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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-49171
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/4917/


Peter, Andreas

Zur Anwendung modellbasierter Schätzverfahren bei mikrostrukturierten Gassensorarrays

Application of model based estimation methods at micro structured gas sensor arrays

Dokument1.pdf (2.437 KB) (md5sum: 5e9d95d3a0fa215cc7f0a9af3416353c)

Kurzfassung in Deutsch

In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiges Sensorarray vorgestellt, das zur Luftgütemessung dient. Das Sensorarray vereinigt einen Feuchtesensor auf der Basis von porösem Silizium, zwei Gassensoren und einen Temperatursensor monolithisch integriert auf einem Chip.
Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Untersuchung des dynamischen Verhaltens der Sensoren. Auf der Grundlage der chemischen Reaktionen von Sauerstoff, Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffdioxid auf der Oberfläche von Zinndioxidschichten wurde das Verhalten eines Gassensors analytisch modelliert.
Die Dynamik von Feuchtesensoren auf der Basis von porösem Silizium wurde ebenfalls modelliert, hier kam ein künstliches neuronales Netz in NNARX-Struktur zum Einsatz.
In Verbindung mit einem Sigma-Punkt-Kalmanfilter bilden die Modelle ein Schätzsystem zur Bestimmung einzelner Gaskonzentrationen bzw. der Luftfeuchte.


Kurzfassung in Englisch

In the present thesis, a novel sensor array to determine the quality of air is presented. The sensor array combines a porous silicon based humidity sensor, two gas sensors and a temperature sensor.
The main objective of this thesis is the investigation of the dynamic behaviour of the sensors. Based on chemical reactions of oxygen, carbon monoxide and nitogen dioxide on the tin dioxide's surface, an analytical model of the gas sensor was developed. The porous silicon humidity sensor is modeled using an artificial neural network in NNARX strcture.
A Sigma-Point-Kalman-Filter forms together with the models a system to estimate gas concentrations and humidity in air.


SWD-Schlagwörter: Zinndioxid , Kalman-Filter , Metalloxid-Gassensor
Freie Schlagwörter (englisch): tin dioxide , Kalman filter , metal oxide
Institut: Institut für Mikrosystemtechnik
Fakultät: Technische Fakultät (bisher: Fak. f. Angew. Wiss.)
DDC-Sachgruppe: Technik
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Ament, Christoph (Prof. Dr.-Ing.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 04.04.2008
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 23.04.2008
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