Verfügbarkeit: Entwicklung innovativer elektrochemischer und elektromagnetischer Sensorkonzepte für intensivmedizinische Applikationen

Entwicklung innovativer elektrochemischer und elektromagnetischer Sensorkonzepte für intensivmedizinische Applikationen:

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Berger, Marc 1990- (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Düren Shaker Verlag 2022
Schriftenreihe:	Berichte aus der Sensorik und Messtechnik 8
Schlagworte:	In situ Elektrolyt Dialyse Analysenmesstechnik Harnstoff Blutplasma Elektrische Leitfähigkeit Calcium Elektrochemischer Sensor Natrium Enzym-Biosensor Potentiometrie Kalium individualisierte Dialysebehandlung kontaktlose Natriumüberwachung enzymatischer Harnstoffsensor elektrochemische Sensoren Differentialtransformator In-line-Messung von Blutparametern Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	331 Seiten Illustrationen, Diagramme 22 cm, 518 g
ISBN:	9783844085631 3844085637

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS ABKUERZUNGSVERZEICHNIS & FORMELVERZEICHNIS ................................................ 1 1 EINLEITUNG ..................................................................................................... 7 2 ELEKTROMAGNETISCHE GRUNDLAGEN............................................................ 13 2.1 ELEKTROMAGNETISCHE FELDER UND DIE MAXWELLGLEICHUNGEN .................. 13 2.2 INDUKTIONS UND BIOT-SAVART-GESETZ.................................................... 17 2.2.1 INDUKTIONSGESETZ .......................................................................... 17 2.2.2 BIOT-SAVART-GESETZ........................................................................ 22 2.2.3 ZUSAMMENFASSUNG ZUM INDUKTIONS UND BIOT-SAVART-GESETZ..... 28 2.3 ELEKTROMAGNETISCHE FELDER IN MATERIE ................................................ 28 2.3.1 MAGNETISCHE EIGENSCHAFTEN VON MATERIE ..................................... 29 2.3.2 DIELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN VON MATERIE .................................... 30 2.3.3 FELDDIFFUSION UND EINDRINGTIEFE .................................................. 47 2.3.4 ZUSAMMENFASSUNG ZU ELEKTROMAGNETISCHEN FELDERN IN MATERIE. 51 2.4 LINEARVARIABLER DIFFERENTIALTRANSFORMATOR ......................................... 52 2.5 ZUSAMMENFASSUNG DER ELEKTROMAGNETISCHEN GRUNDLAGEN ................. 54 3 ELEKTROCHEMISCHE GRUNDLAGEN ................................................................57 3.1 CHEMISCHES POTENTIAL ........................................................................... 57 3.2 IONISCHE LEITFAEHIGKEIT .......................................................................... 63 3.3 DIFFUSION IN FLUESSIGKEITEN .................................................................... 70 3.4 NERNST-GLEICHUNG................................................................................. 74 3.5 LONENSELEKTIVE SENSOREN UND REFERENZELEKTRODEN ............................. 79 3.5.1 REFERENZELEKTRODE (AG/AGCL-ELEKTRODE) ..................................... 80 3.5.2 LONENSELEKTIVE ELEKTRODEN (ISE) .................................................. 83 3.5.3 MESSTECHNISCHE ERMITTLUNG WICHTIGER ISE PARAMETER ................. 87 3.5.4 LONENSELEKTIVE FELDEFFEKTTRANSISTOREN (ISFETS) .......................... 89 3.5.5 KONZENTRATIONSKALIBRATION ........................................................... 93 3.5.6 ZUSAMMENFASSUNG ZU DEN IONENSELEKTIVEN SENSOREN UND REFERENZELEKTRODE ....................................................................................... 94 3.6 ENZYMKINETIK ....................................................................................... 95 3.7 ZUSAMMENFASSUNG DER ELEKTROCHEMISCHEN GRUNDLAGEN ..................... 99 4 STAND DER FORSCHUNG UND TECHNIK - IN-LINE-MESSUNG VON ELEKTROLYTEN UND HARNSTOFF IM BLUT ..................................................................................... 101 4.1 IN-LINE-MESSUNG VON ELEKTROLYTEN UND HARNSTOFF IM BLUT (ELEKTROCHEMISCH) ......................................................................................... 101 4.2 IN-LINE-MESSUNG VON ELEKTROLYTEN UND HARNSTOFF IM BLUT (ELEKTROMAGNETISCH) ...................................................................................... 102 4.3 ZUSAMMENFASSUNG DES STANDS DER FORSCHUNG UND TECHNIK ............. 105 5 ELEKTROCHEMISCHE IN-LINE-BESTIMMUNG DER ELEKTROLYT UND HARNSTOFFKONZENTRATION ................................................................................. 107 5.1 MESSKONZEPT ZUR ELEKTROCHEMISCHEN BESTIMMUNG DER BLUTPARAMETER UND EXPERIMENTELLER AUFBAU ......................................................................... 108 5.2 UNTERSUCHUNG DES DYNAMISCHEN VERHALTENS DES MESSKONZEPTES ... 114 5.3 HARNSTOFFSENSOR .................................................................................. 125 5.4 VORKLINISCHE ERPROBUNG .................................................................... 132 5.5 MINIATURISIERUNG DES ELEKTROCHEMISCHEN SENSORSYSTEMS ................. 144 5.5.1 AUSLESEELEKTRONIK ZUR AUSWERTUNG DER ISFETS ......................... 144 5.5.2 CHARAKTERISIERUNG ISFETS .......................................................... 149 5.5.3 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUR MINIATURISIERUNG DES ELEKTROCHEMISCHEN ANSATZES .................................................................... 158 5.6 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUR ELEKTROCHEMISCHEN IN-LINE BESTIMMUNG DER ELEKTROLYT UND HARNSTOFFKONZENTRATION ......................... 159 6 ELEKTROMAGNETISCHE IN-LINE-BESTIMMUNG DER NATRIUMKONZENTRATION IM BLUTPLASMA ................................................................................................. 163 6.1 DIFFERENTIALTRANSFORMATOR ALS DIFFERENTIELLES INDUKTIVES SENSORSYSTEM ZUR KONTAKTLOSEN BESTIMMUNG DER ELEKTRISCHEN UND DIELEKTRISCHEN EIGENSCHAFTEN EINER PROBE ............................................................................ 165 6.2 AUFBAU FUER DIE EXPERIMENTELLEN LABORUNTERSUCHUNGEN .................... 170 6.3 DIFFERENTIALTRANSFORMATOR AUS GEWICKELTEN KUPFERDRAHTSPULEN ..... 173 6.3.1 COMPUTERGESTUETZTE SIMULATION .................................................. 174 6.3.2 EXPERIMENTELLE ERPROBUNG ......................................................... 176 6.3.3 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUM DIFFERENTIALTRANSFORMATOR AUS GEWICKELTEN KUPFERDRAHTSPULEN ......................................................... 180 6.4 LEITERPLATTENDIFFERENTIALTRANSFORMATOR MIT OPTIMIERTEM ABSTAND UND MESSKAMMER MIT OPTIMIERTER STROEMUNGSGEOMETRIE ................................... 181 6.4.1 LEITERPLATTENDIFFERENTIALTRANSFORMATOR (PCB DIFFERENTIALTRANSFORMATOR) UND STROEMUNGSOPTIMIERTE MESSKAMMER ..... 182 6.4.2 ABSTANDSOPTIMIERUNG ................................................................ 192 6.4.3 QUEREMPFINDLICHKEITEN ..............................................................204 6.4.4 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUM PCB DIFFERENTIALTRANSFORMATOR MIT OPTIMIERTEM ABSTAND UND DER STROEMUNGS OPTIMIERTEN MESSKAMMER 210 6.5 VORKLINISCHE ERPROBUNG DES PCB-DIFFERENTIALTRANSFORMATORS ........... 211 6.6 EINFLUSS DER GEOMETRIE DER PROBE AUF DIE SENSITIVITAET UND DIE PRAEZISION DES DIFFERENTIALTRANSFORMATORS ..................................................................... 217 6.6.1 EINDRINGTIEFE ............................................................................... 218 6.6.2 PROBENRADIUS .............................................................................. 230 6.6.3 EINFLUSS DES SEKUNDAERSPULENRADIUS BEI VARIABLEM PROBENRADIUS 239 6.6.4 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUM EINFLUSS DER PROBENGEOMETRIE AUF DIE SENSITIVITAET UND PRAEZISION ............................... 243 6.7 SCHLAUCHGEFUEHRTE PROBEN .................................................................. 245 6.7.1 RADIALE SCHLAUCHWICKLUNG ......................................................... 246 6.7.2 LONGITUDINALE 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................................................................................... 315 TABELLENVERZEICHNIS ....................................................................................... 325 PUBLIKATIONEN .................................................................................................. 327 BETREUTE ABSCHLUSSARBEITEN ........................................................................ 329 WISSENSCHAFTLICHER WERDEGANG ................................................................... 331
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS ABKUERZUNGSVERZEICHNIS & FORMELVERZEICHNIS . 1 1 EINLEITUNG . 7 2 ELEKTROMAGNETISCHE GRUNDLAGEN. 13 2.1 ELEKTROMAGNETISCHE FELDER UND DIE MAXWELLGLEICHUNGEN . 13 2.2 INDUKTIONS UND BIOT-SAVART-GESETZ. 17 2.2.1 INDUKTIONSGESETZ . 17 2.2.2 BIOT-SAVART-GESETZ. 22 2.2.3 ZUSAMMENFASSUNG ZUM INDUKTIONS UND BIOT-SAVART-GESETZ. 28 2.3 ELEKTROMAGNETISCHE FELDER IN MATERIE . 28 2.3.1 MAGNETISCHE EIGENSCHAFTEN VON MATERIE . 29 2.3.2 DIELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN VON MATERIE . 30 2.3.3 FELDDIFFUSION UND EINDRINGTIEFE . 47 2.3.4 ZUSAMMENFASSUNG ZU ELEKTROMAGNETISCHEN FELDERN IN MATERIE. 51 2.4 LINEARVARIABLER DIFFERENTIALTRANSFORMATOR . 52 2.5 ZUSAMMENFASSUNG DER ELEKTROMAGNETISCHEN GRUNDLAGEN . 54 3 ELEKTROCHEMISCHE GRUNDLAGEN .57 3.1 CHEMISCHES POTENTIAL . 57 3.2 IONISCHE LEITFAEHIGKEIT . 63 3.3 DIFFUSION IN FLUESSIGKEITEN . 70 3.4 NERNST-GLEICHUNG. 74 3.5 LONENSELEKTIVE SENSOREN UND REFERENZELEKTRODEN . 79 3.5.1 REFERENZELEKTRODE (AG/AGCL-ELEKTRODE) . 80 3.5.2 LONENSELEKTIVE ELEKTRODEN (ISE) . 83 3.5.3 MESSTECHNISCHE ERMITTLUNG WICHTIGER ISE PARAMETER . 87 3.5.4 LONENSELEKTIVE FELDEFFEKTTRANSISTOREN (ISFETS) . 89 3.5.5 KONZENTRATIONSKALIBRATION . 93 3.5.6 ZUSAMMENFASSUNG ZU DEN IONENSELEKTIVEN SENSOREN UND REFERENZELEKTRODE . 94 3.6 ENZYMKINETIK . 95 3.7 ZUSAMMENFASSUNG DER ELEKTROCHEMISCHEN GRUNDLAGEN . 99 4 STAND DER FORSCHUNG UND TECHNIK - IN-LINE-MESSUNG VON ELEKTROLYTEN UND HARNSTOFF IM BLUT . 101 4.1 IN-LINE-MESSUNG VON ELEKTROLYTEN UND HARNSTOFF IM BLUT (ELEKTROCHEMISCH) . 101 4.2 IN-LINE-MESSUNG VON ELEKTROLYTEN UND HARNSTOFF IM BLUT (ELEKTROMAGNETISCH) . 102 4.3 ZUSAMMENFASSUNG DES STANDS DER FORSCHUNG UND TECHNIK . 105 5 ELEKTROCHEMISCHE IN-LINE-BESTIMMUNG DER ELEKTROLYT UND HARNSTOFFKONZENTRATION . 107 5.1 MESSKONZEPT ZUR ELEKTROCHEMISCHEN BESTIMMUNG DER BLUTPARAMETER UND EXPERIMENTELLER AUFBAU . 108 5.2 UNTERSUCHUNG DES DYNAMISCHEN VERHALTENS DES MESSKONZEPTES . 114 5.3 HARNSTOFFSENSOR . 125 5.4 VORKLINISCHE ERPROBUNG . 132 5.5 MINIATURISIERUNG DES ELEKTROCHEMISCHEN SENSORSYSTEMS . 144 5.5.1 AUSLESEELEKTRONIK ZUR AUSWERTUNG DER ISFETS . 144 5.5.2 CHARAKTERISIERUNG ISFETS . 149 5.5.3 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUR MINIATURISIERUNG DES ELEKTROCHEMISCHEN ANSATZES . 158 5.6 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUR ELEKTROCHEMISCHEN IN-LINE BESTIMMUNG DER ELEKTROLYT UND HARNSTOFFKONZENTRATION . 159 6 ELEKTROMAGNETISCHE IN-LINE-BESTIMMUNG DER NATRIUMKONZENTRATION IM BLUTPLASMA . 163 6.1 DIFFERENTIALTRANSFORMATOR ALS DIFFERENTIELLES INDUKTIVES SENSORSYSTEM ZUR KONTAKTLOSEN BESTIMMUNG DER ELEKTRISCHEN UND DIELEKTRISCHEN EIGENSCHAFTEN EINER PROBE . 165 6.2 AUFBAU FUER DIE EXPERIMENTELLEN LABORUNTERSUCHUNGEN . 170 6.3 DIFFERENTIALTRANSFORMATOR AUS GEWICKELTEN KUPFERDRAHTSPULEN . 173 6.3.1 COMPUTERGESTUETZTE SIMULATION . 174 6.3.2 EXPERIMENTELLE ERPROBUNG . 176 6.3.3 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUM DIFFERENTIALTRANSFORMATOR AUS GEWICKELTEN KUPFERDRAHTSPULEN . 180 6.4 LEITERPLATTENDIFFERENTIALTRANSFORMATOR MIT OPTIMIERTEM ABSTAND UND MESSKAMMER MIT OPTIMIERTER STROEMUNGSGEOMETRIE . 181 6.4.1 LEITERPLATTENDIFFERENTIALTRANSFORMATOR (PCB DIFFERENTIALTRANSFORMATOR) UND STROEMUNGSOPTIMIERTE MESSKAMMER . 182 6.4.2 ABSTANDSOPTIMIERUNG . 192 6.4.3 QUEREMPFINDLICHKEITEN .204 6.4.4 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUM PCB DIFFERENTIALTRANSFORMATOR MIT OPTIMIERTEM ABSTAND UND DER STROEMUNGS OPTIMIERTEN MESSKAMMER 210 6.5 VORKLINISCHE ERPROBUNG DES PCB-DIFFERENTIALTRANSFORMATORS . 211 6.6 EINFLUSS DER GEOMETRIE DER PROBE AUF DIE SENSITIVITAET UND DIE PRAEZISION DES DIFFERENTIALTRANSFORMATORS . 217 6.6.1 EINDRINGTIEFE . 218 6.6.2 PROBENRADIUS . 230 6.6.3 EINFLUSS DES SEKUNDAERSPULENRADIUS BEI VARIABLEM PROBENRADIUS 239 6.6.4 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUM EINFLUSS DER PROBENGEOMETRIE AUF DIE SENSITIVITAET UND PRAEZISION . 243 6.7 SCHLAUCHGEFUEHRTE PROBEN . 245 6.7.1 RADIALE SCHLAUCHWICKLUNG . 246 6.7.2 LONGITUDINALE SCHLAUCHWICKLUNG . 263 6.7.3 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZU SCHLAUCHGEFUEHRTEN PROBEN 272 6.8 OPTIMIERUNG DER SENSITIVITAET DURCH VERBESSERTE MAGNETISCHE FUEHRUNG 274 6.8.1 INSERTION DES FERRITKERNS IN DIE PROBE . 274 6.8.2 GETEILTE UND GESCHIRMTE PRIMAERSPULE . 276 6.8.3 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE DER OPTIMIERUNG DER SENSITIVITAET DURCH VERBESSERTE MAGNETISCHE FUEHRUNG . 286 6.9 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUR ELEKTROMAGNETISCHEN IN-LINE BESTIMMUNG DER NATRIUMKONZENTRATION IM BLUTPLASMA . 287 7 ZUSAMMENFASSUNG . 291 8 LITERATURVERZEICHNIS . 299 ABBILDUNGSVERZEICHNIS . 315 TABELLENVERZEICHNIS . 325 PUBLIKATIONEN . 327 BETREUTE ABSCHLUSSARBEITEN . 329 WISSENSCHAFTLICHER WERDEGANG . 331
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