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Universitätsbibliographie

Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz


Gruden, Roman
Kanoun, Olfa (Prof. Dr.-Ing.) ; Hampel, Uwe (Prof. Dr.-Ing habil.) (Gutachter)

Entwicklung von multifunktionalen Sensoren und Verfahren zur elektrochemischen. Analyse wässriger Lösungen

Development of multifunctional sensors and procedures for electrochemical analysis of aqueous solutions


Kurzfassung in deutsch

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines kompakten und kostengünstigen Sensorsystems zur online Messung von Wasser- und Waschlaugenparametern. Hierbei liegt der Fokus auf der Optimierung eines Sensorelements und der Machbarkeit der Medienparameteranalyse. Dieses Sensorsystem schafft die Grundlage für eine voll- automatische Waschmaschine mit optimaler Waschleistung bei gleichzeitig minimalem Ressourcenverbrauch. Grundlage für einen solchen optimierten Waschprozess ist die Bestimmung der Wasserqualität, der Waschlaugenkonzentration und der kritischen Mizellbildungskonzentration. Es werden Verfahren entwickelt, um diese Parameter online zu bestimmen. Hierzu werden die elektrochemischen Messmethoden der Impedanzspektroskopie (EIS) und der Zyklovoltammetrie (CV) zu einem Verfahren der Flüssigkeitsanalyse kombiniert. Die EIS liefert eine hochgenaue Leitfähigkeitsmessung und eine quantitative Ionendetektion. Komplementär hierzu können chemisch ähnliche Ionen mit der CV qualitativ unterschieden werden. Die zentralen Untersuchungskriterien hinsichtlich des Sensorelements sind die Langzeitstabilität, die Reproduzierbarkeit und die Störungssicherheit der Messergebnisse, weil der Sensor zehn Jahre wartungsfrei zuverlässige Ergebnisse liefern muss. Als sehr gut geeignet hat sich eine zylindrische Bauform mit einem Keramikkörper und einer Edelmetalloberfläche erwiesen. Das Sensorelement kann mit einem einfachen, elektrochemischen Modell simuliert werden. Die Realisierung erfolgt mit einem kompakten Sensorsystem, das sowohl die Auswerteelektronik als auch das Sensorelement und die Signalverarbeitung enthält.

Kurzfassung in englisch

The dissertation deals with the development of a compact and cost-effective sensor system for online measurement of water and detergent solution parameters.
It focuses on the optimization of a sensor element and on the feasibility of the media parameter analysis. This sensor system provides the basis for a full automatic washing machine with optimal washing performance with minimal Resource consumption.
The basis for an optimized washing process, the determination of water quality, the suds concentration and critical micelle concentration. Methods and procedures are developed to determine these parameters online. For this purpose electrochemical methods, especially the impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltammetry of (CV) are combined for fluid analysis. The EIS provides a highly accurate conductivity measurement and a quantitative ion detection. The CV can distinguish chemically similar ions qualitatively.
The main criteria by the examination of the sensor element are long-term stability, reproducibility and reliability. This is because the sensor must provide ten years of maintenance free reliable operation. As a cylindrical design with a ceramic body and a noble metal surface has been established. The sensor element can be simulated with a simple electrochemical model. A compact sensor system was realized which including the transmitter and sensor element, and signal processing.

Universität: Technische Universität Chemnitz
Institut: Professur Mess- und Sensortechnik
Fakultät: Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Dokumentart: Dissertation
Betreuer: Kanoun, Olfa (Prof. Dr.-Ing.)
ISBN/ISSN: 9783844027839
URL/URN: doi:10.2370/9783844027839
Quelle: Aachen : Shaker Verlag, 2014. - 156 S.
Freie Schlagwörter (Deutsch): Impedanzspektroskopie , Chemische Sensoren , Wasserqualität , Cyclovoltammetrie , Waschlauge , kritische Mizellenkonzentration
Freie Schlagwörter (Englisch): Impedance Spectroscopy , Chemical Sensor , Water Quality , Cyclovoltammetry , Suds , Critical Micell Concentration
Tag der mündlichen Prüfung 17.04.2014

 

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