@inproceedings{FischerLohmannBuchneretal.2020, author = {Fischer, Horst and Lohmann, Dirk and Buchner, Peter and Moll, R{\"u}diger and Uhlig, Peter}, title = {Sens-o-Spheres III - ein extrem miniaturisierter, drahtloser Sensor zur Prozess{\"u}berwachung in Bioreaktorsystemen}, series = {Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung"}, booktitle = {Tagungsband 2. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2020: "Intelligente Systeme und ihre Komponenten: Forschung und industrielle Anwendung"}, address = {Landshut}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:860-opus4-2153}, pages = {84 -- 91}, year = {2020}, abstract = {Ziel des Sens-o-Spheres-Projektes ist die Entwicklung eines Messsystems zur durchg{\"a}ngigen Erfassung verschiedener Prozessparameter in Bioreaktoren. Zur Prozess{\"u}berwachung, -regelung und -optimierung in Bioreaktoren sollen die Temperatur, der pH-Wert und der Gehalt an gel{\"o}stem Sauerstoff innerhalb des Reaktors ortsaufgel{\"o}st erfasst werden. Dazu werden miniaturisierte Sensoren verwendet, die im Bioreaktor verteilt sind und die erfassten Messdaten drahtlos an eine Basisstation {\"u}bertragen. Die im Beitrag beschriebenen Sensoren befinden sich in kleinen Kunststoffkugeln (d < 9 mm), die neben den eigentlichen Sensoren auch noch jeweils einen Mikrocontroller zur Datenauswertung, einen Transceiver zur Daten{\"u}bertragung sowie die Stromversorgung in Form eines Akkumulators plus Ladeelektronik beinhalten. Die Ladung des Akkus erfolgt (außerhalb des Bioreaktors) kontaktlos {\"u}ber eine Induktionsspule, die in die Kugel integriert ist. Diese Induktionsspule bildet zusammen mit einer zus{\"a}tzlichen Kapazit{\"a}t einen Schwingkreis, der auf 13,56 MHz abgestimmt ist. Beim Einsatz im Bioreaktor dient dieser Schwingkreis der Erzeugung eines Backscatter-Signals, welches die Ortung der Kugel erm{\"o}glicht, wodurch jedem Messwert eine Ortsinformation innerhalb des Bioreaktors zugeordnet werden kann. Die Messwerte werden in regelm{\"a}ßigen Zeitintervallen erfasst und drahtlos an eine Basisstation {\"u}bertragen, wo sie dann dokumentiert und ausgewertet werden. Es sind 3 Typen von Sensorkugeln geplant: - Sensorkugeln zur Temperaturmessung - Sensorkugeln zur Temperatur- und pH-Wertmessung - Sensorkugeln zur Temperaturmessung und Messung des gel{\"o}sten Sauerstoffs Besondere Herausforderungen bei der Entwicklung der Sensorkugeln stellen die Miniaturisierung der Elektronik sowie die Minimierung des Stromverbrauchs dar.}, language = {de} }