Sensors and Actuators - Fachbereich Physik der Universität ...

Je nach der Membran, die verwendet wird, kann diese Anordnung auch für andere Analyten
verwendet werden. So wird z.B. LaF3 zur Herstellung fluoridspezifischer Elektroden
verwendet. Jedoch finden nicht nur feste Membranen Verwendung, es kommen auch
flüssige Ionentauscher nach entsprechender Immobilisierung als Membran in Frage.
Die Glaselektrode kann auch an biochemische Problemsstellungen angepasst werden,
indem die Spezifität von Enzymreaktionen ausgenutzt wird. Wenn bei einer Enzymreaktion
H + oder NH3 freigesetzt wird, ändert sich der pH-Wert der Lösung. Diese Änderung kann mit
der Glaselektrode gemessen werden. Da Enzyme sehr spezifisch auf bestimmte Substrate
wirken, kann die Änderung des pH-Wertes über einen bestimmten Zeitraum direkt mit der
Konzentration des Substrates in Zusammenhang gebracht werden. Auf diese Weise kann
die Harnstoffkonzentration einer Lösung mit dem Enzym Urease und einer Glaselektrode
bestimmt werden.
Die Lambda-Sonde, der weltweit am häufigsten eingesetzte Chemosensor, ist ebenfalls ein
potentiometrischer Sensor. Der Elektrolyt der Lambda-Sonde ist ein keramischer Feststoff
aus ZrO2/Y2O3, in dem bei der Betriebstemperatur Sauerstoffionen die elektrische Ladung
leiten. Ist die Sauerstoffkonzentration an verschiedenen Seiten des Elektrolyten
verschieden, so bildet sich eine Potentialdifferenz aus, die sich nach dem Nernst'schen
Gesetz berechnen lässt. Dieser Sensor findet in Autos millionfach Verwendung, um eine
saubere Verbrennung durch Sauerstoffüberschuss zu gewährleisten.
Eine Lambdasonde ist ein Sensor zur Bestimmung das Sauerstoffgehalts im Abgas. Die Luftzahl
λ (Lambda) ist definiert als:
wobei das stöchiometrische Massenverhältnis im Benzinmotor bei 14,7:1 liegt.
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