02/12/2014 - Lichtwellensensoren zum Nachweis von Ammoniakgas und zur Kontrolle der Duplizierung von Ethanol-Produkten

Menéame

Ein Ingenieur in Elektronik für die Autonome Universität Tamaulipas (Mexiko), Adolfo Josua Rodríguez RodrÍguez, hat in seiner Dissertation Sensoren in Glasfasern auf Basis von Nanostrukturierte Materialien die erlauben Ermittlung unterschiedlicher Umweltparameter.

Insbesondere hat dieser Forscher an drei wichtigen industriellen Anwendungen gearbeitet: die Ermittlung von Ammoniak in geringen Konzentrationen, die Erkennung von alkoholischen Getränken und die Kontrolle der Kraftstoffqualität

Ihre These, "Optical fiber sensors based on nanostructured materials for the detection of environmental parameters" wurde von Carlos Ruiz Zamarreño, Abteilung für Elektronik der UPNA, geleitet und von Ignacio Raúl Matías Maestro (UPNA), Daniel Alberto May-Arroja (UAT, Mexiko) und René Fernando Dominguez Cruz (UAT) geleitet. Die Arbeit hat die Bewertung von herausragende cum laude.

Adolfo Josua Rodríguez hat einen Glasfasersensor für die Qualitätskontrolle von Alkohol Rum und Benzin hergestellt, zwei der wichtigsten Produkte in der Ethanolindustrie. "Die Funktion des Sensors - erklärt er - beruht auf der Tatsache, dass sich seine Brechungsrate, wenn einer dieser Stoffe verfälscht wird, von der des ursprünglichen Stoffes unterscheidet. Mit dieser Art von Sensor können wir genau feststellen, ob eine Rum- oder Dieselprobe frei von Schadstoffen ist oder mit einer anderen Flüssigkeit verfälscht wird. Der Sensor bietet außerdem eine hohe Serokonversion und Rückverwertbarkeit bei der Messung sowie ein schnelles und einfaches Herstellungsverfahren."

Da dieser Sensor keine besondere Beschichtung erfordert, ist sein Herstellungsprozess billiger als bei den traditionellen Glasfasertechnologien. "Zusätzlich verwenden wir einen mit Zinn (ITO) gedopten Indiumoxidfilm, um die Empfindlichkeit der Sensoren deutlich zu verbessern, was bedeutete, dass neue Kenntnisse in der Technik der Geräte auf der Grundlage dieser Materialien gewonnen wurden."

Nachweis von Ammoniakgas

Adolfo Josua Rodríguez hat außerdem während seiner Untersuchung durch Einführung neuer Techniken die Reaktion von Glasfasersensoren verbessert, um Ammoniakgas in geringen Konzentrationen (10 bis 100 Teile pro Million) zu erkennen und dadurch "zuverlässige und robuste Sensoren für die Erkennung von Ammoniakgasen, die in realen Anwendungen in der Industrie verwendet werden können" zu erhalten.

"Wir haben zwei Sensoren mit kolorimetrischen pH-Indikatoren (zur Identifizierung und/oder Quantifizierung von Verbindungen oder chemischen Elementen) auf einer Mehrphasenoptik vorgelegt. Diese Indikatoren sind das Bromocresolgrün und ein Universalindikator und werden getrennt in einem gasdurchlässigen Polyurethan-Folie Tecoflex ® verdünnt, die als Wechselstrom-Matrix fungiert."

Die Kombination des Universalen pH-Indikators und des Tecoflex ® Isolators ermöglichte ratiometrische Messungen, "die nicht nur ein verbessertes Signal liefern, sondern auch externe Störungen aufgrund von Feuchtigkeit oder Temperaturschwankungen beseitigen können." Darüber hinaus bietet die Hydrofobizität (Wasserdämpfungsfähigkeit) zusätzliche Vorteile wie Betriebsfähigkeit in extrem trockenen Arbeitsumgebungen, effizienter Messtransport und Vermeidung von Beschädigungen des empfindlichen Materials.

Adolfo Josua Rodríguez Rodrínguez ist Professor an der Akademikereinheit Reynosa Rodhe an der Autonomen Universität Tamaulipas, wo er 2006 als Ingenieur in Elektronik studierte und 2009 den Master in Elektroniktechnik erwarb. Er ist Gründer und Koordinator der Forschungs- und Technologieentwicklungsgruppe "Design, Automatisierung und Programmierung" sowie Mitautor verschiedener wissenschaftlicher Artikel im Bereich der Glasfasersensoren.

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UPNA

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