All-solid-state pH-Sensor in keramischer Multilayertechnologie

Auf Basis eines keramischen HTCC-Tapes wurde ein potentiometrischer All-solid-state-pH-Sensor im Mehrlagenaufbau entwickelt. Die elektrochemische Charakterisierung der separaten Halbzellen und des pH-Sensors erfolgte im pH-Bereich von 1,68 pH bis 9,18 pH bei Temperaturen von 25 bis 65 °C. Untersuchungen zur Potentialstabilität der pH-Elektrode wurden in Abhängigkeit von Zeit und Aufbewahrungsmedium durchgeführt. Dabei wurde zwischen einer Lagerung in destilliertem Wasser, gesättigter KCl-Lösung und einer Trockenlagerung unterschieden. Die Chloridionenempfindlichkeit der Referenzelektrode ist in 0,01 M, 0,1 M, 1 M und 3 M KCl-Lösungen untersucht worden. Die Langzeituntersuchungen zur Potentialstabilität der Referenzelektrode erfolgten in 0,1 M KCl-Lösung. Außerdem wurde der Einfluss von Dampfsterilisationszyklen auf die Eigenschaften von pH- und Referenzelektrode untersucht. In einem Untersuchungszeitraum von 12 Wochen besitzt der pH-Sensor eine sehr gute Messperformance bezüglich Empfindlichkeit, Ansprechzeit und Potentialstabilität.

Based on a ceramic HTCC tape a potentiometric all-solid-state pH sensor in multilayer structure has been developed. The electrochemical characterization of the separate half-cells and the sensor was carried out in the pH range from pH 1.68 to pH 9.18 at temperatures of 25 to 65degC. Studies for potential stability of the pH electrode were carried out as a function of time and storage medium. The pH electrode was stored in distilled water, saturated KC1 solution and dry. The chloride ion sensitivity of the reference electrode was examined in 0.01 M, 0.1 M, 1 M and 3 M KC1 solution. The long-term studies on the potential stability of the reference electrode were performed in 0.1 M KC1 solution. In addition, the influence of steam sterilization cycles on the properties of the pH electrode and reference electrode was examined. In a study period of 12 weeks, the sensor has a very good measuring performance with respect to sensitivity, response time and potential stability.