Die gewählte Aufgabenstellung im Fachbereich elektronischer Bauelemente ist die Konstruktion und praktischer Aufbau einer Gasmesszelle mit abschließender Dokumentation. Die physikalische Grundlage des Messgeräts ist die Absorptionsspektroskopie. Bei diesem Verfahren absorbiert das detektierende Gas in einer Messkapsel zwischen Lichtquelle und Fotodiode einen Teil des Lichts und führt damit zu einer Änderung der Intensität an der Fotodiode. Dies Änderung ist ein Maß zur Ermittlung der Gaskonzentration in der Messkapsel. Ziel der Arbeit ist es, auch nur geringe Mengen möglicher Gaskonzentrationen nachzuweisen. Denkbare Einsatzgebiete sind dabei alle Bereiche, in welchen ein Entstehen von Gasen denkbar ist. Typische Einsatzgebiete einer Gasdetektion mit Früherkennung wären z. B. industrielle Bereiche wie Erdöl- oder synthetisch verarbeitende Betriebe von flüssigen Brennstoffen. Erwähnenswert sind auch Bereiche für die Gasförderung, Holzbearbeitung sowie Biogasanlagen.
Die Auswertung der Messungen und die grafische Darstellung der Gaskonzentration erfolgen durch einen Einplatinencomputer. Ziel ist eine konstante Überwachung der Umgebungsluft durch permanente Messungen von Gaskonzentrationen, um bereits geringe Mengen von Gas, in Verbindung eines Mess- Warnsystems mitzuteilen.
Inhaltsverzeichnis
- Beschreibung
- Absorbtionsspektroskopie
- Grundaufbau des Messgerätes
- Grundaufbau der Gasmesszelle
- Gasmesszelle mit Luftzyklussystem
- Analog Digital Wandler
- Kalibrierung des Messgerätes
- Fotodiodenverstärker
- Spannungsversorgung
- Dimensionierung
- Dimensionierung des Ladekondensators
- Dimensionierung des Siebgliedes
- Symmetrische Spannungsversorgung
- I²C-Bus
- Bauteile
- Programmablaufplan
- Hardware und Programm
- Literaturverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Anlage Programm
- Anlage Datenblätter
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit der Konstruktion und dem Aufbau einer Gasmesszelle, die auf dem Prinzip der Absorptionsspektroskopie basiert. Ziel ist es, die Konzentration von Gasen, insbesondere Erdgas, in der Umgebungsluft mithilfe eines Einplatinencomputers zu überwachen und bei Überschreitung eines Schwellenwerts ein Alarmsignal zu generieren. Die Arbeit beinhaltet die Planung der Hardwarekomponenten, die Kalibrierung der Messzelle und die Entwicklung der notwendigen Software.
- Absorptionsspektroskopie als physikalische Grundlage der Messung
- Entwicklung und Aufbau einer Gasmesszelle
- Planung und Implementierung elektronischer Einheiten
- Kalibrierung der Messzelle für präzise Gasdetektion
- Programmierung und Integration des Einplatinencomputers für Datenanalyse und Alarmfunktion
Zusammenfassung der Kapitel
- Beschreibung: Die Arbeit beschreibt die Aufgabenstellung, die physikalischen Grundlagen der Absorptionsspektroskopie und die möglichen Einsatzgebiete einer Gasdetektion.
- Absorbtionsspektroskopie: Dieses Kapitel erläutert die Funktionsweise der Absorptionsspektroskopie, wobei das Prinzip der Licht absorption durch Gase in einem bestimmten Frequenzbereich beschrieben wird. Es werden auch die Grenzen der Methode hinsichtlich Nachweisgrenze und Auflösung behandelt.
- Grundaufbau des Messgerätes: Dieses Kapitel behandelt die technischen Aspekte des Messgerätes, einschließlich des Aufbaus der Gasmesszelle, des Analog-Digital-Wandlers und der Kalibrierung des Gerätes. Die Kapitel beschreiben auch die Funktionsweise des Fotodiodenverstärkers und der Spannungsversorgung.
- Dimensionierung: Dieses Kapitel beinhaltet die Dimensionierung der Ladekondensatoren und des Siebgliedes für die Spannungsversorgung.
Schlüsselwörter
Die Arbeit fokussiert auf die Themen Absorptionsspektroskopie, Gasdetektion, Erdgas, Einplatinencomputer, Hardware- und Softwareentwicklung, Kalibrierung, Alarmfunktion, Messzelle.
- Arbeit zitieren
- Anonym (Autor:in), 2019, Konstruktion und Bau einer Gasmesseinheit. Am Beispiel von Erdgas, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1466229
