Kompaktes ATR-Sensormodul für die Flüssigkeitsanalyse

Für die Analyse stark absorbierender Flüssigkeiten und Feststoffe wird im Labor häufig die Infrarotspektroskopie mittels abgeschwächter Totalreflexion (ATR) verwendet. Für Prozessanwendungen sind die dabei verwendeten FTIR-Systeme meist zu aufwändig und nicht ausreichend robust. Für viele Anwendungen sind kostengünstige und kompakte Prozesssensoren gefordert, die eine kontinuierliche Bestimmung der Zusammensetzung von Flüssigkeiten zur Prozessverfolgung und -Regelung ermöglichen. Wir stellen hier das Design, die Herstellung und den Aufbau eines kompakten, Silizium-basierten ATR-Moduls mit einem 4-Kanal-MEMS-Detektor vor. Messungen an Flüssigkeitsmischungen demonstrieren die Eignung für Anwendungen in der chemischen Industrie.

Infrared attenuated total reflection (ATR) spectroscopy is a common laboratory technique for the analysis of highly absorbing liquids and solids. However, in a process environment, narrowband photometers are more appropriate than the use of bulky FTIR instruments frequently encountered in a laboratory environment. For many applications, compact and cost-effective process sensors are required which allow a continuous determination of the composition of liquids for process monitoring and control. We present the design, fabrication, and the setup of a compact Si-based ATR module with a 4-channel MEMS detector. Measurements of liquid mixtures demonstrate the suitability for applications in the chemical industry.