DE102019109197A1 - Verfahren zur Korrektur von Messdaten eines Analysensensors sowie Analysensensor mit Korrektur von Messdaten - Google Patents

Verfahren zur Korrektur von Messdaten eines Analysensensors sowie Analysensensor mit Korrektur von Messdaten Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur von Messdaten eines Analysensensors (1). Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:- Bereitstellen eines Analysensensors (1) mit einer ersten Sensoreinheit (2), einem Datenspeicher (3) und einer Recheneinheit (4), wobei der Datenspeicher (3) sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Parameterdaten aufweist, welche ein vorbestimmtes Einsatzgebiet des Analysensensors (1) abbilden,- Erfassen von Messdaten durch die erste Sensoreinheit (2),- Auslesen der sensorspezifischen Parameterdaten aus dem Datenspeicher (3) durch die Recheneinheit (4),- Korrigieren der erfassten Messdaten anhand der sensorspezifischen Parameterdaten durch die Recheneinheit (4), um korrigierte Messdaten zu generieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft zwei Verfahren zur Korrektur von Messdaten eines Analysensensors und einen Analysensensor mit Korrektur von Messdaten.
  • In der Analysemesstechnik, insbesondere im Bereich der Wasserwirtschaft, der Umweltanalytik, im industriellen Bereich, z.B. in der Lebensmitteltechnik, der Biotechnologie und der Pharmazie, sowie für verschiedenste Laboranwendungen sind Messgrößen wie der pH-Wert, die Leitfähigkeit, oder auch die Konzentration von Analyten, wie beispielsweise Ionen oder gelösten Gasen in einem gasförmigen oder flüssigen Messmedium von großer Bedeutung. Diese Messgrößen können beispielsweise mittels Analysensensoren erfasst und/oder überwacht werden, wie zum Beispiel potentiometrische, amperometrische, voltammetrische oder coulometrische Sensoren, oder auch Leitfähigkeitssensoren, welche allesamt an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind.
  • Betrieben werden solche Analysensensoren in der Regel an einem übergeordneten Gerät, beispielsweise ein Messumformer oder Messwerttransmitter.
  • Die Analysensensoren werden je nach technischer Ausführung des Analysensensors und je nach Einsatzgebiet ganz bestimmten Einsatzbedingungen, z.B. bestimmten Temperaturbereichen, bestimmten pH-Bereichen, etc., ausgesetzt. Die Einsatzbedingungen des Analysensensors können die vom Analysensensor gemessenen Messwerte beeinflussen, d.h. verfälschen. Weiterhin können sich unterschiedlich aufgebaute Analysensensoren und Sensortypen zur Bestimmung der gleichen Messgröße anderes Verhalten bezüglich ihrer Messeigenschaften beziehungsweise andere Abhängigkeiten gegenüber den Einsatzbedingungen aufweisen. Damit dieses sensorspezifische Verhalten bei der Auswertung der Messwerte berücksichtigt werden kann und somit die Messwerte nicht verfälscht werden, bzw. bei unterschiedlichem Aufbau der Analysensensoren sich die Messwerte bei gleichen Einsatzbedingungen sich nicht unterscheiden, müssen die Einsatzbedingungen des Analysensensors sowie Eigenschaften, die sich aus dem Aufbau des Analysensensors ergeben, in Form von sensorspezifischen Parameterdaten vom Benutzer im mit dem Analysensensor verbundenen übergeordneten externen Gerät hinterlegt werden.
  • Durch die sensorspezifische Parametrierung können dann im Analysensensor oder in einem mit dem Analysensensor verbundenen Gerät, die vom Analysensensor ermittelten Messwerte korrigiert werden; d.h. den Einsatzbedingungen angepasst werden. Weiterhin ermöglicht die sensorspezifische Parametrierung die Bewertung von Sensorzuständen; beispielsweise, ob sich Kennlinien verschoben haben, oder ob der Analysensensor die für die jeweilige Sensortype maximal zulässige Anzahl an Sterilisations- oder Reinigungsprozessen durchlaufen hat.
  • Diese sensorspezifische Parametrierung ist jedoch für den Benutzer zeitaufwendig und kann bei Fehleinstellungen zu Messfehlern des Analysensensors führen. Gerade, wenn der Benutzer eine Vielzahl an Analysensensoren, welche unter jeweils verschiedenen Einsatzbedingungen eingesetzt werden, parametrieren möchte, ist die Gefahr einer Fehleinstellung durch den Benutzer besonders hoch, da eine Vielzahl an verschiedenen Parametrierungen vom Benutzer vorgenommen werden müssen, welche nicht verwechselt werden dürfen.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, welches eine sichere und komfortable sensorspezifische Parametrierung eines Analysensensors ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur von Messdaten eines Analysensensors umfasst die folgenden Schritte:
    • - Bereitstellen eines Analysensensors mit einer ersten Sensoreinheit, einem Datenspeicher und einer Recheneinheit, wobei der Datenspeicher sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Parameterdaten aufweist, welche ein vorbestimmtes Einsatzgebiet und/oder eine Messcharakteristik des Analysensensors abbilden,
    • - Erfassen von Messdaten durch die erste Sensoreinheit,
    • - Auslesen der Parameterdaten aus dem Datenspeicher durch die Recheneinheit,
    • - Korrigieren der erfassten Messdaten anhand der Parameterdaten durch die Recheneinheit, um korrigierte Messdaten zu generieren.
  • Der Schritt des Erfassens von Messdaten kann hierbei selbstverständlich auch die Wandlung analoger in digitale Messdaten nach dem Stand der Technik umfassen. Anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ermöglicht, dass die vom Analysensensor ermittelten Messdaten auf komfortable und sichere Art und Weise korrigiert werden können. Die im Datenspeicher des Analysensensors bereitgestellten sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten ermöglichen es dem Benutzer, eine Eingabe von Hand zu minimieren, um die Einsatzbedingungen des Analysensensors zu berücksichtigen. Somit werden Eingabefehler durch den Benutzer vermieden, sowie der Komfort bei der Benutzung des Analysensensors gesteigert.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Analysensensor ein erstes Kommunikationsmodul auf und ist dazu geeignet, mit einem zweiten Kommunikationsmodul eines zum Analysensensor externen Geräts verbunden zu werden, um die korrigierten Messdaten vom Analysensensor an das Gerät zu übermitteln.
  • Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch das Verfahren gemäß Anspruch 3 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur von Messdaten eines Analysensensors umfasst die folgenden Schritte:
    • - Bereitstellen eines Analysensensors mit einer ersten Sensoreinheit, einem Datenspeicher und eines ersten Kommunikationsmoduls, wobei der Datenspeicher sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Parameterdaten aufweist, welche ein vorbestimmtes Einsatzgebiet und/oder eine Messcharakteristik des Analysensensors abbilden, wobei das erste Kommunikationsmodul dazu geeignet ist, mit einem zweiten Kommunikationsmodul eines zum Analysensensor externen Geräts verbunden zu werden,
    • - Bereitstellen des zum Analysensensor externen Geräts mit dem zweiten Kommunikationsmodul und einer Recheneinheit,
    • - Verbindens des zweiten Kommunikationsmoduls mit dem ersten Kommunikationsmodul,
    • - Übermitteln der sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten vom Analysensensor an das externe Gerät durch das erste Kommunikationsmodul und das zweite Kommunikationsmodul,
    • - Erfassen von Messdaten durch die erste Sensoreinheit des Analysensensors,
    • - Übermitteln der erfassten Messdaten vom Analysensensor an das externe Gerät durch das erste Kommunikationsmodul und das zweite Kommunikationsmodul,
    • - Korrigieren der erfassten Messdaten anhand der sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten durch die Recheneinheit des externen Geräts, um korrigierte Messdaten zu generieren.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die erste Sensoreinheit des Analysensensors einen sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen ersten Null- oder Arbeitspunkt auf und die sensorspezifischen Parameterdaten umfassen einen sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Wert für eine Null- oder Arbeitspunktverschiebung und der Schritt des Korrigierens der erfassten Messdaten umfasst eine Änderung der erfassten Messdaten, derart, dass die korrigierten Messdaten den Messdaten einer zweiten Sensoreinheit mit einem zweiten Null- oder Arbeitspunkt, welcher gegenüber dem ersten Null- oder Arbeitspunkt der ersten Sensoreinheit um den Wert der Null- oder Arbeitspunktverschiebung verschoben ist, entsprechen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die erste Sensoreinheit des Analysensensors ein sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifisches erstes Referenzsystem auf und die Parameterdaten umfassen einen sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Offsetwert für eine Referenzsystemverschiebung und der Schritt des Korrigierens der erfassten Messdaten umfasst eine Änderung der erfassten Messdaten, derart, dass die korrigierten Messdaten den Messdaten einer zweiten Sensoreinheit mit einem zweiten Referenzsystem, welches gegenüber dem ersten Referenzsystem der ersten Sensoreinheit um den Offsetwert verschoben ist, entsprechen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die sensorspezifischen oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten eine Regressionsfunktion zur Veränderung, insbesondere zur Linearisierung der Temperaturabhängigkeit der erfassten Messdaten und der Schritt des Korrigierens der erfassten Messdaten umfasst eine Änderung der erfassten Messdaten, derart, dass die korrigierten Messdaten eine veränderte, insbesondere eine weitestgehend lineare Temperaturabhängigkeit aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die Parameterdaten mindestens einen sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen ersten Vorschlagswert für eine sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Bewertung eines Sensorzustands der Sensoreinheit.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst des Weiteren einen Schritt des Übermittelns des ersten Vorschlagwerts vom Analysensensor an das externe Gerät durch das erste Kommunikationsmodul und das zweite Kommunikationsmodul.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das externe Gerät einen Datenspeicher und das Verfahren umfasst des Weiteren den Schritt des Speicherns des ersten Vorschlagwerts im Datenspeicher des externen Geräts.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte:
    • - Vergleichen des ersten Vorschlagwerts mit einem im Datenspeicher des externen Geräts gespeicherten sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen zweiten Vorschlagswerts,
    • - Generieren einer Benutzermeldung, falls der erste Vorschlagswert vom zweiten Vorschlagswert verschieden ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Schritt des Vergleichens des ersten Vorschlagwerts und des zweiten Vorschlagwerts unter Zuhilfenahme einer Hashfunktion oder einer Prüfsumme durchgeführt.
  • Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch den Analysensensor gemäß Anspruch 12 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Analysensensor zur Korrektur von Messdaten umfasst eine erste Sensoreinheit, einen Datenspeicher und eine Recheneinheit, wobei der Datenspeicher sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Parameterdaten aufweist, welche ein vorbestimmtes Einsatzgebiet und/oder eine Messcharakteristik des Analysensensors und/oder eine bestimmte Messcharakteristik des Analysensensors abbilden.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • - 1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Analysensensors, welcher sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Parameterdaten und eine Recheneinheit aufweist;
    • - 2: eine schematische Darstellung eines alternativen erfindungsgemäßen Analysensensors, welcher sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Parameterdaten aufweist und mit einem externen Gerät mit einer Recheneinheit verbunden ist;
    • - 3: eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform des in 2 dargestellten Analysensensors.
  • 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Analysensensors 1 zur Korrektur von Messdaten. Der Analysensensor 1 umfasst eine Sensoreinheit 2, einen Datenspeicher 3, eine Recheneinheit 4 und ein Kommunikationsmodul 5. In 1 ist der Analysensensor 1 mit einem externen Gerät 10 verbunden, welches ein Kommunikationsmodul 11 und optional eine Anzeigeeinheit 13 aufweist. Das externe Gerät 10 kann weiterhin mit weiteren übergeordneten Einheiten zur Erfassung und Verarbeitung von Messdaten, beispielsweise einem Prozessleitsystem, über eine datentechnische Anbindung nach dem Stand der Technik verbunden sein.
  • Die Sensoreinheit 2 ist dazu geeignet, in ein Medium, z.B. eine Flüssigkeit, eingetaucht zu werden, um eine Messgröße, z.B. den pH-Wert des Mediums, zu messen. In diesem Fall ist der Analysensensor 1 ein pH-Sensor. Selbstverständlich kann der Analysensensor 1 auch als ein anderer elektrochemischer Sensor oder ein optochemischer Sensor oder ein Leitfähigkeitssensor oder ein Analysensensor zur Messung von anderen Messgrößen ausgebildet sein.
  • Der Datenspeicher 3 des Analysensensors 1 umfasst sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Parameterdaten. Die Parameterdaten sind derart in den Datenspeicher 3 geschrieben, dass sie für die Recheneinheit 4 und/oder das Kommunikationsmodul 5 zur Verfügung stehen. Die Parameterdaten ermöglichen eine Konfiguration des Analysensensors 1, derart, dass ein vorbestimmtes Einsatzgebiet und/oder eine Messcharakteristik oder sensorspezifische oder Sensortyp-spezifische Eigenschaften des Analysensensors 1 abgebildet werden.
  • Die Parameterdaten umfassen zum Beispiel Vorschlagewerte für eine sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Bewertung des Zustands der Sensoreinheit 2 und/oder zur Korrektur und/oder Veränderung von mit der Sensoreinheit 2 ermittelten Messdaten.
  • Zum Beispiel beschreiben die Parameterdaten:
    • - eine empfohlene maximale Abweichung der Sensor-Steilheit;
    • - eine empfohlene maximale Abweichung der Sensor-Steilheit bis zu einer Warnung- und/oder Alarm;
    • - eine empfohlene maximale Abweichung der Sensor-Steilheit für die Gut-Bewertung einer Steilheits-Kalibrierung;
    • - eine empfohlene maximale Abweichung des Sensor-Null- oder Arbeitspunkts;
    • - eine empfohlene maximale Abweichung des Sensor-Null- oder Arbeitspunkts bis zu einer Warnung- und/oder Alarm;
    • - eine empfohlene maximale Abweichung des Sensor-Null- oder Arbeitspunkts für die Gut-Bewertung einer Null- oder Arbeitspunkt-Kalibrierung;
    • - eine empfohlene maximale Abweichung des Sensor-Offsets;
    • - eine empfohlene maximale Abweichung des Sensor-Offsets bis zu einer Warnung- und/oder Alarm;
    • - eine empfohlene maximale Abweichung des Sensor-Offsets für die Gut-Bewertung einer Offset-Kalibrierung;
    • - eine empfohlene untere und/oder obere Warn- und/oder Alarmgrenze für den Sensor-I nnenwiderstand;
    • - eine empfohlene untere und/oder obere Warn- und/oder Alarmgrenze für den Sensor-Referenzwiderstand;
    • - eine empfohlene maximale Anzahl an Heißdampf-Sterilisationen bis zu einer Warnung- und/oder Alarm und/oder
    • - eine empfohlene maximale Anzahl an Sensor-Reinigungen bis zu einer Warnung- und/oder Alarm.
  • Die sensorspezifischen oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten können des Weiteren eine Regressionsfunktion sowie Regressionsparameter zur Veränderung, insbesondere zur Linearisierung der Temperaturabhängigkeit der erfassten Messdaten umfassen.
  • Die sensorspezifischen oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten können des Weiteren mindestens einen Wert zur Veränderung der Sensorcharakteristik umfassen. Beispiele für solche Werte sind:
    • - ein Wert zur Veränderung der Sensorsteilheit;
    • - ein Wert zur Veränderung des Sensor-Null- oder Arbeitspunkts;
    • - ein Wert zur Beeinflussung der Sensor-Linearität und/oder
    • - ein Wert zur Veränderung des Sensor-Offsets.
  • Die Recheneinheit 4 ist mit der Sensoreinheit 2 und dem Datenspeicher 3 verbunden. Die Recheneinheit 4 ist dazu geeignet, auf die Parameterdaten im Datenspeicher 3 zuzugreifen. Die Recheneinheit 4 ist dazu geeignet, die von der Sensoreinheit 2 gemessenen Messdaten zu bearbeiten, beispielsweise zu korrigieren, insbesondere unter Verwendung der Parameterdaten. Weiterhin ist die Recheneinheit 4 mit dem Kommunikationsmodul 5 verbunden. Insbesondere kann die Recheneinheit 4 die bearbeiteten, insbesondere korrigierten Messdaten an das Kommunikationsmodul übertragen.
  • Durch die Recheneinheit 4 wird direkt am Ort der Generierung der Messdaten, nämlich im Analysensensor, eine Korrektur der Messdaten vorgenommen. Dies ermöglicht z.B. die Verwendung des Analysensensors 1 zusammen mit einem externen Gerät 10, z.B. einem Transmitter, welcher nicht über eine Recheneinheit zur Korrektur der Messdaten verfügt, wie dies bei älteren oder energiesparsamen Transmittern der Fall ist. Somit ist der Analysensensor 1 dazu geeignet korrigierte Messdaten, d.h. Messdaten, welche die sensorspezifischen Einsatzbedingungen oder sensorspezifische oder Sensortyp-spezifische Messcharakteristika berücksichtigen, für externe Geräte 10 zu erstellen.
  • Das Kommunikationsmodul 5 ist dazu geeignet, mit einem zweiten Kommunikationsmodul 11 eines zum Analysensensor 1 externen Geräts 10 verbunden zu werden. Das Kommunikationsmodul 5 ist dazu geeignet, dem zweiten Kommunikationsmodul 11 die gemessenen Messdaten und/oder die korrigierten Messdaten zu senden und/oder bereitzustellen.
  • Durch das Kommunikationsmodul 5 ist es möglich, dem externen Gerät 10 die korrigierten Messdaten zur Verfügung zu stellen. Die optional vorhandene Anzeigeeinheit 13 des externen Geräts 10 ermöglicht das Anzeigen der korrigierten Messdaten.
  • In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist das Kommunikationsmodul 5 des Analysensensors 1 über eine Kabelverbindung 7 mit dem Kommunikationsmodul 11 des externen Geräts 10, z.B. ein Messumformer, verbunden. Selbstverständlich kann die Verbindung zwischen dem Kommunikationsmodul 5 und dem Kommunikationsmodul 11 aber auch durch jedwede andere Datenverbindung nach Stand der Technik, beispielsweise durch eine Kabelverbindung mit induktiver Schnittstelle oder durch eine Funkverbindung 7' (siehe 2), hergestellt werden.
  • In einer komplementären Ausführungsform umfasst die Sensoreinheit 2 des Weiteren einen Temperatursensor 6. Der Temperatursensor 6 ist dazu geeignet, die Temperatur des Messmediums bzw. der Sensoreinheit 2 zu ermitteln und der Recheneinheit 4 und/oder dem Kommunikationsmodul 5 in analoger oder digitaler Form bereitzustellen. Dies ermöglicht zum Beispiel eine temperatur-abhängige Korrektur eines von der Sensoreinheit 2 ermittelten Messwertes.
  • 2 zeigt eine zur ersten Ausführungsform alternative zweite Ausführungsform des Analysensensors. Der Unterschied dieser zweiten Ausführungsform besteht darin, dass der Analysensensor 1' keine Recheneinheit 4 aufweist, aber dafür das externe Gerät 10 eine Recheneinheit 12 aufweist.
  • Die Recheneinheit 12 des externen Geräts 10 ist dazu geeignet, die vom Analysensensor 1' empfangenen ermittelten Messdaten unter Zuhilfenahme der ebenfalls vom Analysensensor 1' bereitgestellten sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten in korrigierte Messdaten umzuwandeln. In anderen Worten findet somit die Bearbeitung, insbesondere die Korrektur der Messdaten nicht im Analysensensor 1', sondern im externen Gerät 10 statt.
  • Die zweite Ausführungsform ermöglicht, dass der Analysensensor 1' weniger Energie benötigt, als der in der ersten Ausführungsform beschriebene Analysensensor 1. Ein solcher Analysensensor 1' kann z.B. in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden. Die Herstellungskosten eines derartigen Analysensensors 1' werden somit minimal gehalten. Durch das Vorhandensein der Recheneinheit 12 im externen Gerät 10, ist es möglich, die Messdatenverarbeitung, d.h. die Korrektur der Messwerte sowie die Messwertumrechnung und/oder Messwertanzeige in einem einzigen Gerät durchzuführen.
  • Selbstverständlich ist es möglich, das externe Gerät 10 mit der Recheneinheit 12 zusammen mit einem Analysensensor 1, welcher die Recheneinheit 4 aufweist, zu betreiben.
  • 3 zeigt eine zur zweiten Ausführungsform alternative dritte Ausführungsform des Analysensensors. Der Unterschied zum Analysensensor 1' besteht darin, dass der Analysensensor 1'' kein Kommunikationsmodul 5 aufweist. Die Kommunikationsverbindung zwischen dem Analysensensor 1" und dem externen Gerät 10 ist hier jedoch auf eine Kabelverbindung 7 beschränkt. Die Kabelverbindung 7 ist direkt mit dem Datenspeicher 3 des Analysensensor 1" verbunden. Somit bekommt das externe Gerät 10 direkten Zugang zu den Parameterdaten, welche im Datenspeicher 3 abrufbar zur Verfügung stehen.
  • In allen in den 1-3 dargestellten Ausführungsformen kann die Sensoreinheit 2 des Analysensensors 1, 1', 1'' einen sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen ersten Null- oder Arbeitspunkt aufweisen. Die Parameterdaten umfassen des Weiteren einen sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Wert für eine Null- oder Arbeitspunktverschiebung.
  • In allen in den 1-3 dargestellten Ausführungsformen kann die Sensoreinheit 2 des Analysensensors 1, 1', 1 "eine sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische erste Messwertabweichung aufweisen. Die Parameterdaten umfassen des Weiteren einen sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Offsetwert für eine Reduzierung der Messwertabweichung.
  • In allen in den 1-3 dargestellten Ausführungsformen kann der Analysensensor 1, 1', 1" oder das externe Gerät 10 einen Sterilisationszähler 8 umfassen. In diesem Fall umfassen die Parameterdaten des Weiteren Vorschlagswerte für einen Sterilisationstemperaturwert und einen Sterilisationsdauerwert, wobei der für das Zählen einer Sterilisation verwendete Sterilisationstemperaturwert und der Sterilisationsdauerwert vom Benutzer einstellbar sind und der Sterilisationszähler eine Sterilisation des Analysensensors 1, 1', 1" erkennt, wenn die vom Temperatursensor gemessene Temperatur für eine Dauer größer als den Sterilisationsdauerwert über dem Sterilisationstemperaturwert liegt. Somit kann der Benutzer den Sterilisationszähler an einen gewünschten Prozess anpassen. Analog kann der Analysensensor 1, 1', 1" oder das externe Gerät 10 einen Reinigungszähler 9 zum automatischen Erfassen einer chemischen Reinigung der Sensoreinheit 2 umfassen. In diesem Fall umfassen die Parameterdaten des Weiteren Vorschlagswerte für einen Reinigungstemperaturwert und einen Reinigungsdauerwert.
  • Im Folgenden wird das Korrekturverfahren der Messdaten im Detail beschrieben. Hierbei wird der Einfachheit halber auf 1 Bezug genommen. Schritte, welche nicht in der in 1 dargestellten Ausführungsform realisiert werden, werden weiter unten separat erwähnt. Ansonsten finden alle Schritte ebenso in den in 2 und 3 abgebildeten Ausführungsformen und entsprechenden Korrekturverfahren Anwendung.
  • Zuerst erfasst der Analysensensor 1 die Messdaten mittels der Sensoreinheit 2. Hierzu ist die Sensoreinheit 2 selbstverständlich mit dem zu analysierenden Medium, z.B. mit einer Flüssigkeit, in Kontakt. Das Erfassen der Messdaten kann auch das Erfassen von Temperaturdaten, welche mittels des Temperatursensors 6 des Analysensensors ermittelt werden, und/oder die Wandlung der analogen in digitale Messdaten umfassen. Die Notwendigkeit der Erfassung der Temperaturdaten zusätzlich zur Erfassung der Messdaten hängt von dem Typ des Analysensensors ab. Bei einem pH-Sensor ist z.B. die Erfassung der Temperaturdaten vorteilhaft.
  • Weiterhin werden die sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten aus dem Datenspeicher 3 des Analysensensors mithilfe der Recheneinheit 4 gelesen.
  • In einem weiteren Schritt werden die erfassten Messdaten in korrigierte Messdaten umgewandelt. Hierzu werden die Parameterdaten verwendet. Die Umrechnung, bzw. Generierung der korrigierten Messdaten geschieht durch die Recheneinheit 4.
  • Optional kann der Analysensensor 1 mit einem externen Gerät 10 verbunden werden, um die korrigierten Messdaten an das externe Gerät 10 zu übertragen. Hierzu wird das Kommunikationsmodul 5 des Analysensensors 1 mit dem Kommunikationsmodul 11 des externen Geräts 10 verbunden. Dann werden die korrigierten Messdaten an das externe Gerät 10 übermittelt. Die Übermittlung der korrigierten Messdaten kann über eine Kabelverbindung 7 oder alternativ über eine Funkverbindung 7' geschehen.
  • In dem zur 2 dargestellten alternativen Ausführungsform korrespondierendem Verfahren zur Korrektur der Messdaten unterscheidet sich von dem zur 1 dargestellten Ausführungsform korrespondierendem Verfahren dadurch, dass der Schritt des Übermittelns der Messdaten des Analysensensor 1', 1'' an das externe Gerät 10 vor dem Schritt des Korrigierens der erfassten Messdaten geschieht.
    Wie oben erwähnt, können die Messdaten z.B. auch Temperaturdaten von einem Temperatursensor 6 umfassen.
    In diesem alternativen Verfahren wird der Schritt des Korrigierens der erfassten Messdaten durch die Recheneinheit 12 des externen Geräts 10 durchgeführt. Zur Korrektur der Messdaten werden die ebenfalls übermittelten sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten verwendet.
  • In dem zur 3 dargestellten alternativen Ausführungsform korrespondierendem Verfahren zur Korrektur der Messdaten unterscheidet sich von dem zur 2 dargestellten Ausführungsform korrespondierendem Verfahren dadurch, dass die Kommunikationsverbindung zwischen dem Analysensensor 1'' und dem externen Gerät 10 mittels eines Kabelanschlusses hergestellt wird.
  • In den zur 2-3 dargestellten Ausführungsformen korrespondierenden Verfahren kann optional den Schritt des Übermittelns des ersten Vorschlagwerts vom Analysensensor 1', 1'' an das externe Gerät 10 durch das zweite Kommunikationsmodul 11 umfassen. Hierzu liest das zweite Kommunikationsmodul 11 den ersten Vorschlagswert vom Datenspeicher 3 des Analysensensors 1'' aus.
  • In den zur 2-3 dargestellten Ausführungsformen korrespondierenden Verfahren kann optional den Schritt des Speicherns des ersten Vorschlagwerts im Datenspeicher 14 des externen Geräts 10 umfassen.
  • In den zur 2-3 dargestellten Ausführungsformen korrespondierenden Verfahren kann optional einen Schritt des Vergleichens des ersten Vorschlagwerts mit einem im Datenspeicher 14 des externen Geräts 10 gespeicherten sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen zweiten Vorschlagswerts, sowie einen Schritt des Generierens einer Benutzermeldung, falls der erste Vorschlagswert vom zweiten Vorschlagswert verschieden ist, umfassen.
  • In allen zur 1-3 dargestellten Ausführungsformen korrespondierenden Verfahren kann optional der Schritt der Bearbeitung, insbesondere des Korrigierens der erfassten Messdaten derart geschehen, dass die korrigierten Messdaten einer zweiten Sensoreinheit mit einem zweiten Null- oder Arbeitspunkt, welcher gegenüber dem ersten Null- oder Arbeitspunkt der ersten Sensoreinheit 2 um den Wert der Null- oder Arbeitspunktverschiebung verschoben ist, entsprechen.
  • Dies ermöglicht den Einsatz von typverschiedenen Analysensensoren, ohne dass der Kunde die für die Standardtype vorgeschriebenen Prozeduren und Grenzwerte anpassen muss. Als Beispiel hierfür kann auf diese Weise ein pH-Sensor mit einem vom üblichen Nullpunkt von pH 7 abweichenden Nullpunkt, beispielsweise ein Sensor mit sogenannter pH-Festableitung, wie ein pH-Sensor mit üblichem Nullpunkt ohne Anpassung von Grenzwerten oder Standardprozeduren durch den Anwender eingesetzt werden.
  • In allen zur 1-3 dargestellten Ausführungsformen korrespondierenden Verfahren kann optional der Schritt des Korrigierens der erfassten Messdaten eine Änderung der erfassten Messdaten umfassen, derart, dass die korrigierten Messdaten den Messdaten einer zweiten Sensoreinheit mit einem zweiten Referenzsystem, welches gegenüber dem ersten Referenzsystem der ersten Sensoreinheit 2 um den Offsetwert verschoben ist, entsprechen. Hierdurch wird beispielsweise der Einsatz alternativer Referenzsysteme mit unterschiedlichen elektrischen Bezugspotentialen bei Redox-Sensoren möglich, ohne dass der Benutzer Änderungen an der Auslegung und Parametrierung der Messstelle vornehmen muss.
  • Dies ermöglicht den Einsatz des Analysensensors, ohne dass der Kunde bisher verwendete Grenzwerte oder Standardprozeduren für den Einsatz des Analysensensors anpassen muss.
  • In allen zur 1-3 dargestellten Ausführungsformen korrespondierenden Verfahren kann optional der Schritt des Korrigierens der erfassten Messdaten eine Änderung der erfassten Messdaten umfasst, derart, dass die korrigierten Messdaten eine lineare Temperaturabhängigkeit aufweisen. Insbesondere weisen die korrigierten Messdaten von pH-Sensoren eine lineare Temperaturabhängigkeit entsprechend der Nernst-Gleichung auf. Auf diese Art und Weise kann beispielsweise die Temperaturabhängigkeit des pH-Werts der Flüssigableitung von pH-Glaselektroden korrigiert werden. Hierfür muss einmalig die pH-Veränderung der Flüssigableitung in Abhängigkeit von der Temperatur ermittelt sowie eine entsprechende Funktion oder Regressionsfunktion sowie die zugehörigen Koeffizienten bestimmt und als Sensortyp-spezifische Parameterdaten im Datenspeicher 3 des pH-Sensors hinterlegt werden.
  • Die korrigierten Messdaten weisen vorzugsweise die gleiche Messgröße wie die ermittelten Messdaten auf. Hierdurch ist es möglich, die Analysensensoren kompatibel zu bislang im Einsatz verwendeten externen Geräten 10 auszugestalten. Wurde beispielsweise bei bisherigen pH-Sensoren die pH-abhängige Messspannung an das externe Gerät übertragen, so sollten die nach den hier vorgeschlagenen Verfahren korrigierten Messwerte ebenfalls als korrigierte pH-abhängige Messspannung zur Verfügung gestellt werden. Insofern unterscheiden sich die hier vorgeschlagenen Verfahren zur Bearbeitung, insbesondere zur Korrektur von Messdaten von der für Analysensensoren üblichen Kalibrierung und Justage, als dass diese in der Regel eine Änderung der Messgröße umfasst; beispielsweise die Umrechnung einer pH-abhängige Messspannung und einer Messtemperatur in einen temperaturkompensierten pH-Wert. Eine weitere Unterscheidung zur üblichen Kalibrierung und Justage von Analysensensoren stellt der Fakt dar, dass die sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten einmalig in den Datenspeicher 3 des Analysensensors geschrieben werden, bevorzugt nach der Herstellung eines entsprechenden Analysensensors, und über die Einsatzdauer des Analysensensors nicht verändert werden. In anderen Worten handelt es sich hierbei um eine herstellerseitig durchgeführte Justage des Analysensensors, welche die Messcharakteristik des Analysensensors in beabsichtigter Weise verändert; welche jedoch die Kalibrierung und Justage des Analysensensors, die im Laufe des Einsatzes des Analysensensors auftretende Veränderungen der Messcharakteristik ausgleicht, nicht ersetzt oder überflüssig macht.
  • In allen zur 1-3 dargestellten Ausführungsformen korrespondierenden Verfahren können die sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten im Zuge der Fertigung eines Analysensensors 1, 1', 1'' in den Datenspeicher 3 geschrieben werden. Hierbei können die sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten vorher sensorspezifisch und/oder Sensortyp-spezifisch ermittelt werden. Die sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten können nach dem Schreiben in den Datenspeicher 3 vor Änderung oder Überschreiben geschützt werden, insbesondere vor Änderung oder Überschreiben durch das externe Gerät 10.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens, wie in 2 dargestellt, umfasst das externe Gerät 10 einen weiteren Datenspeicher 15, in welchem nach Verbinden eines Analysensensors 1' mit dem externen Gerät 10 über die Kommunikationsmodule 5 und 11, der übermittelte sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische erste Vorschlagswert bis zum erneuten Verbinden eines Analysensensors 1' mit dem externen Gerät 10 über die Kommunikationsmodule 5 und 11 als bisheriger sensorspezifischer und/oder Sensortypspezifischer zweiten Vorschlagswert gespeichert wird. Dies kann auch in Speicherplatzminimierter Weise als Hash oder als Prüfsumme erfolgen.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der vom Analysensensor 1' an das externe Gerät 10 übermittelte sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische erste Vorschlagswert von der Recheneinheit 12 des externen Geräts 10 mit den im Datenspeicher 14 gespeicherten äquivalenten zweiten Vorschlagswert und/oder den im weiteren Datenspeicher 15 gespeicherten dritten Vorschlagswerte verglichen, sobald der Analysensensor 1' mit dem externen Gerät 10 über die Kommunikationsmodule 5 und 11 verbunden wird. Hierbei handelt es sich bei dem dritten Vorschlagswert um den Vorschlagswert, welcher von der Recheneinheit 12 zur Korrektur und/oder Bewertung von Messdaten verwendet wird. Im Gegensatz zu dem ersten und zweiten Vorschlagswert kann der dritte Vorschlagswert vom Anwender verändert werden.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach Verbinden eines Analysensensors 1' über die Kommunikationsmodule 5 und 11 nur dann eine Benutzermeldung generiert, falls der mindestens eine vom Analysensensor 1' übermittelte erste Vorschlagswert sich vom im externen Gerät 10 gespeicherten äquivalenten zweiten Vorschlagswert unterscheidet und der Datenspeicher für den äquivalenten zweiten Vorschlagswert nicht leer ist und sich weiterhin die im weiteren Datenspeicher 15 gespeicherten dritten Vorschlagswert von dem übermittelten ersten Vorschlagswert unterscheidet und der gespeicherte dritte Vorschlagswert nicht leer ist.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Korrektur von Messdaten eines Analysensensors (1), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen eines Analysensensors (1) mit einer ersten Sensoreinheit (2), einem Datenspeicher (3) und einer Recheneinheit (4), wobei der Datenspeicher (3) sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Parameterdaten aufweist, welche ein vorbestimmtes Einsatzgebiet und/oder eine Messcharakteristik des Analysensensors (1) abbilden, - Erfassen von Messdaten durch die erste Sensoreinheit (2), - Auslesen der Parameterdaten aus dem Datenspeicher (3) durch die Recheneinheit (4), - Korrigieren der erfassten Messdaten anhand der Parameterdaten durch die Recheneinheit (4), um korrigierte Messdaten zu generieren.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Analysensensor (1) ein erstes Kommunikationsmodul (5) aufweist und dazu geeignet ist, mit einem zweiten Kommunikationsmodul (11) eines zum Analysensensor (1) externen Geräts (10) verbunden zu werden, um die korrigierten Messdaten vom Analysensensor (1) an das Gerät (10) zu übermitteln.
  3. Verfahren zur Korrektur von Messdaten eines Analysensensors (1', 1''), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen eines Analysensensors (1', 1'') mit einer ersten Sensoreinheit (2), einem Datenspeicher (3) und eines ersten Kommunikationsmoduls (5), wobei der Datenspeicher (3) sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Parameterdaten aufweist, welche ein vorbestimmtes Einsatzgebiet und/oder eine Messcharakteristik des Analysensensors (1', 1'') abbilden, wobei das erste Kommunikationsmodul (5) dazu geeignet ist, mit einem zweiten Kommunikationsmodul (11) eines zum Analysensensor (1', 1'') externen Geräts (10) verbunden zu werden, - Bereitstellen des zum Analysensensor (1', 1'') externen Geräts (10) mit dem zweiten Kommunikationsmodul (11) und einer Recheneinheit (12), - Verbindens des zweiten Kommunikationsmoduls (11) mit dem ersten Kommunikationsmodul (5), - Übermitteln der sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten vom Analysensensor (1', 1'') an das externe Gerät (10) durch das erste Kommunikationsmodul (5) und das zweite Kommunikationsmodul (11), - Erfassen von Messdaten durch die erste Sensoreinheit (2) des Analysensensors (1', 1''), - Übermitteln der erfassten Messdaten vom Analysensensor (1', 1'') an das externe Gerät (10) durch das erste Kommunikationsmodul (5) und das zweite Kommunikationsmodul (11), - Korrigieren der erfassten Messdaten anhand der sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten durch die Recheneinheit (4) des externen Geräts (10), um korrigierte Messdaten zu generieren.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Sensoreinheit (2) des Analysensensors (1, 1', 1'') einen sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen ersten Null- oder Arbeitspunkt aufweist und die sensorspezifischen Parameterdaten einen sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Wert für eine Null- oder Arbeitspunktverschiebung umfassen und der Schritt des Korrigierens der erfassten Messdaten eine Änderung der erfassten Messdaten umfasst, derart, dass die korrigierten Messdaten den Messdaten einer zweiten Sensoreinheit mit einem zweiten Null- oder Arbeitspunkt, welcher gegenüber dem ersten Null- oder Arbeitspunkt der ersten Sensoreinheit (2) um den Wert der Null- oder Arbeitspunktverschiebung verschoben ist, entsprechen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Sensoreinheit (2) des Analysensensors (1, 1', 1'') ein sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifisches erstes Referenzsystem aufweist und die Parameterdaten einen sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Offsetwert für eine Referenzsystemverschiebung umfassen und der Schritt des Korrigierens der erfassten Messdaten eine Änderung der erfassten Messdaten umfasst, derart, dass die korrigierten Messdaten den Messdaten einer zweiten Sensoreinheit mit einem zweiten Referenzsystem, welches gegenüber dem ersten Referenzsystem der ersten Sensoreinheit (2) um den Offsetwert verschoben ist, entsprechen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten eine Regressionsfunktion zur Veränderung, insbesondere zur Linearisierung der Temperaturabhängigkeit der erfassten Messdaten umfassen und der Schritt des Korrigierens der erfassten Messdaten eine Änderung der erfassten Messdaten umfasst, derart, dass die korrigierten Messdaten eine veränderte, insbesondere eine lineare Temperaturabhängigkeit aufweisen.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen Parameterdaten mindestens einen sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen ersten Vorschlagswert für eine sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Bewertung eines Sensorzustands der Sensoreinheit (2) umfassen.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Verfahren des Weiteren einen Schritt des Übermittelns des ersten Vorschlagwerts vom Analysensensor (1', 1") an das externe Gerät (10) durch das erste Kommunikationsmodul (5) und das zweite Kommunikationsmodul (11) umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das externe Gerät (10) einen Datenspeicher (13) umfasst und das Verfahren des Weiteren den Schritt des Speicherns des ersten Vorschlagwerts im Datenspeicher (13) des externen Geräts (10) umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte umfasst: - Vergleichen des ersten Vorschlagwerts mit einem im Datenspeicher (13) des externen Geräts (10) gespeicherten sensorspezifischen und/oder Sensortyp-spezifischen zweiten Vorschlagswerts, - Generieren einer Benutzermeldung, falls der erste Vorschlagswert vom zweiten Vorschlagswert verschieden ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Vergleichens des ersten Vorschlagwerts und des zweiten Vorschlagwerts unter Zuhilfenahme einer Hashfunktion oder einer Prüfsumme durchgeführt wird.
  12. Analysensensor (1) zur Korrektur von Messdaten, umfassend eine erste Sensoreinheit (2), einen Datenspeicher (3) und eine Recheneinheit (4), wobei der Datenspeicher (3) sensorspezifische und/oder Sensortyp-spezifische Parameterdaten aufweist, welche ein vorbestimmtes Einsatzgebiet des Analysensensors (1) und/oder eine bestimmte Messcharakteristik des Analysensensors (1) abbilden.
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