Entwicklungs- und Einsatzmöglichkeiten von mikroelektronischen Sensoren (elektronische Nasen) zur erfassung von Emissionen aus der Tierhaltung:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Bonn
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2000
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| Schriftenreihe: | Universität <Bonn> / Lehr- und Forschungsschwerpunkt Umweltverträgliche und Standortgerechte Landwirtschaft: Forschungsberichte
80 |
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| adam_text | Titel: Entwicklungs- und Einsatzmöglichkeiten von mikroelektronischen Sensoren (Elektronische Nasen) zur E
Autor: Schulze Lammers, Peter
Jahr: 2000
Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG.......................................................................................................1
2 RAHMENBEDINGUNGEN DER TIERISCHEN PRODUKTION
IN DEUTSCHLAND.............................................................................................2
2.1 ökonomische rahmenbedingungen................................................................................2
2.2 Problemstellung............................................................................................................2
2.2.1 Tier-und Arbeitsschutz..........................................................................................2
2.2.2 Umwelt- und Anwohnerschutz...............................................................................6
2.3 Zielsetzung.....................................................................................................................9
3 STALLBAUFORMEN, TECHNIK DER STALLKLIMATISIERUNG UND
EMISSIONSMINDERUNG.................................................................................10
3.1 STALLBAUFOHMEN UNO EINGESETZTE LÜFTUNGSTECHNIK...................................................10
3.2 EMISSIONSMINDERUNGSMABNAHMEN.................................................................................16
4 MESSUNG VON EMISSIONEN AUS DER LANDWIRTSCHAFT....................19
4.1 Messgeräte...................................................................................................................19
4.2 Messverfahren.............................................................................................................19
4.3 Einsatzbedingungen und Einsatzbereiche..................................................................21
4.4 Chemische Sensoren....................................................................................................21
4.4.1 Definition Chemischer Sensor.............................................................................22
4.4.2 Optimierungsparameter für chemische Sensoren im Vergleich zu Katalysatoren23
4.4.3 Chemo-Wiederstände..........................................................................................24
4.4.3.1 Metalloxid-Sensoren.....................................................................................25
4.4.3.2 Elektrisch leitfähige Polymere.......................................................................26
4.4.4 Potentiometrische/Amperometrische Sensoren...................................................26
4.4.4.1 Sensoren mit Feststoffelektrolyten...............................................................27
4.4.4.2 Die Kelvin-Sonde als chemischer Sensor.....................................................28
4.4.4.3 Modifizierte Halbleiter-Bauelemente.............................................................28
4.4.5 Kapazitive Sensoren............................................................................................29
4.4.6 Optische Sensoren..............................................................................................29
4.4.6.1 Colorimetrische Sensoren............................................................................29
4.4.6.2 Photoakustische Sensoren...........................................................................30
4.4.7 Calorimetrische Sensoren....................................................................................30
4.4.7.1 Pellistoren.....................................................................................................30
4.4.7.2 Pyroelektrische Sensoren.............................................................................31
4.4.8 Massensensitive Sensoren..................................................................................31
4.4.9 Schwingquarz-Sensoren................................................... ...................................31
4.4.10Oberflächenwellen-Sensoren...............................................................................33
4.5 Sensorarrays und Elektronische Nasen...................................................................33
4.5.1 Einleitung.............................................................................................................33
4.5.2 Einsatzbereiche von Elektronischen Nasen.........................................................36
4.5.3 Technische Umsetzung.......................................................................................37
4.5.4 Sensortypen.........................................................................................................37
4.5.5 Sensorperipherie..................................................................................................38
4.5.6 Entwicklungsstand Elektronischer Nasen............................................................40
4.5.7 Künftige Entwicklungen........................................................................................41
5 ANWENDBARKEIT DER ANALYSE -
METHODEN FÜR RELEVANTE GASE............................................................43
5.1 Kohlendioxid.................................................................................................................43
5.2 Wasser..........................................................................................................................43
5.3 Ammoniak.......................................................................................................................43
5.4 Schwefelwasserastoff...............................................................................................44
5.5 Lachgas.........................................................................................................................44
5.6 Methan...........................................................................................................................44
5.7 Geruchsaktive Substanzen..........................................................................................45
5.8 Zusammenfassung........................................................................................................45
6 SENSOREN IM STALLEINSATZ......................................................................46
6.1 Anforderungen an eine Sensorik im Stalleinsatz......................................................46
6.2 Probenahme und - Analyse...........................................................................................49
7 PRAXISVERSUCH............................................................................................51
7.1 Zielsetzung...................................................................................................................51
7.2 Versuchsaufbau...........................................................................................................51
7.2.1 Versuchsstall........................................................................................................51
7.2.2 Schadgasmessung..............................................................................................53
7.2.3 Abluftvolumenstrommessung...............................................................................56
7.2.4 Energieverbrauchsmessung................................................................................58
7.3 Versuchsergebnisse....................................................................................................58
7.3.1 Schadgase...........................................................................................................58
7.3.2 Abluftvolumenstrom.............................................................................................61
7.3.3 Energieverbrauch.................................................................................................62
7.3.4 Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Parametern..............................63
7.3.5 Regelung der Stallklimatisierung nach Schadgasgehalt......................................68
8 SCHLUSSFOLGERUNGEN FÜR DIE UMSETZUNG DER
ERGEBNISSE IN DIE PRAXIS.........................................................................70
9 KONSEQUENZEN FÜR WEITERE EVTL. FORSCHUNGSAKTIVITÄTEN.....70
10 ZUSAMMENFASSUNG.....................................................................................73
11 TABELLENVERZEICHNIS................................................................................74
12 ABBILDUNGSVERZEICHNIS...........................................................................74
13 USTE DER VERÖFFENTLICHUNGEN..........................................________75
14 USTE DER VORTRÄGE UND POSTERPRÄSENTATION SOWIE
DEMONSTRATION AUF MESSEN UNO AUSSTELLUNGEN____________76
15 LITERATURVERZEICHNIS..............______„.......„.____._________._____77
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