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Die Erfindung betrifft eine Sensordurchführung zum Einführen einer Sensorsonde in ein geschlossenes Gefäß mit einem an einem Griffteil ausgebildeten Hohlzapfen, der einen Gewindeabschnitt mit einem Außengewinde und einen in einer Schraubrichtung verlaufenden Durchführkanal für eine Sensorsonde aufweist.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Verfahren zur Messung einer Eigenschaft einer Probe in einem geschlossenen Gefäß sowie ein Verfahren zur Kontrolle einer Eigenschaft eines Lebensmittels.
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Derartige Sensordurchführungen und Verfahren sind aus der Praxis bekannt. So werden Sensordurchführungen der eingangs beschriebenen Art beispielsweise verwendet, um eine Eigenschaft einer Probe in einem Gefäß zu messen. Hierzu ist es bekannt, das Gefäß zu öffnen, eine Gefäßwandung beispielsweise mittels eines Bohrers wie etwa einem Akkuschrauber oder einer Ständerbohrmaschine zu durchbohren und den Hohlzapfen in das Bohrloch einzuführen. Auf das Außengewinde des Hohlzapfens wird sodann von der Innenseite der Gefäßwandung eine Mutter aufgeschraubt und so die Sensordurchführung an der Gefäßwandung fixiert.
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Sobald die Sensordurchführung an der Gefäßwandung fixiert ist, wird das Gefäß wieder verschlossen und es kann eine Sensorsonde durch die Sensordurchführung durchgeführt werden, um so eine Eigenschaft einer in dem Gefäß befindlichen Probe zu messen.
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Die Notwendigkeit, das Gefäß vor Fixieren der Sensordurchführung zu öffnen und hierfür zusätzliche Werkzeuge zu verwenden, ist umständlich und es besteht die Gefahr, dass Teile der Sensordurchführung nach deren Demontage innerhalb des Gefäßes verbleiben, wenn vergessen wird, diese bei der Demontage aus dem Inneren des Gefäßes zu entfernen. Ein weiteres Problem bei herkömmlichen Lösungen ist auch, dass bei der erforderlichen Einarbeitung des Loches in die Gefäßwandung mittels eines Werkzeugs die Gefahr von Verletzungen besteht. Auch sind herkömmliche Lösungen häufig undicht und können scharfe Kanten haben, was eine Schnittgefahr für den Monteur darstellen kann.
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Aus der
DE 35 24 219 A1 ist ein mehrfunktioneller Anschlussnippel zum Anbohren von und gleichzeitig dichtem Verbinden mit Rohrleitungen oder Behältern, die Medien führen, bekannt, wobei Mittel zum Öffnen der Rohr- oder Behälterwand, Mittel zum druckdichten Verbinden des Nippels mit derselben, mindestens eine Bohrung zur Entnahme und/oder Einspeisen sowie Mittel zur Messung von Medien und/oder zum Anschluss an gesonderte Baueinheiten, wie Sensoren, Leitungen etc. baulich in dem Nippelkörper integriert sind.
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Aus der
DE 10 2015 05265 A1 ist eine Sondenhalterung mit einem an eine Öffnung in einer Wand einsetzbaren Zugangselement bekannt, wobei die Sondenhalterung ein Dichtelement aufweist, das zum Abdichten eines Spalts zwischen der Öffnung, in die die Sonnenhalterung einsetzbar ist, und dem Zugangselement dient.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik abzumildern oder zu beheben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Merkmale von Anspruch 1 vor. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß bei einer Sensordurchführung der eingangs beschriebenen Art zur Lösung der genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass der Hohlzapfen an seinem freien Ende einen Schneidabschnitt zum Durchschneiden einer Gefäßwandung hat.
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Dies kann den Vorteil haben, dass die Sensordurchführung von außen an das Gefäß montiert werden kann, ohne das Gefäß öffnen zu müssen.
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Eine solche erfindungsgemäße Sensordurchführung eignet sich in besonderem Maß zum Autoklavieren, Sterilisieren und/oder Pasteurisieren. Dies kann beispielsweise in der Lebensmittelindustrie von Bedeutung sein, um beispielsweise Säfte oder Milch haltbar zu machen. Hierbei befindet sich die zu messende Probe häufig in einem Gefäß, welches beispielsweise eine Blechdose oder eine Flasche mit einem Flaschendeckel sein kann. Das Gefäß kann beispielsweise aus Glas, Blech und/oder einem Kunststoff sein.
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Bevorzugt ist die Sensordurchführung so ausgebildet, dass eine werkzeugfreie Montage der Sensordurchführung ermöglicht wird. Es kann vorgesehen sein, dass das Griffteil handbetätigbar ist. Weiter kann vorgesehen sein, dass der Schneidabschnitt entsprechend scharf ausgebildet ist. So kann der Hohlzapfen eine Festigkeit aufweisen, die höher ist als Stahlblech und/oder Weißblech und/oder Aluminium und/oder Chromblech und/oder Polyethylen. Hierdurch kann erreicht werden, dass der Hohlzapfen eine höhere Festigkeit aufweist als das zu durchdringende Material.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass der Hohlzapfen und/oder der Schneidabschnitt und/oder die gesamte Sensordurchführung aus einem harten Material gebildet ist oder sind. Es kann vorgesehen sein, dass der Hohlzapfen und/oder der Schneidabschnitt und/oder die gesamte Sensordurchführung aus Metall und/oder einem glasfaserverstärktem Kunststoff und/oder einem keramischen Metall gebildet ist oder sind.
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Weiter kann vorgesehen sein, dass der Schneidabschnitt mit einem Material beschichtet und/oder verstärkt ist, das eine höhere Festigkeit aufweist als das beschichtete Grundmaterial. Beispielsweise kann das Grundmaterial des Hohlzapfens aus Metall sein und die Beschichtung aus Keramik. Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass das Grundmaterial aus einem Kunststoff gebildet ist und die Beschichtung aus einem Metall.
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Um ein besonders einfaches Durchbohren einer Gefäßwandung von außen zu ermöglichen, kann bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Sensordurchführung vorgesehen sein, dass der Schneidabschnitt durch eine scharfe Spitze und/oder eine Schneide gebildet ist. Bevorzugt ist die Schneide gebildet durch einen Schnitt des Hohlzapfens im spitzen Winkel zu einer Längsrichtung des Hohlzapfens.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sensordurchführung kann vorgesehen sein, dass der Schneidabschnitt und der Gewindeabschnitt überlappen. Hierdurch kann eine Gefäßwandung besonders einfach von einer Seite durch Eindrücken und Drehen der Sensordurchführung durchbohrt werden. Bevorzugt wird der Schneidabschnitt gebildet, indem das Außengewinde schräg abgeschnitten wird. Es kann vorgesehen sein, dass der Schneidabschnitt durch einen schrägen Schnitt des Außengewindes gebildet ist.
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Um ein Durchbohren einer Gefäßwandung weiter zu vereinfachen, kann vorgesehen sein, dass das Außengewinde des Hohlzapfens zu seinem freien Ende hin verjüngend ausgebildet ist und/oder einen abnehmenden Außendurchmesser in Richtung seines freien Endes hat. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Außengewinde eine Blechschraube bildet. Alternativ oder zusätzlich kann weiter vorgesehen sein, dass der Hohlzapfen zu seinem freien Ende hin verjüngend ausgebildet ist.
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Um zu ermöglichen, dass eine Messung in einem Gefäß mit Überdruck durchgeführt werden kann, kann weiter vorgesehen sein, dass eine erste Dichtung ausgebildet ist zur Abdichtung des Durchführkanals. Bevorzugt ist die erste Dichtung ausgebildet, um einen Druck von mindestens fünf bar standzuhalten. Es kann vorgesehen sein, dass die erste Dichtung einen Dichtring umfasst. Dieser Dichtring kann in eine den Durchführkanal erweiternde Ausnehmung eingelegt sein. Der Dichteffekt kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass in die Ausnehmung ein Einsteckelement eingedreht wird, welches den Dichtring zusammendrückt und so effektiv eine von dem Dichtring umgebene und in den Durchführkanal eingeführte Sensorsonde abgedichtet.
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Zur Durchführung einer Messung in einem Gefäß mit Überdruck kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass eine zweite Dichtung zur Abdichtung eines am Außengewinde ausbildbaren Luftstroms ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann mit der zweiten Dichtung eine Abdichtung in Gebrauchsstellung gegenüber dem Gefäß, beispielsweise an einer Wandung erreichbar sein. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die zweite Dichtung einem Druck von mindestens fünf bar standhält. Ein Luftstrom kann beispielsweise am Außengewinde ausbildbar sein, wenn die Sensordurchführung an einer Gefäßwandung montiert wird und in dem Gefäß ein Überdruck herrscht. In diesem Fall kann ein Luftstrom durch das in der Gefäßwandung entstehende Loch zwischen dem Außengewinde des Hohlzapfens und einer Innenkante des Loches auftreten.
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Zum effektiven Abdichten kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass eine zweite Dichtung, beispielsweise die bereits zuvor erwähnte zweite Dichtung, durch einen um den Hohlzapfen gelegten Dichtring gebildet ist, die gegenüber einem Axialabschnitt des Außengewindes und/oder des Hohlzapfens in einer Richtung zum freien Ende des Hohlzapfens hin übersteht.
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Zum effektiven Abdichten kann alternativ oder zusätzlich ferner vorgesehen sein, dass eine zweite Dichtung, beispielsweise die zuvor erwähnte zweite Dichtung, durch einen den Hohlzapfen gelegten Dichtring gebildet ist, der in eine Ringnut eingelegt ist, die an einer Anlagefläche ausgebildet ist, wobei die Sensordurchführung an der Anlagefläche an eine Gefäßwandung anlegbar ist. Bevorzugt weist die Anlagefläche einen Innenradius auf, der größer ist als der größte Außenradius des Außengewindes. Bevorzugt ist ferner die Anlagefläche von dem Außengewinde beabstandet. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich die zuvor genannten Radien ausreichend voneinander unterscheiden.
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Um die Montage der Sensordurchführung zu vereinfachen, kann vorgesehen sein, dass das Griffteil und der Hohlzapfen einstückig ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Sensordurchführung aus vier unzerlegbaren Einzelteilen besteht, nämlich aus einem unzerlegbaren Zentralelement mit Hohlzapfen und Griffteil, einem ersten Dichtelement zur Abdichtung des Durchführkanals, einem zweiten Dichtelement zur Abdichtung eines am Außengewinde des Hohlzapfens ausbildbaren Luftstroms, und einem Einsteckelement zum Fixieren des ersten Dichtelements in dem Zentralelement.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Hohlzapfen spritzgegossen ist.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale des auf ein Verfahren zur Messung einer Eigenschaft einer Probe in einem geschlossenen Gefäß gerichteten nebengeordneten Anspruchs vorgesehen. Insbesondere wird zur Lösung der genannten Aufgabe somit erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass eine Sensordurchführung erfindungsgemäß, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf eine Sensordurchführung gerichteten Schutzansprüche, ausgebildet ist, und dass die Sensordurchführung von außen durch eine Wandung des Gefäßes dichtend durchgeschraubt wird, dass eine Sensorsonde durch die Sensordurchführung in das Gefäß dichtend eingeführt wird und dass mit der Sensorsonde die Eigenschaft der Probe gemessen wird. Ein solches Messverfahren ist besonders einfach, da insbesondere nicht erforderlich ist, das Gefäß vorher zur Montage der Sensordurchführung zu öffnen. Weitere Vorteile können der übrigen Beschreibung entnommen werden.
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Um die Montage der Sensordurchführung weiter zu vereinfachen, kann weiter vorgesehen sein, dass die Sensordurchführung werkzeugfrei von Hand durch die Wandung des Gefäßes durchgeschraubt wird.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe sind erfindungsgemäß weiter die Merkmale des auf ein Verfahren zur Kontrolle einer Eigenschaft eines Lebensmittels gerichteten nebengeordneten Anspruchs vorgesehen. Insbesondere wird zur Lösung der genannten Aufgabe somit erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Lebensmittel in eine Vielzahl von gleichartigen geschlossenen Gefäßen eingebracht wird und aus der Vielzahl der Gefäße ein Gefäß ausgewählt wird, an dem das zuvor beschriebene Verfahren zur Messung einer Eigenschaft einer Probe angewandt wird. Hierdurch wird die Kontrolle der Eigenschaft des Lebensmittels vereinfacht.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale des auf eine Verwendung einer Sensordurchführung gerichteten nebengeordneten Anspruchs vorgesehen. Insbesondere wird zur Lösung der genannten Aufgabe somit erfindungsgemäß eine Verwendung einer Sensordurchführung vorgeschlagen zur Vorbereitung einer Messung einer Eigenschaft einer Probe in einem geschlossenen Gefäß. Die Sensordurchführung ist dabei erfindungsgemäß, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder noch einem der auf ein Sensordurchführung gerichteten Schutzansprüche, ausgebildet. Bevorzugt wird das Gefäß mit eingeführter Sensorsonde gemeinsam mit anderen gleichartigen, sensorlosen Gefäßen gelagert und/oder transportiert.
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Die Erfindung wird nun anhand weniger Ausführungsbeispiele näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele oder der zuvor beschrieben Erfindungsvarianten.
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Es zeigt:
- 1 bis 4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensordurchführung,
- 5 bis 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensordurchführung.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch bei abweichender Gestaltung oder Formgebung übereinstimmende Bezugszahlen.
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1 bis 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensordurchführung 1. 2 und 4 zeigen die Sensordurchführung 1 im zusammengesetzten Zustand, wobei 1 eine perspektivische Ansicht darstellt und in 4 die Sensordurchführung 1 in der Mitte durchgeschnitten ist. 1 und 3 zeigen die Bestandteile, aus denen die zusammengesetzte Sensordurchführung 1 besteht. Auch hier ist in 1 eine perspektivische Ansicht gezeigt und in 3 eine in der Mitte durchgeschnittene Darstellung.
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Die Sensordurchführung 1 besteht aus genau vier Einzelteilen. Ein Bestandteil ist das Zentralelement 35, bei dem das Griffteil 3 und der Hohlzapfen 5 einstückig miteinander verbunden sind.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind das Griffteil 3 und der Hohlzapfen nicht einstückig miteinander verbunden und das Zentralelement 35 ist zerlegbar.
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In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die weiteren Bestandteile eine als Dichtring ausgebildete erste Dichtung 25 und eine als Dichtring ausgebildete zweite Dichtung 27 sowie ein Einsteckelement 37.
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Das Einsteckelement 37 und das Zentralelement 35 sowie insbesondere der Hohlzapfen 5 weisen einen Durchführkanal 13 auf, durch den eine Sensorsonde durchführbar ist.
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Die erste Dichtung 25 kann in eine Aufnahme 39 des Zentralelements 35 eingelegt werden und durch ein nachfolgendes Einsetzen des Einsteckelements 37 in der Aufnahme 39 fixiert werden. Das Einsteckelement 37 kann einschiebbar sein oder ein Gewinde aufweisen, so dass es in die Aufnahme 39, welche ebenfalls ein Gewinde aufweisen kann, eingeschraubt werden kann. Durch das Einschrauben des Einsteckelements 37 in die Aufnahme 39 kann erreicht werden, dass die Dichtung 25 verformt wird, so dass eine Dichtwirkung an einer durch den Durchführkanal 13 durchgeführten Sensorsonde verstärkt wird.
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Der Hohlzapfen 5 hat einen Gewindeabschnitt 7 und einen Schneidabschnitt 17. Der Gewindeabschnitt 7 zeichnet sich dadurch aus, dass in diesem Bereich des Hohlzapfens 5 ein Außengewinde 9 ausgebildet ist, welches zu dem freien Ende 15 des Hohlzapfens 5 hin verjüngend ausgebildet ist. Der Schneidabschnitt 17 zeichnet sich in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel durch eine an dem Hohlzapfen 5 ausgebildete Schneide 19 aus. Die Schneide 19 kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass ein als Blechschraube ausgebildeter Hohlzapfen 5 an seinem freien Ende 15 schräg abgeschnitten wird. So bildet auch in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel die Schneide 19 eine scharfkantige Fläche an dem freien Ende 15 des Hohlzapfens 5, welche im spitzen Winkel zu der Längsrichtung 23 des Hohlzapfens 5 verläuft. Durch die schräge Anschneidung des Hohlzapfens 5 ist an dem freien Ende 15 des Hohlzapfens 5 eine scharfe Spitze 21 ausgebildet.
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Der so ausgebildete Hohlzapfen 5 mit einem Schneidabschnitt 17 und einem Gewindeabschnitt 7 ist daher derart ausgebildet, dass eine zusammengesetzte Sensordurchführung 1 mit der Hand beispielsweise in einen durch ein Weißblech ausgebildeten Deckel einer Glasflasche eingedrückt werden kann. Hierdurch wird zunächst der Deckel durchschnitten mittels des Schneidabschnitts 17 und sodann wird durch Verdrehen der Sensordurchführung 1 und dem Anwachsen des Außenradius des Außengewindes 9 das durchgeschnittene Loch in dem Flaschendeckel allmählich vergrößert.
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Hierdurch kann die Sensordurchführung 1 an dem Deckel fixiert werden. Hierzu wird die Sensordurchführung 1 so lange auf den Deckel gedreht, bis die Anlagefläche 33 des Zentralelements 35 an dem Deckel aufliegt und die zweite Dichtung 27, welche in die Ringnut 31 eingelegt ist, einen möglichen Luftstrom abdichtet, welcher an dem Außengewinde 9 vorbeiströmen könnte, wenn keine zweite Dichtung 27 vorhanden wäre. Die erste Dichtung 25 und die zweite Dichtung 27 können in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel mindestens 5 bar standhalten.
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Die Anlagefläche 33 ist gebildet durch zwei konzentrische Ringe. Der innere Ring der Anlagefläche 33 weist einen Innenradius auf, der größer ist als der maximale Außenradius des Außengewindes 9. Die Anlagefläche 33 weist dabei in radialer Richtung einen Abstand zum Außengewinde 9 auf.
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Der Hohlzapfen 5 ist aus einem Metall gebildet, welches in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel eine höhere Festigkeit aufweist als Weißblech.
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Mit Hilfe der Sensordurchführung 1 ist es möglich, eine Eigenschaft einer Probe in einem verschlossenen Gefäß zu messen. Hierzu wird die Sensordurchführung 1 wie bereits oben beschrieben in eine Wandung des Gefäßes von Hand eingedrückt und eingeschraubt, so dass die Sensordurchführung 1 mit der Wandung abdichtet. Sodann kann eine Sensorsonde durch Sensordurchführung 1 in das Gefäß eingeführt werden und mittels der Sensorsonde kann sodann die Eigenschaft der Probe gemessen werden.
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Die Sensordurchführung 1 eignet sich auch in besonders guter Weise zur Durchführung des bereits weiter oben beschriebenen Verfahrens zur Kontrolle einer Eigenschaft eines Lebensmittels. Auch kann die Sensordurchführung 1 verwendet werden zur bereits weiter oben beschriebenen Vorbereitung einer Messung einer Eigenschaft einer Probe in einem geschlossenen Gefäß.
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5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sensordurchführung 1, welche sich von dem in 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass das Griffteil 3 eine Grifffläche 41 hat, die glatt ist. In 1 bis 4 ist die Grifffläche 41 hingegen strukturiert, so dass die Finger beim Verdrehen des Griffteils 3 nicht abrutschen können. Auch die Grifffläche 43 des Einsteckelements 37 ist in 5 und 6 glatt. In 1 bis 4 ist die Grifffläche 43 des Einsteckelements 37 hingegen strukturiert und hat wie die Grifffläche 41 des Griffteils 3 entlang mehrerer Richtungen Riffelungen und eine in axialer Richtung gewellte Außenstruktur.
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Zusammenfassend wird vorgeschlagen, eine Sensordurchführung 1 mit einem Hohlzapfen 5 so auszubilden, dass er einen Gewindeabschnitt 7 mit einem Außengewinde 9 und an seinem freien Ende 15 einen Schneidabschnitt 17 zum Durchschneiden einer Gefäßwandung hat. Eine derartige Sensordurchführung kann beispielsweise verwendet werden, um eine Messung einer Eigenschaft einer Probe in einem geschlossenen Gefäß vorzubereiten. Auch kann hierdurch eine Eigenschaft einer Probe in einem geschlossen Gefäß gemessen werden. Hierzu wird die Sensordurchführung 1 von außen insbesondere mit der Hand durch eine Wandung des Gefäßes dichtend durchgeschraubt. Anschließend wird durch die Sensordurchführung 1 eine Sensorsonde in das geschlossene Gefäß dichtend eingeführt, so dass anschließend mit der Sensorsonde die Eigenschaft der Probe gemessen werden kann. Beschrieben wird ferner ein Verfahren zur Kontrolle einer Eigenschaft eines Lebensmittels, bei der die Sensordurchführung 1 verwendet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensordurchführung
- 3
- Griffteil
- 5
- Hohlzapfen
- 7
- Gewindeabschnitt
- 9
- Außengewinde
- 11
- Schraubrichtung
- 13
- Durchführkanal
- 15
- freies Ende von 5
- 17
- Schneidabschnitt
- 19
- Schneide
- 21
- Spitze
- 23
- Längsrichtung
- 25
- erste Dichtung
- 27
- zweite Dichtung
- 29
- Axialabschnitt
- 31
- Ringnut
- 33
- Anlagefläche
- 35
- Zentralelement
- 37
- Einsteckelement
- 39
- Aufnahme
- 41
- Grifffläche von 3
- 43
- Grifffläche von 37
