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Übersicht über die Sensorik

Transducer

Die Aufgabe des Transducers im Sensorsystem ist die Überführung der vom Analyt ausgelösten physikochemischen Veränderung der sensitiven Schicht in ein physikalisch messbares Signal.

Entsprechend lassen sich die Transducer nach den verschiedenen Transduktionsprinzipien einteilen. Diese Einteilung ist ziemlich unabhängig von den verwendeten sensitiven Schichten.

Optische Sensoren

Optische Transducer arbeiten meist nach den Prinzipien der

  • Absorption, Transmission, Remission
  • Streuung
  • Reflektometrie
  • Refraktometrie.

Sie sind im Allgemeinen miniaturisierbar und geeignet für den Einsatz von Telemetrie sowie nicht störanfällig gegenüber elektromagnetischen Feldern.

Abb.1

Elektrochemische Sensoren

Elektrochemische Transducer erfassen teilchenspezifische Änderungen von Strömen, frequenzabhängigen Leitfähigkeiten, Grenzflächenpotenzialen, Spannungen, Gleichstromwiderständen oder Kapazitäten. Sie arbeiten also

  • amperometrisch
  • potenziometrisch
  • konduktometrisch
  • kapazitiv.

Bekannt ist die pH-Elektrode, die mit einer ionensensitiven Glasmembran auf potenziometrischer Basis arbeitet.

Abb.2

Massensensitive Sensoren

  • Schwingquarze: Ein in Resonanz schwingender Kristall reagiert sehr empfindlich auf Veränderung der Massebeladung.
  • Cantilever: Die Resonanzfrequenz eines wenige Millimeter langen, frei schwingenden Hebels reagiert auf Veränderung der Massebeladung.

Diese Methoden sind vor allem für Gassensoren geeignet.

Abb.3

Kalorimetrische Sensoren

Reaktionswärmen führen zu Temperaturerhöhungen bei kleinen, auch z.T. mikrostrukturierten, Katalysatoranordnungen und somit zur Änderung Δ Q . Kalorimetrische Sensoren sind besonders geeignet zum Nachweis enzymgesteuerter Reaktionen.

Abb.4
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