Ein schneller Spurengasdetektor auf Basis von Ion-Ion-Rekombination

摘要

In dieser Arbeit wird das Konzept eines schnellen Spurengasdetektors auf Basis der chemischen Gasphasenionisation und lon-lon-Rekombination vorgestellt. Das zu untersuchende Gasgemisch wird zunachst fur eine definierte Zeit ionisiert. Dabei werden aufgrund der chemischen Gasphasenionisation bereits geringste Stoffmengen mit Konzentrationen im ppb-Bereich ionisiert. Anschliessend wird die steuerbare lonisationsquelle ausgeschaltet und das Rekombinationsverhalten der gebildeten lonen anhand von ionenspezifischen Abklingkurven der Gesamtladung gemessen. Das Rekombinationsver-halten zeigt eine starke Abhangigkeit von den beteiligten lonen sowie deren Konzentrationen. Daher konnen bereits kleinste Konzentrationsanderungen im ppb-Bereich anhand der Abklingkurven unter-schieden werden. Da die Analyse und Interpretation dieser Abklingkurven nicht eindeutig ist, werden Algorithmen zur Mustererkennung angewendet. Durch eine lineare Diskriminanzanalyse werden zunachst Stoffgruppen von verschiedenen Analyten und Gasgemischen mehrerer Analyte klar getrennt. Nachdem die Abklingkurve einer Stoffgruppe zugeordnet ist werden die Sensordaten innerhalb der Stoffgruppe zusatzlich durch eine Hauptkomponentenanalyse analysiert, wodurch die Sensitivitat des Sensors nochmal deutlich gesteigert werden kann.