Hi alle zusammen, ich habe vor ein Alkoholmessgerät zu bauen (habe mir dazu auch schon einige Beiträge aus diesem Forum durchgelesen), doch soll er diesmal auf eine ganz andere Art und Weise messen. Ich stelle mir das so vor, dass ich eine kleine Kammer habe (wie groß muss die etwa sein?) in der die ausgeatmetete Luft mittels INFRAROT-Analyse analysiert wird. Doch kann ich mir nicht wirklich vorstellen, wie das genau funktionieren soll. Baue ich auf der einen Seite Infrarot_LEDs und auf der anderen Seite ne Diode, die je nach Infrarotdurchlass andere Spannungnen durchlässt, wodurch dann ein Micocontroller rechnen kann und dann das Ergebnis auf einer Segmentanzeige ausgibt?
Ich möchte hier keine Provokationen anzetteln, da ist eine sehr ernste Frage von mir!
Was verstehst Du unter INFRAROTANALYSE ? Einfach nur die Dämpfung des "IR-Lichts" ermitteln? Ich glaube, dann hast Du eher einen Wasserdampfmesser gebaut! Vermute mal, Du musst/willst die Dämpfung wellenlängenabhängig messen... ...viel Spaß ;-)
Vermutung: Alkohol in der ausgeatmeten Luft führt zu einem veränderten Infrarot-Absorptionsspektrum im Vergleich zu alkoholfreier Luft. Problem: Wasserdampf könnte, ebenso wie andere Substanzen in der Atemluft, die Infrarotabsorption ebenfalls beeinflussen. Ansatz: Meßkammer aufbauen, mit einer wellenlängenmodulierbaren Infrarot-Lichtquelle. In der Praxis wird dazu ein infraroter Halbleiterlaser benutzt, unter Umständen geht es aber mit einer IR-LED auch. Spektrum ist dann aber breiter, Messung weniger genau. Theorie dahinter: Wellenlänge des Emissionsmaximums eines Halbleiterlasers, und auch einer LED, ändert sich mit der Temperatur. Unter Ausnutzung der Eigenerwärmung ist es möglich, in einem begrenzten Wellenlängenbereich eine Rampe zu fahren. (Nicht lachen, Fachpublikum, das hat mir ein Mitarbeiter einer Forschungseinrichtung erzählt.) Weitere Anforderungen: Photodiode mit guter Empfindlichkeit im Infrarotbereich, schneller ADC, präzise Stromregelung der Sendediode. Wenn man die Sache zu weit treibt, ist die Diode schnell kaputt, das gilt insbesondere bei Laserdioden. Alle diese Messungen sind dann natürlich relativ, die spektrale Empfindlichkeit der Fotodiode sowie die Sendediode selbst sind nicht linear. Man kann aber dann mit leerer Kammer ein Referenzspektrum aufnehmen, und zum Vergleich Wasserdempf oder Alkoholdämpfe einblasen. Vielleicht lassen sich günstige Meßpunkte im Spektrum isolieren und daraus eine Näherungsformel zur Bestimmung des Alkoholgehaltes bilden. Dies hat, technisch korrekt ausgeführt, wahrscheinlich das Niveau einer Diplomarbeit.
Die Atemalkoholbestimmung (http://de.wikipedia.org/wiki/Atemalkoholbestimmung) mittels IR-Spektroskopie (http://www.ir-spektroskopie.de/) berüht darauf, dass durch IR-Licht bestimmter Wellenlänge das Ethanolmolekül zu Schwingungen angeregt wird und dadurch diese Wellenlängen im IR-Spektum mit geringerer Intensität vorkommen. (http://www.ansyco.de/CMS/frontend/index.php?idcatside=124&show=148). Insofern ist > ich habe vor ein Alkoholmessgerät zu bauen ... doch soll er diesmal auf > eine ganz andere Art und Weise messen. ein alter Hut. Die Herausforderung ist, IR-Licht genau der Wellenlänge bereitzustellen, bei dem das Ethanolmolekül schwingt und mit deinem Detektor die Abnahme der Intensität bei diesen Wellenlängen nachzuweisen. D.h. das Verfahren genügend empfindlich auf Ethanol zu machen. Andere ebenfalls IR-absorbierende Stoffe in der Atemluft sollen nicht stören (Aceton bei Diabetikern..., Kohlendioxid, Wasser). Und die geringe Menge an Ethanol in der Atemlust muss mit deiner Methode auch reproduzierbar nachweisbar sein. Ich befürchte ein einfaches IR-LED Sende / Fotodiode-Empfänger System ist dafür nicht geeignet, sonst würde kein solcher Aufwand bei kommerziellen Geräten getrieben ;-)
Ja dann werde ich mich mal an mein Osterprojekt heranwagen, ich glaube aber auch, dass es unheimlich schwiegrig wird exakte Messungen zu erziehlen, alleine schon von den anderen Molekülen, die in der Lage sind Schwingungen (siehe Treibhauseffekt!) im selben Wellenbereich wie Ethanol zu erzeugen. Na ja wünscht mir Glück ;-)
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