Fraunhofer Multisensorsystem für die Wasseranalytik

Für die erfolgreiche und effiziente Nutzung der Sensoren wurde nun eine innovative Ansteuerelektronik entwickelt, die eine äußerst flexible und energieeffiziente Nutzung dieser Sensoren ermöglicht. Besonders hervorzuheben sind die Eigenschaften der pH-Sensoren des Fraunhofer IPMS, wie Hild, Geschäftsfeldleiter für Chemische Sensorik am Institut, berichtet: "Die geringe Drift von weniger als 20 μV/h, der breite adressierbare pH-Bereich von pH = 1 bis 13 sowie die äußerst kleine Hysterese und geringe Lichtempfindlichkeit machen unsere pH-Sensoren einzigartig. Hinzu kommt ihre mechanische Stabilität." Zusätzlich bieten die Leitfähigkeitssensoren mit einem Messbereich von 10 μS/cm bis 100 mS/cm vielseitige Anwendungsmöglichkeiten für Umweltanalysen. Die Sensoren können zudem an kundenspezifische Anforderungen, sowohl sensorisch als auch elektrisch, angepasst werden. Der kapazitive Leitfähigkeitssensor der Fraunhofer IPMS beruht auf einer metallischen 4-Elektroden Anordnung, die mit einem chemisch und mechanisch robusten Metalloxid beschichtet ist. Das Messmedium kommt somit nur mit dem Oxid, nicht aber mit dem Elektrodenmetall in Kontakt. Es kommt bei der Messung somit nicht zur Freisetzung von Metallionen oder zu deren Verschmutzung. Die Sensoren haben eine Zellkonstante von 0,8 bis 1,1 cm^-1 und sind bei einer Messfrequenz von 100 Hz bis 1 MHz einsetzbar. Der neuartige ISFET beruht auf der Metal-Oxid-Semiconductor (MOS) Feldeffekttransistortechnologie, wobei der medienberührende Sensorbereich aus einer amphoteren Metalloxidschicht besteht. An dieser Schicht lagern sich entsprechend des pH-Wertes Hydronium- oder Hydroxidionen aus dem Messmedium reversibel an (pH-sensitive Layer). Als Messsignal wird dann die Spannung (VGS) zwischen der Sourceelektrode und der Gate- bzw. Referenzelektrode (Ag/AgCl in 3M KCl) genutzt..