Forschungsbericht 2007



Gas-Injektor für Mikroanalyse-Systeme

Institut: Mikrosystemtechnik
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jörg Müller
Stellvertretende Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. habil. Jörg Müller
Mitarbeiter/innen: Dipl.-Ing. Holger Feindt
Projektnummer: E.4-07.531
Laufzeit: 18.04.2006 - 18.04.2008
Finanzierung: DFG


 

Das Ziel des Forschungsprojektes ist der Entwurf, der Aufbau und die Charakterisierung eines neuartigen Gasinjektionssystems für die Mikroanalyse in Gasanalysesystemen. Die Basis des Injektors bildet ein mikrostrukturierter Schlitten mit vergrabenen Gaskanälen. Dieser Schlitten verbindet die zuführenden Kanäle für Proben- und Trägergase mit den abführenden für die Injektion in den Analysator bzw. in den Abgaskanälen über geeignet verzweigte bzw. z.B. in Schlaufen oder Mäandern verlaufende vergrabene Kanäle. Die Herstellung dieser Strukturen erfolgt durch eine Abfolge von anisotroper und isotroper Ätzung in Silizium und anschließendem Verschluss mit Hilfe eines CVD-Verfahrens. Zur Abdichtung und Minimierung der Reibung bei der Bewegung des Schlittens werden durch Plasmapolymerisation konform abgeschiedene PTFE-Schichten verwendet, die für die auf dem Split-Prinzip beruhenden Injektion eine hinreichende Dichtigkeit der Übergänge gewährleisten und aufgrund ihrer hohen Vernetzung keinen Memoryeffekt aufweisen. Zum Antrieb des Schlittens sollen neben den in der Mikrosystemtechnik üblichen Antriebskonzepten zwei neuartige Antriebe untersucht werden: ein pneumatischer Antrieb mit integrierten Membranventilen sowie ein symmtrischer Bi-Metallantrieb mit aus der Vertikalen umgelenkten Bewegungsrichtung, jeweils kombiniert mit Federstrukturen aus Silizium zur Rückstellung. Neben umfassenden Neuentwicklungen und Untersuchungen bezüglich der Strukturen und dafür nutzbaren Technologien für solche Systeme sind besonders umfangreiche Simulazionen zu den Bewegungsabläufen und erforderlichen Kräften für die Bewegung des Schlittens, den Strömungsverhältnissen an den Schnittstellen zwischen Schlitten und den Zuführungskanälen sowie den neuartigen Antrieben durchzuführen und anhand der experimentellen Ergebnisse zu verifizieren. Ein solches Gasinjektionssystem soll in der Gaschromatographie, der Massenspektrometrie, Flammenionisationsdetektion oder -spektrometrie verwendet werden.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsprojekt können Sie hier bekommen.

 


Stichwörter

  • Gasanalyse
  • Injektor
  • Mikroanalytik
  • Mikrosystemtechnik
  • vergrabene Kanäle