Innovation bei Unitronic Ausgeklügelte Gassensorik

Das USM-VGSA-Modul von Unitronic schafft mit einem Metall-Oxid-Sensor ein 48-Wertiges Sensorfeld.
Das USM-VGSA-Modul von Unitronic schafft mit einem Metall-Oxid-Sensor ein 48-wertiges Sensorfeld.

Unitronic entwickelt "intelligentes" Sensormodul USM-VGSA zur Messung und Auswertung von Luftbestandteilen: Das virtuelle Sensormodul erkennt mit einem einzigen Metall-Oxid-Sensor eine Vielzahl an Gasen selektiv.

Der Entwicklungsdienstleister Unitronic aus Düsseldorf vereinfacht mit innovativer Methodik die Messung und Auswertung von Gasen: Sein Sensormodul VGSA (virtueller multifunktionaler Gas-Sensorarray) erkennt mit einem einzigen herkömmlichen Metall-Oxid-Sensor eine Vielzahl organischer und anorganischer Verbindungen selektiv. Damit lassen sich die Kosten für die Analyse von Luftbestandteilen deutlich reduzieren.

Der VGSA ermittelt die Gasart anhand gasinduzierter Verzerrung periodischer Temperatursprünge. Zur Steigerung der Messgenauigkeit verwendet der USM-VGSA eine „intelligente“ Temperierung, welche die Temperaturumgebung auf die detektierte Gasart abstimmt. Zusätzlich zur  Temperaturmodulation wertet das Modul die komplexe Leitfähigkeit (Impedanz) des Sensors aus, die mit der Gasart variiert. Das Modul nutzt ein spezielles, hochempfindliches Auswertungsverfahren mit innovativen Algorithmen und Techniken. Diese Technologie erzeugt mithilfe eines einzelnen Halbleitersensors mehrere Sensorsignale unterschiedlicher Eigenschaften und entspricht so einem virtuellen Sensorarray.

„Die Funktion des Sensors basiert auf unterschiedlichen Aspekten, denn jedes Gas wirkt aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung unterschiedlich auf das Sensorelement.“, erläutert Eduard Schäfer, Leiter der Abteilungs Sensoren. „Das Eindringen der Gase in die sensitive Wirkschicht des Sensors ist bei jedem Gas anders.“ Für die Ermittlung relevanter Ergebnisse wertet der VGSA 48 unterschiedliche Sensor-Einflussgrößen aus und extrahiert diese aus der Sensorschicht. Auf diese Weise entsteht ein virtuelles 48 Sensoren-Array.

Die „intelligenten“ Gassensoren finden unter anderem in Brandmeldeanlagen zur Detektion von Frühbranderkennung Einsatz. Das Analyseverfahren erkennt, welches Material gerade brennt und unterstützt die individuelle Erfassung unterschiedlicher Brandarten. Darüber hinaus können sie als Analyse zur gezielten Vorbeugung größerer Schäden bei industriellen Anlagen und im Bereich der Weißen Ware zur Erfassung der Luftqualität eingesetzt werden. Hersteller von industriellen Filteranlagen können einen Filterdurchbruch mit gezielter Gasanalyse hinter dem Filter frühzeitig erkennen.

Im DESIGN&ELEKTRONIK Heft 01-2017 steht ein ausführlicher Fachbeitrag bereit!