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- 2009 (1)
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- Diploma Thesis (1)
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Zentraler Gegenstand dieser Arbeit ist ein neuartiges Konzept zur Empfindlichkeitssteigerung eines so genannten Filterphotometers zur Detektion von Ethen. technologischer Ausgangspunkt war der Aufbau und die Charakterisierung eines Filterphotometers, welches im mittleren Infrarot arbeitet. Als Strahlungsquelle wurde ein thermischer Emitter mit einer konstanten Leistung von 1,6W eingesetzt. Zur Modulation der emittierten Strahlung wurde ein mechanischer Chopper verwendet. Die Messzelle wurde als Langwegabsorptionszelle nach dem von John U. White entwickelten Prinzip aufgebaut. Die Strahlung wurde mit einem Einkanalpyrodetektor mit einem Filter für Ethen bei einer Zentralwellenlänge von 10,6µm detektiert. Zur Erfassung von geringen Gaskonzentrationsänderungen über lange Zeiträume wurde eine Mittelungszeit von 40s mit gleitender Mittelwertbildung verwendet. Mit diesem Verfahren wurde eine 4σ-Auflösung von 0,79ppm C2H4 mit dem aufgebauten System erreicht. Nachteil der langen Integrationszeit sind allerdings die langen Ansprech- und Abklingzeiten des Systems bei Gasbeaufschlagung. Für Die Erfassung von kurzzeitigen Gaskonzentrationsänderungen wurde eine Mittelungszeit von 4s verwendet. Dabei sinkt die 4σ-Auflösung auf 3,42ppm. Nach dem Aufbau und der Charakterisierung des Filterphotometers wurde für prinzipielle Untersuchungen eine Vorkonzentratorstufe zur Empfindlichkeitssteigerung entwickelt. Mit der aufgebauten Vorkonzentratorstufe konnte eine Konzentrationserhöhung um den Faktor 2,15 erreicht werden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wurde