Dissertation

120 5.3. Integriertes Messsystem in PMMA zur Streulichtanalyse
SNR
200
150
100
50
S, fein
S, mittel
S, grob
T, fein
T, mittel
T, grob
SNR=3
0
0 5 10 15 20 25
Massekonzentration in mg/L
Bild 5.18.: SNR des gestreuten Signals.
In Tabelle 5.6 sind die SNR-Werte für die drei Teststäube und die verschiedenen
Konzentrationen aufgelistet und Bild 5.18 zeigt diese grafisch mit angefitteteten
Geraden, die durch den Ursprung verlaufen. Die Nachweisgrenze ist die Massekonzentration
Φ M , für die sich ein SNR von 3 ergibt. Die Werte, die sich so aus
den gefitteten Kurven ergeben, sind in Tabelle 5.7 zusammengestellt. Für das
Streulichtsignal liegt die experimentell ermittelte Nachweisgrenze für alle drei
Teststäube unter 1 mg/l.
Tabelle 5.7.: Nachweisgrenze der drei Teststäube für das Transmissions- und das
Streusignal.
fein mittel grob
T S T S T S
Φ M in mg/l 1,70 0,33 2,11 0,43 4,87 0,76
5.3.7. Einschätzung der Ergebnisse
Das hier gezeigte opto-fluidische Mikrosystem misst sowohl das geschwächte transmittierte
als auch das gestreute Licht in verschiedenen Winkelbereichen. Damit
bietet es zwei verschiedene Messprinzipien an, die für verschiedene Messregime
geeignet sind [2], und kann somit flexibel angewendet werden. Eine höhere Stabilität
der Messwerte wird erreicht, indem man das transmittierte Licht als Referenz
für das gestreute Licht verwendet.
Das System ist planar aufgebaut, alle aktiven optischen Komponenten befinden
sich auf einer Ebene, so dass keine Wellenleiter oder Fasern benötigt werden, um
das Licht eines größeren Lasers zum integrierten System zu transportieren. Mit
dem Streulichtverfahren wurde eine Nachweisgrenze von 1 mg/l für alle drei Teststäube
erreicht werden. Sowohl die Massekonzentratio als auch der Sauterdurchmesser
als Kenngröße der Partikelgrößenverteilung konnten aus den Messwerten
ermittelt werden.