Untersuchung der Rußanlagerung auf einem resistiven Partikelsensor

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In der vorliegenden Arbeit wurde das dynamische Verhalten eines resistiven Partikelsensors experimentell und numerisch untersucht. Ein potenzieller Einsatzbereich ist die Messung von Rußpartikelkonzentrationen in Diesel-Abgassträngen zur Überwachung von Diesel-Partikelfiltern im Rahmen der On-Board-Diagnose. Die Erkenntnisse über die Zusammenhänge zwischen Sensordesign, Betriebsbedingungen und Anlagerungsdynamik auf der Sensoroberfläche ermöglichen eine Optimierung für die Partikeldetektion in Abgasanlagen. Für die experimentelle Untersuchung wurde ein Prüfstand eingerichtet, der das Sensorelement einer laminaren, rußbeladenen Gasströmung aussetzte. Ein CAST-Rußgenerator diente als Partikelquelle. Es wurde festgestellt, dass baugleiche Sensoren ein reproduzierbares Signal liefern. Zudem wurde die Signaldynamik unter verschiedenen Betriebsbedingungen analysiert, wobei eine signifikante Reduktion der Auslösezeit des Sensors mit steigender Messspannung und Gasvolumenstrom beobachtet wurde. Lichtmikroskopie und REM-Aufnahmen visualisierten die Rußpfade zwischen den Elektroden. Ein zweidimensionaler Simulationsansatz auf Basis der Lattice-Boltzmann-Methode wurde zur Berechnung der Gasphasenströmung entwickelt und mit einem kommerziellen CFD-Code verglichen, was eine sehr gute Übereinstimmung ergab. Das elektrische Feld wurde mittels eines Finite-Differenzen-Verfahrens gelöst. Ein Lagrange-Ansatz für den Partikeltransport zeigte, da