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Die Erfindung betrifft die Analyse von Fluiden bzw. Flussigkeiten und insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine Einheit zur Analyse von Abwasser.
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Bei der Lagerung von Mengen an flüssigem oder halbflüssigem Abwasser ist aus verschiedenen Gründen, vor allem in Hinblick auf die Gesundheit der Bevölkerung, eine regelmäßige Überwachung notwendig. Bisher wurde dazu von einem Techniker eine Probe entnommen und anschließend im Labor analysiert. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass es arbeitsaufwendig, teuer und für Bedienungsfehler anfällig ist.
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Die
US 4 089 209 A zeigt ein Analysegerät, das einen Hauptteil hat, der in der zu analysierenden Flüssigkeit positioniert werden kann, und ein fest mit dem Hauptteil verbundenes Steckmodulteil, in dem eine Vorrichtung zum Entnehmen einer Probe aus der Flüssigkeit, eine Vorrichtung zur Übertragung der Probe, sowie eine Einheit zur Übertragung der Daten der Analyse zu einer Prozessvorrichtung, enthaften ist. Der Austausch des Steckmodulteils ist aufwändig und kompliziert.
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Die
WO 97 21 088 A1 zeigt einen Analyseapparat, der einen Hauptteil hat und eine Messboje, die in einer zu analysierenden Flüssigkeit eingetaucht werden kann, wobei Hauptteil und Messboje räumlich voneinander getrennt angeordnet sind. Der Analyseapparat wird dabei in der Installation und Handhabung kompliziert.
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Die
US 4 769 974 A beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Befüllen eines Beutels mittels Vakuumanwendung.
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Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine einfach zu bedienende und zu betreibende Analysevorrichtung zu schaffen, in der die im Analyseverfahren verwendeten Reagenzien auf einfache Weise ersetzt werden können.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Analysevorrichtung gemäß Anspruch 1.
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Die Aspekte und bevorzugten Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen dargelegt, auf die verwiesen wird.
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Erfindungsgemäß umfasst der Analyseapparat einen Körperhauptteil und ein Steckmodulteil, wobei der Körperhauptteil daran angepasst ist, dass er in einer zu analysierenden Flüssigkeit positioniert werden kann und eine Analyse- oder Prozessorvorrichtung umfasst, und der Steckmodulteil eine Vorrichtung zum Entnehmen einer Probe aus der Flüssigkeit, eine Vorrichtung zur Vorhaltung mindestens eines Reagenz und eine Vorrichtung zur Übertragung der Probe und des mindestens einen Reagenz in die Analysevorrichtung, damit die Probe analysiert werden kann, oder zur Übertragung der sich aus der Analyse der Probe innerhalb des Steckmoduls ergebenden Daten zur Prozessorvorrichtung umfasst, und bei dem die Vorrichtung zur Übertragung der Probe und des mindestens einen Reagenz in die Analysevorrichtung ein zugeordnetes Nadelteil umfasst und der Körperhauptteil weiter ein entsprechendes Teil zur Aufnahme der Nadel sowie einen zugeordneten Verbindungsweg zur Analysevorrichtung umfasst, wobei der Körperhauptteil und das Steckmodulteil separate Komponenten sind, welche Fluidkupplungsvorrichtungen aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie miteinander gepaart werden können.
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Obwohl die Vorrichtung fest an einer Wand oder in einem Behälter für das Fluid bzw. die Flüssigkeit befestigt sein kann, und vorzugsweise eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt wird, um die Vorrichtung in die Flüssigkeit zu hängen, vor allem so, dass eine Öffnung zur Entnahme von Proben sich in einer im Wesentlichen festgelegten Tiefe in Bezug zur Oberfläche des Fluids bzw. der Flüssigkeit befindet (dadurch können die Auswirkungen von Schwankungen in der Zusammensetzung der Probe mit der Tiefe verringert werden, so dass man im Vergleich zu einer festgelegten Öffnung zur Entnahme von Proben verlässlichere Messdaten erhält). Besonders vorteilhaft schwimmt die Vorrichtung und umfasst vorzugsweise eine Boje; dies kann den Einsatz einer kompakten Vorrichtung in einem verhältnismäßig unwirtlichen oder unzugänglichen Umfeld ohne größere Schwierigkeiten ermöglichen. Die Boje ist üblicherweise festgebunden und kann eine Vorrichtung aufweisen, mit der sie an einem Halterungspunkt befestigt werden kann. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung auch eine Vorrichtung zum Empfang einer Leistung bzw. von Strom und/oder eine Vorrichtung zur Übertragung eines Signals oder einer Messung; diese Übertragung erfolgt vorteilhafterweise über ein Signalkabel. Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung durch eine Befestigung, vorzugsweise einen Ausleger, der ein Signal- und/oder Stromkabel trägt, mit einem Fixierpunkt verbunden.
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Als Alternative kann die Vorrichtung Signale auch drahtlos, wie z. B. per Funk (z. B. ”Bluetooth”-Protokoll), Infrarot oder Ultraschall übertragen. Die Vorrichtung kann auch Leistung bzw. Strom auf drahtlose Weise empfangen, z. B. durch induktive Leistungsübertragung, Mikrowellen oder Laserstrahlen, oder kann über ausreichende Energieversorgungen verfügen (wie z. B. Batterien oder Treibstoffzellen oder mechanische Stromgeneratoren verfügen, um beispielsweise aus Bewegung (z. B. dem Wellenschlag) Strom zu erzeugen), um die Vorrichtung während eines Zeitraums zwischen den Wartungsintervallen mit Energie zu versorgen. So kann die Vorrichtung in bestimmten Anwendungen eine im Wesentlichen frei schwimmende Boje umfassen und kann auch eine Bewegungsvorrichtung enthalten, mit der die Boje durch das Fluid bzw. die Flüssigkeit bewegt wird. Eine solche Vorrichtung kann auch eine Vorrichtung zur Positionsmessung (z. B. einen GPS-Empfänger) sowie eine Vorrichtung zur Steuerung der Boje umfassen, um einer vorprogrammierten oder per Signal übertragenen Route zu folgen, eine solche Vorrichtung kann besonders nützlich sein, um ein Fluid bzw. eine Flüssigkeit in einem großen Reservoir bzw. Speicher zu überwachen. Wenn die Vorrichtung über ein herausnehmbares Steckmodul verfügt, kann dieses auch eine erweiterbare Stromquelle aufweisen, und die Boje kann in regelmäßigen Abständen zum Austausch des Steckmoduls an einen Wartungspunkt ”zurückbeordert” werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung stellt die Erfindung eine Analysevorrichtung zur Analyse eines Fluids zur Verfügung, umfassend eine Vorrichtung zur Entnahme einer Probe aus dem Fluid bzw. der Flüssigkeit, wobei die Vorrichtung eine Boje mit eingebauter Vorrichtung zur Analyse des Fluids bzw. der Flüssigkeit sowie eine Vorrichtung zur Übertragung der Analyseergebnisse an eine entfernt gelegene Stelle umfasst, wobei der Auftrieb der Boje so ist, dass die Vorrichtung zur Entnahme einer Probe aus dem Fluid bzw. der Flüssigkeit in Bezug auf die Flüssigkeit im Wesentlichen in einer konstanten Tiefe gehalten wird.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt eine Analysevorrichtung zur Verfügung, umfassend einen Körperhauptteil und einen Patronen- bzw. Steckmodulteil, welche während des Einsatzes zusammengesetzt sind, wobei der Körperhauptteil so ausgelegt ist, dass er in einer zu analysierenden Flüssigkeit positioniert werden kann und eine Analysevorrichtung enthält; und der Steckmodulteil eine Vorrichtung zum Entnehmen einer Probe aus dem Fluid umfasst, wobei die Boje eine Vorrichtung zur Übertragung der Probe aus der Entnahmevorrichtung in die Analysevorrichtung umfasst, damit die Probe analysiert werden kann, wobei die Vorrichtung eine entweder auf dem Steckmodulteil oder dem Körperhauptteil befindliche Nadel und eine jeweils auf dem anderen Teil, d. h. dem Körperhauptteil oder Steckmodulteil, befindliche Nadelaufnahmevorrichtung umfasst.
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Ein weiteres unabhängiges Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Analyseboje, die im Analyseverfahren erzeugten toxischen Abfall lagert und aus der der toxische Abfall auf einfache Weise zur Entsorgung entnommen werden kann.
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Eine Ausführungsform der Erfindung stellt eine Analyseboje zur Verfügung, umfassend einen Körperhauptteil und einen Patronen- bzw. Steckmodulteil, welche im Einsatz zusammengesetzt sind, wobei der Körperhauptteil so ausgelegt ist, dass er in einem zu analysierenden Fluid bzw. der Flüssigkeit positioniert werden kann und eine Analysevorrichtung umfasst, und wobei der Steckmodulteil eine Vorrichtung zur Lagerung des Abfallmaterials nach der Analyse umfasst und wobei die Boje eine Vorrichtung zur Übertragung des Abfalls von der Analysevorrichtung zur Lagerungsvorrichtung aufweist.
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Ein weiteres unabhängiges Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Analyseboje, in der eine Analysevorrichtung mit einer relativ kurzen Lebensdauer, wie ein biologischer Sauerstoffsensor, auf einfache Weise ersetzt werden kann.
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Eine Ausführungsform der Erfindung stellt eine Analyseboje zur Verfügung, umfassend einen Körperhauptteil und einen Patronen- bzw. Steckmodulteil, die bei Verwendung zusammengesetzt sind, wobei der Köperhauptteil daran angepasst ist, dass er in einem zu analysierenden Fluid bzw. einer Flüssigkeit positioniert werden kann, und wobei der Steckmodulteil eine Vorrichtung zur Analyse des Fluids bzw. der Flüssigkeit umfasst.
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Die Erfindung erstreckt sich auch auf Patronen bzw. Steckmodule, die in den vorstehend beschriebenen Anordnungen verwendet werden.
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Die Aspekte der Erfindung stellen unabhängig voneinander eine Patrone bzw. ein Steckmodul zur Verfügung, das mit einer Analyseeinheit, vorzugsweise einer Boje, welche eine Vorrichtung zur Analyse eines Fluids bzw. einer Flüssigkeit umfasst, verwendet werden kann, wobei das Steckmodul beliebige der folgenden Bestandteile oder eine Kombination davon umfasst:
- – eine Vielzahl von Fluidkupplungsvorrichtungen, vorzugsweise in Form von Nadeln oder Nadelaufnahmevorrichtungen, die so angeordnet sind, dass sie mit der Komplementärkupplungsvorrichtung auf der Analyseeinheit gepaart werden können, um die zu analysierende Flüssigkeit oder Reagenzien zwischen dem Steckmodul und der Analyseeinheit zu übertragen;
- – einen Vorrat bzw. eine Zufuhr von mindestens einem Reagenz, das von der Analyseeinheit verbraucht werden soll;
- – einen Abfallbehälter, um bei der Analyse erzeugten Abfall zu lagern;
- – eine Vorrichtung zur Entnahme von Fluid bzw. Flüssigkeit, das bzw. die analysiert werden soll, und zum Filtrieren des Fluids bzw. der Flüssigkeit;
- – eine Analysezelle, beispielsweise einen Biosensor, der Bestandteile mit begrenzter Lebensdauer, wie z. B. lebende Mikroorganismen, enthält;
- – einen Mikroprozessor und/oder eine Speichervorrichtung, um Informationen über die Geschichte des Steckmoduls zu speichern;
- – eine Vorrichtung zum Zusammensetzen mit der Analyseeinheit, die so angeordnet ist, dass Fluidkupplungsvorrichtungen, vorzugsweise Nadeln, auf dem Steckmodul exponiert bzw. freigelegt sind, wenn dieses mit der Analyseeinheit zusammengesetzt ist, und die Kupplungsvorrichtung schützen, wenn das Steckmodul von der Analyseeinheit entfernt ist bzw. wird;
- – eine Vorrichtung, um für die innerhalb des Steckmoduls enthaltenen Reagenzien einen im Wesentlichen konstanten hydrostatischen Druck aufrechtzuerhalten;
- – eine Pumpenvorrichtung, vorzugsweise eine peristaltische Pumpe, um Fluid bzw. Flüssigkeit und Luft in die und/oder aus der Analyseeinheit zu pumpen, wobei die Pumpenvorrichtung so angeordnet ist, dass sie an einen Motor in der Analyseeinheit gekuppelt ist;
- – ein Filterelement zum Filtrieren von Fluid, das aus dem zu analysierenden Fluid entnommen wurde, das sich vorzugsweise auf dem Steckmodul befindet, das in die zu analysierende Flüssigkeit getaucht werden soll.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird jetzt lediglich als Beispiel anhand der Begleitzeichnungen beschrieben, wobei:
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1 schematisch eine Analyseboje, mit einer Haupteinheit und einem abnehmbaren Steckmodul gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 schematisch eine andere Ansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform zeigt;
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3 schematisch das Steckmodul der Ausführungsform der in 1 gezeigten Analyseboje zeigt;
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4 eine schematische Ansicht des Steckmoduls von 3 ist;
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5 eine Alternativansicht des in 3 gezeigten Steckmoduls ist, das insbesondere die Basisplatte zeigt;
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6 ein Blockdiagramm ist, das die grundlegenden Teile einer erfindungsgemäßen Analyseboje und die Interaktion zwischen diesen Teilen zeigt;
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7 schematisch Einzelheiten der in der Ausführungsform verwendeten Vorrichtung zur Blasenentfernung zeigt; und
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8 in Diagrammform das Auffüllverfahren in der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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1 und 2 zeigen die Gesamtanordnung einer Boje gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Boje besteht aus zwei Teilen, dem Körperhauptteil 100 und einem abnehmbaren Steckmodul bzw. Patrone 200.
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In der im folgenden beschriebenen Ausführungsform befindet sich das Plättchen bzw. der Wafer für die Analyse auf der Boje und die Reagenzien in einem wegwerfbaren (oder vorzugsweise für Recycling geeigneten) abnehmbaren Steckmodul. In einer alternativen Ausführungsform ist das Plättchen im Steckmodul befestigt und Motoren für den Antrieb getrennter Pumpen sind im Körper der Boje vorgesehen. Spindeln für den Antrieb der Pumpen erstrecken sich zwischen der Boje und dem Steckmodul, vorzugsweise durch gegen Umwelteinflüsse versiegelte Öffnungen. In einer bevorzugten alternativen Umsetzung ist das Fluid bzw. die Flüssigkeit vollständig innerhalb des Steckmoduls enthalten, und der Steuerungsapparat ist in der Boje vorgesehen, so dass es keine flüssige Schnittstelle zwischen dem Steckmodul und der Boje gibt.
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Es wird darauf hingewiesen, dass im folgenden eine Anzahl von bevorzugten Merkmalen eines Steckmoduls und einer Analysevorrichtung beschrieben sind. Wenn nichts anderes angegeben ist oder eindeutig aus dem Zusammenhang hervorgeht, können solche Merkmale auch unabhängig voneinander vorgesehen sein, z. B. in einer Vorrichtung, in dem sich ein Analyseplättchen im Steckmodul befindet und die Kommunikation mit einer Hauptkörperkomponente ”trocken” ist. Genauer ausgedrückt liegt natürlich auf der Hand, dass die Vorrichtung zur Übertragung von Flüssigkeit in einem solchen Fall nicht zur Anwendung kommt, aber alle anderen Merkmale gelten auch für eine ”trockene” Schnittstelle, wenn nichts anderes angegeben ist.
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Obwohl 1 und 2 es im Überblick nicht zeigen, enthält die Haupteinheit 100 ein Analyseplättchen, das die Analyse des Fluids bzw. der Flüssigkeit zusammen mit einer Stromeinheit, einem Motor und einer Heiz-/Kühleinheit sowie einem steuernden Mikroprozessor durchführt. Das Steckmodul 200 enthält eine Sonde und eine zugeordnete Pumpe, um die Probe zur Analyse in die Haupteinheit weiterzuleiten, gelagerte Reagenzien zur Verwendung durch das Analyseplättchen bei der Analyse, einen biologischen Sauerstoffsensor und einen steuernden Mikroprozessor.
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Die beiden Teile sind durch einen ineinandergreifenden Schnittstellenmechanismus miteinander verbunden, der im allgemeinen mit 390 bezeichnet ist, welcher drei entlang des Umfangs beabstandete, sich radial erstreckende Zapfen 190 umfasst, die sich auf einem auf dem Hauptkörper 100 vorgesehenen Sperrring finden, und drei entsprechend geneigte Schlitze 290 auf dem Steckmodul 200. Die Zapfen 190 greifen im jeweiligen Schlitz 290 ein und gleiten bei einer Vierteldrehung des Sperrrings in Bezug zum Steckmodul 100 den Schlitz 290 nach oben, bis sie sich in einem Flachstück 292 am anderen Ende des Schlitzes befinden, um das Steckmodul 200 fest mit dem Hauptkörper 100 zu verbinden. Der untere Teil des Steckmoduls 200 weist eine durch eine Feder bedingte Vorspannung auf, wie im folgenden erklärt wird. Der Hauptkörper 100 und das Steckmodul 200 sind mit einem (nicht gezeigten) Verkeilungsmechanismus versehen, so dass die korrekte Position zwischen den beiden Teilen sichergestellt ist.
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Das Steckmodul 200, das im folgenden im einzelnen beschrieben ist, ist im allgemeinen zylindrisch geformt, wobei sein unteres flaches Ende so gestaltet ist, dass es mit dem Hauptkörper 100 zusammengesetzt werden kam. In der gezeigten Ausführungsform ist das obere Ende so geformt, dass es einen Griff 294 zur Verfügung stellt, um die Handhabung durch den Anwender zu ermöglichen. Das Steckmodul umfasst einen Sondenkörper 210, der sich in die Probensonde 212 (welche eine Dichtung an der Stelle aufweist, wo sie durch den Körper der Boje geht) erstreckt, und den Abfallausgang 272, der aus dem Körper des Steckmoduls ragt und sich durch den Hauptkörper 100 erstreckt, wenn das Steckmodul 200 und der Hauptkörper 100 zusammengesetzt sind. Das Steckmodul 200 ist typischerweise 10 bis 15 Zentimeter (cm) hoch und hat an der Basis typischerweise einen Durchmesser von 10 bis 20 cm. Ein Temperatursensor 271 zur Messung der Temperatur der zu analysierenden Probe und ein Drucksensor oder anderer Sensor (z. B. für die Leitfähigkeit), mit dem festgestellt werden kann, ob sich die Boje tatsächlich in einer Probe (und ungefähr in der richtigen Tiefe) befindet, kann als vorteilhaftes Merkmal zur Verfügung gestellt werden.
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Der Hauptkörper 100 der Boje ist im allgemeinen zylindrisch geformt und hat die typischen Abmessungen von 30 bis 50 cm Durchmesser und einer Höhe von 25 bis 50 cm. Er weist den abgeschnittenen Teil 295 auf, der im zusammengesetzten Zustand das Hervorragen der Steckmodulsonde 212 und des Abfallauslasses 272 ermöglicht. Der Auftrieb der Haupteinheit ist so gewählt, dass sie bei Verwendung auf dem Fluid bzw. der Flüssigkeit schwimmt und die Steckmodulsonde 212 und der Abfallauslass 272 sich in das Fluid bzw. die Flüssigkeit erstrecken. Der Auftrieb der Haupteinheit 100 kann durch den Hersteller auf jede herkömmliche Weise festgelegt werden, kann jedoch in einer Abwandlung auch so einstellbar sein, dass der Nutzer die Einheit für die Verwendung in verschiedenen Fluids unterschiedlicher Dichte anpassen kann.
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Die Körper der Haupteinheit 100 und des Steckmoduls 200 können wegen des einfachen Aufbaus aus einem Kunststoffmaterial geformt werden, können zur Verbesserung der Steifigkeit und verbesserten Wärmeeigenschaften jedoch auch ein oder mehrere Chassisteile aus Metall, vorzugsweise Aluminium, aufweisen. Die einzelnen Teile der Körper können durch Schweißen unter Hitze miteinander verbunden werden, denn dies ist ein wirtschaftliches Herstellungsverfahren, das eine wasserdichte Verbindung der Einheiten sicherstellt.
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3, 4 und 5 zeigen das Steckmodul der Ausführungsform im Detail, wobei 4 eine schematische Ansicht ist.
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Wie aus 3 und 5 hervorgeht, erstreckt sich die Befestigung 205 radial vom Körper des Steckmoduls 200. Davon erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Achse des zylindrischen Körpers des Steckmoduls 200 und in Richtung der Basis des Steckmoduls 200 der Sondenkörper 210, der bis in die Sonde 212 und den Abfallauslass 272 reicht.
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Die Sonde umfasst einen zylindrischen Abschnitt und eine Spitze und enthält vorzugsweise einen Filter (nicht gezeigt), stärker bevorzugt einen Filter mit einem beweglichen Filterabschnitt, wie im einzelnen in der gleichfalls anhängigen Anmeldung der Anmelderin beschrieben, die gleichzeitig mit dieser Anmeldung unter der Anwaltsnummer IK/20664 eingereicht wurde und deren gesamte Offenbarung hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird. Ein solcher beweglicher Filterabschnitt bewirkt mit der Zeit eine Bewegung des effektiven Filterteils, so dass die Möglichkeit eines Verstopfens sinkt. Wie schematisch in 3 gezeigt, kann auf der Basiseinheit eine Motorantriebseinheit vorgesehen sein, um die bewegliche Filteranordnung anzutreiben.
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Der Abfallauslass 272 erstreckt sich axial in die gleiche Richtung wie die Sonde 210 und endet in einer Abfallöffnung.
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Der zum Zusammensetzen verwendete Teil ist aus einem einziehbaren Zylinder 294 und einer Basisplatte 296 konstruiert. Die Basisplatte 296 enthält eine Vielzahl von Öffnungen, deren Bedeutung im folgenden im einzelnen beschrieben ist. Beim Zusammensetzen des Steckmoduls 200 wird die Basisplatte 296 veranlasst, sich zurückzuziehen (in der Zeichnung nach oben), so dass die Nadeln 320 aus einer Vielzahl der Öffnungen 322 ragen. Vor diesem Zusammensetzungsprozess sind die diese Nadeln bedeckenden Öffnungen 322 mit Gummi oder einem ähnlichen Material versiegelt, und die Basisplatte 294 ist durch eine Feder in Vorspannung in Richtung dieser Position versetzt. Das die Öffnung bedeckende Material ist vorzugsweise wiederverschließbar, so dass die Basisplatte 294 bei Entfernung des Steckmoduls 200 unter ihrer Federvorspannung wieder in ihre ausgefahrene Position zurückkehrt und die Öffnungen 322 wieder verschlossen werden. Eine Dichtung (nicht gezeigt) ist vorgesehen, um sicherzustellen, dass Undurchlässigkeit für Fluid um die einziehbare Basisplatte 296 herrscht.
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Insbesondere in 5 ist zu sehen, dass es in der dortigen Ausführungsform etwa 20 dieser Nadeln (typischerweise mindestens 5 oder mehr, besonders mindestens etwa 10, typischerweise bis zu etwa 30) gibt, die die in einem voneinander beabstandeten Muster über der Basisplatte 296 angeordneten Öffnungen 322 bedecken.
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Zusätzlich zu diesen Öffnungen gibt es eine Öffnung 350, die eine Spiralkupplung 352 enthält, welche mittels einer Induktionskupplung Leistung bzw. Strom an das Steckmodul liefert und Daten zwischen dem Steckmodul und der Boje überträgt. Es können herkömmliche Induktionsstrom- und Datenkupplungsschaltkreise verwendet werden. In der Ausführungsform werden sogenannte kontaktfreie Stromverbindungen verwendet, die nach dem Induktionsprinzip arbeiten, weil die Verlässlichkeit solcher Kontakte Einbußen in der Effizienz ausgleicht. Jedoch können statt dessen auch Stromverbindungen, die einen mechanischen Kontakt herstellen, verwendet werden, obwohl dies weniger bevorzugt ist.
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Die Aussparungen 330a, 330b, 330c sind dazu da, Vorsprünge auf der Basis aufzunehmen, damit diese zusammengesetzt werden können und das Steckmodul einen positive Sitz erhält.
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Um die Filteranordnung anzutreiben wird, wie an anderer Stelle erörtert, eine Rotationsantriebskupplung 273 zur Verfügung gestellt, deren Zweck später erläutert wird. Das in der Ausführungsform verwendete Kupplungsverfahren ist als Klauenkupplung bekannt, obwohl auch jede andere geeignete mechanische Kupplung, die ein Drehmoment übertragen kann, verwendet werden könnte. Eine Dichtung (nicht gezeigt) kann um das Antriebselement gelegt werden, um sicherzustellen, dass keine Flüssigkeit hindurchdringt. Wenn mechanische Pumpen im Steckmodul vorgesehen sind, können diese auf ähnliche Weise durch Motoren im Körperhauptteil angetrieben werden.
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Ferner sind die Öffnungen 340a, 340b vorgesehen, in denen die wärmeleitfähigen Blöcke 342a, 342b vorgesehen sind. Diese sind so angeordnet, dass sie in thermischen bzw. Wärmekontakt mit den entsprechenden Blöcken auf der Haupteinheit 100 treten. Der Zweck dieser Blöcke ist nachstehend erläutert. Außerdem kann eine Aussparung 332 vorgesehen sein, die eine Wärmequelle zur Entfernung von Blasen aus dem durch den Filter in das Steckmodul eintretenden Fluid bzw. der Flüssigkeit aufnehmen kann.
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Die vorstehend beschriebene Einziehbewegung der Basisplatte ist derart, dass das Spiralkupplungselement 352, die wärmeleitfähigen Blöcke 342a, 342b und die Stromverbindungen 332a, 332b, 332c bei der Bewegung der Basisplatte 296 auf den Hauptteil des Steckmoduls 200, d. h. während des Zusammensetzens des Steckmoduls 200 und der Haupteinheit 100 exponiert bzw. freigelegt werden. Auf diese Weise erreicht man eine verlässliche Schnittstelle der verschiedenen Komponenten, während sie geschützt sind, solange das Steckmodul 200 ausgeklinkt ist. Selbstverständlich sind um jede der Schnittstellenkomponenten innerhalb der Öffnungen geeignete Dichtungen vorgesehen, damit kein Fluid bzw. keine Flüssigkeit hindurchdringt. Außerdem kann ein Schaum oder ein anderes komprimierbares Kissen 333 vorgesehen sein, das in Sterilisationslösung getaucht und so angeordnet wird, dass ein kleiner Teil der Lösung bei Einklinken des Steckmoduls freigesetzt wird, um die Oberfläche zu sterilisieren.
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Der Gesamtbetrieb der Einheit wird jetzt anhand von 6 erläutert.
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Zunächst werden die Bestandteile des Hauptkörpers 100 beschrieben.
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Wie aus der Zeichnung hervorgeht, findet die Analyse überwiegend im Analyseplättchen bzw. -wafer 110 statt. Das Analyseplättchen 100, das nicht im einzelnen gezeigt ist, enthält Kammern, in denen Reaktionen zwischen chemischen Reagenzien und einer Fluidprobe durchgeführt werden können, zusammen mit der zugeordneten Analyse-Elektronik. Das Plättchen bzw. der Wafer führt einen Fluidschaltvorgang durch, der es ermöglicht, dass eine eingeleitete Probe (oder Fluid bzw. Flüssigkeit im allgemeinen) auf verschiedene Arten geleitet werden kann. Fluid bzw. Flüssigkeit wird unter Verwendung von Mikropumpen, die durch piezoelektrische Elemente angetrieben werden, um das Plättchen bzw. den Wafer gepumpt (welche sich auf dem Plättchen selbst befinden oder so angeordnet sein können, dass sie auf das Plättchen gerichtet sind bzw. von diesen getragen werden). Alternativ können getrennte mechanische Pumpen vorgesehen sein, die vorzugsweise (aber nicht zwingend) mittels einer Rotationskupplung von Motoren angetrieben werden, die in dem Körperhauptteil befestigt sind. Das Plättchen bzw. der Wafer kann aus jedem geeigneten Material bestehen und ein Silicium- oder Glassubstrat umfassen oder es kann auch aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. In einer nicht gezeigten Entwicklung kann das Plättchen als Teil des wegwerfbaren Steckmoduls bzw. Patrone ausgebildet sein, wobei die Antriebsvorrichtungen am Boden bzw. in der Basis der Boje befestigt sind.
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Das Analyseplättchen enthält mehrere Flüssigkeitsein- und -ausgänge. Vor allem die zu analysierende Probe wird über den Probeneingang 112 eingeleitet. Die für die Analyse verwendeten Reagenzien werden über mehrere Reagenzeingänge 114 zugeführt, von denen in der Zeichnung drei zu sehen sind. In der Ausführungsform sind Eingänge für zwölf Reagenzien vorgesehen, obwohl eine Änderung der Anzahl solcher Eingänge von der Komplexität der zu analysierenden Substanz und dem Ausmaß der erwünschten Analyse abhängig gemacht werden könnte. Vom Analyseplättchen sind drei Ausgänge für Abfall 116a, 116b, 116c vorgesehen. Der erste Ausgang für Abfall 116a enthält toxischen Abfall, der zweite Ausgang für Abfall 116b enthält Risikoabfall, der zwar weniger giftig ist als der toxische Abfall, jedoch trotzdem nicht aus der Boje abgelassen werden sollte. Der dritte Ausgang für Abfall 116c enthält Abfall, der aus der Boje abgelassen werden kann. Die Abfallprodukte werden innen im Plättchen zum geeigneten Ausgang geleitet. In dieser Ausführungsform hat das Analyseplättchen eine zusätzliche Ausgangsöffnung 118a. Die zusätzliche Ausgangsöffnung 118a macht es möglich, eine Probe zu einer außerhalb des Analyseplättchens 110 gelegenen Analyseeinheit zu leiten. Wahlweise kann eine zusätzliche Eingangsöffnung den Abfall von der externen Analyseeinheit wieder aufnehmen, damit er durch das Analyseplättchen 100 zum geeigneten Ausgang für Abfall 116 geleitet wird. In der Ausführungsform ist die zusätzliche Analyseeinheit ein biologischer Sauerstoffsensor 250, der im Steckmodul 200 vorgesehen ist.
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Das Analyseplättchen wird von einem Mikroprozessor 150 gesteuert, dem über den Datenbus 252, nur teilweise gezeigt, ROM und RAM (nicht gezeigt) zugeordnet sind.
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Die Haupteinheit 100 umfasst außerdem eine Stromquelle 130, um der Einheit Strom zuzuführen. In der Ausführungsform ist die Stromeinheit über ein Kabel (nicht gezeigt) an eine entfernt gelegene Stromquelle angeschlossen. In der Ausführungsform werden auch Analysedaten über dieses Kabel geleitet, obwohl in einer Abwandlung auch ein getrenntes Kabel verwendet werden kann. Daten fließen über den Datenbus 152 zwischen der Stromeinheit und dem Mikroprozessor.
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In der Haupteinheit 100 ist außerdem der Motor 140 enthaften, der unter Steuerung durch den Mikroprozessor 150 über die Steuerleitung 156 Strom aus der Stromquelle 130 bezieht, diese Steuerleitung ist in der Ausführungsform bidirektional, so dass eine Rückkoppelung aus dem Motor 140 erhalten werden kann. Wie nachstehend ausführlich beschrieben, liefert der Motor 140 über das Antriebselement 142 und die Kupplung 354 einen Rotationsantrieb an das Steckmodul 200.
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Außerdem enthält die Haupteinheit eine Heiz-/Kühleinheit 120, die in dieser Ausführungsform aus mehreren Peltier-Elementen besteht. In der Ausführungsform sind, wie die Zeichnung zeigt, zwei Ausgänge vorgesehen, aber je nach Bedarf können es auch mehr oder weniger sein. Die Ausgänge werden durch Steuerung durch den Mikroprozessor 150 über den Datenbus 158, von dem nur ein Teil zu sehen ist, effektiv auf einer vorher festgelegten konstanten Temperatur gehalten.
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Diese Ausgänge übertragen über die wärmeleitfähigen Leitungen 121, 122 effektiv Wärme zu und von den Elementen im Steckmodul (wird noch beschrieben).
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Die Bestandteile des Steckmoduls 200 werden im folgenden beschrieben.
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Das Steckmodul enthält den Mikroprozessor 280 zusammen mit dem zugeordneten RAM 282, ROM 286 und dem nichtflüchtigen RAM 284. Der Mikroprozessor steuert die Bestandteile des Steckmoduls effektiv auf der Grundlage der im ROM 286 gespeicherten Befehle. Außerdem enthält der ROM 286 Informationen zur Identifikation, darunter den Typ des Steckmoduls, die Zusammensetzung und Menge der Reagenzien im Steckmodul (werden noch beschrieben) und Einzelheiten etwaiger im Steckmodul 200 enthaltener Analyseeinheiten. Der nichtflüchtige RAM 284, der auch ein sogenannter Flash RAM sein kann, wird als Reservespeicher bereitgestellt, so dass die Analyseergebnisse bei Austausch des Steckmoduls voll verarbeitet werden können. RAM 282 wird vom Mikroprozessor 280 für allgemeine Speicherzwecke verwendet. Die Vorgeschichte und die Informationen zur Identifikation können gespeichert werden, so dass die Vorgeschichte des Steckmoduls und seine Authentizität verifiziert werden können. Daten können zum Einloggen, Testen und zu Eichzwecken gespeichert werden; insbesondere können Daten in dem Steckmodul aufgezeichnet werden, um zusätzlich zu der dem Anwender zur Verfügung gestellten Information eine Offline-Analyse durch die mit der Wiederaufbereitung des Steckmoduls befasste Firma durchzuführen, um mögliche Fehler festzustellen oder die Leistungsfähigkeit zu bewerten.
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Der Mikroprozessor 280 steht über die Datenleitung 289 und die kontaktfreie Stromverbindung 352 in Kommunikation mit dem in der Haupteinheit 100, wobei die Daten so codiert sind, dass die Stromübertragung und die Datenübertragung über die gleiche kontaktfreie Schnittstelle 352 erfolgen können. Dies ist ein bevorzugtes Merkmal der Ausführungsform, und in einer Abwandlung könnten getrennte elektrische Verbindungsstücke verwendet werden.
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Wie bereits beschrieben, steht die Sondenspitze 212 vom Steckmodul 200 vor, um eine Probe des Fluids bzw. der Flüssigkeit zu entnehmen. Die Sondenspitze 212 wird anschließend über den Sondenkörper 210 und das Rohr 214 an eine erste Kammer 220a der peristaltischen Pumpe 220 angeschlossen. Die Pumpe 220 wird über den Schaft 222 angetrieben, der wiederum vom Motor 140 im Hauptkörper 100 der Boje angetrieben wird. Daher ist es nicht mehr notwendig, eine relativ schwere, teure und leicht zu wartende Komponente im austauschbaren Steckmodul bereitzustellen.
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Von der Pumpenkammer der peristaltischen Pumpe 220a wird die Probe anschließend über das Rohr 224 zur Blasenentfernungsvorrichtung 230 gepumpt, die überschüssige gelöste Luft effektiv aus der Probe entfernt. Anschließend wird die Probe in den Hauptkörper 100, insbesondere das Analyseplättchen bzw. -wafer 110 geführt, und zwar über die Fluidschnittstelle 300, die die Nadel 320 im Steckmodul 200 und die Nadelaufnahmevorrichtung 310 im Hauptkörper umfasst.
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Die Vorrichtung zur Entfernung von Blasen in dieser Ausführungsform wird jetzt anhand von 7 im einzelnen beschrieben, welche die peristaltische Pumpe 220a und das Verbindungsrohr 224 zeigt, wie bereits beschrieben. Das Verbindungsrohr 224 erstreckt sich anschließend in einen nach oben gerichteten senkrechten Abschnitt 232. Von diesem Abschnitt 232 verzweigt sich ein im Winkel nach unten gerichtetes Fluidverbindungsrohr 236, das vorzugsweise in einem Winkel zwischen 20° und 70°, stärker bevorzugt 30° und 45° gegenüberliegt. Der Schnittstellenteil zwischen dem im Winkel nach unten verlaufenden Fluidrohr 236 und dem senkrechten Rohr 238 ist vorzugsweise abgerundet. Das senkrechte Rohr 238 erstreckt sich in den Gasentlüftungsabschnitt 234, der an die Außenseite des Steckmoduls 200 führt. Dadurch dass der Flüssigkeitspegel über der Schnittstelle zum im Winkel verlaufenden Rohr 236 (das schematisch durch den Meniskus 235 gezeigt ist) liegt, ist die Blasenentfernungsvorrichtung darin effektiv, überschüssige Luft von der Fluidprobe in die Atmosphäre entweichen zu lassen.
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In dieser Ausführungsform ist eine vom Mikroprozessor 280 gesteuerte Heizspirale 238 vorgesehen, welche das senkrechte Rohr 232 umgibt und das darin enthaltene Fluid effektiv erwärmt, um die Entfernung aufgelöster Luft zusätzlich zu beschleunigen; dies ist ein bevorzugtes Merkmal. Vorzugsweise bewirkt die Heizvorrichtung einen Temperaturanstieg im Fluid bzw. in der Flüssigkeit zwischen 10 und 60°C, so dass typischerweise eine Endtemperatur von etwa 70°C entsteht. Vorzugsweise wird eine Kapillarfalle 239 bereitgestellt, um kleine Blasen aufzufangen. In einer Abwandlung kann ein Thermoelement im Bereich der Blasenentfernungsvorrichtung vorgesehen sein, um bezüglich der erreichten Temperatur eine Rückmeldung an den Mikroprozessor zu geben. In einer weiteren Abwandlung kann der Mikroprozessor in Reaktion auf die Analysedaten früherer Proben die zugeführte Wärmemenge anpassen, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass das Material, das analysiert werden soll, durch die Heizvorrichtung zersetzt wird. Wärme kann von einem Heizelement auf dem Hauptkörper 100 zugeführt werden.
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Wenn die Probe aus der Blasenentfernungsvorrichtung 230 nach unten durch das Rohr 236 geflossen ist, wird sie zur Analyse über die Nadelschnittstelle 300 an den Hauptkörper weitergeleitet. Diese Nadelschnittstelle umfasst einen Nadelhalter, aus der die Nadel 320 hervorragt. Wie bereits beschrieben, sind diese Nadeln durch eine wiederverschließbare Dichtung geschützt, wenn das Steckmodul 200 von der Haupteinheit 100 abgenommen wird. Beim Einsatz dringt jede der Nadeln 320 aus dem Steckmodul 200 und wird von einer Nadelaufnahmevorrichtung 310 auf der Haupteinheit 100 aufgenommen. Die Nadel enthält einen Ausgang nahe ihres Endes, damit Fluid, das in die Nadelaufnahmevorrichtung 310 geflossen ist, entfernt werden kann. Der gesamte Austausch von Fluid bzw. Flüssigkeit zwischen der Haupteinheit 100 und dem Steckmodul 200 erfolgt unter Verwendung einer Nadelschnittstelle; daher wird die Beschreibung einer solchen Schnittstelle nicht im einzelnen wiederholt.
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Das Steckmodul 200 enthält auch chemische Reagenzien zur Verwendung durch das Analyseplättchen. Diese sind in den mehrfach vorliegenden Lagerbeuteln 240 enthalten, von diesen Beuteln gibt es in der bevorzugen Ausführungsform zwölf, von denen nur drei, 240a, 240b, 240c in 6 zu sehen sind. Die Reagenzien werden aus den Beuteln durch die Schwerkraft in das Analyseplättchen bzw. -wafer 110 innerhalb des Hauptkörpers gespeist, wobei jede Beschickung bzw. Zufuhr das ihr zugeordnete Rohr bzw. Leitung und die Nadelschnittstelle hat. Typischerweise haben die Reagenzbeutel eine Kapazität zwischen 1 und 100 cm3.
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Ebenfalls vorgesehen ist ein Abfallbeutel 265 zur Lagerung von toxischem Abfall aus dem Analyseplättchen, damit solcher Abfall isoliert gelagert und anschließend beim Auswechseln des Steckmoduls entsorgt werden kann. In dieser Ausführungsform hat der Abfallbeutel eine Kapazität von 50 bis 500 cm3. In einer Abwandlung können mehrere Beutel für toxischen Abfall vorgesehen sein, um die Lagerkapazität für solchen Abfall zu erhöhen oder das Vermischen verschiedener Arten toxischen Abfalls zu verhindern.
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Die Reagenzbeutel 240 und der Abfallbeutel 265 werden jetzt im einzelnen beschrieben. Diese Beutel werden im Wesentlichen senkrecht von einem starren Träger 241 (typischerweise aus Metall) gehalten, damit das Analyseplättchen 110 zumindest teilweise durch Schwerkraft gespeist werden kann. Die Beutel befinden sich in einem Wasserreservoir 245, das den hydrostatischen Druck des Reagenz innerhalb seines Beutels im Wesentlichen aufrechterhält. Außerdem gibt es einen Überlauf 247, so dass der Wasserpegel und damit der hydrostatische Druck im Wesentlichen konstant gehalten wird.
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Ein bevorzugtes Merkmal der Ausführungsform ist die Möglichkeit bestimmte Reagenzbeutel (in der gezeigten Ausführungsform die Beutel 240b, 240c) auf einer vorgeschriebenen Temperatur zu halten. Beispielsweise ist der Reagenzbeutel 240b im Wesentlichen von einer wärmeleitfähigen Schicht 241b umgeben, die selbst im Wesentlichen von einer wärmeisolierenden Schicht 242b umgeben ist, damit die Wärme nicht in das Wasserreservoir 245 oder andere Teile des Steckmoduls 200 entweicht. Die beiden Schichten 241b, 242b sind elastisch, so dass das Merkmal des durch das Wasserreservoir 245 bereitgestellten Druckausgleichs erhalten bleibt. Die wärmeleitfähige Schicht 241b ist über eine Wärmeleitung 290 mit der Wärmeschnittstelle 340 und danach mit der in der Haupteinheit befindlichen Heiz-/Kühlvorrichtung 120 verbunden. Der Reagenzbehälter 240c ist auf ähnliche Weise angeordnet.
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Beispielsweise können solche Reagenzien Ammoniak umfassen, das auf einer Temperatur von 4°C gehalten werden muss. Ein biologischer Reaktor kann auf 37°C gehalten werden, um die Mikroorganismen lebensfähig zu halten.
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In einer nicht gezeigten Abwandlung kann ein Thermoelement oder eine ähnliche Temperaturfühlvorrichtung in Kontakt mit der wärmeleitfähigen Umgebungsschicht oder an der in Kontakt mit dem Reagenz stehenden Innenseite des Beutels positioniert sein. In einer solchen Abwandlung würde das Thermoelement eine Rückmeldung an den Mikroprozessor 280 des Steckmoduls geben, welche dann an den Mikroprozessor 150 des Hauptkörpers weitergeleitet wird, so dass der Betrieb der Heiz-/Kühleinheit 120 entsprechend eingestellt werden kann, damit das Reagenz auf der gewünschten Temperatur gehalten wird.
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Wie bereits ausgeführt, wird normaler Abfall vorn Analyseplättchen bzw. -wafer 110 aus der Boje ausgestoßen. Solcher Abfall wird vom Analyseplättchen 110 über eine Nadelschnittstelle 301 zum Steckmodul 200 zu einer zweiten Kammer der peristaltischen Pumpe 220b geleitet (die in 6 schematisch als getrennte Einheit zu sehen ist). Diese pumpt den Abfall in den Abfallausgang 260, von wo er über die Abfallöffnung 272 aus der Einheit abgelassen wird.
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Wie bereits erwähnt, gibt es eine dritte Zwischenklasse für Abfall, der aus dem Analyseplättchen 110 entfernt werden kann. Dieser wird ins Steckmodul bzw. die Patrone 200 geleitet und von dort in den Wasserraum 245 entsorgt, wodurch die Aufrechterhaltung des hydrostatischen Drucks unterstützt wird, der sonst durch Entleerung der Reagenzien aus den Reagenzienbehältern 240 beeinträchtig werden könnte. Obwohl durch die Bereitstellung des Überlaufs 247 vom Wasserraum 245 natürlich die Möglichkeit besteht, dass solcher Zwischenabfall aus der Boje abgegeben wird, wird solcher Abfall aufgrund der Verdünnung mit Wasser im Wesentlichen harmlos. Solcher Abfall kann auch der Luft ausgesetzt werden.
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In der Ausführungsform ist eine weitere Analysekammer im Steckmodul vorgesehen, und zwar ein biologischer Sauerstoffsensor 250. Dieser Sensor ist so zusammengesetzt, dass er eine begrenzte Lebensdauer hat, und daher ist es angebracht, ihn im Steckmodul 200 zu positionieren. Daten vom biologischen Sauerstoffsensor 250 werden über den Datenbus 252 (von dem nur ein Teil gezeigt ist) zum Mikroprozessor 280 geleitet, wo sie anschließend gespeichert und analysiert werden.
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Im folgenden wird ein Verfahren zur Wiederauffüllung und Erneuerung des Steckmoduls bzw. der Patrone 200 beschrieben. Wenn das Steckmodul von der Einheit getrennt worden ist, was in situ erfolgen kann, wird es an den Hersteller oder einen Lizenznehmer zur Wiederaufbereitung weitergeleitet. Die mit der Wiederaufbereitung befasste Firma kann den nichtflüchtigen RAM 282 herausnehmen und diesen oder eine Kopie der darauf gespeicherten Analysedaten an den Nutzer senden. Die Wiederaufbereitungsfirma kann weitere auf dem nichtflüchtigen RAM gespeicherte Daten wie die Menge jedes verwendeten Reagenz, den gesamten Stromverbrauch des Steckmoduls u. ä. für Zwecke der Statistik oder der Entwicklung verwenden. Der Inhalt des Abfallbeutels 265 wird auf bekannte herkömmliche Weise entsorgt.
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Die leeren oder teilweise geleerten Reagenzbeutel 240 können entsorgt oder einfach geleert werden. Das Reagenz kann wiederverwendet oder, was wahrscheinlicher ist, entsorgt werden. Der biologische Sauerstoffsensor 250 wird erneuert. Andere Teile des Steckmoduls wie die Pumpe 220, die Nadelschnittstellen 300, 301 und 322 werden auf Verschleiß untersucht und gereinigt, rekonditioniert oder bei Bedarf ersetzt.
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Das Steckmodul 200 wird dann an einer Auffülleinheit 400 befestigt, die einen Schnittstellenteil 410 umfasst, welcher so angeordnet ist, das er mit dem Steckmodul 200 zusammengesetzt werden kann.
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Die Auffülleinheit umfasst eine Vakuumpumpe (nicht gezeigt), die so geschaltet werden kann, dass sie die Luft aus jedem der leeren Reagenzbeutel 240 und dem Abfallbeutel 265 saugt und dadurch ein Vakuum darin erzeugt. Das erwünschte Reagenz wird dann in den Beutel gepumpt, um ihn zu füllen. Auf diese Weise wird in jedem Beutel eine luftdichte Umgebung aufrechterhalten, um eine spätere Oxidation des Reagenz zu verhindern. Eine geeignete Menge Wasser wird über eine weitere Fluidschnittstelle (nicht gezeigt) in das Steckmodul gepumpt, um das Wasserreservoir 245 zu füllen. Es wird darauf hingewiesen, dass vorzugsweise eine dichtende Scheidewand bzw. ein Septum zwischen der mit dem Abfallbeutel verbundenen Nadel und dem Abfallbeutel selbst eingezogen wird, damit das Vakuum im Abfallbeutel erhalten bleibt, bis das Steckmodul 200 mit der Haupteinheit 100 verbunden wird.
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In einer Abwandlung kann im Steckmodul bzw. in der Patrone eine Batterie vorgesehen sein, um die Einheiten darin mit Strom zu versorgen. In einer weiteren Abwandlung würde die Batterie (oder Brennstoffzelle) auch die Boje mit Strom versorgen; in diesem Fall wäre die Stromeinheit 130 der vorstehenden Ausführungsform nicht enthalten. In einem solchen Fall könnte eine kleine Reservebatterie in der Haupteinheit vorgesehen sein, um den Grundbetrieb sicherzustellen, während kein Steckmodul angeschlossen ist. Die Reservebatterie könnte wiederaufladbar sein, so dass sie von der Batterie im Steckmodul gespeist wird.
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In einer weiteren Abwandlung könnten Analysedaten an eine drahtlose Verbindung, z. B. eine Funk- oder Infrarotverbindung geleitet zur Übertragung zurück an eine Basisstation zur sofortigen Analyse geschickt werden. Vorzugsweise würde eine solche Abwandlung in Kombination mit der vorstehend beschriebenen Abwandlung der Innenbatterie vorgesehen, um eine drahtlose Einheit zu erhalten.
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In einer weiteren Abwandlung umfasst das im Steckmodul vorgesehene ROM 286 eine Liste der eingeführten bzw. vorgesehenen Reagenzien zusammen mit Daten über die erwünschte Lagertemperatur. Beim Austausch eines Steckmoduls würden diese Daten an den Mikroprozessor 150 in der Haupteinheit weitergeleitet, damit dieser entsprechende Befehle an die Heiz- oder Kühleinheit 120 geben kann.
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In der vorstehend dargestellten Ausführungsform wurde ein biologischer Sauerstoffsensor als Beispiel für einen Sensor beschrieben, der aufgefüllt und/oder erneuert und/oder gewartet werden muss. Dies ist nur einer von zahlreichen solchen Sensoren, die entweder allein oder in Kombination im Steckmodul 200 vorgesehen sein können.
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In einer weiteren Abwandlungen umfasst das Steckmodul Sensoren, um die Menge der Reagenzien oder des Abfalls in jedem Beutel laufend zu messen. Diese Daten würden vom Mikroprozessor 280 im Steckmodul 200 gelesen und könnten anschließend eine Warnung aussenden, dass das Steckmodul unmittelbar ausgetauscht werden muss und wann genau das Austauschen erforderlich ist. Es könnte auch zusätzlich ein Sensor zur Messung der Lebensdauer eingebaut werden, der jeder im Steckmodul 200 befindlichen Analyseeinheit zugeordnet ist und ähnliche Angaben macht.
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Obwohl die Analyseboje ein besonders nützliches Instrument für die Analyse von Abwasser ist, kann sie auch so ausgelegt sein, dass sie auch andere Fluids, Aufschlämmungen oder Suspensionen, z. B. in einer Lebensmittelfabrik oder einer Brauerei analysiert. Vorzugsweise hat die Boje Auftrieb und so ausgelegt, um in einer erwünschten Höhe im zu analysierenden Fluid zu schwimmen, doch auch ein Gehäuse, das nicht unbedingt schwimmfähig sein muss, kann anstelle der Boje verwendet werden, wenn es auf geeignete Weise getragen wird.
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Für Fachleute werden weitere Modifikationen offenkundig sein. Merkmale, vor allem die vorstehend dargestellten bevorzugten Merkmale, können allein oder in beliebiger Kombination bereitgestellt werden. Die beigefügte Zusammenfassung ist Teil der Anmeldung.
