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Die Erfindung betrifft eine Sondenanordnung, bei welcher eine Sonde innerhalb eines rohrförmigen Gehäuses angeordnet ist, wobei das rohrförmige Gehäuse ein durchgängiges, zum Prozessmedium hin offenes Fenster aufweist und ein Funktionselement an der Sonde befestigt ist, welches von dem Prozessmedium umgeben ist.
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Für die Messung verschiedener Prozessgrößen in flüssigen Medien werden üblicherweise Sensoranordnungen verwendet, die in das flüssige Medium eingetaucht werden. Solche Sensoranordnungen bestehen, wie in 1 dargestellt, vorzugsweise aus einem doppelwandigen rohrförmigen Gehäuse 2 und einem aus Glas, Kunststoff oder Metall gefertigten, sich lang erstreckenden Sensor 3, welcher innerhalb des rohrförmigen Gehäuses 2 angeordnet ist und an dessen Spitze ein sensitives Element 5 befestigt ist. Das rohrförmige Gehäuse 2 überragt dabei das sensitive Element 5 und ist unterhalb des sensitiven Elementes 5 verschlossen. Das rohrförmige Gehäuse 2 wird allgemein als Tauchrohr bezeichnet, da sich ein Ende dieses Tauchrohres im Kontakt mit dem Prozessmedium befindet. Durch zwei durchgängige, sich gegenüberliegende Öffnungen 4 an dem sich im Messmedium erstreckenden Ende des Tauchrohres gelangt das Prozessmedium in das Innere des Tauchrohres und tritt dort mit dem sensitiven Element 5 in Kontakt.
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Um das sensitive Element zu reinigen oder neu zu kalibrieren, wird die gesamte Sensoranordnung mit dem Tauchrohr und dem Sensorkörper translatorisch aus dem Prozessmedium heraus in eine Spülkammer gefahren. Dabei wird eine größere Menge an Prozessmedium mit in die Spülkammer transportiert, was zu Verunreinigungen führt und sich insbesondere immer dann als nachteilig erweist, wenn das sensitive Element neu kalibriert werden soll, da in diesem Fall die Spülkammer zunächst unter Einsatz einer großen Menge an Spülmedium von dem Prozessmedium gereinigt werden muss, bevor ein Kalibriermedium eingeführt werden kann.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung anzugeben, bei welcher eine Mitnahme des Prozessmediums bei der Überführung des sensitiven Elementes aus dem Messmedium in eine Spülkammer weitgehend unterbunden wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das röhrförmige Gehäuse mindestens ein gegenüber der Sonde liegendes Behandlungsfenster, vorzugsweise zum Spülen und/oder Kalibrieren des Funktionselements aufweist, wobei das Funktionselement zwischen dem Prozessfenster und dem Behandlungsfenster bewegbar ist und das mindestens eine Funktionselement während der Messung im Prozessmedium zu dem mindestens einem Prozessfenster des Gehäuses annähernd deckungsgleich angeordnet ist. Damit wird der Spül- und/oder Kalibriervorgang in der Sondenanordnung selbst ausgeführt. Ein umständliches Herausziehen der Sondenanordnung aus dem Prozessmedium, um einen Spül- und/oder Kalibriervorgang auszuführen, kann somit genauso entfallen wie die Bereitstellung einer Spülkammer. Durch die passgenauen Abmessungen zwischen dem Funktionselement und dem Prozessfenster bzw. dem Behandlungsfenster wird bei einem Verschwenken des Funktionselements von einer Messposition in eine Spül- oder Kalibrierposition so gut wie kein Prozessmedium mitgeführt, wodurch eine Verunreinigung der Sondenanordnung weitgehend unterbunden wird. Das hat zur Folge, dass vor einem Kalibriervorgang der Verfahrensschritt des Spülens des Funktionselements auf ein Minimum an Zeit- und Spülmitteleinsatz reduziert werden kann.
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Unter einer Sonde wird im Weiteren ein Sensor mit einer sensitiven Fläche, eine Behandlungssonde mit aktiver oder aktivierbarer Fläche oder eine Probenahmesonde mit Öffnung zur Aufnahme einer Probe verstanden. Der Sensor stellt beispielsweise einen pH-Sensor zur Bestimmung des pH-Wertes in einem Medium dar. Bei einer Behandlungssonde wird beispilelsweise eine Elektrode zum Einbringen eines elektrischen Stroms in ein Medium eingebracht. Die sensitive Fläche, die aktive oder aktivierbare Fläche und die Elektrode sind unter dem Begriff Funktionselement zusammengefasst
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Unter dem Prozessmedium wird nachfolgend das Medium verstanden, welches mit Hilfe der in der Sondenanordnung eingebauten Sonde analysiert wird oder mit Hilfe der Sonde auf irgendeine Weise behandelt wird, sei es durch Eintragen eines elektrischen Stroms oder durch Entnahme einer Probe mittels der Sonde.
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Vorteilhafterweise liegt das mindestens eine Funktionselement auf der Sonde auf. Somit können mechanisch stabile Funktionselemente sehr einfach z. B. durch Kleben auf der Sonde angebracht werden, wodurch sich die Herstellung der Sondenanordnung stark vereinfacht. Ein Totvolumen in der Sondenanordnung, in welches das Prozessmedium eindringen kann, lässt sich bei dieser Ausgestaltung weitgehend reduzieren, so dass eine Verunreinigung der Sondenanordnung durch das Prozessmedium nahezu entfällt.
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Alternativ ist das mindestens eine Funktionselement in einer Ausnehmung der Sonde angeordnet. Die Abmessungen der Ausnehmung sind so bemessen, dass das Funktionselement nicht aus der Ausnehmung herausragt. Diese Ausführung eignet sich insbesondere für den Einsatz von mechanisch empfindlichen Funktionselementen, wobei das Totvolumen zum Eindringen des zu untersuchenden Prozessmediums sehr gering gehalten wird.
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In einer Ausgestaltung ist das Funktionselement gegenüberliegend zur Längsausdehnung des rohrförmigen Gehäuses lateral an der Sonde angeordnet. Der Vorteil besteht darin, dass durch die Überdeckung des Prozessfensters mit dem Funktionselement das Totvolumen, in welches das Prozessmedium eindringen kann, sehr gering gehalten wird, da das Prozessfenster und das Funktionselement nahezu die gleichen Abmessungen aufweisen und zwischen diesen eine gute Abdichtung besteht. Durch diese konstruktive Marßnahme kann nur eine geringe Menge an Prozessmedium in die Sondenanordnung eindringen.
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In einer Weiterbildung ist das mindestens eine Behandlungsfenster annähernd auf gleicher Höhe, vorteilhafterweise gegenüberliegend zum Prozessfenster angeordnet, wobei die Sonde drehbar gelagert ist, wodurch das Funktionselement aus der Messposition in die annähernd deckungsgleich zum Behandlungsfenster liegende Behandlungsposition und zurück drehbar ist. Mit einer solchen konstruktiven Maßnahme lässt sich die, das Funktionselement tragende Sonde ohne großen Aufwand zwischen den verschiedenen Positionen innerhalb des rohrförmigen Gehäuses verschieben, ohne dass zusätzlicher Raum für die Bewegung beansprucht wird.
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In einer anderen Ausführungsform ist das mindestens eine Behandlungsfenster zum Spülen und/oder Kalibrieren des Funktionselements annähernd senkrecht oberhalb oder unterhalb des Prozessfensters angeordnet, wobei die Sonde translatorisch beweglich gelagert ist, wodurch das sensitive Element durch translatorische Verschiebung annähernd deckungsgleich zu dem Prozessfenster oder zu dem Behandlungsfenster angeordnet ist. Auch bei dieser Ausführung lässt sich das Funktionselement ohne für den Bewegungsablauf der Sonde weitere konstruktive Änderungen einfach und zügig in die gewünschte Position bringen.
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In einer Variante weist die Sonde einen runden oder rechteckigen Querschnitt auf. Bei solchen Querschnitten ist eine translatorische Verschiebung zwischen dem Prozess- und dem Behandlungsfenster jederzeit möglich.
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Alternativ sind das Prozessfenster und das Behandlungsfenster stirnseitig am Gehäuse in einer Ebene angeordnet, während das Funktionselement stirnseitig an der Sonde befestigt ist und annähernd parallel der Gehäuseebene gegenüberliegt, wobei das Funktionselement durch eine Rotationsbewegung der Sonde annähernd deckungsgleich zum Prozessfenster oder zu dem Behandlungsfenster verschoben wird.
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Vorteilhafterweise sind mindestens zwei, die gleiche Messgröße detektierenden, Funktionselemente an der Sonde angeordnet, wobei das erste Funktionselement annähernd deckungsgleich dem ersten, gegenüber dem Prozessmedium offenen Prozessfenster und das zweite Funktionselement annähernd deckungsgleich gegenüber dem zweiten Behandlungsfenster angeordnet ist. Durch den Einsatz mehrerer Funktionselemente wird sicher gestellt, dass immer ein Funktionselement für die Messung im Prozessmedium verwendet werden kann, während das andere Funktionselement gespült oder kalibriert wird. Somit lässt sich ein kontinuierlicher Messvorgang realisieren, ohne dass die Sondenanordnung zum Spülen oder Kalibrieren aus dem Prozessmedium entnommen werden muss.
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In einer besonders einfachen Variante ist das mindestens eine Behandlungsfenster als Hohlraum auf der Innenseite des rohrförmigen Gehäuses ausgebildet, welches nach außen von dem Gehäuse und nach innen durch die Sonde begrenzt ist. Beim Einsatz von Kunststoff als Sonden- bzw. Gehäusematerial kann der Tauchrohrsensor dichtungslos zusammengefügt werden.
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In einer Weiterbildung ist das Behandlungsfenster nach innen durch mindestens eine Dichtung begrenzt ist. Dadurch wird die Dichtigkeit des Tauchrohrsensors gegenüber dem Prozessmedium verbessert.
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Ferner mündet in einer Ausgestaltung in den Hohlraum des Behandlungsfensters mindestens eine Zuführung für ein Behandlungsmedium, welche sich vorteilhafterweise innerhalb des rohrförmigen Gehäuses entlang zu dessen Längserstreckung ausdehnt Dadurch, dass der Kalibriervorgang innerhalb der Sondenanordnung stattfindet, kann auf separate Spülkammern, in welche die gesamte, aus dem Prozessmedium entfernte Sondenanordnung gefahren wird, verzichtet werden, wodurch eine besonders kostengünstige Lösung erzielt wird.
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In einer Weiterbildung ist der Hohlraum des Behandlungsfensters mit einer Leitung zur Abführung des Behandlungsmediums aus dem Hohlraum verbunden, die vorteilhafterweise innerhalb der Längserstreckung des rohrförmigen Gehäuses, insbesondere parallel zur Zuführung für das Behandlungsmedium, ausgebildet ist. Durch Längsbohrungen in dem Gehäuse lassen sich die Zuführung und die Leitung zur Abführung des Spül- und/oder Kalibriermediums realisieren, wodurch ein funktionierendes Spül- bzw. Kalibriersystem innerhalb der Sondenanordnung realisiert wird.
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In einer weiteren Ausführungsform enthält das Behandlungsfenster ein Behandlungsmedium und ist durch die Sonde und ggfs. weitere Dichtelemente verschlossen im Gehäuse angeordnet. Damit kann ein mit Behandlungsmedium vorgefülltes Behandlungsfenster auf einfache Weise in dem Gehäuse positioniert werden. Dies ist besonders vorteilhaft beim Einsatz der Sondenanordnung als Einmalartikel, speziell als Bestandteil von sogenannten „Disposable”-Apparaturen und -systemen in der Biotechnologie. Unter solchen „Disposable”- Apparaturen und -systemen werden hier Einweg-Apparaturen und -systeme verstanden. Hierbei ist das Behandlungsfenster vorteilhafterweise mit Kalibriermedium gefüllt. Zusätzlicher konstruktiver Aufwand zur Erstellung von Leitungen und Öffnungen in dem Gehäuse, welche der Zufuhr des Behandlungsmediums dienen, kann entfallen.
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In einer besonders kostengünstigen Ausführung sind die Sonde und/oder das Gehäuse mindestens teilweise aus Kunststoff hergestellt.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigt:
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1: Sondenanordnung nach dem Stand der Technik
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2: Sensoranordnung mit einem seitlich angeordneten sensitiven Element, bei welcher ein Wechsel des sensitiven Elementes zwischen Mess- und Kalibrierposition durch Drehung erfolgt
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3: Sensoranordnung mit einem seitlich angeordneten sensitiven Element, bei welcher ein Wechsel des sensitiven Elementes zwischen Mess- und Kalibrierposition durch translatorische Verschiebung erfolgt
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4: Sensoranordnung mit einem seitlich angeordneten sensitiven Element, bei welcher ein Wechsel des sensitiven Elementes zwischen Mess- und Kalibrierposition durch Drehung erfolgt, wobei das Behandlungsfenster mit einer Behandlungslösung gefüllt ist
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5: Sensoranordnung mit einem seitlich angeordneten sensitiven Element, bei welcher ein Wechsel des sensitiven Elementes zwischen Mess- und Kalibrierposition durch translatorische Verschiebung erfolgt, wobei das Behandlungsfenster mit einer Behandlungslösung gefüllt ist
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6: Sensoranordnung mit einem in der Rotationsebene angeordneten sensitiven Element, bei welcher ein Wechsel des sensitiven Elementes zwischen Mess- und Kalibrierposition durch eine Rotationsbewegung erfolgt
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7: Sensoranordnung mit einem in der Rotationsebene angeordneten sensitiven Element, bei welcher ein Wechsel des sensitiven Elementes zwischen Mess- und Kalibrierposition durch eine Rotationsbewegung erfolgt, wobei das Behandlungsfenster mit einer Behandlungslösung gefüllt ist
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Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In 2 ist ein Tauchrohrsensor 1 dargestellt, wie er zur Messung von Prozessgrößen in flüssigen Medien genutzt wird. Der Tauchrohrsensor 1 besteht dabei aus einem als Tauchrohr dienenden rohrförmigen Gehäuse 2, in dessen Innenraum ein annähernd rohrförmiger Sensor 3 eingelassen ist. Zwischen dem Gehäuse 2 und dem Sensor 3 ist eine Dichtung 4 angeordnet. Diese Dichtung 4 umgreift den Teil des Sensor 3 an welchem in dessen Längserstreckung, seitlich ein sensitives Element 5 des rohrförmigen Gehäuses 2 angeordnet ist, welches in 2a einem durchgängig offenen Prozessfenster 6 gegenüberliegt. Durch dieses Prozessfenster 6 tritt das Prozessmedium in den Tauchrohrsensor 1 ein und tritt mit dem sensitiven Element 5 in Kontakt, wenn der Tauchrohrsensor 1 in das zumessende Prozessmedium eingeführt ist. Das sensitive Element 5 kann dabei als ein pH-Sensor ausgebildet sein und ist in einer Ausnehmung 7 angeordnet, deren Ausmaße so gewählt sind, dass das sensitive Element 5 annähernd genau in die Ausnehmung 7 hineinpasst und die Ausnehmung 7 nicht überragt. Das sensitive Element 5 führt über nicht weiter dargestellte elektrische Leitungen an eine außerhalb des Tauchrohrsensors 1 angeordnete Steuer- und Auswerteelektronik.
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Das Gehäuse 2 weist ein weiteres, als Hohlraum ausgebildetes Behandlungsfenster 8 auf, welches zum Prozessfenster 6 um annähernd 180° verschoben ist und nur auf der zum Sensor 3 hinweisenden Innenseite des Gehäuses 2 offen gestaltet ist und nach außen von dem Gehäuse 2 verschlossen wird. Das Behandlungsfenster 8 ist mit einer ersten durchgängigen Bohrung 9 verbunden, welche als Zuleitung für eine Spül- oder Kalibrierflüssigkeit dient und im oberen Bereich des zweiten Behandlungsfensters 8 endet. Diese Bohrung 9 erstreckt sich entlang der Längsausdehnung des Gehäuses 2 und wird von außen befüllt. Parallel zur der ersten Bohrung 9 ist eine zweite, durchgängige Bohrung 10 geführt, die sich über die Längsausdehnung des Behandlungsfensters 8 hinaus erstreckt und an der Sohle des Behandlungsfensters 8 in eine Öffnung 11 mündet, welche die Bohrung 9 mit dem Hohlraum des Behandlungsfensters 8 verbindet.
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In 2b ist ein Querschnitt durch den Tauchrohrsensor 1 in Höhe des dem Prozessfenster 6 zugewandten sensitiven Elementes 5 dargestellt. Dabei ist ersichtlich, dass die Dichtung 4 fest zwischen das Gehäuse 2 und den Sensor 3 gepresst ist, um zu verhindern, dass das Prozessmedium unerwünschterweise in den Tauchrohrsensor 1 eindringt. Dadurch wird ein im Tauchrohrsensor 1 vorhandenes Totvolumen zur Aufnahme des Prozessmediums weitestgehend unterbunden. In dieser Position wird während des Messvorganges das Behandlungsfenster 8 vom Sensor 3 und der Dichtung 4 verschlossen.
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Soll nun der Messvorgang unterbrochen werden und ein Spül- oder Kalibriervorgang durchgeführt werden, wird der Sensor 3 innerhalb des Gehäuses 2 um 180° gedreht und das sensitive Element 5 wird in Überdeckung mit dem Behandlungsfenster 8 gebracht, was aus 2c und 2d hervorgeht. Der Sensorkörper 3 verschließt in diesem Fall, gegen die Dichtung 4 gepresst, das durchgängige Prozessfenster 6 und verhindert somit ein Eindringen des Prozessmediums in den Tauchrohrsensor 1.
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Die Dichtung 4 ist dabei, wie aus den 2b und 2d hervorgeht, gegenüber dem Prozessfenster 6 und dem zweiten Behandlungsfenster 8 ausgespart, um sicher zu stellen, dass entweder das Prozessmedium oder ein Spül- bzw. Kalibriermedium das sensitive Element 5 zuverlässig umspült. Auf Grund dessen, dass der Tauchrohrsensor 1 nur ein sehr geringes Totvolumen aufweist, werden Verunreinigungen im Inneren des Tauchrohrsensors 1 minimiert.
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3 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Tauchrohrsensors 1 mit einem geringen Totvolumen, bei welchem ebenfalls der Spül- oder Kalibriervorgang innerhalb des Tauchrohrsensors 1 durchgeführt werden kann. Der Tauchrohrsensor 1 weist wiederum ein rohrförmiges Gehäuse 2 auf, in welchem ein annähernd rohrförmiger Sensor 3 angeordnet ist. Der Sensor 3, welcher mittels der Dichtung 4 gegenüber dem Gehäuse 2 abgedichtet ist, trägt auf seiner seitlich sich längs erstreckenden Oberfläche ein sensitives Element 5, welches in einer Ausnehmung 7 des Sensors 3 angeordnet ist. Die Ausnehmung 7 mit dem sensitiven Element 5 ist in 3a gegenüberliegend zu einem Prozessfenster 6 in dem Gehäuse 2, vorteilhafterweise deckungsgleich, angeordnet, wobei das Prozessfenster 6 in dem Gehäuse 2 durchgängig ausgebildet ist, weshalb das zu messende Prozessmedium das sensitive Element 5 umspült und dadurch eine Messung der Messgröße, beispielsweise des pH-Wertes, ermöglicht.
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Annähernd senkrecht über dem Prozessfenster 6 ist ein zweites, sich in Richtung der Längsausdehnung des Gehäuses 2 erstreckendes Behandlungsfenster 8 an der Innenseite des rohrförmigen Gehäuses 2 eingearbeitet, welches nach außen durch das Gehäuse 2 abgeschlossen ist. Dieses Behandlungsfenster 8 wird ebenfalls zur Behandlung des sensitiven Elementes 5 genutzt, weshalb eine sich längs erstreckende Bohrung 9 zur Zuführung eines Behandlungsmediums vorhanden ist, welche oben im Hohlraum des Behandlungsfensters 8 endet. Unter Behandlung sollen dabei verschiedene Vorgänge verstanden werden, wie beispielsweise Spülen, Kalibrieren oder Regenerieren. Es wird sichergestellt, dass das Prozessmedium nicht mit dem Behandlungsmedium in Kontakt tritt, während der Prozess weiterläuft.
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Eine zweite Bohrung 10, welche sich bis zum Grund des Behandlungsfensters 8 ausdehnt und dort mit dem Hohlraum des Behandlungsfensters 8 über eine Öffnung 11 verbunden ist, erstreckt sich parallel zur ersten Bohrung 9.
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Während des Messvorganges befindet sich der Tauchrohrsensor 1 in der in 3a und 3b dargestellten Position. Dabei ist das zweite Fenster 8 im Innenraum des Gehäuses 2 durch den Sensor 3 und die Dichtung 4 verschlossen. Soll nun der Tauchrohrsensor 1 seine Behandlungsposition einnehmen, wird der Sensor 3 innerhalb des Gehäuses 2 geradlinig nach oben verschoben, bis das sensitive Element 5 in Überdeckung mit dem Behandlungsfenster 8 kommt, welches oberhalb des Prozessfensters 6 in dem Gehäuse 2 ausgebildet ist. Wie aus 3c ersichtlich, erstreckt sich die Dichtung 4 entlang der Innenwand des Gehäuses 2 und ist dabei oberhalb des Behandlungsfensters 8 und unterhalb des Prozessfensters 6 formschlüssig mit dem Gehäuse 2 verbunden. Die Dichtung 4 ist im Bereich des Prozessfensters 6 und im Bereich des Behandlungsfensters 8 weitgehend deckungsgleich mit der Ausnehmung 7 im Sensor 3 ausgespart und gewährleistet so den Kontakt des Prozessmediums oder des Behandlungsmediums mit dem sensitiven Element 5. Auch bei dieser Ausgestaltung des Tauchrohrsensors 1 erfolgt die Behandlung des sensitiven Elementes 5 innerhalb der Sensoranordnung, wodurch auf zusätzliche Kalibrier- bzw. Spülkammern, welche außerhalb des Tauchrohrsensors angeordnet sind, verzichtet werden kann.
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Eine weitere Ausgestaltung des Tauchrohrsensors ist in den 4 und 5 dargestellt, Dabei wird auf eine Versorgung des Tauchrohrsensors 1 mit einem Behandlungsmedium von außen verzichtet. Das Behandlungsmedium ist in dem Behandlungsfenster 8, welches durch den Sensor 4 und ggfs. weiteren, nicht dargestellten Dichtelementen abgeschlossen in dem Gehäuse 2 angeordnet ist, enthalten. Wie 4a zeigt, liegt das sensitive Element 5 während der Lagerung oder während des Kalibriervorganges dem mit dem Behandlungsmedium gefüllten Behandlungsfenster 8 gegenüber, wobei die Ausdehnung des Behandlungsfensters 8 so dimensioniert ist, dass seine Ausmaße die Ausdehnung des sensitiven Elementes 5 überragen, wenn das sensitive Element 5 in die Position gegenüber dem Behandlungsfenster gedreht wird. Das Prozessfenster 6 wird dabei von dem Sensor 3 dicht abgeschlossen, so dass keine Prozessflüssigkeit in den Tauchrohrsensor 1 eindringen kann. In 4b ist der Tauchrohrsensor 1 mit dem seitlich angeordneten sensitiven Element 5, bei welcher ein Wechsel des sensitiven Elementes zwischen Mess- und Kalibrierposition durch Drehung erfolgt, in der Messposition dargestellt. Dabei liegt der Sensor 3 an dem mit dem Behandlungsmedium gefüllten Behandlungsfenster 8 an, während das sensitive Element 5 dem Prozessfenster 6 gegenüberliegt und in diesem von dem Prozessmedium umspült wird.
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Auch bei dem Ausführungsbeispiel, bei welchem der Wechsel des seitlich angeordneten sensitiven Elementes 5 zwischen Mess- und Kalibrierposition durch translatorische Verschiebung des Sensors 3 erfolgt, lässt sich ein Behandlungsfenster im Gehäuse 2 des Tauchrohrsensors 1 einbringen, welches mit einer Behandlungslösung gefüllt ist. Auf Öffnungen und Zuleitungen nach Außen kann dabei verzichtet werden, was die Herstellung eines solchen Tauchrohrsensors 1 vereinfacht. In 5a liegt das sensitive Element 5 dem abgeschlossenen, mit dem Behandlungsmedium gefüllten Behandlungsfenster 8 gegenüber, wobei das sensitive Element 5 direkt an dem Behandlungsfenster 8 anliegt. In dieser Position kann der Tauchrohrsensor 1 auch gut gelagert werden, da das sensitive Element 5 vor der Umgebung geschützt ist. 5b zeigt das sensitive Element 5 in der Messposition, wo es durch Verschieben des Sensors 3 aus der Kalibierposition positioniert ist. In der Messposition wird das sensitive Element 5 im Prozessfenster 6 von dem Prozessmedium umspult. In der mit den 3 und 5 erläuterten Verschiebevariante des Tauchrohrsensors 1 besteht die Möglichkeit, den Sensor 3 mit einem runden oder rechteckigen Querschnitt auszubilden.
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In 6 ist eine weitere Ausgestaltung des Tauchrohrsensors 1 dargestellt. Bei dieser sogenannten „Revolvervariante” ist das Gehäuse 2 des Tauchrohrsensor 1 stirnseitig, bis auf das, das Prozessmedium einlassende Prozessfenster 6, verschlossen und in das Prozessmedium eingetaucht. Neben dem Prozessfenster 6 ist auch das Behandlungsfenster 8 in der Rotationsebene des Tauchrohrsensors 1 angeordnet. Das Behandlungsfenster 8 ist in diesem Beispiel ebenfalls abgeschlossen und enthält das Behandlungsmedium. Das sensitive Element 5 ist an der Stirnseite des Sensors 3 angeordnet und liegt dem Behandlungsfenster 8 an, welches in das Gehäuse 2 eingearbeitet ist, während das Prozessfenster 6 vom Sensor 3 und ggfs. weiteren, nicht dargestellten Dichtelementen abgedichtet wird (7a). Bei einer hochgenauen Anpassung des Sensors 3 an das Gehäuse 2 kann auf eine Dichtung 4 verzichtet werden. In 7b ist die „Revolvervariante” in der Messposition dargestellt. Dabei liegt das sensitive Element 5 dem Prozessfenster 6 gegenüber, wobei es vollständig von dem Prozessmedium umspült wird. Aus der Lagerungs- oder Kalibrierposition wird das sensitive Element durch Rotation des Sensors 3 um seine Längsachse in die Messposition überführt.
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Der dargestellte Tauchrohrsensor 1 lässt sich sowohl in Einschraubarmaturen, bei welchen der Sensor nur ausgewechselt werden kann, wenn der Prozess unterbrochen ist und kein Prozessmedium den Sensor umspült, als auch in Wechselarmaturen einsetzen, wo während des Austausches des Tauchrohrsensors 1 der Prozess weiterläuft. Das Material der Sonde 3 und/oder des Gehäuses 2 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, Glas, Metall oder Keramik. Sonde 3 und/oder Gehäuse 2 können auch ohne eine Dichtung 4 ausgeführt sein.
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Die beschriebene erfindungsgemäße Lösung ist auch in der Biotechnologie bei sogenannten sterilen Einwegsystemen anwendbar, bei welchen die Sensoren beispielsweise in einen Einwegreaktor eingeführt werden und dort bis zu ihrer Inbetriebnahme längere Zeit verweilen. Bei dieser Anwendung bestehen die Sonde 3 und/oder das Gehäuse 2 aus gamma-sterilisierbaren Materialen, vorzugsweise aus Kunststoff. Die Lagerung des Sensors 3 mit dem sensitiven Element 5 erfolgt dabei im Kontakt mit der Behandlungslösung, wodurch eine höhere Langzeitstabilität erreicht wird. Dadurch wird, beispielsweise bei potentiometrischen pH-Sensoren, ein Austrocknen der Glasmembran zuverlässig verhindert. Auch ein Auslaufen der Referenzhalbzelle kann mit Hilfe der beschriebenen Sondenanordnung wirkungsvoll verhindert werden. Die Behandlungslösung kann zur Kalibrierung und/oder Justierung des Sensors sowohl bei der Inbetriebnahme als auch danach weiter verwendet werden. Die Behandlungslösung wird nur zu einem geringen Teil aus dem Behandlungsfenster ausgetragen. Durch die vorgeschlagene Konstruktion erfolgt eine mechanische Stabilisierung des Sensors 3 und des sensitiven Elementes 5, wodurch eine Bruchgefahr eingeschränkt wird.
