Entwicklung von multifunktionalen Sensoren und Verfahren zur elektrochemischen Analyse wässriger Lösungen

Die vorliegende Arbeit beschreibt ein kompaktes und kostengünstiges Sensorsystem zur in-situ-Messung von Wasser- und Waschlaugenparametern. Hierbei liegt der Fokus auf der Optimierung eines Sensorelements und der Machbarkeit der Medienparameteranalyse. Dieses Sensorsystem schafft die Grundlage für eine vollautomatische Waschmaschine mit optimaler Waschleistung bei gleichzeitig minimalem Ressourcenverbrauch. Grundlage für einen solchen optimierten Waschprozess ist die Bestimmung der Wasserqualität, der Waschlaugenkonzentration und der kritischen Mizellbildungskonzentration. Es wurden Verfahren entwickelt, um diese Parameter online zu bestimmen. Hierzu werden die elektrochemischen Messprinzipien Impedanzspektroskopie (EIS) und der Zyklovoltammetrie (CV) zu Verfahren der Flüssigkeitsanalyse verknüpft. Die zentralen Untersuchungskriterien hinsichtlich des Sensorelements sind die Langzeitstabilität, die Reproduzierbarkeit und die Störungssicherheit der Messergebnisse, weil der Sensor zehn Jahre wartungsfrei zuverlässige Ergebnisse liefern muss. Die Realisierung erfolgt mit einem kompakten Sensorsystem, das sowohl die Auswerteelektronik als auch das Sensorelement enthält und die Parameteranalyse in den Bereich der Software legt.