Elektronische Öl-Verkostung

  • 22. September 2003

Elektronische Öl-Verkostung

Wenn Motoröl eine Weile geschmiert hat, wird es säurehaltig und greift das Metall an. Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (IPM) in Freiburg haben jetzt eine „elektronische Zunge“ entwickelt, um den richtigen Zeitpunkt für den Ölwechsel abzuschmecken. Die Sonde besteht aus Platinbeschichteten Elektroden, die unter anderem die Leitfähigkeit des Öls messen. Das Messprinzip ist simpel, in der Praxis erschweren jedoch verdreckte und korrodierte Elektroden den zuverlässigen Betrieb.

Motoröl kommt mit alkalischen Zusätzen auf den Markt, der „alkalischen Reserve“. Im Verbrennungsmotor bildet sich unter anderem Salpetersäure, die den ph-Wert des Öls immer weiter sinken lässt. Wird das Motoröl zu säurehaltig, sollte es gewechselt werden. Bislang folgen Autowerkstätten den Herstellerangaben und tauschen das Motoröl nach einer bestimmten Kilometerzahl „auf Verdacht“ aus.

Platinelektroden messen den elektrischen Widerstand von Motoröl.

Eine Ölanalyse im laufenden Betrieb würde die chemische Laboranalyse überflüssig machen und Autofahrern den Ölwechsel automatisch anzeigen. Martin Jägle und seine Mitarbeiter vom IPM haben zu diesem Zweck dünne Chips mit bis zu zwölf Platinelektroden beschichtet. Ziel ist es, den elektrischen Widerstand des Öls zu messen, der vom Säuregehalt abhängt. Dazu reicht es jedoch nicht aus, Strom und Spannung zwischen zwei Elektroden zu messen. Das gewünschte Signal wird nämlich von dem sog. Übergangswiderstand von der Elektrode zum Öl verfälscht. Dieser verändert sich etwa, wenn Partikel an der Platinoberfläche haften bleiben oder die Elektrode oxidiert. Die Forscher verwenden ein Verfahren aus der Halbleiterphysik, um den Übergangs- vom reinen Ölwiderstand zu trennen: Sie messen den Widerstand als Funktion des Abstands zwischen verschiedenen Elektroden. Aus der Messkurve lassen sich der Übergangswiderstand und die Leitfähigkeit des Öls getrennt voneinander berechnen.

Die Leitfähigkeit des Öls wird allerdings auch von Wasserrückständen und anderen Verunreinigungen beeinflusst. Um den Säuregehalt isoliert zu bestimmen, wollen die Forscher auch die Leitfähigkeit der einzelnen Elektroden messen, die sich ebenfalls durch Anlagerung von Partikeln verändert. Aus all den Daten soll eine Software für Mustererkennung die relevanten Daten herausfiltern. Projektleiter Jägle: „Die Zunge haben wir, das Hirn fehlt noch.“

Max Rauner

Quelle: Physik Journal, September 2003, S. 14

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