Miniaturisierter transkutaner Sensor für die Überwachung der CO2-Blusgaswerte

Inhalt:
Ein photoakustisches Sensorsystem zur CO2-Blutgasdetektion wird vorgestellt. Im Fokus der Entwicklung steht ein photoakustischer Sensor, der auf dem sogenannten Zwei-Kammer-Prinzip, d.h. einer Messzelle und einer Detektionskammer, basiert. Ziel ist die zuverlässige, kalibrierarme und kontinuierlichen Überwachung arterieller CO2-Werte, was z.B. für die Patientenversorgung auf Intensivstationen sehr wichtig ist. Es wurden unterschiedliche Messzellen-Dimensionierungen untersucht, um den Einfluss auf das Sensorverhalten zu ermitteln. Für die Anregung des Zielgases wird eine Infrarot-LED mit einer Emissionspeak-Wellenlänge von 4,3 µm verwendet. Ein MEMS-Mikrofon und das CO2 werden in die Detektionskammer hermetisch eingekapselt, in der sich ein photoakustisches Signal detektieren lässt. Es wurden CO2-Gasmessungen im Labor mit unterschiedlichen Längen und Durchmessern einer zylindrischen Messzellengeometrie durchgeführt. Mit trocknem Stickstoff als Trägergas konnte eine Detektionsgrenze von 1 vol.-% CO2 nachgewiesen werden.