Produkt-Neuheit

Anwendungen
Aceton-Sensoren werden in einer Vielzahl von industriellen und medizinischen Anwendungen eingesetzt, um die Menge an vorhandenem Aceton zu bestimmen.

Industrielle Anwendungen:
• Druckindustrie (z. B. als Lösungsmittel für Druckfarben)
• Farbverdünner und -entferner
• Reinigungsmittel (z. B. zum Reinigen und Entfetten von Maschinen und Geräten)
• Herstellung von Chemikalien (z. B. für Kunststoffe, Medikamente)
• Textilindustrie (z. B. Kunstfaserherstellung)
• Herstellung von Kosmetika

Die Überwachung des Acetongehalts in industriellen Umgebungen ist aufgrund seiner hohen Entflammbarkeit und potenziellen Gesundheitsrisiken von entscheidender Bedeutung. Die Brand- und Explosionsgefahr ist hoch, insbesondere in geschlossenen Räumen, in denen sich Dämpfe ansammeln können. Es werden Grenzwerte für die Exposition am Arbeitsplatz festgelegt, um die Arbeitnehmer vor einer übermäßigen Exposition gegenüber Aceton zu schützen. So liegt beispielsweise der zulässige Expositionsgrenzwert (PEL) der OSHA für Aceton bei durchschnittlich 1000 ppm über einen Zeitraum von 8 Stunden.

Medizinische Anwendungen:
Niedrige Acetonwerte werden vom menschlichen Körper auf natürliche Weise produziert und sind sowohl im Blut als auch in der ausgeatmeten Luft vorhanden, einige gesundheitliche Bedingungen führen zu einem Anstieg dieser Werte. Bei Diabetikern liegt der Gehalt an ausgeatmetem Aceton beispielsweise bei über 1800 ppb, verglichen mit 300-900 ppb bei gesunden Menschen.

Die Messung von Aceton in der ausgeatmeten Atemluft kann verwendet werden für:
• Diagnostische Kontrolle des Diabeteszustands eines Patienten.
• Zur Diagnose bestimmter Erkrankungen und als Marker, um die Wirksamkeit von Behandlungen zu verfolgen, z. B. bei Stoffwechselstörungen und Lungenkrebs.
• Messung der Rate des Fettabbaus bei gesunden Personen

TGS1820 Aufbau und Betrieb
Der TGS1820 ist ein kompakter Halbleiter Hot-Wire Gassensor mit hoher Empfindlichkeit und Selektivität gegenüber Aceton. Das Sensorelement besteht aus einer Platin-Heizspirale, die in eine kleine Perle aus Metalloxid-Halbleiter (MOS)- Material eingebettet ist. Die Gasadsorption an der Oberfläche des Halbleiters bewirkt eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit, dies kann zwischen den beiden Enden der Heizspule als Änderung des kombinierten Widerstands aus MOS-Halbleiter und der Heizspirale gemessen werden.

Der TGS1820 hat eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Aceton und eine sehr geringe Querempfindlichkeit gegenüber Ethanol und Wasserstoff. Diese Eigenschaft macht den Sensor ideal für die Aceton-Analyse in der Atemluft.

Grundlegende Messschaltung des TGS1820:
Die grundlegende Messschaltung (Prinzip einer Wheatstone-Brücke) des TGS1820 ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Die Schaltungsspannung wird zwischen den Enden des Sensors und einem Lastwiderstand angelegt, die in Reihe geschaltet sind. Als Heizspannung dient die angelegte Versorgungsspannung, diese beträgt beim TGS1820 2,3V ±0,05 V. Es ist wichtig, dass der in Reihe geschaltete Lastwiderstand das Sensorelement auf einer spezifischen Temperatur halten kann, die für die Messung von Aceton optimal ist. Unter Standardbedingungen beträgt dieser etwa 10 Ω.

Die Spannung am Sensorausgang des TGS1820 (= Brückenausgang), bestehend aus dem Sensor, einem Lastwiderstand und zwei gegenüberliegenden Widerständen, wird mit einem Voltmeter gemessen, wie in der Basismessschaltung dargestellt:

Vb = VRL - VREF

(Beachten Sie, dass die Reaktion des Sensors auch mit einem hochauflösenden Voltmeter ohne Wheatstone-Brückenschaltung überwacht werden kann, indem die Spannungsänderungen über den Lastwiderstand gemessen werden.)

Figaro Engineering bietet neben eines Evaluationsmoduls umfangreiche technische Daten und Informationen für den TGS1820 an:
https://www.figaro.co.jp/en/product/feature/tgs1820.html