DE4021853C2

DE4021853C2 - Ausfallgesicherte ionenselektive Einrichtung

Info

Publication number: DE4021853C2
Application number: DE4021853A
Authority: DE
Inventors: Mark David Kaganov
Original assignee: Cobe Laboratories Inc
Current assignee: Terumo BCT Inc
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2010-07-10
Also published as: CA2019728A1; GB2233768A; GB2233768B; JPH0346554A; FR2649486A1; IT1240484B; CA2019728C; GB9015209D0; IT9067507A0; IT9067507A1; DE4021853A1

Description

Die Erfindung betrifft eine ionenselektive Kombinationselektrodeneinrichtung zur Überwachung der Ionenkonzentration einer Testlösung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einrichtung, die eine ionenselektive Elektrode enthält und ihr Versagen feststellen und melden kann.

Es sind Allzweck-pH-Kombinationselektroden-Anordnungen bekannt, die im vollen Wasserstoffionenkonzentrations- oder pH-Bereich arbeiten und ein Ausgangssignal von etwa -60 mV pro pH-Einheit liefern, wobei das Ausgangssignal beim pH-Wert 7,0=0 mV ist. Es ist ferner bekannt, den Null-Millivolt-Punkt durch Änderung der Zusammensetzung einer in der Elektrodenanordnung enthaltenen Lösung auf den pH-Wert 4,0 oder 10,0 zu verschieben, um auf Meßschaltungen mit automatischer Temperaturkompensation verzichten zu können.

Weiterhin ist aus der DE 33 10 794 A1 ein elektronischer Alarmgeber bekannt, der einen Vergleicher enthält, dessen Eingänge von der Signalspannung eines Signalgebers und von einer Schwellwertspannung beaufschlagt sind, so daß beim Überschreiten der Schwellwertspannung ein Alarmsignal abgegeben wird.

Bei einer ionenselektiven Kombinationselektrodeneinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzten Art besteht einer Schwierigkeit darin, daß die bei einem Versagen der Einrichtung, beispielsweise beim Bruch des die Lösung enthaltenden Behälters erzeugte Spannung von null Volt innerhalb des dem vorgegebenen sicheren Ionenkonzentrationsbereich zugeordneten elektrischen Ausgangssignalbereich liegt, weshalb weder das Versagen der Einrichtung noch eine den sicheren Bereich verlassende Ionenkonzentration angezeigt, sondern vielmehr stets eine Ionenkonzentration im sicheren Bereich vorgetäuscht wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Einrichtung der vorausgesetzten Art anzugeben, bei der ein Ausfall automatisch zur Auslösung des Warnsignals führt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene ionenselektive Kombinationselektrodeneinrichtung gelöst.

Vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einer ionenselektiven Kombinationselektrodeneinrichtung, bei der die bei einem Ausfall erzeugte vorgegebene Ausgangsspannung, wie etwa 0 mV, einer Ionenkonzentration, wie etwa einem pH-Wert, außerhalb eines vorgegebenen als sicher angesehenen Meßbereiches entspricht, die Feststellung eines inneren Versagens der Kombinationselektrodeneinrichtung ermöglicht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbei spieles der Erfindung näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine ionenselektive Kombinationselek trodenanordnung 10 schematisch dargestellt, die zwei funk tionelle Teile aufweist, eine als Ganzes mit 12 bezeichnete ionenslektive Elektrode und eine als Ganzes mit 14 bezeich nete Referenzelektrode.

Die ionenselektive Elektrode 12 hat einen Schaft 16 aus Glas, der mit einem ionenselektiven Glaskolben 18 in Ver bindung steht. Innerhalb des durch den Schaft 16 und den Kolben 18 gebildeten Gefäßes befindet sich eine Lösung 20, in der ein Silberdraht 22 hängt und an diesem wiederum ein Silberchlorid-Block. Die Lösung 20 im Inneren des Gefäßes ist eine pH-5,0-Lösung, welche durch Zusatz von Caliumhydro genphthalat (Potassium Acide Phthalate, Merck, AR Primary StandARd), 0,05 mol Phthalat, zu 1,8 Molen Caliumchlorid und Ergänzen mit entionisiertem Wasser auf eine Gesamtmenge von 1 Liter sowie durch Einstellen des endgültigen pH-Wertes mit NaOH hergestellt wurde. Der rohrförmige Schaft 16 und der Draht 22 sind durch eine Dichtung 26 abgedichtet.

Die Elektrode 12 ist durch eine ringförmige Buchse 28, durch die sich eine Flüssigkeitsverbindung 30 erstreckt, in der Referenzelektrode 14 gehaltert. Letztere enthält oberhalb der Buchse 28 eine bekannte Standard-Bezugselektrolytlösung 32. In die Lösung 32 erstreckt sich ein Silberdraht 34, an dem ein Silberchloridblock 36 hängt. Der Silberdraht 34 und die beiden Elektroden sind durch eine ringförmige Dich tung 38 in Bezug aufeinander abgedichtet.

Die Elektrodenanordnung taucht in eine Lösung 42 ein, deren pH-Wert zu überwachen ist und die sich in einem Behälter 40 befindet.

Die Drähte 22 und 34 sind mit einem Verstärker 44 verbunden, welcher eine Ausgangsspannung liefert, die von dem Eingangs signal von den zwei Drähten abhängt. Der Verstärker ist mit einer nicht näher dargestellten Einrichtung 46 verbunden, welche Steuer- sowie Alarmschaltungen enthält und ein Alarm signal liefert, wenn die Spannung auf Null abfällt. Die Ein heit 46 ist bei dem vorliegenden Beispiel so programmiert, daß der zulässige Spannungsbereich dem pH-Bereich von 6,5 bis 8,2 entspricht, während die Spannung 0 beim pH-Wert 5,5 auftritt.

Eine Außenwand 48 der Anordnung bildet sowohl eine Wand für die Referenzelektrode 14 als auch eine Zone 50, wo die zu prüfende Lösung für einen abgedichteten elektrischen Kontakt durch sie (über nicht dargestellte Löcher) in Kontakt mit dem Kolben 18 und der Verbindung 30 gebracht werden kann.

In dem folgenden Diagramm werden das oben beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Einrichtung und die eingangs erwähnte bekannte Elektrodenanordnung verglichen:

Arbeitsweise

Beim normalen Gebrauch der Kombinationselektrodeneinrichtung 10 in der Testflüssigkeit 42 liegt der pH-Wert innerhalb des Sicherheits- oder Meßbereiches, der in die Einheit 46 einge geben wurde und wird in dieser überwacht. Wenn der Kolben 16 brechen sollte, fällt die Spannung auf Null ab, was bei der erfindungsgemäßen Einrichtung außerhalb des Sicherheits- oder des vorgegebenen Betriebsbereiches liegt, und die Signal- oder Alarmschaltung in der Einheit 46 erzeugt ein Alarmsignal. Das Alarmsignal wird auch bei anderen Spannun gen außerhalb des vorgegebenen Sicherheits- oder Meßbereichs erzeugt.

Claims

1. Ionenselektive Kombinationselektrodeneinrichtung zur Überwachung der Ionenkonzentration einer Testlösung (42), für die es einen zugeordneten, vorgegebenen sicheren Ionenkonzentrationsbereich gibt, enthaltend
eine ionenselektive Elektrode (12) mit

- einem Behälter (16, 18),
- einer innerhalb des Behälters (16, 18) befindlichen Lösung (20),
- einem ersten Element (24) in der inneren Lösung (20), und
- einer ersten elektrischen Leitungsverbindung zur Herstellung eines äußeren elektrischen Anschlusses zu dem ersten Element (24),

eine Referenzelektrode (14) mit einem zweiten Element (36) und einer zweiten elektrischen Leitungsverbindung (34) zur Herstellung eines äußeren elektrischen Anschlusses an dem zweiten Element (36),
wobei die ionenselektive Elektrode (12) und die Referenzelektrode (14) ein Elektrodensystem bilden, das ein als Funktion der Ionenkonzentration der Testlösung variierendes elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das einen dem vorgegebenen sicheren Ionenkonzentrationsbereich zugeordneten sicheren elektrischen Ausgangssignalbereich aufweist,
und eine zur Aufnahme des elektrischen Ausgangssignals elektrisch an die erste und zweite Leitungsverbindung (22, 34) angeschlossene Steuereinheit (44, 46), die ein Warnsignal erzeugt, wenn das elektrische Ausgangssignal außerhalb des vorgegebenen sicheren elektrischen Ausgangssignalsbereichs ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vorgegebene sichere elektrische Ausgangssignalbereich ein null Volt nicht enthaltender Spannungsbereich ist,
daß das elektrische Ausgangssignal null Volt ist, wenn das Elektrodensystem funktionsmäßig ausfällt, und
daß die innere Lösung (20) so ausgewählt ist, daß der sichere elektrische Spannungsbereich null Volt nicht enthält, so daß das elektrische Ausgangssignal bei einem funktionsmäßigen Ausfall des Elektrodensystems außerhalb des vorgegebenen sicheren elektrischen Ausgangssignalbereichs liegt.

2. Ionenselektive Kombinationselektrodeneinrichtung zur Überwachung der Ionenkonzentration einer Testlösung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung den pH-Wert überwacht, daß der vorgegebene sichere Ionenkonzentrationsbereich einen pH-Wert von 7,0 enthält, und daß die innere Lösung einen pH-Wert hat, der außerhalb des vorgegebenen sicheren Ionenkonzentrationsbereichs liegt.

3. Ionenselektive Kombinationselektrodeneinrichtung zur Überwachung der Ionenkonzentration einer Testlösung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der das Elektrodensystem bildenden ionenselektiven Elektrode und Referenzelektrode erzeugte Ausgangsspannung als Funktion des pH-Wertes der Testlösung variiert, und daß die dem vorgegebenen sicheren pH-Bereich zugeordnete Ausgangsspannung einen vorgegebenen sicheren Ausgangsspannungsbereich aufweist, wobei der vorgegebene sichere Ausgangsspannungsbereich null Volt nicht enthält und die Ausgangsspannung null ist, wenn der Behälter (16, 18) zerbricht.