Das relativ leicht ermittelbare Impedanzspektrum einer Flüssigkeit wird maßgeblich von zahlreichen physikalischen und chemischen Eigenschaften beeinflusst. Aus diesem Grund hat die Impedanzspektroskopie (IS) ein sehr weites Anwendungsgebiet. Anhand eines in PDMS gefertigten Mikrokanals, der mit zwei Elektroden zur Impedanzspektroskopie ausgestattet ist, wurden folgende Untersuchungen durchgeführt: Es wurde der Einfluss des Volumenstromes und der Leitfähigkeit auf das Impedanzspektrum ermittelt.
Abb. 1: Diese Abbildung zeigt ein Rendering des verwendeten Mikrokanals mit Abmessungen der Elektroden
Aus der Kenntnis über den Aufbau des Mikrokanals und die darin stattfindenden physikalischen Effekte, konnte ein Ersatzschaltbild ermittelt werden. Mittels Curve Fitting konnte aus den Messdaten und dem Ersatzschaltbild ermittelt werden, welche physikalischen Eigenschaften im Mikrokanal durch die Variation des Volumenstromes und der Leitfähigkeit beeinflusst werden. Weiterführende Forschungen auf diesem Gebiet könnten genutzt werden, um einen, auf Impedanzspektroskopie basierenden, Durchflusssensor zu entwerfen.
Abb. 2: Diese Abbildung zeigt die Auswirkung der Leitfähigkeit auf das Impedanzspektrum im Nyquistdiagramm
Schlagwörter: Impedanzspektroskopie, Mikrokanal, Volumenstrom, Leitfähigkeit, Curve Fitting
06. Juni 2023
Johannes Kepler Universität Linz
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