DE202006007582U1 - Device for determination of substance of content of medium has measuring instrument, diaphragm/memory unit which reacts to substance of content contained in medium physically or chemically and electronic memory processes relevant data - Google Patents

Device for determination of substance of content of medium has measuring instrument, diaphragm/memory unit which reacts to substance of content contained in medium physically or chemically and electronic memory processes relevant data Download PDF

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    • G01N27/28—Electrolytic cell components
    • G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
    • G01N27/333—Ion-selective electrodes or membranes

Abstract

The device (10) has measuring instrument (14) for physical characteristics of diaphragm (18) which change as a function of substance of content. A receptacle is present for diaphragm/memory unit (16) and the unit reacts with substance of content contained in the measuring medium physically or chemically. The unit has an electronic memory (20) for processing and calibration of data. A recording mechanism (22) is present for data contained in the memory and a control (24) is arranged for processing data of the measuring instrument and of the recording medium.

Description

In Geräten zur analytischen Bestimmung von Substanzen spielen Membranen eine immer größere Rolle. Sie werden einerseits zur Trennung von Stoffgemischen verwendet, indem sie unterschiedliche stoffliche Eigenschaften, z.B. das Molekulargewicht, differenzieren können. Andererseits können Membranen selbst bei Anwesenheit einzelner Stoffe oder Stoffgruppen mit der Änderung von physikalischen oder chemischen Eigenschaften reagieren. Diese Änderungen können messtechnisch ausgewertet werden.In devices For the analytical determination of substances, membranes play a role increasingly important. They are used on the one hand for separating mixtures of substances, by having different material properties, e.g. the molecular weight, differentiate can. On the other hand Membranes even in the presence of individual substances or groups of substances with the change of physical or chemical properties. These changes can be evaluated metrologically.

Beispielsweise werden Membranen in sogenannten ionenselektiven Elektroden eingesetzt. Dort bilden sie an ihrer Grenzfläche zu einem Messmedium eine elektrische Spannung aus, die von den zu bestimmenden Inhaltsstoffen des Mediums beeinflusst wird. Die Beziehung zwischen der gesuchten Stoffeigenschaft, in diesem Falle der Konzentration der Inhaltsstoffe und der Signalantwort der Membran, in diesem Fall der Spannung, wird durch membranspezifische Kenngrößen festgelegt. Die Auswerteeinheit, die aus der Signalantwort die gesuchte Stoffgröße ermittelt, muss diese Größen kennen, um die entsprechenden mathematischen Operationen durchführen zu können. Üblicherweise werden diese Daten in einem Kalibrier- und Justiervorgang vor der eigentlichen Messung ermittelt und in der Auswerteeinheit abgespeichert.For example Membranes are used in so-called ion-selective electrodes. There they form at their interface to a measuring medium, an electrical voltage from the to be determined Ingredients of the medium is affected. The relationship between the sought substance property, in this case the concentration of Ingredients and the signal response of the membrane, in this case the voltage is determined by membrane-specific characteristics. The evaluation unit, which determines the substance quantity sought from the signal response, must know these sizes, to perform the appropriate mathematical operations can. Usually These data are used in a calibration and adjustment process before the actual measurement determined and stored in the evaluation.

Ein anderes Beispiel stellen Membranen dar, die auf Inhaltsstoffe eines Mediums durch Änderung optischer Eigenschaften reagieren. So sind Membranen bekannt, die Farbstoffe enthalten, welche bei Anwesenheit bestimmter Stoffe ihre optische Absorption, ihre Fluoreszenzaktivität oder Fluoreszenzlebensdauer ändern. Auch hier ist es wichtig, dass die Auswerteeinheit die spezifischen Daten der Membran kennt, so dass die gewünschte Stoffgröße aus dem beobachteten Messsignal abgeleitet werden kann.One another example is membranes based on ingredients of a Medium by changing optical Properties react. Thus, membranes are known, the dyes containing, in the presence of certain substances, their optical Absorption, change their fluorescence activity or fluorescence lifetime. Also Here it is important that the evaluation unit the specific data the membrane knows, so that the desired material size from the observed measuring signal can be derived.

Aus der Bedienungsanleitung einer fluoreszenzoptischen Sauerstoff-Messeinrichtung der Firma Endress+Hauser, Weil am Rhein (Oxymax W COS61 – BA387C/07/de/06.05) geht aus den Seite 17 und 18 hervor, dass der Messumformer durch Kalibrierung an die charakteristischen Kennwerte angepasst wird. Im Auslieferzustand ist der Messumformer bereits auf die mitgelieferte Membran eingestellt. Bei jedem Membrantausch muß jedoch neu kalibriert werden, indem die Membran verschiedenen Medien ausgesetzt wird.Out the operating instructions of a fluorescence-optical oxygen measuring device of the company Endress + Hauser, Weil am Rhein (Oxymax W COS61 - BA387C / 07 / en / 06.05) goes from pages 17 and 18 that the transmitter through Calibration is adapted to the characteristic characteristics. in the As delivered, the transmitter is already on the supplied Diaphragm set. However, each time you replace a membrane, you must recalibrate it by: the membrane is exposed to different media.

Eine ähnliche Vorrichtung ist in der Bedienungsanleitung DOC023.72.03212.Apr05 der Firma Hach-Lange, Düsseldorf, beschrieben. Es wird empfohlen (Seite 10 – Konfigurieren), einen jeder Sensorkappe beigelegten eindeutigen Code einzugeben, der dafür sorgt, dass die werksseitig ermittelten Kalibrierdaten benutzt werden. Die Eingabe des Codes ist mühsam, da er durch Anwählen von Zeichen am Display mittels Cursortasten zu erfolgen hat. Alternativ kann auch ein konventioneller Kalibriervorgang genutzt werden (Seite 9).A similar Device is in the manual DOC023.72.03212.Apr05 the company Hach-Lange, Dusseldorf, described. It is recommended (page 10 - Configure), one each Sensor cap provided unique code that ensures that the factory-determined calibration data are used. Entering the code is tedious, since he by selecting of characters on the display using cursor keys. alternative A conventional calibration procedure can also be used (page 9).

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Analysegerät zu schaffen, dass mit geringem Aufwand eine eindeutige Zuordnung von Membran und Kalibrierungs- und/oder Auswertedaten erlaubt. Diese Aufgabe wird mit einem Messgerät nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.It It is therefore an object of the present invention to provide an analysis device, that with little effort a clear assignment of membrane and calibration and / or evaluation data allowed. This task comes with a meter solved according to claim 1. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß verwendet das Analysegerät eine Membraneinheit, die sowohl die Membran als auch einen elektronischen Speicher enthält, der Daten enthält, die zur Auswertung der Messsignale verwendet werden können und/oder Daten, die eine Identifizierung der Membran erlauben.Used according to the invention the analyzer a membrane unit containing both the membrane and an electronic Contains memory, contains the data, which can be used to evaluate the measurement signals and / or Data allowing identification of the membrane.

Die Einheit aus Speicher und Membran erlaubt es dem Gerät, entweder automatisch die Membran über die im Speicher gespeicherte ID zu erkennen, oder direkt die erforderlichen Kalibrierungsdaten zu laden.The Unit of memory and membrane allows the device, either automatically the membrane over to recognize the ID stored in memory, or directly the required Load calibration data.

Im Falle, dass im Speicher lediglich die ID-Daten abgelegt sind, kann das Gerät die aktuellen Kalibrierungsdaten aus einem Kommunikationsnetz, d.h. Funknetz, Telefonnetz oder dem Internet beziehen. Auf diese Weise arbeitet das Gerät immer mit den der Membran korrespondierenden aktuellen Kalibrierungsdaten.in the If only the ID data is stored in memory the device the current calibration data from a communications network, i. Radio network, telephone network or the Internet relate. In this way the device works always with the current calibration data corresponding to the membrane.

Vorzugsweise können in dem Speicher auch Berechnungsdaten abgelegt sein, die es erlauben, aus dem insbesondere analogen Messsignal eine analytische Aussage herzuleiten.Preferably can in the memory also be stored calculation data that allow, from to derive the analytical signal in particular the analog measurement signal.

Vorzugsweise enthält das Gerät eine Verbindung zu einem Kommunikationsnetz. In diesem Fall kann vorzugsweise der Speicher der Membran zumindest in Teilbereichen beschreibbar sein, so dass dort die gerade aktualisiert heruntergeladenen Kalibrierungs- oder Auswertedaten ablegbar sind.Preferably contains the device a connection to a communication network. In this case can preferably the memory of the membrane, at least in some areas be writable so that there the just updated downloaded Calibration or evaluation data can be stored.

Die Membran der Membran/Speicher-Einheit ändert vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Gehalt des Inhaltsstoffes in dem Messmedium vorzugsweise seine elektrochemischen oder optischen Eigenschaften. Sie ist entsprechend elektrochemisch oder optisch auswertbar, was eine leichte Handhabung der Analyse mit der Membran-Speichereinheit hinsichtlich des Erhalts von Analyseergebnissen ermöglicht.The Membrane of the membrane / storage unit preferably changes depending of the content of the ingredient in the measuring medium, preferably its electrochemical or optical properties. It is appropriate electrochemically or optically evaluable, which is easy to handle the analysis with the membrane storage unit regarding the preservation of analysis results.

Die Membran und der Speicher müssen generell nicht integriert ausgebildet sein, sondern können auch durch wenigstens ein mechanisches Verbindungsteil lediglich – für den normalen Gebrauch – untrennbar miteinander verbunden sein. Das Gerät kann auch für die Aufnahme mehrerer Membran/Speicher-Einheiten ausgebildet sein.The membrane and the memory must generally not be integrated, but Kings NEN also by at least one mechanical connection part only - for normal use - inseparable from each other. The device can also be designed to accommodate a plurality of membrane / storage units.

Das Messsignal wird vorzugsweise analog von der insbesondere als physikalisch-chemischen Messeinheit ausgebildeten Messeinrichtung aufgenommen. Als Messfluid können alle Arten von gasförmigen oder flüssigen Stoffen oder deren Mischungen dienen, z.B. in Wasser gelöster Sauerstoff.The Measuring signal is preferably analogous to the particular as a physical-chemical measuring unit trained measuring device. As a measuring fluid can all Types of gaseous or liquid Substances or mixtures thereof, e.g. dissolved oxygen in water.

Die Daten des Speichers erlauben vorzugsweise eine Transformation des analogen Messsignals in eine analytische Aussage anhand der Steuerung.The Data of the memory preferably allow transformation of the analog measurement signal in an analytical statement by the controller.

Die Messsignale sind vorzugsweise elektrochemisch erzeugte Spannungen oder Ströme oder optische Intensitäten, Abschwächungen, Abklingzeiten oder Phasenverschiebungen.The Measuring signals are preferably electrochemically generated voltages or streams or optical intensities, weakening, Cooldowns or phase shifts.

Die gespeicherten Daten können Kenndaten der sensitiven Schicht, Produktionsdaten, Kalibrierdaten oder sonstige Kennzeichnungen über die Art der Messsignale sein. Sie können auch Betriebsdaten über den zeitlichen und/oder arbeitspunktbezogenen Einsatz der Einheit enthalten. Sie können auch Steuerdaten enthalten, die die physikalisch-chemische Einheit zu speziel len Aktionen veranlasst. Sie sind insbesondere Daten, die die Beziehung zwischen den analog anfallenden Sensorsignalen und den von einem Anwender gesuchten Informationen beschreiben (Kennlinie), so dass ein Anzeigewert berechnet werden kann. Dies sind vorzugsweise Konzentrationsangaben in g/l, mg/l, mol/l, hPa oder %.The stored data can Characteristics of the sensitive layer, production data, calibration data or other identifications be the type of measurement signals. You can also use operating data over the contain temporal and / or operating point-related use of the unit. You can also Contain control data that the physicochemical unit too special actions. In particular, they are data that the relationship between the analogue sensor signals and describe the information sought by a user (characteristic curve), so that a display value can be calculated. These are preferably Concentration data in g / l, mg / l, mol / l, hPa or%.

Die Daten können ab Werk gültig sein oder einen aktuellen späteren Betriebszustand widerspiegeln. Die Datenaktualisierung kann mit echten neuen Kalibrierdaten oder berechneten Werten erfolgen.The Data can valid from the factory be or a recent later Reflect operating status. The data update can with true new calibration data or calculated values.

Die Einheit wird vorzugsweise zur Messung flüssiger Proben eingesetzt. Die Membraneinheit ist auf dem Messkopf montierbar und dichtet diesen gegen das Messmedium ab. Der Speicher ist vorzugsweise wiederbeschreibbar.The Unit is preferably used for measuring liquid samples. The Membrane unit can be mounted on the measuring head and seals it against the measuring medium. The memory is preferably rewritable.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der schematischen Zeichnung beschrieben. Diese zeigt ein Analysengerät mit einer Membran/SpeichereinheitThe Invention will be described below, for example, with reference to the schematic Drawing described. This shows an analyzer with a Membrane / store unit

1 zeigt einen Teil eines Analysengeräts 10 mit einem Messkopf 12, der eine physikalisch-chemische Einheit 14 zur Generierung eines Analysenwertes aufweist. Der Messkopf 12 ist konzipiert zum Eintauchen in ein Messmedium 15, in der Regel ein Fluid bzw. Flüssigkeit, und enthält eine Aufnahme für eine Membran/Speichereinheit 16, die eine für bestimmte Inhaltsstoffe des Messmediums 15 sensitive Schicht 18, sowie einen Speicher 20 enthält. Diese Membran/Speicher-Einheit ist in der nicht dargestellten Aufnahme des Messkopfs 12 angeordnet, so dass die geeignete physikalisch-chemische Einheit 14 die Messsignale der sensitiven Schicht 18 aufnehmen kann. Die Daten des Speichers 20 werden über Kontakte oder ein kontaktloses Interface 22 übertragen, welches mit einer Steuerung 24 des Geräts 10 verbunden ist. Auch die Steuerung hat vorzugsweise einen Arbeitsspeicher, der für die Messung die Daten aus dem Speicher 20 der Membran/Speicher-Einheit ausliest. Dies können die kompletten Auswerte- und Kalibrierungsdaten sein. 1 shows a part of an analyzer 10 with a measuring head 12 , which is a physical-chemical entity 14 for generating an analysis value. The measuring head 12 is designed for immersion in a measuring medium 15 , usually a fluid, and contains a receptacle for a membrane / storage unit 16 , which is one for certain ingredients of the measuring medium 15 sensitive layer 18 , as well as a memory 20 contains. This membrane / storage unit is in the recording of the measuring head, not shown 12 arranged so that the appropriate physicochemical unit 14 the measuring signals of the sensitive layer 18 can record. The data of the memory 20 are via contacts or a contactless interface 22 which is transmitted with a control 24 of the device 10 connected is. The controller also preferably has a main memory which stores the data from the memory for the purpose of measuring 20 the membrane / memory unit reads out. This can be the complete evaluation and calibration data.

Die Erfassungseinrichtung 22 kann kabellos oder mit Kontakten realisiert sein. Vorzugsweise ist der Speicher 20 in der Membran/Speicher-Einheit 16 in einem Transponder integriert, der über eine mit der Erfassungseinrichtung 22 integrierte Sende/Empfangseinrichtung des Geräts den für die Schreib- und Lesevorgänge des Speichers 20 notwendigen Strom erzeugt.The detection device 22 can be realized wirelessly or with contacts. Preferably, the memory is 20 in the membrane / storage unit 16 integrated in a transponder, which has one with the detection device 22 integrated transceiver of the device for the read and write operations of the memory 20 necessary electricity generated.

Alternativ oder zusätzlich können in dem Speicher 20 der Membran/Speicher-Einheit jedoch nur ID(Identifikations)-Daten abgelegt sein, in welchem Fall die Steuerung 24 über eine Funknetz 26 mit einer Datenquelle des Membranherstellers verbindbar ist, von wo der Nutzer bzw. das Gerät sich – vorzugsweise automatisch – die aktuellen Auswerte- und Kalibrierungsdaten herunterladen kann. In jedem Fall stehen der Steuerung die aktuellen Daten zur Verarbeitung der ermittelten Messsignale zur Verfügung. Vorzugsweise enthält die Steuerung einen Speicher (nicht dargestellt) in welchen die aktuellen Verarbeitungs- bzw. Kalibrierungsdaten aus dem Speicher 20 der Membran/Speichereinheit oder aus dem Kommunikationsnetz abgelegt werden können. Vorzugsweise ist der Speicher 20 der Einheit 16 auch beschreibbar, so dass die Steuerung 24 aktuelle Daten aus dem Kommunikationsnetz in den Speicher 20 schreiben kann, wodurch die Daten in der Membran/Speicher-Einheit 16 aktuell gehalten werden können.Alternatively or additionally, in the memory 20 the membrane / memory unit, however, only ID (identification) data stored, in which case the controller 24 via a wireless network 26 can be connected to a data source of the membrane manufacturer, from where the user or the device can - preferably automatically - download the current evaluation and calibration data. In any case, the controller has access to the current data for processing the determined measurement signals. Preferably, the controller includes a memory (not shown) in which the current processing or calibration data from the memory 20 the membrane / storage unit or can be stored from the communication network. Preferably, the memory is 20 the unit 16 also writable, so the controller 24 current data from the communication network in the memory 20 can write, eliminating the data in the membrane / storage unit 16 can be kept up to date.

Claims (8)

Gerät (10) zur Bestimmung wenigstens eines Inhaltsstoffs eines Messmediums (15), welches Gerät folgende Komponenten aufweist: – eine Messeinrichtung (14) für sich in Abhängigkeit von dem Inhaltsstoff ändernde physikalische Eigenschaften einer Membran (18), – eine Aufnahme für eine Membran/Speichereinheit (16), – wenigstens eine in die Aufnahme einsetzbare Membran/Speichereinheit (16), die wenigstens eine Membran (18) aufweist, welche auf den Gehalt von mindestens einem im Messmedium enthaltenen Inhaltsstoff physikalisch und/oder chemisch reagiert, und welche Membran/Speichereinheit (16) ferner wenigstens einen elektronischen Speicher (20) für Verarbeitungs-, Kalibrierungs- und/oder Identifikationsdaten aufweist, die eine Verarbeitung der von der Messeinrichtung (14) gemessenen physikalischen/chemischen Eigenschaften der Membran (18) erlaubt, – wenigstens eine Erfassungseinrichtung (22) für die im Speicher (20) enthaltenen Daten, als auch – eine Steuerung (24) zum Verarbeiten der Daten von der Messeinrichtung (14) und von der Erfassungseinrichtung (22).Device ( 10 ) for determining at least one ingredient of a measuring medium ( 15 ), which device comprises the following components: a measuring device ( 14 ) depending on the ingredient changing physical properties of a membrane ( 18 ), - a receptacle for a membrane / storage unit ( 16 ), - at least one insertable in the recording membrane / storage unit ( 16 ), which has at least one mem bran ( 18 ), which reacts physically and / or chemically to the content of at least one ingredient contained in the measurement medium, and which membrane / storage unit ( 16 ) at least one electronic memory ( 20 ) for processing, calibration and / or identification data containing processing by the measuring equipment ( 14 ) measured physical / chemical properties of the membrane ( 18 ), - at least one detection device ( 22 ) for those in the store ( 20 ), as well as - a controller ( 24 ) for processing the data from the measuring device ( 14 ) and the detection device ( 22 ). Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (24) zur Auswertung der Messergebnisse der Messeinrichtung (14) vorgesehen ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that a controller ( 24 ) for the evaluation of the measurement results of the measuring device ( 14 ) is provided. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) in Abhängigkeit von dem Inhaltsstoff ihre elektrochemischen oder optischen Eigenschaften ändert.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the membrane ( 18 ) changes their electrochemical or optical properties depending on the ingredient. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (18) zur Messung von gasförmigem oder gelöstem Sauerstoff geeignet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane ( 18 ) is suitable for measuring gaseous or dissolved oxygen. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (14) als physikalisch-chemische Messeinheit mit analoger Messwerterfassung ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device ( 14 ) is designed as a physical-chemical measuring unit with analog measured value detection. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (20) Daten enthält, die die Transformation des analogen Messsignals in eine analytische Aussage erlauben.Apparatus according to claim 5, characterized in that the memory ( 20 ) Contains data that allow the transformation of the analog measurement signal into an analytic statement. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (20) als Schreib/Lesespeicher ausgebildet und mit aktualisierten Daten bescheibbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the memory ( 20 ) is designed as a read / write memory and be beschibbar with updated data. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es über eine Verbindung (26) zu einem Kommunikationsnetzwerk verfügt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it is connected via a connection ( 26 ) to a communication network.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102011088012A1 (en) 2011-12-08 2013-06-13 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Sensor end module, sensor and measuring device

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