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Hallo miteinander!

Ich bin auf der Suche nach einem Sensor oder einem Bauelement, der/das auf unterschiedlche Salzkonzentrationen im Wasser reagiert - also den Widerstand, Kapazität, ... verändert damit man damit auf die Konzentration rückschließen kann. In der Lösung sind Partikel (Proteine), die auf eine angelegte Spannung reagieren und sich dann zersetzen, deshalb kann ich nicht direkt den Widerstand des Salzwassers messen.
Gibt es so einen Sensor/ so ein Bauteil?
Vielen Dank schon mal
LG beamer

» Gibt es so einen Sensor/ so ein Bauteil?

Konduktometrie ist ein weites Feld. Erzähl mal mehr über die zu untersuchenden Lösungen.

» Hallo miteinander!
»
» Ich bin auf der Suche nach einem Sensor oder einem Bauelement, der/das auf
» unterschiedlche Salzkonzentrationen im Wasser reagiert - also den
» Widerstand, Kapazität, ... verändert damit man damit auf die Konzentration
» rückschließen kann. In der Lösung sind Partikel (Proteine), die auf eine
» angelegte Spannung reagieren und sich dann zersetzen, deshalb kann ich
» nicht direkt den Widerstand des Salzwassers messen.
» Gibt es so einen Sensor/ so ein Bauteil?
» Vielen Dank schon mal
» LG beamer

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In welchen Bereichen, Umfeld, ist die Messanordnung?
Feldmessung? im Labor unter reinen Bedingungen?
Was sind das für "Proteine"? - Lebensmittel, Putzmittel?
... Salzwasser? - biologische Umgebung? Fische?...

Gerald
---

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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Hallo,
das hört sich nach einer Durchfluß-Elektrophorese an. Dann würdest Du wahrscheinlich mit einem Gleichspannungsfeld arbeiten. Aufgrund von Polaristationseffekten wäre eine Leitfähigkeitsmessung mit Wechselspannung ohnehin sinnvoll - das könnte auch trotz des Gleichspannungsfeldes gehen. Gegebenenfalls ist eine Temperaturkompensation vorzusehen, wenn die E-phorese viel Leistung verbrät. Andere Lösungen werden sehr von der Aufgabenstellung und den genauen Bedingungen abhängen, also Zusammensetzung der Lösung (Puffer??) etc.
Viele Grüße
Hartwig

» Hallo,
» das hört sich nach einer Durchfluß-Elektrophorese an. Dann würdest Du
» wahrscheinlich mit einem Gleichspannungsfeld arbeiten. Aufgrund von
» Polaristationseffekten wäre eine Leitfähigkeitsmessung mit Wechselspannung
» ohnehin sinnvoll - das könnte auch trotz des Gleichspannungsfeldes gehen.

Dazu kurz diesen Satz von Dir im Fokus:
» Aufgrund von Polaristationseffekten wäre eine Leitfähigkeitsmessung mit Wechselspannung ohnehin sinnvoll.

Das ist im Prinzip das selbe Problem, wie wenn man zwischen zwei Signalelektroden bei einer EMG-Messung (EMG = Elektro-Myographie) mit DC-Spannung den Widerstand ermitteln will. Das geht nicht, weil zwischen der Elektrode und dem Elektrolyten (Hautoberfläche oder Muskel [intramuskulär]) eine Gegen-DC-Spannung aufgebaut wird. Es wird quasi eine "Batterie" geladen. Daher geht das nur mit AC-Spannung.

Natürlich muss diese AC-Spannung hier sehr klein sein, damit der Proband keinen Stromfluss spürt - nebenbei angedeutet.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Hallo Thomas,
»
» Das ist im Prinzip das selbe Problem, wie wenn man zwischen zwei
» Signalelektroden bei einer EMG-Messung (EMG = Elektro-Myographie) mit
» DC-Spannung den Widerstand ermitteln will. Das geht nicht, weil zwischen
» der Elektrode und dem Elektrolyten (Hautoberfläche oder Muskel
» [intramuskulär]) eine Gegen-DC-Spannung aufgebaut wird. Es wird quasi eine
» "Batterie" geladen. Daher geht das nur mit AC-Spannung.

Daher nimmt man bei der Elektrostimulation in der Biologie auch oft biphasische Impulse, damit nach der Abgabe des Stimulus die sogenannte Helmholtzkapazität wieder entladen wird. Bei schneller Pulsfolge führt die sich aufbauende Ladung sonst zum Stimulationsverlust - es sei denn, man arbeitet mit höheren Spannungen, so daß der "biologische Elko" ständig durchschlägt
»
» Natürlich muss diese AC-Spannung hier sehr klein sein, damit der Proband
» keinen Stromfluss spürt - nebenbei angedeutet.

och, das muß man schon abkönnen, heutzutage ist ja ohnehin überall ein FI / RCD eingebaut

ich habe das übrigens vor einiger Zeit hier schon mal gepostet. Mit einem ganz normalen LMC555 in tiefschwarzer Ausführung kann man bei Betriebsspannungen unter 5V die Polarisation für das Timing benutzen, also ein Timer mit der Helmholtz-Kapazität.....
siehe hier:
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=196276&page=0&category=all&order=time
will man Leitfähigkeit mit Gleichstrom/Spannung in Wasser messen, so erhält man Hausnummern - das reicht nur für die Unterscheidung nass/trocken.....
Grüße
Hartwig

Hi,

plaudere mal mit dieser Firma:
http://www.wtw.com/de/home.html

die sind Spezis auf diesem Gebiet.

Grüße
Gerald
--

--
...und täglich grüßt der PC:
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» ich habe das übrigens vor einiger Zeit hier schon mal gepostet. Mit einem
» ganz normalen LMC555 in tiefschwarzer Ausführung kann man bei
» Betriebsspannungen unter 5V die Polarisation für das Timing benutzen, also
» ein Timer mit der Helmholtz-Kapazität.....
» siehe hier:
» http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=196276&page=0&category=all&order=time
» will man Leitfähigkeit mit Gleichstrom/Spannung in Wasser messen, so erhält
» man Hausnummern - das reicht nur für die Unterscheidung nass/trocken.....
» Grüße
» Hartwig

Wow danke für deinen link und die Antworten!
Das bedeutet ich kann mit dieser Schaltung, die abhängig vom Salzgehalt am Ausgang die Frequenz ändert, den Salzgehalt messen/bestimmen ohne dass die Proteine gestört werden? (Diese sind BSA Proteine und der Salzgehalt bewegt sich zwischen 0 - 2M (1M = 1mol NaCl / 1Liter H2O)
Ich habe versucht den ganzen Verlauf von deinem früheren Eintrag nachzuvollziehen aber weiß nicht ob ich alles verstanden habe:
-Durch die eingetauchten Elektroden entsteht ein Kondensator, der je nach Eintauchtiefe eine bestimmte Kapaziät besitzt
-Verändert man den Salzgehalt (Verunreinigung, Leitungswasser, ...) verändert sich die Kapazität
-Diese Änderung verstimmt dann die Frequenz am Ausgang des 555
-Damit kann auf Salzgehalt rückgeschlossen werden?
-Eine zu starke Verunreinigung führt zu einem zu kleinen Widerstand und der 555 macht nicht mehr mit (Leckstrom)?
-Das alles funktioniert anscheinend nur bei einer niedrigen Versorgungsspannung um 3V?

Oder liege ich komplett daneben oder habe ich das essentielle an der ganzen Schaltung nicht genannt?

» Hi,
»
» plaudere mal mit dieser Firma:
» http://www.wtw.com/de/home.html
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» die sind Spezis auf diesem Gebiet.
»
» Grüße
» Gerald
» --

Danke werde ich machen

kannst du bitte mal auch unsere Fragen beantworten, vielen Dank.
Weil, sonst eiern wir in ein Frage-Antwort-Rätselraten-Ringelspiel rein.

'Salz' - ist ein komplexes Ding, solltest präzisieren; hat Nebenprodukte, die dann ins Wasser reindiffundieren.

'Wasser' - vom reinen beginnend, wäre das destillierte.
-dann mit "Salz" verunreinigen.... ähm, klingt nach Labor
unter diesen, nur diesen Anspielchen.
-> guck mal: https://de.wikipedia.org/wiki/Eigenschaften_des_Wassers

..ist das schon ein Thema für sich...

Reinstwasser_Widerstand:



vielen Dank
Gerald
---

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Hallo,

Nein, das war meine Antwort auf das Posting von Thomas! Mit der Schaltung kannst Du so nix anfangen!
Wenn Du mit Gleichspannung die Leitfähigkeit unter Benutzung normaler Metallelektroden messen willst, wird Dir immer die Polarisation das Ergebnis verfälschen. Daher ist es einfacher, das mit Wechselstrom zu machen.

Du kannst also einen Wechselstromgenerator (im einfachsten Fall einige Volt und 50Hz aus einem entsprechend sicheren Netztrafo beziehen. Über einen Vorwiderstand und einen entsprechend spannungsfesten (Nennspannung > der max. Gleichspannung der Ephorese) Koppelkondensator (Kein Elko!) kannst Du jetzt einen Strom Durch deine Meßkammer fließen lassen. Der Koppelkondensator sollte ein Xc (Xc= 1/(2*pi*f*C)) deutlich kleiner Deinem Widerstand in der Lösung sein.
Der Spannungsabfall über Meßkammer und Koppelkondensator ist dann proportional der Impedanz der Meßkammer, da geht die Salzkonzentration ein, aber auch Temperatur usw.

Zur Vermeidung von Erdproblemen mit der DC-Spannungsquelle sollte die Kammer evtl. beidseitig über Koppelkondensatoren angeschlossen sein (andernfalls ist eine gemeinsame sichere Erdung vorzunehmen. Das werden aber "normale" Elektrophoresesysteme nicht immer zulassen, da diese vollständig isoliert und berührungsgeschützt aufgebaut sind. Da solltest Du unbedingt einen Fachmann hinzuziehen. Um was geht es denn genau?? Geheimprojekte werden hier normalerweise nicht unterstützt

Es wird evtl. erforderlich sein, Die Meßfrequenz >> 50 Hz zu wählen - also irgendwo im kHz-Bereich, dann können die Koppelkondenastoren kleiner und handlicher werden.

Grüsse
Hartwig

Hallo Hartwig, danke für deine Antwort
Also könnte ich ja auch einen kleinen Frequenzgenerator mit dem guten alten 555 aufbauen? Damit kommt man ja schon auf recht gute Frequenzen...
Ja das ganze ist im Endeffekt im Labor mit relativ konstanter Temperatur. Für meine Arbeit muss ich für meine Messungen den Salzgehalt (reines NaCl, schön alles vom Fachhandel und reines desionisiertes Wasser) wissen um meine Daten auswerten zu können. (Der Faktor spielt da mit rein)
Das mit den Koppelkondensatoren ist ne gute Sache, ich muss nur noch schauen wie ich das alles vom Platz her in die Messanordnung einbauen kann und ob das mit der Erdung klappt.

Der
» Koppelkondensator sollte ein Xc (Xc= 1/(2*pi*f*C)) deutlich kleiner Deinem
» Widerstand in der Lösung sein.
» Der Spannungsabfall über Meßkammer und Koppelkondensator ist dann
» proportional der Impedanz der Meßkammer, da geht die Salzkonzentration ein

Perfekt, genau das brauche ich Also mit kleiner Wechselspannung Impedanzmessung und auf Salzgehalt umrechnen.
d.h. jetzt Referenzwerte aufnehmen

Vielen Dank!

Hallo,
wenn es so passt, wäre es super! Wahrscheinlich musst Du noch etwas probieren. Anbei ein Entwurf, den ich mal ähnlich gebaut habe - nur war meines keine lineare Messschaltung, musste dafür aber extrem störsicher sein. Daher kann ich Dir keine fertig dimensionierte Schaltung bieten.
Der 555 links ist soweit eindeutig, die Diode ist erforderlich wenn man ein Tastverhältnis von 50% einhalten will/muss.
der 10k-Widerstand lässt den 555 als Stromquelle erscheinen. Der Wechselstrom des 555 fließt dann durch die Messzelle und bewirkt dort einen Spannungsabfall, den du mit dem Verstärker V verstärken kannst. Da hier mit Wechselspannung gearbeitet wird, muss vor der Anzeige eine Gleichrichtung erfolgen. Der Verstärker sollte einen nicht zu geringen Eingangswiderstand haben (30-50k oder darüber). Verstärker und Gleichrichter können evtl. zusammen aufgebaut werden. Um die Schaltung zu dimensionieren, musst Du die Impedanz Deiner Messzelle für den relevanten Konzentrationsbereich kennen. Das bedarf eines Vorversuches.
Die Kondensatoren CB1, CB2 und CB3 sind die Koppelkondensatoren. CB1 und CB2 können evtl. entfallen und durch einen einzigen Kondensator bei (A) ersetzt werden. Das geht aber nur, wenn Xc << der Zellimpedanz ist, sonst geht der Wert als "Bias" in das Messergebnis ein. Die 0.47µF habe ich angegeben, da die noch "handlich" und einfach zu bekommen sind, auch für höhere Spannungen.
Eigentlich solltest Du alle erforderlichen Hinweise zur Dimensionierung hier im ELKO-Kompendium finden, sowohl für den 555er als auch für den Verstärker und den Gleichrichter.
Die Linearität der Schaltung musst Du auf jeden Fall mit einer Konzentrations-Messreihe kontrollieren!
Viel Erfolg !
Hartwig

» Hallo,
» wenn es so passt, wäre es super! Wahrscheinlich musst Du noch etwas
» probieren. Anbei ein Entwurf, den ich mal ähnlich gebaut habe - nur war
» meines keine lineare Messschaltung, musste dafür aber extrem störsicher
» sein. Daher kann ich Dir keine fertig dimensionierte Schaltung bieten.
» Der 555 links ist soweit eindeutig, die Diode ist erforderlich wenn man ein
» Tastverhältnis von 50% einhalten will/muss.
» der 10k-Widerstand lässt den 555 als Stromquelle erscheinen. Der
» Wechselstrom des 555 fließt dann durch die Messzelle und bewirkt dort einen
» Spannungsabfall, den du mit dem Verstärker V verstärken kannst. Da hier mit
» Wechselspannung gearbeitet wird, muss vor der Anzeige eine Gleichrichtung
» erfolgen. Der Verstärker sollte einen nicht zu geringen Eingangswiderstand
» haben (30-50k oder darüber). Verstärker und Gleichrichter können evtl.
» zusammen aufgebaut werden. Um die Schaltung zu dimensionieren, musst Du die
» Impedanz Deiner Messzelle für den relevanten Konzentrationsbereich kennen.
» Das bedarf eines Vorversuches.
» Die Kondensatoren CB1, CB2 und CB3 sind die Koppelkondensatoren. CB1 und
» CB2 können evtl. entfallen und durch einen einzigen Kondensator bei (A)
» ersetzt werden. Das geht aber nur, wenn Xc << der Zellimpedanz ist, sonst
» geht der Wert als "Bias" in das Messergebnis ein. Die 0.47µF habe ich
» angegeben, da die noch "handlich" und einfach zu bekommen sind, auch für
» höhere Spannungen.
» Eigentlich solltest Du alle erforderlichen Hinweise zur Dimensionierung
» hier im ELKO-Kompendium finden, sowohl für den 555er als auch für den
» Verstärker und den Gleichrichter.
» Die Linearität der Schaltung musst Du auf jeden Fall mit einer
» Konzentrations-Messreihe kontrollieren!
» Viel Erfolg !
» Hartwig
»
»

Danke, das hat mir sehr viel geholfen!!!