DE3638789A1 - Konzentrationssensor sowie konzentrationsregelanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Konzentrations­ sensor zur unmittelbaren Anzeige der Konzentration einer Komponente innerhalb eines Mediums gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Konzen­ trationsregelanordnung.

In verschiedenen Anwendungsfällen ist es erforderlich, die Menge einer Substanz innerhalb eines Mediums kontinuierlich zu überwachen. So ist es beispielsweise innerhalb einer Sterilisationskammer mit einer Dampf­ phase aus Wasserstoffperoxid wichtig, die Konzentration des Wasserstoffperoxids innerhalb der Kammer zu über­ wachen, um auf diese Weise den Verbrauch von Wasser­ stoffperoxid zu steuern und die Sterilisationsatmos­ phäre zu kontrollieren. Bis zu diesem Zeitpunkt existiert dabei kein praktisches Verfahren zur direkten Messung der momentanen Konzentration der Dampfphase von Wasserstoffperoxid während eines Sterilisations­ zyklus, obwohl verschiedene Verfahren bereits bekannt sind, um die Konzentration der Dampfphase von Wasser­ stoffperoxid indirekt zu messen.

Ein bekanntes Verfahren zur indirekten Messung ver­ wendet den Druckanstieg als eine Anzeige der Konzen­ tration der Dampfphase von Wasserstoffperoxid. Auf­ grund der Anwesenheit von ähnliche Eigenschaften auf­ weisendem Wasserstoff kann jedoch die Druckbestimmung nicht genau durchgeführt werden. Es bestehen ferner­ hin biologische Testverfahren, bei welchen gewisse Organismen in die Sterilisationskammer eingebracht werden, um auf diese Weise Information abzugeben, daß die verwendete Konzentration zur Tötung der jeweiligen Organismen ausreichend hoch war, was wiederum den Nachteil besitzt, daß keine Messung der Konzentration selber vorgenommen wird. Wegen der langen Inkubations­ zeiten und der in diesem Zusammenhang sich ergebenden Quarantäneperioden ergeben derartige biologische Test­ verfahren ebenfalls keine unmittelbaren Ablesungen.

Verfahren der direkten Messung der Konzentration durch Einführen eines entsprechenden Papiers in die Steri­ lisationskammer ergeben ebenfalls keine kontinuier­ lichen Messungen, weil die innerhalb des Papiers sich ergebenden Konzentrationsmengen akkumulativ zustande­ kommen. Verfahren, bei welchen eine Absorption des Sterilisationsmittels auf einem Träger während des gesamten oder Teils des Zyklus mit folgender spektro­ metrischer Analyse des Trägers durchgeführt wird, können ebenfalls nicht zu Steuerzwecken herangezogen werden, und sind darüberhinaus nur zur Überprüfung maginal nützlich. Die direkte Entnahme von Gasproben führt hingegen zu Problemen mit Kontamination, was zur Folge haben kann, daß das Wasserstoffperoxid sich in seine Bestandteile zersetzt. Da das Sterilisations­ gerät im allgemeinen mit hohem Vakuum arbeitet, ist ein noch höheres Vakuum erforderlich, um die ent­ sprechenden Gasproben abziehen zu können.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Konzentrationssensor zu schaffen, mit welchem eine unmittelbare Ablesung der Konzentration einer Komponente innerhalb eines Mediums durchgeführt werden kann, um auf diese Weise einerseits das Vorhandensein der gewünschten Konzentration feststellen zu können, und andererseits eine entsprechende Regelung der Konzentration durchführen zu können.

Erfindungsgemäß wird dies durch Vorsehen der im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale erreicht.

Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehene zweite Element kann dabei in Form eines Platinwider­ stands-Temperaturdetektors ausgebildet sein, welcher in der Lage ist, mit einer vorhandenen Wasserstoff­ peroxidkonzentration reagieren zu können.

Der erfindungsgemäße Konzentrationssensor kann dabei das Kernstück einer Meßeinrichtung sein, mit welcher die jeweilige Konzentratsmenge innerhalb eines Mediums augenblicklich zur Anzeige gebracht wird. Mit Hilfe eines von dem Konzentrat isolierten ersten Wider­ standselement wird dabei ein erstes Signal gebildet, welches der Temperatur des jeweiligen Mediums ent­ spricht. Mit Hilfe eines unmittelbar dem Konzentrat ausgesetzten zweiten Widerstandselement, dessen Material mit dem Konzentrat in Reaktion gelangen kann, wird die von dem zweiten Widerstandselement festge­ stellte Temperatur modifiziert, um auf diese Weise ein zweites Signal entsprechend der modifizierten Temperatur zu erzeugen. Ein mit den beiden Signalen verbundener Stromkreis erzeugt dabei ein Ausgangs­ signal, welches für die jeweilige momentane Menge des Konzentrats innerhalb des Mediums repräsentativ ist. Dieses Ausgangssignal wird dabei an ein Anzeige­ gerät oder dergleichen weitergeleitet.

Eine Meßeinrichtung zur Anzeige der jeweiligen Konzentrationsmenge kann dazu verwendet werden, um die jeweilige Konzentrationsmenge innerhalb einer Kammer zu regeln. Eine derartige Konzentrations­ regelanordnung umfaßt ein erstes, von dem Konzen­ trat isoliertes Widerstandselement zur Erzeugung eines ersten Signals entsprechend der Temperatur innerhalb der jeweiligen Kammer. Mit Hilfe eines zweiten, dem Konzentrat ausgesetzten Widerstandselement aus einem Material, welches mit dem Konzentrat reagiert, wird die festgestellte Temperatur des zweiten Widerstands­ elements modifiziert, wodurch ein zweites Signal ent­ sprechend der modifizierten Temperatur gebildet wird. Die beiden Signale sind dabei charakteristisch für die jeweilige Konzentratsmenge innerhalb der Kammer. Zusätzlich sind in diesem Zusammenhang Gerätschaften vorgesehen, um die innerhalb der Kammer vorhandene Konzentrationsmenge zu erhöhen und/oder zu erniedrigen.

Mit Hilfe einer auf die beiden Signale ansprechenden Steuereinheit werden Ausgangssignale zur Steuerung der Gerätschaft für die Zunahme und die Abnahme der Konzentrationsmenge innerhalb der Kammer abgegeben, so daß auf diese Weise die jeweilige Konzentrations­ menge innerhalb der Kammer auf einem vorgegebenen Wert gehalten werden kann.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Konzentrationssensors sowie einer entsprechenden Konzentrationssteueranord­ nung kann die jeweilige Konzentrationsmenge genau und kontinuierlich festgestellt werden. Aufgrund dieser Tatsache können die jeweiligen Sterilisations­ zyklen sehr genau überwacht werden, um die Menge von Sterilisationsmittel genau zu steuern, um auf diese Weise im Hinblick auf die gewünschte Sterilisation eine ausreichend hohe Sterilisationskonzentration während ausreichend langer Zeitperioden zu gewähr­ leisten.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kon­ zentrationssensors gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Konzentrationsregelanordnung zur Ein­ stellung einer gewünschten Konzentrations­ menge innerhalb einer Kammer,

Fig. 3 eine graphische Darstellung eines typischen Wasserstoffperoxid-Sterili­ sationszyklus für verpackte mikrochirur­ gische Instrumente, und

Fig. 4 ein Blockdiagramm der Steuereinheit der Konzentrationsregelanordnung von Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 weist der Konzentrationssensor 10 ein erstes Widerstandselement 18 auf, welches in einer dünnen wärmedurchlässigen inerten Plastik- oder Glashülse 25 angeordnet ist. Fernerhin ist ein zweites Widerstandselement 12 vorgesehen, welches spiralen­ förmig um einen Kern 14 angeordnet ist. Das zweite Widerstandselement 12 besitzt ein Paar von Anschluß­ leitern 15 und 16. Das erste Widerstandselement 18 ist in ähnlicher Weise um einen Kern 20 herumgewickelt, wobei Anschlußleiter 22 und 23 vorgesehen sind.

Die beiden Widerstandselemente 12 und 18 werden mit Hilfe eines Substrates 27 nahe zueinander gehalten. In Luft- oder Wasserdampfatmosphäre messen die beiden Widerstandselemente 12 und 18 aufgrund ihrer Nähe zueinander dieselbe Temperatur. Es ergibt sich jedoch eine minimale Zeitverzögerung bei dem ersten Wider­ standselement 18 aufgrund der Hülse 25. Durch Ver­ wendung einer sehr dünnen Hülse 25 aus einem Material mit guten Wärmeleiteigenschaften kann jedoch diese Zeitverzögerung sehr gering gehalten werden.

Der Konzentrationssensor arbeitet auf dem Prinzip, daß das Widerstandselement 12 mit dem zu überprüfenden Konzentrat reagiert. Falls die beiden Widerstands­ elemente 12 und 18 aus Platin bestehen, katalysiert sich das Konzentrat, beispielsweise der Wasserstoff­ peroxiddampf, in der Anwesenheit von Platin des freiliegenden zweiten Widerstandselementes 12, wobei die beiden Bestandteile Sauerstoff und Wasser ent­ stehen, während gleichzeitig Wärme abgegeben wird. Das erste Widerstandselement hingegen mißt jedoch allein die Dampftemperatur T 1, während das zweite Wi­ derstandselement 12 eine entsprechend erhöhte Tempe­ ratur T 2 mißt. Die Differenz der von den beiden Elementen 12 und 18 gemessenen Temperaturen entspricht dabei der Wasserstoffperoxiddampfkonzentration.

Die Menge von Platin innerhalb des Elementes 12 sollte klein gehalten werden, so daß die Menge von katalysier­ tem Wasserstoffperoxiddampf gering ist und nicht die gesamte Wasserstoffperoxidkonzentration innerhalb der Kammer beeinflußt. Das Aufspalten des Wasser­ stoffperoxiddampfes ist dabei ein kontinuierlicher Prozeß, so daß auf diese Weise kontinuierlich Wärme erzeugt wird. Auf diese Weise wird die Temperatur des zweiten Halbleiterelementes kontinuierlich gering­ fügig oberhalb der Umgebungstemperatur gehalten, wobei an die Umgebung Wärme abgegeben wird. Durch die Ge­ ringhaltung der Menge von Platin innerhalb des Widerstandselementes 12 kann auf diese Weise erreicht werden, daß die an die Umgebung abgegebene Wärme nicht die von dem Widerstandselement 18 gemessene Temperatur beeinflußt. Die von dem zweiten Widerstandselement 12 gemessene Temperatur erreicht dabei ein Gleichge­ wicht bei einer oberhalb der Umgebungstemperatur liegenden Temperatur, welche proportional zu der Wasserstoffperoxiddampfkonzentration ist. Die Dampf­ konzentration innerhalb des Mediums sollte dabei auf oder unterhalb von Sättigung gehalten werden, so daß das Wasserdampfnebenprodukt des Katalysations­ verfahrens im Dampfzustand gehalten wird und nicht das zweite Widerstandselement 12 fehlerhaft beein­ flußt.

In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß das erfindungsgemäße Prinzip auch zur Bestimmung anderer Konzentratmengen geeignet ist, so lange das zweite Widerstandselement aus einem derartigen Material be­ steht, daß eine Reaktion mit dem Konzentrat möglich ist, um auf diese Weise die festgestellte Temperatur des zweiten Widerstandselements 12 zu modifizieren. Zusätzlich ist festzustellen, daß die zwischen den Widerstandselementen 12 und den Konzentraten statt­ findenden chemischen Reaktionen entweder reversibel sein können, in welchem Fall die jeweiligen Sensoren wieder in ihren Ausgangszustand gelangen, oder irreversibel sind, in welchem Fall die jeweiligen Sensoren im Betrieb verbraucht werden.

Wie beschrieben, mißt das erste Widerstandselement 18 die Temperatur T 1 der Umgebung, während das zweite Widerstandselement 12 eine höhere Temperatur T 2 aufgrund der katalytischen Versetzung des Dampfphasen- Wasserstoffperoxids mißt. Diese zweite Temperatur T 2 ist dabei eine Funktion der Umgebungstemperatur sowie der Konzentration des Dampfphasen-Wasserstoffperoxids entsprechend der folgenden Gleichung 1:

T 2 = f 1 (T 1, C) . . . . (1)

Durch Umformung der Gleichung (1) kann die Sterili­ sationskonzentration abgeleitet werden:

C = f 2 (T 1, T 2) . . . . (2)

Im Rahmen der Gleichung (2) wird dabei relativ konstanter Betriebsdruck P angenommen. Falls dies nicht der Fall sein sollte, kann die Gleichung (2) wie folgt verallgemeinert werden:

C = f 3 (T 1, T 2, P) . . . . (3)

In praktischen Anwendungen wird die Temperatur einer Sterilisationskammer auf etwa 55°C eingestellt und auf einen Druck von 10 mmHg evakuiert. Unter diesen Bedingungen sind die beiden Ausdrücke T 1 und P der Gleichung (3) konstant, so daß diese Ausdrücke ver­ nachlässigt werden können. Die Gleichung (3) kann dem­ zufolge wie folgt vereinfacht werden:

C = f 4 (T 2-T 1) . . . .

Es sei dabei vermerkt, daß die vereinfachte Gleichung (4) nur dann gültig ist, falls der Betrieb innerhalb eines schmalen Bereichs von Druck und Temperatur erfolgt. Ansonsten muß die allgemeinere Gleichung (3) eingesetzt werden.

Für die Funktionen f 3 und f 4 der Gleichungen (3) und (4) können einfache Umrechnungstabellen verwendet werden. Diese Tabellen können dadurch erstellt werden, indem der jeweilige Sensor verschiedenen bekannten Konzentrationen von Dampfphasen-Wasserstoffperoxid ausgesetzt wird. Durch Konstanthaltung der Werte T 1 und P werden die Daten für f 4 in Abhängig der Differenz der beiden Temperaturablesungen gebildet. Durch Verän­ derung der Werte T 1 und P werden die Daten für die Funktion f 3 in Abhängig der beiden Temperaturen und des Druckes festgelegt, woraus wiederum die erforder­ lichen Ablestabellen abgeleitet werden können.

Fig. 2 zeigt eine mit einem Sensor 10 versehene Konzentrationsregelanordnung, mit welcher die Menge von Wasserstoffperoxid innerhalb einer Sterilisations­ kammer 30 geregelt werden kann. Die Sterilisations­ kammer 30 ist dabei über eine Rohrleitung 34 mit einem Wasserstoffperoxidspeisebehälter 32 verbunden, wobei die Strömungsmenge aus dem Speicherbehälter 32 in die Sterilisationskammer 30 mit Hilfe eines Steuer­ ventils 36 eingestellt werden kann.

Die Gasabgabe aus der Sterilisationskammer 30 erfolgt mit Hilfe einer Vakuumpumpe 38, welche über eine Rohrleitung 40 mit der Sterilisationskammer 30 ver­ bunden ist. Die Strömungsmenge durch die Rohrleitung 40 wird dabei mit Hilfe eines Steuerventils 42 beein­ flußt. Die Sterilisationskammer 30 kann ebenfalls über eine Ausgleichsleitung 44 mit der Außenatmosphäre in Verbindung gebracht werden, wobei innerhalb der Ausgangsleitung 44 ein Steuerventil 46 vorgesehen ist, mit welchem die Strömung durch die Ausgleichs­ leitung 44 beeinflußt werden kann.

Die von dem Sensor 10 abgegebenen Temperatursignale T 1 und T 2 werden über eine Eingangsleitung 50 einer Steuereinheit 48 zugeführt. Mit Hilfe eines Druck­ sensors 52 wird fernerhin ein dem Druck P ent­ sprechendes Signal erzeugt, welches über eine Ein­ gangsleitung 54 ebenfalls der Steuereinheit 48 zu­ geführt wird. In Abhängigkeit dieser Meßdaten er­ zeugt die Steuereinheit 48 Ausgangssignale, welche über entsprechende Ausgangsleitungen 56, 58, 60, 62 und 64 zur Steuerung des Steuerventils 36, eines Heizelementes 59, des Steuerventils 42, des Steuer­ ventils 46 und der Vakuumpumpe 38 herangezogen wer­ den. Die Steuereinheit 48 kann ebenfalls auf einer Ausgangsleitung 66 ein Ausgangssignal erzeugen, welches einerAnzeige 68 zugeleitet wird, an welcher der jeweilige momentane Wert der Wasserstoffperoxid­ konzentration innerhalb der Sterilisationskammer 30 zur Anzeige gebracht wird.

Die in Fig. 2 dargestellte Sterilisationskammer 30 kann entsprechend einem beliebigen bekannten Steri­ lisationszyklus betrieben werden. Ein typischer bekannter Wasserstoffperoxid-Sterilisationszyklus für verpackte mikrochirurgische Instrumente ist in Fig. 3 dargestellt. Die betreffende Kurvendar­ stellung von Fig. 3 ist dabei nicht Teil der vor­ liegenden Erfindung, sondern dient allein zum besseren Verständnis. Dabei ist für den Fachmann bekannt, daß die während des Sterilisationszyklus vorhandenen Veränderlichen die Größe des innerhalb der Sterili­ sationskammer befindlichen Vakuum, die in die Kammer 30 während jedes Behandlungsabschnittes injizierte Menge von Wasserstoffperoxid, die Dauer jedes Behandlungsabschnittes, die Anzahl von Behandlungs­ abschnitten, die innerhalb der Sterilisationskammer 30 vorhandene Temperatur sowie die Konzentration des Wasserstoffperoxids sind.

Entsprechend Fig. 3 wird während der ersten acht Minuten des Sterilisationszyklus innerhalb der Steri­ lisationskammer ein Vakuum erzeugt, während gleich­ zeitig eine Aufheizung der Sterilisationskammer er­ folgt. Nach ungefähr acht Minuten des Sterilisations­ zyklus wird Wasserstoffperoxid in die Sterilisations­ kammer 30 injiziert, was zu einem entsprechenden Druckanstieg innerhalb der Sterilisationskammer führt. Nach ungefähr zehn Minuten des Sterilisationszyklus stabilisiert sich der Druck innerhalb der Sterili­ sationskammer und wird auf den betreffenden Wert während ungefähr drei Minuten gehalten. Nach unge­ fähr 13 Minuten seit Beginn des Sterilisationszyklus wird die Vakuumpumpe 38 erneut in Betrieb gesetzt, wodurch der Unterdruck innerhalb der Sterilisations­ kammer 30 auf seinen Ausgangswert zurückgebracht wird. Sobald der ursprüngliche Unterdruck erreicht worden ist, wird eine weitere Menge von Wasserstoffperoxid in die Sterilisationskammer injiziert, wobei dieses Verfahren des Erzeugens eines Vakuums und des Injizierens von Wasserstoffperoxid eine bestimmte Anzahl mal wiederholt wird, bis die Sterilisation ab­ geschlossen ist. Nach ungefähr 40 Minuten seit Beginn des Sterilisationszyklus wird die Sterilisations­ kammer 30 mit der Außenatmosphäre in Verbindung ge­ bracht.

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm der Steuereinheit 48 von Fig. 2. Diese Steuereinheit 48 umfaßt zwei Strom­ quellen 70 und 72, mit welchen die beiden Widerstands­ elemente 12 und 18 gespeist werden. Die Ausgestaltung dieser Stromquellen 70 und 72 zur Speisung der Widerstandselemente 12 und 18 ist dabei bekannt. Die von den beiden Stromquellen 70 und 72 abgegebenen Ausgangssignale werden einem Zeitmultiplexer 74 zugeführt, von welchem aus entsprechende Temperatur­ werte T 1 und T 2 abwechselnd einem Probenwerthalte­ kreis 76 zugeführt werden. Das Ausgangssignal dieses Probenwerthaltekreises 76 wird mit Hilfe eines Verstärkers 78 verstärkt und innerhalb eines A/D-Wandlers 80 in ein Digitalsignal umgewandelt. Die den beiden Temperaturen T 1 und T 2 entsprechenden Digitalsignale werden über ein Interface 84 einem Mikrorechner 82 zugeleitet. Entsprechend innerhalb eines Speichers 86 gespeicherten Befehlen steuert der Mikrorechner 82 über das Interface 84 den Multi­ plexer 74, den Probenwerthaltekreis 76 und den A/D-Wandler 80.

Die Funktionsweise der beschriebenen Anordnung ist dabei wie folgt: Der Mikrorechner 82 steuert den Multiplexer derart, daß einer der beiden Temperatur­ signale T 1 oder T 2 dem jeweiligen Probenwerthalte­ kreis 76 zugeleitet wird. Der Probenwerthaltekreis 76 hält den jeweiligen Analogwert während einer ausreichenden Zeitperiode, so daß der A/D-Wandler 80 diesen Temperaturwert in ein Digitalsignal um­ wandeln kann. Dieses Digitalsignal wird in den Mikrorechner 82 eingelesen, welcher in der Folge dasselbe Ver­ fahren für den anderen Temperaturwert durchführt.

In jenen Ausführungsfällen, in welchen während der jeweiligen Zeitperiode der Druck konstant gehalten wird, wird die Druckmessung P auf der Leitung 54 zur Durchführung des Sterilisationszyklus entsprechend Fig. 3 verwendet, wobei dieser Druckwert jedoch nicht zur Festlegung der Konzentration der Dampfphase von Wasserstoffperoxid dient. Nachdem der Mikrorechner 82 die beiden Temperaturwerte T 1 und T 2 bestimmt hat, werden diese Temperaturwerte entsprechend Gleichung (4) voneinander subtrahiert, um auf diese Weise ein Temperaturdifferential zu bilden. Dieses Temperatur­ differential wird mit einer Temperaturdifferential­ tabelle verglichen und die jeweilige Wasserstoff­ peroxidkonzentration innerhalb des Speichers 86 ein­ gespeichert. Sobald eine Übereinstimmung festge­ stellt worden ist, wird die dem jeweiligen Temperatur­ differential entsprechende Wasserstoffperoxid­ konzentration von dem Mikrorechner 82 festgelegt. Der Mikrorechner 82 kann dabei die gewählte Wasser­ stoffperoxidkonzentration zur Anzeige bringen, indem ein entsprechendes Signal über die Signalleitung 66 der Anzeige 68 zugeleitet wird.

Der gewählte Wert der Wasserstoffperoxidkonzentration kann ebenfalls innerhalb des Mikrorechners 82 mit einem vorgegebenen Referenzwert verglichen werden, um dabei festzustellen, ob die momentane Konzentration oberhalb oder unterhalb des Referenzwertes ist. Falls die Konzentration unterhalb dieses Referenzwertes liegt, kann der Mikrorechner 82 über die Signal­ leitung 56 ein Signal abgeben, wodurch das Steuerven­ til 36 geöffnet wird, so daß zusätzliches Wasser­ stoffperoxid aus dem Speicherbehälter 32 in die Sterilisationskammer 30 strömt. Falls jedoch der momentane Wert von Wasserstoffperoxid oberhalb des Referenzwertes liegt, kann der Mikrorechner über die Signalleitung 60 ein Signal abgeben, so daß das Steuerventil 42 geöffnet wird, während gleichzeitig über die Signalleitung 64 ein Signal abgegeben wird, um durch Betriebnahme der Vakuumpumpe 38 Wasserstoff­ peroxid aus der Sterilisationskammer 30 zu entfernen. Es kann jedoch ebenfalls über die Signalleitung 62 ein Signal abgegeben werden, aufgrund welchem das Steuerventil 46 geöffnet wird, so daß auf diese Weise Wasserstoffperoxid durch die Ventilationsrohr­ leitung 44 aus der Sterilisationskammer 30 strömen kann. Auf diese Weise ist der Mikrorechner 82 in der Lage, anhand der von dem Sensor 10 abgegebenen Daten die Konzentration des Wasserstoffperoxids inner­ halb der Sterilisationskammer zu steuern bzw. zu regeln.

Falls der Druck innerhalb der Sterilisationskammer 30 während der jeweiligen Zeitperiode nicht konstant ge­ halten wird, kann innerhalb des Speichers 86 Infor­ mation bezüglich der Gleichung (3) in Form tabellari­ scher Werte gespeichert werden. Der Mikrorechner 82 nimmt dann Temperaturdaten bezüglich der Temperaturen T 1 und T 2 zusammen mit den Druckdaten des Drucks P und vergleicht diese Meßwerte mit der innerhalb des Speichers 86 gespeicherten Information. Sobald eine Übereinstimmung zwischen den gemessenen Temperatur­ werten T 1 und T 2 und des gemessenen Drucks P mit den gespeicherten Werten für die Temperaturen T 1 und T 2 und den Druck P zustandekommt, wählt der Mikro­ rechner 82 die dazugehörige Wasserstoffperoxid­ konzentration. Diese gewählte Konzentration kann dabei von der Anzeige 68 zur Anzeige gebracht werden oder mit einem Referenzwert verglichen werden, um auf diese Weise in der beschriebenen Art das System zu steuern. Der Vergleich der gemessenen Daten mit den tabellarisch gespeicherten Daten sowie die Wahl des geeigneten Konzentrationswertes liegt dabei im Bereich des Fachmanns und muß nicht näher beschrieben werden. Es soll jedoch verstanden sein, daß die gewünschte Bestimmung der Wasserstoffperoxid­ konzentration so oft wie erforderlich durchgeführt werden kann.

Zusätzlich zu dem beschriebenen Funktionen bewirkt der Mikrorechner 82 die Durchführung des Sterili­ sationszyklus entsprechend Fig. 3. Der Mikrorechner 82 vergleicht beispielsweise periodisch die Tempe­ ratur T 1 mit einer Referenztemperatur. Falls die Temperatur T 1 unterhalb der Referenztemperatur liegt, gibt der Mikrorechner 82 ein Steuersignal über die Signalleitung 58, um auf diese Weise eine Erregung des Heizelementes 59 zu erreichen, so daß auf diese Weise die Temperatur innerhalb der Sterilisations­ kammer gemäß dem gewünschten Sterilisationszyklus eingestellt wird. Zusätzlich kann der Mikrorechner 82 das Signal entsprechend dem Druck P innerhalb der Sterilisationskammer 30 verwenden, um den Druck zu regeln. Dies kann durch Vergleich des Drucksignals P mit verschiedenen Referenzdrücken erfolgen, worauf entsprechende Einstellungen der Steuerventile 36, 46 bzw. 42 in Verbindung mit der Vakuumpumpe 38 durchgeführt werden, um auf diese Weise den Druck entsprechend dem jeweiligen Sterilisationszyklus zu regeln. Die Verwendung des Temperatursignals T 1 und des Drucksignals P zur Steuerung des Sterilisations­ zyklus entsprechend Fig. 3 liegt dabei im Bereich des Fachmanns, so daß eine nähere Beschreibung nicht notwendig erscheint.

Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Sensoren können aus anderen Materialien als Platin hergestellt sein, um auf diese Weise eine Bestimmung anderer Sterilisationsmedien durchführen zu können. Darüberhinaus kann die Zufuhr der Meßdaten in den Mikrorechner in anderer Weise als in Fig. 4 darge­ stellt durchgeführt werden.

Claims (18)

1. Konzentrationssensor zur Erzeugung eines Signals entsprechend der momentanen Konzentrationsmenge einer Komponente innerhalb eines Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe ein mit einer Abschirmung (25) gegenüber dem Konzentrat ver­ sehenes erstes Element (18) aufweist, welches ein erstes Signal (T 1), entsprechend der Temperatur des Mediums bildet, und daß ein zweites Element (12) vorgesehen ist, welches aus einem Material besteht, das mit dem Konzen­ trat in Reaktion gelangt und dabei die festgestellte Tem­ peratur des zweiten Elementes (12) verändert, demzu­ folge ein zweites Signal (T 2) entsprechend der modi­ fizierten Temperatur gebildet ist, demzufolge die beiden Signale (T 1, T 2) zu der jeweils momentanen Konzentrationsmenge innerhalb des Mediums in Be­ ziehung stehen.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ schirmung (25) eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente (12, 18) von einem Substrat (27) derart ge­ halten sind, daß bei Abwesenheit des jeweiligen Konzentrats die beiden Elemente (12, 18) im wesent­ lichen denselben Temperaturwert messen.

4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente (12, 18) als Widerstandselemente ausgebildet sind.

5. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Widerstandselement (12) aus Platin besteht, welches gegenüber dem Wasserstoffperoxidkonzentrat chemisch aktiv ist.

6. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platin­ menge klein gehalten ist, so daß die von dem ersten Widerstandselement (18) gemessene Temperatur durch die Reaktion des Platins mit dem Wasserstoffperoxid im wesentlichen nicht beeinflußt wird.

7. Konzentrationsmeßeinrichtung zur Bestimmung der momentanen Konzentrationsmenge innerhalb eines Mediums nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Widerstandselemente (12, 18) mit einer Auswerteinheit (48) verbunden sind, von welcher aus ein der momen­ tanen Konzentrationsmenge entsprechendes Ausgangs­ signal einer Anzeige (68) zuführbar ist.

8. Meßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Widerstandselemente (12, 18) von entsprechenden Strom­ quellen (70, 72) her gespeist sind.

9. Meßeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ werteinheit als Steuereinheit (48) ausgebildet ist, welcher die beiden Ausgangssignale der Widerstands­ elemente (12, 18) zuführbar sind.

10. Meßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ einheit (48) mit einem Zeitmuliplexer (74), einem Probenwerthaltekreis (76) und einem A/D-Wandler (80) versehen ist, wobei diese Einheiten (74, 76, 80) in Serie zueinander angeordnet sind.

11. Meßeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ einheit (48) mit einer die beiden Signale (T 1, T 2) voneinander subtrahierenden, ein Temperaturdifferential­ signal bildenden Einheit (82), einer der Einspeicherung tabellarischer Werte für das Temperaturdifferential und die dazu entsprechenden Konzentrationsmengen dienen­ den Speicher (86), sowie einer dem Ver­ gleichen der Differentialtemperatursignale mit den gespeicherten Differentialtemperaturwerten dienenden Vergleichseinrichtung versehen ist.

12. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Drucksensor (52) vorgesehen ist, welcher ein den jeweiligen Druck entsprechendes Drucksignal erzeugt, und daß die Steuereinheit (48) derart ausgebildet ist, daß ein Ausgangssignal in Abhängigkeit der beiden Temperatursignale (T 1, T 2) sowie des Drucksignals (P) er­ zeugt ist.

13. Meßeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (86) der Steuereinheit (48) derart ausgebildet ist, daß innerhalb desselben die entsprechenden Tabellen­ werte für die beiden Temperatursignale (T 1, T 2) und das Drucksignal (P) zusammen mit den entsprechenden Konzentrationswerten einspeicherbar sind, und daß die Vergleichseinrichtung (82) derart ausgebildet ist, daß innerhalb derselben die beiden Temperatursignale (T 1, T 2) sowie das Drucksignal (P) mit den gespeicher­ ten Werten einem Signalvergleich aussetzbar sind.

14. Konzentrationsregelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der beiden Widerstandselemente (12, 18) innerhalb einer Kammer (30) Einrichtungen (36, 42, 38) zur Erhöhung bzw. Erniedrigung der Konzentratmenge innerhalb der Kammer (30) vorgesehen sind, und daß die Steuerein­ heit (48) derart ausgebildet ist, daß in Abhängigkeit der beiden Temperatursignale (T 1, T 2) die Einrichtungen (36, 42, 38) zur Erhöhung oder Erniedrigung der Konzentratmenge innerhalb der Kammer (30) derart beein­ flußbar sind, daß die jeweils in der Kammer (30) vor­ handene Menge von Konzentrat geregelt ist.

15. Regelanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer als Sterilisationskammer (30) ausgebildet ist, inner­ halb welcher das Konzentrat in Form von Wasserstoff­ peroxiddampf vorhanden ist.

16. Regelanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisationskammer (30) über eine Rohrleitung (34) und ein Steuerventil (36) mit einem Wasserstoffperoxid­ speicherbehälter (32) verbunden ist, wobei das Steuer­ ventil (36) über eine entsprechende Signalleitung (56) von der Steuereinheit (48) aus gesteuert ist.

17. Regelanordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steri­ lisationskammer (30) über eine Rohrleitung (40) und ein Steuerventil (42) mit einer Vakuumpumpe (38) ver­ bunden ist, wobei das Steuerventil (42) und die Vakuumpumpe (38) über entsprechende Signalleitungen (60, 64) von der Steuereinheit (48) her angesteuert sind.

18. Regelanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sterilisationskammer (30) zusätzlich an eine Aus­ gleichsleitung (44) angeschlossen ist, deren Steuer­ ventil (46) über eine Signalleitung (62) mit der Steuereinheit (48) verbunden ist.