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Detektion von Schimmelpilzen
(2008)
Detection of microbial volatile organic compounds (MVOC) with ion mobility spectrometry (IMS)
(2009)
Pollution through emission of toxic gases becomes an increasing problem for the environment in agricultural, industrial and urban areas. In future, environmental emissions as well as ambient air must be monitored at even lower concentrations as nowadays. Consequently, demands arouse for measuring concentrations as low as the lower ppm or even ppb range. Current state-of-the-art technologies, as for instance electrochemical sensors, have reached their limits in this regard.
The developed ammonia gas standard generator produces standard gas mixtures which comply with the metrological traceability for ammonia gas standards in the desired environmentally relevant measurement range of e. g. 0.5 to 500 nmol/mol. This gas standard preparation method is based on the permeation of ammonia through a membrane at a constant temperature as well as the mixing of this permeated gas with a carrier gas to adjust a gas standard of known concentration. The ammonia gas standard is suitable for the calibration of standard optical methods, e. g cavity ring-down spectroscopy (CRDS) and multi-gas sensors.
The detection of gaseous ammonia in the lower ppm or even ppb range is obtained by incorporation of a fluorescent dye, which shows fluorescence enhancement in the presence of the analyte, into a polymer support being responsible for the accumulation of the analyte. The use of optical fluorescence as transduction mechanism enables high sensitivity as well as high temporal resolution. Here, we present first results on such a sensor system including the use of the developed gas standard generator for calibration issues. Additional benefits, particularly of fluorescence-based sensors, are their capability for miniaturization and potential multiplex mode. Beside the development of a highly sensitive and selective sensor, the integration of such systems into mobile sensor devices is addressed.
These sensors and sensor systems are developed and will be validated and operated in form of functional models for the application areas, structure-integrated sensors and mobile multi-gas sensors.
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.