Multisensorikpraxis

I Kompendium Multisensorik.- 1 Mathematische Methoden zur Beschreibung und Analyse von Multisensor-Systemen.- 1.1. Beschreibung realer Sensor-Systeme.- 1.1.1 Bildung des Modells.- 1.1.2 Beschreibung realer Systemeigenschaften.- 1.2 Optimierung von Sensor-Systemen durch Variation und Selbstorganisation.- 1.2.1 Gezielte Variation von Systemparametern.- 1.2.2 Änderung von Systemen durch Selbstorganisation.- 1.2.3 Sensor-Systeme und Applikationsmöglichkeiten von Lernalgorithmen Neuronaler Netze.- 2 Experimentell gestützte Mehrkomponentenoptimierung.- 2.1 Experimentelle Optimierung.- 2.2 Experimentelles Optimierungsverfahren nach Gauß-Seidel.- 2.3 Experimentelles Optimierungsverfahren nach Box-Wilson.- 2.4 Modellaufstellung.- 2.5 Experimentelle Koeffizientenbestimmung.- 2.6 Versuchsplanung.- 2.7 Modelladäquatheit.- 2.8 Versuchspläne.- 2.9 Standardisierte Optimierungsaufgaben.- 2.10 Algorithmus der Mehrkomponentenoptimierung.- 2.11 Kompromißmenge der Standardoptimierungsaufgaben.- 2.12 Stochastische Kompromißmengenbestimmung.- 3 Chemischen Sensoren: Grundlagen und Anwendungen in Arrays.- 3.1 Einleitung.- 3.1.1 Definition und Klassifizierung chemischer Sensoren.- 3.1.2 Übersicht über Funktionsprinzipien chemischer Sensoren.- 3.2 Elektronische Leitfahigkeits-Sensoren mit Metalloxiden.- 3.2.1 Detektionsprinzipien und Materialanforderungen im Überblick.- 3.2.2 Partialdruck-Leitfähigkeitsrelationen („Eichkurven“).- 3.2.3 Signale aus Wechselstrommessung.- 3.2.4 Multisensoranwendungen von Halbleitersensoren.- 3.3 Sensoren mit Polymeren und organischen Käfigverbindungen.- 3.3.1 Erkennungsstrukturen in Polymeren und organischen Käfigverbindungen.- 3.3.2 Thermodynamik und Kinetik der Volumenabsorption in Polysiloxanen.- 3.3.3 Anwendung von Polysiloxanen in Sensorarrays.- 3.3.4 Kalorimetrische Sensoren mit Polymeren.- 3.3.5 Kapazitive Sensoren mit Polymeren.- 3.3.6 Optische Sensoren mit Polymeren.- 3.3.7 Organische („supramolekulare“) Käfigverbindungen.- 4 Schaltungstechnik für Multisensoren.- 4.1 Einleitung.- 4.1.1 Multisensoren zur Signalerzeugung.- 4.1.2 Schaltungstechnik zur Signalverarbeitung.- 4.1.3 Gliederung.- 4.2 Sensorelement.- 4.2.1 Zweipol als Signalquelle.- 4.2.2 Vierpol als Signalquelle.- 4.3. Schaltung für den sensitiven Zweipol.- 4.3.1 Signalaufnahme von einer Spannungsquelle.- 4.3.2 Signalaufnahme von einer Stromquelle.- 4.3.3 Signalaufnahme von einem Widerstand.- 4.3.4 Signalaufnahme von einer Kapazität.- 4.3.5 Signalaufnahme von einer Induktivität.- 4.3.6 Integrierende Signalaufnahme.- 4.3.7 Differenzierende Signalaufnahme.- 4.3.8 Signalaufnahme von R-, C- und L-Kombinationen.- 4.3.9 Komparator-und Brückenschaltungen.- 4.4. Schaltungen für den sensitiven Vierpol.- 4.4.1 Signalaufnahme von spannungsgesteuerter Stromquelle.- 4.4.2 Signalaufnahme von stromgesteuerter Stromquelle.- 4.4.3 Signalaufnahme von passiven RC- und RCL Netzwerken.- 4.4.4 Signalaufnahme von passiven Verzögerungsgliedern.- 4.5. Schaltungen für die Signalauswertung.- 4.5.1 Zeitmultiplex.- 4.5.2 Frequenzmultiplex.- 4.5.3 Impulsfolgemultiplex.- 5 Bio-Aktivitäts-Sensorik (BAS).- 5.1 Einführung.- 5.2 Gemeinsamkeiten und Abgrenzung zu Biosensoren.- 5.2.1 Begriffe.- 5.2.2 Aufbau der Meßsysteme.- 5.3 Meßvorgang.- 5.3.1 Vorgänge am amperometrischen mikrobiellen Sensor.- 5.3.2 Auswertbare Meßgrößen.- 5.3.3 Einflußfaktoren auf die Meßgrößen.- 5.4 Geräte und Materialien.- 5.5 Anwendung im Umweltbereich.- 5.5.1 Abbauspektren.- 5.5.2 Dosis-Wirkungs-Beziehungen.- 5.5.3 Optimierung des Induktionszustandes.- 5.6 Anwendung bei der Verfahrensentwicklung/-optimierung.- 5.6.1 Ermittlung kinetischer Parameter.- 5.6.2 Ermittlung optimaler Betriebskriterien.- 5.7 Anwendung in der Grundlagenforschung.- 5.8 Ausblicke.- 6 Fahrzeugelektronik mit einer Vielzahl von Sensoren.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Multisensorik im Kraftfahrzeug.- 6.3 Multisensoren im Kraftfahrzeug.- 6.4 Sensoren für sicherheitsrelevante Systeme.- 6.4.1 Beschleunigungsaufnehmer für einen Airbag.- 6.4.2 Kurzschlußringsensor.- 6.4.3 Berührungsloser, kapazitiver Drehwinkelsensor.- 6.5 Sensoren zur Mechanik- und Grenzwertüberwachung.- 6.5.1 Klopfsensoren.- 6.5.2 Lambda-Sonden.- 6.6 Sensoren für nicht sicherheitsrelevante Systeme.- 6.6.1 Abstand- und Geschwindigkeitsensor.- 6.6.2 Kraftstoffqualitätssensor.- 6.7 Ausblicke.- 7 Multikanalanordnungen mit CCD-Sensoren.- 7.1 Einleitung.- 7.2 CCD-Bauelementanordnungen.- 8 Biosensorarrays.- 8.1 Einleitung.- 8.2 Meßmethoden, mögliche sensorische Bestandteile und Störfaktoren.- 8.3 Grundprinzipien des Aufbaus von Biosensoren bzw. Sensorarrays.- 8.4 Applikationsbeispiele.- II Applikationslösungen mit Multisensoren.- 9 Multisensorik zur Korrosionsmessung.- 9.1 Einleitung.- 9.2 Elektrochemische Methoden der Korrosionsmessung.- 9.3 Sensoren.- 9.4 Multiple Meßanordnungen.- 9.5 Realisierung.- 10 Multisensorsystem aus SENSORiCCARD® und Computer.- 10.1 Problemstellung.- 10.2 Lösungsvarianten.- 10.3 Lösungserarbeitung.- 10.4 SENSORiCSOFT®.- 10.5 Softwaremodule.- 11 Miniaturisierte, integrierte Biosensoren für Glukose- und Laktat-Monitoring.- 11.1 Problemstellung.- 11.2 Lösungsvarianten / Lösungserarbeitung.- 11.3 Realisierung.- 11.4 Verallgemeinerung.- 12 Monitoring für die Hydrologie.- 12.1 Problemstellung.- 12.2 Lösungsvariante.- 12.3 Lösungsverarbeitung / Realisierung.- 12.3.1 Sensor und Signalaufbereitung.- 12.3.2 Datenakquisitionsmodul.- 12.3.3 Energieversorgung.- 12.3.4 Auswerte-Software.- 12.4 Verallgemeinerung.- 13 Multikanalregistrierung für das Gehirnmagnetfeld.- 13.1 Problemstellung.- 13.2 Sensoren und Meßmethode.- 13.3 Lösungsvariante: Biomagnetische Meßsysteme.- 13.4 Ergebnisse.- 13.5 Verallgemeinerung.- 14 Probleme bei der Sensorkonfiguration.- 14.1 Problemstellung.- 14.2 Lösungsvarianten.- 14.3 Lösungserarbeitung.- 14.4 Verallgemeinerung.- 15 Zustandsdiagnose und Prozeßüberwachung mit Multisensorsystemen.- 15.1 Problemstellung.- 15.2 Lösungsvarianten / Lösungsbearbeitung.- 15.3 Überwachung von schnellaufenden Aluminium-Feinbandgerüsten.- 16 Signalverarbeitung bei der Branderkennung: Melder mit Gas-Multisensoren.- 16.1 Problemstellung: Früherkennung von Schwelbränden.- 16.2 Lösungsvarianten.- 16.3 Lösungsbearbeitung.- 16.4 Realisierung.- 16.5 Verallgemeinerung.- 17 On-Line-Betrieb für die Gewässerüberwachung mit Multisensoren.- 17.1 Problemstellung.- 17.2 Lösungsvarianten.- 17.3 Lösungsbearbeitung.- 17.4 Realisierung.- 18 Fuzzyauswertung und Neuronale Netze für die Abwasseranalytik.- 18.1 Problemstellung.- 18.2 Lösungsvariante.- 18.3 Verallgemeinerung.- 19 Telematik mit multisensorischen und multiaktorischen Komponenten.- 19.1 Problemstellung.- 19.2 Lösungsvarianten zur Erfassung und Übertragung umwelttechnischer Daten.- 19.3 Lösungserarbeitung.- 19.4 Realisierung.- 20 Merkmalsselektion und Zustandsschätzung für die Bioprozeßüberwachung.- 20.1 Führung biotechnologischer Prozesse.- 20.2 Lösungsvarianten.- 20.3 Größen zur Beschreibung biotechnologischer Prozesse.- 20.4 Phaseneinteilung zur Zustandscharakterisierung.- 20.5 Suboptimale Steuerung des mikrobiellen Schadstoffabbaus mit Hilfe des Phasenmodellansatzes.- 21 Multisignal - Messungen im industriellen Störfall.- 21.1 Problemstellung.- 21.2 Lösungsvariante / Lösungserarbeitung.- 21.3 Verallgemeinerung.- 22 Mehrzieloptimierung der Fotolithografie in der Mikroelektronik.- 22.1 Problemstellung.- 22.2 Lösungsvariante.- 22.3 Lösungserarbeitung / Praxisrealisierung.- 22.4 Verallgemeinerter Lösungsalgorithmus.- 23 Korrektursystem für Temperatureinflüsse.- 23.1 Problemstellung.- 23.2 Lösungsvariante.- 23.3 Lösungserarbeitung.- 23.4 Realisierung.- Sachwortverzeichnis.