Gassensoren und Signalaufbereitung
Ein vor kurzem abgeschlossenes Projekt mit Finanzierung durch das EU-Programm für Industrie- und Werkstofftechnologien (BRITE-EURAM) beabsichtigte die Entwicklung von Gassensoren und damit verbundenen Signalaufbereitungsmechanismen für den selektiven Nachweis von CO2 und Nox in Kraftfahrzeuganwendungen. Die Ergebnisse dieses Projekts haben außerdem das Potential zur Anwendung in anderen Gebieten, wie der städtischen Umwelt, industriellen Hygiene und Sicherheit haben. Das 1994 begonnene Projekt ECONOX wurde Ende 1997 abgeschlossen. Sensoren für die Überwachung von Gasen sind in verschiedenen Einsatzbereichen nützlich: - Im Innenraum eines Autos, wo der Sensor - falls erforderlich - Absperrklappen schließen und Filter aktivieren könnte; - In Wohnräumen, wo der Geruch von Verbranntem oder das Risiko einer Gasexplosion aufgespürt werden kann; - Für Motorenhersteller zur genaueren Überwachung der Auspuffgase. Bis zum Ende des Projekts sind etwa 50 Projekte entwickelt worden, mit hochwertiger Beurteilung in bezug auf die Selektivität, Reversibilität und Reaktionszeit. Die Signalaufbereitungstechniken wurden unter Verwendung verschiedener Tests entwickelt. Außerdem wurden elektronische Schaltungen für den Betrieb der Sensoren (Stromversorgung, -messung, und Wärmesteuerung und Gasmessungen) entwickelt. Darüber hinaus wurden zwei weitere Systeme geprüft, eines für den Fahrzeuginnenraum, das andere für die Abgasanlagen. Der erste Sensor konnte wirksam in Klimaanlagen zur Reduzierung der Verunreinigung eingesetzt werden. Durchgeführte Messungen haben gezeigt, daß die CO2-Konzentration beim Durchfahren von Straßentunneln konstant bei einigen Teilen pro Millionen blieb, obwohl die Aussenwerte drei-bis fünfmal so groß waren. Bei der Abgasanwendung wurde der Sensor in einer Prüfspitze plaziert. Die Ergebnisse sind sehr vielversprechend, mit einer guten Korrelation zwischen den durch den ECONOX-Melder produzierten Signalen, der Motorgeschwindigkeit (in diesem Fall ein Dieselmotor) und dem Sauerstoffsensor. Die im Rahmen des ECONOX-Projekts durchgeführte Arbeit wird nun in einem neuen Projekt (BE97-4028) fortgeführt, das ebenfalls durch BRITE-EURAM finanziert wird und auf die Demonstration der Fähigkeit des Sensoren abzielt, eine Gasanalyse für Motorenabgassysteme durchzuführen und sein Potential in einigen Motorenanwendungen (Diesel und Benzin) zu demonstrieren. Dieses Projekt wird die Bedingungen für die Massenfertigung des Sensoren bestimmen, einen Prototyp einer industriellen Einrichtung produzieren und ihren Betrieb unter den für Kraftfahrzeuganwendungen typischen Bedingungen evaluieren. Auf der Basis der Prototypversuche wird es den Sensor verbessern und aufbereiten, um seine Haltbarkeit und Alterungskriterien zu erfüllen, mit dem Ziel der Bestimmung einer Einrichtung zum Betrieb von Kraftfahrzeuganwendungen (NOx und HC).