Mobile O2-Bestimmung

Die Bestimmung der Sauerstoffkonzentration beziehungsweise Sauerstoffsättigung ist an vielen, sehr unterschiedlichen Stellen erforderlich. Häufig geht es um die Überprüfung, ob genügend Sauerstoff in einer Flüssigkeit gelöst ist, oder darum, einen hinreichend niedrigen Sauerstoffgehalt nachzuweisen. Portamess Oxy ist ein Batteriemessgerät zur Messung des Gelöstsauerstoffs. Präzision und praxisgerechte Gestaltung bis ins Detail machen es für ein breites Anwendungsspektrum tauglich. Je nach Messaufgabe werden zwei Sensorentypen und auch zwei Gerätevarianten angeboten – mit und ohne PC-Schnittstelle, Datalogger und Uhrfunktion.

Die Messung des Gelöstsauerstoffs erfolgt typisch mit Clark-Sensoren, in denen Sauerstoff nach Diffusion durch eine Membran elektrochemisch umgesetzt wird. Der dabei fließende Strom ist ein Maß für den Sauerstoffpartialdruck in der umgebenden Flüssigkeit. In der Praxis haben solche Systeme teilweise mit Messunsicherheiten zu kämpfen. Denn das Prinzip hat zur Folge, dass es zu einer Verarmung des Sauerstoffs unmittelbar vor der Membran kommt, wenn nicht gerührt, der Sensor also nicht angeströmt wird. Da in der Praxis die Anströmung nicht immer realisiert wird, sind zum Teil erhebliche Messfehler durch zu geringe oder schwankende Anströmung die Folge. Elektrische Rührer, die eine Anströmung näherungsweise sicherstellen, machen gerade portable Systeme aufwändig.

Die Batteriemessgeräte der Reihe Portamess 910 Oxy von Knick arbeiten daher mit Sensoren, bei denen eine vernachlässigbare Abhängigkeit des Sauerstoffsignals von der Anströmung existiert (Abb. 1). Erreicht wurde dies durch eine entsprechend kleine Kathode im Sensor, an der so wenig Sauerstoff umgesetzt wird, dass eine Verarmung des Sauerstoffgehalts vor der Membran praktisch ausbleibt. Damit ist die Voraussetzung für eine präzise Bestimmung des Gelöstsauerstoffs gegeben. Der Sensor kann einfach in das Messmedium getaucht werden – sei es im Labor oder im Feld – und nach Sekunden wird ein stabiler Messwert angezeigt.

Das Gerät ist in jedem Detail auf den mobilen Einsatz ausgelegt. So ist beispielsweise die erforderliche Kalibrierkammer für den Sensor ins Gerät integriert, so dass jederzeit eine Kalibrierung erfolgen kann – die Taste cal genügt zum Start. Nach etwa einer Minute ist die Kalibrierung abgeschlossen. Die Kalibrierkammer dient gleichzeitig als sicherer Parkplatz für den Sensor in Messpausen. In Kombination mit der dauerhaft anliegenden Polarisationsspannung – auch bei ausgeschaltetem Gerät – bedeutet dies, dass das Gerät jederzeit für eine Messung bereitsteht.

Für unterschiedliche Anwendungen stehen mechanisch unterschiedliche Sensoren zur Verfügung. Für Messungen einer Probe im Becherglas oder direkt im Medium wird ein handlicher, 12 mm dünner Sensor SE300 angeboten (Abb. 2), der mit einem Temperaturfühler ausgestattet ist. Für Tauchmessungen z. B. in Becken oder Oberflächengewässern ist ein wasserdichter Sensor SE301 mit langem Kabel und Tauchgewicht erhältlich (Abb. 3). Die Sensoren haben einen robusten Edelstahlschaft und sind wartungsfrei. Sie sind auch nullstromfrei, so dass eine Kalibrierung des Nullpunkts nicht erforderlich ist.

Als besonderes Feature werden Adapterkabel angeboten, mit denen viele handelsübliche Prozess-Sauerstoffsensoren anderer Hersteller an das Batteriegerät angeschlossen werden können. Das Batteriegerät verarbeitet auch das Signal dieser Sensoren problemlos. Somit sind Vergleichs- oder Kontrollmessungen auch in Prozessumgebungen direkt möglich. Bei Bioreaktoren im Labor oder Technikumsmaßstab können zum Beispiel die gleichen Sensoren mit dem Batteriegerät betrieben werden, die später im Prozess Einsatz finden. Die Ergebnisse sind damit direkt übertragbar. Portamess Oxy kann jederzeit zur Probenkalibrierung von Prozessmesssystemen herangezogen werden.

Ein integrierter Drucksensor erfasst den Umgebungsdruck und kompensiert automatisch den Sauerstoffmesswert. Auch der Salzgehalt des Messmediums kann zur Korrektur der Löslichkeitsfunktion eingegeben werden. Die Berücksichtigung der Temperatur bei der Kompensation des Sensors und der Signalauswertung ist ohnehin selbstverständlich. Eine Autoread-Funktion sorgt für reproduzierbare Messungen mit Driftkontrolle.

Das ergonomisch geformte Portamess Oxy ist mit einem strapazierfähigen und wasserdichten Gehäuse in Schutzart IP 66 ausgestattet. Eine Klappe schützt Display und Tastatur beim Transport, enthält eine Kurzbedienungsanleitung und ermöglicht das Aufstellen des Gerätes auf dem Labortisch. Etwa 1000 Betriebsstunden werden mit einem Batteriesatz erreicht. Die Abschaltautomatik verhindert versehentliches Dauermessen, ohne aber die kontinuierliche Polarisation des Sensors auszuschalten. Die piktogrammgeführte Bedienung macht zusammen mit dem großen LC-Display das Arbeiten einfach.

Auf nützliche Funktionen wie einen Datalogger, der 200 Messdaten zeit- oder ereignisgesteuert mit Datum und Uhrzeit abspeichert, muss nicht verzichtet werden. Auch kann das Gerät vom PC aus bedient und abgefragt werden bis hin zur kontinuierlichen Messwerterfassung, -speicherung und -verarbeitung im PC. Auch ohne PC kann z. B. ein handlicher Nadeldrucker zur GLP-gerechten Dokumentation direkt vom Gerät angesprochen werden.

Halle A4, Stand 143/244