WO2004104576A1 - Vorrichtung zum fördern eines fluidvolumens, gerät und verfahren zur analyse desselben - Google Patents

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    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N2001/2244—Exhaled gas, e.g. alcohol detecting

Definitions

  • the invention relates to a conveying device for conveying a fluid volume in or through a measuring chamber of a device for analyzing the fluid volume, e.g. for determining the concentration of a substance contained therein, such as the alcohol concentration in the breath of a subject, a substance concentration from ambient air samples, from gas samples, exhaust gases and the like.
  • a suitable device and method for analyzing the fluid volume is specified.
  • the concentration is not determined directly, but rather the amount of a species converted from the fluid flowing past on a sensor surface in a certain period of time.
  • the concentration of the sought component (s) in the fluid it is necessary to provide the measuring device with a defined volume of a fluid sample.
  • the present invention is also directed to other measurement methods in which the concentration of the component to be examined in the fluid is determined per defined volume.
  • gaseous fluid supply a reproducible gaseous sample of defined volume is taken and fed to a corresponding sensor, which can carry out the desired analysis of the fluid sample.
  • breath alcohol testing devices for determining the alcohol concentration in a subject's exhaled air must work extremely precisely, since incorrect measurements can have far-reaching negative consequences for the subject.
  • these devices are often used outdoors under adverse and strongly changing weather conditions, which can result in a further uncertainty factor in the measurement accuracy.
  • the devices must be easy to carry by the user, for example a patrol officer, and be ready to use immediately.
  • the measurement sample during an exhalation stroke from the test person's exhaled air To do this, the subject blows through a mouthpiece into a blowpipe open on both sides. An inlet duct branches off from this blowpipe, through which a defined amount of exhaled air can be drawn in.
  • a sampling device for breath alcohol measurement which contains an electrochemical sensor, a feed pump and an evaluation and control unit.
  • a check valve with a blocking effect in the gas flow direction to the electrochemical sensor, a subsequent buffer volume and a pump adjoining the buffer volume are also arranged behind the electrochemical sensor.
  • the feed pump is designed as a diaphragm pump with a defined delivery rate, an exact breath sample always being taken from a certain pressure.
  • the disadvantage of this, however, is that complex devices for measuring the pressure are necessary. This makes the known sampling device very expensive.
  • DE 38 12 235 A1 discloses a breath analyzer with an analysis chamber and a sensor arranged therein. By means of a movable channel element, samples are fed to the analysis chamber using a mechanical dosing device.
  • a mechanical dosing device By means of a movable channel element, samples are fed to the analysis chamber using a mechanical dosing device.
  • the dosage of the breath sample is determined as a function of the blow-out pressure, which can vary individually from subject to subject. The dosing of the breath sample is therefore not exactly reproducible.
  • DE 39 04 994 A1 proposes a device for conveying a measurement sample into the measurement chamber of a sensor.
  • a defined sample is sucked in from the blow-out breath flow of a test person by means of a piston-cylinder unit designed as a conveying element.
  • the aspirated sample passes through a sensor element with each suction stroke of the piston. Once the piston has reached its end position (dead center), no further breath samples are taken. This ensures that an always reproducible amount of sample has passed through the sensor element.
  • the piston is moved back and forth in the cylinder by means of a connecting rod which is connected to an eccentric disk which is driven by an engine.
  • a device for conveying a test sample into the measuring chamber of an alcohol measuring device in which a breath sample is also taken from the blow-out breath flow by means of a piston-cylinder unit as a conveying element.
  • the piston is moved via a piston rod protruding from the cylinder space by means of a downstream electric linear motor.
  • the coil of the linear motor is arranged in such a way that the extended piston rod extends beyond the piston-cylinder unit a little into the coil of the downstream linear motor.
  • the aim of the invention is to improve a conveying device for conveying a fluid volume in such a way that this device delivers an exactly reproducible fluid volume, yet is simple and small and preferably requires a low energy consumption in use. Furthermore, the invention would like to provide a suitable device and method for analyzing the fluid volume.
  • the invention achieves this aim by a device with the features of claim 1, an analysis device with the features of claim 13 and a method with the features of claim 1 6.
  • Preferred exemplary embodiments are specified in the respective dependent claims.
  • the invention then provides a delivery device for delivering a volume of fluid into or through a measuring chamber of a device for analyzing the volume of fluid, e.g. for determining the concentration of a substance contained therein, such as the alcohol concentration in the breath of a subject, a substance concentration from ambient air samples, from gas samples, exhaust gases and the like, the conveying device comprising an electromotive piston-cylinder unit which is connected to a fluid supply stands, and the piston has magnetic, electrical and / or electromagnetic properties and can be excited via a / arranged around the cylinder / s coil or coil element to promote the fluid volume.
  • a delivery device for delivering a volume of fluid into or through a measuring chamber of a device for analyzing the volume of fluid, e.g. for determining the concentration of a substance contained therein, such as the alcohol concentration in the breath of a subject, a substance concentration from ambient air samples, from gas samples, exhaust gases and the like
  • the conveying device comprising an electromotive piston-cylinder unit which is connected to
  • Analysis of the fluid volume is understood here to mean, for example: detection of one component, determination of one or more components, indication of the concentration of one or more components, in each case in the examined fluid volume, e.g. the determination of an indication of the concentration of alcohol or other components in the breath of a subject.
  • the piston preferably has or is formed from a permanent magnetic element, and at least a portion of the cylinder is radially surrounded by the coil such that the piston is electromagnetically movable in a first direction when the coil is excited.
  • a conveyor device designed in this way can be produced quickly, easily and inexpensively due to the small number of components.
  • Another advantage of this design is that the piston can be moved directly by inductive coupling with largely negligible energy losses.
  • the piston can be viewed directly as a rotor and the coil as a stator. Because no return spring is required, further energy savings can be achieved. The efficiency that can be achieved is high.
  • the coil is arranged very close to the piston, whereby a further miniaturization is achieved.
  • the piston When moving in the first direction, the piston preferably executes an intake stroke, as a result of which the fluid volume is conveyed into or through the measuring chamber.
  • This embodiment proves to be particularly advantageous in that an always reproducible fluid volume is conveyed into or through the measuring chamber, as a result of which the measurement can be carried out precisely.
  • the piston When the coil is excited in reverse, the piston can preferably be moved electromagnetically in a second direction. This embodiment does not require a return spring, which would lead to increased energy consumption during operation of the conveyor device.
  • the piston preferably executes a blow-out stroke when moving in the second direction.
  • the fluid volume is thereby conveyed out of the measuring chamber. It has proven to be particularly advantageous that this blow-out stroke can only be carried out by reversing the polarity of the electromagnetic field (reverse excitation of the coil).
  • the conveying device is thus very energy-efficient, as a result of which, for example, a portable exhaust gas or alcohol measuring device equipped with this conveying device requires fewer batteries or a smaller and / or lighter battery unit and is therefore lighter overall.
  • the peripheral region of the piston and / or the inner wall of the cylinder is preferably formed from a material with a low coefficient of friction and with a low coefficient of thermal expansion.
  • the peripheral region of the piston is at least partially made of glass.
  • the circumference of the piston is at least partially made of graphite, ceramic, Teflon or graphite-containing material, for example graphitized coal dust.
  • the inner region of the cylinder is preferably made of glass.
  • one or both of the end faces of the cylinder is / are at least partially ferromagnetic or have a ferromagnetic element.
  • An advantage of such a configuration is that the piston, which e.g. has magnetic or electromagnetic properties, is thus held in each case at the end positions of the cylinder, without the need to use energy. This increases the lifespan of the batteries.
  • a switching element is arranged, which triggers a control signal on the respective end face of the cylinder when the piston contacts.
  • the measuring process can thus be monitored easily and reliably, e.g. determine whether the piston is actually in the rest position or measuring position. If the at least one switching element does not trigger a control signal, even though the piston should be in one of the positions, this means, for example, that too little fluid volume has been drawn in. In such a case, the analysis result would be discarded and a new analysis carried out.
  • the switching element is designed as a reed switch.
  • the invention further provides an apparatus for analyzing a fluid volume, in particular for determining a substance concentration such as the alcohol concentration in the breath of a subject, a substance concentration from ambient air samples, from gas samples, exhaust gases and the like, comprising: a conveying device for conveying the fluid volume according to of the above type; a measuring chamber in communication with the conveying device, which contains a device for analyzing the fluid volume, and a fluid supply unit in communication with the conveying device and the measuring chamber, from which the fluid volume is conveyed into the measuring chamber under the action of the conveying device.
  • the analyzer designed in this way thus contains only a few components, which makes it inexpensive to manufacture.
  • the fluid volume is conveyed out of the fluid supply unit by means of the conveying device through an input channel connected to the fluid supply unit, and is guided along through the measuring chamber arranged between the input channel and the conveying device.
  • the analysis device further contains an alarm device which is connected to the at least one switching element, the alarm device triggering an alarm in response to the control signal if the piston does not move to a rest position and / or after the end of the suction stroke at the start of an intake stroke is at an end position. It can thus be ensured that a reproducible, defined fluid volume is always drawn in and guided through the measuring chamber.
  • the invention also provides a method for analyzing a volume of fluid, in particular for determining a substance concentration such as the alcohol concentration in the breath of a subject, a substance concentration from ambient air samples, from gas samples, exhaust gases and. the like, using the above conveying device, wherein the piston performs a suction stroke through which the volume of fluid is conveyed into the measuring chamber, where it remains during the analysis.
  • the piston further preferably carries out a blowout stroke, the analyzed fluid volume being pushed out of the measuring chamber.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of a device according to the invention for analyzing a fluid volume
  • Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of an inventive
  • Fig. 1 shows a schematic structure of the essential components of a device for analyzing a fluid volume. It is clear to the person skilled in the art that such a device also has the usual further components, such as housings, switching, control, power supply and / or display devices, which are described here are not shown.
  • the present device can, for example, be a detection device for determining the alcohol concentration in the respiratory resp. Exhale air, so-called breath alcohol testing device, act. Nevertheless, the invention is not limited to this, but rather includes any measurements and analyzes of substances and components in a fluid to be examined, preferably a gaseous fluid.
  • a breath alcohol tester shown schematically in Fig. 1 contains a fluid supply device 2 in the form of e.g. exchangeable blowpipe, which is open at both ends and has a mouthpiece 4 at the front end, which a subject, not shown, takes in his mouth and blows his exhaled air through the fluid supply device 2 in the direction of the arrows shown.
  • a fluid supply device 2 in the form of e.g. exchangeable blowpipe, which is open at both ends and has a mouthpiece 4 at the front end, which a subject, not shown, takes in his mouth and blows his exhaled air through the fluid supply device 2 in the direction of the arrows shown.
  • an inlet channel 6 branches off from the fluid supply device 2 into a measuring chamber 8 of the device.
  • the measuring chamber 8 contains a device 10 for analyzing the branched fluid volume, i.e. the breathed air sample shown.
  • This device 10 can generally be a sensor or a measuring sensor, which is designed to e.g. to carry out an electrochemical
  • a conveying device 12 in flow connection connects to the measuring chamber 8.
  • the measuring chamber 8 and the conveying device 12 are connected to one another by means of a sealed line 14.
  • the conveying device 12 serves to suck in a defined breath air sample from the test person's exhaled air located in the fluid supply device 2.
  • a defined and reproducible fluid volume is conveyed from the breathing air contained in the fluid storage device 2 into the measuring chamber 8 and along the analysis device 10, for example in order to carry out the coulometric alcohol concentration measurement mentioned above.
  • the conveying device 12 has a piston-cylinder unit as the conveying element, a free-running piston 16 sealingly sealingly against the inner wall of a cylinder 18 enclosed in a cylinder body 17.
  • the design of the conveyor device 12 is explained in more detail in connection with FIG. 2.
  • the piston 16 contains a permanent magnet 20 which is arranged in the longitudinal direction of the piston 16.
  • a coil 22 or a similar electrical line is arranged radially on the outside.
  • a current for example direct current
  • this coil 22 If a current, for example direct current, is applied to this coil 22, an electromagnetic field builds up, which interacts with the magnetic piston 16 and, depending on the field direction, for charging or discharging the cylinder space and thus for conveying the fluid volume, the piston 1 6 can move back and forth, as will be explained in more detail below.
  • the conveying device 1 2 for conveying the fluid volume works, as far as it has been described so far, according to the following method: In the rest position, the piston 16 is at the stop with the left end face 1 9 of the cylinder 1 8 shown in FIG. 1. If a subject If breathing air is blown into the fluid supply device 2, a measurement of a breath sample is initiated by the device, whereupon the piston 1 6 is moved from the rest position to the measuring position (stop with the right end face 21 of the cylinder 1 8). For this purpose, the coil 22 is acted upon by a direct current which is polarized in such a way that an attractive force is exerted on the magnetic piston 16 in the direction of the rear end face 21 of the cylinder 18.
  • the resulting movement of the piston 16 creates a negative pressure in the cylinder 1 8, which leads to the suction of a defined breathing air volume from the fluid supply device 2, which corresponds exactly to the hollow volume of the cylinder 1 8.
  • This aspirated breathing air volume is passed through the measuring chamber 8, and by means of the analysis device 10 the alcohol concentration in the fluid volume is measured during the residence time in the measuring chamber 8.
  • the coil 22 is polarized opposite, so that the piston 1 6 by electromagnetic repulsive force from the measuring position (stop on the right end face 21 of the cylinder 1 8 in Fig. 1) back to the rest position (stop on the left end face 1 9 of the Cylinder 1 8 in Fig. 1) is moved.
  • the measuring chamber 8 and the cylinder 1 8 are completely emptied of the measured fluid volume by simply blowing it out through the fluid channel in the opposite direction.
  • the device is then ready for a new measurement. So that no negative pressure or positive pressure is created between the right end face 21 of the cylinder 18 and the right side of the piston 16, a ventilation opening 24 is provided on the right end face 21 of the cylinder 18.
  • Fig. 2 shows the conveyor device 1 2 in more detail in a cross-sectional view.
  • the piston 1 6 is shown, which in this embodiment has a magnetic see core in the form of a permanent magnet 20 contains.
  • the peripheral portion 26 of the piston 1 6 is made of glass, for example.
  • the inner wall 28 of the cylinder 1 8 can also be made of glass. Both glass surfaces 26, 28 are precisely ground on each other, whereby an equally good seal with sufficient fit is achieved.
  • the peripheral portion 26 of the piston 1 6 can be formed from a graphite ring which runs in the glass cylinder 28 of the cylinder 1 8. As a result, a good seal with sufficient accuracy of fit and a very low coefficient of friction are achieved.
  • the coil 22 can be arranged on the front region of the cylinder body 17, in which case a measuring stroke (movement into the measuring position) of the piston 16 is carried out by electromagnetic repulsion.
  • the end faces 1 9, 21 of the cylinder 1 8 are formed in this embodiment from a ferromagnetic material or have an element made from a ferromagnetic material.
  • the piston 16 is held at the end positions solely by magnetic interaction, even without generating an electromagnetic field through the outer coil 22.
  • a switching element 29 is also arranged on the rear end face 21 of the cylinder 1 8, which triggers a control signal when the piston 1 6 contacts the end face 21 of the cylinder. 1 8.
  • the measuring process can thus be monitored simply and reliably, for example to determine whether the piston 1 6 has actually reached the measuring position. If the switching element 29 does not trigger a control signal, although the piston 16 should be in its measuring position, this means, for example, that an insufficient fluid volume has been sucked in. The analysis would thus be falsified. In such a case, the measurement result would be rejected and a new analysis carried out.
  • the switching element 29 is preferably a reed switch.
  • a reed switch triggers a control signal when a magnetic field approaches.
  • the advantage of this is that the piston 1 6 can trigger the control signal through its permanent magnet 20 when approaching the reed switch. It is also advantageous that the piston 1 6 is not in direct contact with the Reed switch needs to stand, but also a distance of a few millimeters is sufficient to trigger the control signal. This solution therefore proves to be very low in wear.
  • the cylinder space that serves to hold the fluid volume (that is, the cylinder space between the left end faces of cylinder 18 and piston 16) can have an outlet valve 30 through which the fluid volume can be blown out very quickly and completely after the measurement.
  • the outlet valve 30 can be opened to draw fresh air into the cylinder 18. This can ensure that any remaining amounts of the fluid volume can not falsify the subsequent analysis. This aeration can be further improved by rapidly moving the piston 16 back and forth.
  • This embodiment proves to be advantageous since the cylinder 18 and the measuring chamber can thus be ventilated quickly and easily without residues, in particular in the measuring chamber.
  • the blow-in and blow-out strokes can be carried out several times in succession for better ventilation. Due to this rapid ventilation, several analyzes can be carried out in quick succession without measuring errors occurring.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung (12) zum Fördern eines Fluidvolumens in oder durch eine Messkammer (8) eines Gerätes zur Analyse des Fluidvolumens, z.B. zur Bestimmung der Konzentration eines darin enthaltenen Stoffes wie etwa zur Bestimmung der Alkoholkonzentration in der Atemluft eines Probanden, wobei die Fördervorrichtung (12) eine elektromotorisch betriebene Kolben-Zylindereinheit (16, 18) aufweist, wobei der Kolben (16) magnetische, elektrische und/oder elektromagnetische Eigenschaften aufweist und über eine um den Zylinder (18) herum angeordnete Spule (22) zur Förderung des Fluidvolumens erregbar ist. Ausserdem wird ein hierfür geeignetes Gerät und Verfahren zur Analyse des Fluidvolumens angegeben.

Description

Vorrichtung zum Fördern eines Fluidvolumens, Gerät und Verfahren zur Analyse desselben
Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung zum Fördern eines Fluidvolumens in oder durch eine Meßkammer eines Gerätes zur Analyse des Fluidvolumens, z.B. zur Bestimmung der Konzentration eines darin enthaltenen Stoffes, wie etwa der Alkoholkonzentration in der Atemluft eines Probanden, einer Stoffkonzentration aus Luftproben der Umgebung, aus Gasproben, Abgasen und dergleichen. Außerdem wird ein hierfür geeignetes Gerät und Verfahren zur Analyse des Fluidvolumens angegeben.
Bekanntlich ist zur Untersuchung eines Fluids, um z.B. die Zusammensetzung und/oder den Anteil einzelner Komponenten zu bestimmten, eine exakte und reproduzierbare Bestimmung des zu untersuchenden Fluidvolumens unabdingbar. Dies gilt vor allem für sog. coulometrische Meßverfahren. Bei einem solchen Verfahren wird nicht unmittelbar die Konzentration bestimmt, sondern die Menge einer an einer Sensoroberfläche in einem bestimmten Zeitraum aus dem vorbeiströmenden Fluid umgewandelten Spezies. Um aus der gemessenen Menge auf die Konzentration der gesuchten Komponente(n) im Fluid schließen zu können, ist es erforderlich, der Meßvorrichtung ein definiertes Volumen einer Fluid- probe bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung richtet sich aber auch auf andere Meßmethoden, bei welchen die Konzentration der zu untersuchenden Komponente im Fluid pro definiertem Volumen ermittelt wird. Dabei wird aus einem z.B. gasförmigen Fluidvorrat eine jeweils reproduzierbare gasförmige Probe definierten Volumens entnommen und einem entsprechenden Sensor zugeführt, welcher die gewünschte Analyse der Fluidprobe durchführen kann.
Beispielsweise Atemalkoholprüfgeräte zum Bestimmen der Alkoholkonzentration in der Ausatemluft eines Probanden müssen äußerst exakt arbeiten, da fehlerhafte Messungen weitreichende negative Folgen für den Probanden haben können. Hinzukommend werden diese Geräte oft unter widrigen und stark wechselnden Witterungsbedingungen im Freien verwendet, was einen weiteren Unsi- cherheitsfaktor in der Meßgenauigkeit nach sich ziehen kann. Außerdem müssen die Geräte vom Benutzer, beispielsweise einem Streifenpolizisten, einfach mitzuführen und sofort einsetzbar sein. Üblicherweise erfolgt die Entnahme der Mess- probe während eines Ausatemhubes aus der Ausatemluft des Probanden. Dazu bläst der Proband über ein Mundstück in ein beidseitig offenes Blasrohr. Von diesem Blasrohr zweigt ein Eingangskanal ab, durch den eine definierte Menge der Ausatemluft angesaugt werden kann. Es ist jedoch problematisch, stets eine exakt reproduzierbare Ansaugmenge (Fluidvolumen) aus dieser Ausatemluft abzuteilen.
Aus der DE 296 19 660 U1 ist ein Probenahmegerät für die Atemalkoholmessung bekannt, welches einen elektrochemischen Sensor, eine Förderpumpe und eine Auswerte- und Steuereinheit enthält. Hinter dem elektrochemischen Sensor ist ferner ein Rückschlagventil mit Sperrwirkung in Gasströmungsrichtung zum elektrochemischen Sensor, ein nachfolgendes Puffervolumen und eine an das Puffervolumen anschließende Pumpe angeordnet. Die Förderpumpe ist dabei als Membranpumpe mit einer definierten Förderleistung ausgebildet, wobei ab einem bestimmten Druck stets eine exakte Atemprobe entnommen wird. Nachteilig hieran ist aber, daß aufwendige Vorrichtungen zum Messen des Druckes notwendig sind. Dies gestaltet das bekannte Probenahmegerät als sehr teuer.
Die DE 38 12 235 A1 offenbart ein Atemanalysegerät mit einer Analysekammer und einem darin angeordneten Sensor. Mittels eines beweglichen Kanalelemen- tes werden Proben unter Verwendung einer mechanischen Dosiervorrichtung der Analysekammer zugeführt. Nachteilig hieran ist, daß die Dosierung der Atemprobe in Abhängigkeit von dem Ausblasdruck bestimmt wird, welcher individuell von Proband zu Proband variieren kann. Somit ist die Dosierung der Atemprobe nicht exakt reproduzierbar.
Die DE 39 04 994 A1 schlägt eine Vorrichtung zur Förderung einer Meßprobe in die Meßkammer eines Meßfühlers vor. Hierbei wird aus dem Ausblasatemstrom eines Probanden eine definierte Probe mittels einer als Förderelement ausgebildeten Kolben-Zylindereinheit angesaugt. Die angesaugte Probe durchläuft bei jedem Ansaughub des Kolbens ein Sensorelement. Hat der Kolben seine Endposition (Totpunkt) erreicht, so wird keine weitere Atemprobe mehr angesaugt. Somit wird gewährleistet, daß eine stets reproduzierbare Probenmenge das Sensorelement durchlaufen hat. Der Kolben wird mittels einer Pleuelstange im Zylinder hin und her bewegt, welche mit einer Exzenterscheibe verbunden ist, die von einem Motor angetrieben wird. Nachteilig hieran ist, daß der mechanische Aufbau des Kolbenantriebes wartungsanfällig ist und verhältnismäßig viel Raum in Anspruch nimmt, wodurch die gesamte Vorrichtung groß und unhandlich wird. Außerdem ist nachteilig, daß der Antrieb viel Energie bedarf, weshalb eine tragbare Vorrichtung mit großen leistungsfähigen Batterien ausgerüstet werden muß, die zu einem erhöhten Gewicht der Vorrichtung beitragen. Zusätzlich kann es, bedingt durch den nicht geradlinigen Pleuelstangen-Antrieb, zu Verkantungen des Kolbens innerhalb des Zylinders kommen. Dadurch nimmt mit der Zeit die Dichtung zwischen Kolben und Zylinder ab, was zur Folge hat, daß ein geringerer Unterdruck erzeugt und damit ein geringeres Probenvolumen angesaugt wird. Dies führt im Umkehrschluß zu einem fehlerhaften Messergebnis.
Von der Fa. Alcohol Counter Measure Systems Corporation (ACS), Ontario, Kanada, ist ferner eine Vorrichtung zur Förderung einer Meßprobe in die Meßkammer eines Alkoholmeßgeräts bekannt, bei welcher ebenfalls eine Atemprobe mittels einer Kolben-Zylindereinheit als Förderelement aus dem Ausblasatemstrom entnommen wird. Hierbei wird der Kolben über eine aus dem Zylinderraum herausragende Kolbenstange mittels eines nachgeschalteten elektrischen Linearmotors bewegt. Die Spule des Linearmotors ist derart angeordnet, daß die verlängerte Kolbenstange über die Kolben-Zylindereinheit hinaus ein stückweit in die Spule des nachgeschalteten Linearmotors hineinragt. Somit wird die Stange des Kolbens bei Erregung der Spule vollständig in den Linearmotor aufgenommen, wobei der Kolben von der Ruheposition zur Endposition bewegt wird. Bei Abschaltung der Spulenerregung wird das elektromagnetische Feld abgebaut und der Kolben mittels einer Rückstellfeder wieder in die Ruheposition zurück bewegt. Nachteilig hieran ist, daß diese Vorrichtung sehr viel Energie benötigt, da beim Bewegen des Kolbens in die Endposition zusätzlich die Federkraft der Rückstellfeder überwunden werden muß. Dadurch, daß zusätzlich ein Linearmotor in Verbindung mit der Kolben-Zylindereinheit angeordnet ist, ist die Vorrichtung insgesamt verhältnismäßig lang ausgestaltet, weswegen sie in dem Alkohol-Meßgerät sehr viel Raum benötigt.
Die Erfindung hat zum Ziel, eine Fördervorrichtung zum Fördern eines Fluidvolumens dahingehend zu verbessern, daß diese Vorrichtung ein exakt reproduzierbares Fluidvolumen fördert, dennoch einfach und klein aufgebaut ist und bevorzugt im Gebrauch eine geringe Energieaufnahme benötigt. Ferner möchte die Erfindung ein hierfür geeignetes Gerät und Verfahren zur Analyse des Fluidvolumens bereit stellen. Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 , ein Analysegerät mit den Merkmalen von Anspruch 13 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 6. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
Danach schafft die Erfindung eine Fördervorrichtung zum Fördern eines Fluidvolumens in oder durch eine Meßkammer eines Gerätes zur Analyse des Fluidvolumens, z.B. zur Bestimmung der Konzentration eines darin enthaltenen Stoffes, wie etwa der Alkoholkonzentration in der Atemluft eines Probanden, einer Stoffkonzentration aus Luftproben der Umgebung, aus Gasproben, Abgasen und dergleichen, wobei die Fördervorrichtung eine elektromotorisch betriebene Kolben-Zylindereinheit enthält, die mit einem Fluidvorrat in Verbindung steht, und deren Kolben magnetische, elektrische und/oder elektromagnetische Eigenschaften aufweist und über eine/ein um den Zylinder herum angeordnete/s Spule oder Spulenelement zur Förderung des Fluidvolumens erregbar ist. Unter Analyse des Fluidvolumens wird vorliegend beispielsweise verstanden: ein Nachweis eines Bestandteils, eine Bestimmung eines oder mehrerer Bestandteile, eine Konzentrationsangabe eines oder mehrerer Bestandteile, jeweils im untersuchten Fluidvolumen, z.B. die Bestimmung einer Konzentrationsangabe von Alkohol oder anderen Komponenten in der Ausatemluft eines Probanden.
Vorzugsweise weist der Kolben ein permanentmagnetisches Element auf oder ist aus einem solchen ausgebildet, und zumindest ein Abschnitt des Zylinders ist radial von der Spule umgeben, derart, daß der Kolben bei einer Erregung der Spule elektromagnetisch in eine erste Richtung bewegbar ist. Eine derart ausgebildete Fördervorrichtung ist aufgrund der geringen Anzahl an Komponenten schnell, einfach und kostengünstig herstellbar. Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung liegt darin, daß der Kolben unter weitgehend vernachlässigbaren Energieverlusten durch die induktive Kopplung direkt bewegt werden kann. Bei einem Vergleich zwischen der hier angegebenen Kolben/Spulen-Einheit und einer herkömmlichen elektromotorischen Pumpe können der Kolben direkt als Rotor und die Spule als Stator agierend angesehen werden. Dadurch, daß keine Rückstellfeder benötigt wird, läßt sich eine weitere Energieeinsparung erzielen. Der somit erreichbare Wirkungsgrad ist hoch. Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung liegt darin, daß die Spule sehr nah am Kolben angeordnet ist, wodurch eine weitere Miniaturisierung erreicht wird. Vorzugsweise führt der Kolben bei einer Bewegung in die erste Richtung einen Ansaughub aus, wodurch das Fluidvolumen in oder durch die Meßkammer gefördert wird. Es erweist sich durch diese Ausgestaltung als besonders vorteilhaft, daß ein stets reproduzierbares Fluidvolumen in oder durch die Meßkammer gefördert wird, wodurch die Messung genau durchführbar ist. Vorzugsweise ist der Kolben bei einer umgekehrten Erregung der Spule elektromagnetisch in eine zweite Richtung bewegbar. Durch diese Ausführungsform ist keine Rückstellfeder erforderlich, welche im Betrieb der Fördervorrichtung zu einer erhöhten Energieaufnahme führen würde.
Vorzugsweise führt der Kolben bei einer Bewegung in die zweite Richtung einen Ausblashub aus. Dadurch wird das Fluidvolumen aus der Meßkammer herausgefördert. Es erweist sich als besonders vorteilhaft, daß dieser Ausblashub lediglich mittels einer Umpolung des elektromagnetischen Feldes (umgekehrte Erregung der Spule) ausgeführt werden kann. Somit ist die Fördervorrichtung sehr energieeffizient, wodurch beispielsweise ein mit dieser Fördervorrichtung ausgestattetes tragbares Abgas- oder Alkoholmeßgerät weniger Batterien oder eine kleinere und/oder leichtere Akkueinheit benötigt und somit insgesamt leichter ist.
Vorzugsweise ist Umfangsbereich des Kolbens und/oder die Innenwand des Zylinders aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizient und mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizient ausgebildet. Beispielsweise ist der Umfangsbereich des Kolbens zumindest teilweise aus Glas ausgebildet. Dadurch wird, insbesondere bei ausreichender Paßgenauigkeit, wobei die Laufflächen aufeinander eingeschliffen sind, eine gleich gute Abdichtung für einen großen Temperaturbereich ermöglicht. In einer alternativen Ausgestaltung ist der Umfang des Kolbens zumindest teilweise aus Graphit, Keramik, Teflon oder graphithaltigem Material, z.B. graphitiertem Kohlenstaub, ausgebildet. Dazu ist der innenbereich des Zylinders vorzugsweise aus Glas ausgebildet. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß durch die Schmiereigenschaften des Graphits ein sehr geringer Reibungskoeffizient erzielt wird, so daß eine geringe Reibung bei hoher Dichtigkeit entsteht. Damit wird der Wirkungsgrad der Fördervorrichtung erhöht, wodurch sie weniger Energie benötigt. Zugleich wird eine hohe Lebensdauer durch sehr geringen Abrieb erreicht. Es erweist sich weiterhin als vorteilhaft, das Glas und Graphit chemisch inert sind, so daß Korrosionsgefahr durch Be- standteile in der Meßprobe oder eventuell enthaltene Chemikalien keine nachteiligen Auswirkungen haben.
Vorzugsweise ist/sind eine oder beide der Stirnflächen des Zylinders zumindest teilweise ferromagnetisch ausgebildet oder weisen ein ferromagnetisches Element auf. Ein Vorteil einer derartigen Ausgestaltung liegt darin, daß der Kolben, welcher z.B. magnetische oder elektromagnetische Eigenschaften hat, somit jeweils an den Endpositionen des Zylinders gehalten wird, ohne daß Energie aufgewendet zu werden braucht. Somit wird die Lebensdauer der Batterien erhöht.
Vorzugsweise ist an mindestens einer Stelle, z.B. der Stirnseite des Zylinders, ein Schaltelement angeordnet, welches bei Kontakt des Kolbens an der jeweiligen Stirnfläche des Zylinders ein Steuersignal auslöst. Somit kann der Meßvorgang einfach und sicher überwacht werden, um z.B. festzustellen, ob der Kolben tatsächlich in Ruheposition bzw. Meßposition ist. Wenn das mindestens eine Schaltelement kein Steuersignal auslöst, obwohl der Kolben an einer der Positionen sein sollte, bedeutet dies beispielsweise, daß ein zu geringes Fluidvolumen angesaugt wurde. In einem solchen Fall würde das Analyseergebnis verworfen werden und eine neue Analyse durchgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schaltelement als Reed-Schalter ausgebildet.
Die Erfindung schafft ferner ein Gerät zur Analyse eines Fluidvolumens, insbesondere zur Bestimmung einer Stoffkonzentration wie etwa der Alkoholkonzentration in der Atemluft eines Probanden, einer Stoffkonzentration aus Luftproben der Umgebung, aus Gasproben, Abgasen und dergl., aufweisend: eine Fördervorrichtung zum Fördern des Fluidvolumens nach der vorstehenden Art; eine mit der Fördervorrichtung in Verbindung stehende Meßkammer, welche eine Einrichtung zur Analyse des Fluidvolumens enthält, und eine mit der Fördervorrichtung und der Meßkammer in Verbindung stehende Fluidvorratseinheit, aus welcher unter Einwirkung der Fördervorrichtung das Fluidvolumen in die Meßkammer befördert wird. Das derart ausgebildete Analysegerät enthält somit nur wenige Bauteile, wodurch es in der Herstellung preiswert ist. Vorzugsweise wird in dem Analysegerät das Fluidvolumen mittels der Fördervorrichtung durch einen mit der Fluidvorratseinheit in Verbindung stehenden Eingangskanal aus der Fluidvorratseinheit herausgefördert, und durch die zwischen dem Eingangskanal und der Fördervorrichtung angeordnete Meßkammer entlanggeführt. Alternativ kann das Fluidvolumen auch durch den Ansaughub in den Zylinder angesaugt und durch den Ausblashub aus dem Zylinder durch die Meßkammer entlanggefördert werden. Vorzugsweise enthält das Analysegerät ferner eine Alarmeinrichtung, welche mit dem mindestens einen Schaltelement verbunden ist, wobei die Alarmeinrichtung in Ansprechen auf das Steuersignal einen Alarm auslöst, wenn sich jeweils der Kolben zu Beginn eines Ansaughubes nicht an einer Ruheposition und/oder nach Beendigung des Ansaughubes nicht an einer Endposition befindet. Somit kann sichergestellt werden, daß stets ein reproduzierbares definiertes Fluidvolumen angesaugt und durch die Meßkammer geführt wird.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Analyse eines Fluidvolumens, insbesondere zur Bestimmung einer Stoffkonzentration wie etwa der Alkoholkonzentration in der Atemluft eines Probanden, einer Stoffkonzentration aus Luftproben der Umgebung, aus Gasproben, Abgasen und. dergl., unter Verwendung der vorstehenden Fördervorrichtung bereit, wobei der Kolben einen Ansaughub ausführt, durch den das Fluidvolumen in die Meßkammer gefördert wird, worin es während der Analyse verweilt. Weiter bevorzugt führt bei dem Verfahren der Kolben einen Ausblashub aus, wobei das analysierte Fluidvolumen aus der Meßkammer herausgestoßen wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Diese werden anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Geräts zur Analyse eines Fluidvolumens, und
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen
Fördervorrichtung zur Verwendung in einem Gerät nach Fig. 1 .
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele werden gleiche und gleichwirkende Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau der wesentlichen Komponenten eines Gerätes zur Analyse eines Fluidvolumens. Für den Fachmann ist klar, daß ein derartiges Gerät noch die üblichen weiteren Komponenten, wie Gehäuse, Schalt- , Steuer-, Energieversorgungs- und/oder Anzeigeeinrichtungen, aufweist, die hier nicht dargestellt sind. Bei dem vorliegenden Gerät kann es sich beispielsweise um ein Nachweisgerät zum Bestimmen der Alkoholkonzentration in der Atembzw. Ausatemluft, sog. Atemalkohol-Prüfgerät, handeln. Gleichwohl ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern umfaßt beliebige Messungen und Analysen von Stoffen und Komponenten in einem zu untersuchenden Fluid, bevorzugt einem gasförmigen Fluid.
Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Beispiel eines Atemalkohol-Prüfgeräts enthält eine Fluidvorratseinrichtung 2 in Form eines z.B. auswechselbaren Blasrohres, welches an beiden Enden offen ist und ein Mundstück 4 am vorderen Ende besitzt, welches ein nicht-dargestellter Proband in den Mund nimmt und seine Ausatemluft in Richtung der dargestellten Pfeile durch die Fluidvorratseinrichtung 2 hindurchbläst. Seitlich zweigt ein Eingangskanal 6 aus der Fluidvorratseinrichtung 2 in eine Meßkammer 8 des Geräts ab. Die Meßkammer 8 enthält eine Einrichtung 10 zur Analyse der abgezweigten Fluidvolumens, d.h. der abgezeigten Atemluftprobe. Bei dieser Einrichtung 10 kann es sich allgemein um einen Sensor oder einen Meßfühler handeln, welcher ausgelegt ist, um z.B. eine elektrochemische Analyse des daran entlang geführten Fluidvolumens durchzuführen. Die Meßkammer 8 stellt hierfür ein definiertes Volumen bereit.
An der Meßkammer 8 schließt sich eine in Strömungsverbindung befindliche Fördervorrichtung 12 an. Die Meßkammer 8 und die Fördervorrichtung 12 sind mittels einer dichten Leitung 14 miteinander verbunden. Die Fördervorrichtung 12 dient zum Ansaugen einer definierten Atemluftprobe aus der in der Fluidvorratseinrichtung 2 befindlichen Ausatemluft des Probanden. Durch Betätigung der Fördervorrichtung 12 wird dabei ein definiertes und reproduzierbares Fluidvolumen aus der in der Fluidvorratseinrichtung 2 enthaltenen Atemluft in die Meßkammer 8 hinein und entlang der Analyseeinrichtung 10 befördert, um beispielsweise die einleitend erwähnte coulometrische Alkoholkonzentrationsmessung durchzuführen.
Die Fördervorrichtung 12 weist hierfür eine Kolben-Zylindereinheit als Förderelement auf, wobei ein freilaufender Kolben 16 dicht mit der Innenwand eines in einem Zylinderkörper 17 eingefaßten Zylinders 18 abschließt. Die Ausführung der Fördervorrichtung 12 wird in Verbindung mit Fig. 2 näher erläutert. Der Kolben 16 enthält einen Permanentmagneten 20, welcher in Längsrichtung zum Kolben 16 angeordnet ist. Im Bereich der hinteren Hälfte des Zylinderkörpers 17 ist außen eine Spule 22 oder eine gleichartige elektrische Leitung radial angeordnet. Wird diese Spule 22 mit einem Strom, z.B. Gleichstrom, beaufschlagt, so baut sich ein elektromagnetisches Feld auf, welches in Wechselwirkung mit dem magnetischen Kolben 1 6 tritt und je nach Feldrichtung zum Laden bzw. Entladen des Zylinderaumes und damit zum Fördern des Fluidvolumens den Kolben 1 6 hin- und herbewegen kann, wie nachfolgend näher erläutert wird.
Die Fördervorrichtung 1 2 zum Fördern des Fluidvolumens arbeitet, soweit sie bis jetzt beschrieben wurde, nach folgendem Verfahren: In der Ruheposition befindet sich der Kolben 16 am Anschlag mit der in Fig. 1 gezeigten linken Stirnfläche 1 9 des Zylinders 1 8. Wenn ein Proband in die Fluidvorratseinrichtung 2 Atemluft einbläst, wird eine Messung einer Atemprobe durch das Gerät initiiert, woraufhin der Kolben 1 6 von der Ruheposition zur Meßposition (Anschlag mit der rechten Stirnfläche 21 des Zylinders 1 8) bewegt wird. Hierfür wird die Spule 22 mit einem Gleichstrom beaufschlagt, der so gepolt ist, daß eine Anziehungskraft auf den magnetischen Kolben 1 6 in Richtung der hinteren Stirnfläche 21 des Zylinders 1 8 ausgeübt wird. Durch die resultierende Bewegung des Kolbens 16 wird im Zylinder 1 8 ein Unterdruck erzeugt, der zu einem Ansaugen eines definierten Atemluftvolumens aus der Fluidvorratseinrichtung 2 führt, welches exakt dem Hohlvolumens des Zylinders 1 8 entspricht. Dieses angesaugte Atemluftvolumen wird dabei durch die Meßkammer 8 geleitet, und mittels der Analyseeinrichtung 1 0 wird die Alkoholkonzentration in dem Fluidvolumen während der Verweildauer in der Meßkammer 8 gemessen. Nach Beendigung der Messung wird die Spule 22 entgegengesetzt gepolt, so daß der Kolben 1 6 durch elektromagnetische Abstoßungskraft von der Meßposition (Anschlag an rechter Stirnfläche 21 des Zylinders 1 8 in Fig. 1 ) wieder in die Ruheposition (Anschlag an linker Stirnfläche 1 9 des Zylinders 1 8 in Fig. 1 ) bewegt wird. Auf diese Weise werden die Meßkammer 8 und der Zylinder 1 8 vollständig von dem gemessenen Fluidvolumen entleert, indem dieses einfach in umgekehrter Richtung durch den Fluidkanal ausgeblasen wird. Zudem steht dann das Gerät wieder für eine neue Messung bereit. Damit zwischen der rechten Stirnfläche 21 des Zylinders 18 und der rechten Seite des Kolbens 16 kein Unterdruck bzw. Überdruck entsteht, ist eine Lüftungsöffnung 24 an der rechten Stirnfläche 21 des Zylinders 1 8 vorgesehen.
Fig. 2 zeigt die Fördervorrichtung 1 2 näher in einer Querschnittsansicht. Dabei ist der Kolben 1 6 dargestellt, welcher in dieser Ausführungsform eine magneti- sehen Kern in Form eines Permanentmagneten 20 enthält. Der Umfangsabschnitt 26 des Kolbens 1 6 ist z.B. aus Glas ausgebildet. Auch die Innenwand 28 des Zylinders 1 8 kann aus Glas ausgebildet sein. Beide Glasflächen 26, 28 sind aufeinander exakt eingeschliffen, wodurch eine gleich gute Abdichtung mit ausreichender Paßgenauigkeit erreicht wird. Alternativ kann der Umfangsabschnitt 26 des Kolbens 1 6 aus einem Graphitring ausgebildet sein, welcher in dem Glaszylinder 28 des Zylinders 1 8 läuft. Dadurch wird zugleich eine gute Abdichtung mit ausreichender Paßgenauigkeit, als auch ein sehr geringer Reibungskoeffizient erreicht. Die bevorzugt aus mehreren Kupferwindungen bestehende Spule 22 ist ebenfalls, wie in der schematischen Darstellung der Fig. 1 gezeigt, außen am hinteren Bereich des aus Kunststoff gefertigten Zylinderkörpers 17 angeordnet. Alternativ kann die Spule 22 am vorderen Bereich des Zylinderkörpers 1 7 angeordnet sein, wobei dann ein Meßhub (Bewegung in die Meßposition) des Kolbens 1 6 durch elektromagnetische Abstoßung ausgeführt wird.
Die Stirnflächen 1 9, 21 des Zylinders 1 8 sind in dieser Ausführungsform aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet oder weisen ein Element aus einem ferromagnetischen Material auf. Dadurch wird der Kolben 16 allein durch magnetische Wechselwirkung, auch ohne Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes durch die äußere Spule 22, jeweils an den Endpositionen gehalten. Zudem kann sichergestellt werden, daß sich der Kolben 1 6 stets an der gewünschten Position befindet. Diese Lösung erweist sich zudem als sehr energiesparend, da die Spule 22 nur dann erregt zu werden braucht, wenn eine Bewegung des Kolbens 16 eingeleitet werden soll. An der hinteren Stirnseite 21 des Zylinders 1 8 ist ferner ein Schaltelement 29 angeordnet, welches bei Kontakt des Kolbens 1 6 an der Stirnfläche 21 des Zylinders .1 8 ein Steuersignal auslöst. Somit kann der Meßvorgang einfach und sicher überwacht werden, um z.B. festzustellen, ob der Kolben 1 6 tatsächlich in der Meßposition angelangt ist. Wenn das Schaltelement 29 kein Steuersignal auslöst, obwohl der Kolben 1 6 an seiner Meßposition sein sollte, bedeutet dies beispielsweise, daß ein zu geringes Fluidvolumen angesaugt wurde. Die Analyse würde somit verfälscht werden. In einem solchen Fall würde das Meßergebnis verworfen werden und eine neue Analyse durchgeführt. Bevorzugt ist das Schaltelement 29 ein Reed-Schalter. Ein Reed-Schalter löst bei Annäherung eines magnetischen Feldes ein Steuersignal aus. Vorteilhaft hieran ist, daß der Kolben 1 6 durch seinen Permanentmagneten 20 bei Annäherung an den Reed-Schalter das Steuersignal auslösen kann. Vorteilhaft ist auch, daß der Kolben 1 6 nicht in unmittelbarem Kontakt mit dem Reed-Schalter zu stehen braucht, sondern auch ein Abstand von einigen Millimetern ausreicht, um das Steuersignal auszulösen. Diese Lösung erweist sich daher als sehr gering im Verschleiß.
Der Zylinderraum, der zur Aufnahme des Fluidvolumens dient (also der Zylinderraum zwischen den linken Stirnflächen von Zylinder 18 und Kolben 16) kann ein Austrittsventil 30 aufweisen, durch welches das Fluidvolumen nach der Messung sehr schnell und restlos ausgeblasen werden kann. Außerdem kann das Austrittsventil 30 zum Ansaugen von Frischluft in den Zylinder 18 geöffnet werden. Dadurch kann gewährleistet werden, daß eventuell verbliebene Restmengen des Fluidvolumens zu keiner Verfälschung der darauffolgenden Analyse führen können. Durch schnelles Hin- und Herbewegen des Kolbens 16 kann diese Durchlüftung noch verbessert werden. Diese Ausgestaltung erweist sich als vorteilhaft, da somit der Zylinder 18, als auch die Meßkammer schnell und einfach belüftet werden können, ohne daß Rückstände, insbesondere in der Meßkammer, verbleiben. Zur besseren Durchlüftung können der Ein- und Ausblashub mehrfach hintereinander ausgeführt werden. Bedingt durch diese schnelle Durchlüftung können mehrere Analysen kurz hintereinander ausgeführt werden, ohne daß Meßfehler auftreten.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details als zur Erfindung gehörig beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Fördervorrichtung (12) zum Fördern eines Fluidvolumens in oder durch eine Meßkammer (8) eines Gerätes zur'Analyse des Fluidvolumens, wobei die Fördervorrichtung (12) eine elektromotorisch betriebene Kolben- Zylindereinheit (16, 18) enthält, die mit einem Fluidvorrat in Verbindung steht, deren Kolben (16) magnetische, elektrische und/oder elektromagnetische Eigenschaften aufweist und über eine/ein um den Zylinder (18) herum angeordnete/s Spule oder Spulenelement (22) zur Förderung des Fluidvolumens erregbar ist.
2. Fördervorrichtung (12) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) ein permanentmagnetisches Element (20) aufweist und zumindest ein Abschnitt des Zylinders (18) radial von der Spule (22) umgeben ist, derart, daß der Kolben (1 6) bei einer Erregung der Spule (22) elektromagnetisch in eine erste Richtung bewegbar ist.
3. Fördervorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) bei einer Bewegung in die erste Richtung einen Ansaughub ausführt, wodurch das Fluidvolumen in oder durch die Meßkammer (8) gefördert wird.
4. Fördervorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) bei einer umgekehrten Erregung der Spule (22) elektromagnetisch in eine zweite Richtung bewegbar ist.
5. Fördervorrichtung ( 12) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben ( 16) bei einer Bewegung in die zweite Richtung einen Ausblashub ausführt, wodurch das Fluidvolumen aus der Meßkammer (8) gefördert wird.
6. Fördervorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsbereich des Kolbens ( 16) aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizient gegenüber der Innenwand des Zy- linders ( 18) und mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizient ausgebildet ist.
7. Fördervorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Zylinders ( 18) zumindest teilweise aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizient gegenüber dem Umfangsbereich des Kolbens ( 16) und mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizient ausgebildet ist.
8. Fördervorrichtung (12) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Material Glas, Keramik, Graphit und/oder Teflon verwendet wird.
9. Fördervorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide inneren Stirnflächen ( 19, 21 ) des Zylinders (18) zumindest teilweise ferromagnetisch ausgebildet sind oder ein ferromagnetisches Element aufweisen.
10. Fördervorrichtung ( 12) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (18) ein Austrittsventil (30) zum Ausblasen des Fluidvolumens nach einer Messung enthält.
1 1 . Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stelle des Zylinders (18) ein Schaltelement (29) angeordnet ist, welches bei Kontakt des Kolbens (16) an der jeweiligen Stirnfläche des Zylinders ( 18) ein Steuersignal auslöst.
12. Gerät zur Analyse eines Fluidvolumens, aufweisend: eine Fördervorrichtung ( 12) zum Fördern des Fluidvolumens nach einem der Ansprüche 1 bis 12; eine mit der Fördervorrichtung (12) in Verbindung stehende Meßkammer (8), welche eine Einrichtung (10) zur Analyse des Fluidvolumens enthält, und eine mit der Fördervorrichtung (12) und der Meßkammer (8) in Verbindung stehende Fluidvorratseinheit (2), aus welcher unter Einwirkung der Fördervorrichtung das Fluidvolumen in die Meßkammer befördert wird.
13. Gerät nach Anspruch 12, welches derart angeordnet und ausgebildet ist, daß das Fluidvolumen mittels der Fördervorrichtung (12) durch einen mit der Fluidvorratseinheit (2) in Verbindung stehenden Eingangskanal (6) aus der Fluidvorratseinheit (2) heraus und durch die zwischen dem Eingangskanal (6) und der Fördervorrichtung (12) angeordnete Meßkammer (8) entlang gefördert wird.
14. Gerät nach einem der Ansprüche 12 oder 13, welches eine Alarmeinrichtung (30) aufweist, die mit mindestens einem Schaltelement (29) verbunden ist, wobei die Alarmeinrichtung (30) in Ansprechen auf ein Steuersignal des Schaltelementes (29) einen Alarm auslöst, wenn sich der Kolben ( 16) zu Beginn eines Ansaughubes nicht an einer jeweiligen Endposition und/oder nach Beendigung des Ansaughubes nicht an einer jeweiligen Endposition befindet.
1 5. Verfahren zur Analyse eines Fluidvolumens unter Verwendung einer Fördervorrichtung ( 1 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Kolben (16) einen Ansaughub ausführt, durch den das Fluidvolumen in die Meßkammer (8) gefördert wird, worin es während der Analyse verweilt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei nach der Verweilzeit der Kolben ( 16) einen Ausblashub ausführt und das analysierte Fluidvolumen aus der Meßkammer (8) herausgestoßen wird.
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