DE102012103235A1

DE102012103235A1 - Elektrochemische Multisensoranordnung

Info

Publication number: DE102012103235A1
Application number: DE201210103235
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 Reinigung elektrochemischer ionensensitiver Elektroden nach dem Messvorgang ist ein Problem, das nicht gelöst ist. In der Patentschrift wird vorgeschlagen, einen Träger, beispielsweise einen textilen Faden, mit Messfenstern zu versehen, in die Elektroden hineinragen. Dieses wird ständig wiederholt. Nach der Messung wird es entsorgt. Ist jeden Millimeter solche ein Messfenster angeordnet, können mit einem ein Kilometer langen Faden eine Million Messungen durchgeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung für elektrolytisch wirkende Objekte mit Ionenkonzentration.
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. Ein Zugang zu selektiven Ionensensoren ist in H. Galster, K. Cammann: Das Arbeiten mit ionenselektiven Elektroden, Springer Verlag 1996 zu finden.
Das Problem bei der Messung mit elektrochemischen ionensensitiven Elektroden ist ständig die Reinigung. Durch chemische Anlagerungen, Biofouling oder Oxidation wird die Elektrodenoberfläche in ihren elektrochemischen Eigenschaften verändert und damit die zu messende Nernst-Spannung. Sie wird schließlich verfälscht und damit der Fehler irgendwann so groß, dass das Messverfahren nicht anwendbar ist.
Aufgabenstellung
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, diesen Widerspruch aufzulösen.
Erfindungsgemäß wird auf einem Träger, beispielsweise Film, Faden, Gewirk oder Folie, ein Messfenster angeordnet, das vor dem Messen mit einem Schutz versehen sein kann, aber nicht muss, wenn garantiert ist, dass das zu messende Objekt nur diesem Fenster zugeführt ist und kein anderes damit kontaminiert ist. In dieses Fenster ragen elektrochemische ionensensitive Elektroden, die bei Berührung mit einem elektrolytisch wirkenden Messobjekt elektrochemische Spannungen erzeugen. Diese werden über Zuleitungen, die längs des gesamten Trägers angeordnet sind, einer elektronischen Verarbeitungseinheit zugeführt. Das Messfenster wird nun längs des Trägers und der Zuleitungen vielfach wiederholt.
Ist der Faden einen Meter lang und dieses Fenster jeden Millimeter wiederholt, so können damit 1000 Messungen erfolgen. Bei einem ein Kilometer langen Faden, der ohne weiteres in der Textiltechnik herstellbar ist, können so eine Million Messungen durchgeführt werden. Die Messfenster werden nach dem Messvorgang vom langen Träger abgetrennt und entsorgt. Damit entfällt jegliche Reinigung, und die beim Messen erfolgende Verunreinigung ist egalisiert. Alle anderen Messfenster sind zwar parallel geschaltet, aber nicht in Betrieb sondern in Warteposition, so dass eine Reinigung nach dem Messvorgang nicht nötig ist und immer ein jungfräuliches Messfenster für die nächste Messung zur Verfügung steht. Die elektronische Verarbeitungseinheit ist nur einmal für die Gesamtheit der vielfach vorhandenen Messfenster erforderlich.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll in 1 erläutert werden.
Auf einem Träger 1, der ein Textilfaden, aber auch ein Band sein kann, sind Leitungsbahnen 2 zur Erfassung und Weiterleitung von Messspannungen an eine elektronische Verarbeitungseinheit 5 der Elektroden 3, die in die Messfenster 4 hineinragen, angeordnet. Durch Öffnen des letzten Messfensters ist dieses für eine Messung bereit. Dort kann ein Tropfen einer zu messenden Flüssigkeit oder ein Lebensmittel oder eine Körpermessstelle oder eine Probe aus der Umwelt oder ein anderes Objekt, das Ionen enthält und damit einen Elektrolyt darstellt, in Berührung mit den Elektroden 3 gebracht werden. Diese erzeugen eine nach Nernst bekannte elektrochemische Spannung selektiv auf einzelne Ionenarten abgestimmt oder schwachselektiv, je nachdem, welche Messaufgabe ansteht.
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

Band- und Flechtindustrie 40(2003)4, 115–121 [0003]
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]
H. Galster, K. Cammann: Das Arbeiten mit ionenselektiven Elektroden, Springer Verlag 1996 [0004]

Claims

Elektrochemische Multisensoranordnung dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Träger, beispielsweise Film, Faden, Gewirk oder Folie, Messfenster angeordnet sind, in die elektrochemische ionensensitive Elektroden hineinragen und dass diese Anordnung vielfach wiederholt ist.
Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Messfenster zu jeder Messung erst zu öffnen ist.
Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Messfenster nach dem Messvorgang entsorgt ist.
Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aufgerollt oder sonstwie geeignet gepatcht ist.