Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Ermittlung des Gehalts eines Stoffes innerhalb eines Messgegenstandes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Ermittlung des Gehalts eines Stoffes innerhalb eines Messgegenstandes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 32.

Über die Haut einer Person oder eines Tieres verlassen den Körper kontinuierlich Gase sowie Flüssigkeiten. Diese Gase sind je nach Körperregion bzw. Körperteil unterschiedlich, da die darunter liegenden Organe bzw. Körperregionen unterschiedliche Aufgaben erfüllen und somit andere Stoffwechselprodukte erzeugen. Die durch die Organe oder Körperzellen erzeugten Stoffwechselprodukte werden dann über den Blutkreislauf aus den Organen bzw. Körperregionen abtransportiert. Da der menschliche Körper versucht in der Blutbahn zirkulierende Stoffe bis auf Blutkörperchen und Blutplättchen möglichst rasch loszuwerden, ist die Blutbahn durchlässig und lässt Stoffe, beispielsweise Gase, durch die Blutmembran diffundieren. Je langsamer diese Stoffe durch den Blutkreislauf transportiert werden, desto rascher diffundieren die Stoffe der Blutgefäße in die Umgebung bzw. das die Blutgefäße umgebende Gewebe. Weiteres werden Abfallstoffe des Gewebes von Kapillarblutgefäßen aufgenommen und durch diese abtransportiert oder umgekehrt das Gewebe mit notwendigen Stoffen, wie Sauerstoff, versorgt. Es entsteht dadurch ein eindeutiges Regelprofil zwischen Blutader, Kapillarblutgefäß und Haut. Die an das Gewebe bzw. die Kapillarblutgefäße abgegebenen Stoffe werden somit auch teilweise über die Haut aus dem Körper ausgeschieden. Aufgrund der unterschiedlichen Aufgaben der Körperregionen ist die Haut als auch die Durchblutung der einzelnen Körperregionen unterschiedlich geregelt. Somit sind je nach Körperregion und Körperstelle die aus der Haut austretende Feuchtigkeit und die aus der Haut austretenden Stoffe unterschiedlich und je nach Vorhandensein in den darunter liegenden Kapillargefäßen variabel. Daraus ergeben sich unterschiedliche Temperaturlevel der Haut und daraus resultierend eine unterschiedliche Rate der Ausdampfung.

Unter "Haut" wird in diesem Text und den nachstehend genannten Ausführungen jegliche äußere oder innere Oberfläche des Körpers oder eines Körperteils verstanden, insbesondere Hautoberflächen, Schleimhäute, Bindehäute, Organhäute, Darmhäute und dergleichen. Aus dem Stand der Technik sind Gasaufnahmesysteme bekannt, die Gasinjektionen vorzugsweise gepumpt über Pneumatikschleuche in die Haut durchführen. Es wird die relative Luftfeuchtigkeit gemessen und für eine gleichbleibende Konzentration konstant gehalten und mittels eines Gassensors die Gasreduktion in der Kammer gemessen. Weiters werden Dehumirer eingesetzt die die Luftfeuchtigkeit geeignet reduzieren.

Aus dem Stand der Technik sind diverse Messgeräte bekannt, die die aus der Haut austretende Feuchtigkeit, den sogenannten Transepidermalen Wasserverlust oder TEWL- Wert messen. Derartige Messgeräte verwenden meist interne Kalibriertabellen die die Anwendung und deren Bewertung beschränken. Weiters sind die aus dem Stand der Technik bekannten TEWL-Sensoren für eine bestimmte Umgebungsbedingungen und Umgebungstemperatur und Umgebungsfeuchtigkeit z.B. 23°C und 40% Luftfeuchtigkeit, vorgesehen und liefern reproduzierbare und vergleichbare Messwerte auch nur bei diesen Bedingungen. Bei warmem Wetter und entsprechender Schweißbildung oder nach verstärkter Aktivität der Testperson finden dadurch Fehlinterpretationen statt. Weiters sind Messgeräte zur Bestimmung von Gasen bekannt, die sich meist auf einen konkreten Anwendungsfall bzw. eine Messung an konkreten Körperstellen beschränken. Je nach Anwendungsfall sind die aus dem Stand der Technik bekannten Messgeräte mit dem Anwendungsfall konkret zugeordneten Sensoren ausgebildet, wobei dadurch die Anwendung eingeschränkt wird, z.B. Infrarotmessung im Ohr. Die aus dem Stand der Technik verfügbaren Messgeräte weisen daher in vielerlei Hinsicht Nachteile auf. Durch Fehlanwendungen von bekannten Messgeräten an einer Person oder einem Tier, werden die gewonnen Messwerte daher oft fehlinterpretiert und Personen oder Tieren Schaden zugefügt. Weiters ist die Messung in oder an Körperöffnungen, die schwer zugänglich sind meist aufwendig und kompliziert und daher die meisten bekannten Messgeräte nur eingeschränkt nutzbar. Daher werden Messungen, insbesondere in Körperöffnungen, meist rein optisch oder durch Abstriche vorgenommen. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Messgeräten und Messverfahren wird dabei jedoch weiters nicht auf die Umgebung Rücksicht genommen. Dies kann jedoch in bestimmten Umgebungen zu Fehlinterpretationen führen und eine Verschmutzung der Messstellen bzw. eine Verfälschung der Abstriche und somit ungewollte Fehler erzeugen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Sensoranordnung bereitzustellen, die eine breitere Anwendungsmöglichkeit erreicht sowie den Zustand des zu vermessenden Gegenstandes, insbesondere der menschlichen Haut oder einer speziellen Körperstelle, berücksichtigt und diese unabhängig von äußeren und inneren Zuständen des menschlichen oder tierischen Körpers durchführt. Diese Aufgaben werden durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Sensoranordnung einen Feuchtigkeitssensor umfasst, wobei der Feuchtigkeitssensor derart angeordnet ist, dass die Feuchtigkeit innerhalb der Messkammer messbar ist, dass die Sensoranordnung zumindest einen weiteren Sensor zur Erfassung des Gehalt zumindest eines Stoffes innerhalb der Messkammer umfasst und dass eine dem Feuchtigkeitssensor und dem Sensor nachgeschaltete Verarbeitungseinheit vorgesehen ist, der die erfassten Messwerte des Sensors und des Feuchtigkeitssensors zugeführt sind und dass die Verarbeitungseinheit den Gehalt des Stoffs innerhalb des Messgegenstands ermittelt, indem sie den ermittelten Gehalt des Stoffs in der Messkammer zu der in der Messkammer ermittelten Feuchtigkeit in Relation setzt.

Die erfindungsgemäße Anordnung eines Feuchtigkeitssensors in Kombination mit einem weiteren Sensor innerhalb der Messkammer ermöglicht die Bestimmung des Gehalts eines Stoffes in unterschiedlichen Zuständen des Gegenstandes. Durch die Bewertung des Gehalts des Stoffes in Relation zur Feuchtigkeit des Gegenstandes, können unabhängig der Zustände des Gegenstandes, der Gehalt eines Stoffes durch Normierung zur Feuchtigkeit bestimmt werden.

Durch die gasdichte, geschlossene Messkammer wird eine Konzentrationsanreicherung ohne Verwirbelungen ermöglicht, die eine Ortsauflösung der Gase bzw. eine exakte

Zuordnung des ausdampfenden Stoffes gestattet.

Weiters ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Messung des Gehalts eines Stoffes bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 32 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass im Bereich oberhalb des Messgegenstands eine abgeschlossene Messkammer ausgebildet wird, dass die Feuchtigkeit, insbesondere die Luftfeuchtigkeit, sowie der Gehalt des Stoffs innerhalb der Messkammer gemessen wird, und dass der Gehalt des Stoffs innerhalb des Messgegenstands ermittelt wird, indem der ermittelte Gehalt des Stoffs in der Messkammer zu der in der Messkammer ermittelten Feuchtigkeit, insbesondere durch eine Verarbeitungseinheit, in Relation gesetzt wird.

Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Sensoranordnung und des Verfahrens werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche näher definiert: Vorteilhafte Ausbildungen der Messkammer werden bereitgestellt, indem die Messkammer, quader-, zylinder-, glocken- oder kuppeiförmig ausgebildet ist, wobei insbesondere der Feuchtigkeitssensor und/oder der Sensor im Bereich der Krümmung der Messkammer angeordnet sind. Weites ist vorteilhaft, wenn der Feuchtigkeitssensor und/oder der Sensor im Bereich der auf den Messgegenstand aufsetzenden Stirnseite der Messkammer angeordnet sind.

Um eine Verfälschung der Messergebnisse weiter zu reduzieren ist vorgesehen, dass die Messkammer aus einem Material mit geringer oder keiner Materialausgasung und/oder Materialverlust und/oder einem inertem Material besteht und/oder keine Gase in das Material aufnimmt.

Ein Eintrag von Stoffen aus der Umgebung in die Messkammer und dadurch eine Verfälschung der Messwerte kann besonders gut verhindert werden, wenn die Messkammer eine gasdicht ausgebildete Wandung aufweist und bei Auflage auf einem Gegenstand, insbesondere der Haut einer Person, einen zur Umgebung der Messkammer gasdichter Messraum ausbildet.

Vorteilhaft ist, wenn die Messkammer derart ausgebildet ist, dass die Wandung eine hohe Wärmeleitfähigkeit und/oder elektrische Leitfähigkeit aufweist, sodass die Wandung die Temperatur des Messgegenstandes in einem vorgegebenen Zeitraum, vorzugsweise von kleiner 10s, annimmt. Dies ermöglicht unter anderem, dass die thermische Energie in der Messkammer bzw. dem Material der Messkammer statistisch verteilt und gespeichert wird. Weiters kann so erreicht werden, dass nach erreichen der Temperatur des Messgegenstandes die Messkammer und damit die Sensoren keiner Temperaturänderung ausgesetzt und eine Messung kann rasch durchgeführt werden.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Messkammer eine hohe Shore Härte, insbesondere von insbesondere größer 0,1 1 MPa, aufweist und/oder insbesondere korossionsbeständig, säurenbeständig und/oder laugenfestigkeit und/oder emissionsfrei und/oder toxinfrei und/oder hautverträglich und/oder recyclingfähig ist, und/oder dass die Messkammer eine hohe Kriechstromfestigkeit, insbesondere von mindestens 120 CTI, aufweist, und/oder - dass das Material der Messkammer eine antibakterielle Wirkung aufweist oder antibakterielle Beschichtung umfasst, und/oder

- dass das Material der Messkammer eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die größer ist als die Wärmeleitfähigkeit der Gase und/oder Stoffe, für die die Sensoren sensitiv sind, und/oder - dass das Material der Messkammer eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die größer ist als 0,17 W / (m K).

Eine bevorzugte Ausführungsform der Sensoranordnung sieht vor, dass der Feuchtigkeitssensor als Sensor zur Feststellung des transepidermalen Wasserverlusts ausgebildet ist. Weiters kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Feuchtigkeitssensor als Sensor zur Feststellung des Skin Surface Water ausgebildet ist. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Ansprechgeschwindigkeit des Sensors im Bereich von 1 ms bis 0,5ms, vorzugsweise zwischen 1 ms und 200ms, liegt.

Eine oben genannte Verschmutzung oder fehlerhafte Messung kann auch durch sogenanntes „Skin Surface Water" verursacht werden. „Skin Surface Water" kann von Cremes stammen oder aus der Umgebung auf der Oberfläche der Haut anhaften und kann beispielsweise beim Angreifen einer Türschnalle auf die Haut übertragen werden. Die Quantität und qualitative Zusammensetzung des Wasser bzw. dieses Wasserdampfs ist in den meisten Fällen Undefiniert und unterliegt einer dauernden Veränderung und kann quantitativ und qualitativ meist nur in engen Zeitfenstern bestimmt werden. Die Reaktionsgeschwindigkeit der Sensoren sollte daher sehr hoch, insbesondere im Bereich von etwa 100 ms, sein, um dieses Wasser besser erfassen zu können.

Um den Gehalt eines Stoffes mehrfach oder den Gehalt mehrerer Stoffe zu bestimmen ist vorteilhaft vorgesehen, dass eine Anzahl von Sensoren vorgesehen ist, wobei die Sensoren derart angeordnet sind, dass sie den Gehalt eines oder mehrerer Stoffe innerhalb der Messkammer messen. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Sensor oder die Sensoren im Inneren der Messkammer angeordnet sind.

Eine bevorzugte Ausbildung der Sensoren wird erreicht, indem der Sensor oder zumindest einer der Sensoren ein Photomultiplier, insbesondere ein mycro Photomultiplier, und/oder ein Gassensor ein Partikelsensor und/oder Molekülsensor und/oder ein optischer Sensor und/oder ein pH-Sensor ist.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung einen Temperatursensor umfasst, der insbesondere in der Messkammer angeordnet ist, wobei die Temperatur in der Messkammer mit dem Temperatursensor messbar ist, wobei die Verarbeitungseinheit die Temperaturwerte, insbesondere in einem Speicher ablegt und zur Ermittlung des Gehalts des Stoffes heranzieht. Der Temperatursensor kann dabei vorteilhaft eine Ansprechgeschwindigkeit von unter 100ms aufweisen. Um die Dichte innerhalb der Messkammer und die Konzentration der Stoffe innerhalb der Messkammer konstant zu halten ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Wandung der Messkammer, eine Öffnung aufweist, wobei die Öffnung die Wandung der Messkammervollständig durchsetzt, sodass ein Teil des in der Messkammer befindlichen Mediums austritt.

Weiters ist vorteilhaft wenn die Öffnung

a) eine Pfropfenform aufweist und/oder

b) ein Teil der Öffnung einen erweiternden oder verjüngenden Querschnitt aufweist und/oder

c) derart ausgebildet ist, dass Einsätze mit unterschiedlichen Querschnitten oder Querschnittsprofilen in die Öffnung, vorzugsweise auswechselbar, einsetzbar oder einpressbar sind. So ist es vorteilhaft möglich je nach Verwendungszweck Öffnungen mit unterschiedlichen Eigenschaften wechselbar in der Messkammer verwirklichen

Um einen Austrag bestimmter Stoffe aus der Messkammer zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass die Wandung im Bereich der Öffnung durch einen Filter fortgesetzt wird, der innerhalb der Öffnung angeordnet ist oder dass die Öffnung durch einen Filter abgedeckt ist. Dabei weist der Filter vorteilhaft Aktivkohle, Fiberglaswolle, Sintermaterial, Keramik, Kunststofffolie mit Poren oder Löchern, Metall insbesondere Edelstahl mit Löchern, Silizium mit Löchern und/oder Germanium mit Löchern auf und insbesondere leitfähig und/oder wärmeleitfähig ist. Weiters kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Filter Neutralisatoren oder Bindesubstanzen umfasst. Um einen definierten Teil des Volumens der Messkammer auszubringen oder einen Unterdruck und damit eine bestimmte Ausdampfungsrate aus dem Messgegenstand zur erwirken ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Sensoranordnung eine Absaugvorrichtung aufweist, wobei durch die Absaugvorrichtung, insbesondere über die Öffnung, ein definierter Teil des Volumens des in der Messkammer befindlichen Inhalts absaugbar ist.

Weiters kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass eine Klappe oder ein Drehteller mit unterschiedlichen Öffnungen in Strömungsrichtung vor, in oder nach der Öffnung derart verstellbar angeordnet ist, sodass der Durchtrittsquerschnitt veränderbar ist. Eine vorteilhafte Anordnung und einfachere Herstellung der Sensoranordnung wird erreicht, wenn der Feuchtigkeitssensor und der Sensor, insbesondere die Sensoren, auf einem gemeinsamen Träger, insbesondere einer Platine, angeordnet sind. In einer vorteilhaften Ausbildung ist vorgesehen, dass Isolierungen, Fräsungen oder Luftschlitze zur thermischen Trennung auf dem Träger vorgesehen sind.

Um die Aufnahme eines Gases oder eines Stoffes durch den Messgegenstand zu bewirken und/oder die Aufnahme eines Stoffes durch den Messgegenstand bei gleicher Konzentration des Stoffes in der Messkammer zu untersuchen ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Sensoranordnung ein Gaseintragselement zur Einbringung von Gasen in die Messkammer aufweist, wobei durch das Gaseintragselement, insbesondere über eine Eintragsöffnung in der Wandung der Messkammer, Gas und/oder Umgebungsluft in die Messkammer einbringbar ist.

Eine Verschmutzung der Messkammer und/oder des Sensors und/oder der Sensoren kann verhindert werden, wenn die Messkammer durch eine Abdeckkappe oder eine Abdeckung abgedeckt ist, wobei die Wandung der Abdeckkappe oder der Abdeckung, insbesondere die Stirnwand, strahlungs-, dampf-, feuchtigkeits-, partikel-, und/oder lichtdurchlässig ausgebildet ist und/oder eine Anzahl von, insbesondere dampfdurchlässigen oder gasdurchlässigen, Femto-, Pico-, Nano,- oder Mikrolöchern aufweist. Dadurch kann weiters der Eintrag ungewollter Stoffe oder ein gezielter Eintrag eines einzelnen oder einzelner Stoffe durch die Bestimmung der Anzahl und der Durchlässigkeit der Abdeckkappe in die Messkammer unterbunden bzw. bestimmt werden.

Eine Vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Nano,- oder Mikrolöchern in unterschiedlichen Bereichen der Stirnwand unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Weiters kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Abdeckkappe oder die Abdeckung derart ausgebildet ist, dass die Abdeckkappe oder die Abdeckung eine geringe Masse und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, sodass die Abdeckkappe oder die Abdeckung die Temperatur des Messobjekts, insbesondere der Haut, innerhalb von 10 Sekunden annehmen kann.

Um den Gehalt eines oder mehrerer Stoffe in dem Messgegenstand in Relation zur Umgebung beurteilen zu können ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Sensoranordnung einen Umgebungssensor aufweist, der insbesondere an der der Umgebung zugewandten Außenseite der Wandung Messkammer angeordnet ist, wobei die Luftfeuchtigkeit und/oder die Temperatur der Umgebung durch den Umgebungssensor messbar ist. Eine bevorzugte Ausbildung der Messkammer wird bereitgestellt, wenn die Messkammer einen Querschnitt mit einer Breite zwischen 1 mm und 6 mm und/oder eine Länge zwischen 1 mm und 6 mm aufweist und/oder der Abstand der Sensoren, insbesondere der Trägerplatte, von dem Ende der Messkammer 0,2 mm bis 2 mm beträgt.

Um die Messkammer auf dem Messgegenstand einfach verschieben zu können kann vorgesehen sein, dass die Messkammer und/oder die Wandung einen Reibungskoeffizienten mit der menschlichen Haut von kleiner 0,8 aufweisen. Eine vorteilhafte Glättung bzw. Spannung der Haut kann erreicht werden, indem die Mindestauflagefläche der Messkammer auf dem Messobjekt zwischen 2mm ² und 30mm ² beträgt.

Weiters kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Messkammer mittels zumindest eines Steges oder eines Gitters derart teilweise abgedeckt ist, sodass ein ungewolltes Eindringen von Objekten, insbesondere der Haut oder von Fingern, verhindert werden kann. Vorteil dieser Ausführung ist, dass Fingerkuppen nicht zu den Sensoren gelangen können. Der Kontakt eines Fingers mit den Sensoren und/oder mit den Messkammerwänden würde zur Anlagerung von Fett und/oder Talg führen die die Messkammer verunreinigen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Sensoranordnung bzw. der Sensoren sieht vor, dass der Sensor oder die Sensoren jeweils einen mit einer Substanz beaufschlagten Trägerkörper und zumindest zwei voneinander beanstandet angeordneten Elektroden umfasst, wobei ein in der Messkammer befindlicher Stoff durch die Substanz reversibel aufnehmbar ist, dass der Trägerkörper aus oder mit einem offenporig porösen, luftfeuchte-invarianten, nicht-hygroskopischen und hohe innere Steifigkeit aufweisenden Trägermaterial gefertigt ist, dass zumindest die Poren des Trägermaterials mit der Substanz, vorzugsweise mit einem anorganischen Salz in gelöster, flüssiger, fester oder kristalliner Form, ausgefüllt oder zumindest an ihren Oberflächen bzw. Wänden beschichtet sind und dass die Konduktanz und/oder elektrische Permittivität der Substanz, insbesondere des Salzes, von dem Gehalt des Stoffes der mit dem damit beaufschlagten Trägermaterial des Trägerkörpers in Kontakt gebrachten oder stehenden Materials, reproduzierbar funktionell abhängig ist. Hierbei ist vorteilhaft, dass ein mechanisch und chemisch robuster Sensor hergestellt wird, der innerhalb weiter Temperatur bzw. Luftfeuchtigkeitsbereiche einsetzbar ist und wiederholbare Ergebnisse erzielt. Zudem ist vorteilhaft, dass die aufgrund der Leitfähigkeit von Salzen auf Kunststoffuntergrund auftretenden Transportphänomene vermieden werden. Bei Sensoren mit einer Kunststoffträgerschicht besteht zudem das Problem, dass aufgrund von Transportphänomenen, insbesondere der lonenleitung, Salzionen in den Kunststoff diffundieren bzw. getrennt werden und die Luftfeuchteabhängigkeit der Kapazität variiert, womit ein Alterungsprozess des Sensors vorliegt.

Ein zusätzlicher vorteilhafter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das anorganische Salz in und auf dem Trägerkörper Natriumchlorid, Ammoniumdihydrogenphosphat, Kaliumnitrat, Kaliumchlorid, Natriumdichromat, Lithiumchlorid, Magnesiumchlorid, Ammoniumnitrat, Magnesiumnitrat oder Kaliumkarbonat oder Mischungen von Salzen und/oder die Substanz in und auf dem Trägerkörper ein Salz oder ein Enzym oder ein Graphen oder eine Mischung von diesen ist. Hierdurch wird eine besonders hohe Festigkeit der oberflächlichen Beschichtung erzielt. Der Halt der Substanz in den Poren wird durch die Oberflächenbeschichtung erheblich verbessert. Zusätzlich steht eine größere Oberfläche zur Aufnahme von Luftfeuchte zur Verfügung. Umgekehrt wird auch durch den Halt des Salzes in den Poren die Oberflächenbeschichtung besonders gut verankert. Weiters kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Elektroden durch auf dem Träger ausgebildete Erhebungen und/oder Vertiefungen getrennt sind, sodass eine Vermischung der Substanzen verhindert werden kann.

Die Verwendung eines hoch- bzw. totgebrannten mineralischen Oxids weist zudem den Vorteil auf, dass der Trägerkörper aufgrund von in der Substanz eingelagerten Feuchtewassers nur geringen mechanischen Spannungen unterworfen ist. Hierfür eignet sich insbesondere Aluminiumoxid, Magnesiumoxid oder ein offenporiges Schaum- oder Sintermetall.

Ein weiterer bevorzugter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Trägerkörper aus Leiterplattenmaterial besteht, in den insbesondere den Trägerkörper vollständig durchsetzende, Poren oberflächlich eingeätzt und/oder, vorzugsweise mit einem Laser, eingebrannt sind oder die Leiterplatte als solche über Poren verfügt. Diese Fortbildung der Erfindung ermöglicht eine alternative Integration eines Feuchtigkeitssensors in einer Leiterplatte, wobei der zusätzliche Fertigungsaufwand für die Anbringung der Feuchtigkeitssensoren äußerst gering ist und somit die Herstellungskosten stark reduziert werden können. Damit der den Dampf oder Dunst enthaltend einen Stoff tiefer in den Trägerkörper eindringen kann oder durch diesen hindurch treten kann, kann vorgesehen sein, dass ein Teil der Poren durchlässig für den Dampf oder Dunst enthaltend einen Stoff oder für den Stoff selbst ist. Weiters ist vorteilhaft, wenn die Elektroden durch in die Poren des Trägerkörpers eingelagertes Metall ausgebildet sind. Hierdurch werden besonders gut im Trägermaterial verankerte Elektroden ermöglicht, deren Herstellung einfach zu bewerkstelligen ist.

Zudem ist es vorteilhaft, dass der Trägerkörper einen schichtartigen Aufbau aufweist, und zumindest eine durchgängige makroskopische Ausnehmung aufweist, der durch die Ausnehmung gegebene Durchtrittsbereich durch den Trägerkörper zumindest oberflächlich mit der Substanz beschichtet ist und die Elektroden an, insbesondere einander gegenüberliegenden, Seiten des Trägerkörpers angeordnet sind. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung eines Luftfeuchtigkeitssensors auf einer Leiterplatte.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass in und/oder auf dem Trägerkörper bzw. auf dessen Trägermaterial zumindest zwei Elektroden angeordnet sind, die einen Stromfluss und/oder eine Ladungsverschiebung zumindest in der Substanz, insbesondere im Salz, in den Poren des Trägermaterials des Trägerkörpers und/oder auf der Oberfläche des Trägerkörpers ermöglichen. Diese Ausführungsform ermöglicht den Einsatz geringer Ströme und Spannung, was die Verwendung der neuen Sensoren, insbesondere in hochexplosiven Atmosphären ermöglicht. Zudem wird durch diese Ausführungsform die Verschiebung von Salzionen im Zuge des Stromflusses zwischen den beiden Elektroden vermieden, wodurch der Sensor nur äußerst geringen Alterungseffekten unterliegt.

Weiters kann vorgesehen werden, dass die Elektroden oberflächlich auf der Oberfläche des Trägerkörpers bzw. von dessen Trägermaterial angeordnet sind, und dass die Substanz in den Poren des Trägermaterials, und gegebenenfalls im Bereich zwischen den beiden Elektroden, angeordnet ist, wobei gegebenenfalls das Trägermaterial sowie zumindest eine der Elektroden zumindest teilweise mit einer Schicht der Substanz auf ihrer Oberfläche bedeckt sind. Hierbei wird vorteilhafterweise erreicht, dass direkt besonders einfach gefertigt werden können. Die Ausbildung der Elektroden geschieht dabei insbesondere durch Ausdampfen oder Aufsputtern der Metallschicht auf den Trägerkörper. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass die Substanz im Bereich zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist. Somit wird die zwischen den Elektroden gemessene Kapazität bzw. die Konduktanz sehr stark von der Umgebungsluft- Feuchtigkeit abhängig. Weiters kann vorgesehen werden, dass die Elektroden in den Trägerkörper reichen bzw. diesen durchsetzen, wobei die mit der Substanz beschichteten oder gefüllten Poren des Trägerkörpers im Bereich zwischen den Elektroden angeordnet sind, sodass ein Stromfluss und/oder eine Ladungsverschiebung zwischen denselben ermöglicht ist. Dies ermöglicht besonders starke Abhängigkeiten der gemessenen Kapazität bzw. Konduktanz zwischen den beiden Elektroden von der jeweils herrschenden Luftfeuchtigkeit. Weiters wird eine besonders große Konduktanz bzw. Kapazität erzielt, wobei die Abhängigkeit der Konduktanz bzw. Kapazität zwischen den beiden Elektroden stark von der Luftfeuchtigkeit der Umgebung der Luft abhängt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung sieht vor, dass die Sensoranordnung eine Wärmequelle zur Desinfektion der Messkammer und/oder zur, insbesondere gleichmäßigen , Wärmeinbringung in die Messkammer umfasst, wobei die Wärmequelle insbesondere ein Peltierelement oder eine Heizspule ist.

Weiters kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass innerhalb der Messkammer eine Lichtquelle oder Strahlungsquelle mit vorgegebenen Spektrum, insbesondere eine LED- Lampe angeordnet ist,

- dass die Lichtquelle oder Strahlungsquelle auf den von der Messkammer abgeschlossenen Bereich der Oberfläche des Messgegenstands gerichtet ist,

- dass ein optischer Sensor vorgesehen ist, der auf den von der Messkammer abgeschlossenen Bereich der Oberfläche des Messgegenstands gerichtet ist, wobei die Spektren des optischen Sensors und der Lichtquelle oder Strahlungsquelle in einem Überschneidungsbereich überlappen. Insbesondere ist dabei der Überschneidungsbereich derart gewählt, dass die Absorption oder Reflexion bei Vorhandensein des Stoffes gegenüber der Absorption oder Reflexion bei Fehlen des Stoffes im Überschneidungsbereich erhöht oder verringert ist.

Um unterschiedliche Teilbereiche eines Messgegenstandes untersuchen zu können, ist vorgesehen, dass die Messkammer in eine Anzahl von, insbesondere voneinander gasdicht abgegrenzten, Teilbereichen unterteilt ist, wobei in zumindest einem der Teilbereiche oder jeweils Innerhalb der Teilbereiche zumindest ein Sensor und/oder Feuchtigkeitssensor und/oder Temperatursensor angeordnet ist. Vorteilhaft sind die Teilbereiche mittels gasdichter Stege voneinander getrennt, wobei die Stege (38) derart ausgebildet sind, dass die Teilbereiche bei Aufliegen auf dem Messgegenstand gasdicht voneinander getrennt sind. Um eine Verschmutzung der Sensoren und eine Verletzung der Haut zu verhindern ist kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass jeder Teilbereich einen Querschnitt mit einer Breite zwischen 1 mm und 6mm und/oder eine Länge zwischen 1 mm und 6mm aufweist und/oder der Abstand der Sensoren, insbesondere der Trägerplatte, von dem Ende der Teilbereiche 0,2mm bis 2mm beträgt.

Eine Vorteilhafte Ausführungsform der Sensoranordnung wird bereitgestellt wenn in zumindest einer Wandung, insbesondere in der Stirnseite, der Messkammer zumindest zwei Kontaktelektroden derart angeordnet sind, dass bei Auflage der Sensoranordnung auf den Messgegenstand eine Impedanzmessung zwischen den beiden Kontaktelektroden erfolgen kann oder dass insbesondere die Kontaktelektroden zwei in der Abdeckkappe angeordnete Elektroden kontaktieren. Weiters wird ein vorteilhaftes Messgerät bereitgestellt das eine erfindungsgemäße Sensoranordnung enthält.

Ein vorteilhafter Aspekt des Verfahrens ist, dass der Gehalt einer Anzahl von Stoffen in der Messkammer, insbesondere durch eine Anzahl von Sensoren, ermittelt wird und dass der Gehalt der Stoffe innerhalb des Messgegenstands ermittelt wird, indem der ermittelte Gehalt der Stoffe in der Messkammer zu der in der Messkammer ermittelten Feuchtigkeit, insbesondere durch eine Verarbeitungseinheit, in Relation gesetzt wird.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass mittels eines Temperatursensors ein innerhalb der Messkammer herrschender Temperaturwert erfasst wird und dass der Temperaturwert bei der Ermittlung des Gehalt des Stoffs, insbesondere der Stoffe, berücksichtigt oder einbezogen wird.

Um die Lage der Messkammer zum Messgegenstand reproduzieren und die Qualität der Wahl der Messstelle beurteilen zu können ist vorgesehen, dass ein optischer Sensor, insbesondere eine Kamera, die Lage der Messkammer, insbesondere deren Orientierung, vorzugsweise durch automatisierte Bilderkennung von Umrissen und Objekten, vorzugsweise im Kamerabild, zu oder an dem Messgegenstand erfasst und zur Beurteilung der Messung gespeichert und/oder herangezogen wird.

Weiters kann ein Aufsetzten der Messkammer auf dem Messgegenstand vorteilhaft erkannt werden, wenn mittels Kontaktelektroden die Kapazitätsveränderung und/oder Widerstandsveränderung und/oder die Spannungsindizierung und/oder Spannungsänderung zwischen den Kontaktelektroden erfasst wird, und so das Aufsetzen der Sensoranordnung auf dem Messgegenstand erkannt wird.

Vorteilhaft vorgesehen ist, dass, insbesondere durch eine Absaugvorrichtung, der Inhalt, insbesondere über einen, vorzugsweise wärmeleitfähigen und/oder elektrisch leitfähigen, Filter, aus der Messkammer abgesaugt wird. Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein kann, dass der benötigte Austausch des Filters über die Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit des Filters erkannt wird. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens wird bereitgestellt, indem die Dauer der Messung und der zeitliche Verlauf des Gehalts des Stoffes, insbesondere eine Gaskonzentration, aufgezeichnet und erfasst wird und zur Beurteilung der Ausdampfungsrate oder der Aufnahme eines Stoffes durch den Messgegenstand, insbesondere durch Mittelwertbildung, um pulsierende Störeinflüsse, wie Muskelkontraktionen oder Hautreaktionen infolge externer Einflüsse wie Wind, herauszufiltern, herangezogen wird.

Um eine Ausdampfungsrate vorgeben zu können, ist vorgesehen, dass die Oberfläche des Messgegenstands und/oder der Messgegenstand mittels einer, insbesondere innerhalb der Messkammer angebrachten, Wärmequelle mit Wärme bestahlt wird, und/oder auf eine bestimmte Temperatur erwärmt wird und dadurch eine bestimmte Ausdampfungsrate erzielt wird. Weiters kann vorteilhaft abhängig von der Art des Messgegenstands die Maximaltemperatur und die Wärmeinbringung pro Zeit beschränkt werden.

Um eine Verschmutzung der Messkammer oder eine Übertragung von Keimen und Viren zu verhindern ist vorgesehen, dass vor und/oder nach Abschluss der Messung die Messkammer und/oder die Sensoren, insbesondere die gesamte Sensoranordnung, durch Erhitzen durch eine, insbesondere in die Sensoranordnung integrierte, Wärmequelle desinfiziert oder zerstört wird.

Um die in der Messkammer erfassten Messwerte in Relation zur Umgebung setzten zu können ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Feuchtigkeit, insbesondere die Luftfeuchtigkeit, und/oder die Temperatur der Umgebung der Messkammer und/oder der Chlorgehalt, insbesondere Abnahmerate des Chlors, und/oder das Skin Surface Water erfasst wird und die ermittelte Feuchtigkeit, Temperatur und/oder der Gehalt des Stoffes in der Messkammer in Relation zu den in der Umgebung der Messkammer erfassten Messwerten, insbesondere mittels Differenzmethode, ausgewertet oder gesetzt werden.

Vorteilhaft kann weiters vorgesehen sein, dass vor oder während der Messung, insbesondere mittels eines Gaseintragselements, ein oder mehrere Gase in die Messkammer eingebracht werden und die Messung der Konzentrationsveränderung, vorzugsweise oberhalb einer definierten Konzentrationsschwelle, der eingebrachten Gase ermittelt wird. Weiters ist es vorteilhaft, wenn Gase zur Entgiftung der Messkammer und/oder des Messobjektes und/oder zur Anreicherung des Stoffes bis zu einer definierten Konzentrationsschwelle innerhalb der Messkammer in die Messkammer eingebracht werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens wird erreicht, indem durch Umrechnung der Messwerte die Realkonzentration im Messobjekt bzw. die Konzentration der Blutgase, insbesondere unter Berücksichtigung der in der Umgebung erfassten und/oder der in die Messkammer eingebrachten Gase, bestimmt wird.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Gases kann vorteilhaft durch Messung der Zeit der Messung bis zur Detektion des Stoffes über den Abstand des Sensors zum Messgegenstand bestimmt werden und mit der Ausbreitungsgeschwindigkeiten kann der zu bestimmenden Gase verglichen und so das konkret vorliegende Gas bestimmt werden.

Vorteilhaft ist es weiters, wenn, insbesondere durch eine Absaugvorrichtung, ein Unterdruck zur Beschleunigung der Ausgasung aus dem Messgegenstand in der Messkammer erzeugt wird. Die Menge des Abgesaugten Gases kann einfach vorgegeben werden, wenn der Volumenstrom durch die Absaugungsvorrichtung, vorzugsweise mittels einer Klappe oder eines Drehtellers, einstellbar ist. Vorteilhaft kann weiters vorgesehen sein, dass die Absaugungsvorrichtung insbesondere ein Heizelement umfasst und/oder ein Beschleunigungspotential ausbildet.

Die Dosierung eines Stoffes kann verbessert werden, wenn nach der erfolgten Messung abhängig von dem hierbei ermittelten Gehalt des Stoffs innerhalb des Messgegenstands eine Dosis für die Verabreichung einer Wirksubstanz und/oder einer Mischung von Wirksubstanzen an den Messgegenstand bestimmt wird, und insbesondere dass diese Wirksubstanz in der durch die Messung ermittelten, vorzugsweise konstanten, Dosis, vorzugsweise in vorgegebenen Zeitabständen, verabreicht wird. Eine alternative, vorteilhafte Ausbildung der Messkammer sieht vor, dass die Innenseite der Ausnehmung oder der Messkammer zumindest teilweise mit einem leitfähigen Material beschichtet ist, das die Kontaktelektroden bildet. Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass in oder an zumindest einer Wandung der Messkammer zumindest zwei, vorzugsweise abgerundete, Kappenstifte, insbesondere mit Federung, derart angeordnet sind,

- dass bei Auflage der Sensoranordnung auf den Messgegenstand eine Messung zwischen den beiden Kontaktelektroden erfolgen kann, oder

- dass insbesondere die Kontaktelektroden zwei in der Abdeckkappe angeordnete Elektroden kontaktieren.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Sensoranordnung sieht vor, dass in der Messkammer zumindest eine Substanzeinbringungseinheit vorgesehen ist,

- wobei mittels der Substanzeinbringungseinheit ein Kontrastmittel und/oder ein Fluoreszenzmittel und/ oder ein Desinfektionsmittel in die Messkammer einbringbar ist.

Um weiters eine vorteilhafte Messung der Fluoreszenz des Stoffes oder in den Stoff eingelagerter Partikel durchführen zu können, kann in der Messkammer weiters ein Fluoreszenzsensor angeordnet sein.

Eine unbedenkliche Verwendung und Entsorgung der Sensoranordnung wird erreicht, wenn die Messkammer maus einem biologisch abbaubaren Material und/oder mehreren biologisch abbaubaren Materialien besteht und/oder

wenn das Material der Messkammer zerstörungsfrei auf zumindest 60°C aufheitzbar, ist um Viren und anderer Keime ohne Zerstörung der Messkammer beseitigen zu können.

Eine vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung sieht vor die Sensoranordnung zur Bestimmung der Blutgase einer Person oder eines Tiers heranzuziehen. Um eine Verunreinigung der Messkammer und eine Verfälschung der Messung zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass die Messstelle vor und/oder nach der Messung desinfiziert wird.

Eine weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor eine erfindungsgemäße Sensoranordnung zur Ermittlung des Gehalts von Stoffen des Blutkreislaufes eines Fötus oder der Plazenta oder in den Milchdrüsen mittels Messung an den Brüsten zu verwenden. Eine weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor eine erfindungsgemäße Sensoranordnung zur Ermittlung des Alkoholgehalts und/oder illegaler Substanzen und/oder Drogen im Blut, insbesondere über die Haut, oder zur Ermittlung des Blutzuckerspiegels, insbesondere über die Haut, zu verwenden.

Weitere Vorteile und Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. Die Erfindung ist im Folgenden anhand von besonders vorteilhaften, aber nicht einschränkend zu verstehenden, Ausführungsbeispielen in Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben:

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4a zeigt eine alternative Ausführungsform der vierten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 zeigt eine fünfte alternative Ausführungsform der in Fig. 4 dargestellten Sensoranordnung, Fig. 6 zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfindung, Fig. 7 zeigt eine siebte Ausführungsform der Erfindung, Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Sensoranordnung 10 gemäß der Fig. 1 bis 7 mit einer Abdeckkappe, Fig. 9 zeigt eine achte Ausführungsform der Erfindung, Fig. 10 zeigt eine neunte Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1 1 zeigt eine zehnte Ausführungsform der Erfindung, Fig. 12 zeigt eine elfte Ausführungsform der Erfindung, Fig. 13 zeigt eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 14 zeigt ein erfindungsgemäßes Messgerät. Fig. 15 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Sensors mit einem Grundkörper aus Al ₂ 0 ₃ mit einer rauen Oberfläche, Fig. 16 eine Ausführungsform der Erfindung mit feinkörnigem Al ₂ 0 ₃ als Trägermaterial eines Trägerkörpers und geringer Oberflächenrauhigkeit, Fig. 17 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors mit einer Vielzahl von Elektroden, Fig. 18 eine Ausführungsform der Sensoren mit einer Salzbeschichtung, Fig. 19 eine Ausführungsform der Sensoren analog zu Fig. 18 mit tieferen durchgängigen Poren, die beispielsweise durch Ätzen oder Einbrennen mittels eines Lasers erreicht werden, Fig. 20 eine Ausführungsform der Sensoren mit Durchströmungskanälen. Eine weitere besondere Ausführungsform der Sensoren ist in den Fig. 21 , 21 a, 21 b und 22 dargestellt Fig. 23 eine Ausführungsform der Sensoren in Draufsicht mit zwei Elektroden und einer Vielzahl von zwischen diesen Elektroden angeordneten Poren, Fig. 24 eine mögliche Seitenansicht der in Fig. 23 dargestellten Ausführungsform der Sensoren, Fig. 25 eine weitere Variante der in Fig. 23 dargestellten Ausführungsform der Sensoren in einer Seitenansicht und Fig. 26 eine dritte Variante der in Fig. 23 dargestellten Ausführungsform der Sensoren in einer Seitenansicht, Fig. 27 bis 32 zeigen verschiedene Ausbildungen der Kontaktelektroden, Fig. 33 zeigt eine Ausführungsform der Sensoranordnung mit einem Steg, Fig. 34. zeigt eine erfindungsgemäße Sensoranordnung mit durchgehendem Steg, Fig. 35 zeigt die Draufsicht der Ausführungsform gemäß Fig. 34, Fig. 36 zeigt eine Ausführungsform der Sensoranordnung mit vier Teilbereichen, Fig. 37 und 38 zeigen zwei Ausführungsformen der Abdeckung, Fig. 39 zeigt eine Ausführungsform eines Drehtellers, Fig. 40 zeigt eine Weiterbildung der Ausführungsformen eins bis sieben mit in der Stirnwand integrierten Sensoren.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellungsform einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10. Die Sensoranordnung 10 weist eine Messkammer 3 auf, die quaderförmig ausgebildet ist und an fünf der sechs Flächen durch eine Wandung 31 eines Gehäuses der Sensoranordnung 10 begrenzt ist. An der sechsten Fläche der quaderförmigen Messkammer 3 ist eine Öffnung ausgebildet, die die Messkammer 3 mit der Umgebung der Sensoranordnung 10 verbindet. Die Sensoranordnung 10 umfasst einen Feuchtigkeitssensor 2, der innerhalb der Messkammer 3 angeordnet ist und an der der Öffnung der Messkammer 3 gegenüberliegenden Fläche der quaderförmigen Messkammer 3 angeordnet ist. Mit dem Feuchtigkeitssensor 2 ist die Feuchtigkeit innerhalb der Messkammer 3 messbar. Die Sensoranordnung 10 umfasst weiters einen weiteren Sensor 4, der ebenfalls an der der Öffnung gegenüberliegenden Fläche der quaderförmigen Messkammer 3 in der Umgebung des Feuchtigkeitssensors 2 angeordnet ist und den Gehalt zumindest eines Stoffes innerhalb der Messkammer 3 bestimmt. Dem Feuchtigkeitssensor 2 und dem Sensor 4 ist eine Verarbeitungseinheit 40 nachgestellt, der die erfassten Messwerte des Sensors 4 und des Feuchtigkeitssensors 2 zugeführt sind. Die Verarbeitungseinheit 40 ist bei dieser Ausführungsform über eine elektrische Leitung 6 jeweils mit dem Feuchtigkeitssensor 2 und dem Sensor 4 verbunden. Der durch den Sensor 4 ermittelte Gehalt des Stoffes innerhalb der Messkammer 3 wird durch die Verarbeitungseinheit 40 in Relation zu der ermittelten Feuchtigkeit des Feuchtigkeitssensors 2 gesetzt und dadurch der Gehalt des Stoffes innerhalb eines Messgegenstandes normiert bzw. ermittelt.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10, die auf einen Messgegenstand 5, bei dieser Ausführungsform die Haut einer Person, aufgesetzt ist. Die Messkammer 3 ist bei dieser Ausführungsform kuppeiförmig ausgebildet, wobei die Grundfläche der Messkammer 3 auf dem Messgegenstand 5 aufliegt. Aus dem Messgegenstand 5 tritt kontinuierlich Dampf oder Dunst, der einen Stoff enthält, aus. In der Messkammer 3 ist der Feuchtigkeitssensor 2 und der Sensor 4 im Bereich der Krümmung der Messkammer 3 gegenüber der Öffnung bzw. der Grundfläche angeordnet. Der Feuchtigkeitssensor 2 bestimmt die Feuchtigkeit des aus dem Messgegenstand 5 austretenden Dampfs oder Dunsts und der Sensor 4 bestimmt den Gehalt eines Stoffes, der aus dem Messgegenstand 5 im Dampf oder Dunst in die Messkammer 3 eintritt. Die Wandung 31 der Sensoranordnung 10 ist gasdicht ausgebildet und schließt mit dem Messgegenstand 5 gasdicht ab, sodass die Messkammer 3 gasdicht von der Umgebung der Sensoranordnung 10 bzw. der Messkammer 3 getrennt ist. Durch die gasdichte Abdichtung der Messkammer 3 wird ein Eintrag von Stoffen und Feuchtigkeit aus der Umgebung in die Messkammer 3 verhindert. Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 mit einer quaderförmigen Messkammer 3. An der der Öffnung gegenüberliegenden Fläche der Messkammer 3 ist der Feuchtigkeitssensor 2 sowie zwei weitere Sensoren 4a und 4b angeordnet. Die Sensoren 4a und 4b bestimmen den Gehalt eines oder mehrere Stoffe innerhalb der Messkammer 3 und führen der Verarbeitungseinheit 40, mit der sie über elektrische Leitungen 6 verbunden sind, die erfassten Messwerte zu. Die erfassten Messwerte der Sensoren 4a und 4b werden mit der durch den Feuchtigkeitssensor 2 erfassten Feuchtigkeit innerhalb der Messkammer in Relation gesetzt und dadurch der Gehalt eines oder mehrerer Stoffe innerhalb des Messgegenstandes 5 bestimmt. Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10. An der der Öffnung der Messkammer 3 gegenüberliegenden Deckfläche ist ein Feuchtigkeitssensor 2 und drei weitere Sensoren 4a, 4b und 4c angeordnet. Die Sensoren 4a, 4b, 4c können dabei den Gehalt eines oder mehrerer Stoffe innerhalb der Messkammer 3 bestimmen. Die Messkammer 3 weist eine in der Wandung 31 der Messkammer angeordnete Öffnung 32 auf. Die Öffnung 32 durchsetzt die Wandung 31 dabei vollständig und verbindet die Messkammer 3 mit der Umgebung der Sensoranordnung 10. Durch die Öffnung 32 kann ein Teil des in der Messkammer 3 befindlichen Mediums austreten, wobei die Menge des austretenden Mediums über die Abmessung der Öffnung 32 und der Messkammer 3 bestimmt wird. Alternativ können auch mehrere Öffnungen 32 innerhalb der Wandung 31 , insbesondere gleichmäßig über die Seitenfläche der Messkammer 3, verteilt sein.

In bevorzugten Ausführungsformen kann die Öffnung 32 eine Pfropfenform aufweisen und/oder ein Teil der Öffnung 32 einen erweiternden oder verjüngenden Querschnitt aufweisen. Weiters kann die Öffnung 32 auch mit einem Einsatz versehen sein, der beispielweise eingepresst oder eingesetzt wird. Die Einsätze können mit unterschiedlichen Querschnitten oder Querschnittsprofilen versehen sein und so je nach Verwendungszweck Öffnungen mit unterschiedlichen Eigenschaften wechselbar in der Messkammer 3 verwirklichen.

Fig. 4a zeigt eine weitere Ausführungsform der in Fig. 4 beschriebenen Sensoranordnung 10. Innerhalb der Öffnung 32 ist ein Filter 8 angeordnet, der durch dessen Porengröße den Austritt des in der Messkammer 3 befindlichen Mediums definiert. Dabei wird die Porengröße des Filters 8 derart ausgewählt, dass definierte Stoffe innerhalb der Messkammer 3 gehalten werden und andere Stoffe über die Öffnung 32 aus der Messkammer 3 austreten. Der Filter 8 kann dabei Aktivkohle, Fiberglaswolle, Sintermaterial, Keramik, Kunststofffolie mit Poren oder Löchern, Metall wie Edelstahl mit Löchern, Silizium mit Löchern und/oder Germanium mit Löchern aufweisen oder aus diesen Materialien bestehen. Weiters sind andere geeignete aus dem Stand der Technik bekannte Filtermaterialien verwendbar. Alternativ können das Filtermaterial oder der Filter 8 auch wärmeleitfähig oder elektrisch leitfähig sein. Der Filter 8 kann dabei innerhalb der Öffnung 32 angeordnet sein oder diese an deren Anfang oder Ende abdecken. Alternativ können die beschriebenen Filter 8 auch weiters Neutralisatoren oder Bindesubstanzen umfassen. Mit solchen Neutralisatoren können dann beispielsweise Substanzen oder Stoffe direkt unschädlich gemacht werden oder in die Bindesubstanzen eingelagert werden, wodurch ein Austrag von Viren, Bakterien oder anderen Stoffen aus der Messkammer unterbunden werden kann.

In Fig. 5 ist eine alternative Ausführungsform der in Fig. 4 dargestellten Sensoranordnung 10 gezeigt. Die Sensoranordnung 10 weist eine Absaugvorrichtung 9 auf, mit Hilfe derer ein definierter Teil des Volumens des in der Messkammer 3 befindlichen Mediums abgesaugt werden kann. Die Absaugvorrichtung 9 ist bei dieser Ausführungsform innerhalb der Öffnung 32 angeordnet und saugt den Inhalt des Mediums über die Öffnung 32 ab. Die Absaugvorrichtung, kann dabei einen definierten Unterdruck in der Messkammer 2 erzeugen und so die Ausdampfungsrate aus dem Messgegenstand 5 erhöhen bzw. einstellen. Die Sensoranordnung 10 kann weiters wie in Fig. 5 dargestellt auch ein Gaseintragselement 12 aufweisen, über das Gase oder andere Medien in die Messkammer 3 eingebracht werden können. Das Gaseintragselement 12 kann dabei innerhalb der Öffnung 32 oder über eine in der Wandung 31 der Messkammer 3 ausgebildeten Eintragsöffnung 33 angeordnet sein. In alternativen Ausführungsformen der Sensoranordnung 10 kann die Öffnung 32 eine Klappe oder einen Drehteller 61 (Fig. 39) umfassen. Die Klappe oder der Drehteller 61 können dabei in der Öffnung 32, vor der Öffnung 32, also in der Messkammer 3, oder nach der Öffnung 32 angeordnet sein. Mittels der Klappe oder des Drehtellers 61 kann dann je nach Anforderung, die Menge des abgesaugten Volumenstroms, der eingebrachten Umgebungsluft oder der einbrachten Gase geregelt bzw. vorgegeben werden und/oder der Durchtrittsquerschnitt der Öffnung 32 verändert werden. Ein beispielhafter Drehteller ist in Fig. 39 dargestellt. Der Drehteller 61 weist unterschiedliche Öffnungen auf. Durch Verdrehen des Drehtellers 61 um seinen Mittelpunkt wird jeweils eine andere Öffnung mit der Öffnung 32 in Deckung gebracht und so der Durchtrittsquerschnitt verändert. Fig. 6 zeigt eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 mit einem Feuchtigkeitssensor 2, zwei weiteren Sensoren 4a und 4b und einem Temperatursensor 7. Der Feuchtigkeitssensor 2, die Sensoren 4a und 4b und der Temperatursensor 7 sind innerhalb der Messkammer 3 angeordnet und liegen der auf dem Messkörper 5 aufgelegten Öffnung der Messkammer 3 gegenüber. Der Feuchtigkeitssensor 2, die Sensoren 4a und 4b und der Temperatursensor 7 sind mit der Verarbeitungseinheit 40 verbunden und führen die erfassten Messwerte der Verarbeitungseinheit 40 zu. Der Temperatursensor 7 erfasst dabei die Temperatur innerhalb der Messkammer 3 und übermittelt diese an die Verarbeitungseinheit 40. Der Temperatursensor 7 hat vorzugsweise eine Ansprechgeschwindigkeit von weniger als 100ms. So kann neben der Feuchtigkeit 3 bei der Bestimmung eines Gehalts eines Stoffes innerhalb des Messgegentandes 5 auch die Temperatur in herangezogen werden. Die Sensoranordnung 40 weist weiters einen Speicher 41 auf, in dem die Temperaturwerte, der durch die Sensoren 4a, 4b ermittelte Gehalt eines oder mehrerer Stoffe und/oder die Feuchtigkeitswerte abgespeichert und zur Verfügung gehalten werden können. Weiters kann die Sensoranordnung 10 auch eine Echtzeituhr aufweisen, die nach vordefinierten Zeitintervallen die Messwerte der Sensoren 4a und 4b, des Temperatursensors 7 und/oder des Feuchtigkeitssensors 2 abspeichert oder diese von der Verarbeitungseinheit 40 verarbeitet werden. Fig. 7 zeigt eine siebte Ausführungsform der Erfindung. Die Messkammer 3 weist einen Feuchtigkeitssensor 2 und zwei Sensoren 4a und 4b auf, mit denen der Gehalt eines oder mehrerer Stoffe innerhalb des Messgegentandes 5 bestimmt wird. Die Sensoranordnung 10 weist weiters einen Umgebungssensor 13 auf, der der Umgebung der Sensoranordnung 10 bzw. der Messkammer 3 zugewandt ist und die Bestimmung der Feuchtigkeit, der Temperatur und/oder des Gehalts eines oder mehrerer Stoffe in der Umgebung der Sensoranordnung 10 ermöglicht. Der Umgebungssensor 13 ist mit der Verarbeitungseinheit 40 verbunden und übermittelt die erfassten Umgebungsmesswerte an die Verarbeitungseinheit 40. Der Umgebungssensor 13 kann dabei einen analogen Aufbau zu dem in der Messkammer 3 angeordneten Feuchtigkeitssensor 2, den Sensoren 4a, 4b oder dem Temperatursensor 7 aufweisen. Mit Hilfe des Umgebungssensors 13 können somit auch die Feuchtigkeit, die Temperatur und/oder der Gehalt eines oder mehrerer Stoffe in der Umgebung der Sensoranordnung 10 berücksichtigt werden und in die Bestimmung des Gehalts eines oder mehrerer Stoffe innerhalb des Messgegenstandes 5 miteinbezogen werden.

Wie in Fig. 40 dargestellt kann bei den in den Fig. 1 bis 13 dargestellten Ausführungsformen auch ein Sensor 4 oder mehrere Sensoren 4a, 4b,... in der Stirnseite 36 der Wandung 31 bzw. der Messkammer 3 angeordnet sein. Bei Aufsetzen der Messekammer 3 auf den Messgegenstand 5 tritt dann die Stirnseite 36 in direkten Kontakt mit dem Messgegenstand 5 bzw. der Haut. Die in der Stirnseite 36 angeordneten Sensoren 4a, 4b,... können beispielsweise Temperatursensoren oder ein pH-Sensor sein, die beim Kontakt die Temperatur bzw. den pH-Wert des Messgegenstandes bzw. der Haut erfassen.

Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße Sensoranordnung 10 gemäß der Fig. 1 bis 7 und Fig. 40. Die Messkammer 3 der Sensoranordnung 10 ist durch eine Abdeckkappe 20 abgedeckt, wobei die Öffnung der Messkammer 3 durch die Abdeckkappe 20 vollständig abgedeckt ist. Die Abdeckkappe 20 liegt auf dem Messgegenstand 5 auf und trennt die Messkammer 3 von dem Messgegenstand 5. Die Stirnwand 21 der Abdeckkappe 20 liegt auf dem Messgegenstand 5 auf und ist durchlässig ausgebildet. Die Abdeckkappe 20 kann dabei für Strahlung, Dampf, Feuchtigkeit, Partikel, Gase und/oder Licht durchlässig ausgebildet sein. Die Abdeckkappe 20 kann dazu, insbesondere im Bereich der Stirnwand 21 eine Anzahl von, insbesondere dampfdurchlässigen oder gasdurchlässigen, Femto-, Pico-, Nano,- oder Mikrolöchern 14 aufweisen, durch die Dampf oder Gas von dem Messgegenstand 5 in die Messkammer 3 einströmen können. Alternativ kann die Sensoranordnung 10 auch durch eine Abdeckung 60 abgedeckt sein. Die Abdeckung 60 kann dabei auch wie die beschriebene Abdeckkappe 20 ausgestaltet sein.

Bei alternativen Ausführungsformen können die Abdeckkappe 20 oder die Abdeckung 60 auch wie in Fig. 37 und 38 dargestellt, Ausnehmungen, Nano,- oder Mikrolöchern in unterschiedlichen Bereichen der Stirnwand mit unterschiedliche Abmessungen aufweisen.

Weiters kann die Abdeckkappe 20 oder die Abdeckung 60 derart ausgebildet sein, dass die Abdeckkappe 20 oder die Abdeckung eine geringe Masse und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, wodurch die Abdeckkappe 20 oder die Abdeckung 60 die Temperatur des Messobjekts, insbesondere der Haut, sehr rasch annimmt. Dies bewirkt weiters, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit oder andere Eigenschaften der Gase nicht durch eine etwaige Abkühlung durch das Material der Abdeckkappe 20 oder der Abdeckung 60 verändert wird.

Fig. 9 zeigt eine achte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10. Der Feuchtigkeitssensor 2 und die zwei Sensoren 4a, 4b sind innerhalb der Messkammer 3 auf einem gemeinsamen Träger 22, bei dieser Ausführungsform einer Platine, angeordnet. Alternativ zu den gezeigten Ausführungsformen kann der Feuchtigkeitssensor 2 und/oder die weiteren Sensoren 4a, 4b... und/oder der gemeinsame Träger 22 auch an anderen Teilen der Wandung 31 der Messkammer 3 angeordnet sein. Fig. 10 zeigt eine neunte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10, bei der die Messkammer 3 durch eine Öffnung 35 mit dem Messgegenstand 5 verbunden ist, wobei der Dampf enthaltend einen Stoff von dem Messgegenstand 5 über die Öffnung 35 in die Messkammer 3 eintritt. Innerhalb der Öffnung 35 kann ein Filter 8 angeordnet sein, der einen Teil der aus dem Messgegenstand 5 austretenden Stoffe ausfiltert bzw. zurückhält und so deren Eintrag in die Messkammer 3 verhindert. Weiters kann bei dieser Ausführungsform eine Öffnung 32 innerhalb der Wandung 31 ausgebildet sein, die die Messkammer 3 mit der Umgebung der Sensoranordnung 10 verbindet und den Austrag des innerhalb der Messkammer 3 befindlichen Mediums ermöglicht. Weiters kann innerhalb der Öffnung 32 ein Filter 8, wie in Fig. 4a gezeigt, angeordnet sein, der bestimmte Stoffe aus der Messkammer 3 ausfiltert.

Vorzugsweise sind die beschriebenen Filter 8 der Ausführungsformen wärmeleitfähig und/oder elektrisch leitfähig ausgebildet. Ein benötigter Austausch des Filters 8 kann dann beispielsweise über die Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit des Filters 8 erkannt werden.

Alternativ zu den in den Fig. 1 bis 10 gezeigten ersten bis neunten Ausführungsformen 1 kann die Messkammer 3 auch andere Formen, beispielsweise eine Glocken, Kugel oder Pyramidenform aufweisen. Der Feuchtigkeitssensor 2 kann bei den gezeigten Ausführungsformen als Sensor zur Feststellung des transepidermalen Wasserverlusts ausgebildet sein und den transepidermalen Wasserverlust der Haut einer Person feststellen. Der Sensor 4 oder die Sensoren 4a, 4b, 4c,... können gleichartig ausgebildet sein und den Gehalt eines einzigen Stoffes detektieren oder derart ausgebildet sein, dass der Gehalt mehrerer Stoffe bestimmt wird. Der Sensor 4 oder zumindest einer der Sensoren 4a, 4b, 4c kann bei den gezeigten ersten bis neunten Ausführungsformen ein Photomultiplier, insbesondere ein Mikro-Photomultiplier, ein Gassensor und/oder ein Partikelsensor und/oder Molekülsensor und/oder ein optischer Sensor und/oder ein pH- Sensor sein.

Der Feuchtigkeitssensor 2 kann weiters auch als Sensor zur Feststellung des Skin Surface Water ausgebildet sein. Vorzugsweise liegt die Ansprechgeschwindigkeit des Feuchtigkeitssensors 2 oder des Sensors zur Feststellung des Skin Surface Water im Bereich von 0,5ms bis 1 ms, vorzugsweise zwischen 1 ms und 200ms. Skin Surface Water ist das Wasser das sich auf der Hautoberfläche befindet. Dieses verändert sich je nach Temperatur, Schweißbildung oder kann extern beispielsweise durch Cremes oder andere Stoffe auf die Haut aufgebracht werden. Um Skin Surface Water messen zu können, ist eine rasche Ansprechgeschwindigkeit des Sensors vorteilhaft, da sonst das Skin Surface Water mit dem Wasser das den Messgegenstand oder die Haut verlässt vermischt wird und nicht mehr fehlerfrei bestimmt werden kann.

Die Größe der Messkammer 3 kann bei den gezeigten Ausführungsformen variieren, wobei der Querschnitt der Messkammer 3 bevorzugt eine Breite zwischen 1 mm und 6 mm aufweist und eine Länge zwischen 1 mm und 6 mm aufweist. Der Abstand der Sensoren 4a, 4b des Temperatursensors 7 des Feuchtigkeitssensors 2 und/oder der Trägerplatte 22 vom Ende der Messkammer bzw. der Öffnung der Messkammer 3 beträgt vorzugsweise 0,2 mm bis 2 mm. In der Messkammer 3 können die Sensoren 4a, 4b, 4c, ...als Sensorenpaare oder nebeneinander anliegend oder in einem Abstand zueinander in einer oder mehreren Reihen angeordnet sein. Die Abmessung des gemeinsamen Trägers 22 und/oder die Abmessung der durch die Sensoren 4a, 4b, 4c, ... gebildete Fläche kann vorteilhaft eine Breite zwischen 1 mm und 6 mm und eine Länge zwischen 1 mm und 6 mm aufweisen.

Fig. 11 zeigt eine zehnte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10. Innerhalb der Messkammer 3 ist ein Träger 22 mit dem Feuchtigkeitssensor 2 und zwei Sensoren 4a, 4b angeordnet. Weiters weist die Sensoranordnung 10 eine Wärmequelle 14 auf, die innerhalb der Messkammer 3 angeordnet ist. Die Wärmequelle 14 ist bei dieser Ausführungsform als Peltierelement ausgebildet, kann aber alternativ auch eine Heizspule oder eine andere aus dem Stand der Technik bekannte Wärmequelle sein. Über die Wärmequelle 14 kann die Temperatur innerhalb der Messkammer 3 vorgegeben werden oder Wärme ausgehend von der Wärmequelle 14 auf das Messobjekt 5 abgegeben werden. Durch die Vorbestimmung der Temperatur kann eine Ausdampfungsrate aus dem Messgegenstand 5 erzwungen werden und dadurch beispielsweise eine erhöhte Ausbringung des durch die Sensoren 4a, 4b gemessenen Stoffes oder der gemessenen Stoffe erhöht oder vorgegeben werden. Weiters kann über die Wärmequelle 14 die Messkammer 3, deren Wandung 31 , sowie die in der Messkammer 3 angeordneten Sensoren 4a, 4b, der Feuchtigkeitssensor 2, gegebenenfalls der Träger 22, oder andere in der Messkammer 3 befindliche Sensoren erhitzt werden. Durch die Erhitzung der Messkammer 3 kann diese vor oder nach Benützung sterilisiert werden und von ungewünschten Stoffen befreit werden.

Zusätzlich können bei den gezeigten Ausführungsformen auf dem Träger 22 Isolierungen, Fräsungen oder Luftschlitze ausgebildet sein, die eine thermische Trennung der Sensoren 4a, 4b,.. untereinander und/oder zu den anderen Sensoren wie dem Temperatursensor oder dem Feuchtigkeitssensor bewirken.

In Fig. 12 ist eine elfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 dargestellt. Innerhalb der Messkammer 3, bei dieser Ausführungsform an der dem Messgegenstand 5 gegenüberliegenden Innenseite der Messkammer 3, ist eine Lichtquelle 15 oder Strahlungsquelle mit vorgegebenem Spektrum und ein optischer Sensor 18 angeordnet. Die Lichtquelle 15 oder Strahlungsquelle ist auf den von der Messkammer 3 abgeschlossenen Bereich der Oberfläche des Messgegenstandes 5 gerichtet und strahlt Licht in einem definierten Spektrum an die Oberfläche des Messgegenstandes 5 ab. Der optische Sensor 18 ist ebenfalls auf den von der Messkammer 3 abgeschlossenen Bereich der Oberfläche des Messgegenstandes 5 gerichtet und das Spektrum des optischen Sensors 18 überlappt mit dem optischen Spektrum der Lichtquelle 15 in einem Überschneidungsbereich. Der Überschneidungsbereich der beiden Spektren der Lichtquelle 15 und des optischen Sensors 18 ist dabei derart ausgewählt, dass die Absorption oder Reflektion bei Vorhandensein eines Stoffes innerhalb der Messkammer 3 gegenüber der Absorption oder Reflektion bei Fehlen des Stoffes im Überschneidungsbereich erhöht oder verringert ist. Das Spektrum der Leichtquelle 15 kann dabei sichtbares aber auch nicht sichtbares Licht umfassen. Fig. 13 zeigt eine zwölfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10. Die Messkammer 3 ist in drei Teilbereiche 34a, 34b und 34c unterteilt. Im Teilbereich 34a sind zwei Sensoren 4a und 4b an der Wand des Teilbereichs 34a angeordnet. Im Teilbereich 34b sind zwei Sensoren 4e und 4f ebenfalls im Bereich der Wandung des Teilbereichs 34b angeordnet. Im Teilbereich 34c ist der Feuchtigkeitssensor 2, zwei Sensoren 4c und 4d und ein Temperatursensor 7 angeordnet. Die Sensoren 4a, 4b, 4c, 4d, 4e und 4f, der Feuchtigkeitssensor 2 und der Temperatursensor 7 sind jeweils mit der Verarbeitungseinheit 40 verbunden und liefern dieser die erfassten Messwerte. Mit Hilfe der zwölften Ausführungsform (Fig. 13) kann beispielsweise eine Atemgasmessung erfolgen, indem die Sensoranordnung 10 in der Mundhöhle platziert wird und so Gase entlang der Luftröhre erfasst werden können. Die unterschiedlichen Teilbereiche der Messkammer 3 ermöglichen damit eine unterschiedliche Detektion von Stoffen an unterschiedlichen Positionen.

Alternativ zu der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform sind viele andere Variationen der Teilbereiche der Messkammer oder der Messkammer 3 selbst denkbar. Beispielsweise könnten die Teilbereiche gasdicht voneinander getrennt sein und zwei unabhängige Messkammern 3 ausbilden.

In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Sensoranordnung 10 können kann die erfindungsgemäße Sensoranordnung 10 um zwei Kontaktelektroden 37 erweitert werden, die in zumindest einer Wandung 31 der Messkammer 3 angeordnet sind. Die Kontaktelektroden 37 sind dabei vorzugsweise an der Stirnseite 36 der zur Umgebung gewandten Fläche der Messkammer 3, die auf den Messgegenstand 5 aufgelegt wird, angeordnet. Im aufgelegten Zustand der Sensoranordnung auf dem Messgegenstand 5 ermöglichen die Elektroden über den Messgegenstand eine Impedanzmessung.

Weiters können die Kontaktelektroden 37 alternativ zwei in der Abdeckkappe 20 angeordnete Elektroden kontaktieren und über die Abdeckkappe 20 eine Impedanzmessung oder elektrische Stimulation des Messgegenstands ermöglichen.

In den Fig. 27 bis 36 sind verschiedene Ausbildungen der Kontaktelektroden 37 dargestellt. Die Kontaktelektroden 37 können einen kreisförmigen Querschnitt haben und an den Rändern der im Querschnitt rechteckig (Fig. 27) oder kreisförmig (Fig. 28) ausgebildeten Messkammer 3 angeordnet sein. Alternativ können die Kontaktelektroden 37 auch eine Seitenwand der Messkammer 3 (Fig. 29) begrenzen oder auf dieser Seitenwand angeordnet sein oder in die Wandung 31 der Messkammer 3 eingelagert sein (Fig. 30). Bei Kontakt mit dem Messgegenstand liegen die Kontaktelektroden 37, wie bei der in Fig. 31 gezeigten Ausführungsform, mit der Wandung 31 bzw. der Messkammer 3 eben auf dem Messgegenstand auf und erlauben so einen elektrischen Kontakt zur Oberfläche des Messgegenstands. Wie in Fig. 32 gezeigt, können die Kontaktelektroden 37 auch die Wandung 31 der Messkammer 3 bilden. In Kombination mit dem Messgerät 100 bilden die Kontaktelektroden 37 eine elektrische Verbindung zwischen dem Messgerät 100 und dem Messgegenstand und können elektrische Signale vom Messgerät 100 an das Messobjekt oder umgekehrt übertragen. Alternativ kann die Messkammer 3 auch mit einem elektrisch leitfähigen Metall beschichtet sein, dass die Kontaktelektroden 37 bildet.

Eine Weiterbildung der Sensoranordnung 10 sieht vor, dass in oder an zumindest einer Wandung 31 der Messkammer 3 zumindest zwei, vorzugsweise abgerundete, Kappenstifte angeordnet sind. Kappenstifte sind beispielsweise Stifte mit einer abgerundeten Stirnseite oder ähnlich ausgebildete Stifte. Bei Auflage der Sensoranordnung 10 auf dem Messgegenstand 5 kann über die Kappenstifte, die mit den Kontaktelektroden 37 verbunden sind, eine Messung zwischen den beiden Kontaktelektroden 37 erfolgen.

Die Kappenstifte können vorteilhaft auch gefedert sein und so einen zu hohen Druck auf die Haut und damit verbundene Verletzungen verhindern und/oder den gesicherten Kontakt möglicher Abdeckkappen herstellen.

Vorteilhaft können mittels der Kontaktelektroden 37 die Kapazitätsveränderung und/oder Widerstandsveränderung und/oder die Spannungsindizierung und/oder Spannungsänderung zwischen den Kontaktelektroden 37 erfasst werden, und derart das Aufsetzen der Sensoranordnung 10 bzw. der Messkammer 3 auf dem Messgegenstand erkannt werden.

Weiters kann die Sensoranordnung 10 ein Zeitglied oder einen Zeitgeber aufweisen mit dem die sequenzielle Abtastung der Sensoren 4a, 4b, 4c, ... des Feuchtigkeitssensors 2 und oder des Temperatursensors ermöglicht und koordiniert wird. Weiters kann mittels des Zeitgebers auch die Abtastung der einzelnen Sensoren 4a, 4b, 4c .. an die zu messenden Gase bzw. Stoffe angepasst werden und die Gase mit höherer Ausbreitungsgeschwindigkeit oder Diffusionsgeschwindigkeit durch den Messgegenstand 5 oder die Haut schneller oder vor den Gasen mit geringer Ausbreitungsgeschwindigkeit oder Diffusionsgeschwindigkeit durch den Messgegenstand 5 oder die Haut erfasst werden. Fig. 14 zeigt ein erfindungsgemäßes Messgerät 100 mit einer Sensoranordnung 10. Die Sensoranordnung 10 kann dabei entsprechend einer der Ausführungsformen 1 bis 12 (Fig. 1 bis Fig. 13) ausgebildet sein. Fig. 15 zeigt eine erste Ausführungsform eines Sensors 4 mit einem rauen Trägerkörper 42 ausgebildet, der eine Vielzahl von oberflächlich ausgebildeten Aufwölbungen 201 aufweist. Die Aufwölbungen 201 bewirken im Gegensatz zu einer alternativen ebenen Ausführungsform eine Vergrößerung der Oberfläche und ermöglichen dadurch auf nahe dem selben Raum eine höhere Anzahl von Elektroden 41 bzw. Sensoren 4a, 4b, ... anzuordnen bzw. richtungsabhängige Messungen durchzuführen. Der Trägerkörper 42 besteht aus rauem porösem Al ₂ 0 ₃ . In dieser Ausführungsform sind zwei Aufwölbungen 201 dargestellt, von denen die beiden äußeren Aufwölbungen 201 a und 201 c mit einer Metallschicht überzogen sind. Diese Metallschicht wird beispielsweise bei der Herstellung auf den Trägerkörper 42 aufgedampft bzw. aufgesputtert. Die mittlere Aufwölbung 201 b weist aufgrund der inneren Struktur des Trägerkörpers 42 eine poröse Grundstruktur auf, die mit einer Substanz 43, im vorliegenden Fall Natriumchlorid NaCI ausgefüllt ist.

Weiters ist eine Aufbringung der Salzschicht auf den Trägerkörper 42 mittels eines Spraycoating-Verfahrens möglich. Dabei wird das in einem Lösungsmittel gelöste Salz, insbesondere im Vakuum, auf den Trägerkörper 42 aufgesprüht, wobei sich im Bereich oberhalb des Trägerkörpers 42 ein Nebel der Lösung bildet, der sich auf den in Rotation versetzten Trägerkörper 42 niederschlägt und eine sehr dünne Salzschicht 132 ausbildet. Eine weitere Möglichkeit zur Aufbringung von Salz auf den Trägerkörper 42 besteht darin, eine Salzlösung in flüssiger oder gasförmiger Form unter hohem Druck in den Trägerkörper 42 einzusprühen bzw. einzuspritzen. Dabei kann ein positionierbarer Druckkopf zur Ausrichtung des Dampf- bzw. Flüssigkeitsstrahls auf den Trägerkörper 42 verwendet werden. Dabei gelangt die Lösung sehr gut in Poren 44 tiefer Schichten des Trägerkörpers 42. Wie in Fig. 16 dargestellt, weist der Grundkörper eine Anzahl von mehrere Poren 44 verbindenden Kanälen 131 auf, die mit dieser Substanz ausgefüllt sind. Auch die Metallschicht, die die beiden äußeren Aufwölbungen 201 a, 201 c überdeckt, weist eine Anzahl von Poren oder Mikroausnehmungen 133 auf, die mit der Substanz 43 ausgefüllt sind.

Einerseits kann das Metall selbst porös ausgebildet sein. Andererseits weisen viele Metalle eine raue Oberfläche auf, was ausreicht, dass genügend Mikrounebenheiten oder kleine Löcher bestehen, wo das Salz sich verankern kann. Der gesamte Sensor 4, umfassend den Trägerkörper 42, die Metallbeschichtungen auf den beiden äußeren Aufwölbungen 201 a, 201 c sowie die mittlere, mit Salz aufgefüllte Aufwölbung 201 b ist mit einer Salzschicht 132 überzogen bzw. bedeckt. Die Salzschicht 132, die aus Natriumchlorid NaCI besteht, steht mit den mit Salz ausgefüllten Kanälen 131 sowie den in den Ausnehmungen 133 befindlichen Salzanteilen in Verbindung. Die beiden Metallschichten bilden Elektroden 41 , an denen eine Wechselspannung angelegt werden kann, wodurch ein Stromfluss bzw. eine Ladungsverschiebung zwischen den beiden Elektroden 41 gemessen werden kann. Für die äußere Kontaktierung ist es dabei insbesondere vorteilhaft, dass die Salzschicht an der Kontaktstelle mit der äußeren Zuleitung die Elektroden 41 nicht zur Gänze abdeckt, sodass eine unmittelbare Kontaktierung der Zuleitung mit der Metallschicht möglich ist. Die Salzeinbringung ist üblicherweise der letzte Fertigungsschritt. Nachfolgende Schritte zur Aufbringung einer Isolierung sind möglich, wenn die Isolierung wasserdampfdurchlässig ist. Als Elektrodenmaterial wird in dieser Ausführungsform der Erfindung Platin verwendet.

Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei der Trägerkörper 42 eine feinere Oberflächen-Struktur aufweist. Als Trägerkörper 42 wird ein feineres hoch- bzw. totgebranntes Aluminiumoxid Al ₂ 0 ₃ verwendet, das eine geringere Porengröße aufweist, als das gemäß Fig. 15 verwendete Aluminiumoxid. Auf der Oberfläche des aus Aluminiumoxid bestehenden Trägerkörpers 42 sind zwei Elektroden 41 , bestehend aus Gold, angeordnet. Die die Elektroden 41 bildende Goldschicht weist oberflächlich poröse Ausnehmungen 133 auf. Im Bereich 220 des Trägerkörpers 42 zwischen den beiden Elektroden 41 liegt Salz 43' in Kanälen 131 des porösen Trägermaterials des Trägerkörpers 42 vor. Die Goldelektroden müssen nicht porös sein. Es reicht die normale Oberflächenrauigkeit für die Verankerung der Salzschicht 132 auf den Elektroden 41 aus, da Mikrolöcher und Unebenheiten beim Herstellungsprozess der Elektroden 41 auf natürliche Weise entstehen und statistisch verteilt sind. Diese Salzkanäle reichen bis zur Oberfläche des Trägerkörpers 42, an der auch die beiden Elektroden 41 angeordnet, nämlich aufgedampft oder augesputtert sind.

Wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 15 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel der Sensor 4 zur Gänze mit einer Schicht aus Natriumchlorid überzogen. Diese Schicht aus Natriumchlorid steht mit dem in den Kanälen 131 befindlichen Natriumchlorid in Verbindung und füllt auch die Ausnehmungen 133 in den Metallschichten der Elektroden 41 aus. Eine Kontaktierung der Elektroden 41 erfolgt in Analogie zur Ausführungsform der Fig. 15. Optional kann vorgesehen sein, dass die Elektroden 41 durch auf dem Träger 22 ausgebildete Erhebungen und/oder Vertiefungen getrennt sind, sodass eine Vermischung der Substanzen 43 verhindert werden kann. Alternativ kann der Trägerkörper 42 zusätzlich diesen vollständig durchsetzende Poren 44 aufweisen, wobei vorzugsweise ein Teil der Poren 44 durchlässig für den Dampf oder Dunst enthaltend einen Stoff oder für den Stoff selbst sind und nicht oder nur teilweise mit der Substanz 43 gefüllt sind. Im Folgenden wird kurz der Betrieb eines in den Fig. 15 oder 16 dargestellten Sensors 4 beschrieben:

Der Sensor 4 wird mit seinen beiden Elektroden 41 an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen, die auf die beiden Elektroden 41 eine Spannung von etwa 2 mV, typischerweise von 100 mV bis zu 1 V, aufprägt. Die aufgeprägte Wechselspannung hat beispielsweise eine Frequenz von 35 kHz bis 5 MHz. Zur Bestimmung der Kapazität bzw. Konduktanz zwischen den beiden Elektroden 41 kann eine Strommesseinrichtung in Serie mit dem Sensor 4 geschaltet werden.

Trifft nun in der Messkammer 3 gelöstes Feuchtigkeitswasser bzw. Wasserdampf enthaltend einen Stoff auf den Sensor 4 auf, dringt der Stoff in die Salzschicht 132 sowie in die darunter liegenden Poren 44 ein. Durch die Aufnahme des Stoffes in den Poren 44 wird erreicht, dass sich sowohl die Konduktivität als auch die Permittivität lokal in den Kanälen 131 , wie auch in der Salzschicht 132 erhöht. Ferner ändert sich durch die Aufnahme des Stoffes die Porengeometrie, sodass sich die Kapazität bzw. Konduktanz des gesamten Sensors 4 ändert.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 17 dargestellt ist, umfasst eine Vielzahl von Elektroden 41 , die aus einem porösen Material bestehen bzw. aus einem Material bestehen, das oberflächlich Ausnehmungen aufweist. Diese Ausnehmungen sind, wie auch die Poren 44 des Trägerkörpers 42, mit Salz ausgefüllt. Dabei kann über die Aufnahme bzw. den Einbau von Salzkristallen in die Elektroden 41 eine zusätzliche Steigerung der Kapazität bzw. der Konduktanz erzielt werden.

Die Fig. 18 bis 20 zeigen einen Sensor 4, dessen Trägerkörper 42 im Bereich zwischen den beiden Elektroden 41 vollkommen mit Kanälen 131 mit Salz-Beschichtung durchsetzt ist. Der Trägerkörper 42 weist eine Öffnung 81 auf, die bei Auflage auf einen Feuchtigkeit abgebenden Körper einen Analysenraum 83 ausbildet. Diese Öffnung 20 weist, insbesondere die Form einer Wanne auf. Die Größe dieser Wanne determiniert den Analysenraum 83, wobei durchaus unterschiedliche Wannengrößen und Wannenformen möglich sind.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, eine Einrichtung zur Messung der Konduktanz bzw. der Kapazität direkt auf den Trägerkörper 42 zu integrieren. Dabei werden eine Strommesseinrichtung bzw. eine Spannungsquelle auf dem mit dem Trägermaterial des Trägerkörpers 42 in Verbindung stehenden Substrat ausgebildet.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 21 a und 21 b dargestellt. Wesentlicher Unterschied zu der in den Fig. 18 bis 20 dargestellten Ausführungsformen ist, dass im Trägerkörper 42 die wannenförmigen Öffnungen 212, 213 vorgesehen sind, die einander am Trägerkörper 42 gegenüber liegen. Bei beiden wannenförmigen Öffnungen 212, 213 ist der poröse Unterbereich jeweils bis zu einer vorgegebenen Tiefe mit Salz 43' befüllt. Weiters weisen beide Wannen in ihrem Bodenbereich eine Salzschicht 132 auf. Zwischen dem Trägerkörper 42 und der Salzschicht 132 ist eine Vielzahl von kammförmig angeordneten Elektroden 41 vorgesehen. Die kammförmige Anordnung der Elektroden 41 ist dabei in Fig. 21 b dargestellt, wobei an jeder der beiden Seiten des in Fig. 21 a dargestellten Sensors 4 jeweils zwei ineinander verzahnte kammförmige Elektroden 41 an der Oberfläche des Trägerkörpers 42 unterhalb der Salzschicht angeordnet sind. Die Endbereiche 47 der Elektroden 41 bilden die Anschlüsse des Sensors 4. Jeder in Fig. 17a dargestellte Sensor weist dabei jeweils vier Anschlüsse auf, nämlich zwei Anschlüsse 47 für jede der beiden Seiten.

Alternative können die Beschriebenen Elektroden auch als 41 auch als ionenselektive Feldtransitoren ISFET, ionenselektive Elektroden oder parallel zueinander angeordnete gerade Elektroden ausgebildet sein.

In den Fig. 23 bis 26 sind unterschiedliche Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Sensors in Draufsicht sowie in Seitenansicht dargestellt. Dabei sind die Elektroden 41 durch Metallquader ausgebildet, zwischen denen sich das poröse Material des Trägerkörpers 42 befindet. Die Ausführungsformen der Fig. 24, 25 und 26 weisen grundsätzlich die gleiche Draufsicht; wie in der Fig. 23 dargestellt, auf.

Bei der in Fig. 26 dargestellten Ausführungsform befindet sich das Trägermaterial des Trägerkörpers 42 sowohl im Bereich unterhalb der Elektroden 41 sowie auch im Bereich unmittelbar zwischen den Elektroden 41 . Salz ist im Wesentlichen in die Poren 21 1 im Trägermaterial des Trägerkörpers 42 zwischen den Elektroden 41 eingebracht. Lediglich einzelne Poren im Bereich unterhalb der beiden Elektroden 41 sind mit Salz ausgefüllt. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in Fig. 25, zeigt die beiden Elektroden 41 , die auf einen Trägerkörper aufgesetzt, das heißt aufgedampft oder aufgesputtert sind. Im unmittelbaren Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden befindet sich eine oberflächlich am Trägerkörper anhaftende, außerhalb der Poren befindliche Salzschicht. Im Bereich unterhalb dieser Salzschicht sind die Poren mit dem Salz 43' ausgefüllt.

Eine weitere Ausführungsform, dargestellt in Fig. 26, zeigt einen Sensor 4 mit zwei Elektroden 41 , die auf einen Trägerkörper 42 aufgebracht sind. Im Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden 41 kann die Umgebungsluft direkt zum Trägerkörper 42 strömen. Die Poren 44 im Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden 41 sind mit Salz 43 ausgefüllt.

Die Sensoren 4a, 4b, 4c,.... können als Gassensoren, Partikelsensoren oder Molekülsensoren ausgebildet sein, wobei aus dem Stand der Technik bekannte Gassensoren, Partikelsensoren oder Molekülsensoren verwendet werden können. Bevorzugt sind die Sensoren 4a, 4b, 4c, ... derart ausgebildet dass folgende Gase detektiert werden können:

Ammoniak NH ₃ , Antimonwasserstoff SbH ₃ , Argon Ar, Arsenfluorid AsF ₅ , Arsin AsH ₃ , Bis(fluoroxy)perfluormethan CF ₄ 0 ₂ , Bismutan BiH ₃ , Bortrichlorid BCI ₃ , Bortrifluorid BF ₃ , Bromchlordifluormethan CBrCIF ₂ , Bromchlorid BrCI, Bromdifluorethylen C ₂ HBrF ₂ , Bromdifluormethan CHBrF ₂ , Bromdifluorphosphan PBrF ₂ , Bromethen C ₂ H ₃ Br, Bromethin C ₂ HBr, Bromfluormethan CH ₂ BrF, Bromheptafluorpropan C ₃ BrF ₇ , Brompentafluorethan C ₂ BrF ₅ , Bromtrifluorethen C ₂ BrF ₃ , Bromtrifluormethan CF ₃ Br, Bromwasserstoff HBr, Butadien C ₄ H ₆ , Butadiin C ₄ H ₂ , Butan-iso C ₄ H ₁₀ , Butan-n C ₄ H ₁₀ , Buten-1 C ₄ H ₈ , Buten-2-cis C ₄ H _S , Buten-2-trans C ₄ H ₈ , Butin-1 C ₄ H ₆ , Carbonylboran BH ₃ CO, Carbonylfluorid COF ₂ , Carbonylselenid COSe, Carbonylsulfid COS, Chlor Cl ₂ , Chlorcyan CICN, Chlordifluoramin NCIF ₂ , Chlordifluorethan C ₂ H ₃ CIF ₂ , Chlordifluorethen-2-1 ,1 C ₂ HCIF ₂ , Chlordifluormethanluormethan CHCIF ₂ , Chlordifluorphosphan PCIF ₂ ,

Chlordifluorphosphoroxid POCIF ₂ , Chlordioxid CI0 ₂ , Chlorethan C ₂ H ₅ CI, Chlorethen C ₂ H ₃ CI, Chlorethin C ₂ HCI, Chlorfluorid CIF, Chlorfluormethan CH ₂ CIF, Chlorheptafluorpropan-2 C ₃ CIF ₇ , Chlorhexafluorpropan-1 -1 ,1 ,2,3,3,3 C ₃ HCIF ₆ , Chlorhexafluorpropan-2-1 ,1 ,1 ,3,3,3 C ₃ HCIF ₆ , Chlormethan CH ₃ CI, Chlormonoxid Cl ₂ 0, Chlorofluorethan-1 -1 C ₂ H ₄ CIF, Chlorpentafluoraceton C ₃ CIF ₅ , Chlorpentafluorethan C ₂ CIF ₅ , Chlorpentafluorid CIF ₅ , Chlorpentafluorpropen-2-1 ,1 ,3,3,3-1 C ₃ CIF ₅ , Chlortetrafluorethan-1 -1 ,1 ,2,2 C ₂ HCIF ₄ , Chlortetrafluorethan-2-1 ,1 ,1 ,2 C ₂ HCIF ₄ , Chlortrifluorethan-1 -1 ,1 ,2 C ₂ H ₂ CIF ₃ , Chlortrifluorethen C ₂ CIF ₃ , Chlortrifluorgermanium, GeF ₃ CI, Chlortrifluorid CIF ₃ , Chlortrifluormethan CCIF _3, Chlortrifluorsilan CIF ₃ Si, Chlorwasserstoff HCl, Chlorylfluorid CI0 ₂ F, Chloryltrifluorid CI0 ₂ F _3, Cyclobutan C ₄ H _8, Cyclobuten C ₄ H _6, Cyclopropan C ₃ H _6, Cyclopropen C ₃ H _4, Deuterium D _2, Diazomethan CH ₂ N ₂ , Diboran B ₂ H _6, Dichlordifluorgerman GeF ₂ CI _2, Dichlordifluormethan CCI ₂ F _2, Dichlordifluorsilan CI ₂ F ₂ Si, Dichlorfluormethan CHCI ₂ F, Dichlorfluorphosphan PCI ₂ F, Dichlorsilan SiH ₂ CI ₂ , Dichlortetrafluorethan-1 ,1 C ₂ CI ₂ F _4, Dichlortetrafluorethan-1 ,2 C ₂ CI ₂ F _4, Difluoramin NHF _2, Difluordiazin-cis N ₂ F _2, Difluordiazin-trans N ₂ F _2, Difluordioxid F ₂ 0 _2, Difluorethan-1 ,1 C ₂ H ₄ F _2, Difluorethan-1 ,2 C ₂ H ₄ F _2, Difluorethen-1 ,1 C ₂ H ₂ F _2, Difluorethen-cis- 1 ,2 C ₂ H ₂ F _2, Difluorethen-trans-1 ,2 C ₂ H ₂ F _2, Difluormethan CH ₂ F _2, Difluorpropan-1 ,1 C ₃ H ₆ F _2, Difluorpropan-2,2 C ₃ H ₆ F _2, Dimethylamin C ₂ H ₇ N, Dimethyldiazin-cis C ₂ H ₆ N _2, Dimethyldiazin- trans C ₂ H ₆ N ₂ , Dimethylether C ₂ H ₆ 0, Dimethylperoxid C ₂ H ₆ 0 _2, Dimethylpropan-2,2 C ₅ H ₁₂ , Dimethylsilan C ₂ H ₆ Si, Disilan Si ₂ H _6, Disilylmethan, CH ₈ Si _2, Distickstoffmonoxid N ₂ 0, Distickstofftrioxid N ₂ 0 ₃ , Ethan C ₂ H ₆ , Ethenon C ₂ H ₂ 0, Ethin C ₂ H ₂ , Ethinylsilan C ₂ H ₄ Si, Ethoxytrifluorsilan C ₂ H ₅ F ₃ OSi, Ethylamin C ₂ H ₇ N, Ethylen C ₂ H _4, Ethylenoxid C ₂ H ₄ 0, Ethylmethylether C ₃ H ₈ 0, Ethylnitrit C ₂ H ₅ N0 _2, Ethyltrifluorsilan C ₂ H ₅ F ₃ Si, Fluor F _2, Fluorbutadien-2-1 ,3 C ₄ H ₅ F, Fluorcyan CFN, Fluorethan C ₂ H ₅ F, Fluorethen C ₂ H ₃ F, Fluorformaldehyd CHFO, Fluormethan CH ₃ F, Fluornitrat FN0 _3, Fluorperchlorat FCI0 _4, Fluorpropan-1 C ₃ H ₇ F, Fluorpropan-2 C ₃ H ₇ F, Fluorpropen-2 C ₃ H ₅ F, Fluorpropen-3 C ₃ H ₅ F, Fluorwasserstoff HF, Formaldehyd CH ₂ 0, Gallan GaH _3, German GeH _4, Germaniumfluorid- IV GeF _4, Helium He, ³ He, Heptafluorpropan-1 ,1 ,1 ,2,3,3,3 C ₃ HF _7, Hexafluoraceton C ₃ F ₆ 0, Hexafluorbutadien-1 , 1 ,2,3,4,4-1 , 3 C ₄ F ₆ . Hexafluorbutin-1 ,1 ,1 ,4,4,4-2 C ₄ F ₆ . Hexafluorcyclobuten C ₄ F _6, Hexafluorethan C ₂ F _6, Hexafluormethandiamin CF ₆ N _2, Hexafluorpropan-1 ,1 ,1 ,2,2,3 C ₃ H ₂ F _6, Hexafluorpropan-1 ,1 ,1 ,2,3,3 C ₃ H ₂ F _6, Hexafluorpropan- 1 ,1 ,1 ,3,3,3 C ₃ H ₂ F _6, Hexafluorpropan-1 ,1 ,2,2,3,3 C ₃ H ₂ F _6, Hexafluorpropen C ₃ F _6, Hexafluorpropylenoxid C ₃ F ₆ 0, Hexafluortrifluormethylpropan-1 ,1 ,1 ,3,3,3-2 C ₄ HF _9, lodheptafluorid IF ₇ . lodwasserstoff Hl, Kohlendioxid C0 ₂ , ¹³ C0 _2, Kohlenmonoxid CO, Krypton Kr, Luft-trocken — , Methan CH _4, Methanthiol CH ₄ S, Methylamin CH ₅ N, Methylarsin CH ₅ As, Methylbromid CH ₃ Br, Methylchlorsilan CH ₅ CISi, Methylcyclopropan C ₄ H _8, Methylgerman CH ₆ Ge, Methylnitrit CH ₃ N0 _2, Methylphosphin CH ₅ P, Methylsilan CH ₆ Si, Methylstannan CH ₆ Sn, Methyltrifluormethylether C ₂ H ₃ F ₃ 0, Methylvinylether C ₃ H ₆ 0, Monochlorsilan SiH ₃ CI, Neon Ne, Nitrilchlorid N0 ₂ CI, Nitrilfluorid N0 ₂ F, Nitrosylbromid NOBr, Nitrosylchlorid NOCI, Nitrosylfluorid NOF, Octafluorbuten-1 -1 ,1 ,2,3,3,4,4,4 C ₄ F _8, Octafluorcyclobutan C ₄ F _8, Octafluorpropan C ₃ F _8, Octafluortetrahydrofuran C ₄ F ₈ 0, Oxalsäuredinitril C ₂ N _2, Ozon 0 _3, Pentafluorethan C ₂ HF _5, Pentafluormethoxyethan- 1 ,1 ,1 ,2,2-2 C ₃ H ₃ F ₅ 0, Pentafluorpropan-1 ,1 ,1 ,2,2 C ₃ H ₃ F _5, Pentafluorpropan-1 ,1 ,1 ,2,3 C ₃ H ₃ F ₅ . Pentafluorpropan-1 , 1 ,1 , 3,3 C ₃ H ₃ F _5, Perchlorylfluorid CIF0 ₃ . Perfluorbutan C ₄ F ₁₀ . Perfluorbuten-2 C ₄ F _8, Perfluordimethoxymethan C ₃ F ₈ 0 _2, Perfluorethylvinylether C ₄ F ₈ 0, Perfluorisobutan C ₄ F _10, Perfluorisobuten C ₄ F _8, Perfluormethylvinylether C ₃ F ₆ 0, Perfluoroxetan C ₃ F ₆ 0, Phosgen COCI _2, Phosphoniumchlorid PH ₄ CI, Phosphorchloridtetrafluorid PCIF _4, Phosphordibromtrifluorid PBr ₂ F _3, Phosphorpentafluorid PF _5, Phosphortrifluorid PF _3, Phosphorwasserstoff PH _3, Phosphorylchlorid POF _3, Phospordichlortrifluorid PCL ₂ F _3, Propadien C ₃ H _4, Propadiendion-1 ,2-1 ,3 C ₃ 0 _2, Propan C ₃ H _8, Propen C ₃ H _6, Propin C ₃ H _4, Radon Ra, Sauerstoff 0 _2, Sauerstoffdifluorid OF ₂ , Schwefelbrompentafluorid SBrF _5, Schwefelchlorpentafluorid SCIF _5, Schwefeldioxid S0 _2, Schwefelhexafluorid SF _6i Schwefelpentafluoridhypofluorit F ₅ SOF, Schwefeltetrachlorid SCI _4, Schwefeltetrafluorid SF ₄ , Schwefelwasserstoff H ₂ S, Selendioxidifluorid Se0 ₂ F _2, Selenhexafluorid SeF _6, Selenwasserstoff H ₂ Se, Silan SiH ₄ , Siliciumtetrafluorid SiF _4, Stickstoff N ₂ , Stickstoffmonoxid NO, Stickstofftrifluorid NF ₃ . Sulfurylfluorid S0 ₂ F ₂ , Tellurhexafluorid TeF ₆ , Tellurwasserstoff TeH _2, Tetraboran B ₄ H _10, Tetrafluordiboran B ₂ F _4, Tetrafluordimethylether-1 ,1 ,1 ',1 ' C ₂ H ₂ F ₄ 0, Tetrafluorethan-1 ,1 ,1 ,2 C ₂ H ₂ F _4, Tetrafluorethan- 1 ,1 ,2,2 C ₂ H ₂ F _4, Tetrafluorethen C ₂ F _4, Tetrafluorhydrazin N ₂ F _4, Tetrafluormethan CF _4| Tetrafluorpropen-2,3,3,3 C ₃ H ₂ F _4i Thionylfluorid SOF _2, Thiophosphorchloriddifluorid PSCIF _2i Thiophosphortrifluorid PSF ₃ . Thiothionylfluorid SSF ₂ . Trichlorfluorsilan SiCI ₃ F, Trifluoracetonitril C ₂ F ₃ N, Trifluoracetylchlorid C ₂ CIF ₃ 0, Trifluoraminoxid NOF _3, Trifluorbutan-1 ,1 ,1 C ₄ H ₇ F _3, Trifluorethan-1 ,1 ,1 C ₂ H ₃ F _3, Trifluorethan-1 ,1 ,2 C ₂ H ₃ F _3, Trifluorethen C ₂ HF _3, Trifluoriodmethan CF ₃ I, Trifluormethan CHF _3, Trifluormethyldifluormethylether C ₂ HF ₅ 0, Trifluormethylschwefelpentafluorid CF ₈ S, Trifluormethylsilan CH ₃ F ₃ Si, Trifluormethyltetrafluorethylether-1 ,1 ,2,2 C ₃ HF ₇ 0, Trifluorpropan-1 ,1 ,1 C ₃ H ₅ F _3, Trifluorpropan-1 ,2,2 C ₃ H ₅ F _3, Trifluorpropen-3,3,3 C ₃ H ₃ F _3, Trifluorpropin-3,3,3-1 C ₃ HF _3, Trifluorsilan SiHF _3, Trimethylamin C ₃ H ₉ N, Trimethylbor C ₃ H ₉ B, Trimethylsilan C ₃ H ₁₀ Si, Vinylacetylen C ₄ H _4, Wasserstoff-n H _2, Wasserstoff-p H _2, Wolframhexafluorid WF _6, Xenon Xe, Zinntetrahydrid SnH _4,

In Tabelle 1 ist in Spalte eins eine Auswahl von Substanzen 43 die der Sensor 4 aufweisen kann dargestellt wobei Spalte zwei die damit detektierbaren Stoffe zeigt.

Tabelle 1 :

Substanz 43 Messbarer Stoff

• Mit Kobaltchlorid versetztes Silicagel Feuchtigkeit

(Blaugel), welches sich bei

Feuchtigkeitseinfluss nach violett bzw.

pink verfärbt.

• Salze

• leitfähiges Polymer

pH-Indikatoren (Säure-Base-Titrationen) pH-Wert

z.B. Lackmus, Bromthymolblau oder

Phenolphthalein.

Auch biologische Stoffe verwendbar:

Einbringung von Rotkohlsaft in den Sensor als

pH-Indikator.

Potentiometrischen Selektionskoeffizienten

auch andere Stoffe wie H+, Li+, Na+, K+, Rb+,

Cs+, NH4+, Mg ² +, Ca ² +, Sr ² +, Ba ² + etc

bestimmt werden können.)

z.B. Na+ selektive PVC Membran mit Kalium

lonophoren für K+

Micro: Elektrogravimetrie, dazu wird um die Kupfer, Blei Silber, Zinn, Nickel, Zink

Poren oder rund um den Filter eine Kathode

und eine Anode angebracht vorzugsweise aus

Platin.

PMT: 283,32nm und 405,78nm Pb

MOX (Metalloxid- Halbleiter) z.B. Zin(IV)-oxid Sauerstoff

(Sn0 ₂ ) Zinkoxid, Titanoxid oder organische

Halbleitermaterialien wie PePTCDI

Infrarot Gassensor; C0 ₂

Chemischer Gassensor: Beschichtungen:

Polymer- oder Heteropolysiloxane

Pellistor, z.B. gewickelter Platindraht Wasserstoff

eingebettet in Keramik Perle oder Silizium mit

μιτι Membran , Platinelektroden

Enzyme (biochemischer Katalysator) Beispiel Katalase: katalysiert die Reaktion von

• Gruppe 1 : Oxidoreduktasen zwei Molekülen Wasserstoffperoxid zu

Sauerstoff und zwei Molekülen Wasser und ist

• Gruppe II : Transferasen

somit am Abbau von reaktiven

• Gruppe III: Hydrolasen Sauerstoffspezies beteiligt. Sie benötigt

• Gruppe IV: Lyasen (Synthasen) Hämeisen (sprich Eisen), daraus lässt sich

Eisenmangel feststellen.

• Gruppe V: Isomerasen

• Gruppe VI : Ligasen (Synthetasen)

Enzym Glucose-Oxidase (GOx), Hefe und/oder Glucose

Boronsäure,

Alkalien(Oxiden, Natronkalk) Hormone

PMT (200-260nm) Lithium

amorphem Kohlenstoff Narkosemittel Propofol

Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung des Gehalts eines Stoffs innerhalb eines Messgegenstands beispielhaft beschrieben, wobei die Sensoranordnungen der Fig. 1 bis 13, das Messgerät der Fig. 14 oder die Sensoren der Fig. 15 bis 26 bevorzugt herangezogen werden:

Fig. 3 zeigt eine Sensoranordnung 10 die auf einem Messgegenstand 5, bei dieser Ausführungsform die Haut einer Person, aufgebracht wird. Die Wandung 31 der Messkammer 3 liegt gasdicht auf dem Messgegenstand bzw. Haut auf und bildet somit eine gasdichte Messkammer 3 aus. Aus der Haut bzw. dem Messgegenstand 5 treten kontinuierlich Wasserdampf und andere Stoffe aus, die in der Messkammer 3 angereichert werden. Je nach Wert des transepidermalen Wasserverlusts (TEWL) Wert werden mehr oder weniger Partikel oder Gase aus der Haut abgeben. Der Feuchtigkeitssensor 2 erfasst den Feuchtigkeitswert innerhalb der Messkammer 3 und übermittelt diesen an die Verarbeitungseinheit 40, beispielsweise einen MikroController. Die Sensoren 4a und 4b erfassen den Wert eines Stoffes innerhalb der Messkammer 3, beispielsweise Schwefel und Kohlendioxid, und leiten diese erfassten Werte auch an die Verarbeitungseinheit 40 weiter. Die Verarbeitungseinheit 40 bestimmt mittels der durch den Feuchtigkeitssensor 2 gemessenen Feuchtigkeit den TEWL-Wert und Normiert diesen auf vordefinierte Bedingungen, z.B. 20°C, 40% Luftfeuchtigkeit. Damit können spezielle Räumlichkeiten wo Messungen bei identen Messbedingungen erfolgen, um die Vergleichbarkeit der Messwerte zu erreichen, entfallen. Durch die Verarbeitungseinheit 40 kann dann mittels des TEWL-Wertes und entsprechende Referenzmessungen oder an dem Messgerät 100 hinterlegte Umrechnungstabellen der Gehalt des Stoffes, z.B. des Kohlendioxid und/oder des Schwefels, berechnet werden. Alternativ der Messgegenstand 5 auch direkt menschliches oder tierisches Blut oder andere Körperflüssigkeiten sein.

Wie zu Fig. 6 beschrieben kann durch eine entsprechende Messanordnung 10 eine Messung der Temperatur innerhalb der Messkammer 3 erfasst werden und diese mit den Feuchtigkeitswerten zusätzlich zur Berechnung der Blutgase oder des Gehalt eines Stoffes im Messgegenstand 5 herangezogen werden oder als separater Temperaturwert abgespeichert werden. Optional können auch die in der Umgebung der Messkammer 3 befindlichen oder in die Messkammer 3 eingebrachten Gase oder Stoffe berücksichtigt werden. Weiters ist vorgesehen, dass mittels einer Kamera oder eines in der Sensoranordnung integrierten optischen Sensors 18 ein Bild von der Lage der Messkammer 3 während der Messung aufgenommen wird und dieses zur Beurteilung der richtigen Messbedingungen, insbesondere der richtigen Lage bzw. der Messstelle selbst herangezogen wird.

Hier kann beispielsweise die Lage der Messkammer 3 oder deren Orientierung vorzugsweise durch automatisierte Bilderkennung von Umrissen und Objekten im Kamerabild ermittelt werden.

Weiters ist vorgesehen, dass über ein Absaugvorrichtung 9 (Fig. 5) ein definierter Teil des Inhalts bzw. ein definiertes Volumen der Messkammer 3, beispielsweise über die Öffnung 32 oder 33 abgesaugt wird und so eine Anreicherung ungewünschter Stoffe oder einer steigende Konzentration eines zu messenden Stoffes verhindert wird. Die Absaugung kann insbesondere über einen Filter 8 erfolgen um einen Austrag bestimmter Stoffe zu vermeiden. Alternativ zu der momentan Messung des Gehalts eines Stoffes innerhalb der Messkammer 3 kann auch währende der Dauer der Messung der zeitliche Verlauf des Gehalts des Stoffes, insbesondere eine Gaskonzentration, aufgezeichnet und erfasst werden. So kann der zeitliche Verlauf zur Beurteilung der Ausdampfungsrate oder der Aufnahme oder Abgabe eines Stoffes durch den Messgegenstand 5 herangezogen werden. Ebenfalls ist eine Messung des Gehalts eines Stoffes, der Feuchtigkeit oder andere Werte innerhalb der Messkammer 3 in zeitlich definierten Intervallen möglich, wodurch beispielsweise die Veränderung der Ausdampfungsrate bestimmt werden kann.

Weiters können durch Mittelwertbildung pulsierende Störeinflüsse, wie Muskelkontraktionen oder Hautreaktionen infolge externer Einflüsse wie zB Wind, herausgefiltert werden.

Weiters ist vorgesehen, dass durch eine in der Messkammer 3 angeordnete Wärmequelle 14 eine Ausdampfungsrate des Messgegenstandes bzw. der Haut einer Person oder eines Tieres vorgegeben wird. Dazu kann beispielsweise die Temperatur auf einen bestimmten Wert erhöht werden oder ein Temperaturprofil in der Messkammer 3 erzwungen werden. Vorteilhaft kann abhängig von der Art des Messgegenstands die Maximaltemperatur und die Wärmeinbringung pro Zeit beschränkt sein, um eine Verletzung der Haut oder Beschädigung des Messgegenstands zu vermeiden.

Nach oder vor der Messung kann die Messkammer 3, die Sensoren 4a, 4b, der Feuchtigkeitssensor 2 oder andere in der Messkammer 3 befindliche Objekte mittels einer Wärmequelle wie einem Peltierelement erhitzt werden und so eine Sterilisierung bzw. Desinfektion der Messkammer 3 erfolgen. Weiters kann, insbesondere mittels eines Umgebungssensors 13, die Feuchtigkeit, Temperatur und/oder der Chlorgehalt, insbesondere Abnahmerate des Chlors, und/oder das Skin Surface Water, der Gehalt eines Stoffes in der Umgebung der Messkammer 3 bzw. des Messgegenstandes 5 ermittelt werden und diese zur Berechnung des Gehalts eines oder mehrerer Stoffe im Messgegenstand 5 berücksichtigt werden. Dies kann beispielsweise durch Differenzmethode erfolgen.

In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beispielsweise über ein Gaseintragselement 12 Gas oder ein definierter Stoff in die Messkammer 3 eingebracht werden und so die Messung der Konzentrationsveränderung der eingebrachten Gase ermittelt wird. Weiters kann alternativ oder zusätzlich die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Gases oder des Stoffes durch Messung der Zeitdauer von Beginn der Messung bis zur ersten Detektion des Stoffes ermittelt werden. Über die bestimmte Zeitdauer kann dann, über den bekannten Abstand des Sensors 4 zum Messgegenstand, die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Gases oder des Stoffes bestimmt werden, welche dann mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der zu bestimmenden Gase verglichen wird.

In Tabelle 1 ist eine Auswahl von Gasen genannt, die beispielsweise gemessen werden. Jedes dieser Gase weist eine andere Ausbreitungsgeschwindigkeit auf. Um festzustellen welches Gas bestimmt wird, wird zumindest ein selektiver Sensor für den Stoff den das Gas enthält herangezogen. Aus dem Vorhandensein dieses zumindest einen Stoffes und der bestimmten Ausbreitungsgeschwindigkeit kann dann auf das exakte Gas und dessen Konzentration rückgeschlossen werden.

Alternativ können zwei oder mehr Stoffe, die in einem Gas enthalten sind, gemessen werden, um mehr Vergleichswerte zu erfassen und beispielsweise eine nicht so genaue Ausbreitungsgeschwindigkeitsmessung kompensieren zu können.

In einer Ausführungsform werden plastische Eigenschaften kubisch raumzentrierter Metalle, wie α Eisen, verwendet, um Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt in Bereichen von wenigen ppm und kleiner zu bestimmen. Durch Messung des Realteils der Anfangspermeabilität in Abhängigkeit von der Zeit nach vorhergehender Entmagnetisierung der Sensoren und/oder der Messkammer wird die magnetische Orientierungsnachwirkung von Kohlenstoff in α-Eisen gemessen. c «= ohlens toUcenzemtfalion in at-pprn.l

Dabei wird die Permeabiltät über die Zeit an mehreren Zeitpunkten gemessen, wobei für die jeweiligen Zeitpunkte auch bestimmt wird, wie groß die Änderung Δμ der Permeabiltät im Vergleich zu einem vorangehenden Zeitpunkt, vorzugsweise mit einem konstanten zeitlichen Abstand zum Messzeitpunkt, ist.

Diese Änderung Δμ hängt von der Konzentrationsveränderung des zu messenden Stoffs im Bereich des Sensors gegenüber dem letzten Messzeitpunkt ab. Aus diesem Grund lässt sich durch Summierung der einzelnen ermittelten Konzentrationsänderungen die gesamte Konzentration des Stoffs im Sensor ermitteln. Die Konzentrationsänderungen hängen weiters von einer experimentell bestimmten Konstante (siehe Formeln oben), von der Ausprägung der Messkammer sowie von der maximalen Permeabilität des Materials des Sensors bei maximaler Sättigung mit dem zu messenden Stoff ab.

5 Die Konzentrationsänderung c _[C] bzw. c _[N] für Kohlenstoff bzw. Stickstoff werden mit den beiden vorstehend genannten Formeln ermittelt. Durch die vorstehend genannte Vorgehensweise wird auch berücksichtigt, dass der betreffende Sensor eine nicht verschwindende Permeabilität aufweist, auch sich wenn kein zu messender Stoff im Bereich des Sensors befindet.

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Der Stickstoff der Umgebungsluft kann beispielsweise zum Anfangszeitpunkt bestimmt werden und entsprechend abgezogen werden, um nur die Abgabe des Stickstoffs des Messobjektes zu bestimmen. Die Messung der magnetischen Nachwirkung erlaubt eine einfache Bestimmung von Kohlenstoff und Stickstoffkonzentrationen.

Eine weitere Ausführungsform verwendet Nichtdispersive Infrarotsensoren (NDIR), wobei durch Bildung des Integrals der Durchlässigkeit des zu untersuchenden Gases für Infrarotstrahlung über die Zeit und durch die Peak-Flächenbestimmung auf das Element oder den Stoff und deren Konzentration geschlossen werden kann.

0

Insgesamt kann bei allen hier dargestellten Messmethoden vorgesehen sein, dass die Abtastrate an die zu erwartende Änderungsrate der Konzentration angepasst ist. Bei der Analyse der Ausdampfung der Haut ist es von Vorteil, wenn eine Abtastrate im Bereich von mehr als 1 MHz, insbesondere von mehr als 100 MHz verwendet wird.

5

Bei geringen zu messenden Gaskonzentrationen oder geringen Stoffkonzentrationen ist vorteilhaft, wenn mittels des Gaseintragselements 12 ein definierter Anteil des zu messenden Stoffes in die Messkammer 3 eingebracht wird und so die Mindestkonzentration bzw. Nachweisschwelle oder definierten Konzentrationsschwelle0 des jeweiligen Sensors 4 überschritten wird und erst dann die Konzentrationsveränderung der zu messenden Gase beobachtet, ermittelt oder herangezogen wird.

Weiters kann mittels des Gaseintragselements 12 eine Entgiftung der Messkammer 3 durch Einbringung eines desinfektions- oder Neutralisierungsmittels erreicht werden.c

Ein weiterer alternativer Schritt des Verfahrens sieht vor, dass nach der erfolgten Messung der Konzentration bzw. des Gehalts eines oder mehrerer Stoffe abhängig von dem hierbei ermittelten Gehalt des Stoffs innerhalb des Messgegenstands eine Dosis für die Verabreichung einer Wirksubstanz und/oder einer Mischung von Wirksubstanzen an den Messgegenstand bestimmt wird. Die bestimmte Dosis kann dann weiters beispielsweise als Basis für die Verabreichung einer Wirksubstanz dienen. Weiters kann die ermittelte Dosis ebenfalls über eine vorgegebene Zeitdauer oder in vorgegebenen Zeitabständen an den Messgegenstand abgegeben werden.

Ermittlung des Gehalts von Stoffen des Blutkreislaufes eines Fötus oder der Plazenta: Die Plazenta vergrößert sich mit fortschreitendem Wachstum des Fötus und besteht aus einem kindlichen Anteil und einem mütterlichen Anteil. Die mütterliche Plazenta ist mit dem Fötus über die Nabelschnur verbunden. Der Embryo bezieht aus dem Blut der Mutter Sauerstoff, Nährstoffe und Flüssigkeit, Abfallprodukte aus dem kindlichen Stoffwechsel werden über die Plazenta zurückgeleitet. Die beiden Blutkreisläufe sind durch eine dünne Membran voneinander getrennt, sodass sich das mütterliche und das kindliche Blut nicht miteinander mischen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Sensoranordnung 10 bzw. das Messgerät 100 zur Messung des Gehalts von Stoffen in der Plazenta ausgebildet. Dazu sind in der Messkammer 3 bevorzugt folgende Sensoren angeordnet:

ein Feuchtigkeitssensor 2 bzw. TEWL Sensor,

eine Temperatursensor 7,

- weiters sind die Sensoren 4a, 4b, 4c, 4d,... als

o Schwermetallsensoren (z.B. Pb, As, Cd),

o Alkoholsensoren,

o Sensoren zur Detektion von Viren und Bakterien,

o Sensoren zur Detektion von Gasen, wie Sauerstoff, Kohlendioxid usw. ausgebildet.

Das Messgerät 100 bzw. die Sensoranordnung 10 wird auf den Bauch der Mutter vorzugsweise auf den Bereich des Bauchs über der Plazenta oder alternativ auf die Brust der Frau, vorzugsweise auf die Milchdrüsen, aufgesetzt. Die Lage der Plazenta kann dabei zuvor mittels Ultraschall bestimmt werden um eine optimale Lage bzw. eine optimale Messstelle in Relation zur Plazenta zu erhalten. Bevorzugte Messstellen zur Messung sind am Bauch in der Nähe der Plazenta wo sich das Baby eingenistet hat bzw. der Bereich der Haut an den Brustwarzen sowie oberhalb der Milchgänge um bei schwangeren Rückschlüsse auf den Fötus zu ermöglichen und eine nicht invasive Untersuchung des Föten. Dabei können die Abfallprodukte aus dem kindlichen Stoffwechsel gemessen werden, wobei optional die Stoffe der Mutter gemessen werden. Je näher die Messestelle dem Blutkreislauf des Embryos bzw. der Plazenta ist desto genauer sind die erhalteneren Messwerte. Durch Differenzmessungen an zwei Stellen einem Nahe dem Blutkreislauf des Embryos und einer entfernteren Blutkreislaufstelle können optional auch der Gehalt der Stoffe der Mutter bestimmt und berücksichtigt werden.

Ermittlung des Blutzuckerspiegels mit einer Ausführungsform der Sensoranordnung als Glucosemessgerät:

In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 wird ein Glucosemessgerät durch Anordnung eines Feuchtigkeitssensors 2 bzw. eine TEWL Sensors und eines als Glucosesensor ausgebildeten weiteren Sensors 4 in der Messkammer 3 bereitgestellt. Die Temperatur in der Messkammer 3 wird mittels in der Messkammer 3 angeordneter Wärmequelle 15 über eine Schwellentemperatur gebracht um die menschliche Haut zum gezielten Schwitzen zu bringen. Im Schweiß ist u.a. Glucose in gelöster Form enthalten. Mit Hilfe des Sensors 4 wird der Gehalt der Glucose im Schweiß gemessen und an die Verarbeitungseinheit 40 übermittelt. Die Flüssigkeits-, bzw. Schweißmenge wird durch den Feuchtigkeitssensor 2 bzw. den TEWL-Sensor erfasst und ebenfalls an die Verarbeitungseinheit 40 übermittelt. Der Glucosewert kann beispielhaft in folgenden Schritten getrennt oder kombiniert bestimmt werden:

1 ) Erfassung des TEWL-Werts zu Beginn der Messung als Startwert und laufende Messung des TEWL-Werts mit Bestimmung der Differenz zwischen Startwert und aktuellem Wert z.B. durch Differenzmessung,

Bestimmung des Glucosewerts durch Impedanzmessung mittels Enzymen als Beschichtung die sensitiv für Glucose sind z.B. Glucose- Oxidase

3) Bestimmung der Schweißmenge z.B. über definierte Kapillare oder Löcher in der Abdeckkappe 20, der Messkammer 3 oder der Messung der aus der Öffnung 32 abgesaugten Schweißmenge;

Die Glucosebestimmung kann dabei nach folgendem Prinzip erfolgen:

Oxidation von Glucose durch die Glucose-Oxidase, einem Enzym, das die sauerstoffabhängige Oxidation des Ci -Kohlenstoffatoms des Zuckers katalysiert. Dabei entstehen Gluconolacton und Wasserstoffperoxid. Aus dem Lacton entsteht spontan oder enzymatisch durch Gluconolactonase die Gluconsäure. Das Wasserstoffperoxid wird dann in einer nachgeschalteten Farbreaktion zu Wasser reduziert. Diese Farbreaktion wird durch eine Peroxidase (POD) - meist Meerrettichperoxidase - katalysiert. Daher ist auch manchmal vom „GOD/POD-Test" die Rede. Außerdem kann über das gebildete Wasserstoffperoxid mit Hilfe einer elektrochemischen Messung eine Quantifizierung, d.h. eine genaue Konzentrationsbestimmung, der Glucose erfolgen.

Um eine vorteilhafte Menge an Schweiß zu erzielen wird die Temperatur in der Messkammer 3 mittels der Wärmequelle 14 auf zumindest 24°C bevorzugt 25°C erhöht und gehalten. Durch Messung der Umgebungstemperatur und der Umgebungsfeuchtigkeit in der Umgebung der Messkammer, insbesondere mit einem Umgebungsmesser 15, werden die Rahmenbedingungen der Messung bestimmt. Bereits auf der Körperoberfläche befindlicher Schweiß kann durch beispielsweise Bakterien in seinen Inhaltsstoffen verändert sein. Daher wird die Differenz zum bestehenden Schweiß das sogenannte "Add on" vorteilhaft gemessen. Durch eine vorteilhafte Ausbildung der Messkammer 3 oder ein Aufsetzen einer Abdeckkappe 20 kann der bereits auf der Oberfläche befindliche Schweiß beispielsweise durch Druck/Anpressen einer Abdeckung 60 bzw. der Abdeckkappe 20 oder durch Reinigung der Messstelle vor der Messung entfernt werden.

Durch optionale bzw. zusätzliche pH-Messung, mittels eines als pH-Sensors ausgebildeten Sensors 4, kann der Zustand des Messgegenstands 5 bzw. der Haut verbessert bestimmt werden. Durch den pH-Wert können etwaig vorhandene Oberflächenbakterien oder Fehlstellen der Haut zusätzlich bestimmt werden, sodass diese Einflüsse in der Messung berücksichtigt werden oder die Messung an einer anderen, geeigneteren Messstelle wiederholt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist die Messkammer 3 zur Messung des Blutzuckerspiegels oder der Messung von Blutgasen mittels eines offenporigen Keramikträgers oder Silizium mit definierten Löchern oder Kunststofffolie z.B. PETG mit Poren oder Löchern abzudecken oder den Glucosesensor oder allgemein der Sensoren 4a, 4b, 4c, ... damit auszustatten. Der Durchmesser der Poren, Löcher oder Geflechte kann beispielsweise je nach Größe des gewünschten Moleküls gewählt werden (siehe Tabelle 2).

Tabelle 2:

1 nm 1 x10 ^"9 m Durchmesser des Glucose Moleküls

2 nm 2x10 ^"9 m Durchmesser des DNA-helix

5 nm 5x10 ^"9 m Durchmesser des Insulin Moleküls

6 nm 6x10 ^"9 m Durchmesser des Hämoglobin Moleküls

75 nm 7.5x10 ^"8 m Größe eines typischen Virus

200 nm 2x10 ^"7 m Durchmesser des kleinsten Bakteriums Der Durchmesser der Poren oder Mikrolöcher 14 der Abdeckung 60 oder der Abdeckkappe 20 wird vorteilhaft kleiner als 60nm gewählt, damit gesichert kein Virus die Abdeckung 60 passieren kann oder zu den Sensoren gelangt. Ein Wassermolekül hat den Durchmesser von 282 pm = 3x10 ^"10 m und kann somit die Abdeckung 60 bzw. die Abdeckkappe 30 passieren und in die Messkammer 3 gelangen, vorteilhaft kann die Messkammer und/oder Abdeckkappe 20 vor der Messung erhitzt werden, um die Restfeuchtigkeit und den Schweiß/Wasser, Wasserdampf vor der Messung zu entfernen. Für die Normalisierung des TEWL-Wertes wird die Umgebungstemperatur und Umgebungsfeuchtigkeit zusätzlich erfasst. Dieser TEWL-Wert wird TEWLNorml genannt. Dieser TEWL-Norm1 liegt je nach Körperregion im Hautbereich zwischen 4-8 g/m ² h liegen. Der Glucosewert wird mit dem TEWL Wert normalisiert und dann auf den Blutwert normalisiert. Optional wird der Glucosewert auf mehrfache Art gemessen oder durch mehrere Glucosesensoren parallel gemessen werden.

Bei den gezeigten Verwendungen der Sensoranordnung 10 kann optional vorgesehen sein, dass die Messstelle, also der Ort der Messung am Messgegenstand, vor und/oder nach der Messung mittels eines Desinfektionsmittels gereinigt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der gezeigten Ausführungsformen beträgt die Mindestauflagefläche, beispielsweise die Fläche der Stirnseite 36, der Messkammer 3 auf dem Messobjekt zwischen 2mm ² und 30mm ² . Die Größe der Auflagefläche der Messkammer 3 ermöglicht, dass der Messgegenstand oder die Abdeckkappe 20 eine Glättung des Messgegenstandes bewirken, wodurch eine Verformung des Messgegenstands oder der Haut bzw. eine Abstandsänderung des Sensors zur Haut während der Messung verhindert wird.

In weiteren vorteilhaften optionalen Ausführungsformen ist die Messkammer 3 mittels zumindest eines Steges 38 (siehe Fig. 33) oder eines Gitters teilweise abgedeckt. Der

Abstand zwischen dem Steg 38 und der Wandung 31 bzw. zwischen den Gitterelemente beträgt vorteilhaft weniger als 4mm. Durch diese Abdeckung wird ein ungewolltes

Eindringen von Objekten, insbesondere der Haut oder von Fingern, verhindert.

Der Fingerdurchmesser eines Erwachsenen ist größer als 7,5mm, sodass ein derartiger Fingerschutz der Messkammer 3 ermöglicht, dass die kleinsten Strukturen des

Messgegenstandes, insbesondere Fingerkuppen, nicht in die Messkammer 3 gelangen.

Durch eine asymmetrisch ausgebildete Messkammer 3 (Länge und Breite ist unterschiedlich) kann beispielsweise die Fingerkuppe nicht in die Messkammer 3 hineingelangen. Bei größeren Messkammern 3 kann eine Gitterstruktur oder eine Einteilung der Messkammer 3 in Teilbereiche mit jeweils kleinen Abmessungen ebenfalls eine derartige "maximale" Öffnung erzeugen (siehe Fig. 34).

Wie in den Fig. 34 bis 36 gezeigt kann die Messkammer auch mehrere Teilbereiche 34a, 34b, ... aufweisen, die mittels gasdichter Stege 39 bzw Stege 39, die während des Zeitraums der Messung nicht für Gas durchlässig sind, voneinander getrennt sind.

Fig. 35 zeigt hierzu zwei gleich große Teilbereiche 34a, 34b die in der Mitte durch einen Steg 39 getrennt sind. Fig. 36 die in Fig. 35 dargestellte Ausführungsform in Draufsicht. Beide Teilbereiche 34a, 34b sind gleich groß und quadratisch ausgebildet, wobei die Breite bzw. die Länge der Kanten der Teilbereiche 34a, 34b jeweils kleiner als 4 mm ist.

In Fig. 36 ist eine weitere Ausführungsform mit vier Teilbereichen 34a, 34b, 34c, 34d gezeigt. Die einzelnen Teilbereiche 34a, 34b, 34c, 34d sind jeweils durch Stege 39 getrennt und ebenfalls jeweils gleich groß ausgebildet. Jeder der Teilbereiche 34a, 34b, 34c, 34d weist dabei eine maximale Breite und/oder Länge von 4mm auf. Alternativ können aber auch die Teilbereiche 34a, 34b, ... unterschiedliche Abmessungen aufweisen.

Bei Auflage auf den Messgegenstand bilden die Teilbereiche 34a, 34b, ... wiederum gasdicht voneinander getrennte Submesskammern in denen dann optional wieder unterschiedliche Sensoren 4 angeordnet sein können und unterschiedliche Stoffe bzw. Gase delektiert werden können.

Jeder Teilbereich 34a, 34b, ...weist vorteilhaft einen Querschnitt mit einer Breite zwischen 1 mm und 6mm und/oder eine Länge zwischen 1 mm und 6mm auf. Weiters vorteilhaft kann der Abstand der Sensoren 4a, 4b,..., insbesondere der Trägerplatte 22, vom Ende der Teilbereiche 34a, 34b, ... 0,2mm bis 2mm betragen.

Jeder der Teilbereiche 34a, 34b, ... kann optional aus unterschiedlichen Trägermaterialien bestehen, wobei vorteilhaft Halbleiter und Keramische Träger kombiniert werden können und auch auf einen gemeinsamen Träger aufgebracht sein können.

Eine weitere Ausführungsform der Sensoranordnung sieht vor, dass in der Messkammer 3 zumindest eine Substanzeinbringungseinheit vorgesehen ist, wobei mittels der Substanzeinbringungseinheit ein Kontrastmittel und/oder ein Fluoreszenzmittel und/oder ein Desinfektionsmittel in die Messkammer 3 einbringbar ist.

Partikel oder Gase die den Messgegenstand verlassen, können in sehr geringer Anzahl vorhanden sein, beispielsweise mit 0,03 ppm. Um ein einziges oder nur sehr wenige Partikel erkennen zu können, können spezielle Methoden verwendet werden, um diese messtechnisch quantitativ und oder qualitativ zu erfassen. Dies erfolgt beispielsweise, indem eine Substanz über die Substanzeinbringungseinheit, zum Beispiel in Form eines Zerstäubers oder Sprays oder mittels einer Düse, auf den Messgegenstand selbst aufgetragen wird oder als Nanopulver oder Partikel, Gas oder Nebel in die Messkammer 3 eingebracht wird. Sobald der zu messende Partikel oder das Gas diese Substanz oder Substanzen erreicht, wird ein oder mehrere Partikel der Substanz in das zu messende Gas oder den Partikel eingebaut und/oder haftet daran und erlaubt damit eine einfachere Identifizierung und oder Auszählung der Substanz und so eine indirekte Messung des eingelagerten Partikels. Der Vorteil dieser Methode ist, dass die feste und/oder flüssige und/oder gasförmige Substanz unmittelbar vor oder während der Messung aufgebracht wird und daher auch sehr flüchtige Stoffe beinhalten kann.

So kann beispielsweise Hämoglobin in Form einer Koordinationsverbindung zusammenlagert werden, um den Kontrast und die Sichtbarkeit zu erhöhen. Dies erfolgt beispielsweise indem die sauerstoffbindende Häm-Gruppe, wie zB für menschliche Gegenstände Häm b der roten Blutkörperchen, an ein eingebrachtes Eisen-Atom angelagert wird und so das Eisen-Atom ein Kontrastmittel für die Hämoglobinerkennungen bietet. Das Hämoglobin wird dann "eisenhaltiger" und damit leichter detektierbar. Dieses Eisen ermöglicht dann, beispielsweise eine elektrische Messung mittels Leitfähigkeit oder eine Magnetische Messung auf Grund der Anlagerung in die Häm-Gruppe.

Alternativ können andere Metalle auch als Koordinationsverbindung für andere biologische Stoffe eingesetzt werden beispielsweise Aluminium, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Zirkon, Molybdän, Ruthen, Rhodium, Cadmium, Cer, Europium, Gadolinium und Terbium.

Je nach Ausführungsform wird für den zu detektierende Stoff eine geeignete Substanz oder Substanzen ausgewählt die diesen bindet, z.B. in Form von Bausteinen die einen bestimmten Aufbau und Eigenschaften haben und mit dem zu detektierenden Stoff eine Haftung, Reaktion oder ein Einbau erfolgt und damit zumindest eine zu detektierende Eigenschaft positiv verändert.

Diese Substanzen können vorzugsweise Fluoreszenzmittel sein, die dann über eine in der Messkammer angeordneten Fluoreszenzsensor bestimmt werden.

Beispiele von Fluoreszenzmitteln sind:

• halbleitende Polymernanopartikel, Nanopartikel, die vorwiegend aus konjugierten

Polymeren bestehen und Polymerpunkte (P-Punkte), Vorteile: helle Fluoreszenz, eine hohe Emissionsrate, eine ausgezeichnete Photostabilität, kein Blinken und fehlende Toxizität.

• genetisch kodierten Zielproteine

Vorzugsweise kann die Messkammer 3 aus einem Material mit geringer oder keiner Materialausgasung und/oder Materialverlust und/oder einem inertem Material bestehen. Eine Ausgasung von Partikeln oder Molekülen oder eine Aufnahme von Partikeln oder Stoffen aus der Messkammer 3 könnte, abhängig von der Konzentration des zu messenden Stoffes, das Messergebnis verfälschen. Vorzugsweise ist das Material der Messkammer 3 und deren Bestandteile so ausgewählt, dass diese zu keinem Zeitpunkt Partikeln oder Gase einlagern oder ausgasen, da dies unkontrollierbar und nicht reproduzierbar erfolgt und von vielen Umweltbedingungen und inneren Materialbedingungen abhängt. Die Emissionsfreiheit der Messkammer 3 liegt bevorzugt unter 0,5ppm, sodass keine Verfälschungen der Messergebnisse selbst bei kleinsten Konzentrationen der zu messenden Stoffe in der Messkammer 3 erfolgen kann. Bevorzugte Ausführungsformen der Messkammer 3 weisen folgende mechanische und Materialeigenschaften auf:

Die Shore Härte der Messkammer 3 ist, insbesondere größer als 0,1 1 MPa = 0,1 1 N/mm ² , und ermöglicht den Druck bzw. Anpressdruck, der durch die Messkammer 3 auf den Messgegenstand wirkt, standzuhalten ohne Veränderung des Abstandes des Messobjekt zum Sensor zu bewirken.

Eine Kriechstromfestigkeit der Messkammer 3, insbesondere mindestens 120 CTI ermöglicht, verhindert Beeinflussungen der Sensoren auf Grund des Messgegenstandes. Da der Messgegenstand elektrisch geladen sein können oder an ihm eine bestimmte Spannung anliegt und somit wie eine Batterie mit Widerstand und Kondensator parallel zur Messkammer 3 bzw. der Schaltung der Sensoren 4a, 4b, ... wirkt, erhöht die Kriechstromfestigkeit die Sicherheit der Sensoren. In Folge der Verunreinigungen und/oder der Feuchtigkeit des Messobjektes, die auf eine Abdeckkappe und/oder die Messkammer 3 bei Kontakt übertragen werden, wird die Isolation der Abdeckkappe 20 bzw. Messkammer 3 herabgesetzt. Infolge der Elektrostatik können durch die unterschiedlichen Potentiale Sensoren oder Bauteile der Messkammer beeinflusst oder zerstört werden. Die Kriechstromfestigkeit und das Wasseraufnahmeverhalten ist dabei vorteilhaft größer als 120 CTI. Eine Dauerfestigkeit der Messkammer ermöglicht, dass keine Korrosion der Messkammer und damit eine Verfälschung der Messungen einritt. Diese Dauerfestigkeit ist auch beim Wechsel der Abdeckkappe 20 und beim Aufsetzen der Messkammer auf den Messgegenstand für eine Reproduzierbarkeit der Messungen vorteilhaft. Eine Hohe Druckfestigkeit der Messkammer 3 ermöglicht, dass der Druck auf die Messkammer nicht zu einer Veränderung des Abstandes zwischen Messgegenstand und Sensor bewirkt.

Ein Reibungskoeffizient der Messkammer, insbesondere mit einer Reibungszahl von kleiner 0,8 ermöglicht, dass beim Schieben der Abdeckkappe 20 oder der Messkammer 3 auf dem Messgegenstand keine Verletzungen des Messgegenstandes auftreten und die Messkammer 3 auf dem Messgegenstand gleitet. Die Gleitreibung bzw. Haftreibung der Messkammer und/oder Abdeckkappe 20 wird auf den Messgegenstand abgestimmt. Die Glattheit der Abdeckkappe 20 ermöglicht eine einfachere Kontaktierung der Elektroden als auch einen geringen Reibungswiderstand mit dem Messgegenstand.

Eine hohe Wärmekapazität und hohe Wärmeleitfähigkeit der Messkammer 3 ermöglicht es die thermische Energie verteilt auf die Messkammer zu speichern und so eine gleichmäßige Erwärmung der Messkammer 3 zu erzielen, da die meist höhere Temperatur des Messgegenstands zu einer laufenden Erwärmung der Messkammer führt. Weites wird derart ermöglicht, dass die Messkammer und die Sensoren, rasch die Temperatur des Messgegenstandes annehmen und während der Messung keine, möglicherweise störenden, Temperaturschwankungen auftreten. Vorzugsweise nimmt die Messkammer 3 die Temperatur des Messgegenstandes innerhalb von weniger als 10 Sekunden an.

Vorteilhaft ist dabei, dass das Material der Messkammer eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, die größer ist als die Wärmeleitfähigkeit der Gase und/oder Stoffe, für die die Sensoren 4 sensitiv sind. Beispiele für die Wärmeleitfähigkeit der Gase bzw Stoffe sowie des Materials der Messkammer finden sich in Tabelle 3. So sind vorteilhafte Materialien für die Messkammer 3 oder die Wandung 31 sowie deren Wärmeleitfähigkeit aus der Tabelle 3 zu entnehmen.

Tabelle 3: Auszug einer Wärmeleitfähigkeit von Beispielgasen geeigneten Beispielstoffen für die Messkammer

Eine Korrosionsbeständigkeit der Messkammer 3 verhindert, dass das Gewebe des Messgegenstandes nicht beeinträchtigt wird, sowie keine Zersetzung der Messkammer3 erfolgen. Eine Säurebeständigkeit und/oder Laugenbeständigkeit der Messkammer 3 ermöglicht, dass eine gegebenenfalls auf dem Messgegenstand befindliche Säure oder Lauge oder der Messgegenstand selbst die Messkammer 3 nicht angreifen kann. Weiters wird auch die Verwendung von verschiedenen Reinigungsmitteln, die insbesondere in der Messkammer verbliebene Keime beseitigen, ermöglicht

Eine antibakterielle Wirkung der Messkammer 3 oder der antibakteriellen Beschichtung, liegt im Bereich zwischen 1 % und 99,999%. Dies ermöglicht, dass Bakterien die Messkammer 3 nicht besiedeln oder deren Zahl stark reduziert ist, was eine einfachere Reinigung, insbesondere durch Erhitzen, ermöglicht.

Eine Emissionsfreiheit der Messkammer 3, insbesondere zwischen 0 und 0,5ppm, ermöglicht, dass keine Verfälschungen der Messergebnisse in der Messkammer 3 erfolgen.

Eine Toxizitätsfreiheit, insbesondere Schadstofffreiheit, der Messkammer 3, insbesondere weniger als 10ppm oder bei niedrigen zu messenden Partikeln und oder Gasen kleiner als 0,5ppm, ermöglicht, dass der Messgegenstand und oder die zu messenden Gase, Partikel und/oder Stoffe nicht verändert werden. Weiters könnten Toxine in der Messkammer 3 zu einer Reaktion beim Messgegenstand führen und beispielsweise bei der menschlichen Haut zur Ausschüttung zusätzlicher Stoffe oder einer erhöhten Schweißabgabe führen.

Eine Recyclingfähigkeit der Messkammer ermöglicht, dass die Stoffe der Messkammer 3 wiederverwendet oder kompostiert werden können. Vorteilhaft besteht die Messkammer 3 aus einem biologisch abbaubaren Material und/oder Materialien, die insbesondere auf zumindest 60°C aufheizbar sind, um Viren und anderer Keime, die in die Messkammer 3 gelangen, zumindest zu reduzieren oder ganz zu beseitigen. Die Vorteile der Verwendung von biologisch abbaubaren Materialien liegt in der Verrottbarkeit und des unbedenklichen Einsatzes sowie deren Entsorgung. Weiters gilt je höher die Messkammer 3 aufgeheizt wird und je länger diese Temperatur gehalten wird, desto mehr Keime, Viren und Bakterien werden abgetötet und damit eine einwandfreie Kompostierung ermöglicht. Die Aufheizung ermöglicht auch, dass die Verrottung des Materials gezielt beschleunigt werden kann, wenn die Temperatur entsprechend der Wahl des Materials eine bestimmte Schwellentemperatur übersteigt. Eine Hautverträglichkeit der Messkammer ermöglicht, dass Biokompatibilität und/oder Sensitivität und/oder Spezifität erfüllt sind und die Messergebnisse der Sensoren nicht beeinflusst oder beeinträchtigt werden. Weiters kommt es durch den Messgegenstand nicht zu einer Abwehrreaktion und dadurch zu einer unverfälschten Messung. Unter Spezifität wird in diesem Zusammenhang die Wahrscheinlichkeit verstanden, dass Personen, die nicht an der Krankheit leiden, im Test auch als gesund erkannt werden. Unter Sensitivität wird in diesem Zusammenhang die Wahrscheinlichkeit verstanden, dass Personen, die an der Krankheit leiden, im Test auch als krank erkannt werden. Eine biokompatible Ausbildung der Messkammer 3 ist vorteilhaft, da der menschliche oder tierische Messgegenstand die Messkammer 3 erkennt und bei fehlender Biokompatibilität diese ablösen möchte und beispielsweise Schweiß mit darin gelösten Stoffen produziert, um den Fremdkörper zu entfernen. Der Schweiß ist nicht kontrollierbar und kann jegliche Form von Stoffen enthalten, die je nach Toxizität, Sensitivität und Spezifität des Materials der Messkammer unterschiedlich ausfällt, und auch vom Zustand des Messgegenstandes selbst abhängt. Ohne Biokompatibilität der Messkammer ist auch ein Auslösen von Allergien oder Verursachen von Wunden beim Messgegenstand möglich.