Was ist der Unterschied zwischen IR- und TC-CO2-Sensor?

Beim Züchten von Zellkulturen müssen Temperatur, Luftfeuchtigkeit und CO2-Gehalt kontrolliert werden, um ein ordnungsgemäßes Wachstum sicherzustellen.Der CO2-Gehalt ist wichtig, da er dabei hilft, den pH-Wert des Kulturmediums zu kontrollieren.Wenn zu viel CO2 vorhanden ist, wird es zu sauer.Wenn nicht genügend CO2 vorhanden ist, wird es alkalischer.

In Ihrem CO2-Inkubator wird der CO2-Gasgehalt im Medium durch die CO2-Zufuhr in der Kammer reguliert.Die Frage ist: Woher „weiß“ das System, wie viel CO2 hinzugefügt werden muss?Hier kommen CO2-Sensortechnologien ins Spiel.

Es gibt zwei Haupttypen mit jeweils eigenen Vor- und Nachteilen:

* Bei der Wärmeleitfähigkeit wird ein Wärmewiderstand zur Erkennung der Gaszusammensetzung verwendet.Es ist die kostengünstigere Option, aber auch weniger zuverlässig.

* Infrarot-CO2-Sensoren nutzen Infrarotlicht, um die CO2-Menge in der Kammer zu erkennen.Dieser Sensortyp ist teurer, aber genauer.

In diesem Beitrag erklären wir diese beiden Sensortypen ausführlicher und diskutieren die jeweiligen praktischen Auswirkungen.

Wärmeleitfähigkeits-CO2-Sensor

Die Wärmeleitfähigkeit misst den elektrischen Widerstand in der Atmosphäre.Der Sensor besteht typischerweise aus zwei Zellen, von denen eine mit Luft aus der Wachstumskammer gefüllt ist.Die andere ist eine versiegelte Zelle, die eine Referenzatmosphäre mit kontrollierter Temperatur enthält.Jede Zelle enthält einen Thermistor (einen thermischen Widerstand), dessen Widerstand sich je nach Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Gaszusammensetzung ändert.

Eine Darstellung eines Wärmeleitfähigkeitssensors

Wenn die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in beiden Zellen gleich sind, misst der Widerstandsunterschied den Unterschied in der Gaszusammensetzung, in diesem Fall den CO2-Gehalt in der Kammer.Wenn ein Unterschied festgestellt wird, wird das System aufgefordert, mehr CO2 in die Kammer einzufüllen.

Eine Darstellung eines Wärmeleitfähigkeitssensors.

Wärmeleiter sind eine kostengünstige Alternative zu IR-Sensoren, auf die wir im Folgenden eingehen.Allerdings sind sie nicht ohne Nachteile.Da die Widerstandsdifferenz durch andere Faktoren als nur den CO2-Gehalt beeinflusst werden kann, sollten Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Kammer immer konstant sein, damit das System ordnungsgemäß funktioniert.

Dies bedeutet, dass Sie jedes Mal, wenn die Tür geöffnet wird und Temperatur und Luftfeuchtigkeit schwanken, ungenaue Messwerte erhalten.Tatsächlich werden die Messwerte erst dann genau sein, wenn sich die Atmosphäre stabilisiert hat, was eine halbe Stunde oder länger dauern kann.Für die Langzeitlagerung von Kulturen mögen Wärmeleiter in Ordnung sein, für Situationen, in denen die Tür häufig geöffnet wird (mehr als einmal pro Tag), sind sie jedoch weniger geeignet.

Infrarot-CO2-Sensoren

Infrarotsensoren erfassen die Gasmenge in der Kammer auf ganz andere Weise.Diese Sensoren basieren auf der Tatsache, dass CO2 wie andere Gase eine bestimmte Lichtwellenlänge absorbiert, genauer gesagt 4,3 μm.

Eine Darstellung eines Infrarotsensors

Der Sensor kann erkennen, wie viel CO2 sich in der Atmosphäre befindet, indem er misst, wie viel 4,3-μm-Licht durch die Atmosphäre dringt.Der große Unterschied besteht darin, dass die erfasste Lichtmenge nicht von anderen Faktoren wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit abhängt, wie dies beim thermischen Widerstand der Fall ist.

Das bedeutet, dass Sie die Tür beliebig oft öffnen können und der Sensor immer einen genauen Messwert liefert.Dadurch haben Sie einen gleichmäßigeren CO2-Gehalt in der Kammer, was eine bessere Stabilität der Proben bedeutet.

Obwohl der Preis von Infrarotsensoren gesunken ist, stellen sie immer noch eine teurere Alternative zur Wärmeleitfähigkeit dar.Wenn Sie jedoch die Kosten der mangelnden Produktivität bei der Verwendung eines Wärmeleitfähigkeitssensors berücksichtigen, sprechen möglicherweise finanzielle Argumente dafür, sich für die IR-Option zu entscheiden.

Beide Sensortypen sind in der Lage, den CO2-Gehalt in der Inkubatorkammer zu erfassen.Der Hauptunterschied zwischen beiden besteht darin, dass ein Temperatursensor von mehreren Faktoren beeinflusst werden kann, während ein IR-Sensor nur vom CO2-Gehalt beeinflusst wird.

Dadurch werden IR-CO2-Sensoren genauer und sind daher in den meisten Situationen vorzuziehen.Sie sind tendenziell teurer, werden aber mit der Zeit immer günstiger.

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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24. August 2023

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