DE102012103223A1

DE102012103223A1 - Elektrochemischer Elektrodenverbund

Info

Publication number: DE102012103223A1
Application number: DE201210103223
Authority: DE
Inventors: Horst Ahlers; Rolf-Dietrich Berndt
Original assignee: Ip Know Ug (haftungsbeschrankt); IP KNOW UG HAFTUNGSBESCHRAENKT
Current assignee: Ip Know Ug (haftungsbeschrankt); IP KNOW UG HAFTUNGSBESCHRAENKT
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2013-10-17

Abstract

Für die Ermittlung elektrochemischer Spannungen auf oder in Messobjekten, die als Elektrolyte Ionenkonzentrationen aufweisen, werden metallische Drähte oder mit leitenden Polymeren ummantelte Textilfasern in einem knopfähnlichen Verbund eingesetzt. Bei der berührenden Messung werden diese mehr oder minder mit Resten des zu messenden Objekts kontaminiert. Erfindungsgemäß wird die Reinigung u.a. durch ein Stempelkissen oder eine Rolle mit Reinigungsessenzen vor und/oder nach der Messung vorgenommen, nachdem der Grad der Kontamination vorher festgestellt ist.

Description

Das Patent wird in der Messtechnik angewendet.
Bekannt sind Multisensor-Informationssysteme nach Patent DE 103 15 848 , in den Ausgestaltungen nach den Patenten DE 10 2006 054 297 , DE 10 2006 058 504 und DE 10 2006 058 505 , welche schwachselektive Elektroden zur Informationsgewinnung aus Elektrolyten einsetzen. Eine Kopplung mit weiteren Sensoren ist in den Patenten DE 102 03 613 und DE 10 2006 058 503 vorgenommen.
Eine neue innovative Lösung für die Aufgabe der Informationsgewinnung mit Sensoren ist der Einsatz von Textilfasern als Sensor und Reaktor gemäß den Patenten DE 10 2004 008 319 und DE 196 19 858 . Deren optionale Metallisierung ist gemäß Band- und Flechtindustrie 40(2003)4, 115–121 mitgeteilt.
Der Einsatz dieser neuen Sensortechnik ist beschrieben in H. Ahlers (Hrsg.): Früherkennung des Diabetes, Edition JENASENSORIC 2004 (ISBN 3-00-013481-6) und H. Ahlers, R. Reisch, L. Wang: Elektronisch riechen, schmecken etc., Beuth Verlag 2010 (ISBN 978-3-4120-17387-8) und Behr’s Verlag 2010 (ISBN 978-3-89947-729) sowie Fleischwirtschaft 87(4), 153–155.
Dieser Stand der Technik löst aber das Problem der Reinigung der Elektroden nicht. Bei der praktischen Realisierung stellt sich heraus, dass sich Reste der zu messenden Objekt-Elektrolyte in den Zwischenräumen der elektrochemischen Elektroden festsetzen und trotz intensiver Reinigungsbemühungen dort verbleiben. Da auch viele biologische Objekte zu messen sind, beginnen neben der Materialkorrosion Bakterienstämme usw. zu wachsen. Das alles führt dazu, dass die eigentlich sehr einfache Messmöglichkeit in der Praxis vollkommen versagen kann.
Aufgabenstellung
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, für das Problem der Reinigung eine grundlegende und neue Lösung zu finden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem knopfähnlichen Verbund angeordnete elektrochemische Elektroden nach und/oder vor der Berührung mit dem Messobjekt an eine Reinigungsvorrichtung gebracht sind und dass die Vollständigkeit der Reinigung je nach Bedarf geprüft ist. Die Reinigung wird unterstützt, indem je nach Messobjekt die Elektroden bündig mit der Verbundoberfläche abschließen oder etwas hervorstehen, so dass beispielsweise mechanische Bürsten einen besseren Angriff auf das Elektrodenmaterial haben. Das Hervorstehen kann in mehreren Ebenen vorgesehen sein.
Weiterhin sind einige ansonsten für die Elektroden vorgesehene Durchführungen frei zu lassen, damit dort Reinigungsflüssigkeiten eingeführt werden können. Der Zustand der Reinigung wird mit optoelektronischen Sender-Empfänger-Anordnungen auf Messobjektreste überprüft und/oder durch Leermessungen ohne Messobjekt. Vorhandene Reste des Messobjekts an den Elektroden würden dann noch ein Messsignal ergeben. Dieses gilt als Maß für den Reinigungserfolg. Optional kann auch ein Standardmessobjekt zur Ermittlung des Reinigungserfolgs eingesetzt werden.
Eine besondere Variante des Erfindungsgedankens ist, die Elektroden gleichen Materials mehrfach einzusetzen. Dann kann eine schlecht gereinigte Elektrode, z.B. auf einem Monitor dargestellt, erkannt werden und einer Eliminierung des Spannungssignals oder einer Korrektur oder einer Restaurierung unterzogen werden. Die Darstellung auf einem Monitor als elektrochemischer Bildschirm kann dann alle Korrektur- und Gestaltungsverfahren der modernen Bildschirmtechnik nutzen.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll beispielhaft erläutert werden. In 1 ist zur Demonstration eine Anordnung in Art eines Handstempels 1 mit einer Feder 2 dargestellt, die beim Herunterdrücken das Drehteil 3 dreht, auf dem bei dieser Erfindung die im Verbund angeordneten elektrochemischen Elektroden 4 aus unterschiedlichen Drahtmaterialien und/oder metallisierten oder leitenden polymerbeschichteten Textilfasern eingebracht sind. Diese berühren nach der Drehbewegung das Objekt 5 und erzeugen die elektrochemischen Spannungen. Dabei werden sie durch das zu messende Objekt 5 mehr oder weniger kontaminiert. Beim Zurückdrehen werden die Elektroden 4 an das Stempelkissen 6 mit der Reinigungsauflage 7 gedrückt und einer Reinigung unterzogen. Das Stempelkissen 6 kann sich selbst noch drehen oder eine modifizierte Rollenausführung sein, so dass bei jeder Messung eine andere Stelle der Reinigungsauflage 7 die Reinigung übernimmt. Die Modifikation kann auch aus einer mechanischen Bürstenanordnung bestehen oder aus Depots mit chemischen Reagenzien.
Die ganze Anordnung ist neben der manuellen Betätigung elektronisch, magnetisch oder mechanisch automatisierbar. Die gewonnenen elektrochemischen Spannungen werden in üblichen Informations- und Kommunikationseinrichtungen verarbeitet und zur Verfügung gestellt. Die Reinigung der Elektroden 4 kann unterstützt werden, indem einzelne Elektroden aus dem Verbund herausgenommen und die sich dadurch ergebenden Löcher für die Zuführung von Reinigungsflüssigkeiten oder -gasen genutzt werden. Der Zustand der erzielten Reinigung wird kontrolliert, indem ohne Messobjekt 5 bzw. mit einem Vergleichsstandard gemessen wird. Verbliebene Kontaminationen erzeugen dann eine Restspannung. Außerdem ist die Reinigungskontrolle optisch möglich. Dazu wird der Verbund der Elektroden 4 an geeigneten Stellen mit optoelektronischen Sender-Empfänger-Anordnungen versehen und auf Messobjektreste kontrolliert.
In 2 und 3 ist das Beispiel eines knopfähnlichen Elektrodenverbunds 8 gezeigt. Ein Glaskörper enthält neunzehn Lochdurchführungen 9, in denen Drahtelektroden 4 bündig 10 oder hervorstehend 11 eingebracht sind. Der Reinigungsvorgang kann nun durch mechanisches Bürsten oder wie zuvor nach 1 erläutert vorgenommen werden. Eine Reinigungsflüssigkeit 12 kann in eine nicht mit Drahtelektroden belegte Lochdurchführung eingebracht werden. Weiterhin kann der Reinigungserfolg durch Messung mit einem optoelektronischen oder gasmessenden Chip 13 besser erkannt werden. Optional können diese Chips 13 auch zur darüber hinaus gehenden Informationsgewinnung vom Messobjekt 5 eingesetzt sein. Die Steuerung des Messvorgangs und seine Informationsbearbeitung ist durch eine messortnahe Mikroelektronik 14 gegeben. Die Kontaktierung 15 erfolgt auf der der Messseite 16 gegenüberliegenden Seite des Glaskörpers des Elektrodenverbundes 8. Die Kontaktierung ist für Kleben, Löten oder andere Verbindungstechniken vorgesehen und besteht vorwiegend aus einem einzigen Material. Einige der Drahtelektroden 4 in den Lochdurchführungen 9 können mehrfach ausgeführt sein. Dann können beispielsweise statistische Maße wie Mittelwert und Streuung gebildet werden oder fehlerhaft messende Elektroden eliminiert oder eine Maximierung/Minimierung eines Informationsmaßes wie die Entropie oder andere erfolgen. Ihre Darstellung als elektrochemisch basiertes Monitoring auf einem Bildschirm ist dabei besonders zweckmäßig.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10315848 [0002]
DE 102006054297 [0002]
DE 102006058504 [0002]
DE 102006058505 [0002]
DE 10203613 [0002]
DE 102006058503 [0002]
DE 102004008319 [0003]
DE 19619858 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

H. Ahlers (Hrsg.): Früherkennung des Diabetes, Edition JENASENSORIC 2004 (ISBN 3-00-013481-6) [0004]
H. Ahlers, R. Reisch, L. Wang: Elektronisch riechen, schmecken etc., Beuth Verlag 2010 (ISBN 978-3-4120-17387-8) [0004]
Behr’s Verlag 2010 (ISBN 978-3-89947-729) sowie Fleischwirtschaft 87(4), 153–155 [0004]

Claims

Elektrochemischer Elektrodenverbund mit mindestens zwei Elektroden aus unterschiedlichen Materialien in einem knopfähnlichen Verbund dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden aus einigen Durchführungen herausragen und/oder in einigen Durchführungen fehlen und/oder unter oder in einigen Durchführungen durch mikroelektronische und/oder optoelektronische Anordnungen und/oder in oder unter einigen Durchführungen durch messende Anordnungen und/oder in oder unter einigen Durchführungen durch reinigende Spülvorrichtungen ersetzt sind und vor und/oder nach einer Messung an eine Reinigungsauflage oder Reinigungsrolle geführt werden.
Elektrochemische Elektrodenverbund nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Elektroden des gleichen Materials mehrfach vorhanden sind.
Elektrochemische Elektrodenverbund nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungserfolg nach Qualitätskriterien, statistischen Kriterien oder Informationskriterien ausgewählt und bewertet ist.