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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Analysegerät für Flüssigkeiten („Flüssigkeitsanalysegerät”), das in einem Zustand, in dem es in einer fließenden bzw. strömenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist, die zu analysierende Zielflüssigkeit analysiert, sowie eine Anordnung zur Analyse von Flüssigkeiten.
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Stand der Technik
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Um die Qualität von Abwasser zu untersuchen, ist zum Beispiel ein Flüssigkeitsanalysegerät bekannt, welches die Menge an Ammoniumionen messen kann, die in einem Abwasser als der zu analysierenden Zielflüssigkeit enthalten sind. Das Flüssigkeitsanalysegerät erfasst dabei die Konzentration der Ammoniumionen, indem es die in einem Sensor während des Eintauchens in das Abwasser erzeugte Spannung misst.
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Das vorstehend beschriebene Flüssigkeitsanalysegerät verliert jedoch mit der Zeit an Genauigkeit, sodass es mit zunehmender Betriebsdauer immer schwieriger wird, eine exakte Messung durchzuführen und die Zuverlässigkeit entsprechend abnimmt.
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Aus diesem Grund wird zum Beispiel in der Patentschrift 1 ein Flüssigkeitsanalysegerät beschrieben, welches mit größerer Zuverlässigkeit arbeitet. Dieses Flüssigkeitsanalysegerät arbeitet dabei so, dass – anstelle einer Probe der zu analysierenden Zielflüssigkeit – eine Elektrolytflüssigkeit in ein Probenröhrchen gegeben wird und dann zum Beispiel der Widerstand einer in einem Sensor vorhandenen reaktionsfähigen bzw. reaktiven Membran gemessen wird; anhand des gemessenen Widerstandes wird dann bestimmt, ob der Sensor und das Flüssigkeitsanalysegerät noch tauglich sind. Dabei sei angemerkt, dass der Grund für die Verwendung einer Elektrolytflüssigkeit anstelle der zu analysierenden Zielflüssigkeit der ist, eine Aufsummierung des Widerstandes der zu analysierenden Zielflüssigkeit zu dem Widerstand der reaktiven Membran zu verhindern, da dies eine genaue Messung des Widerstandes der reaktiven Membran verhindern würde.
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Zitierter Stand der Technik
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Patentschriften
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- Patentschrift 1: JP-A2003-207481
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die Verwendung der in der Patentschrift 1 beschriebenen Anordnung, bei der eine Elektrolytflüssigkeit zur Messung des Widerstandes der reaktiven Membran des Flüssigkeitsanalysegeräts, welches zur Analyse einer fließenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit in dieser eintauchen kann, verwendet wird, ist jedoch zeitaufwendig und umständlich: um den Widerstand der reaktiven Membran zu messen muss der Sensor nämlich aus der zu analysierenden Zielflüssigkeit genommen werden und anschließend in die Elektrolytflüssigkeit eingetaucht werden, damit in der Elektrolytflüssigkeit bestimmt werden kann, ob der Sensor noch tauglich ist; anschließend muss der Sensor erneut in die zu analysierende Zielflüssigkeit eingetaucht werden.
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Aufgrund des vorstehend erläuterten Problems ist in der vorliegenden Erfindung vorgesehen, eine fließende bzw. strömende, zu analysierende Zielflüssigkeit zu analysieren. Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist dabei, ein Flüssigkeitsanalysegerät, eine Vorrichtung zur Analyse von Flüssigkeiten („Flüssigkeitsanalysevorrichtung”) und ein System bzw. eine Anordnung zur Analyse von Flüssigkeiten („Flüssigkeitsanalyseanordnung”) bereitzustellen, die ohne Zeitverlust und wenig umständlich bestimmen können, ob ein Sensor noch tauglich ist. Die Ergebnisse einer Analyse können hierdurch mit größerer Zuverlässigkeit bereitgestellt werden.
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Lösung des Problems
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Das Flüssigkeitsanalysegerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist zur Analyse einer fließenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit konfiguriert und umfasst: einen Messfühler bzw. Sensor, der dazu angepasst ist, im Zustand, in dem eine reaktive Membran in der fließenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist, eine vorbestimmte Komponente in der zu analysierenden Zielflüssigkeit zu erfassen; und eine Analyseeinrichtung, die dazu angepasst ist, die zu analysierende Zielflüssigkeit anhand der in dem Sensor erzeugten Spannung zu analysieren; eine Widerstandsmesseinrichtung, die dazu angepasst ist, im Zustand, in dem die reaktive Membran in der zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist, eine Gleichspannung an die reaktive Membran anzulegen, um den Widerstand der reaktiven Membran zu messen; und einen Steuerungsteil, der dazu angepasst ist, die Analyseeinrichtung und die Widerstandsmesseinrichtung zu steuern.
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Da die Widerstandsmesseinrichtung des beschriebenen Analysegeräts dazu angepasst ist, den Widerstand der reaktiven Membran während ihres Eintauchens in der fließenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit zu messen, ist es für die Bestimmung der Tauglichkeit des Sensors nicht notwendig, den Sensor umständlich aus der fließenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit zu nehmen und ihn in eine andere Elektrolytflüssigkeit einzutauchen. Die Tauglichkeit des Sensors kann so mit weniger Zeitaufwand und Umständen bestimmt werden.
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Die in der fließenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetauchte, reaktive Membran besitzt zudem einen – im Vergleich zum Widerstand der zu analysierenden Zielflüssigkeit – ausreichend hohen Widerstand, da sie nämlich so ausgestaltet ist, dass sie auf Störungen, wie beispielsweise Luftbläschen, Vibrationen, Verunreinigungen und dergleichen in der zu analysierenden Zielflüssigkeit, nicht reagiert. Wenn der Widerstand der Membran so groß ist wie angegeben, dauert es eine Zeit, bis der Strom fließt; dies macht es insbesondere bei Wechselspannung schwierig, den Wert des Widerstandes abzulesen, bevor die Spannungsrichtung wechselt. In der vorliegenden Erfindung ist es jedoch durch die Widerstandsmesseinrichtung, die eine Gleichspannung anlegt, möglich, selbst bei einem großen Widerstand der Membran, d. h. selbst für den Widerstand der in der fließenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetauchten, reaktiven Membran, einen Widerstandswert zu messen.
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In einer bestimmten Ausführungsform des Flüssigkeitsanalysegerätes der vorliegenden Erfindung sieht der Steuerungsteil nach dem Messen des Widerstandes der reaktiven Membran durch die Widerstandsmesseinrichtung eine Entladungsperiode vor, die dem Abführen der elektrischen Ladung dient, die durch die an die reaktive Membran angelegte Gleichspannung eingebracht wurde.
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Wird, wie vorstehend beschrieben, eine Gleichspannung an die reaktive Membran angelegt, tritt eine Polarisation auf, die eine exakte Untersuchung der zu analysierenden Zielflüssigkeit unmöglich machen kann.
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Bei dem Flüssigkeitsanalysegerät der vorliegenden Erfindung sieht der Steuerungsteil nach dem Messen des Widerstandes der reaktiven Membran durch die Widerstandsmesseinrichtung eine Entladungsperiode vor, die dem Abführen der elektrischen Ladung dient, die durch die an die reaktive Membran angelegte Gleichspannung eingebracht wurde. Hierdurch kann die in der reaktiven Membran gespeicherte, elektrische Ladung abgeführt werden und das Auftreten einer Polarisation während der vorgegebenen Entladungsperiode verhindert werden.
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In einer weiteren bestimmten Ausführungsform des Flüssigkeitsanalysegeräts der vorliegenden Erfindung aktiviert der Steuerungsteil die Widerstandsmesseinrichtung nach Anhalten der Analyseeinrichtung oder im behaltenen Zustand der aus der Analyse resultierenden Daten, die das Ergebnis der Analyse durch die Analyseeinrichtung darstellen, und hebt das Anhalten der Analyseeinrichtung oder den behaltenen Zustand der Daten auf, wenn – nach dem Anhalten der Widerstandsmesseinrichtung – die Entladungsperiode abgelaufen ist.
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Mit der vorstehend beschriebenen Ausführung kann durch die Widerstandsmesseinrichtung eine während der Analyse durch die Analyseeinrichtung auftretende Wirkung durch die an die reaktive Membran angelegte Spannung verhindert werden und so kann – ohne Einfluss auf das Analyseergebnis des Flüssigkeitsanalysegerätes – bestimmt werden, ob das Flüssigkeitsanalysegerät noch tauglich ist.
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In einer weiteren bestimmten Ausführungsform des Flüssigkeitsanalysegerätes der vorliegenden Erfindung misst die Widerstandsmesseinrichtung den Widerstand der reaktiven Membran mehrmals pro Tag.
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Wird zum Beispiel ein Wert eingestellt, der durch Mitteln der Werte, die bei der mehrmaligen Messung des Widerstandes der reaktiven Membran erfasst wurden, erhalten wurde, kann eine vom Messzeitpunkt abhängige Messabweichung ausgeschlossen werden und so die Tauglichkeit des Flüssigkeitsanalysegerätes sichergestellt werden.
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In einer weiteren bestimmten Ausführungsform des Flüssigkeitsanalysegerätes der vorliegenden Erfindung, in der mehrere Sensoren vorhanden sind und sich wenigstens einer der Sensoren in einem Zustand befindet, in dem eine reaktive Membran nicht in der fließenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist, umfasst das Analysegerät zusätzlich: einen Entscheidungsteil, der dazu angepasst ist, zu entscheiden, ob der mit Hilfe der Widerstandsmesseinrichtung gemessene Widerstand der reaktiven Membran, genauso gleich oder mehr als ein Schwellenwert ist; und eine Sensor-Schaltungseinrichtung, die dazu angepasst ist, den Sensor im Zustand, in dem die reaktive Membran nicht in der zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist, dann, wenn der Entscheidungsteil entscheidet, dass der Widerstand der reaktiven Membran gleich oder mehr als der Schwellenwert ist, in einen Zustand zu überführen, in dem die reaktive Membran eingetaucht ist.
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Mit einer solchen Anordnung ist es zum Beispiel möglich, einen Sensor, der seine Empfindlichkeit aufgrund einer Zunahme des Widerstandes einer reaktiven Membran eingebüßt hat, automatisch auszuwechseln und dadurch Zeit und Aufwand für Wartungsarbeiten zu sparen.
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In einer weiteren bestimmten Ausführungsform des Flüssigkeitsanalysegerätes der vorliegenden Erfindung weist die reaktive Membran eine Doppelmembranstruktur auf, bei der die Außenmembran abziehbar konfiguriert ist.
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Mit einer solchen Anordnung ist es zum Beispiel möglich, die reaktive Außenmembran bei einem Funktionsverlust abzuziehen, während die innen liegende, reaktive Membran, wenn diese noch tauglich ist, weiter verwendet werden kann und dadurch die Empfindlichkeit der Membran wiederhergestellt und die Analyse fortgesetzt werden kann.
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Eine Flüssigkeitsanalysevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: das erfindungsgemäße Flüssigkeitsanalysegerät; einen Trägerteil des Flüssigkeitsanalysegerätes, der dazu angepasst ist, das Flüssigkeitsanalysegerät so zu tragen bzw. stützen, dass sein vorderes Ende in der zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist; eine Reinigungseinrichtung, die dazu angepasst ist, Schmutz, der an dem in der zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetauchten Teil des Sensors haftet, zu entfernen; und einen Anzeigeteil, der dazu angepasst ist, die vom Flüssigkeitsanalysegerät ausgegebenen Daten anzuzeigen.
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Bei einer solchen Anordnung kann die Menge eines bestimmten, in der zu analysierenden Zielflüssigkeit enthaltenen Bestandteils am Messort einfach überwacht werden und es ist selbst dann, wenn es sich bei der zu analysierenden Zielflüssigkeit um eine Flüssigkeit handelt, die viele Schmutzteilchen enthält, wie beispielsweise bei Abwasser, möglich, die Arbeitsfähigkeit des Sensors für einen langen Zeitraum zufriedenstellend aufrechtzuerhalten.
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Die Flüssigkeitsanalyseanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst indes: eine Flüssigkeitsanalysevorrichtung, die das erfindungsgemäße Flüssigkeitsanalysegerät enthält und an einem ersten Analyseort, an dem die zu analysierende Zielflüssigkeit fließt, diese analysiert, wobei die reaktive Membran in der zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist; und eine externe Einrichtung mit einem Datenerfassungsteil, das dazu angepasst ist, an einem zweiten Analyseort, der sich von dem ersten Analyseort unterscheidet, die aus einer weiteren Analyse resultierenden Daten, die das Ergebnis einer weiteren Analyse der zu analysierenden Zielflüssigkeit darstellen, zu erfassen, wobei vorgesehen ist, dass die Flüssigkeitsanalysevorrichtung und die externe Einrichtung über ein Netzwerk miteinander verbunden sind und die Ergebnisdaten der weiteren Analyse an die Flüssigkeitsanalysevorrichtung übermittelt werden.
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Wenn die fließende, zu analysierende Zielflüssigkeit analysiert wird, ohne in Abhängigkeit von den Witterungsbedingungen am ersten Analyseort oder dergleichen stabilisiert zu werden, um ungenaue Analyseergebnisses zu verhindern, muss das Ergebnis mit dem Ergebnis der weiteren Analyse einer Probe, die aus der zu analysierenden Zielflüssigkeit genommen und getrennt davon analysiert wurde, verglichen werden. Da sich der zweite Analyseort, an dem eine aus der zu analysierenden Zielflüssigkeit genommene Probe analysiert wird, vom ersten Analyseort, an dem die fließende, zu analysierende Zielflüssigkeit analysiert wird, unterscheidet, muss sich der Anwender normalerweise zum ersten Analyseort begeben und dort das Ergebnis der weiteren Analyse vom zweiten Analyseort mit dem Analyseergebnis vom ersten Analyseort vergleichen, was natürlich Zeit- und Kostenaufwand bedeutet.
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Da bei der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsanalyseanordnung die Flüssigkeitsanalysevorrichtung am ersten Analyseort und die externe Einrichtung am zweiten Analyseort über ein Netzwerk miteinander verbunden sind und die Ergebnisdaten der weiteren Analyse, die von der externen Einrichtung erfasst wurden, an die Flüssigkeitsanalysevorrichtung übertragen werden, kann der Anwender die aus der Analyse resultierenden Daten und die Ergebnisdaten der weiteren Analyse miteinander vergleichen, ohne dass er dabei den zweiten Analyseort aufsuchen muss. Er kann hierdurch Zeit und Aufwand sparen.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es mit dem Flüssigkeitsanalysegerät, das die Analyse in einem Zustand durchführt, in dem die reaktive Membran eines Sensors in einer fließenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist, möglich, die Tauglichkeit eines Sensors ohne großen Zeit- und Kostenaufwand zu bestimmen. Dies trägt zu einer höheren Zuverlässigkeit bei.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Flüssigkeitsanalysegeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 2 zeigt eine schematische Abbildung des Flüssigkeitsanalysegeräts aus der gleichen Ausführungsform.
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Die 3 zeigt ein Blockdiagramm des Steuerungsteils des Flüssigkeitsanalysegerätes aus der gleichen Ausführungsform.
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Die 4 zeigt ein Blockdiagramm des Steuerungsteils des Flüssigkeitsanalysegerätes aus der gleichen Ausführungsform.
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Die 5 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Widerstand und der Empfindlichkeit einer reaktiven Membran des Flüssigkeitsanalysegerätes zeigt.
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Die 6 zeigt eine schematische Abbildung einer Flüssigkeitsanalysevorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 7 zeigt eine schematische Abbildung der einzelnen Bauteile einer Reinigungseinrichtung aus der weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 8 zeigt ein Blockdiagramm des Steuerungsteils einer Flüssigkeitsanalyseanordnung gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flüssigkeitsanalysegerät
- 2
- Sensor für Ammoniumionen
- 3
- Sensor für Kaliumionen
- 4
- als Bezugspunkt dienender Sensor
- 6
- Analyseeinrichtung
- 8
- Widerstandsmesseinrichtung
- 10
- Steuerungsteil
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Das Flüssigkeitsanalysegerät 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Flüssigkeitsanalysegerät 1, das mit einem Sensor ausgestattet ist, der in einer fließenden bzw. strömenden Flüssigkeit, wie beispielsweise einen Fluss oder Abwasser, eingetaucht ist und der zum Beispiel als Messgerät für Ammoniumionen ausgebildet ist, das die Konzentration der Ammoniumionen in einem Zulaufbehälter, einem Abwasserbecken, einem Belüftungsbecken oder dergleichen, die zur Abwasseraufbereitung verwendet werden, oder am Einlauf oder dergleichen einer Wasserreinigungsanlage messen kann.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst das Messgerät für Ammoniumionen: einen Sensor 2 für Ammoniumionen, der den in einer zu analysierenden Zielflüssigkeit enthaltenen Bestandteil an Ammoniumionen erfasst; einen Sensor 3 für Kaliumionen, der dazu dient, die Wechselwirkung zwischen den Kaliumionen und den Ammoniumionen zu korrigieren; einen als Bezugspunkt dienenden Sensor 4, der ein Bezugspotential misst; einen Behälter 5, in dem die drei Sensoren angeordnet sind; und eine Analyseeinrichtung 6, die die Potentialdifferenzen mit Hilfe der Sensoren analysieren kann.
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Der Sensor 2 für Ammoniumionen und der Sensor 3 für Kaliumionen weisen jeweils auf: einen im Wesentlichen zylinderförmigen Sensorkörper; eine reaktive Membran, die am vorderen Ende des Sensors angeordnet ist und mit einem bestimmten, in der zu analysierenden Zielflüssigkeit enthaltenen Bestandteil (Ammoniumionen oder Kaliumionen) reagieren kann; eine Schutzmembran, die die reaktive Membran an ihrem äußeren Umfang abdeckt; eine innere Flüssigkeit, die sich im Inneren des Sensors befindet; und eine innere Elektrode, die in der sich im Inneren befindenden Flüssigkeit eingetaucht ist.
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Die reaktive Membran des Sensors 2 für Ammoniumionen umfasst: ein Grundmaterial aus Vinylchlorid; im Grundmaterial enthaltene Ionophore, die selektiv mit Ammoniumionen reagieren; und einen im Grundmaterial enthaltenen Weichmacher, der das Vinylchlorid weicher macht. Als reaktive Membran kann eine Membran mit einer Dicke von annähernd 0,8 mm verwendet werden.
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Die Schutzmembran ist eine aus zum Beispiel einem fluorbasierten Harz gebildete Membran und soll den Durchtritt der zu analysierenden Zielflüssigkeit durch die Membran, um mit dieser in Kontakt zu kommen, zulassen, aber andererseits den Durchtritt von in der zu analysierenden Zielflüssigkeit suspendierten Teilchen und Mikroorganismen verhindern.
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Der als Bezugspunkt dienende Sensor 4 umfasst: einen im Wesentlichen zylinderförmigen Sensorkörper; einen am vorderen Ende des Sensors angebrachten, flüssigkeitsdurchlässigen Teil; eine innere Flüssigkeit, die sich im Inneren des Sensors befindet; und eine innere Elektrode, die in der sich im Inneren befindenden Flüssigkeit eingetaucht ist.
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So, wie für die Analyseeinrichtung 6 in der 2 gezeigt ist, verwendet diese die im Sensor 2 für Ammoniumionen, im Sensor 3 für Kaliumionen und im als Bezugspunkt dienenden Sensor 4 erzeugten Potentiale zur Analyse der zu analysierenden Zielflüssigkeit. Sie umfasst: ein Potentiometer 7, welches die im Sensor 2 für Ammoniumionen, im Sensor 3 für Kaliumionen und im als Bezugspunkt dienenden Sensor 4 erzeugten Potentiale zum Messen der Potentialdifferenzen verwendet; und die Stromkreise 7a, 7b und 7c, die entsprechend den Sensor 2 für Ammoniumionen, den Sensor 3 für Kaliumionen und den als Bezugspunkt dienenden Sensor 4 mit dem Potentiometer 7 verbinden.
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Es ist zudem eine Widerstandsmesseinrichtung 8 vorgesehen, die die Widerstände der reaktiven Membranen des Sensors 2 für Ammoniumionen und des Sensors 3 für Kaliumionen misst.
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Diese Widerstandsmesseinrichtung 8, wie sie in der 2 gezeigt ist, legt eine Gleichspannung an die reaktiven Membranen an und misst dann deren Widerstände. Sie umfasst dabei: ein Gerät 9 zum Messen der Widerstände, das eine Gleichspannung an die reaktiven Membranen anlegt und dann deren Widerstand misst; eine Elektrode A, die in der zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist und dem Widerstandsmessgerät 9 als Bezugspotential dient; und die abgezweigten Stromkreise 9a und 9b und einen Stromkreis 9c, die entsprechend das Widerstandsmessgerät 9 mit dem Sensor 2 für Ammoniumionen und der Elektrode A und das Widerstandsmessgerät 9 mit dem Sensor 3 für Kaliumionen und der Elektrode A verbinden, wobei die abgezweigten Stromkreise 9a und 9b jeweils von den Stromkreisen 7a und 7b der Analyseeinrichtung 6 abzweigen.
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Über den abgezweigten Stromkreis 9a und den Stromkreis 9c legt die Widerstandsmesseinrichtung 8 eine Spannung zwischen dem Sensor 2 für Ammoniumionen und der Elektrode A des Widerstandsmessgeräts an, ebenso legt sie über den abgezweigten Stromkreis 9b und den Stromkreis 9c eine Gleichspannung zwischen dem Sensor 3 für die Kaliumionen und der Elektrode A des Widerstandsmessgeräts 9 an, damit der innere Widerstand des Sensors 2 für Ammoniumionen und des Sensors 3 für Kaliumionen gemessen werden können. Als Gleichspannung können 10 mV bis 10 V und vorzugsweise 100 mV bis 5 V angelegt werden. Es sei angemerkt, dass sich der innere Widerstand des Sensors 2 für Ammoniumionen auf den elektrischen Widerstand in einem geschlossenen Stromkreis aus dem Sensor 2 für Ammoniumionen, dem Widerstandsmessgerät 9 und der Elektrode A bezieht und fast genauso groß ist wie der Widerstand der reaktiven Membran des Sensors 2 für Ammoniumionen. Ebenso bezieht sich der innere Widerstand des Sensors 3 für Kaliumionen auf den elektrischen Widerstand in einem geschlossenen Stromkreis aus dem Sensor 3 für Kaliumionen, dem Widerstandsmessgerät 9 und der Elektrode A und ist fast genauso groß wie der Widerstand der reaktiven Membran des Sensors 3 für Kaliumionen. Die inneren Widerstände des Sensors 2 für Ammoniumionen und des Sensors 3 für Kaliumionen können Werte von 10 MΩ bis 10 GΩ annehmen.
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Des Weiteren ist ein Steuerungsteil 10 vorgesehen, der die Analyseeinrichtung 6 und die Widerstandsmesseinrichtung 8 steuert und die Widerstandsmesseinrichtung 8 in einem Zustand aktiviert, in dem die Analyseeinrichtung 6 angehalten ist.
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Der Steuerungsteil 10 ist in einer so genannten Rechnerschaltung mit einer CPU bzw. einem Prozessor, einem internen Speicher, einer I/O-Pufferschaltung, einem AD-Wandler und dergleichen aufgebaut. Durch ein in einem vorgegebenen Bereich des internen Speichers gespeichertes Steuerungsprogramm können der Prozessor und Peripheriegeräte kooperativ betrieben werden und, wie in den 3 und 4 gezeigt ist, dient der Steuerungsteil 10 als eine Schaltungseinrichtung 11, als Analyseteil 12, als Entscheidungsteil 13 und als Empfangsteil 14. Es sei angemerkt, dass die 3 einen Zustand zeigt, in dem die Widerstandsmesseinrichtung 8 nicht den Widerstand einer reaktiven Membran misst. Das Messen des Widerstandes einer reaktiven Membran durch die Widerstandsmesseinrichtung 8 ist in der 4 gezeigt. Dabei bedeuten die gestrichelten Linien in den 3 und 4, dass das entsprechende Bauteil gerade nichts ausgibt.
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Der Empfangsteil 14 erhält von der Analyseeinrichtung 6 die aus der Analyse resultierenden Daten, die die Ergebnisse der Analyse durch die Analyseeinrichtung 6 darstellen (in der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich dabei um Daten zu den Potentialdifferenzen, die vom Potentiometer 7 erfasst wurden); der Empfangsteil erhält auch Daten aus der Widerstandsmessung durch die Widerstandsmesseinrichtung 8 (in der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich dabei um Daten aus der Widerstandsmessung durch das Widerstandsmessgerät 9). Der Empfangsteil 14 übermittelt die erhaltenen, aus der Analyse resultierenden Daten an den Analyseteil 12 und die Daten aus der Widerstandsmessung an den Entscheidungsteil 13.
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Der Analyseteil 12 sammelt die vom Empfangsteil 14 übermittelten, aus der Analyse resultierenden Daten und berechnet daraus die Konzentration der Ammoniumionen. Zudem übermittelt der Analyseteil 12 die Konzentrationswerte, die die aus den aus der Analyse resultierenden Daten berechneten Konzentrationen der Ammoniumionen darstellen, an einen Anzeigeteil, wie beispielsweise einen Bildschirm, ein externes Gerät, der sich nicht am Flüssigkeitsanalysegerät 1 befindet und durch ein Kabel oder kabellos und/oder in ähnlicher Weise mit dem Steuerungsteil verbunden ist.
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Der Entscheidungsteil 13 erhält die Daten aus der Widerstandsmessung vom Empfangsteil 14 und übermittelt dann, wenn der entsprechende Widerstandswert mehr als ein vorgegebener Schwellenwert ist, ein Warnsignal an einen Anzeigenteil und/oder ein externes Gerät, die hier nicht abgebildet sind. Das Warnsignal und die Zeitangaben können dabei miteinander verknüpft werden und gemeinsam an den Anzeigeteil und/oder das externe Gerät übermittelt werden. Der Entscheidungsteil 13 kann auch die Daten aus der Widerstandsmessung mit den Zeitangaben verknüpfen und sie dann zusammen an den Anzeigeteil und/oder das externe Gerät übermitteln. Der Entscheidungsteil 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, wenn der von der Widerstandsmesseinrichtung 8 gemessene Widerstandswert einer reaktiven Membran einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, auch ein Warnsignal an den Anzeigeteil übermitteln.
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Der Schwellenwert wird folgendermaßen festgelegt.
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Wie der 5 zu entnehmen ist, besteht ein Zusammenhang zwischen dem Widerstand einer reaktiven Membran und der Empfindlichkeit des Flüssigkeitsanalysegerätes 1: wenn der Widerstand der reaktiven Membran zunimmt, nimmt die Empfindlichkeit des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 ab einem bestimmten Punkt sehr plötzlich ab. Wie in der 5 gezeigt ist, besteht auch ein Zusammenhang zwischen dem Widerstand der reaktiven Membran und der Menge des in der reaktiven Membran enthaltenen Weichmachers, wobei sich gezeigt hat, dass der Widerstand der reaktiven Membran sinkt, wenn die Menge des Weichmachers abnimmt. Der Widerstand der reaktiven Membran nimmt dabei in einer gleichmäßig sinkenden, konvexen Kurve ab.
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Der Grund hierfür kann folgender sein.
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Der in der reaktiven Membran eines Sensors eingesetzte Weichmacher löst sich in einem Belüftungsbecken auf und/oder wird chemisch/biologisch durch die sich im Belüftungsbecken befindende, zu analysierende Zielflüssigkeit zersetzt. Die Menge des Weichmachers im Sensor nimmt daher schrittweise proportional zur Betriebsdauer des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 ab. Durch die Abnahme der Menge des Weichmachers wird vermutlich die Bewegung der Ionophoren eingeschränkt und der Widerstand der reaktiven Membran erhöht, sodass die Empfindlichkeit des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 ab einem bestimmten Wert, wenn der Widerstandswert konstant bleibt oder noch ansteigt, sehr plötzlich abnimmt.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird daher der Widerstandswert der reaktiven Membran bei einer bestimmten Abnahme der Menge des Weichmachers als Schwellenwert festgelegt. An dem Punkt, an dem der durch die Widerstandsmesseinrichtung 8 gemessene Widerstandswert der reaktiven Membran diesen Schwellenwert überschreitet, übermittelt der Entscheidungsteil 13 ein Warnsignal an den Anzeigeteil. Da die Empfindlichkeit ab einem bestimmten Punkt sehr rasch abnimmt, ist die Festlegung eines Schwellenwertes über den Zusammenhang zwischen dem Widerstand und der Empfindlichkeit der reaktiven Membran schwierig. Die Festlegung des Schwellenwertes erfolgt daher aus der Beziehung zwischen dem Widerstand der reaktiven Membran und der Menge des Weichmachers, nach der der Widerstandswert der reaktiven Membran gleichmäßig zunimmt, wenn die Menge an Weichmacher abnimmt.
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Wie der Graph in 5 zeigt, wird insbesondere der Widerstandswert der reaktiven Membran an dem Punkt, an dem die Menge des Weichmachers auf annähernd 50% des Anfangswertes abgenommen hat, als erster Schwellenwert und der Widerstandswert der reaktiven Membran an einem Punkt, an dem die Menge des Weichmachers auf annähernd 35% des Anfangswertes abgenommen hat, als zweiter Schwellenwert festgelegt. Es sei angemerkt, dass nur ein Schwellenwert oder auch mehrere Schwellenwerte, wie in der vorliegenden Ausführungsform, festgelegt werden können. Der als Schwellenwert festgelegte Widerstandswert der reaktiven Membran kann nach Bedarf geändert werden.
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Der vorstehend erwähnte Anzeigeteil und/oder das externe Gerät können die Daten für die Konzentration, wenn diese vom Analyseteil 12 gesendet wurden, auf einem Bildschirm und/oder dergleichen anzeigen; sie können die Daten aus der Widerstandsmessung und die Zeitangaben, die vom Entscheidungsteil 13 gesendet wurden, als Graph mit dem Widerstand der reaktiven Membran auf der y-Achse und der Zeit auf der x-Achse darstellen. Übermittelt der Entscheidungsteil 13 ein Warnsignal, können der Anzeigeteil und/oder das externe Gerät den Anwender mit Hilfe eines Symbols, das das Auswechseln eines Sensors bildlich darstellt, und/oder dergleichen oder durch Erzeugen eines Alarms aufmerksam machen.
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Wenn die Widerstandsmesseinrichtung 8 aktiviert ist, sorgt die Schaltungseinrichtung 11 dafür, dass die Widerstandsmesseinrichtung 8 den Empfangsteil 14 dazu bringt, die Daten aus der Widerstandsmessung an den Entscheidungsteil 13 zu übermitteln, wobei die aus der Analyse resultierenden Daten, die die Analyseergebnisse der Analyse durch die Analyseeinrichtung 6 darstellen, behalten werden. Die Schaltungseinrichtung 11 erfasst auch die Zeitangaben einer Uhr, die hier nicht abgebildet ist und die im Steuerungsteil 10 vorgesehen ist, wobei die Widerstandsmesseinrichtung 8 angehalten wird, wenn eine bestimmte Zeit nach dem Aktivieren der Widerstandsmesseinrichtung 8 abgelaufen ist, und der behaltene Zustand der Daten nach Ablauf eines bestimmten Zeitraums aufgehoben wird und der Empfangsteil 14 dazu gebracht wird, die aus der Analyse resultierenden Daten an den Analyseteil 12 zu übermitteln. Der vorgegebene Zeitraum nach dem Anhalten der Widerstandsmesseinrichtung 8 bezeichnet den Zeitraum, der dazu angepasst ist, die durch die Widerstandsmesseinrichtung 8 an die reaktiven Membranen angelegte Gleichstromspannung nach der Widerstandsmessung abzuführen.
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Der Begriff des „behaltenen Zustands” beschreibt einen Zustand, in dem die aus der Analyse resultierenden Daten durch die Analyseeinrichtung 6 bereits an den Empfangsteil 14 übermittelt wurden, der Empfangsteil 14 die Werte aber noch nicht an den Analyseteil 12 übermittelt hat, einen Zustand, in dem der Empfangsteil 14 die aus der Analyse resultierenden Daten zwar bereits an den Analyseteil 12 übermittelt hat, der Analyseteil 12 die Konzentrationswerte, die aus den aus der Analyse resultierenden Daten berechnet wurden, jedoch noch nicht an den Anzeigeteil und/oder das externe Gerät übermittelt hat, oder einen Zustand, in dem der Empfangsteil 14 die aus der Analyse resultierenden Daten an den Analyseteil 12 und – nach Berechnung der Konzentrationswerte aus den Teilen der aus der Analyse resultierenden Daten durch den Analyseteil 12 – an den Anzeigeteil und/oder das externe Gerät übermittelt hat, hierbei jedoch ungültige Daten übermittelt wurden, wobei angezeigt wird, dass es sich um ungültige Daten handelt, die übermittelt wurden.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der Zeitraum zwischen dem Aktivieren der Analyseeinrichtung 6 und dem Umschalten in den behaltenen Zustand der Daten auf zum Beispiel sechs bis acht Stunden eingestellt. Der Zeitraum zwischen dem Aktivieren der Widerstandsmesseinrichtung 8 und dem Anhalten der Einrichtung wird auf wenige Sekunden bis wenige Minuten eingestellt. Die Entladungsperiode, das heißt der Zeitraum zwischen dem Anhalten der Widerstandsmesseinrichtung 8 und der Aufhebung des angehaltenen Zustandes der Analyseeinrichtung 6, wird auf wenige Sekunden bis wenige Minuten eingestellt. Die Widerstandsmesseinrichtung 8 wird daher drei- bis viermal pro Tag aktiviert.
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Das Flüssigkeitsanalysegerät 1 der vorliegenden Ausführungsform, das den vorstehend beschrieben Aufbau besitzt, zeigt die im Folgenden aufgeführten, bemerkenswerten Effekte.
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So sind die verwendeten reaktiven Membranen, die in der fließenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht sind und im Vergleich zu einer herkömmlichen reaktiven Membran fester sind, gegen Störfaktoren, wie beispielsweise Luftbläschen, Vibrationen, Verunreinigungen und dergleichen in der zu analysierenden Zielflüssigkeit, beständig, und die Widerstände der reaktiven Membranen sind im Vergleich zu dem Widerstand der zu analysierenden Zielflüssigkeit ausreichend hoch. Da die Widerstandsmesseinrichtung Gleichspannungen anlegt, können in der vorliegenden Ausführungsform selbst bei einem hohen Widerstand der Membranen, d. h. dem Widerstand der reaktiven Membranen, wenn diese in der zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht sind, Widerstandswerte gemessen werden. Es sei angemerkt, dass es durch den Zusammenhang zwischen dem Widerstand der reaktiven Membranen und der Empfindlichkeit des Flüssigkeitsanalysegeräts 1 durch Messen des Widerstandes der reaktiven Membran möglich ist, die Tauglichkeit des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 zu bestimmen. Es kann somit durch bloßes Messen des Widerstandes der reaktiven Membran in einfacher Weise bestimmt werden, ob das Flüssigkeitsanalysegerät 1 noch tauglich ist.
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Da die Widerstände der reaktiven Membranen, wie vorstehend erwähnt ist, relativ hoch sind, können sie daher nicht gemessen werden, wenn keine Gleichspannung angelegt wird; der Steuerungsteil 10 aktiviert die Widerstandsmesseinrichtung 8 nach Anhalten der Analyseeinrichtung 6 und hebt den Stop der Analyseeinrichtung 6, wenn der vorgegebene Zeitraum nach dem Anhalten der Widerstandsmesseinrichtung 8 abgelaufen ist, wieder auf. Hierbei können während der vorgegebenen Entladungsperiode die elektrischen Ladungen, die in den reaktiven Membranen gespeichert sind, abgeführt werden und so das Auftreten einer Polarisation verhindert werden. So kann – ohne die Analyse durch das Flüssigkeitsanalysegerät zu stören – die Tauglichkeit des Flüssigkeitsanalysegerätes bestimmt werden.
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Wenn Gleichspannungen an die reaktiven Membranen angelegt werden, tritt normalerweise eine Polarisation auf, sodass eine exakte Analyse der zu analysierenden Zielflüssigkeit nicht gewährleistet ist; der Steuerungsteil 10 sieht jedoch eine Entladungsperiode vor, in der die elektrischen Ladungen, die nach dem Messen der Widerstände der reaktiven Membranen durch die Widerstandsmesseinrichtung 8 in den reaktiven Membranen gespeichert sind, abgeführt werden; die an die reaktiven Membranen anliegenden Gleichspannungen können entsprechend abgeführt und das Auftreten einer Polarisation während der vorgegebenen Entladungsperiode verhindert werden.
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Anders ausgedrückt, kann, da der Steuerungsteil 10 nach dem Anhalten der Analyseeinrichtung 6 oder im behaltenen Zustand der aus der Analyse resultierenden Daten, die die Analyseergebnisse der Analyse durch die Analyseeinrichtung 6 darstellen, die Widerstandsmesseinrichtung 8 aktiviert und nach dem Ablauf des Zeitraums, in dem die Widerstandsmesseinrichtung 8 angehalten wurde, das Anhalten der Analyseeinrichtung 6 oder den behaltenen Zustand der Daten, wenn die Analyseeinrichtung 6 die Analyse durchführt, aufhebt, eine Auswirkung der durch die Widerstandsmesseinrichtung 8 an die reaktiven Membranen angelegten Spannungen verhindert werden und es kann daher ohne Einfluss auf das Analyseergebnis des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 bestimmt werden, ob das Flüssigkeitsanalysegerät 1 noch tauglich ist.
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Die Widerstandsmesseinrichtung 8 misst die Widerstände der reaktiven Membranen mehrmals (drei- bis viermal in der vorliegenden Ausführungsform) pro Tag und durch Mitteln der verschiedenen Widerstandswerte kann eine vom Messzeitpunkt abhängige Messabweichung des Widerstands der reaktiven Membranen ausgeschlossen werden und so eine sichere Bestimmung der Verschlechterung des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 gewährleistet werden.
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Da der Anzeigeteil die zeitabhängigen Änderungen der Widerstände der reaktiven Membranen fortlaufend graphisch darstellt, kann aus dem Graphen abgelesen werden, ob der Grund für eine Anomalität aus der sich mit Ablauf der Zeit ergebenden Verschlechterung einer reaktiven Membran oder aus zum Beispiel einem Fehler, wie beispielsweise dem Nicht-Eintauchen einer reaktiven Membran in die zu analysierende Flüssigkeit, herrührt.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 eine Flüssigkeitsanalysevorrichtung 40 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Die Flüssigkeitsanalysevorrichtung 40 der vorliegenden Ausführungsform umfasst indes: das vorstehend beschriebene Messgerät für Ammoniumionen als Flüssigkeitsanalysegerät 1; eine Reinigungseinrichtung 41, die dazu angepasst ist, Schmutz, der an den Oberflächen der jeweiligen Sensoren des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 haftet, zu entfernen; einen Teil ST, welcher das Flüssigkeitsanalysegerät 1 tragen und so an der Außenseite des Belüftungsbeckens halten soll, dass das vordere Ende des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 in der zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist; und einen Anzeigeteil M, der dazu angepasst ist, ein im Steuerungsteil 10 berechnetes Messergebnis anzuzeigen.
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Die Reinigungseinrichtung 41 wird anhand der 7 detailliert beschrieben. Wie in der 7, einer vergrößerten Darstellung des vorderen Endes des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 und der Reinigungseinrichtung 41, gezeigt ist, ist die Reinigungseinrichtung 41 ausgestattet mit: einem Ultraschallreinigungsgerät UC, das in erster Linie dazu angepasst ist, die Oberfläche des Sensors 2 für Ammoniumionen und die Oberfläche des Sensors 3 für Kaliumionen zu reinigen; und eine mit Druckluft arbeitende Wascheinrichtung JW, die in erster Linie dazu angepasst ist, die Oberfläche der Bezugselektrode 4 zu reinigen.
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Das Ultraschallreinigungsgerät UC erzeugt Ultraschallwellen, die sich in der zu analysierenden Zielflüssigkeit in horizontaler Richtung ausbreiten. Die Ultraschallwellen breiten sich damit in einer Richtung aus, die zu der Achsenrichtung der jeweiligen Sensoren senkrecht steht. Das Ultraschallreinigungsgerät UC ist durch konstante und kontinuierliche Erzeugung der Ultraschallwellen in der zu analysierenden Zielflüssigkeit dazu angepasst, die Entstehung von Biofilmen in dem Flüssigkeitsanalysegerät 1 zu verhindern. Hierdurch ist es – anders, als wenn die Ultraschallwellen entlang der Achsenrichtung des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 erzeugt würden – möglich, diejenigen Teile der Druckwellen, die sich in der Achsenrichtung des Analysegerätes 1 ausbreiten, auszulöschen oder zu vermindern und dadurch große Schwingungen, die durch Resonanz erzeugt würden, in der Nähe der reaktiven Membranen zu verhindern. Die Funktionen der reaktiven Membranen werden daher wahrscheinlich nicht beeinträchtigt.
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Die mit Druckluft arbeitende Wascheinrichtung JW erzeugt in der zu analysierenden Zielflüssigkeit eine Strömung, die in einer Richtung parallel zum vorderen Ende des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 fließt. Genauer gesagt, ist die Einspritzdüse der mit Druckluft arbeitenden Wascheinrichtung JW in einem bestimmten Abstand radial von der äußeren Umfangsfläche des Flüssigkeitsanalysegerätes 1 getrennt angeordnet und dient dazu, eine Strömung zu bilden, die an der unteren Seite der Oberfläche des als Bezugspunkt dienenden Sensors 4 horizontal fließt.
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Hierdurch ist es selbst bei einer stark verschmutzten, zu analysierenden Zielflüssigkeit, wie beispielsweise bei Abwasser, möglich, eine Verschmutzung der Oberflächen der jeweiligen Sensoren zu verhindern und damit den Ablauf bestimmter Reaktionen auf den reaktiven Membranen unwahrscheinlich zu machen. Eine zuverlässige Messung kann somit über einen langen Zeitraum fortgesetzt werden.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 8 eine Flüssigkeitsanalyseanordnung gemäß einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Es sei angemerkt, dass Bauteile, die den zum Flüssigkeitsanalysegerät 1 oder zur Flüssigkeitsanalysevorrichtung 40 beschriebenen Bauteilen aus den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen entsprechen, mit jeweils den gleichen Bezugszeichen beziffert sind und ihre Beschreibung zum Teil weggelassen ist.
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Die Flüssigkeitsanalyseanordnung 100 der vorliegenden Ausführungsform umfasst: eine Flüssigkeitsanalysevorrichtung 40, die dazu angepasst ist, an einem ersten Analyseort A1, an dem die zu analysierende Zielflüssigkeit fließt, die zu analysierende Zielflüssigkeit in einem Zustand, in welchem sie in der zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist, zu analysieren; und eine weitere Flüssigkeitsanalysevorrichtung 30 zur weiteren Analyse der Flüssigkeit, die dazu angepasst ist, an einem zweiten Analyseort A2, der vom ersten Analyseort A1 entfernt liegt, eine aus der zu analysierenden Zielflüssigkeit genommene Probe zu analysieren.
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Zunächst wird die Flüssigkeitsanalysevorrichtung 30 zur weiteren Analyse der Flüssigkeit beschrieben.
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Die Flüssigkeitsanalysevorrichtung 30 zur weiteren Analyse der Flüssigkeit ist an einem Ort (dem zweiten Analyseort A2) vorgesehen, der sich von dem ersten Analyseort A1, an dem ein Flüssigkeitsanalysegerät angeordnet ist, das eine aus der zu analysierenden Zielflüssigkeit am ersten Analyseort A1 genommene Probe analysiert, unterscheidet und kann insbesondere ein Chromatograph oder dergleichen sein.
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Die Flüssigkeitsanalysevorrichtung 30 zur weiteren Analyse der Flüssigkeit umfasst ein externes Gerät 32 mit einem Datenerfassungsteil 31, der dazu angepasst ist, die Ergebnisdaten der weiteren Analyse, die das Ergebnis einer weiteren Analyse der aus der zu analysierenden Zielflüssigkeit genommenen Probe (in der vorliegenden Ausführungsform die Konzentration der Ammoniumionen) darstellen, aufzunehmen. Bei dem externen Gerät 32 handelt es sich insbesondere um einen Rechner, der extern an die Flüssigkeitsanalysevorrichtung 30 zur weiteren Analyse der Flüssigkeit angebunden ist, einen Tablet-PC, der über ein Kabel oder kabellos mit der Flüssigkeitsanalysevorrichtung 30 zur weiteren Analyse der Flüssigkeit verbunden ist, oder dergleichen. Die Daten können als manuelle Eingabe durch den Anwender oder aus den aus der Flüssigkeitsanalysevorrichtung 30 zur weiteren Analyse der Flüssigkeit ausgegebenen Ergebnisdaten der weiteren Analyse erfasst werden.
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Als nächstes wird die Flüssigkeitsanalysevorrichtung 40 beschrieben.
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Die Flüssigkeitsanalysevorrichtung 40 umfasst das in den vorstehend angegebenen Ausführungsformen beschriebene Flüssigkeitsanalysegerät 1 und die anderen Bauteile. Der Steuerungsteil 10, der in den vorstehend angegebenen Ausführungsformen beschrieben ist, und der Steuerungsteil 20 in der vorliegenden Ausführungsform unterscheiden sich jedoch voneinander. Im Folgenden wird der Steuerungsteil 20 aus der vorliegenden Ausführungsform ausführlich beschrieben.
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Wie in der 8 gezeigt ist, besitzt der Steuerungsteil 20 eine Funktion, mit der eine Messabweichung in der Analyse des Analysegerätes 1, welches die fließende, zu analysierende Zielflüssigkeit untersucht, korrigiert werden kann, und umfasst insbesondere neu dazu einen zur Bestimmung der Stabilität dienenden Teil 21, einen Speicherteil 22, einen Aufnahmeteil 24 und einen Kalibrierungsteil 23.
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Der zur Bestimmung der Stabilität dienende Teil 21 erhält ein Startsignal von der Schaltungseinrichtung 11 und erfasst die vom Empfangsteil erhaltenen, aus der Analyse resultierenden Daten, die das Ergebnis der Analyse durch die Analyseeinrichtung 6 darstellen. Wenn es dabei innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums feststellt, dass die Messabweichung in den unterschiedlichen aus der Analyse resultierenden Daten einen vorher eingegebenen Schwellenwert erreicht oder diesen unterschreitet, zeigt der zur Bestimmung der Stabilität dienende Teil 21 eine Kalibrierungsfunktion auf einem Anzeigeteil 25 an.
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Es sei angemerkt, dass das vorgegebene Zeitintervall in der vorliegenden Ausführungsform 1 Minute beträgt und dass der Schwellenwert bei 1 mV liegt; diese Werte können jedoch je nach Wunsch des Anwenders geändert werden.
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Wenn ein Anwender die auf dem Anzeigeteil 25 angezeigte Kalibrierungsfunktion betätigt, erhält der zur Bestimmung der Stabilität dienende Teil 21 die entsprechend ausgewählten Daten vom Anzeigeteil 25, erfasst dann die Konzentrationswerte, die die zu dem Zeitpunkt vom Analyseteil 12 berechnete Konzentration der Ammoniumionen angeben, und legt die Konzentrationswerte im Speicherteil 22 ab. Das Speicherteil 22 überschreibt und speichert dabei die neu erfassten Konzentrationswerte. Erfolgt kein Überschreiben und Speichern, können die Zeitangaben einer – hier nicht abgebildeten – Uhr erfasst werden und die Konzentrationswerte und die Zeitangaben können miteinander verknüpft und dann im Speicherteil 22 abgelegt werden.
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Der Aufnahmeteil 24 ist über ein Kabel oder kabellos mit dem Datenerfassungsteil 31 verbunden und erhält die Ergebnisdaten der weiteren Analyse, die von dem Datenerfassungsteil 31 ausgegeben wurden, und übermittelt diese an den Kalibrierungsteil 23.
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Nach dem Erhalt der Ergebnisdaten der weiteren Analyse vom Aufnahmeteil 24 extrahiert der Kalibrierungsteil 23 die Konzentrationswerte aus dem Speicherteil 22. Es sei angemerkt, dass der Kalibrierungsteil 23 im Falle eines Nicht-Überschreibens und Nicht-Speicherns der Konzentrationswerte im Speicherteil 22 auf Daten und Zeitangaben, die mit den aus der Analyse resultierenden Daten verknüpft sind, sowie auf das Datum und die Uhrzeit, zu der eine Probe der zu analysierenden Zielflüssigkeit genommen wurde, zugreifen kann, und die Konzentrationswerte aus dem Speicherteil 22 extrahieren kann.
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Anschließend werden die Ergebnisdaten der weiteren Analyse (Konzentrationswerte), die bei der Analyse durch die Flüssigkeitsanalysevorrichtung 30 zur weiteren Analyse der Flüssigkeit erhalten wurden, und die Konzentrationswerte, die aus dem Speicherteil 22 extrahiert wurden und bei der Analyse durch die Flüssigkeitsanalysevorrichtung 40 erhalten wurden, miteinander verglichen; es wird eine Kalibrierung durchgeführt, damit die Konzentrationswerte, die aus dem Speicherteil 22 extrahiert wurden, und die Ergebnisdaten der weiteren Analyse, die bei der Analyse durch die Flüssigkeitsanalysevorrichtung 30 zur weiteren Analyse der Flüssigkeit erhalten wurden, übereinstimmen. Hierbei kann auch möglich sein, die Angaben zu der Kalibrierung, wie beispielsweise über das Ende der Kalibrierung, an den Anzeigeteil zu übermitteln, und sich auf dem Bildschirm oder dergleichen des Anzeigeteils anzeigen zu lassen, dass die Kalibrierung beendet wurde.
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Die Flüssigkeitsanalyseanordnung der vorliegenden Ausführungsform mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau weist die folgenden bemerkenswerten Effekte auf.
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So wird die zu analysierende Zielflüssigkeit während ihrer Analyse am ersten Analyseort A1 nicht in Abhängigkeit von den Witterungsbedingungen oder dergleichen stabilisiert, sodass der Erhalt eines exakten Analyseergebnisses verhindert wird und es daher notwendig ist, einen Vergleich zwischen dem Analyseergebnis, das aus einer Probe der zu analysierenden Zielflüssigkeit, die am ersten Analyseort A1 genommen wurde, erhalten wurde und einer separaten Analyse anzustellen; da das am ersten Analyseort A1 vorhandene Flüssigkeitsanalysegerät 1 und das am zweiten Analyseort A2 vorhandene, externe Gerät 32 jedoch über ein Netzwerk miteinander verbunden sind, können die aus der Analyse resultierenden Daten, die das am zweiten Analyseort A2 erhaltene Analyseergebnis darstellen, an die am ersten Analyseort A1 vorhandene Flüssigkeitsanalysevorrichtung 40 übermittelt werden und der Anwender kann somit Zeit und Aufwand sparen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
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Die Schaltungseinrichtung in den vorstehend angegebenen Ausführungsformen kann so ausgeführt sein, dass es die Analyseeinrichtung anhalten kann. Dieser angehaltene Zustand bezeichnet einen Zustand, in dem die Analyseeinrichtung die Analyse unterbricht. Auch ist die Analyseeinrichtung nicht auf eine Einrichtung beschränkt, die die Potentialdifferenzen der Sensoren analysieren kann, sondern kann zum Beispiel auch so ausgeführt sein, dass sie die Konzentration eines bestimmten Bestandteils in der zu analysierenden Zielflüssigkeit analysiert. Der Analyseteil als Teil des Steuerungsteils in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann zum Beispiel so ausgeführt sein, dass es in der Analyseeinrichtung eingebaut ist.
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In der Flüssigkeitsanalyseanordnung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform zeigt das zur Bestimmung der Stabilität dienende Bauteil dann, wenn festgestellt wurde, dass die Messabweichung in den unterschiedlichen Daten der Potentialdifferenzen, die vom Potentiometer erfasst wurden, kleiner als der vorab eingegebene Schwellenwert ist oder diesen unterschreitet, auf dem Anzeigeteil eine Kalibrierungsfunktion an; es kann jedoch auch so ausgeführt sein, dass es den Schwellenwert mehrmals unterteilt und auf einem Bildschirm anzeigt, welcher der Schwellenwerte in der Messabweichung in den unterschiedlichen Potentialdifferenzen unterschritten wird, und den Anwender entsprechend informiert.
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In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird als Flüssigkeitsanalysegerät ein Messgerät für Ammoniumionen verwendet; daneben können jedoch auch eine Elektrode mit einer flüssigen Membran zur Messung von Ionen, ein Messgerät für Magnesiumionen, ein Messgerät für Calciumionen, ein Messgerät für Natriumionen, ein Messgerät für Kaliumionen oder ein Messgerät für Schwefelsäure als Flüssigkeitsanalysegerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsanalysegerät kann ferner umfassen: den Entscheidungsteil, der dazu angepasst ist, in einem Zustand, in dem mehrere Sensoren vorhanden sind und zumindest eine reaktive Membran nicht in der fließenden, zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist, zu entscheiden, ob der mit Hilfe der Widerstandsmesseinrichtung gemessene Widerstand der reaktiven Membran gleich oder mehr als der Schwellenwert ist; und eine Sensor-Schaltungseinrichtung, die dazu angepasst ist, dann, wenn der Entscheidungsteil entscheidet, dass der Widerstand der reaktiven Membran gleich oder mehr als der Schwellenwert ist, den Sensor von einem Zustand, in dem die reaktive Membran nicht in der zu analysierenden Zielflüssigkeit eingetaucht ist, in einen Zustand, in dem sie eingetaucht ist, zu überführen. Wenn sich der Analyseort an einem anderen Ort befindet als der als Rechner dienende Teil des Flüssigkeitsanalysegerätes, wie beispielsweise in einer Abwasserkläranlage, ist es daher nicht nur von Ferne möglich, eine Abnahme der Empfindlichkeit eines Sensors festzustellen, sondern auch den Sensor mit der nun geringeren Empfindlichkeit mit Hilfe der Sensor-Schaltungseinrichtung von Ferne auszutauschen.
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Das Flüssigkeitsanalysegerät der vorliegenden Erfindung kann zudem so ausgeführt sein, dass die reaktiven Membranen eine Doppelmembranstruktur besitzen und die Außenmembranen jeweils abziehbar konfiguriert sind. Wenn die Widerstandsmesseinrichtung zum Beispiel erfasst, dass der Widerstand einer reaktiven Membran sehr groß ist, kann der Widerstand der reaktiven Membran durch Abziehen der Außenmembran reduziert werden und so deren Haltbarkeit verlängert werden. Hierdurch können der Zeitaufwand und Aufwand zum Auswechseln eines Sensors oder dergleichen weiter eingespart werden.
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Die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne dabei von deren Umfang abzuweichen.
