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Temperatur
Der DOOPT-Sensor ist temperaturempfindlich. Um dies auszugleichen, beinhaltet die
Elektronik des DOOPT-Boards integrierte Software, die Temperaturschwankungen
kompensiert. Die Temperaturinformation (vom Bediener wählbar) kommt entweder vom
linken Temperatursensor, von der Wipp-Einheit oder wird manuell eingegeben. Die
Auswirkung der Temperaturkompensation ist bei niedrigen DO-Werten sehr klein, wird
aber mit steigender Temperatur deutlicher.
Der DO-Wert wird als % Luftsättigung dargestellt (die Elektronik des Moduls könnte
technisch auch auf hPa oder mg/l eingestellt werden).
Die Elektronik des DOOPT verwendet Algorithmen, die die Temperaturabhängigkeit auf
der Kalibrationskurve des Sensors ausgleichen. Allerdings ist auch die gemessene Eigen-
schaft, der DO-Wert, sehr temperaturempfindlich.
Beispiel
Annahme: ein DOOPT-Sensor wird bei 100 % Luftsättigung kalibriert, das Medium ist mit
Sauerstoff gesättigt, die Temperatur liegt bei 37,0 °C und der Luftdruck während des
Durchlaufs wird als konstant angenommen. Dies bedeutet, dass eine bestimmte Menge
Sauerstoff (gemessen in mg/l) im Medium gelöst ist.
Erfolgt dann eine Temperaturveränderung auf 38,0 °C, reduziert sich die Löslichkeit des
Sauerstoffs (und anderer Gase) im Medium. Das bedeutet, das Gas aus dem Medium
freigesetzt wird. Nach einer gewissen Zeit erreicht das Medium einen neuen Sättigungs-
zustand, aber der Sauerstoffgehalt (gemessen in mg/l) ist niedriger, während der Sauer-
stoffpartialdruck fast gleich bleibt.
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DOOPT Temperaturkompensierung
Während der Übertragung der stufenweisen Reaktion des Sensors auf einen DO-Wert,
verwendet die Temperaturkompensierung der integrierten Software die Temperatur der
Wipp-Einheit (oder eine manuell eingegebene Temperatur) dazu, die Ergebnisse so an-
zupassen, dass ein gesättigtes Medium immer 100 % Luftsättigung repräsentiert. Im
obigen Fall wird also nach Gleichgewicht bei der neuen Temperatur der DO-Messwert
immer noch bei 100 % Luftsättigung liegen. Andere DO-Werte werden ähnlich geändert.
Der Grund, dass der DO-Wert trotz der Temperaturänderung stabil ist, liegt darin, dass
er den tatsächlichen Partialdruck darstellt, der wirklich bei Temperaturänderungen in
offenen Systemen konstant bleibt. Die tatsächliche Anzahl der Sauerstoffmoleküle pro
Volumeneinheit ändert sich aber mit der Temperatur entsprechend den physikalischen
Gesetzen.
WAVE Bioreactor 200 und 500/1000 Bedienungsanleitung 28-9846-81 AD
100 % Luftsättigung bei 37 °C und 1013 hPA: 6,734 mg/l oder 199,04 hPA
100 % Luftsättigung bei 38 °C und 1013 hPA: 6,628 mg/l oder 198,31 hPA
B Theorie der Parameterregelung
B.3 Messung und Regelung des gelösten Sauerstoffs (DO)
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