DE19723462A1

DE19723462A1 - Mikrowellengassensor und Verfahren der Mikrowellenspektroskopie

Info

Publication number: DE19723462A1
Application number: DE1997123462
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr Bluemchen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 1998-12-10

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikrowellengassensor und ein Verfahren der Mikrowellenspektroskopie für Überwachungs-, Steuer- und Regelungszwecke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung gehört zum technischen Gebiet der Analyse von Mehrstoffgemischen, die sofern sie nicht gasförmig sind, in die Gasphase überführt werden sollten. Hauptanwendungsgebiet ist die Prozeßgasanalyse, wobei insbesondere der Einsatz zur Analyse von Verbrennungsabgasen (z. B. von Brennkraftmaschinen) als besonders bedeutsam angesehen wird. Die Gase können gegebenen Falls schon eine Entstickungsvorrichtung durchlaufen haben. Dabei dient der Mikrowellengassensor vorteilhaft der Überwachung, Steuerung oder Re gelung des Verbrennungs- oder Entstickungsprozesses.

Die Grundlagen der Mikrowellenspektroskopie gehen auf die 50-ger Jahren zurück (z. B. Stich et al, "A High-Temperature Spectrometer" - In: Rev. Scientific Instruments, Vol. 25 Nr. 8, Aug. 1954; S. 759-764, USA). Modernere Anordnungen (OB 9400436, EP 0 418 576 B1. DE 36 45 240 C2, ) bestehen aus mindestens einer als Mikrowellerhohlleiter und/oder -resonator ausgebildeten Meßzelle. Sie enthält das zu untersuchende Gasgemisch. Ein kontinuierlich oder auch diskontinuierlich arbeitendes Gaseinlaß- sowie Gasauslaßsystem gewährleisten den Gasaustausch, wie auch die Aufrechterhaltung des Arbeitsdrucks (Unterdruck reduziert die Breite der charakteristischen Frequenzbereiche im Mikrowellenspektrum). Eine Mikrowellenquelle erzeugt anregende Strahlung, welche bezüglich Frequenz- und Zeitverlauf vorgegeben ist. Ein Detektor weist die durch Wechselwirkung mit den Molekülen beeinflußte oder emittierte Mikrowellenstrahlung nach. Bewußte Veränderungen der Mikrowellenquelle, des Übertragungsweges, der Meßzelle, des Gases und/oder des Detektors modulieren das erhaltene Signal und erhöhen die Empfindlichkeit beim Nachweis des sehr schwachen Wechselwirkungssignals. Als günstig hat sich z. B. die Starkeffekt-Modulation

Ein angelegtes äußeres elektrisches Feld (Stark-Feld) beeinflußt die Moleküle des Meßgases so, daß sich ihre Rotationseigenschaften und damit ihre charakteristischen Frequenzen im Mikrowellenspektrum ändern. erwiesen.

Die bekannten Anordnungen und Verfahren sind relativ aufwendig, groß und teuer. Ihre Mikrowellen eigenschaften sind um so mehr temperaturabhängig, je schmalbandiger (im Sinne ihres Frequenzganges) die Mikrowellenbaugruppen ausgebildet sind. Schmalbandigkeit erhöht aber das Nachweisvermögen für einzelne Substanzen. Deshalb werden aufwendige, sehr genaue Regelungen (Temperatur, mechanische Abmessungen oder Frequenz) eingesetzt. Die in DE 39 28 004 vorgeschlagenen siebartigen Reflektoren, wie auch die üblichen metallischen Meßzellen an sich, sind empfindlich gegen mechanische Schwingungen. Aus diesen verschiedenen Gründen lassen sich die bekannten Anordnungen kaum bei kleinen Verbrennungsanlagen oder mobilen Brennkraftmaschinen nutzen.

Der Wirkungsgrad von Verbrennungsanlagen wie Kraftwerken und Brennkraftmaschinen steigt mit zu nehmender Verbrennungstemperatur. Diese bewirkt jedoch eine erhöhte Umweltbelastung durch Schadstoffe wie Stickoxyde (NO_x). Bekannte Verfahren und Vorrichtungen (ADAC-motorwelt Nr. 8/96 Seite 24 München 1996, DE 93 08 772.1 U1, DD 243 216 A1, WO 92/20433, DE 44 26 990 A1, DE 36 10 364 A1, DE 36 06 535 A1, DE 43 34 071 C1) verringern deren Ausstoß durch chemische Re aktionen mit zugegebenen Reagenzien wie z. B. Ammoniak oder Harnstoff. Die für eine Überwachung oder Regelung dieser Prozesse einsetzbaren Sensoren zeigen mangelnde Langzeitstabilität und/oder Quer empfindlichkeiten gegen andere Gase wie O₂, H₂ oder CO₂. Einzelne Detektoren weisen entgegengesetzte Empfindlichkeiten für NH₃, NO und NO₂ auf, was eine eindeutige Interpretation des Meßsignals außer ordentlich erschwert. Mikrowellengassensoren stellen eine hochselektive Alternative dar. Sie zeigen ein sehr gutes Nachweisvermögen und eine über mehrere Größenordnungen lineare Kennlinie, besitzen aber derzeit noch die oben aufgeführten Mängel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 16 angegebenen Art zu schaffen, die unempfindlicher gegenüber mechanischen Schwingungen und Schwankungen der Umgebungstemperatur ist, sowie sich durch einen einfacheren Aufbau auszeichnet. Damit soll auch ein mobiler Einsatz ermöglicht werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich der grundlegenden Gedanken, die den Mikrowellengassensor betreffen, auf den Patentanspruch 1, und bei der weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung auf die Patentansprüche 2 bis 15 verwiesen wird. Die grundlegenden Gedanken bezüglich des Verfahrens enthalten die Ansprüche 16 und 19. Die weitere Ausgestaltung zum Verfahren ergibt sich aus den Ansprüchen 17, 18 und 20.

Die zum großen Teil aus Keramik, Glaskeramik oder Glas bestehende Meßzelle ist wesentlich un empfindlicher gegen Temperaturänderungen und mechanischen Schwingungen als die bisher eingesetzten metallischen Anordnungen. Insbesondere ihre Mikrowelleneigenschaften sind nahezu konstant, wodurch aufwendige Regelungen für Temperatur, mechanische Abmessungen oder Frequenz eingespart werden können. Die gleiche Eigenschaften weist der feste, offenporige Körper2

Fest und offenporig bedeutet hierbei, daß dieser Körper nicht wie ein Gummi oder Schwamm verformbar ist. mit nicht zu vernachlässigender Längsausdehnung

3

Es handelt sich nicht um ein Sieb, eine Lochfolie oder dergleichen. auf, der die Meßzelle in Längsrichtung begrenzt. Er bildet gleichzeitig ein Druckstufe für das strömende Meßgas. Hierdurch wird eine gleichmäßige Druckverteilung in der Zelle erreicht. Die leit fähige Schicht oder Auskleidung der Meßzelle ermöglicht auch bei ungenügender elektrischer Leitfähigkeit der Materialien die Leitung der Mikrowellen in Form eines Mikrowellenhohlleiters.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die feste Verbindung der leitfähigen Schicht oder Auskleidung mit der Meßzelle erreicht. Sie verstärkt die beschriebene vorteilhafte Wirkung weiter. Die Meßzelle wird durch ihren kompakteren Aufbau noch unempfindlicher und kann unter schwierigeren Bedingungen eingesetzt werden.

Es ist vorteilhaft die leitfähige Schicht auf der Innenseite der Meßzelle anzuordnen. Dadurch steigt der durch das Meßgas beeinflußte Anteil der Mikrowellenstrahlung, was bei der schwachen Wechselwirkung das Nachweisvermögen der Anordnung verbessert. Wenn hierzu die vorgeschlagene feste Verbindung mit der Zelle kommt, tritt eine verbesserte Abgrenzung des Meßgases gegenüber der eventuell rauhen Zellenwandung ein. Die für das Meßgas "sichtbare" innere Oberfläche wird verringert, wodurch Memoryeffekte4

Verlängerte Ansprechzeiten der Meßanordnung in Folge der Wechselwirkung des Meßgases mit der Oberfläche reduziert werden.

Es ist weiter vorteilhaft die leitfähige Schicht oder Auskleidung aus Metall, insbesondere aus Gold oder Platin auszuführen. Dadurch werden die Übertragungsverluste der Mikrowellen in den Wänden der Meßzelle verringert. Gold und Platin unterdrücken Wechselwirkungen zwischen Gas und Meßzelle, was sich positiv auf das zeitliche Ansprechverhalten auswirkt.

In Einzelfällen ist die erfindungsgemäße Ausführung der leitfähigen Schicht als Halbleiter oder als Schichtsystem von Vorteil. Durch die verminderte Flächenleitfähigkeit entfällt bei der Konstruktion und bei der Anwendung die Forderung, alle Bereiche der Meßzelle auf ein gleiches elektrisches Potential zu legen.

Ein Abschluß des Schichtsystems durch eine fest mit ihm verbundene chemisch inerte Oberfläche z. B. aus PTFE5

Polytetrafluorethylen ist eine weitere vorteilhafte Ausbildung. Sie wirkt sich günstig auf das Ansprechverhalten und die Standzeit der Zelle aus.

Wird die leitfähige Schicht erfindungsgemäß derart durch Bereiche mit geringerer Leitfähigkeit struk turiert, daß bestimmte Teilflächen mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen beaufschlagt werden kön nen, wird die Stark-Modulation auch ohne das Einbringen einer zusätzlichen Stark-Elektrode möglich. Dies ermöglicht auch Vorrichtungen die eine ähnliche Wirkung wie DE 39 28 004 A1 erzielen, jedoch mit ver ringerter Teileanzahl (Die Zelle muß nicht mehr aus vier Platten zusammengesetzt werden.) und wesentlich vereinfachtem Aufbau.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Vorrichtung gemäß dem 1. Patentanspruch beschreiben An sprüche 9 und 10. Ist der feste, offenporige Körper Bestandteil des Gasein- oder Auslaßsystems, so bewirkt das nicht nur die schon erwähnte gleichmäßige Druckverteilung in der Meßzelle, sondern ermöglicht die Einsparung von Elementen wie Filter, Druckreduzierblenden und Ventilen im Gasführungssystem.

Ist der feste, offenporige Körper wenigstens teilweise leitfähig, so kann er als Mikrowellenreflektor be nutzt werden. Ein Reflektor vergrößert dann wie bekannt die effektive Zellenlänge und erhöht das Nachweis vermögen der Anordnung.

Es ist von Vorteil eine Isolation zwischen dem festen, offenporigen Körper und der leitfähige Schicht oder Auskleidung anzubringen. Diese sollte mindestens für Gleichspannungen und im Verhältnis zur Mikro welle nierderfrequenten Spannungen isolieren. Die Isolation kann zum Beispiel in Form einer isolierenden Trennschicht, aber auch durch Strukturierung der leitfähigen Schicht ausgeführt werden. Sie soll mindestens so stark bemessen sein, daß beide elektrischen Leiter mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen be aufschlagt werden können. Dieser Aufbau ermöglicht eine Stark-Modulation in Längsrichtung der Zelle.

Das zur Lösung der Aufgabe in den Ansprüchen 16 bis 20 beschriebene Verfahren ermöglicht eine weitere Vereinfachung der bisherigen Vorgehensweise. Es kann ganz oder teilweise auf o. g. Regelungen von Verfahrenshilfsgrößen verzichtet werden. Die Zellenheizung muß weniger stark dimensioniert sein. Dies führt zur weiteren Gewichtseinsparung und kommt einem mobilen Einsatz entgegen.

Die Beaufschlagung eines Mikrowellenreflektors mit einem elektrischen Potential ermöglicht eine er weiterte Einflußnahme auf die in der Meßzelle ablaufenden Vorgänge. Die Modulation des Gases durch Anlegen einer Stark-Spannung in Längsrichtung der Zelle zwischen zwei Reflektoren bringt einem ver einfachten Aufbau der Meßzelle mit sich. Die Zahl der Einzelteile kann reduziert werden und die innere Oberfläche der Zelle wird kleiner. Dies führt zu einem robusteren, gegen äußere Einflüsse unempfindlicheren Mikrowellengassensor mit einem schnelleren Ansprechverhalten.

Die gewerbliche Anwendbarkeit eines erfindungsgemäßen Mikrowellengassensors ergibt sich aus den beschriebenen Vorteilen. Er eröffnet damit erstmals die Möglichkeit zur kontinuierlichen oder zyklischen Überprüfung auch mobiler Brennkraftmaschinen wie Dieselmotoren und Gasturbinen mit Entstickungs einrichtungen. Der Einsatz ist jedoch nicht auf Verbrennungsabgase beschränkt. Er bezieht sich auf alle, den gattungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren zugänglichen Gase.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden Näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführung

Fig. 2 den Querschnitt der in Fig. 1 dargestellten Meßzelle

Fig. 3 die schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform

Fig. 4 den Einsatz des Mikrowellengassensors zur Regelung der Entstickungsvorrichtung hinter einer Brennkraftmaschine.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführung des Mikrowellengassensors besteht aus dem Ektronikteil 2 und der Meßzelle 3. Eine durch einen Isolator gegen Rückwirkungen der nachfolgenden Bauelemente ab geschlossene Mikrowellenquelle 6 erzeugt ein festfrequentes Ausgangssignal im Mikrowellen- oder Sub mikrowellenbereich. Es entspricht einer Absorptionslinie des Meßgases. Statt eines festfrequenten Ausgangs signals kann aber auch zwischen verschiedenen Festfrequenzen gewechselt oder charakteristische Frequenz bereiche überstrichen werden.

Das Signal der Quelle 6 wird über die Mikrowelleneinkopplung 8 in die Meßzelle eingespeißt. Dort durchstrahlen die Mikrowellen das zu untersuchende Gasgemisch und treten mit der zu detektierenden Meßgaskomponente in Wechselwirkung. Das geschwächte Ausgangssignal verläßt die Meßzelle über die Mikrowellenauskopplung 15 und wird vom Detektor 7 nachgewiesen. Die Steuer- und Auswerteeinheit 4 verstärkt und normiert das Detektorsignal, um es dann als Anzeige und Sensorausgangssignal bereitzustellen.

Das Meßgas gelangt durch das in Fig. 1 angedeutete Gaseinlaßsystem 9 in die Meßzelle und wird durch eine zum Gasauslaßsystem 14 gehörende Gasfördereinrichtung 13 abgesaugt. Im Zellenrohr 10 befindet sich ein fester, offenporiger Körper 12, welcher gegenüber der Wandung des Zellenrohres 10 abgedichtet ist. Er besteht aus einem offenporigen Glasschaum der für die Mikrowellen einen zu vernachlässigenden Dichte unterschied darstellt. Seine Länge ist mit ca. 10 mm so bemessen, daß die entstehende Druckstufe eine homogene Druckverteilung innerhalb der Zelle bewirkt und auch eine Druckregelung überflüssig macht. Üblicherweise wird der Zelleninnendruck bei mikrowellenspektroskopischen Verfahren im Bereich von 1 bis 1000 Pa auf einen konstanten, substanz- und aufgabenspezifischen Wert geregelt.

Die Meßzelle 3 ist als Mikrowellerholleiter ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen in Fig. 2 schematisch dargestellten (überdimensionierten) Rechteckholleiter. Die Wandung besteht gemäß Anspruch 1 aus Keramik. Es ist möglich, sie wie bei metallischen Hohlleitern als geschlossenes Profil herzustellen. Damit entfallen die bei der Metallplattenlösung auftretenden Dichtigkeitsprobleme. Zur besseren Montage von Einbauten wie dem festen, offenporigen Körper 12, kann das Profil aber auch aus zwei oder mehreren Segmenten zusammengesetzt sein. Die Innenseite ist mit einer leitfähigen Schicht oder Auskleidung 11 versehen. Im vorliegenden Fall ist die leitfähige Schicht 11 als Schichtsystem ausgeführt. Eine Metallschicht wird durch eine fest mit ihr verbundene PTFE-Schicht vom Meßgas getrennt, so daß Anlagerungen und chemische Reaktionen weitgehend unterbunden werden.

Zur Empfindlichkeitserhöhung des Mikrowellengassensors, werden die Meßgasmoleküle unter Aus nutzung des Starkeffektes moduliert. Der Starkmodulator 5 erzeugt eine niederfrequente Wechselspannung von einigen 10 kHz oder 100 kHz, die zwei gegenüberliegenden Seiten der leitfähigen Schicht 11 zugeführt wird. Durch eine Strukturierung der leitfähigen Schicht 11 entlang der Innenkanten des Zellenrohres 10 wird ein Kurzschluß des Starkmodulators 5 verhindert. . Dazu dienen schmale Streifen verminderter Leitfähigkeit, wie in Fig. 2 angedeutet. Die Wirksamkeit des Mikrowellerhohlleiters wird hierdurch nur minimal be einflußt.

Eine zweite Ausführungsform der Meßzelle 3 zeigt Fig. 3. Auch sie wird vom Meßgas in Längsrichtung durchströmt. Zwei feste, offenporige Körper 16 und 12 sind Bestandteil des Gaseinlaß- sowie des Gasauslaß systems 9 bzw. 14. Ahnlich dem ersten Ausführungsbeispiel bilden sie zwei Druckstufen. Der feste, offen porige Körper 16 im Gaseinlaßsystem 9 wirkt zusätzlich als Filterelement. Er hält Staubpartikel zurück und vermeidet die Beeinflussung des Mikrowellengassensors 1 durch sehr kurzzeitige Konzentrations schwankungen des Meßgases.

Die beiden festen, offenporigen Körper 16 und 12 bestehen aus Metall. Sie sind durch eine umlaufende Strukturierung der leitfähigen Schicht 11 gegenüber dieser für Gleichspannungen und niederfrequente Wechselspannungen isoliert.

Die Meßzelle 2 in Fig. 3 zeigt an ihren Enden zwei mögliche Arten der Strukturierung. Die leitfähige Schicht 11 besteht aus einem halbleitenden Material. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, eine elektrische Spannung zwischen den beiden festen, offenporigen Körpern 12 und 16 anzulegen. In diesem Fall bildet sich ein homogenes elektrisches Feld entlang der Meßzelle 10 aus. Die beiden festen, offenporigen Körper 12 und 16 sind elektrisch mit dem Starkmodulator 5 verbunden, wodurch eine Starkmodulation des Gases erreicht wird. Die Längsmodulation ermöglicht die Ausführung des Zellenrohres 10 in einer beliebigen Hohlleiter form. Die Konstruktion ist nicht auf den Rechteckquerschnitt beschränkt.

Die Meßzellerhalterung 17 besteht aus Metall und umfaßt große Bereiche des Zellenrohres 10. Sie ist mechanisch direkt mit einem heißen Gasrohr oder Reaktor6

z. B. ein Behälter mit Katalysator oder eine Brennkraftmaschine verbunden. Die metallische Meßzellen halterung

17

leitet die Wärme Q und dient somit als Meßzellenheizung.

Fig. 4 verdeutlicht dies an einem praktischen Einsatzbeispiel. Eine Brennkraftmaschine 18 (z. B. ein Verbrennungsmotor oder eine Turbine ) ist mit einer Entstickungseinrichtung ausgerüstet. Dem Abgasstrom wird über ein Ventil ein Reduktionsmittel 19 (z. B. Ammoniak) zudosiert. Beides reagiert im Katalysator 20 unter Zerlegung der Stickoxide. Der aus Elektronikteil 2 und Meßzelle 3 bestehende Mikrowellengassensor 1 wird über die Meßzellerhalterung 17 mit Prozeßwärme Q beheizt. Er detektiert nicht umgesetztes Reduktionsmittel 19 und regelt dessen Zustrom.

Bezugszeichenliste

1

Mikrowellengassensor

2

Elektronikteil

3

Meßzelle

4

Steuer- und Auswerteeinheit

5

Modulator

6

Mikrowellenquelle

7

Mikrowellendetektor

8

Mikrowelleneinkopplung

9

Gaseinlaßsystem

10

Zellenrohr

11

leitfähige Schicht oder Auskleidung

12

fester, offenporiger Körper

13

Gasfördereinrichtung

14

Gasauslaßsystem

15

Mikrowellenauskopplung

16

fester, offenporiger Körper im Gaseinlaßsystem

17

Meßzellenhalterung

18

Brennkraftmaschine

19

Reduktionsmittel

20

Katalysator

Claims

1. Mikrowellengassensor für Überwachungs-, Steuer- und Regelungszwecke, der die Konzentration oder das Erreichen einer Konzentrationsschwelle mindestens einer Gaskomponente detektiert, welcher aus mindestens einer Meßzelle mit mindestens einem Gasein- und Auslaßsystem, sowie mindestens einer Mikrowellenquelle, deren Ausgangssignal bezüglich Frequenz- und Zeitverlauf vorgegeben ist, und aus mindestens einem Mikrowellendetektor besteht, der ein durch die Wechselwirkung zwischen Mikrowellen und der Gaskomponente verändertes elektrisches Signal liefert, daß durch gezielte Ver änderungen der Mikrowellenquelle, der Meßzelle, des Gases, des Detektors und/oder durch spezielle Vorrichtungen moduliert oder gepulst sein kann, gekennzeichnet dadurch, daß:
die Meßzelle (2) oder zumindest das als Hohlwellenleiter ausgebildete Zellenrohr (10) aus Keramik. Glaskeramik oder Glas besteht, das im Falle ungenügender eigener Leitfähigkeit mit einer leitfähigen Schicht oder Auskleidung (11) versehen ist, welche vorzugsweise fest mit der Meßzelle (2) verbunden ist und sich vorzugsweise auf der Innenseite der Meßzelle (2) bzw. des Zellenrohres (10) befindet, und/oder dadurch gekennzeichnet, daß der Meßzelleninnenraum an mindestens einer Seite durch einen festen, offenporigen Körper (12) nicht zu vernachlässigender Längsausdehnung begrenzt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
die leitfähige Schicht oder Auskleidung (11) aus Metall besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß:
die leitfähige Metallschicht (11) aus Gold oder Platin besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
die leitfähige Schicht (11) aus einem Halbleiter besteht.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß:
es sich bei der leitfähige Schicht oder Auskleidung (11) um ein Schichtsystem handelt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß:
die dem Untersuchungsmedium zugewandte Seite des Schichtsystems durch eine fest mit ihm verbundene, chemisch inerte Trennschicht abgeschlossen wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Trennschicht aus PFFE besteht.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß:
die leitfähige Schicht (11) derart durch Bereiche geringerer Leitfähigkeit strukturiert ist, daß bestimmte Teilflächen mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen beaufschlagt werden können.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
der feste, offenporige Körper (12) Bestandteil des Gasauslaßsystems (14) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
das feste, offenporige Körper (12) Bestandteil des Gaseinlaßsystems (9) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
der feste, offenporige Körper (12) mindestens zum Teil aus leitfähigem Material besteht.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß:
eine Isolation zwischen dem festen, offenporigen Körper (12) und der leitfähige Schicht oder Auskleidung (11) angebracht wird, welche mindestens für Gleichspannungen und im Verhältnis zur Mikrowelle niederfrequenten Spannungen isoliert, so daß sie mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen beaufschlagt werden können.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Isolation in Form einer isolierenden Trennschicht ausgebildet wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Isolation durch die Strukturierung der leitfähigen Schicht (11) mit Bereichen verringerter Schichtdicke oder veränderter Materialzusammensetzung ausgebildet wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Meßzelle (2) wärmeleitend mit mindestens einer zweiten Vorrichtung verbunden ist, die heißes Gas erzeugt, leitet oder umsetzt.

16. Verfahren der Mikrowellenspektroskopie zur Detektion der Konzentration oder des Erreichens einer Konzentrationsschwelle mindestens einer Gaskomponente mittels eines Mikrowellengassensors, welcher aus mindestens einer Meßzelle mit mindestens einem Gasein- und Auslaßsystem, sowie mindestens einer Mikrowellenquelle und -detektor besteht, der ein durch die Wechselwirkung zwischen Mikrowellen und der Gaskomponente veränderliches elektrisches Signal liefert, daß durch gezielte Veränderungen der Mikrowellenquelle, der Meßzelle, des Gases, des Detektors und/oder durch spezielle Vorrichtungen moduliert oder gepulst sein kann, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßzelle (2) zu mindestens 40% mit der Wärme von Prozessen beheizt wird, bei denen Gas entsteht, transportiert oder umgesetzt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Heizung der Meßzelle (2) mit Prozeßwärme durch Wärmeleitung erfolgt.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Heizung der Meßzelle (2) mit Prozeßwärme durch Wärmeleitung über die Halterung (17) der Meßzelle erfolgt.

19. Verfahren der Mikrowellenspektroskopie zur Detektion der Konzentration oder des Erreichens einer Konzentrationsschwelle mindestens einer Gaskomponente mittels eines Mikrowellengassensors, welcher aus mindestens einer Meßzelle mit mindestens einem Gasein- und Auslaßsystem, sowie mindestens einer Mikrowellenquelle und -detektor besteht, der ein durch die Wechselwirkung zwischen Mikro wellen und der Gaskomponente veränderliches elektrisches Signal liefert, daß durch gezielte Veränderungen der Mikrowellenquelle, der Meßzelle, des Gases, des Detektors und/oder durch spezielle Vorrichtungen moduliert oder gepulst sein kann, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens ein Reflektor mit einem elektrischen Potential beaufschlagt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet dadurch, daß die Modulation des Gases durch Anlegen einer Starkspannung in Längsrichtung der Zelle (2) zwischen zwei Reflektoren erfolgt.