Künstliche Nasen erschnüffeln Gase
Die durch den Einsatz der Unitronic-Lösung sind die errechneten Signale frei von Einflüssen durch Luftfeuchte, Drift des Absolutwertes und des Memory-Effekts. Das Modul nutzt ein spezielles, hochempfindliches Auswertungsverfahren mit innovativen Algorithmen und Techniken. Diese Technologie erzeugt mithilfe eines einzelnen Halbleitersensors mehrere einzelne Sensorsignale und entspricht so quasi einem virtuellen Sensorarray. Die gewonnenen Sensorparameter enthalten komplexe gastypische und langzeitstabile Muster, die eine Art Fingerabdruck für jedes Gas darstellen.
Neuartige Auswertegrafiken unterstützen die Analyse
Aufgrund der kombinierten komplexen Auswertung sowie der Temperaturmodulation entsteht durch den Einsatz des neuen Sensors eine neue Form der Auswertegrafiken. Normallerweise lässt sich das einfache Verhältnis zwischen Sensorsignal und Gaskonzentration in einem Doppel-logarithmischen Diagramm anschaulich darstellen. Allerdings werden dabei keine qualitativen Aussagen zu der Gasart möglich. Diese erfolgt schematisch durch die Analyse des USM-VGSAs. Das virtuelle Sensor-Array innerhalb der Unitronic-Komponente stellt eine Art dritte Dimension dar, die in der Regel aus 48 Werten besteht, wobei auch mehr oder weniger virtuelle Sensoren dabei verwendet werden können. Die ermittelten Werte sind auf der Z-Achse als Absolutwerte zwar variabel, im Verhältnis zueinander aber stabil.
„Die Funktion der ‚künstlichen Nase’ basiert im Endeffekt auf bestimmten Aspekten, denn jeder wirkt sich aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung unterschiedlich auf das Sensorelement aus“, erläutert Eduard Schäfer. „Das Eindringen der Gase in die sensitive Wirkschicht des Sensors ist bei jedem Gas anders.“ Für die Ermittlung relevanter Ergebnisse wertet der VGSA 48 unterschiedliche Sensor-Einflussgrößen aus und extrahiert diese aus der Sensorschicht. Auf diese Weise entsteht ein virtuelles 48 Sensoren-Array. Die 48 Messwerte sind gasspezifisch wodurch quasi für jedes Gas eine Art „Fingerabdruck“ entsteht. Die typischen Daten der jeweiligen Gase werden nicht durch Quereinflüsse wie Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Gaskonzentration beeinflusst. Werte, die der Sensor ermittelt, werden in einer Kartei gespeichert. Sie stehen bei einer Messung jederzeit als Vergleichswert zur Verfügung. Wird dem System während eines Analyseverfahrens ein unbekanntes Gas oder Gasgemisch angeboten, vergleicht es die Merkmale mit den Daten der abgespeicherten Karteien. Ist das gesuchte Gas in der gespeicherten Kartei vorhanden, wird es problemlos identifiziert. Bei Bedarf kann das System sich jederzeit eigenständig nachjustieren, weshalb eine kostenaufwendige, manuelle Nullluft-Nachkalibrierung überflüssig wird.
