DE202023101770U1

DE202023101770U1 - Probenentnahme

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Publication number: DE202023101770U1
Application number: DE202023101770.3U
Authority: DE
Original assignee: Cs Instr & Co Kg GmbH; Cs Instruments & Co Kg GmbH
Current assignee: Cs Instr & Co Kg GmbH; Cs Instruments & Co Kg GmbH
Priority date: 2023-04-06
Filing date: 2023-04-06
Publication date: 2023-05-11
Anticipated expiration: 2033-04-07

Abstract

Vorrichtung zur Probenentnahme (1) aus einem gasförmigen/fluidförmigen Medienstrom,
mit einem Gehäuse (2), mit einer Medienzuführung (3), mit einer Medienausleitung (4), mit einer Medienleitung (5), die einen Medienstrom von der Medienzuführung (3) zu der Medienausleitung (4) ermöglicht,
wobei in dem Gehäuse (2) mehrere steuerbare Ventile (10) in der Medienleitung (5) angeordnet sind,
wobei mehrere Aufnahmen (6a,6b,6c) für die gasdichte/fluiddichte Aufnahme von entnehmbaren Probenhülsen (7a,7b,7c) vorgesehen sind und die Aufnahmen (6a,6b,6c) mit einzelnen Ventilen (10) mit einer Leitung (9a,9b,9c) verbunden sind,
wobei mehrere entnehmbare Probenhülsen (7a,7b,7c) zur Speicherung von Proben des gasförmigen/fluidförmigen Medienstroms vorgesehen sind,
und wobei mit dem Gehäuse (2) eine Steuereinheit (8) vorgesehen ist, die zur Ansteuerung von steuerbaren Ventilen (10) zur selektiven Leitung des Medienstroms ausgebildet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem fluidförmigen, insbesondere gasförmigen Medienstrom. Derartige Vorrichtungen zur Probeentnahme sind beispielsweise aus der Abgasaufbereitung bei Verbrennungsmotoren bekannt. Derartige Vorrichtungen zur Probeentnahme sind auch für die Reingasüberwachung geeignet.
STAND DER TECHNIK
Derartige Vorrichtungen zur Probeentnahme in einem fluidförmigen, insbesondere gasförmigen Medienstrom werden häufig verwendet, um die Zusammensetzung von Gasen zu untersuchen und dabei auf störende Konzentrationen von gefährlichen oder auf unerwünschte Gase in dem zu untersuchenden Medium hinzuweisen beziehungsweise abhängig davon bestimmte Maßnahmen in die Wege zu leiten, um die negativen Wirkungen eines gefährlichen oder unerwünschten Gases zu beseitigen oder zu lindern. Derartige Vorrichtungen zur Probeentnahme in einem fluidförmigen, insbesondere gasförmigen Medienstrom werden insbesondere in der Abgasreinigung oder auch in der Reingasüberwachung eingesetzt.
Aus der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 122 150 A1 ist ein Verfahren zur Reinigung von Gassensoren in einem Abgassystem bekannt. Bei diesem ist ein Gassensor innerhalb der Abgasleitung angeordnet und dieser entnimmt an seinem Probenentnahmeende eine Gasprobe, die durch den Gassensor analysiert wird. Über eine elektrische Leitung wird das Analyseergebnis an das elektronische Motorsteuergerät ECM weitergeleitet, das die Kontrolle im Abgas gemäß gängigen Verfahren und Strategien vornimmt. Die entnommene Abgasprobe kann nicht erneut einer späteren, nachträglichen Untersuchung insbesondere mittels eines anderen Gassensors zugeführt werden, wodurch die Qualität der Untersuchung des Abgases beschränkt ist.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 20 2020 005 856 U1 ist eine Analysevorrichtung und ein Analysesystem zum Analysieren eines in einem Probengas enthaltenen Messzielgases bekannt. Die Analysevorrichtung zeigt eine Fülleinheit, die eingerichtet ist, um mit einem Probengas gefüllt zu werden, welches das Messzielgas enthält. Über eine Strahlungseinheit wird Messlicht in die Filtereinheit eingeleitet und anhand der Wirkung der optischen Eigenschaften des Probengases beziehungsweise des Messzielgases wird die Konzentration des Messzielgases in der einen Fülleinheit bestimmt. Bei Bedarf wird die Fülleinheit mit einem Spülgas gereinigt oder mithilfe eines Referenzgases kalibriert. Auch diese Analyse ermöglicht es im Nachhinein nicht, dass das analysierte Probengas erneut insbesondere einer weitergehenden Untersuchung zugeführt werden kann.
Eine andere Probenentnahmevorrichtung zur Entnahme von Proben aus einem Medienstrom als Teil einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Kraftfahrzeuges ist aus dem Deutschen Patent DE 10 2015 217 178 B3 bekannt. Bei diesem wird an verschiedenen Stellen des Abgasstroms mittels einer Mehrzahl von Probenentnahmeelementen im Abgasrohr Proben aus dem Abgasstrom entnommen und damit eine Analyse ermöglicht. Diese Analyse ermöglicht eine räumlich differenzierte Information zu den Messwerten. Anhand dieser wird das elektronische Motorsteuergerät ECM des Fahrzeugs die Kontrolle im Abgasstrom gemäß gängigen Verfahren und Strategien vornehmen. Auch diese Analyse ermöglicht es im Nachhinein nicht, dass das analysierte Probengas erneut insbesondere einer weitergehenden Untersuchung zugeführt werden kann.
Das deutsche Gebrauchsmuster DE 20 2021 104 545 U1 offenbart ein Testkit zur Detektion von Acetylcholinesterasehemmern. Dieses Testkit zeigt eine Probenentnahmevorrichtung in Form eines Wattestäbchens, das in verschiedene Probenröhren mit unterschiedlichen Reagenzien eingebracht wird, die mit der entnommenen Probe reagieren. Diese verschiedenen Proberöhren werden mit entsprechenden Deckeln dicht verschlossen und ermöglichen eine Aussage über das Vorhandensein von Acetylcholinesterasehemmern in der Probe. Dieses Testkit ist ausschließlich zur Detektion von Acetylcholinesterasehemmern geeignet und ist nicht geeignet, automatisiert und verlässlich Proben aus einem Medienstrom zu entnehmen.
Diese Vorrichtungen zur Probeentnahme erweisen sich als wenig geeignet, Proben aus einem gasförmigen oder fluidförmigen Medienstrom zu entnehmen und diese einer späteren insbesondere genaueren Untersuchung beziehungsweise Analyse zuzuführen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Probeentnahme aus einem gasförmigen oder fluidförmigen Medienstrom anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zur Probeentnahme aus einem Medienstrom gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem gasförmigen oder fluidförmigen Medienstrom ist mit einem Gehäuse, mit einer Medienzuführung für die Zuführung des zu untersuchenden, kontinuierlich oder diskontinuierlich zugeführten Mediums in Form eines Medienstroms, mit einer Medienausleitung zur Ableitung des zugeführten Mediums aus dem Gehäuse, mit einer Medienleitung, die einen Medienstrom von der Medienzuführung zu der Medienausleitung der Vorrichtung ermöglicht, versehen. Weiterhin sind in dem Gehäuse der Vorrichtung zur Probenentnahme in der Medienleitung mehrere steuerbare Ventile angeordnet. Auch sind mehrere Aufnahmen für eine gasdichte Aufnahme von entnehmbaren Probenhülsen vorgesehen, wobei die Aufnahmen mit einzelnen Ventilen über eine jeweilige Leitung verbunden sind. Die mehreren, entnehmbaren Probenhülsen sind dabei zur Speicherung von Proben des Medienstroms vorgesehen. In dem Gehäuse der Vorrichtung zur Probenentnahme ist eine Steuereinheit vorgesehen, die zur Ansteuerung von steuerbaren Ventilen ausgebildet ist und dadurch eine selektive Zuführung des Medienstroms zu einzelnen Aufnahmen oder einzelnen Probenhülsen in der entsprechenden Aufnahme ermöglicht.
Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom wird es möglich, zum aktuellen Zeitpunkt das Medium zu untersuchen, indem ein Probenvolumen aus dem Medienstrom entnommen wird und dieses untersucht wird, und zusätzlich das entnommene Probenvolumen, das sich in einer entnehmbaren Probenhülse befindet, aus der restlichen Vorrichtung zur Probenentnahme und damit aus der Aufnahme zu entnehmen und einer weiteren, insbesondere einer vertieften Analyse zuzuführen. Damit wird es nun möglich, zu einem späteren Zeitpunkt diese weitere, insbesondere vertiefte Analyse beispielsweise mit einem zusätzlichen Gassensor oder nach einem spezifischen, anderen Verfahren zur Analyse des Mediums eine zusätzliche, insbesondere bessere Information zu den Eigenschaften des zu untersuchenden Mediums zu gewinnen. Mithin gelingt es mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Probenentnahme, vertiefte und verbesserte Informationen zu dem zu untersuchenden Medium zu gewinnen. Dabei spielt die Entnahme und die damit verbundene Möglichkeit der späteren insbesondere differenzierten Untersuchung oder Analyse eine besondere Rolle.
Darüber hinaus hat es sich auch als sehr vorteilhaft gezeigt, dass nicht nur eine Probenhülse vorgesehen ist, die selektiv über die steuerbaren Ventile angesteuert werden kann und damit selektiv mit dem Medium aus dem Medienstrom beaufschlagt werden kann. Vielmehr sind mehrere Probenhülsen beziehungsweise Aufnahmen dafür vorgesehen, die jeweils einem steuerbaren Ventil zugeordnet sind. Dadurch wird es möglich, dass mehrere unterschiedliche Probenvolumen für eine spätere und insbesondere differenzierte Analyse zur Verfügung stehen, wobei diese unterschiedlichen Probenvolumen insbesondere zu verschiedenen Zeitpunkten aus dem Medienstrom entnommen werden und dadurch die Möglichkeit einer differenzierten Betrachtung des Medienstroms insbesondere der Veränderung des Medienstroms gegeben ist. Eine solche Analyse kann beispielsweise mittels PID, Massenspektroskopie oder ähnliche Verfahren erfolgen. Damit erweisen sich derartige Vorrichtungen zur Probeentnahme in einem fluidförmigen, insbesondere gasförmigen Medienstrom insbesondere in der Abgasreinigung oder auch in der Reingasüberwachung als besonders geeignet.
Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung so weiterzubilden, dass ein Volumensensor im Medienstrom zwischen der Medienzuführung und dem in Richtung des Medienstroms - also stromabwärts - ersten steuerbaren Ventils angeordnet ist. Dadurch gelingt es, eine verlässliche Aussage über den Medienstrom im Hinblick auf das Volumen des strömenden Mediums beziehungsweise im Hinblick auf das Maß des Volumenstroms und damit des Durchsatzes des Mediums als Gesamtes zu gewinnen, denn der gesamte über die Medienzuführung zugeführte Medienstrom wird diesem ersten, stromabwärts angeordneten, steuerbaren Ventil zugeführt. Diese Information über das Volumen beziehungsweise den Volumenstrom des Mediums durch den Volumensensor erweist sich als sehr wertvoll, da unterschiedliche Maße der Medienströme zu sehr unterschiedlichen Eigenschaften insbesondere Zusammensetzungen der Medien insbesondere im Hinblick auf Verunreinigungen, die Einfluss auf die Qualität des Mediums haben können, führen können. Gerade derartige Veränderungen in den Eigenschaften des Mediums können sehr bedeutsam sein und eine spätere, insbesondere vertiefte Untersuchung oder Analyse der entnommenen Proben, die in entnehmbaren Probenhülsen gespeichert sind, möglich und gegebenenfalls notwendig machen.
In entsprechender Weise hat sich bewährt, dass die Vorrichtung zur Probenentnahme dahingehend weitergebildet ist, dass sie eine Zeiterfassungseinheit aufweist, die mit der Steuereinheit verbunden ist. Mithilfe der Zeiterfassungseinheit wird es möglich, eine Steuerung der steuerbaren Ventile anhand der Zeitinformation der Zeiterfassungseinheit vorzunehmen. Dabei kann die Zeitsteuerung einerseits auf die Zeitdauer, in der ein Ventil die Befüllung der zugeordneten Probenhülse ermöglicht, gerichtet sein beziehungsweise alternativ oder ergänzend auf einen definierten Zeitpunkt, zu dem ein bestimmtes oder mehrere Ventile die Befüllung der zugeordneten Probenhülsen möglich machen, gerichtet sein. Dies führt zu einer sehr flexiblen und aussagekräftigen Möglichkeit, Proben aus dem Medienstrom mithilfe der Vorrichtung zur Probenentnahme zu entnehmen und einer differenzierten, insbesondere vertieften, späteren Untersuchung oder Analyse zuzuführen. Dies gilt umso mehr, da das Wissen über den Zeitraum der Befüllung des Probenvolumens beziehungsweise der Zeitpunkt der Befüllung über die Steuereinheit mit zugeordneter Zeiterfassungseinheit bekannt ist und bei Bedarf ausgelesen werden kann.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausbildung der Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom zeigt wenigstens einen Gassensor, der der Vorrichtung zur Probenentnahme zugeordnet ist. Dabei ist der Gassensor mit der Steuereinheit signaltechnisch so verbunden, dass er abhängig vom Über- oder Unterschreiten eines Schwellwertes für den Messwert des Gassensors ein Alarmsignal an die Steuereinheit überträgt. Im Folgenden steuert die Steuereinheit abhängig von diesem Alarmsignal wenigstens ein steuerbares Ventil so an, dass die diesem Ventil zugeordnete Probenhülse mit einem Probenvolumen aus dem Medienstrom beaufschlagt wird, wobei dies abhängig von dem Alarmsignal erfolgt. Damit wird es beispielsweise möglich, dass, wenn der Gassensor eine zu hohe Belastung eines zugeführten Mediums mit einer störenden oder schädlichen Komponente erfasst und damit eine Überschreitung eines vorgegebenen Schwellwertes für die Konzentration dieser Komponente gegeben ist, ein Alarmsignal in dem Gassensor erzeugt wird und der Steuereinheit in der Vorrichtung zur Probenentnahme zugeführt wird und dementsprechend situationsspezifisch eine Probe aus dem Medienstrom bei Vorliegen des Alarmzustands und damit der zu hohen Konzentration der störenden Komponente entnommen wird. Dabei kann die Dauer der Probenentnahme und damit der Ansteuerung des steuerbaren Ventils nach einer Reihe von verschiedenen alternativen Möglichkeiten gewählt werden. Beispielsweise kann nach einer vorgegebenen Zeitspanne das steuerbare Ventil geschlossen werden und die Probenentnahme damit beendet werden, was eine sehr einfache Steuerung darstellt, alternativ kann auch die Ansteuerung des steuerbaren Ventils beendet werden, sobald das Alarmsignal aufgrund der Unterschreitung des Schwellwertes wieder aufgehoben wird, was eine sehr spezifische und aussagekräftige Probenentnahme im Hinblick auf die störende Komponente ermöglicht. Weiterhin ist es auch möglich, die Ansteuerung des Ventils so zu wählen, dass ein definiertes Volumen als Probe aus dem Probenstrom entnommen und über das angesteuerte Ventil in die zugeordnete Probenhülse geleitet wird, was insbesondere bei einem in der Vorrichtung vorhandenen Volumensensor besonders verlässlich möglich ist.
Neben der Möglichkeit der Anordnung eines Gassensors außerhalb des Gehäuses der Vorrichtung zur Probenentnahme mit einer signaltechnischen Verbindung zu der Steuereinheit hat sich eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, die eine Anordnung eines Gassensors in dem Gehäuse zwischen der Medienzuführung und dem in Richtung des Medienstroms ersten steuerbaren Ventil zeigt. Durch diese Weiterbildung wird eine sehr kompakte und autarke Vorrichtung zur Probenentnahme geschaffen, die voll funktionsfähig ist und die die Möglichkeit einer späteren, insbesondere vertieften Untersuchung oder Analyse der entnommenen Probenvolumina in den entnehmbaren Probenhülsen schafft und dadurch eine bessere Aussagekraft und Information über das untersuchte Medium ermöglicht.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeigt eine Steuereinheit, die so ausgebildet ist, dass jeweils nur ein einziges steuerbares Ventil den Durchfluss des Medienstroms zu einer Aufnahme und damit zu der dem betreffenden Ventil zugeordneten Aufnahme beziehungsweise zu einer Probenhülse in dieser Aufnahme freigibt. Durch diese Weiterbildung der Vorrichtung zur Probenentnahme gelingt es, die aus dem Medienstrom entnommene Probe und damit das Probenvolumen in eine einzige Probenhülse zu leiten und darin zu speichern. Da diese Probenhülse entnehmbar ist und dabei das Probenvolumen gas- beziehungsweise fluiddicht gegen die Umgebung der Probenhülse abschirmt, wird es möglich, dieses entnommene Probenvolumen auf sehr einfache Weise einer weitergehenden, insbesondere späteren Untersuchung oder Analyse zuzuführen, was zu einem sehr aussagekräftigen Ergebnis führt, da die Zuordnung des entnommenen Probenvolumens zu einem einzigen Entnahmevorgang aus dem Medienstrom verlässlich gegeben ist.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeigt eine oder mehrere oder alle entnehmbaren Probenhülsen, die mit einen Datenspeicher versehen sind. Dabei ist der Datenspeicher mit der Steuereinheit so verbunden, dass Daten über die Steuereinheit auf den Datenspeicher der Probenhülse beaufschlagt und darin abgespeichert und damit für eine spätere Lesbarkeit insbesondere bei entnommener Probenhülse zur Verfügung gestellt werden können. Damit gelingt es, die Handhabbarkeit der Vorrichtung zur Probenentnahme weiter zu verbessern und die Qualität der Informationen, die relevant für eine spätere, insbesondere vertiefte Untersuchung oder Analyse der entnommenen Probe in der Probenhülse mit dem Datenspeicher sind oder sein können für die spätere, insbesondere vertiefte Analyse zur Verfügung zu stellen.
Vorzugsweise enthalten die Daten Informationen wie beispielsweise das Datum der Probenentnahme, den Zeitpunkt der Probenentnahme, die Zeitdauer der Probenentnahme, das Medienvolumen während oder bei der Probenentnahme, den Medienvolumenstrom und damit den Durchsatz des Mediums während oder bei der Probenentnahme, die Art des Gases oder Fluids bei der Probenentnahme insbesondere von einem zugeordneten Gassensor, die Art einer möglichen Alarminformation insbesondere des zugeordneten Gassensors und/oder eine Information zur Identifikation der Vorrichtung zur Probenentnahme beziehungsweise der Probenhülse, in der die entnommene Probe zur Entnahme aus der Vorrichtung gespeichert ist. Auch hat es sich bewährt, die Temperatur und/oder den Druck des Mediums im Medienstrom während der Probenentnahme zu erfassen und ergänzend oder auch alternativ mit den anderen Informationen in dem Datenspeicher der Probenhülse zu erfassen. Diese Informationen können für die weitere Untersuchung oder Analyse und Zuordnung der aus der Probe später mithilfe der weitergehenden Untersuchung oder Analyse gewonnenen Erkenntnisse von wesentlicher Bedeutung sein und für die Auswertung entscheidend sein. Dadurch wird es möglich, dass die Vorrichtung zur Probenentnahme wesentlich verbesserte Informationen beziehungsweise Erkenntnisse zu der entnommenen Probe ermöglicht.
Dabei hat es sich besonders bewährt, den Datenspeicher elektronisch, insbesondere kontaktlos elektronisch auslesbar zu gestalten, wodurch eine einfache und sichere Möglichkeit zum Auslesen insbesondere zum automatischen Auslesen des Inhalts des Datenspeichers mit den vorgenannten Daten gegeben ist.
Ergänzend oder alternativ hat es sich auch bewährt, die Probenhülse mit einem Display zu versehen, das einzelne Informationen direkt lesbar darstellt, was die Handhabbarkeit merklich vereinfacht.
Eine weitere, besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeigt einen Datenspeicher, der als permanenter Datenspeicher und/oder als veränderbarer Datenspeicher ausgebildet ist. Vorzugsweise werden in einem permanenten Datenspeicher Informationen zur Identifizierung der Probenhülse beziehungsweise der Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom eingeschrieben, wodurch diese unveränderlich und dauerhaft eingeprägt sind und dadurch dauerhaft für eine spätere Benutzung und damit für ein späteres Auslesen zur Verfügung stehen. Dagegen werden stark variable Daten bevorzugt in einem veränderbaren Datenspeicher abgelegt, was insbesondere für Informationen zum Zeitpunkt oder zum Zeitraum der Probenentnahme oder auch zum Volumenstrom der Fall ist. Besonders bewährt hat sich dabei die Ausbildung des Datenspeichers aus einem Teil mit permanentem Datenspeicher und einem weiteren Teil mit veränderbarem Datenspeicher. Dadurch können die relevanten Informationen sehr sicher und aktuell abgespeichert und für eine spätere Auswertung zur Verfügung gestellt werden, was zu einer aussagekräftigen Information zu dem untersuchten Medium führen kann.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeigt entnehmbare Probenhülsen, die jeweils formschlüssig mit einer Aufnahme für Probenhülsen verbindbar sind und in dieser Position gesichert werden können. Diese Ausbildung der Verbindung zwischen einer Probenhülse und der ihr zugeordneten Aufnahme wird auf einfache und sichere Weise gewährleistet, sodass eine gas- beziehungsweise fluiddichte Verbindung durch die Formschlüssigkeit erreicht ist. Durch die vorgesehene Sicherung dieser Position der dichten, formschlüssigen Verbindung ist es auch möglich, diese Dichtheit auch bei schwierigen äußeren Umständen beispielsweise durch Erschütterungen oder schwierigen, aggressiven Umgebungen zu gewährleisten, was die Entnahme einer Probe aus den Medienstrom und die Überführung in die Probenhülse besonders verlässlich macht und dadurch die Qualität bei einer Analyse der Probe in der entnommenen Probenhülse zu einem späteren Zeitpunkt besonders aussagekräftig und verlässlich macht.
Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom so weiterzubilden, dass wenigstens eine entnehmbare Probenhülse einen Verschlussmechanismus aufweist, der ein Probenvolumen in der Probenhülse bei Entnahme aus der Aufnahme automatisch verschließt und das aufgenommene Probenvolumen des Mediums von der Umgebung dicht abschließt. Durch das Vorsehen des Verschlussmechanismus in der entnehmbaren Probenhülse gelingt es, den Innenraum der Probenhülse, der zur Aufnahme des aus dem Medienstrom entnommenen Probenvolumens vorgesehen ist, dicht, insbesondere gasdicht gegenüber der Umgebung abzuschirmen, sodass eine Kontaminierung der entnommenen Probe weitgehend ausgeschlossen werden kann. Durch das Vorsehen eines automatischen Verschließens mittels des Verschlussmechanismus bei der Entnahme wird der Schutz vor einer Kontaminierung im besonderen Maße erreicht, was sich positiv auf die Aussagekraft einer späteren, insbesondere vertieften Analyse der entnommenen Probe aus dem Medienstrom auswirkt.
Weiterhin hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom so weiterzubilden, dass wenigstens eine entnehmbare Probenhülse mit Verschlussmechanismus zweiteilig ausgebildet ist und der eine Teil den Verschlussmechanismus aufweist und der andere Teil für die Aufnahme des Probenvolumens ausgebildet ist. Dadurch gelingt es, die Handhabung und die Fertigung und damit auch die Betriebssicherheit der zweiteiligen Probenhülse zu verbessern. Dies gilt umso mehr, da die Dichtigkeit der Probenhülse und damit der Schutz des eingebrachten Probenvolumens gegenüber der Umgebung bei einfacher Fertigung und Handhabung auch im Fall einer Wartung in besonderem Maße gewährleistet ist, was sich positiv auf die Aussagekraft späterer, insbesondere vertiefter Analysen der Probe auswirkt.
Um den Einsatzbereich der Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom vielfältig zu gestalten, hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom so weiterzubilden, dass wenigstens eine entnehmbare Probenhülse einen oder mehrere gegebenenfalls voneinander getrennte Akkumulatoren aufweist, der in der Probenhülse angeordnet ist und geeignet ist, die aufgenommene Probe des Mediums oder Teile davon zu speichern beziehungsweise zu absorbieren. Durch das Vorsehen eines oder mehrerer Akkumulatoren, der beispielsweise ein Zeolith, Aktivkohle und/oder Anasorb enthalten kann, gelingt es, geringe Bestandteile des zugeführten Probenvolumens über die Zeit der Probenentnahme aufzukumulieren beziehungsweise aufzusammeln und dadurch ein aussagekräftigeres Ergebnis bei der späteren, insbesondere weitergehenden Analyse zu ermöglichen. Dabei wird der Akkumulator so gewählt, dass er an die erwarteten Störstoffe beziehungsweise Verunreinigungen angepasst ist und diese effizient aufakkumulieren kann. Auch kann durch Vorsehen verschiedener Akkumulatoren oder verschieden großer Akkumulatoren eine noch differenzierte Information über die Störstoffe gewonnen werden. Insbesondere gelingt es dadurch, Einflüsse des Rauschens durch ein verbessertes Nutzsignal aufgrund des zu sensierenden, akkumulierten Bestandteils zu beschränken und dadurch die Qualität der Auswertung zu verbessern.
Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom so weiterzubilden, dass wenigstens eine entnehmbare Probenhülse ein Glasrohr aufweist, das ein Aufnahmevolumen für eine aufgenommene Probe des Mediums definiert. Das Vorsehen eines solchen Glasrohres hat sich besonders bewährt, da derartige Glasrohre besonders dicht und robust sind und dadurch dauerhaft und verlässlich eine Beschädigung oder Kontaminierung der Probe ausschließen oder zumindest das Risiko einer solchen reduzieren.
Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom so weiterzubilden, dass eine Bypassleitung vorgesehen ist, die mittels eines von der Steuereinheit steuerbaren Ventils den Medienstrom direkt, ohne über weitere Ventile geführt zu werden, zu der Medienausleitung führt. Durch diese Weiterbildung mit einer Bypassleitung gelingt es, die Vorrichtung sehr wartungsarm auszubilden, denn der Medienstrom wird für die Zeit, in der keine Entnahme eines Probenvolumens aus dem Medienstrom zur Aufnahme in einer entnehmbaren Probenhülse vorgesehen ist, direkt ohne Zwischenschaltung der schaltbaren, mit den Aufnahmen für Probenhülsen verbundenen Ventilen an die Medienausleitung weitergeleitet. Damit gelingt es, den Strömungswiderstand zu reduzieren und die Gefahr, dass die schaltbaren, mit den Aufnahmen für Probenhülsen verbundenen Ventile durch den Medienstrom verschmutzt oder beschädigt werden, zu verringern. Auch gelingt es hierdurch, die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom im besonderen Maße sicherzustellen und dadurch die Qualität einer möglichen späteren oder vertieften Analyse der entnommenen Probe in einer entnehmbaren Probenhülse zu erhöhen.
Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom mit der Steuereinheit so weiterzubilden, dass ein steuerbares Ventil den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse im Rahmen vorgegebener spezifischen Situationen freigibt oder sperrt. Eine solche Situation liegt beispielsweise vor, wenn ein Alarmsignal aktiv ist.
Eine weitere solche Situation liegt beispielsweise vor, wenn ein anderes steuerbares Ventil den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse für eine Entnahmezeit, die insbesondere gleich der Entnahmezeit mit aktivem Alarm gewählt ist, freigibt, wenn nach dem aktiven Alarmsignal das Alarmsignal nicht mehr aktiv ist.
Eine weitere solche Situation liegt beispielsweise vor, wenn ein anderes steuerbares Ventil den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse für einen vorgegebenen Entnahmezeitraum unabhängig von einem Alarmsignal freigibt.
Auch kann eine solche Situation beispielsweise vorliegen, wenn ein anderes steuerbares Ventil den Durchfluss des Medienstroms zu der Medienausleitung freigibt, wenn kein Alarmsignal aktiv ist und/oder kein anderes steuerbares Ventil den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse freigegeben hat. Diese verschiedenen beispielhaften Situationen können einzeln oder auch in Kombination oder alternativ zueinander realisiert sein, wobei diese Situationen regelmäßig nebeneinander für die Ansteuerung nebeneinander realisierter, steuerbarer Ventile mit zugeordneten Aufnahmen und zugeordneten Probenhülsen vorgesehen sind. Dies bedeutet, dass diese vier beispielhaften Situationen durch vier beispielhafte Anordnungen aus nebeneinander realisierter Kombination aus ansteuerbarem Ventil, aus dem Ventil zugeordneter Aufnahme und aus dem Ventil zugeordneter Probenhülse nebeneinander situationsabhängig und damit differenziert angesteuert werden können und damit abhängig von der Situation unterschiedliche Probenhülsen mit Proben aus dem Medienstrom versehen werden. Diese situationsabhängige Ansteuerung der steuerbaren Ventile durch die Steuereinheit, abhängig von der jeweiligen Situation, ermöglicht eine differenzierte Analyse der verschiedenen Proben in den verschiedenen Probenhülsen, wodurch sehr aussagekräftige Informationen zu den Proben und dem zu untersuchenden Gas oder Fluid gewonnen werden können.
Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom so weiterzubilden, dass im Bereich der Medienzuführung ein Vorfilter insbesondere ein als Partikelfilter ausgebildeter Vorfilter angeordnet ist. Durch diesen Vorfilter wird gewährleistet, dass Stoffe, die die Vorrichtung zur Probenentnahme insbesondere die schaltbaren Ventile, den Volumensensor oder auch die Leitungen für den Medienstrom schädigen können. Beispielsweise hat es sich bei einer Vorrichtung zur Probenentnahme von gasförmigen Medien, die durch Feststoffe oder Flüssigleiten geschädigt werden kann, bewährt, diese durch das Vorsehen eines Partikelfilters, der Feststoffe (z.B. Staub) oder Flüssigkeiten (z.B. Öltröpfchen) herausfiltert, als Vorfilter auszubilden. Damit gelingt es, die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom im besonderen Maße sicherzustellen und dadurch die Qualität einer möglichen späteren oder vertieften Analyse der entnommenen Probe in einer entnehmbaren Probenhülse zu erhöhen.
Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom so weiterzubilden, dass in der Medienleitung keine Medienpumpe zur Förderung des Medienstroms vorgesehen ist, so dass die Förderung des Medienstroms passiv erfolgt. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, dass der Druck des Mediums im Bereich der Medienzuführung höher gewählt ist als der Druck des Mediums im Bereich der Medienausleitung, wodurch ein Druckgefälle in der Medienleitung im Gehäuse der Vorrichtung entsteht, das dafür sorgt, dass das Medium passiv also allein durch das Druckgefälle in Richtung Medienausleitung geführt wird. Sind einzelne steuerbare Ventile in der Medienleitung zwischen Medienzuführung und Medienausleitung geschlossen, so steht der Druck des Mediums der Zuführung auch an dem ersten geschlossenen steuerbaren Ventil an. Wird dieses so geöffnet, dass die zugeordnete Probenhülse befüllt werden kann, strömt das Medium in die Probenhülse. Dies kann solange erfolgen, bis der Mediendruck in der Probenhülse im Gleichgewicht zu dem Medium in den Medienstrom im Bereich des steuerbaren Ventils steht, oder es kann zeitgesteuert oder auch volumengesteuert erfolgen, was zu definierten insbesondere vorgegebenen Medienmengen in der zugeordneten Probenhülse führt. Durch diese Ausbildung der Vorrichtung zur Probenentnahme gelingt es, eine einfache und robuste Vorrichtung zu schaffen, die auch die Möglichkeit schafft, sehr spezifische Probenvolumen beziehungsweise Probenmengen in einer Probenhülse zu speichern und einer späteren Analyse zuführen zu können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen beispielhaft erläutert. Die Erfindung ist nicht auf diese bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung einer beispielhaften, erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Probenentnahme aus einem Medienstrom und
2 zeigt eine schematische Ansicht einer beispielhaften, erfindungsgemäßen entnehmbaren Probenhülse aus 1.

In 1 ist schematisch eine Vorrichtung zur Probenentnahme 1 aus einem gasförmigen/fluidförmigen Medienstrom, dargestellt. Die Vorrichtung 1 ist mit einem Gehäuse 2, mit zwei Medienzuführungen 3, mit einer Medienausleitung 4, mit einer Medienleitung 5, die einen Medienstrom von der Medienzuführung 3 zu der Medienausleitung 4 durch das Gehäuse 2 ermöglicht, versehen.
In dem Gehäuse 2 sind mehrere steuerbare Ventile 10 in der Medienleitung 5 angeordnet. Auch sind mehrere Aufnahmen 6a,6b,6c für die gasdichte/fluiddichte Aufnahme von entnehmbaren Probenhülsen 7a,7b,7c vorgesehen. Die Aufnahmen 6a,6b,6c sind jede mit einem einzelnen Ventil 10 mittels einer Leitung 9a,9b,9c verbunden. Mehrere entnehmbare Probenhülsen 7a,7b,7c zur Speicherung von Proben des gasförmigen/fluidförmigen Medienstroms sind als Teil der Vorrichtung 1 vorgesehen und für die gasdichte/fluiddichte Aufnahme in den Aufnahmen 6a,6b,6c ausgebildet. In dem Gehäuse 2 ist weiterhin eine Steuereinheit 8 vorgesehen, die zur Ansteuerung von steuerbaren Ventilen 10 zur selektiven Leitung des Medienstroms in Richtung der zugeordneten Aufnahmen 6a,6b,6c mit den darin angeordneten entnehmbaren Probenhülsen 7a,7b,7c ausgebildet ist.
Mit dieser Vorrichtung zur Probenentnahme 1 aus einem Medienstrom wird es möglich, zum aktuellen Zeitpunkt das Medium mithilfe des zugeordneten Gassensors zu untersuchen, indem ein Probenvolumen aus dem Medienstrom entnommen wird und dieses untersucht wird, und zusätzlich das entnommene Probenvolumen, das sich in einer entnehmbaren Probenhülse 7a,7b,7c befindet, aus der restlichen Vorrichtung zur Probenentnahme und damit aus der Aufnahme zu entnehmen und einer weiteren, insbesondere einer vertieften Analyse zuzuführen. Damit wird es nun möglich, zu einem späteren Zeitpunkt diese weitere, insbesondere vertiefte Analyse beispielsweise mit einem zusätzlichen Gassensor oder nach einem spezifischen, anderen Verfahren zur Analyse des Mediums eine zusätzliche, insbesondere bessere Information zu den Eigenschaften des zu untersuchenden Mediums zu gewinnen. Eine solche Analyse kann auch beispielsweise mittels Gas-Flüssigkeits-Chromatographie, Gaschromatographie (insbesondere mittels Photoionisationsdetektion PID, Flammenionisationsdetektion FID oder Wärmeleitfähigkeitsdetektion WLD), Massenspektroskopie oder ähnlichen Verfahren erfolgen.
Darüber hinaus hat es sich auch als sehr vorteilhaft gezeigt, dass nicht nur eine Probenhülse 7a,7b,7c vorgesehen ist, die selektiv über die steuerbaren Ventile 10 angesteuert werden kann und damit selektiv mit dem Medium aus dem Medienstrom beaufschlagt werden kann. Vielmehr sind mehrere Probenhülsen 7a,7b,7c beziehungsweise Aufnahmen 6a,6b,6c dafür vorgesehen, die jeweils einem steuerbaren Ventil 10 zugeordnet sind. Dadurch wird es möglich, dass mehrere unterschiedliche Probenvolumen für eine spätere und insbesondere differenzierte Analyse zur Verfügung stehen, wobei diese unterschiedlichen Probenvolumen insbesondere zu verschiedenen Zeitpunkten aus dem Medienstrom entnommen werden können und dadurch die Möglichkeit einer differenzierten Betrachtung des Medienstroms insbesondere der Veränderung des Medienstroms gegeben ist. Damit erweisen sich derartige Vorrichtungen zur Probeentnahme 1 in einem fluidförmigen, insbesondere gasförmigen Medienstrom insbesondere in der Abgasreinigung oder auch in der Reingasüberwachung als besonders geeignet. Beispielsweise können dabei die Reinheit von Gasen wie Druckluft im Hinblick auf störende Stoffe wie Öltröpfchen oder Öldämpfe überwacht werden und durch diese Vorrichtungen zur Probeentnahme 1 wird es möglich zu einem späteren Zeitpunkt eine weitere, insbesondere vertiefte Analyse beispielsweise mit einem zusätzlichen Gassensor oder nach einem spezifischen, anderen Verfahren zur Analyse des Mediums zu unterziehen und dadurch eine zusätzliche, insbesondere bessere Information zu den Eigenschaften des zu untersuchenden Mediums zu gewinnen.
Dabei ist die Steuereinheit 8 so ausgebildet, dass nur ein einziges steuerbares Ventil 10 den Durchfluss des Medienstroms zu einer Aufnahme 6a,6b,6c beziehungsweise zu einer Probenhülse 7a,7b,7c freigibt.
Durch diese Ausbildung der Vorrichtung zur Probenentnahme 1 gelingt es, die aus dem Medienstrom entnommene Probe und damit das Probenvolumen in eine einzige Probenhülse 7a,7b,7c zu leiten und darin zu speichern. Da diese Probenhülse 7a,7b,7c entnehmbar ist und dabei das Probenvolumen gas- beziehungsweise fluiddicht gegen die Umgebung der Probenhülse 7a,7b,7c abschirmt, wird es möglich, dieses entnommene Probenvolumen auf sehr einfache Weise einer weitergehenden, insbesondere späteren Untersuchung oder Analyse zuzuführen, was zu einem sehr aussagekräftigen Ergebnis führt, da die Zuordnung des entnommenen Probenvolumens zu einem einzigen Entnahmevorgang aus dem Medienstrom verlässlich gegeben ist.
Die Vorrichtung zur Probenentnahme 1 zeigt einen Volumensensor 13, der im Medienstrom zwischen den Medienzuführungen 3 und dem in Richtung des Medienstroms ersten steuerbaren Ventil 10 angeordnet ist. Weiterhin zeigt die Vorrichtung zur Probenentnahme 1 eine Zeiterfassungseinheit 14, die in die Steuereinheit 8 integriert und damit mit dieser signaltechnisch verbunden ist.
Die Steuereinheit 8 der Vorrichtung zur Probenentnahme 1 ist mit wenigstens einem, von der Vorrichtung 1 getrennten und abgesetzten Gassensor signaltechnisch so verbunden, dass der Gassensor abhängig vom Über- oder Unterschreiten eines Schwellwertes für den Messwert des Gassensors ein Alarmsignal an die Steuereinheit 8 übertragen kann und die Steuereinheit 8 der Vorrichtung 1 abhängig von diesem Alarmsignal wenigstens ein steuerbares Ventil 10 zielgerichtet so öffnen oder schließen kann, dass die diesem zugeordnete entnehmbare Probenhülse 7a,7b,7c eine aus dem Medienstrom entnommene Probe aufnehmen, speichern und einer späteren insbesondere weitergehenden Analyse zuführen kann.
Die Vorrichtung zur Probenentnahme 1 zeigt mehrere entnehmbaren Probenhülsen 7a,7b,7c, die mit einen Datenspeicher versehen sind. Dabei ist der Datenspeicher mit der Steuereinheit 8 so verbunden, dass Daten über die Steuereinheit 8 auf den Datenspeicher der Probenhülse 7a,7b,7c beaufschlagt und darin abgespeichert und damit für eine spätere Lesbarkeit insbesondere bei entnommener Probenhülse 7a,7b,7c zur Verfügung gestellt werden können. Damit gelingt es, die Handhabbarkeit der Vorrichtung zur Probenentnahme 1 weiter zu verbessern und die Qualität der Informationen, die relevant für eine spätere, insbesondere vertiefte Untersuchung oder Analyse der entnommenen Probe in der Probenhülse 7a,7b,7c mit dem Datenspeicher sind oder sein können, für die spätere, insbesondere vertiefte Analyse zur Verfügung zu stellen.
Vorzugsweise enthalten die abgespeicherten Daten Informationen wie beispielsweise das Datum der Probenentnahme, den Zeitpunkt der Probenentnahme, die Zeitdauer der Probenentnahme, das Medienvolumen während oder bei der Probenentnahme, den Medienvolumenstrom und damit den Durchsatz des Mediums während oder bei der Probenentnahme, die Art des Gases oder Fluids bei der Probenentnahme insbesondere von einem zugeordneten Gassensor, die Art einer möglichen Alarminformation insbesondere des zugeordneten Gassensors und/oder eine Information zur Identifikation der Vorrichtung zur Probenentnahme beziehungsweise der Probenhülse 7a,7b,7c, in der die entnommene Probe zur Entnahme aus der Vorrichtung 1 gespeichert ist. Dabei werden das Datum der Probenentnahme, der Zeitpunkt der Probenentnahme und/oder die Zeitdauer der Probenentnahme mithilfe der Zeiterfassungseinheit 14 gewonnen.
Dabei werden das Medienvolumen während oder bei der Probenentnahme, der Medienvolumenstrom und damit der Durchsatz des Mediums während oder bei der Probenentnahme mithilfe der Volumensensors 13 gewonnen.
Auch hat es sich bewährt, die Temperatur und den Druck des Mediums im Medienstrom während der Probenentnahme mit einem Temperaturfühler 15 beziehungsweise einem Drucksensor 15 zu erfassen und ergänzend oder auch alternativ mit den anderen Informationen in dem Datenspeicher der Probenhülse 7a,7b,7c zu erfassen. Diese Informationen können für die weitere Untersuchung oder Analyse und Zuordnung der aus der Probe später mithilfe der weitergehenden Untersuchung oder Analyse gewonnenen Erkenntnisse von wesentlicher Bedeutung sein und für die Auswertung entscheidend sein.
Es hat sich besonders bewährt, den Datenspeicher kontaktlos elektronisch auslesbar zu gestalten, wodurch eine einfache und sichere Möglichkeit zum Auslesen insbesondere zum automatischen Auslesen des Inhalts des Datenspeichers mit den vorgenannten Daten gegeben ist.
Dabei ist der Datenspeicher als eine Kombination aus permanentem Datenspeicher und aus veränderbarem Datenspeicher ausgebildet. In dem permanenten Datenspeicherteil werden bevorzugt Informationen zur Identifizierung der Probenhülse beziehungsweise der Vorrichtung zur Probenentnahme 1 aus einem Medienstrom eingeschrieben, wodurch diese unveränderlich und dauerhaft eingeprägt sind und dadurch dauerhaft für eine spätere Benutzung und damit für ein späteres Auslesen zur Verfügung stehen. Dagegen werden stark variable Daten bevorzugt in einem veränderbaren Datenspeicherteil abgelegt, was insbesondere für Informationen zum Zeitpunkt oder zum Zeitraum der Probenentnahme oder auch zum Volumenstrom der Fall ist.
Die Vorrichtung zur Probenentnahme 1 aus einem Medienstrom mit der Steuereinheit 8 ist dabei so ausgebildet, dass ein steuerbares Ventil 10 den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme 6a,6b,6c beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse 7a,7b,7c im Rahmen vorgegebener spezifischer Situationen freigibt oder sperrt. Eine solche Situation liegt beispielsweise vor, wenn ein Alarmsignal von dem abgesetzten Gassensor aktiv ist.
Eine weitere solche Situation liegt beispielsweise vor, wenn ein anderes steuerbares Ventil 10 den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme 6a,6b,6c beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse 7a,7b,7c für eine Entnahmezeit, die insbesondere gleich der Entnahmezeit mit aktivem Alarm gewählt ist, freigibt, wenn nach dem aktiven Alarmsignal das Alarmsignal nicht mehr aktiv ist. Dabei werden das Alarmsignal von dem abgesetzten Gassensor und die Zeitinformation von der Zeiterfassungseinheit 14 gewonnen.
Eine weitere solche Situation liegt beispielsweise vor, wenn ein anderes steuerbares Ventil 10 den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme 6a,6b,6c beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse 7a,7b,7c für einen vorgegebenen Entnahmezeitraum unabhängig von einem Alarmsignal freigibt. Dabei wird die Zeitinformation von der Zeiterfassungseinheit 14 gewonnen.
Auch kann eine solche Situation vorliegen, wenn ein anderes steuerbares Ventil 11 über die Leitung 12 den Durchfluss des Medienstroms zu der Medienausleitung 4 freigibt, sobald beispielsweise kein Alarmsignal aktiv ist und/oder kein anderes steuerbares Ventil den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme 6a,6b,6c beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse 7a,7b,7c freigegeben hat.
Diese verschiedenen Situationen sind gemeinsam realisiert. Dies bedeutet, dass diese vier beispielhaften Situationen durch vier beispielhafte Anordnungen aus nebeneinander realisierter Kombination aus ansteuerbarem Ventil 10, aus dem Ventil 10 zugeordneter Aufnahme 6a,6b,6c und aus dem Ventil 10 zugeordneter Probenhülse 7a,7b,7c nebeneinander situationsabhängig und damit differenziert angesteuert werden können und damit abhängig von der Situation unterschiedliche Probenhülsen 7a,7b,7c mit Proben aus dem Medienstrom versehen werden. Diese situationsabhängige Ansteuerung der steuerbaren Ventile 10 durch die Steuereinheit 8, abhängig von der jeweiligen Situation, ermöglicht eine differenzierte Analyse der verschiedenen Proben in den verschiedenen Probenhülsen 7a,7b,7c, wodurch sehr aussagekräftige Informationen zu den Proben und dem zu untersuchenden Gas oder Fluid gewonnen werden können.
Die Vorrichtung zur Probenentnahme zeigt entnehmbare Probenhülsen 7a,7b,7c, die jeweils formschlüssig mit einer Aufnahme 6a,6b,6c für Probenhülsen 7a,7b,7c verbindbar sind und in dieser Position gesichert werden können. Diese Ausbildung der Verbindung zwischen einer Probenhülse 7a,7b,7c und der ihr zugeordneten Aufnahme 6a,6b,6c wird auf einfache und sichere Weise gewährleistet, sodass eine gas- beziehungsweise fluiddichte Verbindung durch die Formschlüssigkeit erreicht ist. Dieser Formschluss wird durch entsprechende Formgebung und Bemaßung der aneinanderstoßenden Teile der entnehmbaren Probenhülsen 7a,7b,7c und der Aufnahmen 6a,6b,6c erreicht. Dies kann durch Vorsehen zusätzlicher Dichtungen, insbesondere gummielastischer Dichtungen verbessert werden. Durch die vorgesehene Sicherung dieser Position der dichten, formschlüssigen Verbindung ist es auch möglich, diese Dichtheit auch bei schwierigen äußeren Umständen beispielsweise durch Erschütterungen oder schwierige, aggressive Umgebungen zu gewährleisten, was die Entnahme einer Probe aus den Medienstrom und die Überführung in die Probenhülse 7a,7b,7c besonders verlässlich macht und dadurch die Qualität bei einer Analyse der Probe in der entnommenen Probenhülse 7a,7b,7c zu einem späteren Zeitpunkt besonders aussagekräftig und verlässlich macht.
Durch das Vorsehen des Verschlussmechanismus in der entnehmbaren Probenhülse 7a,7b,7c gelingt es, den Innenraum der Probenhülse 7a,7b,7c, der zur Aufnahme des aus dem Medienstrom entnommenen Probenvolumens vorgesehen ist, dicht, insbesondere gasdicht gegenüber der Umgebung abzuschirmen, sodass eine Kontaminierung der entnommenen Probe weitgehend ausgeschlossen werden kann. Durch das Vorsehen eines automatischen Verschließens mittels des Verschlussmechanismus, beispielsweise durch Rückschlagelemente oder federbewehrte Elemente zum gas- und7oder fluiddichten Verschließen, wird der Schutz vor einer Kontaminierung bei der Entnahme der Probenhülse 7a,7b,7c im besonderen Maße erreicht, was sich positiv auf die Aussagekraft einer späteren, insbesondere vertieften Analyse der entnommenen Probe aus dem Medienstrom auswirkt.
In 2 ist schematisch eine entnehmbare Probenhülse 7a,7b,7c der Vorrichtung zur Probenentnahme 1 aus einem gasförmigen/fluidförmigen Medienstrom aus 1 dargestellt.
Die wenigstens eine entnehmbare Probenhülse 7a,7b,7c der Vorrichtung zur Probenentnahme 1 ist mit einem Verschlussmechanismus versehen und zweiteilig ausgebildet.
Dabei weist der eine Teil 20 den Verschlussmechanismus auf und der andere Teil 21 ist für die Aufnahme des Probenvolumens und zusätzlich als dichtendes Gegenstück für die Aufnahme 6a,6b,6c ausgebildet. Dadurch gelingt es, die Handhabung und die Fertigung und damit auch die Betriebssicherheit der zweiteiligen Probenhülse 7a,7b,7c zu verbessern. Dies gilt umso mehr, da die Dichtigkeit der Probenhülse 7a,7b,7c und damit der Schutz des eingebrachten Probenvolumens gegenüber der Umgebung bei einfacher Fertigung und Handhabung auch im Fall einer Wartung in besonderem Maße gewährleistet ist, was sich positiv auf die Aussagekraft späterer, insbesondere vertiefter Analysen der Probe auswirkt.
Dabei ist in dem zweiten Teil 21 der entnehmbaren Probenhülse 7a,7b,7c ein Glasrohr 22 zur Aufnahme und Speicherung der Probe angeordnet. Das Glasrohr 22 zeigt in seinen Endbereichen 23 Verjüngungen, die eine düsenförmige Gestalt haben und dadurch einerseits das definierte Einströmen aus der Leitung 9a,9b,9c von dem Ventil 10 in das Aufnahmevolumen des Glasrohres 22 oder das definierte Ausströmen nach der Entnahme der Probenhülse 7a,7b,7c für die späteres, insbesondere weitergehende Analyse des in der Probenhülse 7a,7b,7c gespeicherten Gases ermöglichen. Auch eine Abdichtung ist durch diese verjüngende Formgebung besonders wirkungsvoll möglich. Dabei ist das Glasrohr 22 in einer rohrförmigen Ausnehmung in dem zweiten Teil 21 angeordnet, wobei die Form und Größe der rohrförmigen Ausnehmung der äußeren Form des Glasrohres 22 entspricht. Das Glasrohr ist dabei mittels einer ringförmigen Dichtung 25 gegen das rohrförmige Gehäuse des zweiten Teils 21 der entnehmbaren Probenhülse 7a,7b,7c abgedichtet. Das Vorsehen eines solchen Glasrohres 22 hat sich besonders bewährt, da derartige Glasrohre 22 besonders dicht und robust sind und dadurch dauerhaft und verlässlich eine Beschädigung oder Kontaminierung der Probe ausschließen oder zumindest das Risiko einer solchen reduzieren.
Weiterhin sind 2 ringförmige Dichtungen 26 an der Außenseite des Zweiten Teils 21 der Probenhülse 7a,7b,7c vorgesehen, die geeignet sind gegen das Gehäuse 2 der Probenentnahme 1 abzudichten, wobei dies im Bereich der Aufnahme 6a,6b,6c für die betreffende Probenhülse 7a,7b,7c erfolgt. Dabei sind die ringförmigen Dichtungen 26 an unterschiedlichen Stellungen und mit unterschiedlichen Orientierungen an der Außenseite des Zweiten Teils 21 angeordnet und dichten somit in unterschiedliche Weise gegenüber dem Gehäuse 2 ab. Durch diese Dichtungen 26 ist eine sehr wirkungsvolle Dichtwirkung des Zweiten Teils 21 der Probenhülse 7a,7b,7c in der Aufnahme6a,6b,6c für die betreffende Probenhülse 7a,7b,7c erreicht.
Das Glasrohr 22 des zweiten Teils 21 der entnehmbaren Probenhülse 7a,7b,7c ist in seinem Aufnahmevolumen für eine aufgenommene Probe des Mediums mit einem Akkumulator 24 versehen, der geeignet ist, die aufgenommene Probe des Mediums oder Teile davon zu speichern beziehungsweise zu absorbieren. Durch das Vorsehen eines Akkumulators 24, der beispielsweise ein Zeolith, Aktivkohle und/oder Anasorb enthalten kann, gelingt es, geringe Bestandteile des zugeführten Probenvolumens über die Zeit der Probenentnahme aufzukumulieren beziehungsweise aufzusammeln und dadurch ein aussagekräftigeres Ergebnis bei der späteren, insbesondere weitergehenden Analyse zu ermöglichen. Dabei wird der Akkumulator 24 so gewählt, dass er an die erwarteten zu untersuchenden Störstoffe beziehungsweise Verunreinigungen angepasst ist und diese effizient aufkumulieren kann. Dadurch gelingt es, Einflüsse des Rauschens durch ein verbessertes Nutzsignal aufgrund des zu sensierenden, akkumulierten Bestandteils zu beschränken und dadurch die Qualität der Auswertung zu verbessern.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zur Probenentnahme
2: Gehäuse
3: Medienzuführung
4: Medienausleitung
5: Medienleitung
6a: Aufnahme für die gasdichte/fluiddichte Aufnahme von entnehmbaren Probenhülsen
6b: Aufnahme für die gasdichte/fluiddichte Aufnahme von entnehmbaren Probenhülsen
6c: Aufnahme für die gasdichte/fluiddichte Aufnahme von entnehmbaren Probenhülsen
7a: entnehmbare Probenhülse
7b: entnehmbare Probenhülse
7c: entnehmbare Probenhülse
8: Steuereinheit
9a: Leitung zwischen steuerbarem Ventil (10) und der Aufnahme für entnehmbare Probenhülsen
9b: Leitung zwischen steuerbarem Ventil (10) und der Aufnahme für entnehmbare Probenhülsen
9c: Leitung zwischen steuerbarem Ventil (10) und der Aufnahme für entnehmbare Probenhülsen
10: Steuerbares Ventil
11: Steuerbares Ventil
12: Leitung zwischen steuerbarem Ventil (10) und Medienausleitung
13: Volumensensor
14: Zeiterfassungseinheit
15: Temperatur- und Drucksensor
20: Erster Teil der Probenhülse mit Verschlussmechanismus
21: Zweiter Teil der Probenhülse für das Probenvolumen
22: Glasrohr
23: Endbereich des Glasrohrs
24: Akkumulator
25: Dichtung Glasrohr 22 gegen Gehäuse des Zweiten Teils 21
26: Dichtung Zweites Teil gegen Gehäuse 2 in Aufnahme 6a,6b,6c

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017122150 A1 [0003]
DE 202020005856 U1 [0004]
DE 102015217178 B3 [0005]
DE 202021104545 U1 [0006]

Claims

Vorrichtung zur Probenentnahme (1) aus einem gasförmigen/fluidförmigen Medienstrom, mit einem Gehäuse (2), mit einer Medienzuführung (3), mit einer Medienausleitung (4), mit einer Medienleitung (5), die einen Medienstrom von der Medienzuführung (3) zu der Medienausleitung (4) ermöglicht, wobei in dem Gehäuse (2) mehrere steuerbare Ventile (10) in der Medienleitung (5) angeordnet sind, wobei mehrere Aufnahmen (6a,6b,6c) für die gasdichte/fluiddichte Aufnahme von entnehmbaren Probenhülsen (7a,7b,7c) vorgesehen sind und die Aufnahmen (6a,6b,6c) mit einzelnen Ventilen (10) mit einer Leitung (9a,9b,9c) verbunden sind, wobei mehrere entnehmbare Probenhülsen (7a,7b,7c) zur Speicherung von Proben des gasförmigen/fluidförmigen Medienstroms vorgesehen sind, und wobei mit dem Gehäuse (2) eine Steuereinheit (8) vorgesehen ist, die zur Ansteuerung von steuerbaren Ventilen (10) zur selektiven Leitung des Medienstroms ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach Anspruch 1, wobei ein Volumensensor (13) im Medienstrom zwischen der Medienzuführung (3) und dem in Richtung des Medienstroms ersten steuerbaren Ventils (10) angeordnet ist.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Zeiterfassungseinheit (14) vorgesehen ist, die mit der Steuereinheit (8) verbunden ist.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Vorrichtung zur Probenentnahme (1) wenigstens ein Gassensor zugeordnet ist, wobei der Gassensor mit der Steuereinheit (8) signaltechnisch verbunden ist und abhängig vom Über- oder Unterschreiten eines Schwellwertes für den Messwert des Gassensors ein Alarmsignal an die Steuereinheit (8) überträgt, die abhängig von diesem Alarmsignal wenigstens ein steuerbares Ventil (10) ansteuert.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach Anspruch 4, wobei der Gassensor in dem Gehäuse (3) zwischen der Medienzuführung (3) und dem in Richtung des Medienstroms ersten steuerbaren Ventil (10) angeordnet ist.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuereinheit (8) so ausgebildet ist, dass nur ein einziges steuerbares Ventil (10) den Durchfluss des Medienstroms zu einer Aufnahme (6a,6b,6c) beziehungsweise zu einer Probenhülse (7a,7b,7c) freigibt.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine oder mehrere oder alle entnehmbaren Probenhülsen (7a,7b,7c) mit einen Datenspeicher versehen sind, der mit der Steuereinheit (8) verbunden ist und der über diese Steuereinheit (8) mit Daten, wie insbesondere Datum, Zeitpunkt, Zeitdauer der Entnahme, Mediendruck, Medientemperatur, Medienvolumen, Medienvolumenstrom, Art des Gases, Art der Alarminformation und/oder Identifikation der Vorrichtung zur Probenentnahme (1) oder der Probenhülse (7a,7b,7c) beaufschlagt werden kann.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach Anspruch 7, wobei der Datenspeicher als permanenter Datenspeicher und/oder als veränderbarer Datenspeicher ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die entnehmbaren Probenhülsen formschlüssig mit jeweils einer Aufnahme (6a,6b,6c) für Probenhülsen (7a,7b,7c) verbindbar sind und in dieser Position gesichert werden können.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei wenigstens eine entnehmbare Probenhülse (7a,7b,7c) einen Verschlussmechanismus aufweist, der ein Probenvolumen in der Probenhülse bei Entnahme aus der Aufnahme (6a,6b,6c) automatisch verschließt und die aufgenommene Probe des Mediums von der Umgebung dicht abschließt.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach Anspruch 10, wobei wenigstens eine entnehmbare Probenhülse (7a,7b,7c) mit Verschlussmechanismus zweiteilig ausgebildet ist und der eine Teil (20) den Verschlussmechanismus aufweist und der andere Teil (21) für die Aufnahme des Probenvolumens ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei wenigstens eine entnehmbare Probenhülse (7a,7b,7c) einen oder mehrere gegebenenfalls voneinander getrennte Akkumulatoren (24) aufweist, wobei der oder die Akkumulatoren (24) in einem Probenvolumen in der Probenhülse angeordnet sind und die aufgenommene Probe des Mediums oder Teile davon speichern.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei wenigstens eine entnehmbare Probenhülse (7a,7b,7c) ein Glasrohr (22) aufweist, das Glasrohr aufweist, das ein Aufnahmevolumen für eine aufgenommene Probe des Mediums definiert.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Bypassleitung vorgesehen ist, die mittels eines von der Steuereinheit (8) steuerbaren Ventils den Medienstrom direkt, ohne über weitere Ventile (10) geführt zu werden, zu der Medienausleitung (4) führt.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Steuereinheit (8) so ausgebildet ist, dass ein steuerbares Ventil (10) den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme (6a,6b,6c) beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse (7a,7b,7c) freigibt, wenn ein Alarmsignal aktiv ist, dass ein anderes steuerbares Ventil (10) den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme (6a,6b,6c) beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse (7a,7b,7c) für eine Entnahmezeit, die insbesondere gleich der Entnahmezeit mit aktivem Alarm gewählt ist, freigibt, wenn nach dem aktiven Alarmsignal das Alarmsignal nicht mehr aktiv ist, insbesondere dass ein anderes steuerbares Ventil (10) den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme (6a,6b,6c) beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse (7a,7b,7c) für einen vorgegebenen Entnahmezeitraum unabhängig von einem Alarmsignal freigibt, und insbesondere dass ein anderes steuerbares Ventil (11) den Durchfluss des Medienstroms zu der Medienausleitung (4) freigibt, wenn kein Alarmsignal aktiv ist und/oder kein anderes steuerbares Ventil (10) den Durchfluss des Medienstroms zu der zugeordneten Aufnahme (6a,6b,6c) beziehungsweise zu der zugeordneten Probenhülse (7a,7b,7c) freigegeben hat.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei im Bereich der Medienzuführung (3) ein Vorfilter insbesondere ein als Partikelfilter ausgebildeter Vorfilter angeordnet ist.
Vorrichtung zur Probenentnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei in der Medienleitung keine Medienpumpe zur Förderung des Medienstroms vorgesehen ist, so dass Förderung des Medienstroms passiv erfolgt.