DE102012103237A1

DE102012103237A1 - Flüssigkeitsüberwachungsanordnung

Info

Publication number: DE102012103237A1
Application number: DE201210103237
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

In einem Flüssigkeitsstrom, beispielsweise Wasser, angeordnete ionenempfindliche Sensoren werden durch biologische, z.B. Biofouling, und/oder chemische Bestandteile, z.B. Verkalkung, so verändert, dass eine fehlerfreie Messung der Nernst-Spannung nicht mehr möglich ist. Zum Durchbrechen dieser Grenze werden Elektroden in Form voller und/oder hohler Rollkörper eingesetzt, die mit Sendeeinrichtungen versehen sind und rollend die Elektroden reinigen.

Description

Die Erfindung 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. Ein Zugang zu selektiven Ionensensoren ist in H. Galster, K. Cammann: Das Arbeiten mit ionenselektiven Elektroden, Springer Verlag 1996 zu finden.
Bei der Messung in Flüssigkeiten mit mindestens zeitweiser Flüssigkeitsbewegung, insbesondere in Wasser, können sich biologische und/oder chemische Bestandteile an den Elektroden in der Flüssigkeit absetzen und Sperrschichten aufbauen, die die zu messenden elektrochemischen Nernst-Spannungen verfälschen und damit die Informationen über ionisierte Bestandteile. Beispiele sind durch Biofouling oder Verkalkung gegeben.
Aufgabenstellung
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, diese Grenze des Versagens der Messmethode zu durchbrechen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Rollkörper als Voll- oder Hohlkörper in einen Flüssigkeitsstrom eingebracht werden und dass alle oder einige von ihnen an ihren Oberflächen elektrochemische Spannungen messende, leitende Elektroden unterschiedlichen Materials aufweisen und diese Spannungen über eine vorwiegend, aber nicht zwingend, im Inneren aller oder einiger Rollkörper angeordnete Elektronik erfasst und mitgeteilt werden. Mit dieser technischen erfindungsgemäßen Lösung wird das Problem der Reinigung sowohl der Messanordnung als auch zusätzlich der Umgebung gelöst, indem die Rollkörper Informationen in einer Flüssigkeit mit mindestens zeitweiser Flüssigkeitsbewegung zu deren Beurteilung sammeln und durch Rollbewegungen eine Reinigung herbeiführen.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll in 1 am Flüssigkeitsbeispiel Wasser erläutert werden.
Ein Stück Wasserrohr 1 für Leitungswasser oder Abwasser, das aus Kunststoff oder Glas besteht, aber auch aus Metall bestehen kann, enthält eine Sendeanordnung 2 nach außen. Durch Siebe 3 wird verhindert, dass die Rollkörper 4 weggeschwemmt werden. Diese Rollkörper 4 sind mit zwei Halbschalen oder anderen Teilstücken unterschiedlichen Materials und einer Isolationsschicht 5 zwischen ihnen versehen Zwischen den beiden Materialien entsteht im Wasser eine elektrochemische Spannung nach Nernst, die ein Maß für Ionenkonzentrationen im Wasser ist. Die hier erwähnten Halbschalen können auch andere Formen aufweisen oder leitende Muster auf dem Rollkörper 4 bilden, wenn sie zum Beispiel aus Kunststoff bestehen. Entscheidend ist, dass die Rollkörper 4 durch bewegtes Wasser selbst bewegt werden und sich dadurch, falls sich Anlagerungen biologischer und/oder chemischer Substanzen bilden, durch Abrieb selbst reinigen und auch das Wasserrohr 1. Neben der drehbaren geometrischen Kugel sind auch andere Körper als Rollkörper einsetzbar, beispielsweise Vollzylinder oder Hohlrohre. In den Rollkörpern 4 befinden sich elektronische Messanordnungen 6, die die Nernst-Spannungen aus beispielsweise Titan-Platin- oder Palladium-Indium- oder Eisen-Zink- und anderen Kombinationen so aufbereiten, dass sie zu einer Verarbeitungseinheit 7, die außerhalb des Wasserrohres 1 oder auch innerhalb angeordnet ist, gelangen, beispielsweise über die Sensoranordnung 2 oder jeder selbst sendend. Die elektronische Messanordnung 6 enthält alle für den Betreib notwendigen Bauteile, u.a. auch eine Stromversorgung und eventuell eine Sendeanordnung. Die mit den Rollkörpern 4 gewonnen Informationen dienen der Überwachung des Wassers im geschlossenen Teilstück des Wasserrohres 1 auf Bestandteile, insbesondere solchen, die für den Verbraucher eine Gesundheitsgefährdung darstellen. Das Wasserrohr 1 kann auch als offene wasserführende Anordnung ausgebildet sein, wie auch das Wasser durch andere Flüssigkeiten ersetzt sein kann. Durch Bewegung des Wassers, z.B. durch eine Wasserentnahme oder Wasserzuführung zu einem Verbraucher werden die Rollkörper 4 bewegt und reinigen sich drehend und rollend durch Abrieb selbst und/oder ihre Umgebung. Die abgeriebenen Stoffe werden ausgeschwemmt. Neben den elektrochemischen ionensensitiven Elektroden der Rollkörper sind auch andere Messsysteme zusätzlich integrierbar. Beispiele dafür sind eine optische Sender-Empfänger-Anordnung oder eine Widerstandsmessanordnung.
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]
H. Galster, K. Cammann: Das Arbeiten mit ionenselektiven Elektroden, Springer Verlag 1996 [0004]

Claims

Flüssigkeitsüberwachungsanordnung mit ionensensitiven Elektroden und mindestens zeitweiser Flüssigkeitsbewegung dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden als volle oder hohle Rollkörper ausgebildet sind und Messinformationen zu einer elektronischen Verarbeitungseinheit senden.
Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit Leitungswasser oder Abwasser ist.
Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass weitere Flüssigkeitsparameter messende Messsysteme in die Rollkörper integriert sind.