Kiselkarbidbaserat sensorsystem

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Kiselkarbidbaserat sensorsystem"

Britt-Marie Magnusson
för 8 år sedan
Visningar:

1 Kiselkarbidbaserat sensorystem Kiselkarbidbaserat sensorsystem Linköpings Universitet

2 Kiselkarbidbaserade transistorer, ändring av elektriskt fält, billiga, tål hög temperatur, klarar låg syrehalt, mäter CO, O 2, NH 3, HC, H 2 Kemiska sensorteknologier sintered metal oxide layer electrode heater wire Metalloxidsensorer, billiga resistansändring kräver 20% syre Värmeforsk rapport 1211 av Shariar Badiei, Katarina Bohman, Sönnik Clausen, Henning E. Larsen, Tomas Leffler Lambda sensor: Potentialändring Tål hög temperatur, mäter i låg syrehalt, endast O 2, komplicerad elektronik, lite dyrare FTIR instrument, ljusabsorption mäts, dyr utrustning 2

3 SiC-FET gas sensorer 4 SiC wafer ~2000 chip Processning med standardmetoder på hela kiselkarbidwafers (4 6 ) SiC-FET sensor system

4 SiC-FET ammonia sensor i dieselavgaser Mätning efter dieselmotor SCR system Två SiC-FET sensorer och ett optiskt referensinstrument Detection limit< 10 ppm H. Svenningstorp, H. Wingbrant

5 SiC-FET sensorer i Volvolastbilar på testtur i Spanien H. Svenningstorp En sensor fungerade hela testet, 10 dagar. Den andra lossnade från värmaren.

6 Kontroll av ureainjektion i värmepannor nära Linköping Värmeforsk projekt: Värmeforskrapport # 1233: Kiselkarbidbaserat sensorsystem för minimering av emissioner i rökgser Värmeforskrapport # 1205: Styrning av SNCR med kiselkarbidsensorer Partners: SenSiC AB, Alstom Sweden AB, Tekniska Verken, Vattenfall 6

7 Linköping o Nyköping SCR Linköping, Tekniska Verken Nyköping, Idbäcken, Sensorer på två djup i pannan SCR Selective Catalytic Reduction Robert Bjorklund

8 Ångpanneanläggningen i Kisa SNCR Sensor monteringar SNCR: Direktinsprutning av urea i rökgaserna Robert Bjorklund

9 Pannor summering

10 Ammoniak variation bakgrund: 3-7 vol% O 2, ppm CO vol % H 2 O Linköping Nyköping ppm NH ppm NH hours 6 hours 0 Robert Bjorklund

11 NH 3 mätningar i labbet Två SiC-FET sensorer, signalvariation vid exponering för ammoniak. Detektionsnivå: under 5 ppm i 10% O 2 / N 2. Den här batchen sensorer kunde inte mäta ammoniak i en miljö med lågt syre och hög CO halt

12 SiC-Sensor plattform Förbättrad stabilitet 0,025 I DS [ma] 0,020 0,015 0,010 0,005 U G = 0V 0h 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 10h 0, U DS [V] Depletion typ transistor med skyddsglas Mike Andersson 12

13 SiC-Sensor plattform Integrerad värmare och temperatursensor på chipet Sensor signal [V] 3,0 2,9 2,8 2,7 2,6 Cooling starts Heating starts 150 C reached a) External temperature sensor ,0 Sensor signal [V] 2,9 2,8 2,7 2,6 Heating starts Cooling starts b) Integrated temperature sensor Time [s] Ej känslig för temperturvariationer Snabb ändring av temperaturen Temperaturcykling möjlig Mike Andersson

14 SiC Sensor Plattform Ny montering, utveckling

15 NH 3 detektion med SiC-FET sensorer Applikation: larm system Sensor signalen har satts på en larm nivå av 15-20ppm ammonia. Detektionen sker här i låg syre och hög CO koncentration Mike Andersson

16 Sensor respons vid nya mätningar i Kisa FTIR ppm NH SiC-FET 3.4 Sensor (V) hours ppm NH 3 Mätningar i Kisa med SiC-FET sensorer och FTIR instrument från Alstom Robert Bjorklund

17 NH 3 sensor montering för kontroll av urea injektionen i pannor Två-position sensormontering: ~ 40 cm mellan sensorerna Planerat fortsättningsprojekt: Mätning med SiC-FET sensorer på olika djup i rökgaskanalen. Variationer i rökgassammansättning över stora kanaler - problem (LiU, Alstom Sweden AB)

18 SenSiC AB: Sensorsystem för kontroll av små och medelstora värmepannor Ny applikation: Kontroll av SCR med ammoniaksensor i stationära dieselmotorer

19 19

20 Tack för uppmärksamheten! Frågor? 20

Relevanta dokument

FFI-projekt 2013-2016. Kiselkarbidsensor för tillförlitligare och effektivare motorstyrning

FFI-projekt 2013-2016. Kiselkarbidsensor för tillförlitligare och effektivare motorstyrning FFI-projekt 2013-2016 Kiselkarbidsensor för tillförlitligare och effektivare motorstyrning Ulf Thole, VD SenSiC AB Projektet genomförs med bidrag från Energimyndigheten The Swedish Energy Agency Fordonskonferens