DE102005061640B4

DE102005061640B4 - Vorrichtung zur Analyse einer Probeflüssigkeit

Info

Publication number: DE102005061640B4
Application number: DE102005061640A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Falkenberg; Gerhard Herrmann
Original assignee: BTG Instruments GmbH
Current assignee: BTG Instruments GmbH
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2025-12-23
Also published as: DE102005061640A1

Abstract

Vorrichtung zur Analyse einer Probenflüssigkeit, z. B. Pulpe, mit einer Messeinrichtung (10) zur Messung mindestens eines Parameters der Probenflüssigkeit, z. B. eines Strömungspotentials, und mit einer Titriervorrichtung (20) zum Zuführen einer Titrierflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter (21) zur Probenflüssigkeit, wobei der Vorratsbehälter (21) eine ihm zugeordnete oder mit ihm verbundene, maschinenlesbare Identifikationseinrichtung (31) aufweist, eine Leseeinrichtung (15) zum Lesen einer Information aus der Identifikationseinrichtung (31) vorgesehen ist, wobei die Messeinrichtung (10) derart ausgebildet und mit der Leseeinrichtung (15) verbunden ist, dass die Betriebsweise der Messeinrichtung (10) in Abhängigkeit von der gelesenen Information steuerbar ist, und wobei die Messeinrichtung (10) derart ausgebildet ist, dass nach einer Abgabe einer vorbestimmten Menge von Titrierflüssigkeit aus einem bestimmten Vorratsbehälter (21) ein Warnsignal abgegeben und/oder die Messung unterbrochen wird, und/oder die Identifikationseinrichtung (31) eine Titrierinformation über die Molarität und/oder Normalität der im Vorratsbehälter (21) enthaltenen Titrierflüssigkeit umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Analyse von Probeflüssigkeiten, z. B. von Pulpe zur Herstellung von Papier nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die DE 39 13 632 A1 beschreibt ein Titriergerät mit einer Dosiereinheit, die über ein Kupplungsglied mit einer Antriebseinheit verbunden ist. Die Dosiereinheit steht einerseits mit einem Vorratsgefäß über eine erste Schlauchleitung und über eine zweite Schlauchleitung mit einer Probenstation in Verbindung. Die Probenstation ist mit einer Detektoreinheit gekoppelt. Das Titriergerät der DE 39 13 632 A1 ist relativ aufwändig ausgestaltet, wobei die Genauigkeit der entsprechenden Titrierergebnisse als unzureichend empfunden wird.
An dieser Stelle sei auch auf die DE 195 40 527 A1 , EP 1 662 261 A1 , WO 03/081525 A1 und DE 200 10 315 U1 verwiesen, wo innerhalb von Analyse-Vorrichtungen Identifikationseinrichtungen vorgesehen sind, um eine funktionskorrekte Zusammenarbeit der Komponenten aufgrund von gespeicherten Informationen zu gewährleisten.
Nachfolgend wird als Beispiel für eine zu analysierende Probeflüssigkeit Pulpe zur Herstellung von Papier angeführt, bei der eine Polyelektrolytbestimmung durch Messung eines Strömungspotentials durchgeführt wird, wie sie beispielsweise in der EP 0 681 180 B1 beschrieben ist. Es sei aber darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht hierauf alleine begrenzt ist.
Bei der Herstellung von Papier wird eine Vielzahl von Zusatzstoffen verwendet, deren Auswirkung auf das Grundmaterial, die Pulpe, bzw. auf den Herstellungsprozess des Papiers getestet werden muss. Für diese Tests sind Analysevorrichtungen, z. B. aus dem vorgenannten Dokument bekannt, bei denen während des Tests, also der Messung des Strömungspotentials, eine Titrierflüssigkeit so lange zugegeben wird, bis das Strömungspotential auf Null abgesunken ist. Für die Genauigkeit der Messung kommt es somit maßgeblich auf die Genauigkeit der Daten an, über die bestimmt werden kann, welche Menge (MOL) der aktiven Titriersubstanz der Probe zugegeben wurde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Analyse von Probeflüssigkeiten der eingangs genannten Art dahin gehend aufzuzeigen, dass in einfacher Weise eine hohe Genauigkeit der Analyse erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Analysevorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst.
Insbesondere wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Analyse einer Probeflüssigkeit, z. B. Pulpe, mit einer Messeinrichtung zum Messen mindestens eines Parameters der Probeflüssigkeit, z. B. eines Strömungspotentials, mit einer Titriervorrichtung zum Zuführen einer Titrierflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter zur Probeflüssigkeit dadurch gelöst, dass der Vorratsbehälter eine ihm zugeordnete oder mit ihm verbundene, maschinenlesbare Identifikationseinrichtung aufweist, dass eine Leseeinrichtung zum Lesen der Information aus der Identifikationseinrichtung vorgesehen ist und dass die Messeinrichtung derart ausgebildet und mit der Leseeinrichtung verbunden ist, dass die Betriebsweise der Messeinrichtung in Abhängigkeit von der gelesenen Information steuerbar ist, und wobei die Messeinrichtung derart ausgebildet ist, dass nach einer Abgabe einer vorbestimmten Menge von Titrierflüssigkeit auf einem bestimmten Vorratsbehälter ein Warnsignal abgegeben und/oder die Messung unterbrochen wird und die Identifikationseinrichtung eine Titrierinformation über die Molarität und/oder Normalität der im Vorratsbehälter enthaltenen Titrierflüssigkeit umfasst.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt also darin, dass die Möglichkeit besteht, die für die Analyse wichtigen Daten der Titrierflüssigkeit, die im Vorratsbehälter enthalten ist, der Messeinrichtung ohne manuelles Zutun zugänglich zu machen, so dass diese auf diese Daten bzw. die Eigenschaften der Titrierflüssigkeit angepasst werden kann.
Da die Messeinrichtung derart ausgebildet ist, dass nach Abgabe einer vorbestimmten Menge von Titrierflüssigkeit aus einem bestimmten Vorratsbehälter ein Warnsignal abgegeben und/oder die Messung unterbrochen wird, kann gewährleistet werden, dass ein Nachfüllen des Vorratsbehälters mit einer ungeprüften Titrierflüssigkeit unterbunden wird. Wenn nämlich bei einer solchen unzulässigen Manipulation der Vorratsbehälter nach Verbrauch der in ihm enthaltenen Titrierflüssigkeit erneut befüllt wird, so erkennt die Leseeinrichtung bzw. eine entsprechende Steuerung der Messeinrichtung, dass ein Behälter verwendet wird, in welchem eigentlich keine Titrierflüssigkeit mehr vorhanden sein darf. Die Messeinrichtung „weigert" sich dann, weiter zu arbeiten.
Es kommt auch gar nicht mehr darauf an, eine exakt eingestellte Titrierflüssigkeit herzustellen und einzufüllen, es kann vielmehr aus jedem schon befüllten Vorratsbehälter eine Probe entnommen, chemisch bestimmt und diese Information in der Identifikationseinrichtung niedergelegt werden.
Das Messen der abgegebenen Menge an Titrierflüssigkeit kann durch ein Messorgan geschehen. Vorzugsweise wird jedoch als Messeinrichtung eine durch elektrische Ansteuersignale ansteuerbare Dosierpumpe vorgesehen, wobei weiterhin eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, über welche aus den Ansteuersignalen die abgegebene (vorbestimmte) Menge errechnet und gespeichert wird, um sie dann mit der in der Identifikationseinrichtung gespeicherten und dort auslesbaren Menge zu vergleichen, die im Vorratsbehälter enthalten sein soll. Diese Anordnung ist besonders einfach, da eine Dosierpumpe ohnehin notwendig ist.
Die Menge an Titrierflüssigkeit, die im Vorratsbehälter enthalten ist, kann der Hersteller der Analysevorrichtung, von dem auch die gefüllten Vorratsbehälter mit Titrierflüssigkeit vertrieben werden, in der Identifikationseinrichtung niederlegen. Die Messeinrichtung kann dann entsprechend den in der Identifikationseinrichtung enthaltenen Daten eingestellt werden, so dass über die gleichzeitige Bestimmung der zugeführten Menge an Titrierflüssigkeit ein eindeutiger Messwert erhalten wird.
Weiterhin kann insbesondere ein Vorratsbehälter mit Titrierflüssigkeit für eine Titrierflüssigkeit zur Analyse einer Probeflüssigkeit, z. B. Pulpe, in einer Messeinrichtung zur Messung mindestens eines Parameters der Probeflüssigkeit, z. B. eines Strömungspotentials, wobei der Vorratsbehälter eine maschinenlesbare Identifikationseinrichtung aufweist, in welche Informationen zur Steuerung der Messeinrichtung enthalten sind, vorgesehen sein. Die Vorteile hiervon wurden bereits oben erläutert.
Die Identifikationseinrichtung kann z. B. in Form eines Barcodes auf dem Vorratsbehälter aufgebracht sein. Um eine geringere Genauigkeit der Zuordnung zwischen Vorratsbehälter und Messeinrichtung zuzulassen, ist es jedoch von Vorteil, wenn die Identifikationseinrichtung einen Transponder umfasst, der aus einer gewissen Entfernung heraus, insbesondere richtungsunspezifisch, gelesen werden kann. Die Identifikationseinrichtung bzw. der Transponder umfasst vorzugsweise einen wiederprogrammierbaren Speicher und ist mit dem Vorratsbehälter fest verbunden. Auf diese Weise kann eine Wiederbefüllung des Vorratsbehälters bei nur geringen Kosten unter Einspeicherung der Befüllungsdaten leicht sichergestellt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die anhand der beiliegenden Abbildung erläutert wird.
In der beiliegenden Abbildung ist – schematisch – eine an sich bekannte Vorrichtung zur Messung des Strömungspotentials von Flüssigkeiten mit suspendierten Feststoffen gezeigt. Diese umfasst eine Messeinrichtung 10, die einen beweglichen Kolben 11 aufweist, der in einem Messgefäß 12 auf und ab bewegt wird. Das dabei entstehende Strömungspotential wird über eine Spannungsmesseinrichtung 13 abgegriffen und einer Steuerelektronik 14 zur Auswertung übermittelt. Während der Messung wird über eine Titriervorrichtung 20 Titrierflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 21 über eine Pumpe 22 und eine Zuleitung 28 zur Probenflüssigkeit zugegeben. Die Messung wird dann beendet, wenn das gemessene Strömungspotential auf Null abgesenkt ist. Das Ergebnis, also die Menge an zugegebener Titrierflüssigkeit bzw. ein entsprechendes messtechnisches Äquivalent, wird auf einer Anzeige 16 angezeigt.
Der Vorratsbehälter 21 weist eine Identifikationseinrichtung 31 auf, über welche der Vorratsbehälter 21 mittels einer an der Messeinrichtung 10 angebrachten Leseeinrichtung 15 identifiziert werden kann, welche ein entsprechendes Identifikationssignal an die Steuerelektronik 14 übermittelt. In der beiliegenden Abbildung ist die Identifikationseinrichtung 31 schematisiert als Strichcode (Barcode) dargestellt. Vorzugsweise wird jedoch ein Transponder verwendet, wobei die Leseeinrichtung 15 dementsprechend ausgebildet ist.
In der Identifikationseinrichtung 31 sind nun die hier relevanten Daten der im Vorratsbehälter 21 enthaltenen Titrierflüssigkeit gespeichert. Dies sind vorzugsweise das im Vorratsbehälter 21 enthaltene Volumen an Titrierflüssigkeit, deren Molarität, deren Normalität, das Herstellungsdatum (Abfülldatum) sowie gegebenenfalls weitere Daten zur Identifizierung des Herstellers der Titrierflüssigkeit.
Die Titriervorrichtung 20 ist über eine Steuereinrichtung 30 an der Messeinrichtung 10 zumindest während der Messung fest angebracht. Die Steuereinrichtung 30 übernimmt die elektrische Verbindung zwischen der Dosierpumpe 22 der Titriervorrichtung 20 und der Steuerung 14, wobei alle elektrischen Verbindungen der Übersichtlichkeit halber in der Abbildung symbolisch als „offene Leitungen" gezeigt sind.
Die Steuereinrichtung 14 steuert nun die Zugabe von Titrierflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 21 über die Dosierpumpe 22, welcher elektrische Steuersignale bzw. Antriebssignale so zugeleitet werden, dass jedes Signal einem bestimmten Volumen an Titrierflüssigkeit entspricht. Über die in der Identifikationseinrichtung 31 gespeicherten und mittels der Leseeinrichtung 15 ausgelesenen und der Steuereinrichtung 14 mitgeteilten Daten ist es nun möglich zu bestimmen, wie viel Mol an aktiver Substanz der Probe zugegeben wurden, bis das Strömungspotential auf Null abgesunken ist. Dies stellt einen für die hier vorgenommene Messung relevanten Wert dar, der auf der Anzeigevorrichtung 16 angezeigt wird.
Die Steuereinrichtung 14 kann weiterhin feststellen, wann die über die Pumpe 22 abgepumpte Menge an Titrierflüssigkeit dem vorgegebenen Wert entspricht, der in der Identifikationseinrichtung 31 gespeichert ist. Sobald dieser Wert erreicht wird, gibt die Steuereinrichtung 14 z. B. über die Anzeige 16 ein entsprechendes Signal ab und unterbindet jede weitere Messung. Von Vorteil ist es hierbei, wenn ein entsprechendes Warnsignal dann abgegeben wird, wenn die im Vorratsbehälter noch vorhandene Restmenge an Titrierflüssigkeit einen Wert erreicht, der (unter Berücksichtigung der bekannten Molarität der Titrierflüssigkeit) zur Durchführung einer üblichen Messung gerade noch ausreicht bzw. nicht mehr ausreicht. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass ein Messvorgang vor Beendigung abgebrochen wird.

10: Messeinrichtung
11: Kolben
12: Messgefäß
13: Spannungsmesseinrichtung
14: Steuerung/Steuerelektronik
15: Leseeinrichtung
16: Anzeige
20: Titriervorrichtung
21: Vorratsbehälter
22: Pumpe
28: Zuleitung
30: Steuereinrichtung

Claims

Vorrichtung zur Analyse einer Probenflüssigkeit, z. B. Pulpe, mit einer Messeinrichtung (10) zur Messung mindestens eines Parameters der Probenflüssigkeit, z. B. eines Strömungspotentials, und mit einer Titriervorrichtung (20) zum Zuführen einer Titrierflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter (21) zur Probenflüssigkeit, wobei der Vorratsbehälter (21) eine ihm zugeordnete oder mit ihm verbundene, maschinenlesbare Identifikationseinrichtung (31) aufweist, eine Leseeinrichtung (15) zum Lesen einer Information aus der Identifikationseinrichtung (31) vorgesehen ist, wobei die Messeinrichtung (10) derart ausgebildet und mit der Leseeinrichtung (15) verbunden ist, dass die Betriebsweise der Messeinrichtung (10) in Abhängigkeit von der gelesenen Information steuerbar ist, und wobei die Messeinrichtung (10) derart ausgebildet ist, dass nach einer Abgabe einer vorbestimmten Menge von Titrierflüssigkeit aus einem bestimmten Vorratsbehälter (21) ein Warnsignal abgegeben und/oder die Messung unterbrochen wird, und/oder die Identifikationseinrichtung (31) eine Titrierinformation über die Molarität und/oder Normalität der im Vorratsbehälter (21) enthaltenen Titrierflüssigkeit umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (10) eine durch elektrische Ansteuersignale ansteuerbare Dosierpumpe (22) und eine Steuereinrichtung (14) umfasst, über welche aus den Ansteuersignalen die vorbestimmte Menge errechnet und gespeichert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationseinrichtung (31) eine Inhaltsinformation zur Vorbestimmung der Menge an Titrierflüssigkeit umfasst.