DE20306104U1 - Flow measuring cell for chemical and physical sensors has exchangeable insert arranged in base container for receiving sensor and containing measuring chamber through which medium passes - Google Patents
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Abstract
Description
Anwendungsgebiet der Erfindungfield of use the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Durchflussmesszelle für chemische und physikalische Sensoren. Bevorzugte Anwendung findet die Erfindung bei der Entwicklung und Charakterisierung von Sensoren für chemische oder physikalische Messgrößen. Mit der erfindungsgemäßen Durchflussmesszelle lassen sich Kenngrößen und Kalibrierwerte der Sensoren bestimmen sowie auch chemische und physikalische Reaktionen in Lösungen und Gasen untersuchen.The present invention relates to a flow measuring cell for chemical and physical sensors. Preferred application the invention in the development and characterization of sensors for chemical or physical measurands. With the flow measuring cell according to the invention can parameters and Determine calibration values of the sensors as well as chemical and physical Reactions in solutions and examine gases.
Stand der TechnikState of the art
Durchflussmesszellen zur Bestimmung
der Inhaltsstoffe und Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen mittels
chemischer und physikalischer Sensoren sind bekannt und werden in
unterschiedlichen Ausführungsformen
sowohl im Labor als auch in der Betriebsmesstechnik zur Prozesskontrolle
sowie für
Feldmessungen eingesetzt. Um gleichzeitig verschiedene Parameter
unter gleichen Strömungsbedingungen
messen zu können,
sind die Messzellen oft so konstruiert, dass sich im Deckel der
Messzelle mehrere Durchführungen
und Halterungen für Sensoren
befinden, die u. U. auch unterschiedliche Abmessungen haben können. Das
Messmedium durchströmt
die Messzelle meistens in spiralförmiger Bewegung von unten nach
oben, wodurch eine möglichst
intensive Umspülung
der Sensoren erreicht werden soll. Beispiele für derartige Messzellen sind die
behrotest® Wasser-Durchfluss
Messzelle AQUABOX (behr LaborTechnik GmbH), die für den Einsatz im
Labor und im Feld vorgesehen ist und über 6 variabel große, spritzwasserdichte
Elektrodenhalter für Messelektroden
bis 25 mm Durchmesser verfügt, und
die Durchflussarmatur AD 23 (Sensortechnik Meinsberg GmbH), die
in der Betriebsmesstechnik in Rohrleitungen eingebaut wird und auf
maximal 4 Einbauplätzen
chemische und physikalische Sensoren mit Schraubsteckkopf oder durch
Verschraubung PG 13,5 aufnehmen kann. In der Patentschrift
Problemproblem
Die bekannten Durchflussmesszellen
sind dafür
vorgesehen, dass mit vorgegebenen, kalibrierten chemischen und physikalischen
Sensoren die Eigenschaften der die Messzelle durchströmenden Flüssigkeiten
oder Gase ermittelt wird. Sie sind daher konstruktiv auf bestimmte
Typen von bekannten Sensoren zugeschnitten. Auf dem Gebiet der Sensorentwicklung
und -forschung ist jedoch die Aufgabenstellung umgekehrt, denn in
diesem Falle dient die Durchflussmesszelle dem Zweck, unter Verwendung von
bekannten Mess- und Kalibriermedien die Eigenschaften und Kennwerte
von zu entwickelnden chemischen und physikalischen Sensoren zu bestimmen,
deren Abmessungen und äußere Gestalt
in Abhängigkeit
von dem vorgesehenen Anwendungsgebiet, der Herstellungstechnologie
und dem Funktionsprinzip sehr unterschiedlich sein können. Die erstgenannten
Durchflussmesszellen mit festliegenden Abmessungen und Formen werden
daher in den meisten Fällen
nicht optimal an die Sensoren angepasst und somit für die hier
vorgesehene Zweckbestimmung ungeeignet sein. Wenn beispielsweise Sensoren
mit sehr kleinen Abmessungen in eine relativ große Messzelle eingesetzt werden,
sind das Verhältnis
der Volumina des Sensors und des Messmediums und die Strömungsverhältnisse
innerhalb der Messzelle ungünstig.
Abgesehen von unnötig
hohem Verbrauch an Messmedium werden für das Entleeren und Befüllen der
Durchflussmesszelle längere Zeiten
benötigt.
Dadurch ist es nicht möglich,
kurze Ansprechzeiten von Sensoren zu bestimmen. Ein weiteres Problem
ist das nach Ausführung
der einzelnen Messschritte erforderliche vollständige Entleeren der Durchflussmesszelle.
In der Patentschrift
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine Durchflussmesszelle anzugeben, in die zum Zwecke der Bestimmung von Kennwerten, der Kalibrierung sowie auch zur Durchführung wissenschaftlicher Untersuchungen an Lösungen und Gasen chemische und/oder physikalische Sensoren mit unterschiedlichen Bauformen und Abmessungen eingesetzt werden können. Dabei muss gewährleistet sein, dass der Sensor, unabhängig von seiner Gestalt und Größe, jeweils nur von der für den Mess- bzw. Kalibriervorgang erforderlichen Mindestmenge des Messmediums umspült wird. Der den Sensor umgebende, das Messmedium enthaltende Raum sollte in jedem Falle strömungstechnisch optimiert und so beschaffen sein, dass in diesem beim Entleeren möglichst geringe Reste des Messmediums verbleiben. Darüber hinaus wird gefordert, dass die Messzelle thermostatisierbar und bis zu einem Überdruck von mindestens 100 kPa flüssigkeits- und gasdicht ist sowie dass sich der Sensor leicht auswechseln lässt.The invention is based on the technical object of specifying a flow measuring cell in which chemical and / or physical sensors with different designs and dimensions can be used for the purpose of determining characteristic values, calibration and also for carrying out scientific studies on solutions and gases. It must be ensured that the sensor, regardless of its ge shape and size, only the minimum amount of the measuring medium required for the measuring or calibration process is washed around. The space surrounding the sensor and containing the measuring medium should in any case be optimized in terms of flow technology and designed in such a way that the smallest possible remnants of the measuring medium remain in it when emptying. In addition, it is required that the measuring cell can be thermostatted and is liquid and gas tight up to an overpressure of at least 100 kPa and that the sensor can be easily replaced.
Erfindunginvention
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass sich in einem Grundgefäß der Durchflussmesszelle zur Aufnahme des Sensors ein auswechselbarer Einsatz befindet, der eine von dem Messmedium durchströmte Messkammer enthält. Diese Messkammer ist der Größe und Kontur des in diese eingesetzten jeweiligen Sensors so angepasst, dass der Sensor in der Messkammer nur in der für die Funktion des Sensors und die Versuchsdurchführung erforderlichen Mindestmenge des Messmediums umgeben ist. Das Grundgefäß hat vorzugsweise die Gestalt eines Hohlzylinders, in den der auswechselbare Einsatz gas- und flüssigkeitsdicht eingebaut ist. Der chemische oder physikalische Sensor ist ebenfalls gas- und flüssigkeitsdicht in den Einsatz eingeschraubt bzw. mit einer geeigneten Halterung befestigt, so dass er leicht auswechselbar ist. Um das Befüllen und Entleeren der Zelle beobachten zu können, sollten das Grundgefäß und die Einsätze nach Möglichkeit aus optisch transparenten Materialien bestehen. Aus strömungstechnischen Gründen ist es zweckmäßig, dass sich der Einlass für das Messmedium an der Unterseite des Grundgefäßes und der Auslass oberhalb des sensitiven Bereichs des Sensors befinden, so dass das Messmedium die Durchflussmesszelle von unten nach oben durchströmt.According to the invention the object is achieved in that in a basic vessel of the flow measuring cell there is an interchangeable insert for receiving the sensor one flowed through by the measuring medium Contains measuring chamber. This Measuring chamber is the size and contour of the respective sensor used in this adjusted so that the sensor in the measuring chamber only in the for the function of the sensor and the experimental procedure required Minimum amount of the medium is surrounded. The main vessel preferably has the shape of a hollow cylinder in which the interchangeable insert gas and liquid tight is installed. The chemical or physical sensor is also gas and liquid tight screwed into the insert or with a suitable holder attached so that it is easy to replace. To fill and To observe the emptying of the cell, the primary vessel and the Calls if possible consist of optically transparent materials. From fluidic establish it is appropriate that admission for the measuring medium on the underside of the basic vessel and the outlet above of the sensitive area of the sensor, so that the measuring medium flows through the flow measuring cell from bottom to top.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindungadvantageous Effects of the invention
Mit der erfindungsgemäßen Durchflussmesszelle lassen sich Kenngrößen und Kalibrierwerte von Sensoren für chemische oder physikalische Messgrößen bestimmen sowie auch chemische und/oder physikalische Reaktionen in Lösungen und Gasen untersuchen. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass Sensoren mit unterschiedlichen Bauformen und Abmessungen unter Verwendung variabler, leicht auswechselbarer Einsätze in ein Zellengrundgefäß eingesetzt werden können. Dadurch ist gewährleistet, dass der Sensor, unabhängig von seiner Gestalt und Größe, jeweils nur von der für den Mess- bzw. Kalibriervorgang erforderlichen Mindestmenge des Messmediums umspült wird. Der den Sensor umgebende Messraum innerhalb der Zelle ist in jedem Falle strömungstechnisch optimiert und so beschaffen, dass in diesem beim Entleeren kaum Reste des Messmediums verbleiben. Darüber hinaus ist die Messzelle thermostatisierbar und bis zu einem Überdruck von mindestens 100 kPa flüssigkeits- und gasdicht. Dadurch ist es auch möglich, in der Durchflussmesszelle Sensoren zur Messung der Konzentration von in Flüssigkeiten gelösten Gasen zu untersuchen und zu kalibrieren. Diese Eigenschaften kommen besonders vorteilhaft bei der Entwicklung und Charakterisierung von Sensoren für chemische oder physikalische Messgrößen sowie bei der Erforschung von Reaktionsgleichgewichten zwischen Flüssigkeiten und darin gelösten Gasen zur Geltung.With the flow measuring cell according to the invention can parameters and Calibration values of sensors for Determine chemical or physical measurands as well as chemical and / or physical reactions in solutions and examine gases. The particular advantage of the invention lies in that sensors with different designs and dimensions using variable, easily replaceable inserts in one Basic cell vessel inserted can be. This ensures that the sensor regardless of its shape and size, each only from that for that Measurement or calibration process required minimum amount of the medium bathes becomes. The measuring space inside the cell surrounding the sensor is in flow-related in every case optimized and procured in such a way that hardly any remains when emptied of the measuring medium remain. About that In addition, the measuring cell can be thermostatted and up to an overpressure of at least 100 kPa liquid and gastight. This also makes it possible in the flow measuring cell Sensors for measuring the concentration of gases dissolved in liquids to examine and calibrate. These properties come in particular advantageous in the development and characterization of sensors for chemical or physical measurands as well in researching reaction equilibria between liquids and solved in it Gases are used.
Weitere Ausgestaltung der ErfindungFurther configuration the invention
Um gleichzeitig Messungen an mehreren Sensoren durchführen zu können, wird entsprechend Anspruch 6 der Auslass einer Messzelle mit dem Einlass einer weiteren, mit gleichen oder unterschiedlichen chemischen oder physikalischen Sensoren bestückten Messzelle verbunden. Auf diese Weise können mehrere Messzellen hintereinander geschaltet werden. Gemäß Anspruch 7 ist vorgesehen, dass zum Zwecke der Thermostatisierung die Durchflussmesszelle bzw. mehrere hintereinander geschaltete Messzellen in ein Thermostatenbad eingesetzt sind.For simultaneous measurements on several sensors carry out to be able is the outlet of a measuring cell with the Admission of another, with the same or different chemical measuring cell or physical sensors. That way you can several measuring cells can be connected in series. According to claim 7 is provided that the flow measuring cell for the purpose of thermostatting or several measuring cells connected in series in a thermostat bath are used.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention is based on the following of an embodiment are explained in more detail. In the associated Show drawings
Das in
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
- 1
- Grundgefäß der Durchflussmesszelle
- 2
- Montageplatte
- 3
- Variable Einsätze in dem Grundgefäß
- 4
- Messkammer
- 5
- Strömungskanal für das Messmedium
- 6
- Verschiedenartige chemische und physikalische Sensoren
- 7
- Sensorhalterung
- 8
- O-Ring-Dichtungen
- 1
- Basic vessel of the flow measuring cell
- 2
- mounting plate
- 3
- Variable inserts in the basic vessel
- 4
- measuring chamber
- 5
- Flow channel for the measuring medium
- 6
- Different chemical and physical sensors
- 7
- sensor mount
- 8th
- O-ring seals
Grundgefäß der DurchflussmesszelleBasic vessel of the flow measuring cell
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20306104U DE20306104U1 (en) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | Flow measuring cell for chemical and physical sensors has exchangeable insert arranged in base container for receiving sensor and containing measuring chamber through which medium passes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20306104U DE20306104U1 (en) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | Flow measuring cell for chemical and physical sensors has exchangeable insert arranged in base container for receiving sensor and containing measuring chamber through which medium passes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE20306104U1 true DE20306104U1 (en) | 2003-12-24 |
Family
ID=30010727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE20306104U Expired - Lifetime DE20306104U1 (en) | 2003-04-16 | 2003-04-16 | Flow measuring cell for chemical and physical sensors has exchangeable insert arranged in base container for receiving sensor and containing measuring chamber through which medium passes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE20306104U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007052623A1 (en) * | 2007-11-05 | 2009-05-20 | Digmesa Ag | Upper part for a flow meter and flow meter |
-
2003
- 2003-04-16 DE DE20306104U patent/DE20306104U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007052623A1 (en) * | 2007-11-05 | 2009-05-20 | Digmesa Ag | Upper part for a flow meter and flow meter |
DE102007052623B4 (en) * | 2007-11-05 | 2014-07-10 | Digmesa Ag | Flowmeter |
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