Ett nytt sensorsystem utvecklat i Saarbrücken, Tyskland kan inte bara noggrant kontrollera torkprocesser i industriugnar, men kan leverera tillförlitliga luftfuktighetsmätningar även vid höga temperaturer och i närvaro av andra bakgrundsångor. Professor Andreas Schütze, projektledare Tilman Sauerwald och deras forskargrupp vid Saarlands universitet har tillsammans med partnerföretag utvecklat ett sensorsystem som exakt övervakar industritorkning, bakning och matlagningsprocesser. Det nya systemet förbättrar produktkvaliteten, optimerar produktionsprocessen och sänker processenergikraven. Projektet har fått finansiering från det federala utbildnings- och forskningsministeriets prioriterade finansieringsprogram "KMU-Innovativ" som främjar innovativ teknik i små och medelstora företag.

Ingenjörerna kommer att visa upp sitt värmebeständiga sensorsystem från 1 till 5 april på årets Hannover Messe (Hall 2, Stativ B46).

När maten bakas eller ångas som en del av en industriell produktionsprocess, Det är viktigt att hålla noga koll på luftfuktigheten. Om bröd eller bakverk tappar för mycket fukt eller tappar det för snabbt, de slutliga produkterna kommer inte att ha de egenskaper som krävs. Om, å andra sidan, du kan styra luftfuktigheten i ugnen exakt, croissanterna kommer att bli helt fluffiga och brödet kommer att få en utsökt skarp skorpa. "Precisionsövervakning av luftfuktighet kan ha en avgörande effekt på produkternas kvalitet. Genom att känna till luftfuktigheten kan vi noggrant kontrollera temperaturen och luftvolymerna under produktionsprocessen, och därmed också spara på energi, "säger professor Andreas Schütze från Saarlands universitet - en expert inom sensor- och mätteknik. Exakta mätningar av fuktinnehåll är också avgörande vid torkning av trä, textilier och beläggningar i industriella torktumlare - särskilt för att förhindra värmeskador på materialen.

Vid fuktmätningar är det viktigt att temperaturfluktuationer registreras exakt, då felaktiga temperaturavläsningar kan förfalska fuktdata. Ett annat problem som måste åtgärdas är det faktum att andra gaser också frigörs vid de höga torkningstemperaturer som används i industriella ugnar och torktumlare. Till exempel, alkohol avges under bakningsprocessen och många flyktiga föreningar frigörs när färger eller beläggningar torkas eller härdas. Ända tills nu, konventionella fuktighetssensorer har kämpat för att övervaka relativa vattenånga nivåer på grund av närvaron av dessa andra ämnen i varmluften. Och dessa luftburna föreningar kan avsevärt förkorta sensornas livslängd eller till och med skada dem. "I sådana fall, vi pratar om att sensorn blir förgiftad, "förklarar Tilman Sauerwald, senior forskare i Schützes team. När alla dessa faktorer tas samman, den förklarar varför de fuktighetsmätningssystem som hittills varit tillgängliga har haft korta livslängder och antingen inte varit särskilt exakta eller mycket dyra.

Mättekniska experter vid Saarlands universitet har utvecklat ett sensorsystem som kan bestämma luftfuktigheten i industriella ugnar och torktumlare med mycket hög noggrannhet även vid extrema temperaturer och i närvaro av bakgrundsinterferens från andra gaser. Den mätteknik som används är komplex, men det gör mycket mer än att bara registrera data om enskilda mängder. "Vi använder en speciell keramisk sensor i kombination med en Fourier -transformationsimpedansspektrometer. Detta gör att vi kan göra mätningar över ett stort dynamiskt område och ger oss utmärkt upplösning över ett brett temperaturintervall, "förklarar Henrik Lensch, en doktorsexamen student i professor Schützes team.

Forskarna mäter den elektriska impedansen (dvs. det frekvensberoende motståndet mot strömflödet) vid olika frekvenser och beräknar utifrån det ekvivalent motstånd och ekvivalenta kapacitansvärden samt ett brett spektrum av andra mängder. "De resulterande spektraldata genomgår sedan modellbaserad analys, "förklarar Tilman Sauerwald. Analysatorenheten använder matematiska modeller för att extrahera de parametrar som är relevanta för luftfuktighetsmätningarna. Analysatorn kan identifiera och filtrera bort störningssignaler som inte har med luftfuktigheten att göra. Med denna metod, sensorsystemet kan också identifiera när ett fel eller fel uppstår.