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CO2-Sensor ExplorIR: Direkte Messung unabhängig von Temperatur und Luftfeuchtigkeit

Mit ExplorIR-Sensor präsentiert GSS einen LED-Kohlendioxid-Sensor für Inkubatoren in OEM- oder wissenschaftliche Anwendungen. Er ist für die Messung des Gehaltes bis zu 100% ausgelegt und hält laut Hersteller auch rauen Umgebungen mit Erschütterungen und Vibrationen stand.

ExplorIR-W-CO2-Sensor Bildquelle: © GSS

ExplorIR-W-CO2-Sensor

Inkubatoren werden typischerweise zur Züchtung von Bakterien und Mikroorganismen sowie zur Kultivierung von Zellen und Geweben für Forschungs- und klinische Zwecke eingesetzt. Ihre Aufgabe ist es, die natürliche Umgebung einer Zelle nachzuahmen und stabile Bedingungen für ein sicheres und zuverlässiges Experiment zu schaffen. Das wichtigste Kriterium dabei ist eine kontinuierliche Versorgung mit Kohlenstoffdioxid (CO2). Der CO2-Gehalt im Inkubator sorgt dafür, dass im Zellkulturmedium der richtige pH-Wert eingestellt wird. Der CO2-Gehalt liegt in der Regel bei 5%, manchmal werden jedoch Konzentrationen von bis zu 20% benötigt.

Der CO2-Gehalt kann im Brutschrank über zwei Verfahren gemessen werden: TC (thermal conductivity) und IR (Infrarot) Sensoren. TC-Sensoren werden durch Schwankungen der Temperatur und Feuchte, die bei Türöffnungen entstehen, beeinflusst und sind deshalb im Vergleich langsamer und zeigen nicht die realen Werte in Echtzeit an. Das heißt, Display sagt zwar: 5%, aber der reale Wert kann auch deutlich darunter liegen. Bei älteren Modellen ist die Erholungszeit daher zu lang und damit die pH-Wert Verschiebung für die Zellen größer bzw. länger. IR-Sensoren, zum Beispiel der ExplorIR von Gas Sensing Solutions (GSS),  dagegen reagieren im Vergleich schneller, da hier eine direkte Messung der der CO2-Konzentration (unabhängig von den Umgebungsbedingungen: Temperatur und Luftfeuchtigkeit) erfolgt, sie zeigen Echtzeitwerte und sorgen damit auch für eine schnellere Erholung und eine präzisere Regulation des CO2-Gehalts.

 

 

Die GSS-Sensoren werden im eigenen Haus unter Verwendung von proprietären Mid-Infrarot-LEDs als Kerntechnologie hergestellt. Diese Solid-State-Plattform bietet laut eigener Aussage die nötige Haltbarkeit, um den CO2-Gehalt im Inkubator konsequent zu messen. Da die Sensoren mit LED-Technologie arbeiten, erzeugen sie zudem bei der CO2-Messung nur minimale Wärme. Dies hat laut Hersteller den zusätzlichen Vorteil, dass die Umgebung im Inneren des Inkubators nicht verändert wird, was sich möglicherweise auf die Forschung oder das Experiment auswirken könnte.

Die ExplorIR-Sensoren sind in drei Messbereichen von 0-5%, 0-20% und 0-100% erhältlich, um eine optimale Anpassung an die zu messende Umgebung zu gewährleisten. Der ExplorIR-W Sensor arbeitet in einem Temperaturbereich von 0 bis 50 °C, ist aber auch mit einem erweiterten Temperaturbereich von -25 bis 55 °C für verschiedene Anwendungen erhältlich. Der Sensor ist mit einer UART-Schnittstelle über 4 Pins einfach einzurichten. Ein technisches Datenblatt mit Zeichnungen ist auf der GSS-Website verfügbar.

Quellen:
[1] InCeligence. Zellkultur-CO2-Inkubatoren: Übersicht und Vergleich (o.J.) https://www.incelligence.de/zellkultur/zellkultur-inkubatoren (Stand: 07.08.2018)
[2] Atmosafe: Der ideale CO2-Brutschrank für die Zellkultur (o.J.) https://www.atmosafe.net/themen/aktuelle-themen/der-ideale-brutschrank-fuer-die-zellkultur.html (Stand 07.08.2018)