TY - CONF A1 - Gerlitzke, A.-K. A1 - Nörthemann, K. A1 - Lang, M. A1 - Milstrey, M. A1 - Kaufer, R. A1 - Woratz, M. A1 - Banach, Ulrich A1 - Hübert, Thomas A1 - Moritz, W. T1 - Long-term stability of the low energy hydrogen sensor N2 - A silicon MIS-structure prepared with thin layers of the super-ionic conductor LaF3 and Pd is used to detect hydrogen. The sensor is able to detect hydrogen in a concentration range from below one ppm to the lower flammable limit in air which is 4 vol.-%. The chip operates at room temperature which results in an extremely low energy consumption compared to other hydrogen sensors. Only once per day a short heating pulse is necessary to reactivate the sensor chip. In cooperation with the BAM, a long-term experiment was carried out. The duration of the measurement was about three months, with a hydrogen exposure every two weeks. The sensor signal remained stable over the measured period. T2 - IMCS 2012 - 14th International meeting on chemical sensors CY - Nuremberg, Germany DA - 20.05.2012 KW - Hydrogen detection KW - Long-term measurement KW - MIS-structure KW - Low energy sensor PY - 2012 SN - 978-3-9813484-2-2 DO - https://doi.org/10.5162/IMCS2012/P2.5.1 SP - 1571 EP - 1574 PB - AMA Service GmbH CY - Wunstorf AN - OPUS4-26177 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lang, M. A1 - Banach, Ulrich A1 - Nörthemann, K. A1 - Gerlitzke, A.-K. A1 - Milstrey, M. A1 - Kaufer, R. A1 - Woratz, M. A1 - Hübert, Thomas A1 - Moritz, W. T1 - Long-term stability of a MEIS low energy hydrogen sensor N2 - A hydrogen sensor based on a silicon Metal/Solid Electrolyte/Insulator/Semiconductor (MEIS) structure with thin layers of the super-ionic conductor LaF3 and Pd gate metal was investigated in a hybrid structure on a resistance heater mounted on a ceramic substrate. The sensor was operated at room temperature, however, a short heating impulse once a day ensures a fast and reproducible dynamic behavior. The sensor was characterized in the concentration range typical for alarm levels up to 40% of the lower flammability limit and shows a logarithmic dependency of the sensor signal from the hydrogen concentration and a mean sensitivity of about 140 mV/decade. The response time (t90) is about 8 s. In a long term test for a period of three month, the sensor was exposed to hydrogen every two weeks. The sensor signal was shown to be stable in dynamic behavior, sensitivity and signal difference. KW - Hydrogen detection KW - Long-term measurement KW - MEIS-structure KW - Low energy sensor PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1016/j.snb.2012.12.081 SN - 0925-4005 SN - 1873-3077 VL - 187 SP - 395 EP - 400 PB - Elsevier CY - Amsterdam [u.a.] AN - OPUS4-29223 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Linke, S. A1 - Kühn, Julius A1 - Nörthemann, K. A1 - Unger, Wolfgang A1 - Moritz, W. T1 - Sensor high throughput screening using photocurrent measurements in silicon N2 - A new high throughput screening method to characterise alloys used as gate metal of Metal/solid Electrolyte/Insulator/Semiconductor (MEIS) gas-sensors was developed. Samples with continuous gradients in alloy concentration for the system Pd1-x-yNiyCoy were analysed regarding H2 sensitivity. First results showed reduced poisoning effects of H2S for Ni concentrations between 4-11 at-% in Pd. T2 - Eurosensors XXVI CY - Kraków, Poland DA - 2012-09-09 KW - LAPS KW - Ternary alloy KW - MEIS sensor KW - H2 sensor KW - High throughput screening PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.09.366 SN - 1877-7058 VL - 47 SP - 1195 EP - 1198 PB - Elsevier CY - Amsterdam [u.a.] AN - OPUS4-27926 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nörthemann, K. A1 - Moritz, W. A1 - Bienge, J.-E. A1 - Müller, J. A1 - Despinasse, Marie-Claire A1 - Raspe, Tina A1 - Krüger, Simone ED - Krüll, W. T1 - Forest fire detection using hydrogen sensors N2 - Forest fires start mostly in partial combustion. In this paper we present a hydrogen sensor to defect early stages of forest fires. First indoor experiments in a smoke density chamber with wood samples, proved that the sensor produce a strong signal change when the smouldering of wood starts, already before the CO concentration, measured in FTIR spectrometry, exceeds 10 ppm. In outdoor experiments we were able to detect forest fire in a distance of 110 m. T2 - AUBE '14 - 15th International conference on automatic fire detection CY - Duisburg, Germany DA - 14.10.2014 KW - Hydrogen sensor KW - Forest KW - Fire detection KW - Smoke gases KW - FTIR KW - Rauchkammer PY - 2014 SN - 978-3-940402-02-8 VL - 1 SP - 247 EP - 254 CY - Duisburg AN - OPUS4-31949 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nörthemann, K. A1 - Krüger, Simone A1 - Despinasse, Marie-Claire A1 - Raspe, Tina A1 - Moritz, W. A1 - Bienge, J.-E. A1 - Müller, J. T1 - Forest fire detection using Hydrogen Sensors T2 - 15th International on Automatic Fire Detection, AUBE '14 CY - Mülheim an der Ruhr, Germany DA - 2014-10-14 PY - 2014 AN - OPUS4-31640 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nörthemann, K. A1 - Moritz, W. A1 - Bienge, J.-E. A1 - Müller, J. A1 - Despinasse, Marie A1 - Raspe, Tina A1 - Krüger, Simone T1 - Forest fire detection using hydrogen sensors N2 - Forest fires start mostly in partial combustion. In this paper we present a hydrogen sensor to detect early stages of forest fires. First indoor experiments in a smoke density chamber with wood samples, proved that the sensor produce a strong signal change when the smouldering of wood starts, already before the CO concentration, measured in FTIR spectrometry, exceeds 10 ppm. Indoor experiments in a Smoke Density Chamber with wood samples show, that our sensor produces an earlier signal difference than a carbon monoxide detector. In outdoor experiments we were able to detect forest fire in a distance of 110 m. T2 - AUBE 15- 15zh International conference on automatic fire detection CY - Duisburg, Germany DA - 14.10.2014 KW - Hydrogen KW - Fire KW - Early fire detection PY - 2014 AN - OPUS4-38285 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krüger, Simone A1 - Despinasse, Marie-Claire A1 - Stahn, Sebastian A1 - Raspe, Tina A1 - Nörthemann, K. A1 - Moritz, W. T1 - Freisetzung toxischer Gase bei der Verwendung von Grillgeräten in geschlossenen Räumen und deren frühzeitige Detektion N2 - Durch die Verwendung von Grillgeräten in geschlossenen Räumen, wie Gartenlauben, Wohnungen oder Garagen kam es in den vergangenen Jahren zu einer Vielzahl von Unfällen mit schweren Vergiftungen und Todesfällen. Seit 2008 scheint das Auftreten von Kohlenmonoxid (CO) Intoxikationen innerhalb Deutschland wieder zu zunehmen. Die Hauptursachen sind dabei der unsachgemäße Gebrauch von Holzkohlegrills, schlecht gewartete Gasthermen und Kamine. Zum Schutz der Bevölkerung ist deshalb eine Aufklärung über mögliche Gefahren wichtig. Im Rahmen dieser Arbeit wurden diese Gefahren bewertet. Es wurden verschiedene Brandszenarien mit Grillgeräten, mit unterschiedlichen Grillkohlearten und –mengen in geschlossenen Räumen realisiert und die entsprechenden Konzentrations-Zeit-Verläufe ermittelt. Bei den Brandversuchen wurden zudem notwendige Eingabeparameter für numerische Simulationen ermittelt, um die Verwendung von Holzkohlegrills in geschlossenen Räumen zu simulieren. Die Auswirkungen für Menschen beim Grillen in geschlossenen Räumen wurden quantifiziert, indem die Eintrittszeitpunkte der Handlungsunfähigkeit und des Todes mittels Fractional Effective Dose (FED)-Konzept bestimmt wurden. Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass eine frühzeitige Detektion der toxischen Gase zur Warnung von Personen dringend notwendig ist. In den durchgeführten Brandversuchen zeigte sich, dass die gebräuchlichen Rauchmelder auf Streulichtbasis keine rechtzeitige Warnung ermöglichen. Deshalb sind für solche Brandszenarien andere Branddetektoren erforderlich. Entsprechende Versuche mit CO-Brandmeldern zeigten, dass das freigesetzte CO beim Grillen in geschlossenen Räumen frühzeitig detektiert werden kann und Personen somit rechtzeitig gewarnt werden können. Zur frühzeitigen Erkennung von Schwelbränden wurde weiterhin ein neuer Wasserstoffdetektor getestet. Die Entstehung von Wasserstoff in einer sehr frühen Brandphase kann zur frühzeitigen Erkennung von Schwelbränden genutzt werden. Bei ersten Schwelbrandexperimenten mit Holzproben konnte Wasserstoff in einer geschlossenen Kammer (0,5 m3) nachgewiesen werden, noch bevor es zu einer erhöhten CO-Emission kam. Die Ergebnisse der Schwelbrandversuche werden vorgestellt und die Verwendbarkeit von CO- und Wasserstoff-Detektoren erörtert und diskutiert. T2 - 4. Magdeburger Brand- und Explosionsschutztag / 3. vfdb-Workshop Brandschutzforschung CY - Magdeburg, Germany DA - 26.03.2015 KW - Toxizität KW - FED KW - Brandmelder KW - Brandfrüherkennung KW - Rauchgase KW - Kohlenmonoxid KW - Grillen PY - 2015 SN - 978-3-00-048960-0 SP - 1 EP - 13 AN - OPUS4-33188 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Krüger, Simone A1 - Raspe, Tina A1 - Despinasse, Marie-Claire A1 - Moritz, W. A1 - Nörthemann, K. T1 - Wasserstoffsensoren zur früheren Branddetektion - Systematische Untersuchungen zur Wasserstoffgenerierung bei Schwelbränden und Entwicklung eines Wasserstoffsensors zur Brandfrüherkennung einschließlich Vergleich mit anderen Branddetektionssystemen N2 - Wasserstoff als Brandprodukt entsteht in einer sehr frühen Brandphase, insbesondere bei Schwelbränden. Durch die Entwicklung eines geeigneten Wasserstoffsensors ist es nicht nur möglich, sehr frühzeitig einen entstehenden Brand zu detektieren, sondern durch die Erkennung eines Entstehungsbrandes und frühzeitiger Löschmaßnahmen ergibt sich eine Vermeidung von Personen- und Sachschäden. Die sich in der Entwicklung befindlichen Wasserstoffsensoren wurden von der TLTS GmbH zur Verfügung gestellt. Im Rahmen dieses Projektes wurden diese Sensoren in verschiedenen Testbränden, d.h. sowohl im Labormaßstab, in der Rauchkammer, als auch in Realbrandszenarien in einer 2-Raum-Containerwohnung mit verschiedenen wohnungstypischen Materialien und Gebrauchsgegenständen getestet, insbesondere in Kombination mit anderen analytischen Methoden und im Vergleich mit anderen Detektionssystemen. Der Schwerpunkt lag in der Rauchgaskomponentendetektion in der frühen Brandphase, insbesondere der Wasserstoffgenerierung in Abhängigkeit des Brandszenarios. Es erfolgten umfangreiche Untersuchungen bezüglich der Korrelation von Brandmaterialien, thermischen Bedingungen, Strömungsverhältnissen und geometrischen Bedingungen zur Wasserstoffgenerierung, ihrem zeitlichen Verlauf und der Relation zu anderen entstehenden Gasen (z.B. Kohlenstoffmonoxid) und der Rauchentwicklung unter exakt definierten (reproduzierbaren) Brandentstehungsbedingungen. Dadurch wurde eine quantifizierbare Bewertung des Wasserstoffsensors gegenüber bestehenden Systemen erreicht. Aus den Untersuchungen sind ebenfalls Schlussfolgerungen zu den Vorteilen und Grenzen der Implementierung von Wasserstoffsensoren in Multisensor-Brandmelder ableitbar. Es konnte anhand der Testbrände gezeigt werden, dass der H2-Sensor bei Schwelbrandversuche von wohnungstypischen Materialien geeignet ist und ein sehr frühzeitiger Nachweis sehr geringer H2-Konzentrationen, noch bevor Rauch und CO detektiert werden können, möglich ist und diese somit eine Alternative oder Ergänzung zu traditionellen Rauch- und CO-Meldern für mehr Sicherheit sind. Für den kommerziellen Einsatz dieser Sensoren müssen die Einflussfaktoren, wie z.B. mit der Luftfeuchtigkeit und Querempfindlichkeiten, wie z.B. mit anderen Brandgasen, wie CO weiter verbessert werden. KW - Wasserstoffsensoren KW - Branddetektion PY - 2016 SN - 978-3-9817502-9-4 VL - 2016 SP - 1 EP - 184 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-35773 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Krüger, Simone A1 - Despinasse, Marie-Claire A1 - Raspe, Tina A1 - Nörthemann, K. A1 - Moritz, W. T1 - Early fire detection: Are hydrogen sensors able to detect pyrolysis of house hold materials? N2 - We analysed the hydrogen generation during the smouldering of polymeric materials, which are typically used in the household, in the Smoke Density Chamber coupled to a new developed hydrogen sensor to detect early stages of fires. The results of hydrogen generation were compared with the emission of carbon monoxide and smoke during the fire scenarios. Additionally, the results were compared with parameters used in traditional commercial detection systems. In this scenario, the hydrogen sensor showed encouraging results for the detection of fires in earlier phase compared to traditional detectors. Furthermore, we tested the new developed hydrogen sensor in a real room with different fire scenarios. We have also investigated interferences, e.g. steam and cigarette smoke. The hydrogen sensor could detect hydrogen generation in the earliest stage of fire, even before CO and smoke were developed in detectable amounts. Therefore, the hydrogen sensor can be applied for early fire detection in case of pyrolysis. The sensors are quite good for detecting pyrolysis gases. But when it comes to a fast ignition other techniques are more suitable for it. The sensors are best for combination with other techniques, such as smoke detectors. T2 - IAFSS 12th Symposium 2017 CY - Lund, Sweden KW - Fire chemistry KW - Hydrogen sensor PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2017.04.035 SN - 0379-7112 SN - 1873-7226 VL - 91 SP - 1059 EP - 1067 PB - Elsevier AN - OPUS4-41895 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -