TY - CONF A1 - Detjens, Marc A1 - Tiebe, Carlo A1 - Banach, Ulrich A1 - Ritter, U. T1 - Ionische Flüssigkeiten als neuartige Sensorbeschichtung für coulometrische Spurenfeuchtesensoren N2 - Die Arbeit präsentiert erste Messungen mit coulometrischen Sensoren, die mit einer ionischen Flüssigkeit beschichtet sind. Diese Sensoren werden in der Industrie verwendet, um die Spurenfeuchte in unterschiedlichen Gasen zu messen. Normalerweise erfolgt eine Beschichtung der Sensoren mit Phosphorpentoxid und dessen Hydrolyseprodukte. In dieser Arbeit wurde stattdessen eine hygroskopische ionische Flüssigkeit benutzt. Die generierte Gasfeuchte für die Untersuchungen betrug bezogen auf die Frostpunkttemperatur -80 °C bis -30 °C, was gleichbedeutend mit einem Wasserdampf-Stoffmengenanteil von 0,5 μmol·mol-1 bis 376 μmol·mol-1 ist. Zusätzlich zu der Messung mit coulometrischen Sensoren erfolgte eine Referenzmessung der Gasfeuchte mittels eines Taupunkthygrometers. Erste Ergebnisse haben gezeigt, dass es möglich ist mit dieser Art der Beschichtung unterschiedliche Gasfeuchten zu messen. Aber es ergaben sich trotz gleicher Feuchte unterschiedliche Signalintensitäten bei den benutzen Sensoren und es zeigte sich eine Drift des Sensorsignales. T2 - Sensoren und Messsysteme CY - Nuremberg, Germany DA - 26.06.2018 KW - Spurenfeuchtemessung KW - Elektrolyseverfahren KW - Ionische Flüssigkeiten KW - Sensorbeschichtung PY - 2018 AN - OPUS4-45318 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Detjens, Marc A1 - Tiebe, Carlo A1 - Banach, Ulrich A1 - Ritter, U. T1 - Ionische Flüssigkeiten als neuartige Sensorbeschichtung für coulometrische Spurenfeuchtesensoren T2 - Sensoren und Messsysteme N2 - Die Arbeit präsentiert erste Messungen mit coulometrischen Sensoren, die mit einer ionischen Flüssigkeit beschichtet sind. Diese Sensoren werden in der Industrie verwendet, um die Spurenfeuchte in unterschiedlichen Gasen zu messen. Normalerweise erfolgt eine Beschichtung der Sensoren mit Phosphorpentoxid und dessen Hydrolyseprodukte. In dieser Arbeit wurde stattdessen eine hygroskopische ionische Flüssigkeit benutzt. Die generierte Gasfeuchte für die Untersuchungen betrug bezogen auf die Frostpunkttemperatur -80 °C bis -30 °C, was gleichbedeutend mit einem Wasserdampf-Stoffmengenanteil von 0,5 μmol·mol-1 bis 376 μmol·mol-1 ist. Zusätzlich zu der Messung mit coulometrischen Sensoren erfolgte eine Referenzmessung der Gasfeuchte mittels eines Taupunkthygrometers. Erste Ergebnisse haben gezeigt, dass es möglich ist mit dieser Art der Beschichtung unterschiedliche Gasfeuchten zu messen. Aber es ergaben sich trotz gleicher Feuchte unterschiedliche Signalintensitäten bei den benutzen Sensoren und es zeigte sich eine Drift des Sensorsignales. T2 - Sensoren und Messsysteme CY - Nuremberg, Germany DA - 26.06.2018 KW - Spurenfeuchtemessung KW - Sensorbeschichtung KW - Elektrolyseverfahren KW - Ionische Flüssigkeiten PY - 2018 SN - 978-3-8007-4683-5 SN - 0932-6022 SP - 520 EP - 523 PB - VDE VERLAG GMBH CY - Berlin, Offenbach AN - OPUS4-45319 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Detjens, Marc A1 - Tiebe, Carlo A1 - Banach, Ulrich T1 - Influence of Gas Pressure on Coulometric Trace Humidity Measurement N2 - Planar coulometric sensors were investigated in humidified synthetic air at various absolute gas pressures, i. e. 2 bar, 5, bar, 10 bar, and 15 bar. Humidified gas flow at adjusted gas pressure was split into two flows, one passed a coulometric sensor and the other one passed a reference hygrometer after decompression. Both signals were recorded and then compared after calculation of resulting frost point temperature. Calculation is based on a calibration function obtained at ambient pressure. Comparison showed that an increasing pressure resulted in a higher derivation between sensor signal (calculated frost point temperature) and reference frost point temperature. At an absolute pressure of 2 bar the differences were minor in consideration of the uncertainty, however at 15 bar the differences were 6.77 K. Nevertheless, it was possible to measure the gas humidity at higher pressure with coulometric trace humidity sensors. T2 - 17th International Meeting of Chemical Sensors, IMCS 2018 CY - Vienna, Austria DA - 15.07.2018 KW - Gas pressure influence KW - Coulometric sensors KW - Trace humidity measurement PY - 2018 AN - OPUS4-45535 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Detjens, Marc A1 - Tiebe, Carlo A1 - Banach, Ulrich T1 - Influence of Gas Pressure on Coulometric Trace Humidity Measurement T2 - Proceedings of 17th International Meeting on Chemical Sensors 2018 N2 - Planar coulometric sensors were investigated in humidified synthetic air at various absolute gas pressures, i. e. 2 bar, 5, bar, 10 bar, and 15 bar. Humidified gas flow at adjusted gas pressure was split into two flows, one passed a coulometric sensor and the other one passed a reference hygrometer after decompression. Both signals were recorded and then compared after calculation of resulting frost point temperature. Calculation is based on a calibration function obtained at ambient pressure. Comparison showed that an increasing pressure resulted in a higher derivation between sensor signal (calculated frost point temperature) and reference frost point temperature. At an absolute pressure of 2 bar the differences were minor in consideration of the uncertainty, however at 15 bar the differences were 6.77 K. Nevertheless, it was possible to measure the gas humidity at higher pressure with coulometric trace humidity sensors. T2 - 17th International Meeting of Chemical Sensors, IMCS 2018 CY - Vienna, Austria DA - 15.07.2018 KW - Gas pressure influence KW - Coulometric sensors KW - Trace humidity measurement PY - 2018 SN - 978-3-9816876-9-9 DO - https://doi.org/10.5162/IMCS2018/P2EC.7 SP - 715 EP - 716 PB - AMA Service GmbH CY - Wunstorf / Germany AN - OPUS4-45539 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Moldenhauer, Laura A1 - Helmerich, Rosemarie A1 - Köppe, E. A1 - Wittmann, H.-J. T1 - Experimental modeling approach for determining the moisture damping exponent of a bluetooth low energy signal in moist building material JF - MaterialsToday: Proceedings N2 - The presented development of a damping model is a research component of an experimental feasibility study about moisture in building materials measured with Bluetooth® Low Energy (BLE) signals. This study may be part of a structural health- and long-term monitoring aiming at early damage detection in the built infrastructure and is increasingly focusing on wireless sensor network technology. It is investigated, how the Received Signal Strength Indicator (RSSI) of a BLE signal, transmitted from the BLE-module embedded in building materials with changing moisture content is damped. The aim of the modelling is the derivation of a damping equation for the formal model to determine the moisture damping exponent to finding a correlation. T2 - 34th Danubia Adria Symposium on Advances in Experimental Mechanics CY - Trieste, Italy DA - 19.09.2017 KW - BLE Bluetooth low energy KW - Sensor network KW - RSSI Received Signal Strength Indicator KW - Structural Health Monitoring KW - Moisture measurements PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.08.124 SN - 2214-7853 VL - 5 IS - Issue 13, Part 2 SP - 26469 EP - 26792 PB - Elsevier Ltd. CY - Radarweg 29, 1043 NX Amsterdam, The Netherlands AN - OPUS4-47171 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Detjens, Marc T1 - Elektrolyseverfahren zur Bestimmung der Spurenfeuchte N2 - Die Spurenfeuchte ist eine wichtige Messgröße bei der Qualitätsbeurteilung von technischen und medizinischen Gasen und muss daher zuverlässig gemessen werden. Der Spurenbereich ist definiert durch einen Wasserdampf-Stoffmengenanteil kleiner als 2600 µmol/mol bzw. einer Frostpunkttemperatur kleiner -10 °C. Eine geeignete Methode für die kontinuierliche Spurenfeuchtemessung stellt das Elektrolyseverfahren bzw. coulometrische Messprinzip dar. Bei diesem Prinzip strömt ein feuchtes Gas über eine hygroskopische Phosphorpentoxid-Schicht, welche kontinuierlich Wasserdampf absorbiert. Durch das Anlegen einer Zersetzungsspannung wird das absorbierte Wasser elektrolysiert und der resultierende Elektrolysestrom korreliert zum Feuchtegehalt im Gas. Neben dem Einfluss von unterschiedlichen Gasen auf das Messverfahren, wurde der Einfluss der Druckfeuchte im Druckbereich von 2 bis 15 bar untersucht. Des Weiteren wurde eine neuartige Sensorbeschichtung basierend auf einer ionischen Flüssigkeit getestet und es wurde ein Prototyp für die abgestufte Bestimmung der Wasseraktivität und der Materialfeuchte aufgebaut. T2 - Seminar am Institut für Chemie und Biotechnik CY - Technische Universität Ilmenau, Ilmenau, Germany DA - 06.06.2018 KW - Elektrolyseverfahren KW - Spurenfeuchte in Gasen KW - Druckfeuchte KW - Materialfeuchte KW - Ionische Flüssigkeit PY - 2018 AN - OPUS4-45122 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Detjens, Marc A1 - Hübert, Thomas A1 - Tiebe, Carlo A1 - Banach, Ulrich T1 - Coulometric trace humidity measurement in technical gases JF - Review of scientific instruments N2 - Trace humidity was measured by using miniaturized planar coulometric sensors in technical gases such as hydrogen, nitrogen, helium, nitrous oxide, and synthetic air. Frost point temperatures tf in the gases ranged from −60 °C to −30 °C, which is equivalent to a vapour mole fraction xv from 10 μmol mol−1 to 376 μmol mol−1. In addition, the generated humidity was determined by using a precision dew point hygrometer as reference. Nonlinear calibration functions were calculated that correlated electric current (sensor signal) and reference humidity. Parameters of functions were tested with one-way analysis of variances (ANOVA) to prove if all used sensors had a similar behavior in the same gas during experiments. Results of ANOVA confirmed that averaged functions can be applied for trace humidity measurement in nitrogen, helium, nitrous oxide, and synthetic air. The calculated functions were negligibly different for nitrogen, helium, and synthetic air. In humidified nitrous oxide, a minor change of parameters was observed due to lower electrical currents. In total contrast to that, the measured sensor signals were significantly higher in humidified hydrogen and each sensor required its own calibration function. The reason was a recombination effect that favoured multiple measurements of water molecules. Nevertheless, it was possible to measure continuously trace humidity in all tested gases by using coulometric sensors with an expanded uncertainty below 2 K (k = 2). KW - ANOVA KW - Trace humdity measurement KW - Coulometric sensors KW - Chemical sensors KW - Measurement uncertainty PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1063/1.5008463 SN - 0034-6748 SN - 1089-7623 VL - 89 IS - 8 SP - 085004, 1 EP - 8 PB - American Institute of Physics (AIP) CY - Maryland (USA) AN - OPUS4-45956 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -