DE10232850A1 - Mobile analysis facility - Google Patents

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German (de)
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Albrecht Dr.-Ing. Vogel
Peter Dr.-Ing. Krippner
Manfred Dr. Wetzko
Christian J. Dr. Schmidt
Antonio Dr.-Ing. Ruzzu
Rolf Dr. Merte
Jan Dr. Czyzewski
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ABB Patent GmbH
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Abstract

Mobile Analyseeinrichtung zur Qualitätsüberwachung eines gasförmigen Stoffes, insbesondere Luft, die ein Analysemittel (1) enthält, welches zur Analyse mit dem gasförmigen Stoff in Kontakt kommt, wobei zumindest das Analysemittel (1) innerhalb eines geschlossenen Gehäuses (2) untergebracht ist, wobei das geschlossene Gehäuse (2) weiterhin mehrere Probenträger (3) zur vollständigen Aufnahme von Proben (4) des Analyten enthält, die nacheinander über integrierte Transportmittel mit jeweils zugeordnetem portionsweise bevorratetem Analysemittel (1) zur Probenaufbereitung in Kontakt kommen, wobei eine nachgeschaltete Probenanalyseeinheit (5), ausgehend von der jeweilig aufbereiteten Probe, das Analyseergebnis detektiert.Mobile analysis device for quality monitoring of a gaseous substance, in particular air, which contains an analysis means (1) which comes into contact with the gaseous substance for analysis, at least the analysis means (1) being accommodated within a closed housing (2), the closed one Housing (2) furthermore contains a number of sample carriers (3) for the complete absorption of samples (4) of the analyte, which come into contact one after the other via integrated transport means with respectively assigned analysis means (1) stored in portions for sample preparation, with a downstream sample analysis unit (5), based on the respective prepared sample, the analysis result is detected.

Description

Die Erfindung betrifft eine mobile Analyseeinrichtung zur Qualitätsüberwachung einesgasförmigen Stoffs, insbesondere Luft, die ein Analysemittel enthält, welches zur Analyse mit dem gasförmigen Stoff in Kontakt kommt, wobei zumindest das Analysemittel innerhalb eines geschlossenen Gehäuses untergebracht ist.The invention relates to a mobile Analysis device for quality monitoring a gaseous Substance, in particular air, which contains an analysis agent, which for analysis with the gaseous substance comes into contact, at least the analysis means within a closed housing is.

Derartige Analyseeinrichtungen zur Luftqualitätsüberwachung kommen üblicherweise in der Umwelttechnik oder aber auch in der Medizintechnik zum Einsatz.Such analysis facilities for Air Quality Monitoring usually come in environmental technology or also in medical technology.

Die Umgebungsluft stellt ein lebensnotwendiges Medium dar, dessen Qualität und Reinheit starken Einfluss auf die Entwicklung ausübt. Die beim Atmen aufgenommene Luftmenge gelang im Wesentlichen ungefiltert in seine Lungen, wo sie dann teilweise aufgenommen wird, um am Stoffwechselprozess teilzunehmen. Zur Überwachung der Luftqualität sind Mensch und Tier mit verschiedenen Sinnesorganen ausgestattet, insbesondere Nase, Mund und Auge. Leider reichen diese Sinnesorgane im Allgemeinen nicht zum vollständigen und zuverlässigen Schutz vor Schadstoffen und Umweltgiften aus. So gibt es beispielsweise eine Vielzahl an Schadstoffen und Giften, die farb- und geruchlos sind, und somit mit den Sinnesorganen alleine nicht detektierbar sind. Da sowohl die Anzahl dieser für den Organismus gefährlichen Stoffe als auch das Gesundheitsbewusstsein des Menschen immer weiter ansteigt, steigt die Nachfrage nach Analyseeinrichtungen zur Luftqualitätsüberwachung entsprechend. Gesundheitsgefährdende Stoffe müssen frühzeitig, nämlich bei Auftreten bzw. Bildung erkannt werden, so dass Gegenmaßnahmen wie Neutralisierungsschritte eingeleitet werden können, um den menschlichen Organismus vor Schäden durch diese Stoffe zu bewahren. Nicht zuletzt durch die immer strengeren gesetzlichen Auflagen, auch im Bereich des Arbeitsschutzes, steigen die Anforderungen, die an Analyseeinrichtungen zur Luftqualitätsüberwachung gestellt werden. Bei den im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu analysierenden Stoffen handelt es sich insbesondere um Luftinhaltsstoffe, die partikelgebunden (Aerosole) und/oder gasförmig vorliegen können.The ambient air is vital Medium represents its quality and purity has a strong impact on development. The The amount of air absorbed during breathing was essentially unfiltered into his lungs, where it is then partially absorbed to participate in the metabolic process. For surveillance the air quality humans and animals are equipped with different sensory organs, especially nose, mouth and eye. Unfortunately, these sense organs are enough generally not to the full and reliable Protection from pollutants and environmental toxins. For example, there is a variety of pollutants and poisons that are colorless and odorless are, and therefore not detectable with the sensory organs alone are. Because both the number of these dangerous for the organism Substances as well as human health awareness continue to grow increases, the demand for analysis devices for air quality monitoring increases corresponding. hazardous Fabrics must early, namely be detected when they occur or form, so that countermeasures can be taken how neutralization steps can be initiated to to protect the human organism from damage caused by these substances. Not least because of the increasingly strict legal requirements, also in the area of occupational safety, the requirements are increasing, which are provided at analysis facilities for air quality monitoring. In the substances to be analyzed in the context of the present invention it is especially airborne substances that are particle-bound (Aerosols) and / or gaseous can be present.

Es ist allgemein bekannt, dass bei exakten und zuverlässigen Luftanalysen die Probennahme und die Probenanalyse örtlich getrennt voneinander stattfinden. Dabei erfolgt die Probennahme gewöhnlich mittels spezieller Probennahmeeinrichtungen, welche dann zur separaten Analyse in ein Labor transportiert werden. Dabei werden zur Untersuchung von Luftproben, insbesondere auf pathogene Anteile, die Fremdstoffe gewöhnlich zur weiteren Analyse in Wasser oder anderen Lösungsmitteln gelöst. Die in diesem Zusammenhang zum Einsatz kommende Probennahmeeinrichtung basiert in der Regel auf dem Prinzip der Zentrifugaltrennung, der Gaswäsche (z.B. SASS® Research International, Woodinville/Wa/USA) oder der Membranfiltertechnologie basieren.It is generally known that with precise and reliable air analyzes, the sampling and the sample analysis take place separately from one another. Sampling is usually carried out using special sampling devices, which are then transported to a laboratory for separate analysis. To examine air samples, especially for pathogenic components, the foreign substances are usually dissolved in water or other solvents for further analysis. The sampling device used in this context is usually based on the principle of centrifugal separation, gas scrubbing (e.g. SASS ® Research International, Woodinville / Wa / USA) or membrane filter technology.

Da der Transport teilweise in speziellen, gekühlten oder anderweitig ausgestatteten Transportbehältern zu erfolgen hat, teilweise unter Schutzgas oder Vakuum, ist dieser mit einem nennenswerten Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Durch die Logistik und die nachfolgende Analyse der Luftprobe im Labor kann die Probe mit einer Vielzahl an Fremdkomponenten wie Transporteinrichtungen, Umfülleinrichtungen und Analyseeinrichtungen in Kontakt kommen, die einerseits das Analyseergebnis verfälschen können, andererseits aber auch eine Verbreitung der Kontamination begünstigen können. Bei einer Kontamination durch die Probe müssen die eingesetzten Materialien zur Wiederverwendung einzeln gereinigt werden, was bei entsprechender Kontamination einen enormen Aufwand bedeutet. Alternativ können die zum Teil teuren Komponenten durch einen unwirtschaftlichen Recyclingprozess fachgerecht entsorgt werden. Beide Möglichkeiten stellen einen kostenaufwendigen und zeitintensiven Prozess dar.Since the transport is partly in special, cooled or otherwise equipped transport containers, partially under protective gas or vacuum, this is with a significant time and associated costs. Through logistics and the following Analysis of the air sample in the laboratory can use a variety of samples on third-party components such as transport equipment, decanting equipment and analysis facilities come into contact, on the one hand the analysis result distort can, on the other hand, they also encourage the spread of contamination can. In the event of contamination by the sample, the materials used must be used to be cleaned individually for reuse, what with appropriate Contamination means an enormous effort. Alternatively, the partly expensive components due to an inefficient recycling process to be disposed of. Both options represent a costly and time-consuming process.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Analyseeinrichtungen hoher Genauigkeit ist es, dass sie meist recht großbauend oder sehr empfindlich sind, so dass sie für den mobilen Einsatz vor Ort nicht geeignet sind.Another disadvantage of the known It is high accuracy analysis devices that they are usually right large construction or are very sensitive, so they are suitable for mobile use on site are not suitable.

Eine weitere Analyseeinrichtung wird in der DE 44 39 433 A1 beschrieben. Hier werden einige der vorstehend aufgezeigten Probleme dadurch gelöst, dass eine mit einer Probennahmevorrichtung aufgenommene Probe unter Anwendung eines immunochemischen Analyseschritts mit der Probennahmevorrichtung direkt vor Ort analysierbar ist. Dabei wird die Probe unter Zuhilfenahme einer Pumpe über ein Filtersystem in ein Glasbehälter befördert. Danach wird die gewonnene Probe in einem Extraktionsgefäß gelöst und mit einem Immunoassays als Analysemittel analysiert.Another analysis facility is in the DE 44 39 433 A1 described. Here, some of the problems outlined above are solved by the fact that a sample taken with a sampling device can be analyzed directly on site using an immunochemical analysis step with the sampling device. With the help of a pump, the sample is conveyed through a filter system into a glass container. The sample obtained is then dissolved in an extraction vessel and analyzed with an immunoassay as an analysis agent.

Derartige Analyseeinrichtungen sind zwar kleinbauend und mobil, jedoch kann mit einer derartigen Einrichtung nur jeweils eine Probe genommen werden und das Analyseergebnis ist, nicht zuletzt durch die notwendigen Handgriffe und Montagevorgänge, fehleranfällig.Such analysis devices are Small and mobile, but with such a facility only one sample is taken at a time and the analysis result is not least due to the necessary steps and assembly processes, prone to errors.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kleinbauende mobile Analyseeinrichtung zu schaffen, die eine zuverlässige Analyse einer gasförmigen Probe innerhalb kürzester Zeit gewährleistet.It is therefore the task of the present Invention to create a small-scale mobile analysis device which is a reliable Analysis of a gaseous Sample within shortest Time guaranteed.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem eine mobile Analyseeinrichtung zur Qualitätsüberwachung eines gasförmigen Stoffes, insbesondere Luft bereitgestellt wird, die das Analysemittel enthält, welches zur Analyse mit dem gasförmigen Stoff in Kontakt kommt, wobei zumindest das Analysemittel innerhalb eines geschlossenen Gehäuses untergebracht ist, wobei das geschlossene Gehäuse weiterhin mehrere Probenträger zur vollständigen Aufnahme von Proben des Analyten enthält, die nacheinander über integrierte Transportmittel mit jeweils zugeordnetem und portionsweise bevorratetem Analysemittel zur Probenaufbereitung in Kontakt gelangen, wobei das Analyseergebnis durch eine nachgeschaltete Probenanalyseeinheit ausgehend von der jeweiligen aufbereiteten Probe detektierbar ist.This object is achieved by providing a mobile analysis device for quality monitoring of a gaseous substance, in particular air, which contains the analysis means which comes into contact with the gaseous substance for analysis, at least the analysis means being accommodated within a closed housing, the closed one Housing continues to hold several sample carriers for the complete inclusion of Pro ben of the analyte, which come in contact via integrated transport means with each associated and portion-wise stored analysis means for sample preparation, the analysis result can be detected by a downstream sample analysis unit based on the respective prepared sample.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass die Interaktion zwischen Analysemittel und Probe erst nach vollständiger Aufnahme der Probe beginnt, so dass bereits zu Analysebeginn die Gesamtzahl an zu detektierenden Verunreinigungen oder Keimen auf dem Probenträger vorliegt. Somit ist es möglich, einen wohldefinierten Ausgangszustand zu Beginn der Analysereaktion zu schaffen, was zu einem zuverlässigen und reproduzierbaren Analyseergebnis innerhalb kürzester Zeit führt. Mit der erfindungsgemäßen Analyseeinrichtung können viele Proben nacheinander automatisch analysiert werden.The solution according to the invention offers the advantage that the interaction between analysis medium and sample only after complete absorption the sample begins, so that at the start of the analysis the total number of contamination or germs to be detected is present on the sample carrier. So it is possible a well-defined initial state at the beginning of the analysis reaction to create what becomes a reliable and reproducible analysis results within a very short time. With the analysis device according to the invention can many samples are analyzed automatically one after the other.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt der Probenträger mit einem Thermoelement zusammen, mit welchem die aufzunehmende Probe in einen Aggregatzustand entsprechend dem jeweils verwendeten Analyseverfahren transformierbar und im Falle eines Abkühlens eines gasförmigen Stoffes direkt auf den Probenträger kondensierbar ist. Das Thermoelement kann somit sowohl zur Kühlung, etwa zur Kondensation, als auch zur Erwärmung, etwa zur Initialisierung einer Analysereaktion, Verwendung finden.In another preferred embodiment the sample carrier acts according to the invention together with a thermocouple, with which the to be recorded Sample in an aggregate state corresponding to the one used in each case Analysis method transformable and in case of cooling of a gaseous substance directly on the sample holder is condensable. The thermocouple can thus both for cooling, for example for condensation, as well as for heating, for example for initialization an analysis reaction.

Eine weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahme sieht vor, dass das Thermoelement als Peltierelement ausgebildet ist, welches mit mindestens einer Wandung des Probenträgers in Kontakt steht. Auf diese Weise lässt sich das Thermoelement auf einfache Weise mit einem leicht beherrschbaren, kleinbauenden Bauteil realisieren.Another measure improving the invention provides before that the thermocouple is designed as a Peltier element, which with at least one wall of the sample carrier in Contact is there. That way the thermocouple in a simple way with an easily manageable, small-sized Realize component.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt die vollständige Aufnahme der Probe unter wiederholter Zuführung des Analyten zum Probenträger, bis die gewünschte Stoffkonzentration und/oder Kondenswassermenge in der Probe eingestellt ist. Durch die Möglichkeit einer wiederholten Zuführung des Analyten zum Probenträger kann die Stoffkonzentration in der Probe schrittweise verändert werden. Beispielweise kann so in den Pausen zwischen den einzelnen Zuführungen die Kondenswassermenge bestimmt werden und nach Bedarf durch eine weitere Zuführung weiter erhöht werden. Durch diese Maßnahme wird die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit des Analyseergebnisses gesteigert.In another advantageous embodiment the invention is complete Taking up the sample with repeated feeding of the analyte to the sample holder until the desired The substance concentration and / or amount of condensed water in the sample is set is. By the possibility a repeated feed of the analyte to the sample carrier the substance concentration in the sample can be changed gradually. For example, in the breaks between the individual feeds the amount of condensed water can be determined and if necessary by a further feeding further increased become. By this measure becomes reliability and reproducibility of the analysis result increased.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind Mittel vorgesehen, um einen Analyseträger, der das Analysemittel trägt, mit dem Probenträger zur Auslösung der Analysereaktion in Kontakt zu bringen. Diese Mittel sind vorzugsweise als Probenträgerband und Analyseträgerband ausgebildet, wobei das Probenträgerband mindestens einen Probenträger in Form einer Kavität aufweist und das Analyseträgerband ebenfalls mindestens einen Analyseträger in Form einer Kavität aufweist, wobei die beiden korrespondierend ausgebildeten Probenträger und Analyseträger durch Drehbewegung eines Walzenrades zur Auslösung der Analysereaktion in gegenseitigen Kontakt kommen. Das Probenträgerband kann hierbei mehrere Probenträger und das Analyseband ebenfalls mehrere Analyseträger aufweisen. Dadurch wird eine mehrmalige Benutzung der mobilen Analyseeinrichtung ermöglicht, ohne dass durch äußeren Eingriff neue Proben- und Analyseträger eingefügt werden müssen.In a further advantageous embodiment Means are provided to an analysis carrier, the analysis means wearing, with the sample holder for triggering to bring the analysis reaction into contact. These means are preferred as a sample carrier tape and analysis carrier tape formed, the sample carrier tape at least one sample holder in the form of a cavity has and the analysis carrier tape likewise has at least one analysis carrier in the form of a cavity, the two correspondingly designed sample carriers and analysis carriers Rotary movement of a roller wheel to trigger the analysis reaction in mutual contact come. The sample carrier tape can do several sample carrier and the analysis tape also has several analysis carriers. This will enables repeated use of the mobile analysis device, without any external interference new sample and analysis carriers added Need to become.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt der Probenträger oder der Analyseträger mit einem bestrombaren Piezoelement zur Erzeugung von mechanischen Schwingungen zusammen, um das Analysemittel mit der Probe zu durchmischen. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass das Durchmischen die Analysegeschwindigkeit erhöht und eine homogenere Analysereaktion ermöglicht.In another preferred embodiment the sample carrier acts according to the invention or the analysis vehicle with an energizable piezo element for generating mechanical Vibrations together to mix the analysis medium with the sample. This embodiment has the advantage that mixing the analysis speed elevated and enables a more homogeneous analysis reaction.

Vorteilhafter Weise enthält der Analyseträger eine sensitive Beschichtung, die während der Analysereaktion mit der Probe chemisch reagiert. Eine derartige sensitive Beschichtung bietet den Vorteil, dass sie im Gegensatz zu einem Pulver oder anderen Analysemitteln fest mit dem Analyseträger verbunden ist, wodurch der Analyseträger gekippt werden kann, ohne dass das Analysemittel ausgeschüttet wird.The analysis carrier advantageously contains one sensitive coating that during reacts chemically with the sample during the analysis reaction. Such one sensitive coating offers the advantage that it is in contrast to a powder or other analytical means firmly connected to the analysis medium is what makes the analysis vehicle can be tilted without the analyzer being poured out.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn für die Probenanalyseeinheit Mittel zur optischen Probenanalyse nach Art einer optischen Absorptionsmessung vorgesehen sind. Diese bekannte Verfahren ist genau und liefert reproduzierbare Ergebnisse. Zudem lassen sich die hierfür erforderlichen technischen Mittel in kompakten, kleinbauenden Modulen anordnen. Durch dieses kontaktlose Analyseverfahren lassen sich Verschmutzungen oder Kontaminierungen der Probenanalyseeinheit verhindern, wodurch unter anderem die Lebensdauer der Probenanalyseeinheit deutlich erhöht wird. Insbesondere können die Mittel zur optischen Probenanalyse mindestens einen Sender, eine Optik und einen Empfänger umfassen.It is particularly advantageous if for the sample analysis unit Means for optical sample analysis in the manner of an optical absorption measurement are provided are. This known method is accurate and delivers reproducible Results. In addition, the necessary technical Arrange media in compact, small modules. Because of this Contactless analysis methods can be used for contamination or contamination prevent the sample analysis unit, which among other things, the life the sample analysis unit is significantly increased. In particular, the Means for optical sample analysis at least one transmitter, one Optics and a receiver include.

Zur Erhöhung der Effizienz ist in einer weiteren Ausführungsform der Probenträger optisch reflektiv beschichtet, so dass der zum Empfänger reflektierte Lichtanteil möglichst groß ist.To increase efficiency is in one another embodiment the sample holder optically reflective coated so that the reflected to the receiver Light portion as possible is great.

Eine weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahme sieht vor, dass der Analyseträger eine Schutzfolie zum Schutz des Analysemittels vor äußeren Einflüssen aufweist, welche unmittelbar vor der Kontaktierung mit dem Probenträger abziehbar ist. In einer anderen Ausführungsform stehen der Analyseträger und der Probenträger vor Aufnahme der Probe miteinander zum Schutz des Analysemittels vor äußeren Einflüssen in Kontakt und dieser Kontakt ist zu Beginn der Probenaufnahme lösbar. Hierdurch wird verhindert, dass Fremdstoffe in den Analyseträger gelangen können. Des weiteren lassen sich hierdurch mehrere Analyseträger unabhängig von ihrem Standort durch Aufstapeln auf engstem Raum lagern.A further measure improving the invention provides that the analysis carrier has a protective film for protecting the analysis agent against external influences, which can be removed immediately before contacting the sample carrier. In another embodiment, the analysis carrier and the sample carrier are in contact with one another before the sample is taken in order to protect the analysis agent from external influences, and this contact can be released at the start of the sample taking. This prevents foreign substances from getting into the analysis carrier. Furthermore, here by multiple analysis carriers, regardless of their location, by stacking in a confined space.

Nach weiteren möglichen Weiterbildungen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Analysemittel bis zum Abziehen der Schutzfolie beziehungsweise bis zum Lösen der Kontaktierung zwischen Analyseträger und Probenträger zu Beginn der Probenaufnahme unter Vakuum oder unter Schutzgas steht. Hierdurch kann die Lebensdauer des Analysemittels und somit auch die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Analyseergebnisses weiter erhöht werden.After further possible further training of the Invention it is proposed that the analysis means until it is removed the protective film or until the contact between the analysis support and sample carrier is at the beginning of the sample collection under vacuum or under protective gas. As a result, the lifespan of the analysis means and thus also the accuracy and reproducibility of the analysis result increase.

Vorzugsweise ist die Probenanalyseeinheit modular aufgebaut, wodurch Teile hiervon austauschbar sind, um verschiedene Analyseverfahren anzuwenden. Hierdurch lässt sich je nach Probe ein geeignetes Analyseverfahren auswählen, welches durch den modularen Aufbau schnell und ohne großen Aufwand einsetzbar ist.The sample analysis unit is preferably modular constructed, which parts are interchangeable to different Apply analytical methods. Depending on the sample, this can be a suitable one Select analysis method, which, thanks to the modular structure, is quick and easy can be used.

In noch einer anderen Ausführungsform ist die Probenanalyseeinheit in der mobilen Analyseeinrichtung direkt integriert, wodurch ein größtmöglicher Schutz vor äußeren Einflüssen und einfache Handhabung sichergestellt sind.In yet another embodiment is the sample analysis unit in the mobile analysis device directly integrated, providing the greatest possible protection from external influences and easy handling are ensured.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigt:Further improving the invention activities are in the subclaims specified. In the following, the invention is based on a preferred embodiment explained in more detail with reference to the figures. It shows:

1 eine schematische Darstellung einer mobilen Analyseeinrichtung zur Qualitätsüberwachung von Luft bei der Probennahme; und 1 a schematic representation of a mobile analysis device for quality monitoring of air during sampling; and

2 eine schematische Darstellung der mobilen Analyseeinrichtung zur Qualitätsüberwachung von Luft nach 1 bei der Probenanalyse. 2 a schematic representation of the mobile analysis device for quality monitoring of air after 1 in sample analysis.

Die mobile Analyseeinrichtung nach 1 besteht im Wesentlichen aus einem Probenträger 3, einem Analyseträger 6, Mittel 7, 8, 9 zur Kontaktierung von Probenträger 3 und Analyseträger 6 und Probenanalyseeinheit 5. Zur Durchführung einer Gasanalyse weist das Probenträgerband 7 eine oder mehrere Probenträger 3 in Form von Kavitäten auf, welche die Luftproben 4 aufnehmen. Unterhalb von Probenträger 3 ist ein Thermoelement 10 angebracht, mit welchem die aufzunehmende gasförmige Probe 4 in einen flüssigen Aggregatzustand transformiert wird und damit direkt auf den Probenträger 3 kondensiert wird. Das Thermoelement 10 ist als Peltierelement ausgebildet, welches mit mindestens einer Wandung des Probenträgers 3 in Kontakt steht. Das Thermoelement 10 ist in diesem Falle hieran angeklebt. Zur vollständigen Aufnahme der Probe 4 kann die Zuführung des Analyten zum Probenträger 3 mehrmals erfolgen, bis die gewünschte Stoffkonzentration und/oder Kondenswassermenge in der Probe eingestellt ist. Die erreichte Stoffkonzentration und/oder Kondenswassermenge wird hierbei durch geeignete bekannte Verfahren bestimmt, auf die hier nicht weiter eingegangen werden soll. Zur Auslösung der chemischen Analysereaktion wird nach erfolgter Probennahme der Probenträger 3 mit dem Analyseträger 6, der das Analysemittel 1 trägt, in Kontakt gebracht. Dies erfolgt durch Drehbewegung eines Walzenrades 9, wodurch das Probenträgerband 7, das mindestens einen Probenträger 3 in Form einer Kavität aufweist, und das Analyseträgerband 8, das mindestens einen Analyseträger 6 in Form einer Kavität aufweist, zur Auslösung der Analysereaktion in gegenseitigen Kontakt kommen. Um das Analysemittel 1 vor äußeren Einflüssen zu schützen, weist der Analyseträger 6 eine Schutzfolie (nicht gezeigt) auf, die unmittelbar vor der Kontaktierung mit dem Probenträger 3 abgezogen wird. Hierbei steht das Analysemittel 1 bis zum Abziehen der Schutzfolie unter Vakuum, um die Lebensdauer des Analysemittels und somit auch die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Analyseergebnisses zu gewährleisten.The mobile analysis device after 1 consists essentially of a sample holder 3 , an analytical vehicle 6 , Medium 7 . 8th . 9 for contacting sample carriers 3 and analysis vehicle 6 and sample analysis unit 5 , The sample carrier tape points to carry out a gas analysis 7 one or more sample carriers 3 in the form of cavities on which the air samples 4 take up. Below sample holder 3 is a thermocouple 10 attached with which the gaseous sample to be recorded 4 is transformed into a liquid state of aggregation and thus directly onto the sample carrier 3 is condensed. The thermocouple 10 is designed as a Peltier element, which with at least one wall of the sample carrier 3 is in contact. The thermocouple 10 is glued to it in this case. For the complete recording of the sample 4 can the supply of the analyte to the sample carrier 3 Repeat several times until the desired substance concentration and / or amount of condensed water is set in the sample. The substance concentration and / or amount of condensed water reached is determined here by suitable known methods, which will not be discussed further here. The sample carrier is used to trigger the chemical analysis reaction after the sample has been taken 3 with the analysis vehicle 6 which is the analytical medium 1 bears, brought into contact. This is done by rotating a roller wheel 9 , causing the sample carrier tape 7 that have at least one sample holder 3 has in the form of a cavity, and the analysis carrier tape 8th that have at least one analysis vehicle 6 in the form of a cavity, come into mutual contact to trigger the analysis reaction. To the analytical medium 1 The analysis vehicle shows how to protect against external influences 6 a protective film (not shown) on the immediately before contacting the sample holder 3 is subtracted. Here is the means of analysis 1 until the protective film is removed under vacuum in order to ensure the life of the analysis medium and thus also the accuracy and reproducibility of the analysis result.

In 2 ist die mobile Analyseeinrichtung während der Probenanalyse gezeigt. Nach Kontaktierung von Probenträger 3 und Analyseträger 6, wird ein bestrombares Piezoelement (nicht gezeigt) zur Erzeugung von mechanischen Schwingungen eingesetzt, um das Analysemittel 1 mit der Probe 4 zu durchmischen. Zur weiteren Aufbereitung der gelösten und vermischten Probe 4 muss diese gegebenenfalls, insbesondere bei zeitabhängigen Nachweisreaktionen, auf eine definierte Analysetemperatur gebracht werden. Dies geschieht durch das bereits bei der Kondensation verwendete Thermoelement 10, welches derart ausgebildet ist, dass es sowohl Kühlen als auch Wärmen kann. Zur Detektion des Analyseergebnisses wird eine Probenanalyseeinheit 5 verwendet, die modular aufgebaut ist, wodurch Teile hiervon austauschbar sind, um verschiedene Analyseverfahren anzuwenden. Vorliegend beschrieben erfolgt die Analyse optisch als Absorptionsmessung. Bei der Messung wird Licht (siehe Pfeile in 2) von einem Sender 12 auf die Probe 4 eingestrahlt, die es reflektiert. Das reflektierte Licht wir mittels eines Empfängers 14 detektiert und die gewonnenen Daten über eine Auswerteeinheit (nicht gezeigt) ausgewertet. Derartige Absorptionsmessgeräte sind im Stand der Technik wohlbekannt und sollen hier nicht weiter beschrieben werden. Zur Sicherstellung eines größtmöglichen Schutzes vor äußeren Einflüssen und zur Gewährleistung einer einfachen Handhabung ist die Probenanalyseeinheit 5 in der mobilen Analyseeinrichtung integriert.In 2 the mobile analysis device is shown during the sample analysis. After contacting the sample carrier 3 and analysis vehicle 6 , an energizable piezo element (not shown) is used to generate mechanical vibrations around the analysis means 1 with the sample 4 to mix. For further processing of the dissolved and mixed sample 4 If necessary, this must be brought to a defined analysis temperature, especially in the case of time-dependent detection reactions. This is done by the thermocouple already used in the condensation 10 , which is designed in such a way that it can both cool and heat. A sample analysis unit is used to detect the analysis result 5 used, which is modular, parts of which are interchangeable to use different analysis methods. The analysis described here takes place optically as an absorption measurement. During the measurement, light is turned on (see arrows in 2 ) from a transmitter 12 put to the test 4 radiated that it reflects. The reflected light is made using a receiver 14 detected and the data obtained evaluated via an evaluation unit (not shown). Such absorption measuring devices are well known in the prior art and will not be described further here. The sample analysis unit is to ensure the greatest possible protection against external influences and to ensure easy handling 5 integrated in the mobile analysis device.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen gebrauch macht.The invention is limited in their execution not to the preferred embodiment given above. Rather, a large number of variants are conceivable, which of the solution presented also in principle different types use.

11
Analysemittelanalysis means
22
Gehäusecasing
33
Probenträgersample carrier
44
Probesample
55
ProbenanalyseeinheitSample analysis unit
66
Analyseträgeranalysis carrier
77
ProbenträgerbandSample carrier tape
88th
AnalyseträgerbandAnalysis carrier tape
99
Walzenradroller wheel
1010
Thermoelementthermocouple
1212
SenderChannel
1414
Empfängerreceiver

Claims (17)

Mobile Analyseeinrichtung zur Qualitätsüberwachung eines gasförmigen Stoffes, insbesondere Luft, die ein Analysemittel (1) enthält, welches zur Analyse mit dem gasförmigen Stoff in Kontakt kommt, wobei zumindest das Analysemittel (1) innerhalb eines geschlossenen Gehäuses (2) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Gehäuse (2) weiterhin mehrere Probenträger (3) zur vollständigen Aufnahme von Proben (4) des Analyten enthält, die nacheinander über integrierte Transportmittel mit jeweils zugeordnetem portionsweise bevorratetem Analysemittel (1) zur Probenaufbereitung in Kontakt kommen, wobei eine nachgeschaltete Probenanalyseeinheit (5) ausgehend von der jeweilig aufbereiteten Probe das Analyseergebnis detektiert.Mobile analysis device for quality monitoring of a gaseous substance, in particular air, which contains an analysis means ( 1 ) which comes into contact with the gaseous substance for analysis, at least the analysis means ( 1 ) inside a closed housing ( 2 ) is housed, characterized in that the closed housing ( 2 ) several sample carriers ( 3 ) for the complete inclusion of samples ( 4 ) of the analyte, which contains one after the other via integrated transport means with the associated portion-wise stored analysis means ( 1 ) come into contact for sample preparation, whereby a downstream sample analysis unit ( 5 ) the analysis result is detected on the basis of the respectively prepared sample. Mobile Analyseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenträger (3) mit einem Thermoelement (10) zusammenwirkt, mit welchem die aufzunehmende Probe (4) in einen Aggregatzustand entsprechend dem jeweils verwendeten Analyseverfahren transformierbar und damit direkt auf den Probenträger (3) kondensierbar ist.Mobile analysis device according to claim 1, characterized in that the sample carrier ( 3 ) with a thermocouple ( 10 ) with which the sample to be taken ( 4 ) can be transformed into an aggregate state according to the analysis method used and thus directly onto the sample carrier ( 3 ) is condensable. Mobile Analyseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermoelement (10) als Peltierelement ausgebildet ist, welches mit mindestens einer Wandung des Probenträgers (3) in Kontakt steht.Mobile analysis device according to claim 2, characterized in that the thermocouple ( 10 ) is designed as a Peltier element, which is connected to at least one wall of the sample carrier ( 3 ) is in contact. Mobile Analyseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vollständige Aufnahme der Probe (4) unter wiederholter Zuführung des Analyten zum Probenträger (3) erfolgt, bis die gewünschte Stoffkonzentration und/oder Kondenswassermenge in der Probe eingestellt ist.Mobile analysis device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the complete recording of the sample ( 4 ) with repeated feeding of the analyte to the sample carrier ( 3 ) takes place until the desired substance concentration and / or amount of condensed water is set in the sample. Mobile Analyseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Analyseträger (6) mit Analysemittel (1) befällt sind, um dieses mit jeweils korrespondierenden Probenträgern (3) zur Auslösung einer chemischen Analysereaktion in Kontakt zu bringen.Mobile analysis device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a plurality of analysis carriers ( 6 ) with analysis means ( 1 ) are infested with corresponding sample carriers ( 3 ) to initiate a chemical analysis reaction. Mobile Analyseeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmittel als Probenträgerband (7), Analyseträgerband (8) und Walzenrad (9) ausgebildet sind, wobei das Probenträgerband (7) mehrere Probenträger (3) in Form einer Kavität aufweist, das Analyseträgerband (8) entsprechend mehrere Analyseträger (6) in Form einer Kavität aufweist und jeweils korrespondierende Probenträger (3) und Analyseträger (6) durch Drehbewegung des Walzenrades (9) zur Auslösung der Analysereaktion in gegenseitigen Kontakt kommen.Mobile analysis device according to claim 5, characterized in that the transport means as a sample carrier belt ( 7 ), Analysis carrier tape ( 8th ) and roller wheel ( 9 ) are formed, the sample carrier tape ( 7 ) several sample carriers ( 3 ) in the form of a cavity, the analysis carrier tape ( 8th ) correspondingly several analysis media ( 6 ) in the form of a cavity and corresponding sample carriers ( 3 ) and analysis vehicle ( 6 ) by rotating the roller wheel ( 9 ) come into mutual contact to trigger the analysis reaction. Mobile Analyseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenträger (3) und/oder der Analyseträger (6) mit einem bestrombaren Piezoelement zur Erzeugung von mechanischen Schwingungen zusammenwirkt, um das Analysemittel (1) mit der Probe (4) zu durchmischen.Mobile analysis device according to one of the preceding claims, characterized in that the sample carrier ( 3 ) and / or the analysis vehicle ( 6 ) interacts with a current-carrying piezo element for generating mechanical vibrations in order to 1 ) with the sample ( 4 ) to mix. Mobile Analyseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Analyseträger (6) eine sensitive Beschichtung enthält, die mit der Probe (4) chemisch reagiert.Mobile analysis device according to one of the preceding claims, characterized in that the analysis carrier ( 6 ) contains a sensitive coating that is compatible with the sample ( 4 ) reacts chemically. Mobile Analyseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenanalyseeinheit (5) Mittel zur optischen Probenanalyse nach Art einer optischen Absorptionsmessung aufweist.Mobile analysis device according to one of the preceding claims, characterized in that the sample analysis unit ( 5 ) Has means for optical sample analysis in the manner of an optical absorption measurement. Mobile Analyseeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur optischen Absorptionsmessung mindestens einen Sender (12), eine Optik und einen Empfänger (14) umfassen.Mobile analysis device according to claim 9, characterized in that the means for optical absorption measurement at least one transmitter ( 12 ), an optics and a receiver ( 14 ) include. Mobile Analyseeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung der Analyseneffizienz der Probenträger (3) optisch reflektiv beschichtet ist.Mobile analysis device according to claim 9 or 10, characterized in that to increase the analysis efficiency of the sample carrier ( 3 ) is coated optically reflective. Mobile Analyseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Analyseträger (6) eine Schutzfolie zum Schutz des Analysemittels (1) vor äußeren Einflüssen aufweist, welche unmittelbar vor der Kontaktierung mit dem Probenträger (3) abziehbar ist.Mobile analysis device according to one of the preceding claims, characterized in that the analysis carrier ( 6 ) a protective film to protect the analysis agent ( 1 ) from external influences, which immediately before contacting the sample carrier ( 3 ) is removable. Mobile Analyseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Kavität ausgebildete Analyseträger (6) und der ebenfalls als Kavität ausgebildete Probenträger (3) vor Aufnahme der Probe (4) miteinander unter Bildung eines gemeinsamen geschlossenen Innenraumes zum Schutz des Analysemittels (1) vor äußeren Einflüssen in Kontakt stehen.Mobile analysis device according to one of the preceding claims, characterized in that the analysis carrier designed as a cavity ( 6 ) and the sample holder, which is also designed as a cavity ( 3 ) before taking the sample ( 4 ) with each other which with the formation of a common closed interior to protect the analysis means ( 1 ) are in contact with external influences. Mobile Analyseeinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Analysemittel (1) bis zum Abziehen der Schutzfolie beziehungsweise bis zum Lösen der Kontaktierung zwischen Analyseträger (6) und Probenträger (3) zu Beginn der Probenaufnahme unter Vakuum steht.Mobile analysis device according to claim 12 or 13, characterized in that the analysis means ( 1 ) until the protective film is peeled off or until the contact between the analysis support ( 6 ) and sample holder ( 3 ) is under vacuum at the start of sample collection. Mobile Analyseeinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Analysemittel (1) bis zum Abziehen der Schutzfolie beziehungsweise bis zum Lösen der Kontaktierung zwischen Analyseträger (6) und Probenträger (3) zu Beginn der Probenaufnahme unter einem Schutzgas steht.Mobile analysis device according to claim 12 or 13, characterized in that the analysis means ( 1 ) until the protective film is peeled off or until the contact between the analysis support ( 6 ) and sample holder ( 3 ) is under a protective gas at the start of sample collection. Mobile Analyseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenanalyseeinheit (5) modular aufgebaut ist, wodurch Teile hiervon austauschbar sind, um verschiedene Analyseverfahren anzuwenden.Mobile analysis device according to one of the preceding claims, characterized in that the sample analysis unit ( 5 ) has a modular structure, making parts of it interchangeable to use different analysis methods. Mobile Analyseeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenanalyseeinheit (5) direkt in die mobile Analyseeinrichtung integriert ist oder von außen her mit dieser lösbar in Verbindung steht.Mobile analysis device according to one of the preceding claims, characterized in that the sample analysis unit ( 5 ) is integrated directly into the mobile analysis device or is releasably connected to it from the outside.
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