Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
- Zeitschriftenartikel (11)
- Beitrag zu einem Tagungsband (5)
- Beitrag zu einem Sammelband (2)
- Vortrag (2)
- Buchkapitel (1)
- Posterpräsentation (1)
Schlagworte
- Electronic nose (4)
- Mould detection (3)
- SPME-GC-MS (3)
- Voltammetric electronic tongue (3)
- ANOVA (2)
- Adulteration detection (2)
- Biochemical sensor system (2)
- Coulometric sensors (2)
- Cumin discrimination (2)
- Gas chromatography (2)
Organisationseinheit der BAM
Eingeladener Vortrag
- nein (2)
Traces of microbial volatile organic compounds (MVOCs) in air can indicate the presence of growth of moulds in the indoor environment. Ion-mobility spectrometry is a very promising method for detection of these MVOCs, because of its high sensitivity. For development of an in-situ method for detection of MVOCs, a portable ion-mobility spectrometer (IMS) was used and test gases of 14 MVOCs and their respective mixtures were investigated. IMS spectra were recorded as a function of concentration of MVOCs in air. Drift time and mobility of reactant ions formed in positive polarity mode were determined and correlated with the mass-to-charge ratio (m/z) of the MVOCs investigated. The estimated detection limit has a specific value for each MVOC and is in the range 3 to 96 µg m-3 (1 to 52 ppbV). Indoor trials show that IMS can indicate hidden mould growth.
Es wird ein Sensorsystem (HUMItrace III) zur Spurenfeuchtebestimmung in der Prozessmesstechnik vorgestellt. Die Bestimmung der Spurenfeuchte erfolgt mit neuentwickelten planaren Sensoren (HUMItrace-Sensoren) nach dem coulometrischen Messprinzip im Frostpunkttemperaturbereich von -80 °C bis -30 °C mit der Kalibriereinrichtung THG11 durch Mischen von trockenen und befeuchteten Teilgasströmen kalibriert. Die Gasfeuchte von Luft kann in diesem Bereich mit den HUMItrace-Sensoren mit einer erweiterten Unsicherheit von 2 K bestimmt werden. Die Sensoren können aber auch zur Gasfeuchtemessung in Wasserstoff, Stickstoff und Distickstoffmonoxid eingesetzt werden. Eine weitere Kalibriereinrichtung, THG-P12, generiert Prüfgase nach der Permeationsmethode; sie kann in das HUMItrace III Sensorsystem implementiert und zur vor-Ort-Kalibrierung der HUMItrace-Sensoren nach dem Standardadditionsverfahren genutzt werden.
A new planar sensor element for continuous coulometric trace humidity measurements in industrial gases has been developed. In order to ensure precise measurements a calibration facility including a precision dew point hygrometer as a reference device was developed. The sensor can measure the humidity in the frost point temperature range of -20 °C to -80 °C and has an expanded uncertainty of 2 K, a fast reaction time and a settling time of the entire system from 15 to 30 min.
The metabolism of moulds results in the formation of various microbial volatile organic compounds (MVOCs). These substances can be used as an indicator for the presence of moulds in the indoor environment. Three different mould strains were cultivated on culture media and IMS spectra of gaseous mould metabolites were recorded using a portable mini system with a tritium source and a 5 cm drift cell. The headspace spectra are characteristic for mould species and their age. Typical gaseous components of the metabolites were identified and compared with results obtained from gas chromatography using a mass spectrometer detector. It was observed that the MVOCs formation depends on mould species and their growing stage with a maximum of MVOCs emission occurring during the first 10 days. These preliminary results show that IMS can be applied to detect MVOCs in indoor environment and indicate hidden mould growth.
Die Spurenfeuchte von technischen Gasen kann zuverlässig mit coulometrischen Feuchtesensoren bestimmt werden. Das Prinzip dieser Sensoren basiert auf der Absorption von Wasser in einer hygroskopischen Schicht und anschließenderelektrolytischer Zersetzung. Die Kalibrierung der Sensoren erfolgte mit einem Spurenfeuchtegenerator bei Frostpunkttemperaturen kleiner als -30 °C bzw. einem Volumenanteil kleiner als 376 µL·L-1. Die generierte Feuchte wurde zusätzlich zu den coulometrischen Sensoren mit einem Taupunktspiegelhygrometer, welches als Referenz diente, gemessen. Zwischen dem coulometrischen Sensorsignal und der gemessenen Referenzfeuchte wurde eine empirische nichtlinare Funktion gefunden. Die resultierende Kalibrierungsfunktion, die aus zwei Parametern besteht, wurde hinsichtlich ihrer Messunsicherheit bewertet.
Zusätzlich erfolgt die Überprüfung der Kalibrierparameter mittels einfaktorieller Varianzanalyse (ANOVA). Die ANOVA zeigte, dass eine gemittelte Funktion für die Feuchtigkeitbestimmung in Stickstoff, Helium und synthetischer Luft für mehrere Sensoren angewendet werden kann.
Mit coulmetrischen Sensoren ist es möglich, die Spurenfeuchte in technischen Gasen mit einer erweitereten Unsicherheit hinsichtlich der Frostpunkttemperatur kleiner als 2,1 K zu ermitteln.
Especially trace amounts of water vapour in gases can be reliably determined by coulometric trace humidity sensors. The principle of these sensors is based on water vapour absorption in a hygroscopic layer and its subsequent electrolytic decomposition. The calibration of sensors was performed in the humidity range, expressed as frost point temperature, from −30°C to −80°C . This range is equivalent to volume fractions smaller than 376 µL·L−1. Generated humidity was measured with coulometric sensors and a chilled dew point hygrometer that was used as reference. An empirical non-linear function was found between sensor signal and measured reference humidity. This function consists of two parameters with a measurement uncertainty. Both calibration parameters were checked by means of one-way analysis of variance. It showed that gas specific function can be used for humidity measurement in nitrogen, hydrogen, dinitrogen monoxide, compressed and synthetic air. It is possible to determine trace humidity in all tested gases with an expanded uncertainty less than 2.1 K (coverage factor k=2 ) regarding frost point temperature.
Pollution through emission of toxic gases is an increasing problem for the environment. It affects similarly agricultural, industrial and urban areas. In future, environmental emissions in ambient air must be monitored at even lower concentrations as nowadays. One environmental relevant compound is ammonia and its conversion product ammonium that have strong negative impact on human health and ecosystems. Most ammonia measurements in ambient air are performed in the range below 1000 nmol·mol-1 and thus there is a need for reliable traceable ammonia gas standards and in addition in situ analytical procedures for monitoring (in ambient air to avoid that thresholds are exceeded). Therefore, the use of reference materials is necessary for development accompanying test or for calibration, e. g. of structure-integrated sensors and mobile multi-gas sensors.
The developed gas standard generator produces gas mixtures that comply with the metrological traceability for ammonia gas standards in the desired environmentally relevant measurement range. The method is based on the permeation of ammonia through a membrane at constant temperature and pressure. The resulting ammonia penetrant gas flow is then mixed with a carrier gas flow to generate a gas standard flow of known concentration. The dynamic rage is enlarged by using a two dilution steps. Depending on the permeation rate, generable molar fractions are possible in the range nmol·mol-1 to a few µmol·mol-1. We present the design of an ammonia gas standard generator and first results of the characterisation of its individual components supporting the uncertainty assessment according to GUM for stable gas concentrations in this range. The relative uncertainty of the generated ammonia gas standard is smaller than 4 % (k = 2).
Technische Richtlinien enthalten Empfehlungen sowie Anforderungen zum Stand der Technik zur Aufstellung von Bewertungskriterien und Behandlung wissenschaftlich-technischer Fragen. Sie fördern den Erfahrungsaustausch und Technologietransfer zwischen Entwicklern und Anwendern.
In unserem Beitrag stellen wir die Richtlinie VDI/VDE 3518 vor. Diese Richtlinienreihe definiert Begriffe, beschreibt den Aufbau und klassifiziert Multigassensoren (Blatt 1), befasst sich mit den Anforderungen für das Unterscheiden, Erkennen und mengenmäßige Bestimmen von Gemischen gasförmiger Stoffe und die Prüfung von Multigassensoren (Blatt 2) und gibt Anleitung für geruchsbezogene Messungen mit „Elektronischen Nasen“ (Blatt 3). Multigassensoren können als elektronische Nasen in Anlehnung an den biologischen Geruchssinn zur Wahrnehmung und Charakterisierung von Gerüchen eingesetzt werden. Die Spezifik von Multigassensoren besteht darin, dass durch die Wahl und Betriebsweise der Sensoren eine Vielzahl von geeigneten Messsignalen erzeugt werden, aus denen mit mathematischen Verfahren die für die Anwendung gewünschten Informationen extrahiert werden. Dazu ist ein Training der Messeinrichtung mit Proben bekannter Eigenschaften notwendig.
Diese Richtlinie soll Herstellern, Anbietern und Nutzern als ein Leitfaden Informationen und Erläuterungen für die korrekte und sichere Arbeit mit Multigassensoren liefern. Sie soll Prüflaboratorien und Anwendern helfen, bei der Beurteilung von Qualitätsmerkmalen einheitlich vorzugehen und dafür gemeinsame Randbedingungen anzugeben
The detection of the aroma and flavour volatile compounds of spices is key in product quality control. Accordingly, it is necessary to develop new electronic sensing systems for food adulteration control and authenticity assessment for protecting customer's health.
In this work, the capability of the E-nose and VE-tongue in combination with SPME-GC-MS to correctly discriminate between several cumin samples of different geographical origins and to detect their adulteration, by using unsupervised and supervised chemometric tools, was evaluated. Regarding the aroma profile, eleven volatile compounds were characterized by SPME-GC-MS; all of them were found in cumin powder while only eight are found in cumin seeds. The main volatile compounds detected were b-pinene, m-cymene, g-terpinene, cuminaldehyde and cuminic alcohol, in different proportions depending on the cumin sample form (seed or powder). In summary, the results obtained are sufficiently encouraging as a starting point for the development of new electronic sensing systems with more improvement in the reliability of the sensor's performance as well as chemometric tools in order to deal with a complex dataset.