219 Works

P3.04 - Herstellung und Charakterisierung von mittels PLD-Technik gefertigten Bor-dotierten Kohlenstoffelektroden

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Mittels Laserpulsabscheidung ist es gelungen, Bor-dotierte Kohlenstoffelektroden auf Siliziumdioxid-Substraten abzuscheiden. Als Haftvermittler kamen 100 nm dicke Schichten aus Wolframcarbid oder Borcarbid zum Einsatz. Eine 500 nm Platinschicht diente als leitendes Material zur Kontaktierung der Sensoren. Im nächsten Schritt wurden jeweils Bor-dotierte Kohlenstoffschichten mit einer Dicke von 2 μm abgeschieden. Es wurden Kohlenstofftargets mit variierenden Borgehalten verwendet, um Elektroden mit unterschiedlichen Eigenschaften zu generieren. Zur Verkapselung der Leiterbahnen wurde im abschließenden Prozessschritt Aluminiumoxid mit einer Dicke...

P4.01 - Sol-Gel-Synthese von aluminiumdotiertem Zinkoxid für UVunterstützte resistive Raumtemperatur-Stickoxidsensoren

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Über die Sol-Gel-Route wurden Zinkoxide (ZnO) mit Aluminiumgehalten von 0 % bis 5 % hergestellt. Durch eine XRD-Analyse konnte einphasiges Zinkoxid nachgewiesen werden. Aus den Pulvern wurden Pasten hergestellt, welche auf ein Aluminiumoxidsubstrat, bedruckt mit einer Interdigitalelektrodenstruktur, aufgebracht wurden. Die so hergestellten Sensoren zeigten ein großes Sensorsignal bei Raumtemperatur, hervorgerufen durch Beaufschlagung mit NO2. Wird der Sensor zusätzlich mit UV-Licht einer Wellenlänge von 365 nm bestrahlt, so verringern sich die Ansprech- und Abklingzeit des Sensorsignals....

P4.06 - Herstellung und Charakterisierung eines neuen keramischen Komposit-Festelektrolyts

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Komposite aus Festelektrolyten und Isolatoren bieten neue Möglichkeiten, Materialien mit hohen Sauerstoffionenleitfähigkeit zu erhalten [1], da durch Spannungen an den Korngrenzen zwischen Elektrolyt und Isolator deutlich höhere Leitfähigkeiten als im Bulk des Elektrolyts auftreten können. Deshalb wurden Komposite aus Gadolinium-dotiertem Ceroxid (GDC) und Magnesiumoxid (MgO) entwickelt. Eine Mischung dieser beiden Komponenten wurde nach [2] hergestellt und gesintert. Die Strukturen der Proben wurden durch Röntgenbeugungs- und Transmissionselektronenmikroskopie charakterisiert [3].

P2.10 - \"In-situ microscopy for real-time determination of singlecell size distribution and activity in microbial cultures\"

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A photo-optical in-situ microscopy device was adapted and applied to monitor morphological features of single cells directly in the cell suspension of bioreactors. The real-time measurement is conducted by coupling of the photo-optical probe to an automated image analysis. Several parameters, which are gained from the captures of the microscope, can be related to process relevant features like growth, cell activity and lipid content in algae and yeast cultivations. Moreover, the single-cell distribution of several...

P2.11 - Lichtbasierter Sensor zur kontinuierlichen Bestimmung von Chlordioxid

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Im Rahmen des Projektes "Lichtbasierte Analytik zur Bestimmung der Konzentration von Chlordioxid" (LAClO2) wurde ein neuartiger Sensor zur Überwachung der Aufbereitung von Brauch-, Prozess- und Trinkwasser entwickelt und hergestellt. Im Wesentlichen zeichnet sich der Sensor neben seiner hervorragenden Integrierbarkeit in die vorhandene Anlagentechnik und EDV Struktur, durch die hohe Breitbandtauglichkeit und Kompaktheit des Systems aus. Das patentierte photometrische Messsystem erlaubt eine sehr genaue pH- und temperaturunabhängige und somit besonders resiliente Erfassung der Chlordioxidkonzentration. Die praktische...

P1.03 - In-line-Monitoring der Elektrolyt- und Harnstoffkonzentration in extrakorporalen Kreisläufen zur Individualisierung der Nierenersatztherapie

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Bei akuten nephrologischen Notfällen ist es notwendig, dass die Funktion der Niere durch eine Nierenersatztherapie bzw. Akutdialyse übernommen wird. Bei dieser werden Giftstoffe über eine semipermeable Membran, mit Blut auf der einen Seite der Membran und einem sogenannten Dialysat auf der anderen Seite, entfernt und der Elektrolythaushalt reguliert. Da der Transport der Giftstoffe und der Elektrolyte über die semipermeable Membran per Diffusion erfolgt, ist der Konzentrationsgradient zwischen Blut und Dialysat maßgebend für die Stoffaustauschgeschwindigkeit. Ein...

P2.02 - Entwicklung von optisch aktiven Hydrogelsensorelementen zum Nachweis von pH-Wertänderung

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In vielen Industriezweigen wächst gegenwärtig der Bedarf für die Inline-Überwachung von Parametern in flüssigen Medien. Ein Ansatz dafür ist das Auslesen entsprechender Parameteränderungen, wie z.B. des pH-Wertes, über ein optisches Messsystem. In diesem Beitrag wird dafür ein kostengünstiges, nanostrukturiertes Sensorsubstrat vorgestellt, welches mit Nanoimprint-Lithografie hergestellt wird und das mit einem pH-sensitiven Hydrogel beschichtet ist. Das Hydrogel quillt in einem bestimmten pH-Bereich proportional zum pH-Wert und bietet somit die Möglichkeit auftretende Brechzahlveränderungen über die plasmonische Sensorfläche,...

1.8 - Modulares IR-Messsystem zur Überwachung der Wasserstoffqualität für Brennstoffzellenfahrzeuge

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Geringe Verunreinigungskonzentrationen in Wasserstoff im ppm-Bereich, wie beispielsweise Kohlenmonoxid (CO) oder Kohlendioxid (CO2), können in Brennstoffzellen leistungsreduzierende Effekte oder Schäden verursachen. Für Brennstoffzellen-betriebene Fahrzeuge, die eine vielversprechende Alternative zu konventionellen Verbrennungsmotoren sind, können derartige Verunreinigungen auch zum Liegenbleiben des Fahrzeugs führen. Um solche Störeinflüsse zuverlässig auszuschließen, muss die Reinheit von Wasserstoff überwacht werden. Die ersten Voruntersuchungen zeigen, dass ein Sensorsystem, das auf der nicht-dispersiven Infrarot (IR)-Absorption beruht, eine Vielzahl von Störgasen erfassen kann. Dabei wurde...

P2.04 - Entwicklung von piezoresistiven Hydrogelsensoren zum Nachweis von Ethanol

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Der Beitrag beschreibt einen kostengünstigen Sensor zur Detektion von Ethanol, z.B. in Alkoholika, der alkoholsensitive Hydrogele aus Acrylamid und Bisacrylamid mit piezoresistiven Sensoren kombiniert. Dabei wird die reversible Quellung bzw. Entquellung des Hydrogels gezeigt, welche Voraussetzung für einen reproduzierbaren Betrieb des Sensors ist. Weitere Faktoren wie der Einfluss der Acrylamid- und Bisacrylamid-Konzentration auf die Sensitivität und die mechanische Stabilität des Hydrogels sowie die Selektivität des Hydrogels gegenüber weiteren Alkoholen werden dargelegt. Erste Messungen in piezoresistiven...

P2.07 - Mathematical and Statistical Tools for Online NMR Spectroscopy in Chemical Processes

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Monitoring chemical reactions is the key to chemical process control. Today, mainly optical online methods are applied, which require excessive calibration effort. NMR spectroscopy has a high potential for direct loop process control while exhibiting short set-up times. Compact NMR instruments make NMR spectroscopy accessible in industrial and harsh environments for advanced process monitoring and control, as demonstrated within the European Union’s Horizon 2020 project CONSENS. We present a range of approaches for the automated...

P2.08 - Advanced inertial position tracking of sensor particles in fluid flows of large industrial containers

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In this paper, a concept for inertial position tracking of flow following sensor particles based on data fusion of inertial sensors is presented. The employed data fusion technique is quaternion based and uses an extended Kalman filter algorithm. A generalized sensor system kinematics has been developed to test the filter algorithm where three data conditions have been considered. Eventually, first simulation results are compared which shows the performance of the filter regarding sensor drift and...

3.7 - Kombinierter optisch-impedimetrischer Ganzzellbiosensor

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Im Wachstumskern „Biologische Sensor-Aktor-Systeme auf der Basis von funktionalisierten Mikroorganismen (BioSAM)“ werden Ganzzellsensoren für die Umwelt- und Medizintechnik entwickelt, welche die Reaktion lebender Zellen auf umwelt- oder prozessrelevante Stoffe zur Bewertung der biologischen Wirkung von Analyten nutzen. Im Teilvorhaben HIGS („Hochintegrierte Ganzzellsensoren für die Umwelt- und Medizintechnik“) werden dabei gentechnisch modifizierte Hefezellen eingesetzt, die bei Anwesenheit des Analyten Diclofenac, welches als anthropogener Spurenstoff in Wässern vorkommt, ein Fluoreszenzprotein produzieren. In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene...

4.1 - EPoSS und Smart Anything Everywhere: international vernetzte Technologieplattformen

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Der Beitrag beschreibt international vernetzte Technologieplattformen, ihre Arbeitsweise und konkrete Ergebnisse. Er will dazu motivieren diese Plattformen zu nutzen und mit den Zielen von Firmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen zu verknüpfen. Wie das gelingen kann und welche Vorteile es bringt wird anhand einiger konkreter Beispiele aufgezeigt.

2.5 - Überwachung von Fettsäuren in Biogasprozessen – Neue Entwicklungen für die Online-MessungVFA-Messung,Biogas,Biofilm-Sensor,Hefezelle,Online-Messung

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Flüchtige Fettsäuren (engl. volatile fatty acids, VFA) wie Essig-, Propion-, Butter- und Valeriansäure sind wichtige Inhaltsstoffe für die Beurteilung der Stabilität von Biogasprozessen. Insbesondere bei der Verarbeitung organischer Abfälle unterschiedlicher Herkunft wie Speiseresten zu Biogas ist die zeitnahe Überwachung dieser Zwischenprodukte für die Prozesssicherheit entscheidend. Eine weitere Motivation für das Online-Monitoring von VFA ergibt sich aus der Zielstellung, Biogasprozesse so zu flexibilisieren, dass mit den entsprechenden Anlagen auch größere Bedarfsschwankungen im Stromnetz berücksichtigt werden können....

3.3 - Impedimetrische Untersuchungen an Elektroden Elektrochemischer CO2-Sensoren

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Am Fraunhofer-IKTS wurde ein elektrochemischer CO2-Sensor in kompakter Bauweise entwickelt. Der Sensor zeigt ein sehr gutes Ansprechverhalten auf CO2-Konzentrationsänderungen im Bereich 0,04..10 Vol.-% in synthetischer Luft. Zur Untersuchung des Einflusses der Elektroden auf die signalbildenden Prozesse wurden impedimetrische Untersuchungen an Testzellen mit vereinfachtem Aufbau durchgeführt.

3.4 - Laborübertragbare Kalibrierung von Sensoren für die Messung von Benzol

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Ein Sensorsystem aus drei Halbleitergassensoren mit temperaturzyklischem Betrieb wurde auf den Nachweis von Benzol im Bereich von 500 ppt bis 10 ppb bei 10-40 % relativer Feuchte (rF) kalibriert und der Einfluss von Hintergrundgasen auf die Erkennung getestet. Die Kalibration zeigt eine sehr hohe Genauigkeit und Linearität, die die Interpolation von nicht kalibrierten Benzolkonzentrationen und Feuchten ermöglicht. Der Einfluss von Hintergrundgasen wie z.B. 500 ppb Wasserstoff und 150-500 ppb Kohlenmonoxid kann mit Hilfe einer multilinearen...

D6.1 - Robust force and torque measurements by integrated sensors in hollow shafts

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This contribution presents a manufacturing method for producing hollow shafts with integrated sensors. An incremental forming process is used to join a deformation sensing element in a tubular part during forming. A mechanical pre-tension is created to ensure a high linearity. The sensor signals are utilized during manufacturing to monitor and control the processes. Control and monitoring strategies are derived in order to achieve a constant quality of the sensory structures. In order to design...

D6.2 - Characterisation of a 5 MN·m Torque Transducer by Combining Traditional Calibration and Finite Element Method Simulations

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Precise torque measurement in nacelle test benches increases the demand for an expansion of the torque measurement range up to several MN·m and a torque transfer standard. To this end, a 5 MN·m torque transducer was acquired. However, a traceable torque calibration is only possible up to 1.1 MN·m so far. This calibration is presented and discussed in this paper. In order to fully characterise the 5 MN·m torque transfer standard, a finite element analysis...

D4.1 - Shape memory strain gauges

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Reinforced and plain polymers are highly elastic. In order to measure strain of parts made of these, strain sensors have to be highly elastic too. Such sensors, certainly for cyclic loading conditions with high amplitudes, are not available. Pseudoelastic shape memory alloys are used to realise high performance strain sensors with high elasticity. These sensors can be elastically strained up to 80,000 µm/m. In cyclic loading conditions strain levels or amplitudes of about 20,000 µm/m...

P2.9 - Acoustic Material Characterization of Additively Manufactured Components

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Additively manufactured or 3d printed components are commonly used for rapid prototyping or small series production purposes. Their mechanical properties, especially in the acoustic regime, are sparsely researched as of now. Therefore, we present a non-destructive measurement procedure to characterize the properties of additively manufactured components. We manufacture 3mm thick plates by fused deposition modeling of polylactic acid (PLA). Using focused laser radiation, broadband ultrasonic Lambwaves are excited in the plates via the photoacoustic effect....

P2.8 - Left-handed Material Graphene Waveguide Sensor

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We study the interaction of electromagnetic radiation (EM) of parallel graphene sheets with left-handed material and without it. We have theoretically investigated and numerically simulated sensor of graphene-left handed film for p and s-polarized in the terahertz regime. The graphene is represented by an infinitesimally thin local and isotropic two-sided conductivity surface. The variation of some physical parameters of the left handed materials as the permittivity and permeability and the left-handed film thickness are studied...

P3.2 - Printed Capacitive Sensors for Contactless Ice Detection in Automotive Liquid Conveyor Pipes

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This publication focuses on the development of an innovative, low-cost sensor for the detection of ice formation in conveyor pipes of vehicles. The measurement principle is based on the contactless determination of the relative permittivity of a medium by capacitive sensors. In comparison to water, ice has a decreased relaxation frequency through crystallization below the freezing point. Capacitive sensor structures for permittivity measurement were applied on a polymer pipe by functional printing, which can be...

P2.5 - Reliability and long-term stability of the mounted silicon for precision measurements

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Silicon strain gauges have a much higher gauge factor than metal foil strips. These can replace piezoresistive thin-film resistors and thus create a cost-effective and high-quality sensor. The technical challenge lies in the long-term stable connection between the silicon strain gauge and the steel spring body. Preferably, sealing glass paste is used. Due to the high processing temperature of approx. 450 ° C and the different coefficients of thermal expansion, high mechanical stresses are induced....

P5.1 - Miniaturized Sensor for the Detection of Environmental Pollutants

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A miniaturized ion mobility spectrometer (IMS) for the sensitive and selective detection of low concentrated substances in the ppb-range under atmospheric conditions is presented. The chip with a novel design consists of an integrated ion filter and detector and is manufactured with MEMS technologies. The implemented concept of the IMS-Chip allows an easy and flexible adaption to a broad range of target applications. Environmental analysis represents a possible field of application for the IMS- hip....

A2.1 - BioMEMS for sensing in cell characterization, drug screening and biofilm detection

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BioMEMS as microsystems designed for biomedical and biological applications provide various functions from micro implants, Lab-on-chip, PoC diagnostics to biosensors. This paper focuses on the sensing capability of BioMEMS in cell characterization, drug screening and biofilm detection. In situ staining and electrical approaches as impedance spectroscopy, dielectric spectroscopy and contactless impedimetric sensing are presented and discussed for applications in 3D cell culturing, for drug screening, sedimentation analysis in aquatic research and biofilm detection in indwelling...

Registration Year

  • 2017
    219

Resource Types

  • Text
    219