrumentation system designed and developed at Department of Aerospace Science and Technology of the Politecnico di Milano has been intensely used for more than one decade, in support of didactic activities, like the annual Student Flight Test Campaign within the MSc. Flight Testing course, as well as of research and third-party initiatives. The present paper presents the latest addition to Mnemosine:...

3.2.1 Langzeitstabile Messung und Regelung des Sauerstoffpartialdruckes bei hohen Temperaturen

M. Schulz, H. Fritze & Ch. Stenzel
Die Untersuchung von Materialparametern bei hohen Temperaturen erfordert in vielen Fällen Methoden zur Messung und Regelung des Sauerstoffpartialdruckes (pO2). Ein Beispiel bildet die Bestimmung der Viskosität von Metallen bei Schwebeschmelzversuchen. Bei diesem Verfahren wird eine leitfähige Probe mit Hilfe eines elektrischen Wechselfeldes zum Schweben gebracht und geschmolzen. Somit ist eine berührungslose Ermittlung von Viskosität und Oberflächenspannung ohne zusätzliche Verunreinigung der Materialien möglich. Undefinierte Atmosphären müssen vermieden werden, da es in Abhängigkeit des Materialsystems bereits bei...

7.1.3 Breath acetone monitoring by portable Si:WO3 gas sensors

M. Righettoni, A. Tricoli, S. Gass, S. E. Pratsinis, A. Schmid & A. Amann
Breath analysis has the potential for early stage detection and monitoring of illnesses to drastically reduce the corresponding medical costs. Here, a portable acetone sensor consisting of flame-deposited and in-situ annealed, Si-doped epsilon-WO3 nanostructured films was developed. The chamber volume was miniaturized, reaction- and diffusion-limited gas flow rates were identified and sensing temperatures were optimized resulting in low limits of detection and short responses at realistic relative humidities. The acetone content in the breath of...

P2.1 - NDIR-Photometer zum Nachweis von Ethylen während der Reifung klimaterischer Früchte

A. Eberhardt, J. Wöllenstein, S. Rademacher, J. Huber, K. Schmitt & M.-L. Bauersfeld
Die Versorgung der Welt mit Lebensmitteln wird mit steigenden Bevölkerungszahlen immer schwieriger. Gleichzeitig verderben bis zu 40 % der frischen Lebensmittel bevor Sie den Konsumenten erreichen. Eine bessere Überwachung während der Lagerung und des Transports kann diese Verluste erheblich reduzieren. Besonders betroffen sind sogenannte klimakterische Früchte, die nach der Ernte unter Freisetzung von Ethylen nachreifen. Ethylen kann als Indikator für den Reifegrad und bei Beaufschlagung zur gezielten Reifung von Früchten genutzt werden. In dieser Arbeit...

S2.1 - Gewerbliche Hochtechnologieausbildung für die Sensorik-Branche: Berufe und Bedarfe

Sabine Globisch
Diskussionen um den drohenden oder bereits spürbaren Fachkräftemangel begleiten die technologische Entwicklung in den Schlüsseltechnologien Biotechnologie, Mikrotechnologie, Nanotechnologie und optische Technologie in Deutschland bereits seit über einem Jahrzehnt. Dabei beziehen die Diskussion die gewerbliche und die akademische Ebene in gleicher Weise ein, denn es wird ein Mangel an ausgebildeten Ingenieuren genauso beklagt wie die fehlende Zahl an gewerblichen Fachkräften.

EC2.1 - Carbon nanostructures-based electrochemical (bio)sensors for the quantification of environmental and clinic markers

G. A. Rivas, M. D. Rubianes, F. C. Gutierrez, M. Eguílaz, M. C. Rodríguez, P. R. Dalmasso & P. Gallay
This presentation will be focused on the importance of the rational functionalization of carbon nanotubes for the successful development of sensitive and selective electrochemical (bio)sensors devoted to the quantification of clinical and environmental markers.

1.1.3 Al-doped TiO2 semiconductor gas sensor for NO2-detection at elevated temperatures

A. Yüce & B. Saruhan
Al-doped TiO2 semiconductor layers were investigated as gas sensor for NOx detection at temperatures up to 800°C. Thin sensor layers were deposited by reactive magnetron sputtering technique from the metallic targets of Ti and Al under addition of oxygen onto the alumina substrates which consisted of screen-printed interdigited Ptelectrodes on the front and no heater at the backside. Al-content was adjusted to 6 atm. % in TiO2. The layers were characterized by XRD and SEM...

A6.2 - Highly flexible absolute integrated encoder system on GMR-basis

B. Stritzke, Ch. Brode & M. Danowski
The cooperative project GMR-Flex is funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) within the support program “Microsystems 2004-2009”. The aim of the GMR-Flex project is the development of a GMR-based absolute rotary encoder system, which is flexibly scalable between module 0.2 and 4 and shaft diameters from 20 to 500 mm. One of the project’s primary objectives is an accuracy of 14 bits, which has solely been achieved by optical encoder systems...

P8.4 - Switching-Type Lambda Sensor Manufactured by Joining of Sintered Zirconia via Glass Solder Paste

F. Schubert, St. Wollenhaupt, J. Kita, G. Hagen & R. Moos
This paper presents a planar switching-type lambda sensor fabricated by joining the heating and sensing components made of yttria-stabilized zirconia using a glass soldering paste. A way to produce a dense joining layer was found. The resulting sensor devices were compared with a sensor manufactured in a high temperature co-firing process and with a commercial sensor. The resulting sensor devices performed as expected and “switched” between lean and rich exhaust atmospheres.

D6.3 - Intensity based optical measurement of cornea vibration

J. Osmers, M. Sorg & A. Fischer
In order to measure the dynamic behavior of eyes for yielding the intraocular pressure an optical, intensity-based sensor approach is developed. The challenge is to emit less than 1 mW of power to avoid harming the eye while coping with the low reflection of the eye of 4% for normal incidence. With solely analog infrared diodes and phototransistors the vibration of the cornea of an enucleated porcine eye is demonstrated to be detectable for the...

P2.12 Tastsystem zur Bestimmung der instrumentierten Eindringhärte

T. Frank, C. Maier, M. Kermann, A. Grün, A. Cyriax, J. Patel & T. Ortlepp
Die mechanische Charakterisierung dünner Schichten ist für viele Anwendungen wichtig. Zur Bestimmung der Härte stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Im vorliegenden Beitrag wird die Nanoindentierung beschrieben, auch instrumentierter Eindringversuch genannt. Der Eindringkörper ist eine Diamantspitze mit bekannter Geometrie, welche in die zu prüfende Oberfläche hineingedrückt wird. Aus der kontinuierlich gemessenen Kraft in Abhängigkeit vom Eindringweg können die Größen: Härte und reduziertes Elastizitätsmodul bestimmt werden. Beschrieben wird eine neue Sensoranordnung. Zwei übereinander liegende Weg-Kraftsensoren nehmen die...

S1.2 - Hochschulszene Sensorik und Mikrosystemtechnik: Wer macht was wie?

Andreas Schütze
Die Hochschullandschaft in Deutschland ist vielfältig und entwickelt sich, insbesondere durch die umfangreichen Novellierungen und Reformen der letzten Jahre, stürmisch weiter. Neben dem viel diskutierten Bologna-Prozess, verbunden mit der Umstellung der Abschlüsse an Hochschulen auf das angelsächsische System der gestuften Bachelor-/Master-Abschlüsse, der in einem gesonderten Beitrag behandelt wird [1], entwickelt sich die Hochschullandschaft auch durch Schaffung neuer Studienangebote laufend weiter. Der Beitrag soll einerseits einen Überblick geben über Studiengänge, die spezifisch die Mikrosystemtechnik und damit...

2.2.1 Einfluss von DC- und AC-Versorgungsspannungen auf Dünnschicht- Drucksensoren aus ZrO2

M. Mathis, G. Schultes & D. Vollberg
ZrO2 (3 mol% Y2O3 stabilisiert) eignet sich aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften wie geringem E-Modul, hoher Biegefestigkeit und hoher Bruchzähigkeit hervorragend als Membranmaterial für Drucksensoren. In Kombination mit Dünnschichten kann ein leistungsfähiges, ausfallsicheres und kostengünstiges Sensorkonzept ohne Isolationsschicht realisiert werden. Nach diesem Konzept aufgebaute Sensoren wurden bis zu Temperaturen von 250 °C charakterisiert und zeigten ein stark von der Versorgungsspannungsart abhängiges Verhalten. Während mit Wechselspannung betriebene Sensoren keinerlei Auffälligkeiten zeigen, kommt es bei mit Gleichspannung betriebenen...

I2.4 - Perception Range Prediction for IR Pilot Sight

Robert Weiss
The new helicopters of the Bundeswehr, the UH Tiger and the NH-90, are equipped with a far-infrared Pilot Sight Unit (PSU). This sensor is used for both navigation and obstacle avoidance. At the beginning of our project, there was no established procedure to predict the IR viewing range under given weather conditions. Aviation safety guidelines, however, require a pre-flight assessment of prevalent viewing conditions for a given sensor. A high priority project was started by...

P2.1 Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit bei der Messung der Brillouin-Frequenzverschiebung für die faseroptische Bestimmung der Temperaturverteilung

A. Wosniok
Auf der Grundlage der in DIN EN 61757-2-2:2017 beschriebenen Standardisierungsmethoden wurden in dieser Arbeit wichtige Leistungsparameter von vier kommerziellen Messsystemen zur ortsaufgelösten faseroptischen Erfassung der temperatur- und dehnungsabhängigen Brillouin-Frequenzverschiebung untersucht. Gemäß der oben genannten Norm konzentrierte sich hier die Ermittlungsprüfung auf messtechnische Aspekte reiner Temperaturmessungen. Dabei diente die Ermittlung von einem festgelegten Satz dreier Betriebsverhaltenskenngrößen in Form von quantitativen Angaben des Messfehlers, der Wiederholgenauigkeit sowie der räumlichen Unsicherheit einem Vergleich der getesteten Messsysteme. Alle faseroptischen...

P1NM.14 - Percolating metallic structures templated on laser - deposited carbon nanofoams derived from graphene oxide: Applications in humidity sensing

S. Nufer, A. B. Dalton, J. P. Salvage, A. Shmeliov & A. Brunton
Carbon nanofoam (CNF) is a low-density, high-surface-area material formed by aggregation of amorphous carbon nanoparticles into porous nanostructures. We report the use of a pulsed infrared laser to prepare CNF from a graphene oxide (GO) target material. Electron microscopy shows that the films consist of dendritic strings which form web-like three-dimensional structures. The conductivity of these structures can be modified by using the CNF as a nanostructured scaffold for gold nanoparticles deposited by sputter coating,...

D4.3 - Silicon probing tips coated with protective aluminum oxide thin films for fast tactile cantilever sensors

H. S. Wasisto, F. Yu, M. A. Deeb, L. Doering, U. Brand, A. Bakin, A. Waag, E. Peiner & St. Völlmeke
Silicon microprobe tips are fabricated and integrated with piezoresistive cantilever sensors for fast surface roughness scanning systems. A combination of wet and inductively coupled plasma (ICP) cryogenic dry etching processes is employed to create high-aspect-ratio tips. For the wear-resistant tip coatings, atomic-layer deposition (ALD) technique is applied to deposit conformal ~14 nm thick aluminum oxide (Al2O3) layers using a binary reaction sequence in low thermal process with precursors of trimethyl aluminum (TMA) and water (H2O)....

AR2.2 - “Chemical gamut” and implications for describing the analytical capability of sensor arrays

K. J. Johnson & A. C. Knapp
There is a general lack of systematic, generally applicable metrics for expressing the capability of arrays of partially selective sensors for chemical analysis. Such metrics would allow for objective comparison of widely different array technologies and efficient optimization of such arrays for uncertain, complex sensing tasks. This work explores the use of concepts and formalisms from the field of color theory for use in describing analytical capability of chemical sensor arrays.

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