WO2019154836A1 - Process probe assembly with collection attachment, and collection attachment - Google Patents

Process probe assembly with collection attachment, and collection attachment Download PDF

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WO2019154836A1
WO2019154836A1 PCT/EP2019/052872 EP2019052872W WO2019154836A1 WO 2019154836 A1 WO2019154836 A1 WO 2019154836A1 EP 2019052872 W EP2019052872 W EP 2019052872W WO 2019154836 A1 WO2019154836 A1 WO 2019154836A1
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collecting attachment
movable
attachment
partial volume
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PCT/EP2019/052872
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Inventor
Joachim Mannhardt
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Blue Ocean Nova Gmbh
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    • G01N21/8507—Probe photometers, i.e. with optical measuring part dipped into fluid sample
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    • G01N21/15—Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
    • G01N2021/151—Gas blown

Definitions

  • the invention relates to a process probe arrangement for determining chemical or physical properties of media in process spaces as well as a collecting attachment for process probes.
  • process probes are often introduced through a wall into a process space, for example a fermenter or the like, in which they come into contact with the medium to be investigated.
  • such probes are designed as optical probes, by means of which spectroscopic investigations on the composition of media can be carried out.
  • processes such as, for example, drying or other treatment of powders can take place in the said process spaces;
  • a process space can also be formed as a subregion of a pipe in which a medium is transported by gravity or by means of a fluid flow.
  • a challenge in the operation of the probes mentioned above is to achieve a defined sample preparation for a reliable determination of the properties of the medium in the process space. So the measurement result depends in particular on an optical
  • the distribution of the medium to be analyzed in the region of the process probe is often without further measures - especially at desired turbulence of a medium in a process space in drying processes - often subject to random.
  • the object of the present invention is to provide a process probe arrangement and a collecting attachment in which a medium can be examined by means of a process probe under conditions which can be reduced more readily than the prior art.
  • This object is achieved by the devices having the features of the independent claims.
  • the subclaims relate to advantageous developments and variants of the invention.
  • a process probe arrangement comprises a process probe 1 with a probe part which can be moved relative to a probe housing into a measuring position, the movable probe part having at least one measuring window.
  • a collecting attachment is provided in the process space, which forms an at least partially closed partial volume, wherein the measuring window adjoins the partial volume in a measuring position of the movable probe part.
  • the partial volume can be designed to be open at the top (that is to say in the colloquial sense against the effect of the gravitational force) and a bottom of the partial volume can be formed by a part of the movable probe part which contains the at least one measuring window.
  • the combination of the collecting attachment and the movable probe part forms a spoon-like structure, which is particularly suitable for receiving the medium to be analyzed, since the medium, for example located in a process space, can be accommodated in the partial volume.
  • the collecting attachment is fixedly connected, in particular screwed, to the probe housing, it can be achieved that the relative arrangement of the two components collecting attachment and movable probe part relative to one another is reliably maintained.
  • the probe housing is connected to the wall of a process space, for example bolted to a flange on the outside of the wall. If, for example, the movable part of the probe is completely withdrawn from the process space for maintenance or cleaning purposes, the collecting attachment can remain in its position in the process space; in a re-insertion of the movable probe part in the process space, it can then be arranged without further action again directly on the collecting attachment.
  • the underside of the collecting head can also be designed to be open, since the bottom of the partial volume can be formed by a part of the movable probe part.
  • a process space can also be cleaned particularly favorably, since in this case typically no residues of cleaning agents remain in the partial volume.
  • the movable probe part may in particular be designed as a cylindrical shaft, which is movable in its axial direction.
  • the so-called Lighthouse probe from Blue Ocean Nova AG may be mentioned at this point;
  • the collection attachment according to the invention can be used particularly advantageously in conjunction with the probe mentioned. If the collecting attachment has a section which is geometrically adapted to the outer contour of the cylindrical shaft in such a way that it forms the boundary surfaces of the partial volume together with the shaft as soon as the movable probe part is in the measuring position, the desired functionality can be achieved in a particularly simple manner will be realized.
  • the measuring window with a movement of the probe part relative to the probe housing enters a process space or emerges from the process space and the movable part comprises a sealing portion which in a retracted position of the movable part of the at least one measuring window comprising part of the movable Part seals against the process room, an operating condition can be prepared in which the process room as well as the measuring window can be cleaned with little effort; Calibration of the probe is thereby also possible in a simple manner.
  • at least one opening is provided on an inner side of the collecting attachment facing the partial volume, which can be supplied with pressurized gas via gas connections, whereby an effective way is created to empty the partial volume by blowing out.
  • the at least one opening can be configured to direct a gas jet to at least one measuring window.
  • This process can be assisted, in particular, by the fact that the inner parts of the collecting attachment facing the partial volume, which extend transversely to the longitudinal axis of the probe, are inclined outwards, advantageously at an inclination angle to the vertical in the range of 10 ° -30 °,
  • FIG. 1 shows a perspective view of a process probe arrangement according to the invention.
  • the process probe assembly comprises a process probe 1 with a housing 2 and within the housing 2 in its axial direction along the longitudinal axis A of the probe movable probe shaft 3.
  • the axial mobility of the probe shaft 3 is used in particular to the probe shaft 3, if necessary in a in the Figure not separately designated process space introduce or remove it from the process room.
  • Integrated in the probe shaft 3 are measuring windows 4 arranged in the radial direction, which are inserted into a circumferential wall of the probe shaft 3.
  • Such a process probe 1 can, for example, by connection of a sealing flange 5 shown with a
  • Counter flange are attached to a process space, so that the process probe 1 from the outside for connections 6 such as for cleaning media, calibration media as well as for electrical or optical or data connections
  • the axially movable probe shaft 3 ensures that the probe shaft 3 is pulled out or pushed into the process space.
  • the invention in the example shown on the front side of the housing 2 via a
  • Attachment portion 11 a collecting attachment 7 screwed to this, which is adapted in its geometry to the outer contour of the probe shaft 3, that it has a partially closed partial volume together with the outer contour with inserted probe shaft 3.
  • the measuring window 4 faces the partial volume thus created, so that within the partial volume optical measurements such as, for example, using Raman spectroscopy or fluorescence measurements as well as other measurements can be made.
  • the partial volume with its open side facing up against the effect of the gravitational force, so according to the usual usage upwards.
  • the partial volume is sealed by the circumferential wall of the probe shaft 3 with the measuring window 4.
  • the receding front part of the probe shaft 3 which is provided with a sealing section in the form of a sealing cap 8, releases the lower area of the collecting attachment 7 , so that the accumulated medium due to the effect of gravity and possibly also due to the flow around a gas or the like from the now open top and bottom part volume is removed.
  • the sealing cap 8 closes the process space to the outside, so that the process space can also be subjected to a cleaning process, without any fear that Cleaning agent to the outside or into the interior of the housing of the process probe 1 shown crossing.
  • the collecting attachment 7 is also cleaned during the cleaning of the process space because of its remaining inside the process space.
  • a cleaning of the measuring windows 4 and also a calibration of the probe 1 can take place within the housing 2 in correspondingly designed washing or calibration chambers of the process probe 1.
  • the chambers formed in the interior of the housing 2 can be supplied via the illustrated connections 6 with cleaning or also calibration media.
  • openings 9 on the inner sides of the collecting attachment 7 facing the partial volume. These openings 9 provide outlet openings of channels which, if required, are pressurized with gas via the gas connections 10; in particular air or nitrogen can be supplied.
  • the escaping pressurized gas serves to empty the sub-volume, i. after a measuring process medium still contained in the partial volume, for example, to blow out powder therefrom and thus the
  • FIG. 2 shows a side view of an exemplary collecting attachment 7 according to the invention.
  • the oblique design of the inner sides of the collecting attachment 7 extending transversely to the longitudinal axis A of the probe; in the example shown, the inner sides are at an angle a of about 40 ° to each other, ie each about an angle of 20 ° relative to the vertical.
  • the openings 9 and their associated channels 12 and 13, which are shown by dashed lines in the figure. From the figure, in particular, the oblique course of the channel 13 is the drawn oblique Course leads to an imaginary longitudinal axis of the channel 13 in the assembled state of the collecting attachment 7 in its extension to a measuring window (not shown in the figure) meets.
  • Figure 4 shows a sectional view of the collecting attachment 7 according to the invention, wherein the cutting plane is perpendicular to the longitudinal axis A of the probe.
  • the angle ß shown in the figure denotes the angle of the two parallel to the longitudinal axis A of the probe extending inner sides of the collecting attachment to each other. In the example shown, ⁇ is approximately 100 °. Also clearly visible from the figure is the oblique course of the channels 13 shown in dashed lines.

Abstract

The invention relates to a process probe assembly, comprising: - a process probe (1) with a probe part which can be moved relative to a probe housing (2) into a measuring position, wherein - the movable probe part has at least one measuring window (4), and a collection attachment (7) is provided which forms an at least partly closed sub-volume. The measuring window (4) adjoins the sub-volume in a measuring position of the movable probe part. The invention additionally relates to a collection attachment (7) for receiving media.

Description

Prozesssondenanordnunq mit Sammelaufsatz und Sammelaufsatz  Process probe arrangement with collecting attachment and collecting attachment
Die Erfindung betrifft eine Prozesssondenanordnung zur Bestimmung chemischer oder physikalischer Eigenschaften von Medien in Prozessräumen sowie einen Sammelaufsatz für Prozesssonden. Derartige Prozesssonden werden oftmals durch eine Wandung in einen Prozessraum, beispielsweise einen Fermenter oder etwas Ähnliches eingeführt, in welchem sie in Kontakt mit dem zu untersuchenden Medium gelangen. The invention relates to a process probe arrangement for determining chemical or physical properties of media in process spaces as well as a collecting attachment for process probes. Such process probes are often introduced through a wall into a process space, for example a fermenter or the like, in which they come into contact with the medium to be investigated.
Typischerweise sind derartige Sonden als optische Sonden ausgebildet, mittels derer spektroskopische Untersuchungen zur Zusammensetzung von Medien vorge- nommen werden können. In den genannten Prozessräumen können insbesondere Vorgänge wie beispielsweise Trocknungen oder andere Behandlungen von Pulvern erfolgen; ebenso kann ein Prozessraum auch als Teilbereich eines Rohres ausge- bildet sein, in welchem ein Medium aufgrund der Gravitation oder auch mittels eines Fluidstromes transportiert wird. Eine Herausforderung beim Betrieb der eingangs genannten Sonden besteht darin, für eine zuverlässige Bestimmung der Eigenschaf- ten des im Prozessraum befindlichen Mediums eine definierte Probenaufbereitung zu erreichen. So hängt das Messergebnis insbesondere auch einer optischenTypically, such probes are designed as optical probes, by means of which spectroscopic investigations on the composition of media can be carried out. In particular, processes such as, for example, drying or other treatment of powders can take place in the said process spaces; Similarly, a process space can also be formed as a subregion of a pipe in which a medium is transported by gravity or by means of a fluid flow. A challenge in the operation of the probes mentioned above is to achieve a defined sample preparation for a reliable determination of the properties of the medium in the process space. So the measurement result depends in particular on an optical
Analyse oftmals auch von der Schichtdicke und damit dem Weg ab, welchen die zur Messung verwendete elektromagnetische Strahlung durch das zu analysierende Medium nimmt. Analysis often also on the layer thickness and thus the way from which the electromagnetic radiation used for the measurement by the medium to be analyzed decreases.
Die Verteilung des zu analysierenden Mediums im Bereich der Prozesssonde ist ohne weitere Maßnahmen häufig - gerade bei gewollten Verwirbelungen eines Mediums in einem Prozessraum bei Trocknungsvorgängen - oftmals dem Zufall unterworfen. The distribution of the medium to be analyzed in the region of the process probe is often without further measures - especially at desired turbulence of a medium in a process space in drying processes - often subject to random.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Prozesssondenanordnung und einen Sammelaufsatz zu schaffen, bei welcher ein Medium mittels einer Prozess- sonde unter gegenüber dem Stand der Technik besser reduzierbaren Bedingungen untersucht werden kann. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtungen mit den Merkmalen der unab- hängigen Ansprüche. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten der Erfindung. The object of the present invention is to provide a process probe arrangement and a collecting attachment in which a medium can be examined by means of a process probe under conditions which can be reduced more readily than the prior art. This object is achieved by the devices having the features of the independent claims. The subclaims relate to advantageous developments and variants of the invention.
Eine erfindungsgemäße Prozesssondenanordnung umfasst eine Prozesssonde 1 mit einem gegenüber einem Sondengehäuse in eine Messposition bewegbaren Sonden- teil, wobei der bewegbare Sondenteil mindestens ein Messfenster aufweist. Erfin dungsgemäß ist im Prozessraum ein Sammelaufsatz vorhanden, welcher ein mindestens teilweise abgeschlossenes Teilvolumen bildet, wobei das Messfenster in einer Messposition des bewegbaren Sondenteiles an das Teilvolumen angrenzt. A process probe arrangement according to the invention comprises a process probe 1 with a probe part which can be moved relative to a probe housing into a measuring position, the movable probe part having at least one measuring window. According to the invention, a collecting attachment is provided in the process space, which forms an at least partially closed partial volume, wherein the measuring window adjoins the partial volume in a measuring position of the movable probe part.
Insbesondere kann das Teilvolumen nach oben hin (also im umgangssprachlich üblichen Sinne entgegen der Wirkung der Gravitationskraft) offen ausgebildet sein und ein Boden des Teilvolumens kann durch einen Teil des bewegbaren Sonden- teils gebildet werden, welcher das mindestens eine Messfenster enthält. In particular, the partial volume can be designed to be open at the top (that is to say in the colloquial sense against the effect of the gravitational force) and a bottom of the partial volume can be formed by a part of the movable probe part which contains the at least one measuring window.
Mit anderen Worten bildet die Kombination aus dem Sammelaufsatz und dem bewegbaren Sondenteil eine löffelartige Struktur aus, die sich besonders gut zur Aufnahme des zu analysierenden Mediums eignet, da das beispielsweise in einem Prozessraum befindliche Medium in dem Teilvolumen aufgenommen werden kann. In other words, the combination of the collecting attachment and the movable probe part forms a spoon-like structure, which is particularly suitable for receiving the medium to be analyzed, since the medium, for example located in a process space, can be accommodated in the partial volume.
Dadurch, dass der Sammelaufsatz mit dem Sondengehäuse fest verbunden, insbe- sondere verschraubt ist, kann erreicht werden, dass die Relativanordnung der beiden Komponenten Sammelaufsatz und bewegbarer Sondenteil zueinander zuverlässig beibehalten wird. Typischerweise, aber nicht zwingend ist das Sonden- gehäuse mit der Wandung eines Prozessraumes verbunden, beispielsweise mit einem Flansch an der Außenseite der Wandung verschraubt. Wenn nun der beweg- bare Teil der Sonde beispielsweise zu Wartungs- oder Reinigungszwecken vollstän- dig aus dem Prozessraum zurückgezogen wird, kann der Sammelaufsatz an seiner Position im Prozessraum verbleiben; bei einem erneuten Einführen des bewegbaren Sondenteils in den Prozessraum kann er dann ohne weitere Maßnahmen wieder direkt am Sammelaufsatz angeordnet werden. ln der zurückgezogenen Position des bewegbaren Sondenteils kann auch die Unterseite des Sammelaufsatzes offen ausgebildet sein, da der Boden des Teilvo- lumens durch einen Teil des bewegbaren Sondenteils gebildet werden kann. In dieser Position des Sondenteils kann auch ein Prozessraum besonders günstig gereinigt werden, da in diesem Fall typischerweise keine Reste von Reinigungsmit- teln in dem Teilvolumen verbleiben. By virtue of the fact that the collecting attachment is fixedly connected, in particular screwed, to the probe housing, it can be achieved that the relative arrangement of the two components collecting attachment and movable probe part relative to one another is reliably maintained. Typically, but not necessarily, the probe housing is connected to the wall of a process space, for example bolted to a flange on the outside of the wall. If, for example, the movable part of the probe is completely withdrawn from the process space for maintenance or cleaning purposes, the collecting attachment can remain in its position in the process space; in a re-insertion of the movable probe part in the process space, it can then be arranged without further action again directly on the collecting attachment. In the retracted position of the movable probe part, the underside of the collecting head can also be designed to be open, since the bottom of the partial volume can be formed by a part of the movable probe part. In this position of the probe part, a process space can also be cleaned particularly favorably, since in this case typically no residues of cleaning agents remain in the partial volume.
Der bewegbare Sondenteil kann insbesondere als zylindrischer Schaft ausgebildet sein, welcher in seiner Axialrichtung bewegbar ist. Beispielhaft für derartige Sonden sei an dieser Stelle die sogenannte Lighthouse-Sonde der Blue Ocean Nova AG genannt; der erfindungsgemäße Sammelaufsatz kann in Verbindung mit der genann- ten Sonde besonders vorteilhaft zur Anwendung kommen. Wenn der Sammelaufsatz einen Abschnitt aufweist, der geometrisch derart an die Außenkontur des zylindrischen Schaftes angepasst ist, dass er zusammen mit dem Schaft die Begrenzungsflächen des Teilvolumens ausbildet, sobald sich der beweg- bare Sondenteil in Messposition befindet, kann die gewünschte Funktionalität auf besonders einfache Weise realisiert werden. The movable probe part may in particular be designed as a cylindrical shaft, which is movable in its axial direction. As an example of such probes, the so-called Lighthouse probe from Blue Ocean Nova AG may be mentioned at this point; The collection attachment according to the invention can be used particularly advantageously in conjunction with the probe mentioned. If the collecting attachment has a section which is geometrically adapted to the outer contour of the cylindrical shaft in such a way that it forms the boundary surfaces of the partial volume together with the shaft as soon as the movable probe part is in the measuring position, the desired functionality can be achieved in a particularly simple manner will be realized.
Dadurch, dass das Messfenster bei einer Bewegung des Sondenteiles gegenüber dem Sondengehäuse in einen Prozessraum eintritt bzw. aus dem Prozessraum austritt und der bewegbare Teil einen Dichtabschnitt umfasst, der in einer zurückge- zogenen Position des bewegbaren Teiles den das mindestens eines Messfenster umfassenden Teil des bewegbaren Teiles gegenüber dem Prozessraum abdichtet, kann ein Betriebszustand hergestellt werden, in welchem der Prozessraum wie auch das Messfenster mit geringem Aufwand gereinigt werden können; auch eine Kalib- rierung der Sonde ist hierdurch auf einfache Weise möglich. In einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist mindestens eine Öffnung an einer dem Teilvolumen zugewandten Innenseite des Sammelaufsatzes vorhanden, welche über Gasanschlüsse mit druckbeaufschlagtem Gas versorgt werden kann, wodurch eine effektive Möglichkeit geschaffen wird, dass Teilvolumen durch Ausblasen zu leeren. Dabei kann die mindestens eine Öffnung dazu eingerichtet sein, einen Gasstrahl auf mindestens ein Messfenster zu richten. Dieser Vorgang kann insbesondere dadurch unterstützt werden, dass die dem Teilvolumen zugewandten, quer zur Längsachse der Sonde verlaufenden Innensei- ten des Sammelaufsatzes nach oben hin nach außen geneigt sind, vorteilhafter- weise um einen Neigungswinkel zur Vertikalen im Bereich von 10°-30°, Characterized in that the measuring window with a movement of the probe part relative to the probe housing enters a process space or emerges from the process space and the movable part comprises a sealing portion which in a retracted position of the movable part of the at least one measuring window comprising part of the movable Part seals against the process room, an operating condition can be prepared in which the process room as well as the measuring window can be cleaned with little effort; Calibration of the probe is thereby also possible in a simple manner. In an advantageous variant of the invention, at least one opening is provided on an inner side of the collecting attachment facing the partial volume, which can be supplied with pressurized gas via gas connections, whereby an effective way is created to empty the partial volume by blowing out. In this case, the at least one opening can be configured to direct a gas jet to at least one measuring window. This process can be assisted, in particular, by the fact that the inner parts of the collecting attachment facing the partial volume, which extend transversely to the longitudinal axis of the probe, are inclined outwards, advantageously at an inclination angle to the vertical in the range of 10 ° -30 °,
insbesondere im Bereich von 20°. especially in the range of 20 °.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Figur näher erläutert. An exemplary embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to the single FIGURE.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Prozesssondenanordnung in perspektivischer Ansicht. Dabei umfasst die Prozesssondenanordnung eine Prozesssonde 1 mit einem Gehäuse 2 und einen innerhalb des Gehäuses 2 in seiner axialen Richtung entlang der Längsachse A der Sonde beweglichen Sondenschaft 3. Die axiale Beweglichkeit des Sondenschaftes 3 dient insbesondere dazu, den Sondenschaft 3 bei Bedarf in einen in der Figur nicht gesondert bezeichneten Prozessraum einzu- führen bzw. wieder aus dem Prozessraum zu entfernen. Im Sondenschaft 3 integriert sind in radialer Richtung angeordnete Messfenster 4, die in eine Umfangswandung des Sondenschaftes 3 eingesetzt sind. Eine derartige Prozesssonde 1 kann bei- spielsweise durch Verbindung eines dargestellten Dichtflansches 5 mit einem FIG. 1 shows a perspective view of a process probe arrangement according to the invention. In this case, the process probe assembly comprises a process probe 1 with a housing 2 and within the housing 2 in its axial direction along the longitudinal axis A of the probe movable probe shaft 3. The axial mobility of the probe shaft 3 is used in particular to the probe shaft 3, if necessary in a in the Figure not separately designated process space introduce or remove it from the process room. Integrated in the probe shaft 3 are measuring windows 4 arranged in the radial direction, which are inserted into a circumferential wall of the probe shaft 3. Such a process probe 1 can, for example, by connection of a sealing flange 5 shown with a
Gegenflansch an einem Prozessraum angebracht werden, so dass die Prozessson- de 1 von außen für Anschlüsse 6 wie beispielsweise für Reinigungsmedien, Kalibra- tionsmedien wie auch für elektrische oder optische bzw. Datenanschlüsse Counter flange are attached to a process space, so that the process probe 1 from the outside for connections 6 such as for cleaning media, calibration media as well as for electrical or optical or data connections
zugänglich bleibt. remains accessible.
Wie bereits erwähnt gewährleistet der axial bewegliche Sondenschaft 3 ein Heraus- ziehen bzw. Einschieben des Sondenschaftes 3 in den Prozessraum. Erfindungsge- mäß ist im gezeigten Beispiel an der Stirnseite des Gehäuses 2 über einen As already mentioned, the axially movable probe shaft 3 ensures that the probe shaft 3 is pulled out or pushed into the process space. According to the invention, in the example shown on the front side of the housing 2 via a
Befestigungsabschnitt 11 ein Sammelaufsatz 7 an diesem angeschraubt, welcher in seiner Geometrie an die Außenkontur des Sondenschaftes 3 derart angepasst ist, dass er zusammen mit der Außenkontur bei eingeschobenem Sondenschaft 3 ein teilweise abgeschlossenes Teilvolumen aufweist. Attachment portion 11 a collecting attachment 7 screwed to this, which is adapted in its geometry to the outer contour of the probe shaft 3, that it has a partially closed partial volume together with the outer contour with inserted probe shaft 3.
Gut erkennbar in der Figur ist auch, dass das Messfenster 4 dem so geschaffenen Teilvolumen zugewandt ist, so dass innerhalb des Teilvolumens optische Messun- gen wie beispielsweise unter Verwendung von Ramanspektroskopie oder auch Fluoreszenzmessungen ebenso wie weitere Messungen vorgenommen werden können. In der gezeigten Konfiguration weist das Teilvolumen mit seiner offenen Seite entgegen der Wirkung der Gravitationskraft, also entsprechend dem üblichen Sprachgebrauch nach oben. Nach unten abgedichtet ist das Teilvolumen durch die Umfangswandung des Sondenschaftes 3 mit dem Messfenster 4. Clearly visible in the figure is also that the measuring window 4 faces the partial volume thus created, so that within the partial volume optical measurements such as, for example, using Raman spectroscopy or fluorescence measurements as well as other measurements can be made. In the configuration shown, the partial volume with its open side facing up against the effect of the gravitational force, so according to the usual usage upwards. At the bottom, the partial volume is sealed by the circumferential wall of the probe shaft 3 with the measuring window 4.
Befindet sich nun eine derartige Prozesssonde 1 mit dem dargestellten Sammelauf- satz 7 in einem Prozessraum, in welchem beispielsweise ein pulverförmiges Medium zu Trocknungszwecken verwirbelt wird, so wird sich das Medium allein aufgrund der Einwirkung der Gravitation im Laufe der Zeit in dem Teilvolumen soweit ansammeln, bis es über die Seitenwände des Teilvolumens herunterrieselt und keine weitere Erhöhung der Menge des Mediums in dem Teilvolumen mehr erfolgt. Damit können definierte Bedingungen zur Messung geschaffen werden und insbesondere eine vergleichsweise zuverlässig und einfach herstellbare reduzierbare Schichtdicke erreicht werden. Zieht man nun beispielsweise zu Reinigungs- oder Kalibrationszwecken den Son- denschaft 3 nach außen aus dem Prozessraum heraus, so gibt der zurückweichende vordere Teil des Sondenschaftes 3, der mit einem Dichtabschnitt in Form einer Dichtkappe 8 versehen ist, den unteren Bereich des Sammelaufsatzes 7 frei, so dass das angesammelte Medium aufgrund der Wirkung der Gravitation und gegebe- nenfalls auch aufgrund der Umströmung mit einem Gas oder ähnlichem aus dem nunmehr oben wie unten offenen Teilvolumen entfernt wird. If such a process probe 1 with the collected collecting attachment 7 is now located in a process space in which, for example, a powdered medium is swirled for drying purposes, the medium will accumulate in the partial volume as a result of gravity alone over time, until it trickles down over the sidewalls of the sub-volume and no further increase in the amount of medium in the sub-volume occurs. In this way, defined conditions for the measurement can be created and in particular a comparatively reliable and easily producible reducible layer thickness can be achieved. If, for example, the probe shaft 3 is withdrawn out of the process space for cleaning or calibration purposes, the receding front part of the probe shaft 3, which is provided with a sealing section in the form of a sealing cap 8, releases the lower area of the collecting attachment 7 , so that the accumulated medium due to the effect of gravity and possibly also due to the flow around a gas or the like from the now open top and bottom part volume is removed.
In einer vollständig zurückgezogenen Position des Sondenschaftes 3 verschließt die Dichtkappe 8 den Prozessraum nach außen, so dass auch der Prozessraum einem Reinigungsprozess unterzogen werden kann, ohne dass zu befürchten ist, dass Reinigungsmittel nach außen oder auch ins Innere des Gehäuses der gezeigten Prozesssonde 1 Übertritt. Jedoch wird der Sammelaufsatz 7 aufgrund seines Ver- bleibs im Inneren des Prozessraumes bei der Reinigung des Prozessraumes mit gereinigt. Parallel hierzu kann innerhalb des Gehäuses 2 in entsprechend ausgebil- deten Wasch- bzw. Kalibrationskammern der Prozesssonde 1 eine Reinigung der Messfenster 4 und auch eine Kalibration der Sonde 1 erfolgen. Hierzu können die im Inneren des Gehäuses 2 ausgebildeten Kammern über die dargestellten Anschlüsse 6 mit Reinigungs- bzw. auch Kalibrationsmedien versorgt werden. Im Ergebnis ergibt sich eine weiter verbesserte Prozesssonde 1 , die insbesondere unter dem Aspekt der Reproduzierbarkeit von Messungen gegenüber dem Stand der Technik deutliche Vorteile aufweist. In a completely retracted position of the probe shaft 3, the sealing cap 8 closes the process space to the outside, so that the process space can also be subjected to a cleaning process, without any fear that Cleaning agent to the outside or into the interior of the housing of the process probe 1 shown crossing. However, the collecting attachment 7 is also cleaned during the cleaning of the process space because of its remaining inside the process space. Parallel to this, a cleaning of the measuring windows 4 and also a calibration of the probe 1 can take place within the housing 2 in correspondingly designed washing or calibration chambers of the process probe 1. For this purpose, the chambers formed in the interior of the housing 2 can be supplied via the illustrated connections 6 with cleaning or also calibration media. The result is a further improved process probe 1, which has significant advantages in particular in terms of the reproducibility of measurements over the prior art.
Weiterhin erkennbar in der Figur sind Öffnungen 9 an den dem Teilvolumen zuge- wandten Innenseiten des Sammelaufsatzes 7. Diese Öffnungen 9 stellen Austritts- Öffnungen von Kanälen da, welche über die Gasanschlüsse 10 bedarfsweise mit druckbeaufschlagtem Gas; insbesondere Luft oder Stickstoff versorgt werden können. Das austretende unter Druck stehende Gas dient insbesondere dazu, dass Teilvolumen zu leeren, d.h. nach einem Messvorgang noch im Teilvolumen enthal- tenes Medium, beispielsweise Pulver aus diesem herauszublasen und so die Also visible in the figure are openings 9 on the inner sides of the collecting attachment 7 facing the partial volume. These openings 9 provide outlet openings of channels which, if required, are pressurized with gas via the gas connections 10; in particular air or nitrogen can be supplied. The escaping pressurized gas, in particular, serves to empty the sub-volume, i. after a measuring process medium still contained in the partial volume, for example, to blow out powder therefrom and thus the
Möglichkeit zu schaffen, im Teilvolumen neues Medium aufzunehmen. Weiterhin erkennbar aus der Figur ist, dass die dem Teilvolumen zugewandten Innenseiten des Sammelaufsatzes 7 nach oben hin etwas nach außen geneigt sind, wodurch das Ausblasen des Teilvolumens erleichtert wird. Possibility to create new medium in subvolume. Furthermore recognizable from the figure is that the partial volume facing inner sides of the collecting attachment 7 are inclined upward to the outside slightly, whereby the blowing out of the partial volume is facilitated.
Figur 2 zeigt eine seitliche Ansicht eines exemplarischen erfindungsgemäßen Sammelaufsatzes 7. Gut erkennbar in Figur 2 ist die schräge Ausführung der quer zur Längsachse A der Sonde verlaufenden Innenseiten des Sammelaufsatzes 7; im gezeigten Beispiel verlaufen die Innenseiten zueinander in einem Winkel a von ca. 40°, also jeweils etwa um einen Winkel von 20° gegenüber der Vertikalen. Weiterhin gut erkennbar in der Figur 2 sind die Öffnungen 9 sowie die ihnen zugeordneten Kanäle 12 und 13, die in der Figur gestrichelt gezeichnet sind. Aus der Figur wird insbesondere auch der schräge Verlauf des Kanals 13 dar. Der gezeichnete schräge Verlauf führt dazu, dass eine gedachte Längsachse des Kanals 13 in montiertem Zustand des Sammelaufsatzes 7 in ihrer Verlängerung auf ein Messfenster (in der Figur nicht dargestellt) trifft. Hierdurch wird beim Ausblasen des Sammelaufsatzes 7 eine besonders gründliche Reinigung des Messfensters sichergestellt. Entsprechen- des gilt für die dem Kanal 12 zugeordnete Öffnung 9, die ebenfalls derart ausgerich- tet ist, dass ein austretender Gasstrahl mindestens teilweise auf ein Messfenster der Sonde trifft. Die Verhältnisse sind anhand der perspektivischen Darstellung in Figur 3 noch einmal verdeutlicht. FIG. 2 shows a side view of an exemplary collecting attachment 7 according to the invention. Clearly visible in FIG. 2 is the oblique design of the inner sides of the collecting attachment 7 extending transversely to the longitudinal axis A of the probe; in the example shown, the inner sides are at an angle a of about 40 ° to each other, ie each about an angle of 20 ° relative to the vertical. Also clearly visible in FIG. 2 are the openings 9 and their associated channels 12 and 13, which are shown by dashed lines in the figure. From the figure, in particular, the oblique course of the channel 13 is the drawn oblique Course leads to an imaginary longitudinal axis of the channel 13 in the assembled state of the collecting attachment 7 in its extension to a measuring window (not shown in the figure) meets. As a result, a particularly thorough cleaning of the measuring window is ensured when blowing out the collecting attachment 7. The same applies to the opening 12 assigned to the channel 12, which is likewise aligned such that an escaping gas jet at least partially strikes a measuring window of the probe. The relationships are illustrated once again with reference to the perspective view in FIG.
Figur 4 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Sammelaufsatzes 7, wobei die Schnittebene senkrecht zur Längsachse A der Sonde verläuft. Der in der Figur dargestellte Winkel ß bezeichnet den Winkel der beiden parallel zur Längsachse A der Sonde verlaufenden Innenseiten des Sammelaufsatzes zu einander. Im gezeig- ten Beispiel beträgt ß ca. 100°. Ebenfalls gut erkennbar aus der Figur ist der schrä- ge Verlauf der gestrichelt dargestellten Kanäle 13. Figure 4 shows a sectional view of the collecting attachment 7 according to the invention, wherein the cutting plane is perpendicular to the longitudinal axis A of the probe. The angle ß shown in the figure denotes the angle of the two parallel to the longitudinal axis A of the probe extending inner sides of the collecting attachment to each other. In the example shown, β is approximately 100 °. Also clearly visible from the figure is the oblique course of the channels 13 shown in dashed lines.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Prozesssonde  1 process probe
2 Gehäuse  2 housings
3 Sondenschaft  3 probe shaft
4 Messfenster  4 measuring windows
5 Dichtflansch  5 sealing flange
6 Anschluss  6 connection
7 Sammelaufsatz 7 Collective essay
8 Dichtkappe 8 sealing cap
9 Öffnung  9 opening
10 Gasanschluss  10 gas connection
11 Befestigungsabschnitt 11 fixing section
12 Kanal 12 channel
13 Kanal  13 channel
A Längsachse der Sonde  A longitudinal axis of the probe

Claims

Patentansprüche claims
1. Prozesssondenanordnung, umfassend A process probe assembly comprising
- eine Prozesssonde (1 ) mit einem gegenüber einem Sondengehäuse (2) in eine Messposition bewegbaren Sondenteil  - A process probe (1) with a relative to a probe housing (2) movable in a measuring position probe part
- wobei der bewegbare Sondenteil mindestens ein Messfenster (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass  - wherein the movable probe part has at least one measuring window (4), characterized in that
ein Sammelaufsatz (7) vorhanden ist, welcher ein mindestens teilweise abge- schlossenes Teilvolumen bildet, wobei das Messfenster (4) in der Messpositi- on des bewegbaren Sondenteiles an das Teilvolumen angrenzt.  a collecting attachment (7) is present, which forms an at least partially closed partial volume, wherein the measuring window (4) adjoins the partial volume in the measuring position of the movable probe part.
2. Prozesssondenanordnung nach Anspruch 1 , 2. Process probe arrangement according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Teilvolumen nach oben hin offen ausgebildet ist und ein Boden des Teil- volumens durch einen Teil des bewegbaren Sondenteils gebildet wird, wel- cher das mindestens eine Messfenster (4) enthält.  the sub-volume is designed to be open at the top and a bottom of the sub-volume is formed by a part of the movable probe part, which contains the at least one measuring window (4).
3. Prozesssondenanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, 3. Process probe arrangement according to one of claims 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Sammelaufsatz (7) mit dem Sondengehäuse (2) fest verbunden, insbe- sondere verschraubt ist.  the collecting attachment (7) is firmly connected to the probe housing (2), in particular screwed.
4. Prozesssondenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, 4. Process probe arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der bewegbare Sondenteil als zylindrischer Schaft (3) ausgebildet ist, welcher in seiner Axialrichtung bewegbar ist.  the movable probe portion is formed as a cylindrical shaft (3) which is movable in its axial direction.
5. Prozesssondenanordnung nach Anspruch 4, 5. Process probe arrangement according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Sammelaufsatz (7) einen Abschnitt aufweist, der geometrisch derart an die Außenkontur des zylindrischen Schaftes (3) angepasst ist, dass er zu- sammen mit dem Schaft die Begrenzungsflächen des Teilvolumens ausbildet, sobald sich der bewegbare Sondenteil in Messposition befindet. the collecting attachment (7) has a section which is geometrically adapted to the outer contour of the cylindrical shank (3) in such a way that together with the shank it forms the boundary surfaces of the partial volume as soon as the movable probe part is in the measuring position.
6. Prozesssondenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 6. Process probe arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that
das Messfenster (4) bei einer Bewegung des Sondenteiles gegenüber dem Sondengehäuse (3) in einen Prozessraum eintritt bzw. aus einem Prozess- raum austritt und der bewegbare Teil einen Dichtabschnitt (8) umfasst, der in einer zurückgezogenen Position des bewegbaren Teiles den das mindestens eine Messfenster (4) umfassenden Teil des bewegbaren Teiles gegenüber dem Prozessraum abdichtet.  the measuring window (4) enters a process space or emerges from a process space when the probe part moves relative to the probe housing (3) and the movable part comprises a sealing section (8) which in a retracted position of the movable part bears at least a measuring window (4) comprising part of the movable part seals against the process space.
7. Prozesssondenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, 7. Process probe arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
mindestens eine Öffnung (9) an einer dem Teilvolumen zugewandten Innen- seite des Sammelaufsatzes (7) vorhanden ist, welche über einen Gasan- schluss (10) mit druckbeaufschlagtem Gas versorgt werden kann.  at least one opening (9) is provided on an inner side of the collecting attachment (7) facing the partial volume, which can be supplied with pressurized gas via a gas connection (10).
8. Prozesssondenanordnung nach Anspruch 7, 8. Process probe arrangement according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die mindestens eine Öffnung (9) dazu eingerichtet ist, einen Gasstrahl auf mindestens ein Messfenster (4) zu richten.  the at least one opening (9) is arranged to direct a gas jet to at least one measuring window (4).
9. Prozesssondenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, 9. Process probe arrangement according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die dem Teilvolumen zugewandten, quer zur Längsachse (A) der Sonde ver- laufenden Innenseiten des Sammelaufsatzes (7) nach oben hin nach außen geneigt sind.  the insides of the collecting attachment (7) facing the partial volume and running transversely to the longitudinal axis (A) of the probe are inclined outwards towards the outside.
10. Prozesssondenanordnung nach Anspruch 9, 10. Process probe arrangement according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die dem Teilvolumen zugewandten Innenseiten des Sammelaufsatzes (7) mit einem Neigungswinkel im Bereich von 10°-30°, insbesondere im Bereich von 20° nach oben hin nach außen geneigt sind. the partial volumes facing inner sides of the collecting attachment (7) are inclined with an inclination angle in the range of 10 ° -30 °, in particular in the range of 20 ° upwards outwards.
11.Sammelaufsatz (7) für eine Prozesssonde (1 ), 11. collecting attachment (7) for a process probe (1),
wobei der Sammelaufsatz (7) ein nach oben und unten offenes Teilvolumen und einen Befestigungsabschnitt (11 ) zur Befestigung an der Prozesssonde (1 ) umfasst.  wherein the collecting attachment (7) comprises an upwardly and downwardly open partial volume and a fastening portion (11) for attachment to the process probe (1).
12. Sammelaufsatz (7) nach Anspruch 11 , 12. collecting attachment (7) according to claim 11,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
mindestens eine Öffnung (9) an einer dem Teilvolumen zugewandten Innen- seite des Sammelaufsatzes (7) vorhanden ist, welche über einen Gasan- Schluss (10) mit druckbeaufschlagtem Gas versorgt werden kann.  at least one opening (9) is provided on an inner side of the collecting attachment (7) facing the partial volume, which can be supplied with pressurized gas via a gas connection (10).
13. Sammelaufsatz (7) nach Anspruch 12, 13. collecting attachment (7) according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die mindestens eine Öffnung (9) dazu eingerichtet ist, einen Gasstrahl auf mindestens ein Messfenster (4) zu richten.  the at least one opening (9) is arranged to direct a gas jet to at least one measuring window (4).
14. Sammelaufsatz (7) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, 14. collecting attachment (7) according to any one of claims 11 to 13,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die dem Teilvolumen zugewandten, quer zur Längsachse (A) der Sonde ver- laufenden Innenseiten des Sammelaufsatzes (7) nach oben hin nach außen geneigt sind.  the insides of the collecting attachment (7) facing the partial volume and running transversely to the longitudinal axis (A) of the probe are inclined outwards towards the outside.
15. Sammelaufsatz (7) nach Anspruch 14, 15. collecting attachment (7) according to claim 14,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die dem Teilvolumen zugewandten Innenseiten des Sammelaufsatzes (7) mit einem Neigungswinkel im Bereich von 10°-30°, insbesondere im Bereich von 20° nach oben hin nach außen geneigt sind.  the partial volumes facing inner sides of the collecting attachment (7) are inclined with an inclination angle in the range of 10 ° -30 °, in particular in the range of 20 ° upwards outwards.
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