DE102010036186A1 - Method for increasing sensitivity and selectivity of e.g. metallic oxide sensor, utilized for e.g. determination of room air quality, involves passing gas sample through catalyst arrangement before supplying gas sample to sensor device - Google Patents

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Abstract

The method involves passing a gas sample (18) through a catalyst arrangement (12) before supplying the gas sample to a sensor device (14), where the gas disturbing detection of the interesting gas is removed from the catalyst arrangement. Gases (18a, 18b) in the gas sample are converted in the catalyst arrangement into gases (20a, 20b) e.g. carbon monoxide, hydrogen sulfide and methane, which are easily detectable by the sensor device, where nickel, copper, chromium, zinc oxide, platinum, gold, iron or cobalt are used as catalyst in the catalyst arrangement. The catalyst arrangement is formed as a full catalyst in form of a gas-permeable lattice, a net or porous solid, a sponge or a membrane. An independent claim is also included for a sensor arrangement for detection of gases in a gas sample.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steigerung der Sensitivität und Selektivität einer Sensoreinrichtung.The invention relates to a method and a device for increasing the sensitivity and selectivity of a sensor device.

Sensoreinrichtungen zur Detektion von Gasen aus einer Gasprobe sind allgemein bekannt. Die Detektierbarkeit eines einzelnen Gases wird dabei durch andere Gase beeinflusst. Zum Beispiel kann ein von einem einzelnen Gas stammendes Sensorsignal im Rauschen der Sensorsignale konkurrierender Gase untergehen, d. h. das Sensorsignal des zu detektierenden Gases wird durch die Sensorsignale der konkurrierenden Gase überdeckt. Ferner weisen Sensoreinrichtungen mit Metall-Oxid-Sensoren für einzelne Gase in bestimmten Temperaturbereichen hohe Signalstärken auf, zeigen aber bei Gasproben aus mehreren Gasen eine Überlagerung der Signale. Hierdurch wird die Selektivität der Sensoreinrichtung stark beschränkt. Je nach Reaktivität des zu detektierenden Gases ist dieses mehr oder weniger leicht durch die chemische Sensoreinrichtung detektierbar, was die Sensitivität bekannter Sensoreinrichtungen stark beschränkt.Sensor devices for detecting gases from a gas sample are well known. The detectability of a single gas is influenced by other gases. For example, a sensor signal from a single gas may be lost in the noise of the sensor signals of competing gases, i. H. the sensor signal of the gas to be detected is covered by the sensor signals of the competing gases. Furthermore, sensor devices with metal-oxide sensors for individual gases have high signal strengths in certain temperature ranges, but show a superimposition of the signals for gas samples of a plurality of gases. As a result, the selectivity of the sensor device is severely limited. Depending on the reactivity of the gas to be detected, this is more or less easily detectable by the chemical sensor device, which severely limits the sensitivity of known sensor devices.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steigerung der Sensitivität und Selektivität einer Sensoreinrichtung zur Detektion mindestens eines Gases aus einer Gasprobe bereitzustellen.The invention is therefore based on the object to provide a method and a device for increasing the sensitivity and selectivity of a sensor device for detecting at least one gas from a gas sample.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steigerung der Sensitivität und Selektivität einer Sensoreinrichtung zur Detektion mindestens eines Gases aus einer Gasprobe gelöst, bei dem die Gasprobe durch mindestens eine Katalysatoranordung hindurchgeleitet wird, bevor sie der Sensoreinrichtung zugeführt wird. Die Gase der Gasprobe chemisorbieren und/oder physisorbieren an den aktiven Zentren der Oberfläche der Katalysatoranordnung und reagieren aus diesem Zustand heraus miteinander. Die aus mindestens einem Gas bestehende Gasprobe wird hierdurch an der Katalysatoranordnung zumindest teilweise in ein anderes Gas umgewandelt, wodurch sie von der Sensoreinrichtung leichter detektiert werden kann.This object is achieved by a method and apparatus for increasing the sensitivity and selectivity of a sensor device for detecting at least one gas from a gas sample, wherein the gas sample is passed through at least one Katalysatoranordung before being supplied to the sensor device. The gases of the gas sample chemisorb and / or physisorb at the active sites of the surface of the catalyst assembly and react with each other from that state. The gas sample consisting of at least one gas is thereby at least partially converted to another gas at the catalyst arrangement, whereby it can be detected more easily by the sensor device.

Die erfindungsgemäßen Sensoren werden insbesondere zur Bestimmung der Raumluftqualität, zur frühen Branderkennung oder der Detektion von Einzelgasen (CO, Methan, H2S) eingesetzt.The sensors according to the invention are used in particular for determining the indoor air quality, for early fire detection or for the detection of individual gases (CO, methane, H 2 S).

Zwischen der Sensoreinrichtung und der Katalysatoranordung kann ein Spalt, d. h. ein freier Raum, ausgebildet sein. Der Spalt kann auf einfache Art und Weise durch eine beabstandete Anordnung der Katalysatoranordnung zur Sensoreinrichtung ausgebildet werden. Durch eine solche beabstandete Anordnung der Katalysatoranordnung können Sensoren gemäß dem Stand der Technik mit einer Katalysatoranordnung „nachgerüstet” werden. Ferner können verschiedene Katalysatoranordnungen flexibel, d. h. austauschbar, an der Sensoreinrichtung angeordnet werden. Dies ist insbesondere bei einer Katalysatorvergiftung vorteilhaft, da in diesem Fall lediglich die Katalysatoranordnung ersetzt werden muss, während die Sensoreinrichtung weiter verwendet werden kann.Between the sensor device and the catalyst arrangement, a gap, i. H. a free space, be formed. The gap can be formed in a simple manner by a spaced arrangement of the catalyst arrangement to the sensor device. By such a spaced arrangement of the catalyst arrangement sensors according to the prior art can be "retrofitted" with a catalyst arrangement. Furthermore, various catalyst arrangements can be flexible, i. H. replaceable, are arranged on the sensor device. This is particularly advantageous in case of catalyst poisoning, since in this case only the catalyst arrangement has to be replaced, while the sensor device can continue to be used.

Die Gasprobe kann ein Einzelgas, ein Gasgemisch und/oder ein Aerosol aufweisen. Das mindestens eine von der Sensoreinrichtung zu detektierende Gas kann jegliche Gase aller Stoffklassen, insbesondere Alkane, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Ester und Aromaten umfassen.The gas sample may comprise a single gas, a gas mixture and / or an aerosol. The at least one gas to be detected by the sensor device may comprise any gases of all substance classes, in particular alkanes, alcohols, aldehydes, ketones, esters and aromatics.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann mindestens ein Gas der Gasprobe in der Katalysatoranordnung in ein von der Sensoreinrichtung besser, bzw. leichter zu detektierendes Gas umgewandelt werden. Die Katalysatoranordung kann beispielsweise dazu verwendet werden, anorganische und/oder organische gasförmige Substanzen und Gemische, beziehungsweise Aerosole, selektiv zu zersetzen, um die zersetzten Stoffe nachfolgend mit der Sensoreinrichtung zu detektieren.In a preferred embodiment of the invention, at least one gas of the gas sample in the catalyst arrangement can be converted into a gas which is better or easier to detect by the sensor device. The catalyst arrangement can be used, for example, to selectively decompose inorganic and / or organic gaseous substances and mixtures, or aerosols, in order to subsequently detect the decomposed substances with the sensor device.

Neben dem zu detektierenden Gas kann eine Gasprobe weitere, die Detektion störende Gase umfassen. In einer solchen Gasprobe wird vorzugsweise zumindest ein, die Detektion des interessierenden Gases störendes Gas der Gasprobe in der Katalysatoranordung eliminiert. Das störende Gas wird dabei in ein von der Sensoreinrichtung nicht oder nur schwer detektierbares Gas umgewandelt. Ein störendes Gas kann in der Katalysatoranordnung derart umgewandelt werden, dass das Messsignal des störenden Gases an der Sensoreinrichtung lediglich in einem anderen Temperaturbereich, nicht aber im aktuellen Betriebs-Temperaturbereich der Sensoreinrichtung stark, d. h. störend ist.In addition to the gas to be detected, a gas sample may comprise further gases which interfere with the detection. In such a gas sample, at least one gas of the gas sample in the catalyst assembly, which interferes with the detection of the gas of interest, is preferably eliminated. The interfering gas is thereby converted into a gas which is not detectable by the sensor device or which is difficult to detect. An interfering gas can be converted in the catalyst arrangement such that the measurement signal of the interfering gas at the sensor device only in a different temperature range, but not in the current operating temperature range of the sensor device strong, d. H. is disturbing.

Die Gasprobe kann drucklos oder unter Druck durch die Katalysatoranordnung hindurchgeleitet werden.The gas sample may be passed through the catalyst arrangement under pressure or under pressure.

Zur Umwandlung eines zu detektierenden Gases in ein besser zu detektierendes Gas und/oder zur Eliminierung eines störenden Gases in der Gasprobe, kann der Gasprobe zumindest ein weiteres Edukt zugeführt werden.In order to convert a gas to be detected into a gas which is easier to detect and / or to eliminate an interfering gas in the gas sample, at least one further starting material can be supplied to the gas sample.

In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens können die zu detektierenden Gase in verhältnismäßig leicht detektierbares Kohlenmonoxid umgewandelt werden. In der Katalysatoranordung wird hierzu vorzugsweise Nickel, Kupfer, Chrom, Zinkoxid, Eisen, Platin, Gold oder Kobalt als Katalysator eingesetzt, um zumindest ein Gas der Gasprobe in Kohlenmonoxid umzuwandeln. Durch die Erfassung der Reaktionsprodukte mit dem Gassensor kann indirekt auf die Zusammensetzung der Gasprobe geschlossen werden. Auf diese Art und Weise können mehrere Gase durch eine Sensoreinrichtung detektiert werden. Anstelle von Kohlenmonoxid sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren selbstverständlich auch andere, einfach zu detektierende Zersetzungsprodukte erzielbar.In one embodiment of the method according to the invention, the gases to be detected can be converted into relatively easily detectable carbon monoxide. In the catalyst arrangement, nickel, copper, chromium, zinc oxide, iron, platinum, gold or cobalt is preferably used as catalyst for this, in order to at least one Convert gas of the gas sample into carbon monoxide. By detecting the reaction products with the gas sensor can be concluded indirectly on the composition of the gas sample. In this way, multiple gases can be detected by a sensor device. Of course, instead of carbon monoxide, other easily detectable decomposition products can be obtained in the process according to the invention.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe betrifft die Erfindung weiterhin eine Sensoranordung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Detektion mindestens eines Gases aus einer Gasprobe mit einer Sensoreinrichtung und einer Katalysatoranordung, wobei die Katalysatoranordung der Sensoreinrichtung vorgeschaltet ist. Durch die vorgeschaltete Katalysatoranordung kann ein schwer zu detektierendes Gas in ein leichter zu detektierendes Gas, beziehungsweise ein störendes Gas in ein nicht oder schwer zu detektierendes Gas, umgewandelt werden. Darüber hinaus können konkurrierende Gasreaktionen, die ohne Katalysatoranordung in der Sensoreinrichtung, insbesondere in der sensitiven Schicht der Sensoreinrichtung stattfinden würden, durch die Vorschaltung der Katalysatoranordnung unterschiedlich beschleunigt werden, wodurch bei komplexen Gasreaktionen eine Selektivitätsbeeinflussung in der Sensoreinrichtung herbeigeführt werden kann.To achieve the object of the invention, the invention further relates to a sensor arrangement for carrying out the method according to the invention for detecting at least one gas from a gas sample with a sensor device and a Katalysatoranordung, wherein the Katalysatoranordung the sensor device is connected upstream. Due to the upstream catalyst arrangement, a gas which is difficult to detect can be converted into an easily detectable gas, or a disturbing gas into a gas which is difficult or impossible to detect. In addition, competing gas reactions that would take place without Katalysatoranordung in the sensor device, in particular in the sensitive layer of the sensor device can be accelerated differently by the upstream of the catalyst arrangement, whereby in complex gas reactions, a selectivity influence in the sensor device can be brought about.

Im Anschluss an die Katalysatoranordnung kann ein Filter angeordnet werden, der unerwünschte Produkte aus der katalytischen Umsetzung oder Gase aus der Gasprobe, die die Selektivität beeinflussen, filtriert.Following the catalyst assembly, a filter may be arranged to filter undesirable products from the catalytic reaction or gases from the gas sample which affect selectivity.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Katalysatoranordung und/oder die Sensoreinrichtung beheizbar sein. Die Temperatur der Katalysatoranordnung kann dabei frei und auch unabhängig von der Temperatur der Sensoreinrichtung einstellbar sein. Durch die beheizbare Katalysatoranordnung kann eine optimale katalytische Reaktion von Gasen der Gasprobe selektiv erreicht werden. Durch eine entsprechende Regelung der Temperatur der Katalysatoranordung kann die Katalysatoranordung für bestimmte Katalysereaktionen ein- und für andere Katalysereaktionen ausgeschaltet werden.In an advantageous embodiment of the invention, the Katalysatoranordung and / or the sensor device can be heated. The temperature of the catalyst arrangement can be freely adjustable and also independent of the temperature of the sensor device. By the heatable catalyst assembly, an optimal catalytic reaction of gases of the gas sample can be selectively achieved. By appropriate control of the temperature of the catalyst arrangement, the catalyst arrangement can be switched on for certain catalytic reactions and switched off for other catalytic reactions.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoreinrichtung zumindest einen chemischen Gassensor, vorzugsweise in Form eines Metall-Oxid-Sensors und/oder einen physikalischen Gassensor umfasst. Metall-Oxid-Sensoren können beispielsweise durch Mikrostrukturverfahren hergestellt werden, wodurch eine hohe Zahl von Metall-Oxid-Sensoren in der Sensoreinrichtung integriert werden können. Die Katalysatoranordnung kann sich direkt vor dem Gassensor oder in einem den Gassensor umgebenden Gehäuse befinden.Another particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the sensor device comprises at least one chemical gas sensor, preferably in the form of a metal-oxide sensor and / or a physical gas sensor. Metal oxide sensors can be made, for example, by microstructure methods, whereby a high number of metal-oxide sensors can be integrated in the sensor device. The catalyst arrangement may be located directly in front of the gas sensor or in a housing surrounding the gas sensor.

Je nach Anwendungsgebiet kann die Katalysatoranordnung als Vollkatalysator in Form eines gasdurchlässigen Gitters, eines Netzes oder porösen Feststoffes, eines Schwamms oder einer Membran und/oder als Trägerkatalysator in Form eines mit Katalysatormaterial beschichteten gasdurchlässigen Gitters, Netzes, insbesondere eines Edelstahlnetzes, oder einer Membran ausgebildet sein. Eine als Vollkatalysator ausgebildete Katalysatoranordnung erlaubt eine einfache Herstellung, wohingegen sich die Herstellung einer als Trägerkatalysator ausgebildeten Katalysatoranordung durch einen geringen Einsatz von Katalysatormaterial auszeichnet. Im Prinzip kann jeder beliebige Stoff als Katalysator wirken und als solcher eingesetzt werden. Es kann auch eine Kombination aus Voll- und Trägerkatalysator eingesetzt werden.Depending on the field of application, the catalyst arrangement can be designed as a full catalyst in the form of a gas-permeable grid, a mesh or porous solid, a sponge or a membrane and / or as a supported catalyst in the form of a gas-permeable grid, network, in particular a stainless steel net, or a membrane coated with catalyst material , A catalyst arrangement designed as a full catalyst permits simple production, whereas the preparation of a catalyst arrangement designed as a supported catalyst is characterized by a low use of catalyst material. In principle, any substance can act as a catalyst and be used as such. It is also possible to use a combination of full and supported catalyst.

Die Katalysatoranordung kann mehrere Katalysatoren umfassen. Auf diese Art und Weise kann eine mehrstufige Katalyse der Gasprobe erfolgen. Auch komplex zusammengesetzte Gasproben können so von der Sensoreinrichtung detektiert werden. Die Aufschlüsselung der einzelnen Konzentrationen der Gasprobe ist dabei oftmals überflüssig. Gemäß der European Collaborative Action (ECA)-Definition ist es ausreichend, eine Gesamtkonzentration für Particulate Organic Matter (POM), Semi Volatile Organic Compounds (SVOC), Volatile Organic Compounds (VOC) und Very Volatile Organic Compounds (VVOC) zu ermitteln. Die eingesetzten Katalysatoren der Katalysatoranordnung können daher hintereinander geschaltet werden, um die Gesamtkonzentration des in der Katalysatoranordnung umgesetzten Teils der Gasprobe zu ermitteln.The catalyst arrangement may comprise several catalysts. In this way, a multi-stage catalysis of the gas sample can be done. Even complex composite gas samples can be detected by the sensor device. The breakdown of the individual concentrations of the gas sample is often superfluous. According to the European Collaborative Action (ECA) definition it is sufficient to calculate a total concentration for Particulate Organic Matter (POM), Semi Volatile Organic Compounds (SVOC), Volatile Organic Compounds (VOC) and Very Volatile Organic Compounds (VVOC). The catalysts of the catalyst arrangement used can therefore be connected in series to determine the total concentration of reacted in the catalyst assembly portion of the gas sample.

Die Katalysatoren der Katalysatoranordnung können allerdings auch einzeln zuschaltbar sein. Die Katalysatoren können dabei mechanisch zuschaltbar sein, d. h. sie können mechanisch in oder aus dem zu der Sensoreinrichtung führenden Luftstrom gebracht werden. Umgekehrt kann auch der Gasstrom so geleitet werden, dass einzelne Katalysatoren umgangen werden. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Katalysatoren elektrisch, d. h. durch eine Potentialänderung der Katalysatoren oder eine elektrische Heizung zuschaltbar sein. Es wird erwartet, dass die Weltgesundheitsorganisation (WHO) in näherer Zukunft Grenzwerte für einzelne Gase vorgeben wird. Eine Ermittlung von Einzelgaskonzentrationen wird durch die Anordnung mehrerer einzeln zu- und abschaltbarer Katalysatoren der Katalysatoranordnung auf einfache Art und Weise ermöglicht.However, the catalysts of the catalyst arrangement can also be switched on individually. The catalysts may be mechanically switchable, d. H. they can be brought into or out of the air flow leading to the sensor device mechanically. Conversely, the gas stream can be directed so that individual catalysts are bypassed. Alternatively or additionally, the catalysts may be electrically, i. H. be switchable by a potential change of the catalysts or an electric heater. It is expected that the World Health Organization (WHO) will set limits for individual gases in the near future. A determination of individual gas concentrations is made possible by the arrangement of a plurality of individually connectable and disconnectable catalysts of the catalyst arrangement in a simple manner.

Um die Sensoreinrichtung durch die Temperatur der Katalysatoranordnung nicht zu beeinflussen, kann die Katalysatoranordung von der Sensoreinrichtung thermisch isoliert angeordnet werden. Eine thermische Isolierung kann beispielsweise durch eine Keramik mit niedrigem Wärmeleitwert erfolgen.In order not to influence the sensor device by the temperature of the catalyst arrangement, the catalyst arrangement can be arranged thermally isolated from the sensor device. A thermal insulation can be done for example by a ceramic with low thermal conductivity.

Die Sensoranordnung kann eine Steuerungselektronik und ein Steuerungsprogramm zur Steuerung einzelner Komponenten der Sensoranordnung umfassen.The sensor arrangement may comprise control electronics and a control program for controlling individual components of the sensor arrangement.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Merkmale zeigt sowie aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of an embodiment of the invention with reference to the drawing, the features essential to the invention shows and from the claims. The individual features may be implemented individually for themselves or for a plurality of combinations in variants of the invention.

Es zeigen:Show it:

1 Eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung; und 1 A schematic representation of a first embodiment of a sensor arrangement according to the invention; and

2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung. 2 a schematic representation of a second embodiment of a sensor arrangement according to the invention.

1 zeigt eine Sensoranordnung 10 mit einer Katalysatoranordung 12 und einer Sensoreinrichtung 14. Die Katalysatoranordung 12 dient zur Steigerung der Sensitivität und Selektivität der Sensoreinrichtung 14. Die Sensoreinrichtung 14 ist beabstandet zur Katalysatoranordnung 12 angeordnet. Hierdurch wird ein Spalt 15 zwischen der Sensoreinrichtung 14 und der Katalysatoranordnung 12 ausgebildet. Die Sensoreinrichtung 14 weist einen Gassensor 16 auf, der in der Lage ist, zumindest ein Gas zu detektieren. Um die Sensitivität und Selektivität der Sensoreinrichtung 14 zu steigern, wird in der Katalysatoranordung 12 ein zu detektierendes Gas 18a einer Gasprobe 18 mittels einer Gasleitung 19 durch die Katalysatoranordnung 12 geleitet und darin durch eine Katalysereaktion in ein einfacher zu detektierendes Gas 20a, umgewandelt. Alternativ oder zusätzlich dazu wird in der Katalysatoranordung 12 ein die Detektion des Gases 18a störendes Gas 18b in ein die Detektion nicht störendes Gas 20b umgewandelt. 1 shows a sensor arrangement 10 with a catalyst arrangement 12 and a sensor device 14 , The catalyst arrangement 12 serves to increase the sensitivity and selectivity of the sensor device 14 , The sensor device 14 is spaced from the catalyst assembly 12 arranged. This will create a gap 15 between the sensor device 14 and the catalyst arrangement 12 educated. The sensor device 14 has a gas sensor 16 which is capable of detecting at least one gas. To the sensitivity and selectivity of the sensor device 14 to increase, is in the Katalysatoranordung 12 a gas to be detected 18a a gas sample 18 by means of a gas line 19 through the catalyst arrangement 12 and therein by a catalytic reaction into a simple gas to be detected 20a , transformed. Alternatively or additionally, in the catalyst arrangement 12 a the detection of the gas 18a disturbing gas 18b in a non-interfering gas detection 20b transformed.

Die in 2 dargestellte Sensoranordnung 10' dient der Detektion dreier verschiedener Gase 18a'–18c einer Gasprobe 18' mit nur einer Sensoreinrichtung 14', die einen Gassensor 16' in Form eines Metall-Oxid-Sensors aufweist. Hierzu werden die Gase 18a'–18c in einfach zu detektierende Reaktionsprodukte 20a', 20b' in der Katalysatoranordnung 12' umgewandelt. Die Katalysatoranordnung 12' ist durch einen Spalt 15' von der Sensoreinrichtung 14' beabstandet. Ein zur Katalysereaktion notwendiges zusätzliches Edukt in Form eines Gases 18d wird der Gasprobe 18' vor der Katalysatoranordnung 12' zugegeben. Die Katalysatoren 12a–c weisen Nickel, Kupfer, Chrom, Zinkoxid, Platin, Gold, Eisen und/oder Kobalt zur Umwandlung der Gase 18a–d in die Reaktionsprodukte 20a', 20b' auf.In the 2 illustrated sensor arrangement 10 ' serves to detect three different gases 18a ' - 18c a gas sample 18 ' with only one sensor device 14 ' that has a gas sensor 16 ' has in the form of a metal-oxide sensor. These are the gases 18a ' - 18c in easily detectable reaction products 20a ' . 20b ' in the catalyst arrangement 12 ' transformed. The catalyst arrangement 12 ' is through a gap 15 ' from the sensor device 14 ' spaced. An additional starting material necessary for the catalytic reaction in the form of a gas 18d becomes the gas sample 18 ' in front of the catalyst arrangement 12 ' added. The catalysts 12a -C have nickel, copper, chromium, zinc oxide, platinum, gold, iron and / or cobalt to convert the gases 18a D in the reaction products 20a ' . 20b ' on.

Zur Erzeugung von Referenzwerten der Gase 18a'–18d sowie dem ersten Reaktionsprodukt 20a' können die Katalysatoren 12a–c, wie in der Zeichnung gestrichelt angedeutet, aus der den Gasfluss führenden Gasleitung 19' herausgenommen werden. Die Katalysatoren 12a–c können hierzu mechanisch aus dem Gasfluss herausgeschwenkt oder durch eine Umleitung des Gasflusses aus diesem herausgebracht werden.For generating reference values of the gases 18a ' - 18d and the first reaction product 20a ' can the catalysts 12a C, as indicated by dashed lines in the drawing, from the gas flow leading gas line 19 ' be taken out. The catalysts 12a For this purpose, -c can be mechanically pivoted out of the gas flow or brought out of it by a diversion of the gas flow.

Durch elektrische Heizeinrichtungen 22a–c können die Katalysatoren 12a–c auf eine, der jeweiligen Katalysereaktion angepasste Temperatur gebracht werden. Auch durch eine Veränderung der Katalysatortemperatur ist ein Ein- und Ausschalten der Katalysatoren 12a–c möglich. Die Katalysatoren 12a–c können als Vollkatalysatoren oder als Trägerkatalysatoren in Form eines mit Katalysatormaterial beschichteten Gitters, Netzes oder dergleichen ausgebildet sein.By electric heaters 22a -C can be the catalysts 12a C are brought to a temperature adapted to the respective catalytic reaction. Also by a change in the catalyst temperature is a switching on and off of the catalysts 12a -C possible. The catalysts 12a C may be formed as unsupported catalysts or as supported catalysts in the form of a grid coated with catalyst material, mesh or the like.

Claims (13)

Verfahren zur Steigerung der Sensitivität und Selektivität einer Sensoreinrichtung (14, 14') zur Detektion mindestens eines Gases (18a, 18a', 18b, 18b', 18c) aus einer Gasprobe (18, 18'), dadurch gekennzeichnet, dass die Gasprobe (18) durch mindestens eine Katalysatoranordnung (12, 12') hindurchgeleitet wird, bevor sie der Sensoreinrichtung (14, 14') zugeführt wird.Method for increasing the sensitivity and selectivity of a sensor device ( 14 . 14 ' ) for the detection of at least one gas ( 18a . 18a ' . 18b . 18b ' . 18c ) from a gas sample ( 18 . 18 ' ), characterized in that the gas sample ( 18 ) by at least one catalyst arrangement ( 12 . 12 ' ) is passed through before the sensor device ( 14 . 14 ' ) is supplied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasprobe (18, 18') ein Einzelgas, ein Gasgemisch und/oder ein Aerosol ist.Process according to claim 1, characterized in that the gas sample ( 18 . 18 ' ) is a single gas, a gas mixture and / or an aerosol. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gas (18a, 18a', 18b, 18b', 18c) der Gasprobe (18, 18') in der Katalysatoranordnung (12, 12') in ein von der Sensoreinrichtung (14, 14') besser zu detektierendes Gas (20a, 20a') umgewandelt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that at least one gas ( 18a . 18a ' . 18b . 18b ' . 18c ) of the gas sample ( 18 . 18 ' ) in the catalyst arrangement ( 12 . 12 ' ) in one of the sensor device ( 14 . 14 ' ) better detectable gas ( 20a . 20a ' ) is converted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein die Detektion eines interessierenden Gases störendes Gas (18b) der Gasprobe (18) in der Katalysatoranordnung (12) eliminiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one gas interfering with the detection of a gas of interest ( 18b ) of the gas sample ( 18 ) in the catalyst arrangement ( 12 ) is eliminated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Nickel, Kupfer, Chrom, Zinkoxid, Platin, Gold, Eisen oder Kobalt als Katalysator in der Katalysatoranordnung (12, 12') eingesetzt wird, um zumindest ein Gas (18a, 18a', 18b, 18b', 18c) der Gasprobe (18, 18') in Kohlenmonoxid (20a') und Wasserstoff (20b') umzuwandeln.Method according to one of the preceding claims, characterized in that nickel, copper, chromium, zinc oxide, platinum, gold, iron or cobalt as catalyst in the catalyst arrangement ( 12 . 12 ' ) is used to at least one gas ( 18a . 18a ' . 18b . 18b ' . 18c ) of the gas sample ( 18 . 18 ' ) in carbon monoxide ( 20a ' ) and hydrogen ( 20b ' ) to convert. Sensoranordnung (10, 10') zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Detektion mindestens eines Gases (18a, 18a', 18b, 18b', 18c) aus einer Gasprobe (18, 18') mit einer Sensoreinrichtung (14, 14') und einer Katalysatoranordnung (12, 12'), wobei die Katalysatoranordnung (12, 12') der Sensoreinrichtung (14, 14') vorgeschaltet ist.Sensor arrangement ( 10 . 10 ' ) for carrying out a method according to one of claims 1 to 5 for the detection of at least one gas ( 18a . 18a ' . 18b . 18b ' . 18c ) from a gas sample ( 18 . 18 ' ) with a sensor device ( 14 . 14 ' ) and a catalyst arrangement ( 12 . 12 ' ), wherein the catalyst arrangement ( 12 . 12 ' ) of the sensor device ( 14 . 14 ' ) is connected upstream. Sensoranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoranordnung (12, 12') und/oder die Sensoreinrichtung (14, 14') beheizbar ist.Sensor arrangement according to claim 6, characterized in that the catalyst arrangement ( 12 . 12 ' ) and / or the sensor device ( 14 . 14 ' ) is heated. Sensoranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoranordung (12, 12') unabhängig von der Sensoranordnung (14, 14') beheizbar ist.Sensor arrangement according to claim 7, characterized in that the catalyst arrangement ( 12 . 12 ' ) independent of the sensor arrangement ( 14 . 14 ' ) is heated. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (14, 14') zumindest einen chemischen Gassensor, insbesondere in Form eines Metall-Oxid-Sensors, und/oder einen physikalischen Gassensor (16, 16') umfasst.Sensor arrangement according to one of claims 6 to 8, characterized in that the sensor device ( 14 . 14 ' ) at least one chemical gas sensor, in particular in the form of a metal-oxide sensor, and / or a physical gas sensor ( 16 . 16 ' ). Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoranordnung (12, 12') als Vollkatalysator in Form eines gasdurchlässigen Gitters, eines Netzes oder porösen Feststoffes, eines Schwamms oder einer Membran und/oder als Trägerkatalysator in Form eines mit Katalysatormaterial beschichteten gasdurchlässigen Gitters, Netzes, oder einer Membran ausgebildet ist.Sensor arrangement according to one of claims 6 to 9, characterized in that the catalyst arrangement ( 12 . 12 ' ) is designed as a full catalyst in the form of a gas-permeable grid, a mesh or porous solid, a sponge or a membrane and / or as a supported catalyst in the form of a catalyst-coated gas-permeable mesh, mesh, or membrane. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoranordnung (12, 12') mehrere Katalysatoren (12a–c) umfasst.Sensor arrangement according to one of claims 6 to 10, characterized in that the catalyst arrangement ( 12 . 12 ' ) several catalysts ( 12a -C). Sensoranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoren (12a–c) einzeln zuschaltbar sind.Sensor arrangement according to claim 11, characterized in that the catalysts ( 12a -C) are individually switchable. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (14, 14') thermisch isoliert von der Katalysatoranordnung (12, 12') angeordnet ist.Sensor arrangement according to one of claims 6 to 12, characterized in that the sensor device ( 14 . 14 ' ) thermally isolated from the catalyst arrangement ( 12 . 12 ' ) is arranged.
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