Untersuchung zur Kalibrierbarkeit von Gassensoren im temperaturzyklischen Betrieb

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Durch den zunehmenden Einfluss der Elektronik und Sensorik im Alltag gewinnen Gassensoren an Bedeutung, sowohl in sicherheitsrelevanten Anwendungen wie dem Explosionsschutz als auch in Komfortanwendungen wie der Luftgüteüberwachung. Mikrostrukturierung ermöglicht die kostengünstige Massenproduktion dieser Sensoren, jedoch ist eine geeignete Kalibriermethode unerlässlich. Trotz des Bedarfs gibt es nur wenige Kalibrierungsmöglichkeiten, insbesondere für Halbleitergassensoren und Pellistoren im temperaturzyklischen Betrieb. Diese Arbeit untersucht die Kalibrierbarkeit von Gassensoren unter diesen Bedingungen, wobei zwei Sensorprinzipien – Pellistoren und Halbleitergassensoren – im Fokus stehen. Die Betriebstemperatur wird als charakteristische Einflussgröße der Sensorreaktion gezielt variiert. Anwendungsfälle wie die Kraftstofferkennung mit Pellistoren und die Branderkennung mit Halbleitergassensoren verdeutlichen die Komplexität der Kalibrierung. Unterschiedliche Kalibriermethoden werden untersucht, darunter chemische Analysen zur Bestimmung von Leitgasen und die Beurteilung der Sensoren im Vergleich zu Referenzsensoren. Hierbei kommen multivariate Analysemethoden wie künstliche neuronale Netze, Hauptkomponentenanalyse und lineare Diskriminanzanalyse zum Einsatz.