Theoretische und experimentelle Entwicklung eines optischen Wasserstoffsensors

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Grundlagen für einen optischen Wasserstoffsensor für Konzentrationen im Bereich der unteren Explosionsgrenze von 4 Vol. % auf Basis der Oberflächen-Plasmawellen-Resonanz-Spektroskopie entwickelt. Hierbei wurde gezielt der Einfluss von Wasserstoff auf die...

Author: Morjan, Martin
Further contributors: Cammann, Karl (Thesis advisor)
Division/Institute:FB 12: Chemie und Pharmazie
Document types:Doctoral thesis
Media types:Text
Publication date:2001
Date of publication on miami:20.05.2002
Modification date:04.07.2016
Edition statement:[Electronic ed.]
Subjects:Chemischer Sensor; optischer Sensor; Wasserstoff; optische Schicht; Palladium; Plasmawelle
DDC Subject:540: Chemie
License:InC 1.0
Language:German
Format:PDF document
URN:urn:nbn:de:hbz:6-85659551351
Permalink:http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hbz:6-85659551351
Digital documents:DissMorjan.pdf

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden die Grundlagen für einen optischen Wasserstoffsensor für Konzentrationen im Bereich der unteren Explosionsgrenze von 4 Vol. % auf Basis der Oberflächen-Plasmawellen-Resonanz-Spektroskopie entwickelt. Hierbei wurde gezielt der Einfluss von Wasserstoff auf die Anregung von Plasmawellen in Palladium ausgenutzt. Die Entwicklung der Sensoren erfolgte in zwei Schritten. Zuerst wurden durch theoretische Berechnungen mögliche Sensordesigns zur Anregung von Plasmawellen in Palladium in Kretschmann- und Otto-Konfiguration erarbeitet und die Sensoraufbauten mit Hilfe eines Simulationsprogramms bezüglich der Schichtparameter optimiert. Anschließend erfolgte die Herstellung und eine experimentelle Charakterisierung der Sensoren. Die hierbei gewonnen experimentellen Daten wurden mit den berechneten Ergebnissen verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass mit dem entwickelten Sensor Wasserstoffkonzentrationen im Bereich der unteren Explosionsgrenze mit einer Auflösung von (0,4 Vol. % detektiert werden können. Darüber hinaus konnten auftretende Temperatureffekte erfolgreich kompensiert werden.