Home » Procesindustrie » Procesinstrumentatie » Analyse » Nieuwe Fraunhofer-chip vereenvoudigt pH meting aanzienlijk
Door: Redactie - 5 maart 2026 |
Fraunhofer IPMS heeft een innovatieve chip ontwikkeld die pH meting robuuster en eenvoudiger maakt. Deze technologie vervangt de traditionele, foutgevoelige referentie-elektroden door een duurzame chip die droog kan worden opgeslagen en bestand is tegen druk. Dankzij de compacte vormgeving is integratie in draagbare apparaten nu mogelijk. Testkits zijn al beschikbaar voor toepassingen in onder meer medische en milieusectoren.
Het Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems (IPMS) zet een grote stap vooruit in de wereld van chemische sensoren. Traditionele pH metingen kampen vaak met problemen door instabiele referentie-elektroden, zoals zilver/zilverchloride-systemen. Deze elektroden zijn gevoelig voor concentratieveranderingen en verstopte membranen, wat de nauwkeurigheid aantast. Fraunhofer IPMS biedt nu een oplossing met een robuuste chip die deze beperkingen overwint. Daarnaast maakt deze technologie draagbare meetsystemen toegankelijker.
De nieuwe chip, gebaseerd op ion-sensitive field-effect transistors (ISFETs), vervangt niet alleen de pH-gevoelige glaselektrode, maar ook de kwetsbare referentie-elektrode door een reference ISFET (REFET). Dit systeem toont stabiliteit en duurzaamheid, zelfs onder uitdagende omstandigheden. Dr. Olaf Hild, afdelingsdirecteur Chemische Sensoren en Systemen bij Fraunhofer IPMS, legt uit dat hun ISFETs problemen zoals drift en vervuiling van de meetoplossing aanpakken. Daardoor zijn ze ideaal voor mobiele toepassingen.
De technologie achter deze geavanceerde pH meting combineert een standaard ISFET met een REFET. Terwijl de standaard ISFET een pH-helling van 59 mV/pH volgt volgens de Nernst-vergelijking, heeft de REFET een lagere helling van 20 mV/pH bij 25°C. Beide sensoren krijgen een coating van niobiumpentoxide of tantaalpentoxide, materialen die zorgen voor hoge stabiliteit en gebruiksvriendelijkheid. Vervolgens berekent het systeem via een hulpelektrode betrouwbare pH-waarden uit de elektrische signalen.
Hoewel Fraunhofer IPMS het ISFET-REFET-concept niet zelf bedacht – dat komt van professor Piet Bergveld uit de jaren 80 – brengt het instituut deze technologie nu naar de markt. Tot slot biedt de chip momenteel een meetbereik van pH 4 tot pH 8, wat aansluit bij veel toepassingen in biologie, landbouw en milieumonitoring. Dit bereik dekt de meeste praktische behoeften in deze sectoren.
De nieuwe chip van Fraunhofer IPMS opent deuren voor diverse sectoren. In de medische wereld kan nauwkeurige pH meting helpen bij diagnoses en monitoring van patiënten. In de landbouw ondersteunt het bijvoorbeeld de controle van bodemkwaliteit, terwijl milieutoepassingen profiteren van betrouwbare wateranalyse. Dankzij de compacte afmetingen van 5 bij 5 millimeter past de chip in kleine, draagbare apparaten. Bovendien kan de grootte op verzoek van klanten worden aangepast.
Een ander voordeel is de droge opslag van de chip. In tegenstelling tot traditionele elektroden, die vaak nat moeten blijven, vereist deze technologie geen speciale bewaaromstandigheden. Dit maakt transport en gebruik eenvoudiger, met name in afgelegen gebieden. Hans-Georg Dallmann, elektronica-ontwikkelaar bij Fraunhofer IPMS, benoemt ook de driftcompensatie via controle-elektronica na een meerpuntskalibratie. Hierdoor blijft de meting stabiel, zelfs bij langdurig gebruik.
Fraunhofer IPMS werkt aan verdere verbeteringen van hun systeem voor pH meting. Ze richten zich op het uitbreiden van het meetbereik door sensorlagen te optimaliseren en de drift van de REFET te verminderen. Tegelijkertijd plannen ze om beide functies, ISFET en REFET, te integreren op één chip met temperatuurmeting. Hoewel er nog ontwikkeling nodig is, zijn de eerste testkits al beschikbaar voor geïnteresseerden.
Professionals kunnen de technologie binnenkort ontdekken op Analytica 2026 in München, van 24 tot 27 maart, in hal 3, stand 312. Individuele afspraken plannen kan via de website van Fraunhofer IPMS.
IndustrieVandaag is een onafhankelijk platform met het laatste nieuws van vandaag over de procesindustrie, industrial processing, productie industrie, maakindustrie en elektronica industrie.
Neem contact met ons op:
Tel +31 (0)23 737 07 63
Email via contactpagina
