Een nieuw sensorsysteem ontwikkeld in Saarbrücken, Duitsland kan niet alleen de droogprocessen in industriële ovens zorgvuldig controleren, maar kan zelfs bij hoge temperaturen en in aanwezigheid van andere achtergronddampen betrouwbare luchtvochtigheidsmetingen leveren. Professor Andreas Schütze, projectmanager Tilman Sauerwald en hun onderzoeksteam aan de Universiteit van Saarland hebben samen met partnerbedrijven een sensorsysteem ontwikkeld dat industriële droging nauwkeurig bewaakt, bak- en kookprocessen. Het nieuwe systeem verbetert de productkwaliteit, optimaliseert het productieproces en verlaagt de vraag naar procesenergie. Het project heeft financiering ontvangen van het prioritaire financieringsprogramma 'KMU-Innovativ' van het federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek, dat innovatieve technologie promoot in kleine en middelgrote ondernemingen.

De ingenieurs zullen hun hittebestendige sensorsysteem van 1 tot 5 april presenteren op de Hannover Messe van dit jaar (hal 2, Stand B46).

Wanneer voedsel wordt gebakken of gestoomd als onderdeel van een industrieel productieproces, het is belangrijk om de luchtvochtigheid goed in de gaten te houden. Als brood of gebak te veel of te snel vocht verliest, de eindproducten zullen niet de vereiste eigenschappen hebben. Indien, anderzijds, u kunt de luchtvochtigheid in de oven nauwkeurig regelen, de croissants komen er perfect luchtig uit en het brood krijgt een heerlijk knapperige korst. "Precisiebewaking van de luchtvochtigheid kan een cruciaal effect hebben op de kwaliteit van de producten. Door de luchtvochtigheid te kennen, kunnen we de temperatuur en luchtvolumes tijdens het productieproces nauwkeurig controleren, en dus ook energie besparen, ", zegt professor Andreas Schütze van de Universiteit van Saarland – een expert op het gebied van sensor- en meettechnologie. Nauwkeurige metingen van het vochtgehalte zijn ook van cruciaal belang bij het drogen van hout, textiel en coatings in industriële drogers – vooral om schade door hitte aan de materialen te voorkomen.

Bij het uitvoeren van vochtigheidsmetingen is het essentieel dat temperatuurschommelingen nauwkeurig worden geregistreerd, omdat onjuiste temperatuurmetingen de vochtigheidsgegevens kunnen vervalsen. Een ander probleem dat moet worden aangepakt, is het feit dat ook andere gassen vrijkomen bij de hoge droogtemperaturen die worden gebruikt in industriële ovens en drogers. Bijvoorbeeld, Tijdens het bakproces komt alcohol vrij en bij het drogen of uitharden van verven of coatings komen tal van vluchtige stoffen vrij. Tot nu toe, conventionele vochtigheidssensoren hebben moeite om de relatieve waterdampniveaus te controleren vanwege de aanwezigheid van deze andere stoffen in de hete lucht. En deze verbindingen in de lucht kunnen de levensduur van de sensoren aanzienlijk verkorten of zelfs beschadigen. "In dergelijke gevallen, we praten over de sensor die vergiftigd wordt, " legt Tilman Sauerwald uit, senior wetenschapper in het team van Schütze. Wanneer al deze factoren samen worden genomen, het verklaart waarom de tot nu toe beschikbare vochtigheidsmeetsystemen een korte levensduur hadden en ofwel niet bijzonder nauwkeurig ofwel erg duur waren.

Experts op het gebied van meettechnologie van de Universiteit van Saarland hebben een sensorsysteem ontwikkeld dat de vochtigheid in industriële ovens en drogers met zeer hoge nauwkeurigheid kan bepalen, zelfs bij extreme temperaturen en in aanwezigheid van achtergrondstoringen van andere gassen. De gebruikte meettechnologie is complex, maar het doet veel meer dan alleen het vastleggen van gegevens over individuele hoeveelheden. "We gebruiken een speciale keramische sensor in combinatie met een Fourier-transformatie-impedantiespectrometer. Hierdoor kunnen we metingen doen over een groot dynamisch bereik en hebben we een uitstekende resolutie over een breed temperatuurbereik, " legt Henrik Lensch uit, een doctoraat student in het team van professor Schütze.

De onderzoekers meten de elektrische impedantie (d.w.z. de frequentieafhankelijke weerstand tegen stroom) bij verschillende frequenties en berekenen hieruit de equivalente weerstands- en equivalente capaciteitswaarden, evenals een breed spectrum van andere grootheden. "De resulterende spectrale gegevens ondergaan vervolgens een op modellen gebaseerde analyse, ", legt Tilman Sauerwald uit. De analysereenheid gebruikt wiskundige modellen om die parameters te extraheren die relevant zijn voor de vochtigheidsmetingen. De analyser is in staat om interferentiesignalen te identificeren en uit te filteren die niets met de vochtigheid te maken hebben. het sensorsysteem kan ook identificeren wanneer een foutconditie of storing optreedt.