DE102012103225A1

DE102012103225A1 - Elektrochemische Sensoranordnung

Info

Publication number: DE102012103225A1
Application number: DE201210103225
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

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung mit elektrochemisch wirkenden Elektroden. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Messseite zwischen den Elektroden reinigungsunterstützend modifiziert ist. Alle weiteren, eine Reinigung verlangenden oder diese unterstützenden Maßnahmen werden in eine weitere getrennte Anordnung verlagert, so dass die auf der Messseite vorhandenen Elektroden und deren Zwischenräume nur minimal durch das Messobjekt verunreinigt werden.

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 für eine exakte und störungssichere Gewinnung elektrochemischer Spannungen 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 Aufgabe der Erfindung, für das Problem der weitgehend exakten und störungssicheren Gewinnung der elektrochemischen Spannungen unter widrigen Messumständen eine Lösung zu finden.
Erfindungsgemäß werden alle die exakte und störungssichere Gewinnung der elektrochemischen Messspannungen sicherstellenden Maßnahmen, d.h. die Messkonditionierung, von den Messelektroden getrennt und an den Rand, optional aber auch an eine andere geeignete Stelle verlegt. Das ist erfindungsgemäß ein Arretierring gegen das Verrutschen des Messobjekts auf einer planen Oberfläche der Messseite und/oder ein Beleuchtungsring zum optischen Positionieren der Oberfläche der Messseite und/oder ein Beleuchtungsring mit UV-Wellenlängen zum Abtöten von Bakterien im Zusammenwirken mit einer Titandioxidbeschichtung und/oder ein Abstandsring für eine definierte Einstellung der Höhe der Messprobe und/oder ein Saugring für das Ansaugen einer Messprobe und/oder ein Heizring für eine thermische Konditionierung der Messprobe und/oder ein Hochspannungsentladungsring zur Ozonisierung und/oder ein Spülring für flüssige und gasförmige Produkte und/oder ein Thermoelementering für eine Taupunkterzeugung bzw. eine Temperaturerniedrigung und/oder ein Depotring für die Zuführung chemischer Substanzen und/oder ein Ring zum Absaugen von Teilen oder dem ganzen Messobjekt und/oder ein Ring zum mechanischen Säubern der Elektroden und/oder einer Trennvorrichtung und/oder ein Ring mit mechanischen Säuberungsvorrichtungen.
Alle diese Ringvarianten befreien die Sensoranordnung auf der Oberfläche der Messseite von Maßnahmen der Messkonditionierung und aufwändigen Reinigung, so dass eine störungssichere Gewinnung der elektrochemischen Spannungen ermöglicht wird. Der Ring ist Synonym für eine vorteilhafte Verlagerung an den Rand. Es können auch ganz andere geometrische Formen und Orte gewählt werden. Entscheidend ist die Trennung und Reinigungsmöglichkeit. Alle genannten Ringvarianten einschließlich der Konditionierungsmaßnahmen können auch in einem oder sonstwie geeignet kombiniert sein.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll an 1 erläutert werden.
Eine Glas- oder Keramikdisk 1 mit einer Höhe von 2,3 mm und einem Durchmesser von 9,7 mm enthält eine Reihe von elektrochemisch schwachselektiv und/oder selektiv elektrische Spannungen erzeugenden und messenden Elektroden 2 aus unterschiedlichen Werkstoffen. Sie sind endständig 2 oder lateral 3 in eine z.B. plangeschliffene Oberfläche eingebracht. Zwischen den Elektroden 2 und/oder 3 ist Titandixod 4 auf der Oberfläche der messenden Seite vorgesehen, aber so, dass mit den Elektroden 2 und/oder 3 eine plane Oberfläche ohne Erhebungen und Einbuchtungen entsteht oder dass diese nicht wesentlich sind. Um diese Anordnung herum ist ein Ring 5 vorgesehen. Er kann eine einzelne Maßnahme zur exakten und störungssicheren Gewinnung der elektrochemischen Spannung aufweisen oder aber auch mehrere. Er ist herausnehmbar und getrennt zu reinigen. Soll ein Finger ausgemessen werden, so sind Arretierkuppen 6 gegen Verrutschen vorgesehen. Das gilt auch für andere eindrückbare Messproben wie beispielsweise Fleisch, Brot, Obst und Gemüse. Beim Messen noch vorhandene Reste des Messobjekts am Ring 5 sind dann nicht mehr störend. Titandioxid 4 ist zwischen den Elektroden aufgebracht, welches besonders keimtötend wirkt, wenn es mit UV-Licht bestrahlt wird. Das kann durch ultraviolett strahlende, im Ring angeordnete Lumineszenzdioden 7 geschehen. Eine Temperierung kann durch einen Heizdraht 8, der hier nur angedeutet ist, erfolgen. Die Schicht 4 kann zusätzlich noch mit einem Lotus-Effekt oder anderen hydrophoben Schichten modifiziert sein. Eine Anordnung mehrerer Chips mit Lumineszenzdioden 9 beleuchtet das Messobjekt. Thermoelemente 10 sind zur Erzeugung eines Taupunkts vorsehbar, um trockene Messobjekte wie beispielsweise Zucker, Mehl oder Salz, durch die Feuchte ionisierbar gemacht, exakt und störungssicher zu messen. In dieser Weise lassen sich eine oder mehrere in der Erfindung beispielhaft genannte Maßnahmen in den Ring 5 einbringen. Das gilt auch für eine mechanische Reinigungsvorrichtung. Damit ist die Messkonditionierung in die Peripherie oder an eine andere geeignete Stelle verlegt und die Verunreinigung durch das Messobjekt hauptsächlich an den Ring 5 delegiert und/oder infolge der Beschichtung 4 auf der Oberfläche der Messseite dort auf ein Minimum verringert.
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) und Behr’s Verlag 2010 (ISBN 978-3-89947-729) sowie Fleischwirtschaft 87(4), 153–155 [0004]

Claims

Elektrochemische Sensoranordnung dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtungen der Messkonditionierung in eine getrennte Anordnung verlagert sind.
Elektrochemische Sensoranordnung dadurch gekennzeichnet, dass die Verlagerung der Messkonditionierung auch den Bereich zwischen den Elektroden als Titandioxidschicht und/oder Lotus-Effekt-Schicht und/oder hydrophobe Schicht und/oder andere Schmutz abweisende Schicht umfasst.
Elektrochemische Sensoranordnung dadurch gekennzeichnet, dass die Messkondiionierung in einer Arretiervorrichtung und/oder Beleuchtung und/oder Abstandsvorrichtung und/oder Vakuumvorrichtung und/oder Heiz- oder Kühlvorrichtung und/oder mechanisch wirkenden Reinigungsvorrichtung und/oder mit Gas oder Flüssigkeit betriebenen Reinigungs- und/oder Messkonditionierungsvorrichtung und/oder einer Absaugvorrichtung und/oder einer Trennvorrichtung besteht.
Elektrochemische Sensoranordnung dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung der Messkonditionierung in einem Ring um die Elektroden untergebracht sind, der optional herausnehmbar ist.