DE69311146T2

DE69311146T2 - Reinigung von Sensoroberflächen - Verfahren, Sensor und Reinigungselement

Info

Publication number: DE69311146T2
Application number: DE69311146T
Authority: DE
Inventors: Huvin Thompson
Original assignee: Brown Boveri Kent Ltd
Current assignee: Elster Metering Holdings Ltd
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2013-01-30
Also published as: EP0554112A1; DE69311146D1; EP0554112B1; US5474664A; GB9201886D0

Description

Diese Erfindung betrifft Anordnungen bzw. Vorrichtungen, um die Sauberkeit von Sensoroberflächen aufrechtzuerhalten, insbesondere von solchen Oberflächen, die sich in Kontakt mit einer strömenden Flüssigkeit befinden. Ein Beispiel ist die Verwendung von Sensoren, um den pH-Wert in strömendem Wasser zu überwachen.
Es ist wesentlich bei der pH-Überwachung, daß der Sensor, für gewöhnlich eine Glaselektrode, nicht so verschmutzt wird, daß verhindert wird, daß sich die Sensoroberfläche in direktem Kontakt mit der Probe befindet. Bei einer Glaselektrode oder einem anderen potentiometrischen bzw. kompensationsregelnden Sensor muß ein erheblicher Bereich der Sensoroberfläche frei von Verschmutzung sein.
Man hat herausgefunden, daß eine Verschmutzung bzw. Verunreinigung einer Referenzelektrodenverbindung, außer in besonders schwerwiegenden Fällen, kaum zu einem signifikanten Problem führt. Jedoch kann sogar eine geringe Verunreinigung einer Glaselektrode rasch zu einem trägen Ansprechen auf einen sich verändernden Proben-pH und schließlich zu einem völligen Nichtansprechen bzw. Betriebsausfall führen. Ein solches Verhalten kann relativ rasch auftreten, oftmals innerhalb weniger Stunden. Es ist deshalb nicht möglich, mit diesem Problem in irgendeinem empfindlichen Reinigungs/Wartungs-Programm fertig zu werden.
Man wird es zu schätzen wissen, daß sich diese Beobachtungen auf eine große Vielzahl von elektrometrischen Messungen beziehen, die auf einem direkten Kontakt zwischen einer Sensoroberfläche und einer Probe beruhen. Damit verwandte Probleme können auch bei anderen Formen einer Sensoroberfläche auftreten, wie beispielsweise bei einem Fenster, das bei einer optisch fühlenden Messung vorgesehen ist.
Die Hersteller von Sensoren haben bisher eine Vielzahl von sogenannten Elektrodenreinigern angeboten. Diese Bezeichnung ist im allgemeinen eine Fehlbezeichnung, weil die Verwendung von vielen dieser Einrichtungen darauf gerichtet ist, eine Verunreinigung zu verhindern bzw. zu verringern. Diese "Reiniger" können grob in drei Hauptgruppen unterteilt werden: Ultraschall, mechanische und chemische Reiniger.
Ultraschalleinrichtungen sind normalerweise hervorragend geeignet, um eine Kristallisierung auf der Elektrodenoberfläche (zum Beispiel Calciumsulfat in einer Wasserbehandlungsanlage aus einer Flüssigkeitsprobe zu verhindern; um leichte Öle und Lösungsmittel in einer wäßrigen Suspension zu halten und um die langsame Ablagerung von feinen Flockungs- bzw. Ausflockungsmitteln zu reduzieren. Grundlage dieses Verfahrens sind hochfrequente Schwingungen, die von einem Emitter erzeugt werden, wodurch eine Kavitation an der Elektrodenoberfläche bewirkt wird, die Ablagerungen verhindert oder entfernt. Der Nachteil des Ultraschall-Ansatzes besteht prinzipiell in den Kosten.
Ein typischer, bekannter mechanischer Reiniger nimmt die Form einer Bürste ein, die sich quer über bzw. um die Sensoroberfläche bewegt, wobei sie extern angetrieben wird, und zwar entweder elektrisch oder mit Druckluft. Die einzelnen Haare bzw. Borsten der Bürste bestehen üblicherweise aus Kunststoff und sind steif. Im allgemeinen sind sie nicht wirkungsvoll gegen Öl- oder Fettverunreinigungen oder dort, wo eine Kristallisierung auftreten könnte, und werden nicht empfohlen, wo die Probe ein Schleifmittel enthalten kann, das die Sensoroberfläche beschädigen würde. Ein alternativer Ansatz wird in der DE 1 217 656 vorgeschlagen, die einen Rahmen zeigt, der um den Kolben einer pH-Elektrode rotiert wird, wobei der Rahmen gedehnte, elastische Streifen trägt, die über die Kolbenoberfläche rubbeln. Eine teure Antriebsanordnung ist notwendig, um den Rahmen zu drehen.
Unter Bezugnahme auf die US 4,285,792 wurde ein Schaufelrad vorgeschlagen, das durch die Strömung einer Probenflüssigkeit angetrieben wird und reinigende Bürstenhaare trägt, die über die Oberfläche einer pH-Elektrode wischen. Während die Ausgabe einer separaten Antriebsanordnung auf diese Weise vermieden wird, stellt das drehbare Schaufelrad eine mechanische Komplexität in der Meßzelle dar und ein Betrieb kann nur bei relativ hohen Strömungsgeschwindigkeiten garantiert werden. Weitere alternative Vorschläge für einen mechanischen Reiniger verwenden die Bewegung von Kunststoffbällen (PTFE) oder eines aufgeschäumten Kunststoffkörpers (vergleiche DE 34 OS 234), die in einem geeigneten Gehäuse um die Sensoroberfläche herum aufgenommen sind und von der Probenströmung physikalisch angetrieben werden, um einer Anhäufung von beschichtenden Stoffen auf der Sensoroberfläche zu verhindern. Erhebliche Strömungsgeschwindigkeiten werden empfohlen, um eine ausreichende Bewegung der Kunststoffbälle aufrechtzuerhalten, und die Anordnung erfordert natürlich eine den Sensor umgebende Kammer, um die Bälle oder einen anderen Körper zu umfassen.
Anders als mechanische und Ultraschall-"Reiniger", die die Messung nicht stören und kontinuierlich betrieben werden können, weisen chemische Reiniger den Nachteil auf, daß sie während des Reinigungszyklus eine Systemtrennung von der Probenströmung erfordern. Dies hat normalerweise die Bereitstellung von Bypass- Leitungen, Ventilen und gegebenenfalls eine Ableitung zu einem Abfallbehälter zur Folge. Diese umfassen einen Flüssigkeitsstrahl oder einen Ring aus Flüssigkeitsstrahlen, die auf die Sensoroberfläche gerichtet sind. Auf eine Aktivierung hin wird ein Reaktionsmittel unter elektrischem Antrieb über die Flüssigkeitsstrahlen auf die Sensoroberfläche gepumpt.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Sensor zu schaffen, der eine verbesserte Anordnung zum Aufrechterhalten einer Sauberkeit einer Sensoroberfläche aufweist, die nicht signifikant die Kosten des Sensors erhöht und wirksam gegen eine Reihe von Verunreinigungen, störenden Mitteln oder verunreinigenden Mitteln ist.
Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Aufrechterhaltung der Sauberkeit einer fuhlenden Oberfläche zu schaffen, das preiswert im Betrieb ist sowie wirksam gegen eine Reihe von Verunreinigungen oder verunreinigenden Mitteln.
Es ist ferner eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Aufrechterhaltung der Sauberkeit einer fühlenden Oberfläche zu schaffen, das in der Lage ist, sowohl in Strömungskammeranordnungen als auch in Probenfühlanordnungen zu arbeiten.
Es ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes Sensoroberflächenreinigungselement zu schaffen.
Demgemäß beinhaltet die vorliegende Erfindung unter einem Gesichtspunkt einen Sensor zur Bestimmung von Parametern einer strömenden Flüssigkeit, der einen Sensor zur Bestimmung von Parametern einer strömenden Flüssigkeit umfaßt, der eine Sensoroberfläche aufweist, die im Einsatz die Flüssigkeit berührt, und reinigende Mittel, um die Sauberkeit der Sensoroberfläche aufrechtzuerhalten, und der eine Anzahl von reinigenden Filamenten umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die reinigenden Filamente 32 an entsprechenden ersten Enden in ortsfester Position relativ zu der Sensoroberfläche 20 befestigt sind, und durch die Wirkung von Turbulenz in der strömenden Flüssigkeit an entsprechenden zweiten Enden bewegbar sind, wobei die Bewegung der entsprechenden zweiten Enden der Filamente eine reinigende Wirkung über zumindest einen Teil der Sensoroberfläche schafft.
Vorzugsweise wird ein stumpfer Körper bereitgestellt, der im allgemeinen stromaufwärts von den reinigenden Filamenten plaziert ist und im Einsatz dazu dient Flüssigkeitswirbel abzulösen, die die reinigenden Filamente an ihren entsprechenden zweiten Enden bewegen können.
Unter noch einem weiteren Gesichtspunkt beinhaltet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erhalten der Sauberkeit der fühlenden Oberfläche eines elektrometrischen Sensors, wobei ein Bündel von reinigenden Filamenten verwendet wird, welche reinigende Oberfläche in einer Flüssigkeitsströmung angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Schritte, daß das Bündel von reinigenden Filamenten in ortsfester Beziehung zu der fühlenden Oberfläche bereitgestellt wird, wobei eine wesentliche Anzahl der reinigenden Filamente die fühlende Oberfläche an deren entsprechenden freien Enden berührt; und daß in dem Bereich der reinigenden Filamente ein Grad von Flüssigkeitsströmungsturbulenz geschaffen wird, der im Hinblick auf die Länge, die Stärke und das Material der reinigenden Filamente ausreicht um zu bewirken, daß sich die freien Enden der reinigenden Filamente mit tatsächlich reinigender Wirkung über die fühlende Oberfläche bewegen.
Unter noch einem weiteren Gesichtspunkt beinhaltet die vorliegende Erfindung ein Sensoroberflächenreinigungselement, das eine Anzahl von reinigenden Filamenten umfaßt, zur Verwendung mit einem Sensor, der eine Sensoroberfläche aufweist, die im Einsatz von einer Flüssigkeitsströmung berührt wird, gekennzeichnet durch die Bereitstellung einer Befestigung bzw. Verankerung 34, 60, die in fester und unbeweglicher Beziehung zu der fühlenden Oberfläche 20 angeordnet ist, wobei die Anzahl von reinigenden Filamenten 32, 64 entsprechende erste Enden, die an der Befestigung und dadurch in einer ortsfesten Position relativ zu der Sensoroberfläche gesichert sind, und entsprechende zweite Enden aufweist, die frei sind, um sich im Einsatz unter reinigender Wirkung über die fühlende Oberfläche zu bewegen, wobei jedes Filament ein Länge-zu-Stärke-Verhältnis von mindestens 500:1 aufweist.
Man hat überraschenderweise herausgefunden, daß ein Körper mit reinigenden Filamenten, die an ihren freien Enden durch Strömungswirbel oder eine andere Turbulenz in der strömenden Flüssigkeit bewegt werden können, wirksam gegen eine Reihe von verunreinigenden Mitteln sein können.
Anordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung haben den Vorteil eines mechanisch einfachen Aufbaus, der keine beweglichen Teile außer den Filamenten selbst erfordert. Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf Strömungskammer-Fühlgeometrien begrenzt; eine wirksame Reinigungstätigkeit kann in einem Probensensor geschaffen werden. Noch weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich werden.
Figur 1 stellt eine Seitenansicht einer pH-Sensoranordnung gemäß dieser Erfindung dar;
Figur 2 ist eine auf gewisse Weise schematische Ansicht des in Figur 1 gezeigten pH-Sensors von unten;
Figur 3 ist eine ähnliche Ansicht wie Figur 2, wobei zwei Modifikationen dargestellt werden;
igur 4 ist eine ähnliche Ansicht wie Figur 2 und stellt eine weitere Modifikation dar;
Figur 5 ist eine Seitenansicht einer Öffnungsscheibe zur Verwendung in der Anordnung von Figur 4 (in einem vergrößerten Maßstab); und
Figur 6 ist eine Seitenansicht der Öffnungsscheibe aus Figur 5.
In den Figuren 1 und 2 wird ein Sensor gezeigt, der einen zylinderförmigen Körper 10 aufweist, der mit einem Einbauflansch 12 und einer O-Ringdichtung 14 zum Einbau entweder in eine Strömungszelle oder in eine Meßfühleranordnung versehen ist. In beiden Fällen wird es eine Flüssigkeitsströmung an dem Sensor entlang in der durch die Pfeile 16 angegebenen Richtung geben.
Eine pH-Glaselektrode 18 ragt über den Körper 10 hinaus in die Flüssigkeitsströmung. Die pH-Elektrode kann eine Vielzahl von Formen annehmen und wird typischerweise einen Glaskolben 20 aufweisen. Eine Referenz- bzw. Bezugselektrode 22 ist gleichermaßen in den Körper 10 eingebaut und kann wiederum eine Vielzahl von Standardformen annehmen.
Für den Fall, daß sich der pH-Sensor in einer Strömungszelle befindet, wird die Referenzelektrode 22 angrenzend an den Einlaßanschluß 24 angeordnet sein, wie in Figur 2 gezeigt. Auch ist ein In-Line-Auslaßanschluß bzw. ein sich in Fortsetzung des Einlasses erstreckender Auslaßanschluß 26 dargestellt.
Um die Sauberkeit des Glaskolbens 20 aufrechtzuerhalten, oder zumindest eines erheblichen Teils der Oberfläche des Kolbens 20, wird ein reinigendes Element 30 bereitgestellt. Dieses nimmt die Form einer großen Anzahl weicher Polyamidfasern 32 mit einem Durchmesser von etwa 0,01 mm an. Der Körper aus Fasern weist eine Gesamtstärke von etwa 10 mm auf, und die einzelnen Fasern sind etwa 20 mm lang. Der Körper aus Fasern 32 ist in einer Buchse bzw. in einem kurzen Rohr 34 eingebaut, die gewöhnlich auf der Referenzelektrode 22 angebracht ist.
Das Funktionsprinzip der Einrichtung ist es, daß Flüssigkeitswirbel (in Figur 2 angedeutet bei 36) dazu dienen, die Fasern 32 über die Oberfläche des Kolbens 20 zu bewegen. Die Erzeugung von Wirbeln wird sichergestellt, indem man dafür sorgt, daß sich die freien Enden der Fasern in der Strömung stromabwärts von einem stumpfen Körper befinden, nämlich in diesem Fall von der Referenzelektrode 22 und dem Befestigungsrohr 34. Der Grad der Wirbelerzeugung und der optimale Abstand in Strömungsrichtung, zwischen dem stumpfen Körper und den Faserenden, kann aus den Abmessungen eines stumpfen Körpers und den Strömungsparametern berechnet werden. Man hat herausgefunden, daß man eine wirkungsvolle Reinigungswirkung bei vergleichsweise niedrigen Strömungsraten erzielen kann; in einem speziellen Beispiel hat man eine Bewegung der Fasern bei niedrigen Strömungsraten bis hinunter zu 5 dm³/min beobachtet.
Man glaubt, daß die große Menge an feinen Fasern, die die stromaufwärts gerichtete Oberfläche des pH-Kolbens 20 umgeben, zu einer zusätzlichen Filterfunktion für verunreinigende Stoffpartikel führt. Der Fasermantel kann somit direkt dazu dienen, die Sensoroberfläche von den schlimmsten Einflüssen von verunreinigenden Stoffen zu schützen, indem sie dank der kontinuierlichen Bewegung der einzelnen Fasern unverschmutzt bleibt. Dieser maskierende Effekt des Mantels langt jedoch nicht aus, die Probenflüssigkeit davon abzuhalten, sich in gutem Kontakt mit der Sensoroberfläche zu befinden.
In einem Experiment wurde die beschriebene Sensoranordnung einer Wasserströmung ausgesetzt, die eine Aufschwämmung mit Eisen(III)-hydroxid enthielt. Nach einem Zeitraum von etwa 20 h bei Strömungsraten von typischerweise 15 dm³/min deutete eine visuelle Untersuchung der pH-Elektrode an, daß der Abschnitt der Elektrode, die in Berührung mit den sich bewegenden Fasern stand, frei von Verunreinigungen war, während derjenige Abschnitt, der nicht in Berührung stand, stark verunreinigt war.
Man würde es verstehen, daß das Borstenelement eine Vielzahl von anderen Formen als den in den Zeichnungen Dargestellten annehmen kann. Somit könnte man die Länge der Fasern verändern, indem man entweder eine einheitliche Länge beibehält oder bei einer weiteren Modifikation die Länge zwischen den Fasern so variiert, daß man ein Profil an dem freien Ende erzeugt, das zu demjenigen der Sensoroberfläche paßt. Die Stärke der Fasern kann gleichfalls variiert werden, wobei es wichtig ist, daß die Länge, Stärke und Flexibilität der Faser so gewählt wird, daß das freie Ende bei einer Reinigungstätigkeit durch Wirbel angetrieben werden kann, die in der zu erwartenden Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird. Man ist der Ansicht, daß es wichtig ist, daß die Länge jeder Faser oder jedes Filamentes sehr viel größer ist als der Durchmesser, und zwar in einem Verhältnis, das zweckmäßig zumindest 100:1, vorzugsweise zumindest 500:1 und vorteilhaft zumindest 1000:1 beträgt. Die inhärente Flexibilität des Materials ist natürlich ein weiterer relevanter Parameter. Man wird verstehen, daß für die Fasern eine Vielzahl von Materialien verwendet werden kann, wobei Polypropylen eine nützliche Alternative zu dem beschriebenen Polyamid darstellt. Noch weitere alternative Materialien stellen Polyester-, Acryl-, Viskose- und Cellulose-Fasern einschließlich geeigneter Naturfasern dar. Das gewählte Material muß natürlich den notwendigen Grad an Flexibilität aufweisen, ebenso wie die Fähigkeit, für die spezielle Probe inert zu sein.
Ein typischer pH-Sensor kann einen Temperaturkompensator zusätzlich zu der beschriebenen pH-Elektrode und der Referenzelektrode enthalten. Dies erfordert eine abgewandelte Geometrie, wie in Figur 3 gezeigt. Die Referenzelektrode 22 verbleibt an dem Einlaßanschluß 24 anliegend, die pH-Elektrode 18, 20 ist jedoch versetzt, um einen Temperaturkompensator 40 aufzunehmen. Das Filamentbefestigungsrohr wird relativ zu der Referenzelektrode gedreht, so daß die reinigenden Filamente 32 gegen den pH-Kolben 20 gerichtet bleiben.
Während in dieser Ausführungsform der stumpfe Körper - in der Gestalt der Referenzelektrode 22 - in direkter Ausrichtung mit dem Einlaßanschluß 24 verbleibt, hat man herausgefunden, daß dies nicht unbedingt eine notwendige Voraussetzung ist. Die Position des stumpfen Körpers kann innerhalb von Grenzen variiert werden, und zwar sowohl in Richtung der einströmenden Strömung als auch transversal zu dieser Richtung, während er dennoch einen ausreichenden Grad an Turbulenz erzeugt, um die reinigenden Filamente zu bewegen.
Während es zweckmäßig ist, das Bürstenelement auf der Referenzelektrode anzubringen und die Referenzelektrode als stumpfen Körper zu verwenden, der die erforderlichen Wirbel ablöst, sind auch andere Alternativen möglich. Somit könnte man einen stumpfen Körper mit optimaler Abmessung und Profil als separates Bauelement bereithalten. Dieser stumpfe Körper könnte gewöhnlich eine Befestigung für die Faserelemente bilden, braucht dies aber nicht notwendigerweise zu tun. Für die Faserelemente wird es beispielsweise möglich sein, daß sie an einem geeigneten Halter auf der pH-Elektrode befestigt bzw. verankert sind. Die Fasern brauchen nicht parallel zu der Strömungsrichtung sein, vorausgesetzt, daß die freien Enden der Fasern bei der Reinigungstätigkeit aufgrund der strömenden Flüssigkeit über die Sensoroberfläche bewegt werden können. Der Körper aus Faserelementen seinerseits kann eine andere Form annehmen, kann beispielsweise in einer "Flagge" oder in einer ebenen Anordnung angeordnet sein.
Man hat erkannt, daß die Häufigkeit, mit der in einer Flüssigkeitsströmung von einem stumpfen Körper Wirbel abgelöst werden, mit Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit zunimmt. Demgemäß hat man vorgeschlagen, einen Begrenzer bzw. eine Einengung oder eine Drossel einzuführen, um die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen, um so die minimale Strömungsrate bzw. Durchflußmenge zu verringern, bei der eine spezielle Anordnung von Filamenten eine geeignete Reinigungswirkung bereitstellt.
Wiederum in Figur 3 ist gezeigt, daß der Einlaßanschluß 24 eine Öffnungsscheibe 50 aufweist. Diese dient dazu, um den Durchmesser des Einlaßanschlusses, in einem Beispiel, von 30 mm auf 10 mm zu verringern. Für eine bestimmte Strömungsmenge durch die Zelle hindurch wird demgemäß die Strömungsgeschwindigkeit erniedrigt. Dies führt seinerseits zu einer Zunahme der Häufigkeit, mit der Wirbel abgelöst werden. Der praktische Vorteil besteht darin, daß in diesem Beispiel die minimale Strömungsrate, bei der eine zufriedenstellende Reinigung sichergestellt wird, von etwa 5 auf 2 dm³/min reduziert wird.
In einer weiteren Modifikation können die Wirbel oder eine andere Turbulenz in der strömenden Flüssigkeit, die dazu dienen, die Fasern für eine Reinigungswirkung zu bewegen, nicht durch einen stumpfen Körper stromaufwärts von den Faserenden erzeugt werden sondern durch irgendeine andere Komponente in dem Strömungsweg. Man erwartet beispielsweise, daß eine Öffnung, die einer Strömungszelle als Einlaß dient, unter geeigneten Strömungsbedingungen Wirbel oder eine andere Turbulenz erzeugen kann, die ausreicht, um die Faserenden für eine Reinigungswirkung zu bewegen.
Es ist möglich, dieses Merkmal mit der Verwendung einer Öffnungsplatte, wie der zuvor beschriebenen, zu kombinieren. Somit wird beispielsweise in Figur 4 eine Öffnungsplatte 60 gezeigt, die eine zylinderförmige Abdeckung von reinigenden Filamenten 64 trägt. Wie man genauer in den Figuren 5 und 6 erkennt, stellt die kreisförmige Innenkante 66 der ringförmigen Öffnungsscheibe 60 für die festen Enden der Filamente 64 eine Verankerung bzw. Befestigung dar. Diese können an die Kante 66 mit Hilfe eines Epoxy-Klebers oder anderer geeigneter Klebstoffe angeklebt sein.
Man sollte erkennen, daß diese Erfindung, obwohl sie mit dem Beispiel von pH- Elekroden beschrieben worden ist, eine weitergehende Anwendung auf andere potentiometrische Sensoren besitzt, auf elektrometrische Sensoren im allgemeinen und auf noch eine größere Vielzahl von Sensoren, die eine Sensoroberfläche aufweisen, die in Kontakt mit einer Probenströmung steht und anfällig auf Verunreinigungen ist. Die Sensoroberfläche könnte in einer Variante ein optisches Fenster umfassen, durch das lasergestützte Messungen oder andere optische Messungen von Probenparametern durchgeführt werden.
Die Verunreinigungen oder verunreinigenden Mittel, die durch Verwendung der vorliegenden Erfindung entfernt oder vermieden werden, werden gleichermaßen in einem großen Bereich variieren und werden sich niederschlagende Stoffe, hydrophobe Suspensionen und eine Reihe von Feststoffresten einschließen. In gewissen Fällen wird die vorliegende Erfindung wirkungsvoll sein, um Luft oder andere Gasblasen zu entfernen oder abzulösen, die sonst einen Sensorbetrieb beeinträchtigen würden. Während die Beispiele in dieser Beschreibung aus wäßrigen Strömungen ausgewählt worden sind, kann die Erfindung mit geeigneten Sensoren auf anderen Flüssigkeitsumgebungen angewendet werden.

Claims

1. Sensor zur Bestimmung von Parametern einer strömenden Flüssigkeit, der eine Sensoroberfläche aufweist, die im Einsatz die Flüssigkeit berührt, und reinigende Mittel, um die Sauberkeit der Sensoroberfläche aufrechtzuerhalten, und der eine Anzahl von reinigenden Filamenten umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die reinigenden Filamente (32) an entsprechenden ersten Enden in ortsfester Position relativ zu der Sensoroberfläche (20) befestigt sind, und durch die Wirkung von Turbulenz in der strömenden Flüssigkeit an entsprechenden zweiten Enden bewegbar sind, wobei die Bewegung der entsprechenden zweiten Enden der Filamente eine reinigende Wirkung über zumindest einen Teil der Sensoroberfläche schafft.

2. Sensor nach Anspruch 1, der zusätzlich einen stumpfen Körper (34) umfaßt, der im allgemeinen stromaufwärts von den reinigenden Filamenten plaziert ist und im Einsatz dazu dient, Flüssigkeitswirbel abzulösen, die in der Lage sind, die reinigenden Filamente an ihren entsprechenden zweiten Enden zu bewegen.

3. Sensor nach Anspruch 2, bei dem die reinigenden Filamente (32) an ihren entsprechenden ersten Enden an dem stumpfen Körper (34) befestigt sind.

4. Sensor nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, in einer Form, die erste und zweite fühlende Elemente umfaßt, wobei das erste fühlende Element (22, 34) in Bezug auf die Bewegung der reinigenden Filamente (32) über eine fühlende Oberfläche des zweiten fühlenden Elements (20) als ein stumpfer Körper dient.

5. Sensor nach Anspruch 2, der zusätzlich eine Drosseleinrichtung (50) umfaßt, die stromaufwärts von dem stumpfen Körper (34) plaziert ist und dazu dient, die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit zu erhöhen.

6. Sensor nach Anspruch 5, bei dem die Drosseleinrichtung eine Öffnungsscheibe (50) umfaßt.

7. Sensor nach Anspruch 6, bei dem die entsprechenden ersten Enden der reinigenden Filamente (64) an der Öffnungsscheibe (60) befestigt sind.

8. Sensor nach Anspruch 1 oder Anspruch 7, bei dem die reinigenden Filamente (64) in einer zylinderförmigen Abdeckung bzw. Wirbelwand (62) angeordnet sind.

9. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedes reinigende Filament ein Länge-zu-Stärke-Verhältnis von mindestens 100:1 aufweist.

10. Sensor nach Anspruch 9, bei dem jedes reinigende Filament ein Länge-zu-Stärke- Verhältnis von mindestens 500:1 aufweist.

11. Sensor nach Anspruch 10, bei dem jedes reinigende Filament ein Länge-zu-Stärke- Verhältnis von mindestens 1000:1 aufweist.

12. Verfahren zum Erhalten der Sauberkeit der fühlenden Oberfläche eines elektrometrischen Sensors, wobei ein Bündel von reinigenden Filamenten verwendet wird, welche reinigende Oberfläche in einer Strömung von Flüssigkeit angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Schritte, daß das Bündel von reinigenden Filamenten in ortsfester Beziehung zu der reinigenden Oberfläche bereitgestellt wird, wobei eine wesentliche Anzahl der reinigenden Filamente die fühlende Oberfläche an deren entsprechenden freien Enden berührt; und daß in dem Bereich der reinigenden Filamente ein Grad von Flüssigkeitsströmungsturbulenz geschaffen wird, der im Hinblick auf die Länge, die Stärke und das Material der reinigenden Filamente ausreicht um zu bewirken, daß sich die freien Enden der reinigenden Filamente mit tatsächlich reinigender Wirkung über die fühlende Oberfläche bewegen.

13. Ein Sensoroberfläche reinigendes Element, das eine Anzahl von reinigenden Filamenten umfaßt, zur Verwendung mit einem Sensor, der eine fühlende Oberfläche aufweist, die im Einsatz von einer Flüssigkeitsströmung berührt wird, gekennzeichnet durch das Bereitstellen einer Befestigung (34, 60), die in ortsfester und unbeweglicher Beziehung zu der fühlenden Oberfläche (20) plaziert ist, wobei die Anzahl von reinigenden Filamenten (32, 64) entsprechende erste Enden aufweist, die an der Befestigung gesichert angebracht sind, und dadurch in einer ortsfesten Stellung relativ zu der Sensoroberfläche, und entsprechende zweite Enden, die im Einsatz mit reinigender Wirkung frei bewegbar über die fühlende Oberfläche sind, wobei jedes Filament ein Länge-zu-Stärke-Verhältnis von mindestens 500:1 aufweist.

14. Reinigendes Element nach Anspruch 13, wobei die Befestigung eine Buchse bzw. ein Röhrchen (34) umfaßt, um darauf ein Referenzelement anzubringen, an den Sensor anliegend angeordnet.

15. Reinigendes Element nach Anspruch 14, wobei die Befestigung einen Kreisring (60) umfaßt, der in einer Einlaßöffnung einer fühlenden Kammer angeordnet werden kann.