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InPro 6880 i Series O
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Theorie der optischen Sauerstoffmessung
10.1 Einführung
Die optische Sauerstoffmessung ist eine nicht invasive
Methode. Während der Messung findet keine elektro-
chemische Reaktion statt.
10.2 Grundprinzip
Im Gegensatz zur amperometrischen und potentiome-
trischen Methode basiert die optische Messung nicht
auf einer chemischen Reaktion und Strommessung.
Ein Chromophor im Sensor wird mit blauem Licht an-
gestrahlt. Der Chromophor nimmt diese Energie auf
und überträgt sie auf eine höhere Energiestufe. Ein Teil
der Energie wird in Wärme umgewandelt. Nach kurzer
Zeit emittiert der Chromophor rotes Fluoreszenzlicht
und kehrt in seinen Grundzustand zurück.
Wenn ein Sauerstoffmolekül mit einem Chromophor
im angeregten Zustand zusammenstösst, kann die
Energie in Sauerstoff umgewandelt (dynamische
Löschung) werden. In diesem Fall wird kein Fluores-
zenzlicht emittiert. Der Sauerstoff selbst kann diese
Energie in Wärme umwandeln, ohne Licht abzugeben.
Die Emission von Fluoreszenzlicht ist daher abhängig
vom Sauerstoffpartialdruck auf der Chromophor-
Schicht.
Die Fluoreszenzemission erfolgt mit kurzer Verzöge-
rung nach der Emission des Anregungslichts. Diese
Zeitverzögerung kann gemessen werden, wenn das
Anregungslicht moduliert wurde. In diesem Fall weist
die Fluoreszenz die selbe Modulation auf.
Die Phasenverschiebung zwischen Anregung und
Fluoreszenz nimmt mit abnehmender Sauerstoffkon-
zentration ab.
Die Sauerstoffkonzentration wird berechnet und in di-
gitaler Form an den Transmitter übertragen.
10.3 Prinzipieller Aufbau optischer
Sauerstoffsensoren
Fiber-
optik
Temperatur-
sensor
Überwurf-
hülse
O-Ring
© 09/07 Mettler-Toledo AG
Printed in Switzerland
Sensor 12 mm
2
Anregung
LED
Optischer Filter
Detektor
Referenz
Sensor-
LED
kopf
Sensor-
schaft
Metallkörper
Glas
Optische Schicht mit
Chromophor
Optische Isolierung
(schwarzes Silikon)
Opto-cap
InPro 6880 i
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