WO2020201139A1 - MESSVORRICHTUNG ZUR MESSUNG EINER INTENSIVEN MESSGRÖßE - Google Patents

MESSVORRICHTUNG ZUR MESSUNG EINER INTENSIVEN MESSGRÖßE Download PDF

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WO2020201139A1
WO2020201139A1 PCT/EP2020/058816 EP2020058816W WO2020201139A1 WO 2020201139 A1 WO2020201139 A1 WO 2020201139A1 EP 2020058816 W EP2020058816 W EP 2020058816W WO 2020201139 A1 WO2020201139 A1 WO 2020201139A1
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sensors
measuring
measured
intensive
temperature
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PCT/EP2020/058816
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Michael Hoss
Georg Wiora
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Courage + Khazaka Electronic Gmbh
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    • A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
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    • G01N13/00—Investigating surface or boundary effects, e.g. wetting power; Investigating diffusion effects; Analysing materials by determining surface, boundary, or diffusion effects
    • G01N2013/003—Diffusion; diffusivity between liquids

Definitions

  • the invention relates to a measuring device for measuring an intensive measured variable, in particular the concentration of a substance released or absorbed by a body by diffusion or the temperature, according to the preamble of claim 1 and a method for measuring an intensive measured variable, in particular the concentration of a body Substance released or absorbed by diffusion or the temperature according to claim 16.
  • a body can be a biological membrane.
  • a biological membrane can be the surface of the skin, for example.
  • an intensive measured variable namely the concentration of a substance released by a body through diffusion
  • the diffusion rate J of the substance through the membrane can be determined and this can be used as a yardstick for the diffusion behavior of the membrane.
  • devices such as those described in DE 2553377 are used for this purpose. Such devices have at least one measuring chamber with two openings, one of the at least two openings being able to be placed on the membrane to be examined. Two sensors are arranged in the measuring chamber, the sensors being at different distances from the to investigating membrane are arranged. In this way the diffusion rate can be determined.
  • measuring chambers with only one opening and only one sensor are known.
  • a freezing plate which serves as a diffusion sink, will then be provided on the side opposite the first opening.
  • the object of the present invention is therefore to create a measuring device and a method for measuring an intensive measured variable in which the measurement takes place more quickly and reliably.
  • the invention advantageously provides that in a measuring device for measuring an intensive measured variable, in particular the concentration of a substance released by diffusion from a body or the temperature, with at least one measuring chamber with at least one opening, the opening being on the to be examined Body can be placed, it is provided that at least three sensors for measuring the intensive measured variable are arranged in the measuring chamber, the sensors being arranged at different distances from the body to be examined during measurement, with an evaluation device being provided which records the values measured by the sensors and a total value for the intensive measured variable is determined from the values measured at at least three different distances from the body.
  • the intensive measured variable is a state variable that does not change with different sizes of the system under consideration.
  • an intensive measured variable can be the concentration of a substance released by a body through diffusion or the temperature. It can also be pressure, electrical voltage or all kinds of concentration or density.
  • the intensive measured variable can be measured directly or indirectly.
  • the measuring device has at least one measuring chamber with at least one opening, wherein the opening can be placed on the body to be examined.
  • the measuring chamber particularly preferably has at least two openings, at least one of the two openings being able to be placed on the body to be examined.
  • the measuring chamber with at least two openings thus forms an open measuring chamber.
  • the measuring chamber can only have one opening which can be placed on the body to be examined and a freezing plate which serves as a diffusion sink can be provided on the side opposite the opening.
  • a measuring chamber would be a closed measuring chamber.
  • the present invention has the advantage that there are several spatially resolved values, the associated sensors being at different distances from the membrane and more precise results being achieved by evaluating all the values.
  • the measurement results are also available more quickly.
  • a calculation rule is preferably stored in the evaluation device, on the basis of which the evaluation device determines the total value.
  • the device e.g. is placed on the skin, it takes a certain time until e.g. the substances released by diffusion get from the body to the individual sensors. As a result, the sensors cannot measure the corresponding value immediately and it takes a certain time until the measured value is stable. Such processes can be taken into account in a stored calculation rule.
  • a model function for approximating the real course of an intensive measured value variable to be determined can be stored as a calculation rule in the evaluation device or a separate evaluation unit connected downstream.
  • the measured temperature value determined by the sensors After the measuring device has been placed on the body to be examined, for example, the measured temperature value determined by the sensors only slowly adjusts itself from an initial measured value ( initial ) to the real body temperature value as the final convergence temperature (T final ) of the sensors, so that the sensors actually present Body temperature a certain equalization period is required so that the sensors of the measuring device have adjusted to the real body temperature or the final convergence temperature (T final ).
  • the equilibrium time of the measuring device can be up to 300 seconds.
  • a model function can be provided for determining the real body temperature or the final convergence temperature (T final ) to simulate the time course of the temperature measurement values after the measuring device has been placed on the body surface, starting from an initial temperature (T initial ) to the real body temperature or the to simulate the final convergence temperature (T final ).
  • the model function makes it possible to calculate the final body temperature value or the final convergence temperature (T final ) by means of measured values recorded during a short measuring period after the measuring device has been placed on the surface while the temperature is still adjusting.
  • an exponential function can be stored in the evaluation device or in a separate evaluation unit connected downstream as a model function, for example for the temperature profile.
  • the following function is stored as a model function for the temperature profile of the sensors of the measuring device in the evaluation device or a separate evaluation unit connected downstream:
  • T ⁇ t T 0 + (Ti - T 0 ) ⁇ (1 - e ⁇ t T ) with
  • temperature readings T t. determined at defined times.
  • A is preferred for this Minimum measuring period of 20 to 30 seconds selected for determining the measured values.
  • the start of the measurement period is particularly preferably selected starting from a period in the range from 10 to 20 seconds after the measurement device has been placed on the body.
  • the time constant t of the model function can be viewed as an unknown of the model function or, alternatively, can be determined for the measuring device by measuring real temperature curves and stored in the evaluation device. Particularly preferably, t can be set to a value in the range from 1/60 to 1/90 [1 / s].
  • the temperature T 0 can, however, be set to the initial temperature (T initial ) determined by the measuring device or to any intermediate temperature from which the temperature profile is to be approximated using the model function.
  • the total value of the intensive measured value can be used as the measured value T for the current temperature measured at the time t, which in turn can be calculated from the measured values of the sensors using a calculation rule.
  • the two unknowns of the model function T 0 and T t or alternatively the three unknowns of the model function t, T 0 and T t can be determined using a Levenberg-Marquardt algorithm or approximated from the paired measured values.
  • the Levenberg-Marquardt algorithm can be combined with robust statistical methods (maximum likelihood estimators) in an iterative procedure are used to sort out measurement points based on the distribution function of the residuals whose values do not match the model function. An improved estimation of the model parameters can then take place on the reduced set of measurement points.
  • the body to be examined can be any diffusion source or sink.
  • the body can preferably be a technical or biological membrane.
  • a biological membrane can be the surface of the skin, for example.
  • the concentration c of the substance released by the body by diffusion can be measured directly or indirectly.
  • the concentration gradient Vc can be calculated from the spatial concentration distribution c (z). From this, the diffusion rate J of the corresponding substance released by diffusion can be calculated according to Fick's law with the aid of the substance pair-specific diffusion constant D:
  • the diffusion constant is known for certain material pairings and can be looked up in the literature. Alternatively, the diffusion constant could also be determined experimentally. The diffusion constant depends on the pressure and the temperature. However, this diffusion constant is known for certain pressures and temperatures.
  • the concentration gradient can in principle be determined from the measurement of c (z) at two points Z- L and z 2 . To do this, the value of the gradient must be estimated from the two measured values. This is possible, for example, with the following linear difference approach: c (z2) - c (zi)
  • concentration c) is determined at n distances z x to z n , the measuring points can be viewed as support points of any parameterizable function. This can be, for example, a polynomial p (z) of degree k.
  • the polynomial parameters a 0 to a k-1 can be determined using known numerical methods such that:
  • both the determination of the parameters of p and the calculation of Vc (z) can be chosen so that the temporal course of J is, for example, as stable and robust as possible against disturbances or as quickly as possible after Placing the measuring device on the surface responds.
  • the substance released by the body through diffusion can be water vapor. If the body is the skin, it is called transepidermal water loss.
  • the rate of diffusion of water vapor through the skin is determined as a measured variable. Such a measured value is called a TEWL value.
  • the calculation rule stored in the evaluation device can weight the values measured by the sensors differently to determine the total value for the intensive measured variable.
  • a sensor that is arranged closer to the body can measure the corresponding values more quickly than a sensor that is arranged further away, since it takes a certain amount of time when the device is placed on the body takes until the amount of substance released by diffusion arrives at the corresponding sensors.
  • Test measurements can be carried out for each device and for special devices it can be stored at what point in time of a measurement, what values are weighted and how, in order to achieve the best values.
  • the calculation rule stored in the evaluation device can use a linear estimator, a non-linear estimator or a robust estimator when determining the total value.
  • a large number of robust estimators are known.
  • the total value is a value that is determined from all measured values. This value should represent the actual intensive measured variable. If the measurement has already been carried out for a long time, the measured value becomes very stable for all sensors and the total value could, for example, be an average value of all measured values. Depending on the application of the device, however, different calculation rules can exist and, for example, at the beginning of a measurement, as already described above, different weightings of the measured values of the sensors can be carried out. Even if, for example, individual values deviate significantly due to air turbulence in the environment, this can be recorded and taken into account. In the case of robust estimators, for example, these strongly deviating values cannot be taken into account.
  • the total value can be an estimated value that the evaluation device determines on the basis of the calculation rule, the calculation rule taking into account a time profile of the total value.
  • the course of the total value over time can be known through test attempts. Provided that a new measurement is started and that Device is placed on the body and the first measurements are available, an estimated value for the total value can be determined on the basis of a stored typical time course of the total value.
  • the sensors can be placed in the center of the measuring chamber or in the side wall.
  • the measuring chamber can have at least one side wall and wherein the at least three sensors can be arranged on the at least one side wall at different distances from the body to be examined.
  • the sensors can alternatively be placed in the center or middle area of the measuring chamber.
  • the at least one side wall can be arranged between the first and the second opening.
  • the measuring chamber can have a round cross section.
  • the at least three sensors can be arranged in at least three rows, the at least three rows being arranged at different distances from the body to be examined and at least one sensor being arranged per row.
  • At least five sensors can also be provided. At least five lines can thus be provided, with several sensors being provided per line. For example, six sensors can be arranged per row, so that a total of at least thirty sensors can be provided.
  • the sensors can measure the concentration of a substance released from the body by diffusion.
  • the sensors that measure the concentration of a substance released by diffusion can also measure the temperature and / or relative humidity.
  • at least three temperature sensors and / or sensors for measuring the relative humidity be provided for measuring the temperature and / or relative humidity, which are also arranged at different distances from the body to be examined when measuring.
  • the evaluation device can also receive the measured values for the temperature and / or relative humidity and determine a total temperature value and / or total value for the relative humidity on the basis of the measured values.
  • the additional temperature sensors and / or sensors for the relative humidity can also be arranged on the side wall or in the middle area or center of the measuring chamber.
  • a method for measuring an intensive measured variable in particular the concentration of a substance released by a body by diffusion or the temperature, can also be provided, which has the following steps:
  • the measuring chamber having at least one opening that is placed on the body to be examined, the measuring chamber being placed in such a way that the sensors are in different positions when measuring Distances are arranged from the body to be examined, an evaluation device receiving the values measured by the sensors and a total value for the intensive measured variable being determined from the measured values by means of the evaluation device.
  • a calculation rule can be stored on the basis of which the total value is determined.
  • the values of the calculation rule measured by the sensors can be weighted differently.
  • the measured values of the sensors that are arranged closer to the membrane to be examined can be weighted higher.
  • a robust estimator can be used to determine the total value.
  • a function can be determined which represents the dependence of the values in relation to the distance from the membrane. In this way, values can also be determined for certain distances that are not determined directly by means of a sensor. In this way, the intensive measured variable can also be determined directly on the body surface. If the temperature or relative humidity is measured with the sensors or with additional sensors as an intensive measured variable, the temperature or relative humidity on the body surface can be determined.
  • the concentration of a substance released by diffusion, the temperature or the relative humidity in the immediate vicinity outside a second opening of the sensor can also be specified.
  • the temperature can also be measured at at least three points that are at different distances from the body.
  • Figure 1 shows the measuring device for measuring the amount of a substance released by a body by diffusion
  • Figure 2 shows a top view of the measuring chamber
  • Figure 3 shows a section through the measuring chamber
  • Figure 4 also shows a section through the measuring chamber and a section through a cap
  • FIG. 5 shows the time course of the measurements and the extrapolation of
  • FIG. 6 shows the extrapolation of the water vapor concentration as a function of the position of the sensor in relation to the body.
  • Fig. 1 shows the measuring device for measuring an intensive measured variable.
  • the concentration of a substance given off by a body 5 by diffusion is measured.
  • a handle 2 is shown.
  • a head 4 with a measuring chamber 6 is arranged on the handle.
  • the measuring chamber 6 has at least two openings 8 and 10, one of the at least two openings 14 being able to be placed on a body 5 to be examined.
  • the opening 8 can be placed on the body 5 to be examined.
  • the measuring chamber 6 is shown in Figure 2 in plan view.
  • the measuring chamber 6 has a round cross section, as can be seen in FIG.
  • FIG. 12 A section through the measuring chamber 6 is shown in FIG. It can be seen that a large number of sensors 12 are arranged on the side wall 14 of the measuring chamber 6.
  • the sensors 12 are in rows and columns next to each other or arranged one above the other. Five sensors are arranged one above the other in a column. Six sensors are arranged in a row, three sensors 12 in a row being visible on average.
  • the sensors 12 measure, directly or indirectly, the concentration of a substance released by diffusion.
  • the body 5 can be a biological or technical membrane.
  • the measuring chamber 6 can be placed on the body 5.
  • a biological membrane can in particular be a skin surface.
  • the sensors 12 shown can also measure the temperature as an intensive variable. Alternatively, separate sensors can also be provided which measure the temperature, it also being possible for a multiplicity of sensors to be provided for measuring the temperature.
  • An evaluation device 16 is arranged in the handle 2 or also externally.
  • the evaluation device 16 receives the values measured by the sensors 12 and determines an overall value for the concentration of the substance released by diffusion from the at least three measured values. Since thirty sensors are provided in the present case, at least the measured values of the thirty sensors are available. A calculation rule is preferably stored in the evaluation device 16, on the basis of which the evaluation device 16 determines the total value.
  • the calculation rule and thus the evaluation device 16 can weight the values measured by the different sensors 12 differently. For example, the values of those sensors 12 which are arranged closer to the body to be examined can be weighted higher. These sensors 12 are less susceptible to interference due to air turbulence. With these sensors 12, too, the measured values are available more quickly after the measuring chamber 6 has been placed again on a body. The substance released by diffusion must first close once the measuring device 1 has been placed on the body reach the sensors 12. Therefore, these sensors 12 can measure the substance released by diffusion only after a certain time.
  • Fig. 4 also shows a section through the device, wherein an additional cap is shown. This attachment cap is used in particular for examinations of the skin surface to protect the skin surface.
  • FIG. 5 shows the time course of measurements and the extrapolation of water vapor concentration, temperature and relative humidity onto the surface of the body (solid curve) and onto the second opening of the measuring device (dashed curve).
  • a stable value is only reached after a certain time.
  • an estimated value for the total value can also be determined on the basis of the measured values that are already measured at an early point in time.
  • the evaluation device 16 and thus the calculation rule take into account the time course of the total value and / or the measured values.
  • the course over time can be determined by comparison tests and, for example, a typical course over time function can be determined. If the first values are now available, the expected stable total value can be determined on the basis of these first values and the stored time profile function. Even if a measurement takes longer, air turbulence or other disturbances can occur.
  • the calculation rule can, for example, use a robust estimator to determine the total value.
  • the concentration of a substance released by diffusion on the body surface can also be determined.
  • the concentration of a substance released by diffusion in the immediate vicinity of the measuring device can also be determined.
  • FIG. 6 shows the water vapor concentration as a function of the distance between the sensors and the membrane to be examined. A function can be determined based on the measured values. By determining this function, conclusions can be drawn about the water vapor concentration on the body surface and in the environment.

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Abstract

Bei einer Messvorrichtung zur Messung von einer intensiven Messgröße, insbesondere der Konzentration eines von einem Körper durch Diffusion abgegebenen Stoffes oder der Temperatur, mit zumindest einer Messkammer mit mindestens einer Öffnung, wobei die Öffnung auf dem zu untersuchenden Körper platzierbar ist, ist vorgesehen, dass in der Messkammer mindestens drei Sensoren zum Messen von der intensiven Messgröße angeordnet sind, wobei die Sensoren beim Messen in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind, wobei eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die die von den Sensoren gemessenen Werte erhält und einen Gesamtwert für die intensive Messgröße aus den zumindest drei gemessenen Werten sowie eine Stoff- oder Energiediffusionsrate ermittelt.

Description

Messvorrichtuna zur Messuna einer intensiven Messaröße
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Messung einer intensiven Messgröße, insbesondere die Konzentration eines von einem Körper durch Diffusion abgegebenen oder aufgenommenen Stoffes oder die Temperatur, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Messen einer intensiven Messgröße, insbesondere die Konzentration eines von einem Körper durch Diffusion abgegebenen oder aufgenommenen Stoffes oder die Temperatur nach Anspruch 16.
Zur Beurteilung von Körpern, insbesondere technischen oder biologischen Membranen ist beispielsweise das Diffusionsverhalten der Körper interessant. Ein Körper kann beispielsweise eine biologische Membran sein. Eine biologische Membran kann beispielsweise die Hautoberfläche sein. Im bisherigen Stand der Technik kann eine intensive Messgröße, nämlich die Konzentration eines von einem Körper durch Diffusion abgegebenen Stoffes gemessen werden. Aus diesem lässt sich die Diffusionsrate J des Stoffes durch die Membran bestimmt und diese als Maßstab für das Diffusionsverhalten der Membran herangezogen werden. Dafür werden beispielsweise Geräte verwendet, wie sie in der DE 2553377 beschrieben sind. Derartige Geräte weisen zumindest eine Messkammer mit zwei Öffnungen auf, wobei eine der mindestens zwei Öffnungen auf der zu untersuchenden Membran platzierbar ist. In der Messkammer sind zwei Sensoren angeordnet, wobei die Sensoren beim Messen in unterschiedlichen Abständen von der zu untersuchenden Membran angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Diffusionsrate bestimmt werden.
Bei dem bisher bekannten Stand der Technik sind auch Messkammern mit nur einer Öffnung und nur einem Sensor bekannt. Es wird dann an der der ersten Öffnung gegenüberliegenden Seite eine Gefrierplatte vorgesehen sein, die als Diffusionssenke dient.
Es besteht jedoch zunehmend Bedarf, dass diese Messung schneller und zuverlässiger erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Messung einer intensiven Messgröße zu schaffen, bei dem die Messung schneller und zuverlässig erfolgt.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale der Ansprüche 1 und 16.
Die Erfindung sieht in vorteilhafter Weise vor, dass bei einer Messvorrichtung zur Messung von einer intensiven Messgröße, insbesondere der Konzentration eines von einem Körper durch Diffusion abgegebenen Stoffes oder der Temperatur, mit zumindest einer Messkammer mit mindestens einer Öffnung, wobei die Öffnung auf dem zu untersuchenden Körper platzierbar ist, vorgesehen, dass in der Messkammer mindestens drei Sensoren zum Messen der intensiven Messgröße angeordnet sind, wobei die Sensoren beim Messen in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind, wobei eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die die von den Sensoren gemessenen Werte erhält und einen Gesamtwert für die intensive Messgröße aus den zumindest an drei unterschiedlichen Abständen zum Körper gemessenen Werten ermittelt.
Die intensive Messgröße ist eine Zustandsgröße, die sich bei unterschiedlicher Größe des betrachteten Systems nicht ändert. Im vorliegenden kann eine intensive Messgröße die Konzentration eines von einem Körper durch Diffusion abgegebenen Stoffes oder der Temperatur sein. Auch kann es der Druck, elektrische Spannung oder alle Arten von Konzentration oder Dichte sein. Die intensive Messgröße kann direkt oder indirekt gemessen werden. Die Messvorrichtung weist zumindest eine Messkammer mit mindestens einer Öffnung auf, wobei die Öffnung auf dem zu untersuchenden Körper platzierbar ist.
Besonders bevorzugt weist die Messkammer mindestens zwei Öffnungen auf, wobei zumindest eine der zwei Öffnungen auf dem zu untersuchenden Körper platzierbar ist. Die Messkammer mit mindestens zwei Öffnungen bildet somit eine offene Messkammer.
Alternativ kann die Messkammer nur eine Öffnung aufweisen, die auf den zu untersuchenden Körper platzierbar ist und auf der der Öffnung gegenüberliegenden Seite eine Gefrierplatte vorgesehen sein, die als Diffusionssenke dient. Eine solche Messkammer wäre eine geschlossene Messkammer.
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass mehrere räumlich aufgelöste Werte vorliegen, wobei die dazugehörigen Sensoren unterschiedliche Abstände zu der Membran aufweisen und durch die Auswertung aller Werte genauere Ergebnisse erzielt werden können. Auch liegen die Messergebnisse schneller vor.
In der Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise eine Berechnungsvorschrift hinterlegt, anhand der die Auswerteeinrichtung den Gesamtwert ermittelt.
Bei Beginn einer Messung bei dem das Gerät z.B. auf die Haut aufgesetzt wird, dauert es eine gewisse Zeit, bis z.B. der durch Diffusion abgegebene Stoffe von dem Körper bis zu den einzelnen Sensoren gelangt. Daher können die Sensoren noch nicht sofort den entsprechenden Wert messen und es dauert eine gewisse Zeit, bis der Messwert stabil ist. In einer hinterlegten Berechnungsvorschrift können solche Abläufe berücksichtigt werden.
Als Berechnungsvorschrift kann in der Auswerteeinrichtung oder einer nachgeschalteten separaten Auswerteeinheit beispielsweise eine Modellfunktion zur näherungsweisen Nachbildung des realen Verlaufes einer zu ermittelnden intensiven Messwertgröße hinterlegt werden. Nach dem Aufsetzen des Messgerätes auf den zu untersuchenden Körper gleicht sich beispielsweise der durch die Sensoren ermittelte Temperaturmesswert von einem initialen Messwert ( initial) erst langsam auf den realen Körpertemperaturwert als finale Konvergenztemperatur (Tfinal) der Sensoren an, so dass zur Messung der real vorliegenden Körpertemperatur eine bestimmte Ausgleichzeitdauer benötigt wird, damit sich die Sensoren des Messgerätes auf die reale Körpertemperatur bzw. finale Konvergenztemperatur (Tfinal) angeglichen haben. Die Ausgleichzeitdauer des Messgerätes kann dabei bis zu 300 Sekunden betragen.
Erfindungsgemäß kann es vorgesehen werden zur Ermittlung der realen Körpertemperatur bzw. der finalen Konvergenztemperatur (Tfinal) eine Modellfunktion zur Nachbildung des zeitlichen Verlaufes der Temperaturmesswerte nach Auflegen des Messgerätes auf die Körperoberfläche ausgehend von einer Anfangstemperatur (Tinitial) zu der realen Körpertemperatur bzw. der finalen Konvergenztemperatur (Tfinal) nachzubilden. Die Modellfunktion ermöglicht es dabei mittels während eines kurzen Messzeitraums nach dem Auflegen des Messgerätes aufgenommener Messwerte, während sich die Temperatur noch angleicht, den finalen Körpertemperaturwert bzw. die finale Konvergenztemperatur (Tfinal) zu berechnen. Insbesondere kann eine Exponentialfunktion in der Auswerteeinrichtung oder einer nachgeschalteten separaten Auswerteeinheit als Modellfunktion hinterlegt werden, beispielweise für den Temperaturverlauf.
Besonders bevorzugt wird als Modellfunktion für den Temperaturverlauf der Sensoren des Messgerätes in der Auswerteeinrichtung oder einer nachgeschalteten separaten Auswerteeinheit folgende Funktion hinterlegt:
hΐ, To, T^ t) = T0 + ( Ti - T0) · (1 - e~t T) mit
T0 = Temperatur zu dem Zeitpunkt t = 0, Tt als finale Konvergenztemperatur bei t = oo, t= Zeitkonstante der Exponentialfunktion in [1/s], t als Zeitpunkt bzw. Zeitdauer in [s] und T als aktuelle Temperatur bei dem Zeitpunkt t.
Während eines definierten Zeitraumes nach dem Auflegen des Messgerätes auf dem zu messenden Körper werden durch die Sensoren Temperaturmesswerte Tt. zu definierten Zeitpunkten ermittelt. Bevorzugt wird hierfür ein Mindestmesszeitraum von 20 bis 30 Sekunden für die Ermittlung der Messwerte gewählt. Besonders bevorzugt wird der Beginn des Messzeitraums beginnend ab einer Zeitdauer im Bereich von 10 bis 20 Sekunden nach Auflegen des Messgerätes auf den Körper gewählt.
Die Zeitkonstante t der Modellfunktion kann als Unbekannte der Modellfunktion betrachtet werden oder alternativ für das Messgerät durch Messung realer Temperaturverläufe ermittelt werden und in der Auswerteeinrichtung hinterlegt werden. Besonders bevorzugt kann t auf einen Wert im Bereich von 1/60 bis 1/90 [1/s] festgelegt werden.
Bei der Variablen T0 handelt es sich Allgemein um die Temperatur zu dem Zeitpunkt t = 0 für die angenommene Modellfunktion bzw. den durch die Modellfunktion approximierten Verlauf der Temperatur über die Zeitdauer t, welche als Unbekannte zu ermitteln ist. Die Temperatur T0 kann jedoch auf die über das Messgerät ermittelte Anfangstemperatur ( Tinitial ) festgesetzt werden oder auf eine beliebige Zwischentemperatur, von welcher ausgehend der Temperaturverlauf über die Modellfunktion approximiert werden soll.
Die finale Konvergenztemperatur 7 zu dem Zeitpunkt t = oo entspricht bei einer theoretisch angenommenen bestmöglichen Approximation des Temperaturverlaufes über die Modellfunktion der realen Körpertemperatur {Tfina ).
Als Messwert T für die zu dem Zeitpunkt t gemessene aktuelle Temperatur kann der Gesamtwert des intensiven Messwerts genutzt werden, welcher wiederum über eine Berechnungsvorschrift aus den Messwerten der Sensoren berechnet werden kann.
Die beiden Unbekannten der Modellfunktion T0 und Tt oder alternativ die drei Unbekannten der Modellfunktion t, T0 und Tt können durch Nutzung eines Levenberg-Marquardt-Algorithmus ermittelt bzw. aus dem Messwerte paaren approximiert werden.
Der Levenberg-Marquardt-Algorithmus kann in einem iterativen Verfahren mit robusten statistischen Methoden (maximum-likelihood-Schätzer) kombiniert werden um anhand der Verteilungsfunktion der Residuen Messpunkte auszusortieren deren Werte nicht zur Modellfunktion passen. Auf dem reduzierten Satz von Messpunkten kann dann eine verbesserte Schätzung der Modellparameter erfolgen.
Der zu untersuchende Körper kann jede beliebige Diffusionsquelle oder -senke sein. Der Körper kann vorzugsweise eine technische oder biologische Membran sein. Eine biologische Membran kann beispielsweise die Hautoberfläche sein.
Mittels der Sensoren kann beispielsweise direkt oder indirekt die Konzentration c des von dem Körper durch Diffusion abgegeben Stoffs gemessen werden. Aus der räumlichen Konzentrationsverteilung c(z) kann der Konzentrationsgradient Vc berechnet werden. Aus diesem lässt sich die Diffusionsrate J des entsprechenden durch Diffusion abgegeben Stoffs gemäß des Fickschen Gesetzes unter Zuhilfenahme der stoffpaarspezifischen Diffusionskonstante D berechnen :
J =—D Vc(z)
Die Diffusionskonstante ist für bestimmte Stoffpaarungen bekannt und kann in der Literatur nachgesehen werden. Alternativ könnte die Diffusionskonstante auch experimentell ermittelt werden. Die Diffusionskonstante hängt von dem Druck und der Temperatur ab. Für bestimmte Drücke und Temperaturen ist diese Diffusionskonstant jedoch bekannt. Der Konzentrationsgradient lässt sich prinzipiell aus der Messung von c(z) an zwei Punkten Z-L und z2 bestimmen. Dazu muss der Wert des Gradienten aus den beiden Messwerten geschätzt werden. Das ist beispielsweise mit folgendem linearen Differenzenansatz möglich : c(z2)— c(z-i )
J =—D —— -—
z2 - Zi
Eine räumlich höher aufgelöste Konzentrationsmessung erlaubt es jedoch den Gradienten der Konzentration mit wesentlich höherer Sicherheit aus den Messwerten abzuleiten. Bestimmt man die Konzentration c ) an n Abständen zx bis zn so können die Messpunkte als Stützstellen einer beliebigen parametrierbaren Funktion betrachtet werden. Das kann beispielsweise Polynom p(z) vom Grad k sein. Durch bekannte numerische Verfahren können die Polynomparameter a0 bis ak- 1 so bestimmt werden, dass gilt:
Figure imgf000009_0001
Damit verfügt man über die Möglichkeit die analytische Ableitung dc/dz der Konzentration zu berechnen :
Figure imgf000009_0002
Ist p eine Funktion deren Gradient nicht konstant ist, kann damit ein ortsabhängiger Gradient bestimmt werden. Da die zu bestimmende Zielgröße die Diffusionsrate J ist, kann sowohl die Bestimmung der Parameter von p als auch die Berechnung von Vc(z) so gewählt werden, dass der zeitliche Verlauf von J beispielsweise möglichst stabil und robust gegen Störungen ist oder möglichst schnell nach dem Aufsetzen des Messgerätes auf die Oberfläche anspricht.
Der von dem Körper durch Diffusion abgegebene Stoff kann Wasserdampf sei. Wenn der Körper die Haut ist, spricht man von transepidermalem Wasserverlust. Als Messgröße wird dafür die Diffusionsrate des Wasserdampfs durch die Haut bestimmt. Ein solcher Messwert wird TEWL-Wert genannt.
Die in der Auswerteeinrichtung hinterlegte Berechnungsvorschrift kann zur Ermittlung des Gesamtwertes für die intensive Messgröße die von den Sensoren gemessenen Werte unterschiedlich gewichten.
Dies hat den Vorteil, dass wesentlich schneller genauere Ergebnisse vorliegen. Ein Sensor, der näher an dem Körper angeordnet ist, kann schneller die entsprechenden Werte messen als ein Sensor, der weiter weg angeordnet ist, da es bei einem neuen Platzieren des Gerätes auf dem Körper es eine gewisse Zeit dauert, bis der durch Diffusion abgegebene Menge Stoff an den entsprechenden Sensoren ankommt.
Für jedes Gerät können Testmessungen durchgeführt werden und für spezielle Geräte kann hinterlegt sein, zum welchen Zeitpunkt einer Messung, welche Werte wie gewichtet werden, um so die besten Werte zu erzielen.
Die in der Auswerteeinrichtung hinterlegte Berechnungsvorschrift kann bei der Ermittlung des Gesamtwertes einen linearen Schätzer, einen nicht linearen Schätzer oder einen robusten Schätzer verwenden. Es ist eine Vielzahl von robusten Schätzern bekannt.
Ein solcher robuster Schätzer hat den Vorteil, dass die Werte, die sehr weit abweichen, nicht berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann es zu genaueren Ergebnissen kommen.
Der Gesamtwert ist ein Wert, der aus allen gemessenen Werten bestimmt wird. Dieser Wert soll die tatsächliche intensive Messgröße darstellen. Wenn die Messung schon längere Zeit durchgeführt wird, dann wird der gemessene Wert bei allen Sensoren sehr stabil und der Gesamtwert könnte beispielsweise ein Durchschnittswert aller gemessenen Werte sein. Je nach Anwendung des Gerätes können jedoch unterschiedliche Berechnungsvorschriften vorliegen und beispielsweise bei Beginn einer Messung können, wie bereits oben beschrieben, unterschiedliche Gewichtungen der Messwerte der Sensoren vorgenommen werden. Auch wenn beispielsweise durch Luftturbulenzen in der Umgebung einzelne Werte stark abweichen, kann dies erfasst und berücksichtigt werden. Bei robusten Schätzern können beispielsweise diese stark abweichenden Werte nicht berücksichtigt werden.
Der Gesamtwert kann ein Schätzwert sein, den die Auswerteeinrichtung anhand der Berechnungsvorschrift ermittelt, wobei die Berechnungsvorschrift einen zeitlichen Verlauf des Gesamtwertes berücksichtigt.
Durch Testversuche kann beispielsweise der zeitliche Verlauf des Gesamtwertes über die Zeit bekannt sein. Sofern nun eine neue Messung gestartet wird und das Gerät auf den Körper aufgelegt wird und die ersten Messungen vorliegen, kann anhand eines hinterlegten typischen zeitlichen Verlaufs des Gesamtwertes ein geschätzter Wert für den Gesamtwert ermittelt werden.
Die Sensoren können im Zentrum der Messkammer oder in der Seitenwand platziert sein.
Die Messkammer kann mindestens eine Seitenwand aufweisen und wobei die zumindest drei Sensoren an der zumindest einen Seitenwand in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sein können. Die Sensoren können alternativ im Zentrum oder mittleren Bereich der Messkammer platziert sein.
Die zumindest eine Seitenwand kann zwischen der ersten und der zweiten Öffnung angeordnet sein.
Die Messkammer kann einen runden Querschnitt aufweisen.
Die mindestens drei Sensoren können in mindestens drei Zeilen angeordnet sein, wobei die mindestens drei Zeilen in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind und wobei pro Zeile mindestens ein Sensor angeordnet ist.
Es können auch mindestens fünf Sensoren vorgesehen sein. Es können somit mindestens fünf Zeilen vorgesehen sein, wobei pro Zeile mehrere Sensoren vorgesehen sein können. Pro Zeile können beispielsweise sechs Sensoren angeordnet sein, so dass insgesamt mindestens dreißig Sensoren vorgesehen sein können.
Die Sensoren können die Konzentration eines von dem Körper durch Diffusion abgegeben Stoffes messen. Auch können die Sensoren, die die Konzentration eines durch Diffusion abgegebenen Stoffes messen, zusätzlich die Temperatur und/oder relative Feuchte messen. Alternativ können auch zusätzlich zu den Sensoren, die die Konzentration eines durch Diffusion abgegebenen Stoffes messen, mindestens drei Temperatursensoren und/oder Sensoren zur Messung der relativen Feuchte zur Messung der Temperatur und/oder relativen Feuchte vorgesehen sein, die ebenfalls beim Messen in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind.
Die Auswerteeinrichtung kann ebenfalls die Messwerte für die Temperatur und/oder relative Feuchte erhalten und einen Gesamttemperarturwert und/oder Gesamtwert für die relative Feuchte anhand der Messwerte ermitteln.
Auch die zusätzlichen Temperartursensoren und/oder Sensoren für die relative Feuchte können an der Seitenwand oder im mittleren Bereich bzw. Zentrum der Messkammer angeordnet sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch ein Verfahren zum Messen einer intensiven Messgröße, insbesondere der Konzentration eines von einem Körper durch Diffusion abgegebenen Stoffes oder der Temperatur, vorgesehen sein, das die folgenden Schritte aufweist:
Platzieren zumindest einer Messeinrichtung mit mindestens drei Sensoren zum Messen der intensiven Messgröße auf einem zu untersuchenden Körper, wobei die Messkammer zumindest eine Öffnung aufweist, die auf dem zu untersuchenden Körper platziert wird, wobei die Messkammer derart platziert wird, dass die Sensoren beim Messen in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind, wobei eine Auswerteeinrichtung die von den Sensoren gemessenen Werte erhält und mittels der Auswerteeinrichtung einen Gesamtwert für die intensive Messgröße aus den gemessenen Werten ermittelt wird.
Zur Ermittlung des Gesamtwertes kann eine Berechnungsvorschrift hinterlegt sein, anhand derer der Gesamtwert ermittelt wird.
Bei der Ermittlung des Gesamtwertes können die von den Sensoren gemessenen Werte der Berechnungsvorschrift unterschiedlich gewichtet werden. Es können die gemessenen Werte der Sensoren höher gewichtet werden, die näher an der zu untersuchenden Membran angeordnet sind.
Durch die unterschiedliche Gewichtung kann schneller ein zuverlässigerer Wert ermittelt werden.
Zur Ermittlung des Gesamtwertes kann ein robuster Schätzer verwendet werden.
Es kann auch ein Wert für die intensive Messgröße für einen bestimmten Abstand zur Oberfläche bestimmt werden, der nicht direkt mittels eines Sensors gemessen wurde.
Durch das Vorliegen unterschiedlicher Messwerte von Sensoren, die in unterschiedlichen Abständen zum zu untersuchenden Körper angeordnet sind, kann eine Funktion ermittelt werden, die die Abhängigkeit der Werte im Verhältnis zu dem Abstand zur Membran darstellt. Auf diese Weise können auch Werte für bestimmte Abstände bestimmt werden, die nicht direkt mittels eines Sensors ermittelt werden. Auf diese Weise kann auch die intensive Messgröße direkt an der Körperoberfläche ermittelt werden. Sofern als intensive Messgröße die Temperatur oder relative Feuchte mit den Sensoren oder mit zusätzlichen Sensoren gemessen wird, kann die Temperatur oder relative Feuchte auf der Körperoberfläche bestimmt werden.
Es kann zusätzlich die Konzentration eines durch Diffusion abgegebenen Stoffes, die Temperatur oder die relative Feuchte in der unmittelbaren Umgebung außerhalb einer zweiten Öffnung des Sensors angegeben werden.
Es kann zusätzlich die Temperatur an mindestens drei Stellen gemessen werden, die einen unterschiedlichen Abstand zum Körper aufweisen.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen schematisch : Figur 1 zeigt die Messvorrichtung zur Messung der von einem Körper durch Diffusion abgegebenen Menge eines Stoffes,
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die Messkammer,
Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die Messkammer,
Figur 4 zeigt ebenfalls einen Schnitt durch die Messkammer und einen Schnitt durch ein Aufsetzhütchen,
Figur 5 zeigt den zeitlichen Verlauf der Messungen und die Extrapolation von
Wasserdampfkonzentration, Temperatur und relativer Feuchte auf die Oberfläche des Körpers (durchgezogene Kurve) und auf die zweite Öffnung des Messgerätes (gestrichelte Kurve).
Figur 6 zeigt die Extrapolation der Wasserdampfkonzentration in Abhängigkeit von der Position des Sensors zum Körper.
Fig. 1 zeigt die Messvorrichtung zur Messung einer intensiven Messgröße. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Konzentration eines von einem Körper 5 durch Diffusion abgegebenen Stoffes gemessen.
Es ist ein Handgriff 2 gezeigt. An dem Handgriff ist ein Kopf 4 mit einer Messkammer 6 angeordnet. Die Messkammer 6 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel mindestens zwei Öffnungen 8 und 10 auf, wobei eine der mindestens zwei Öffnungen 14 auf einem zu untersuchenden Körper 5 platzierbar ist. Im vorliegenden Fall kann die Öffnung 8 auf dem zu untersuchenden Körper 5 platziert werden. Die Messkammer 6 ist in Figur 2 in der Draufsicht dargestellt. Die Messkammer 6 weist einen runden Querschnitt auf, wie in Figur 2 zu erkennen ist.
In Figur 3 ist ein Schnitt durch die Messkammer 6 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass eine Vielzahl von Sensoren 12 an der Seitenwand 14 der Messkammer 6 angeordnet ist. Die Sensoren 12 sind in Zeilen und Spalten nebeneinander bzw. übereinander angeordnet. Es sind fünf Sensoren in einer Spalte übereinander angeordnet. In einer Zeile sind sechs Sensoren angeordnet, wobei im Schnitt drei Sensoren 12 einer Zeile zu sehen sind.
Die Sensoren 12 messen direkt oder indirekt die Konzentration eines durch Diffusion abgegebenen Stoffes.
Der Körper 5 kann eine biologische oder technische Membran sein. Die Messkammer 6 kann auf dem Körper 5 platziert sein. Eine biologische Membran kann insbesondere eine Hautoberfläche sein.
Die dargestellten Sensoren 12 können zusätzlich auch die Temperatur als intensive Größe messen. Alternativ können auch separate Sensoren vorgesehen sein, die die Temperatur messen, wobei ebenfalls eine Vielzahl von Sensoren zur Messung der Temperatur vorgesehen sein können.
In dem Handgriff 2 oder auch extern ist eine Auswerteeinrichtung 16 angeordnet.
Die Auswerteeinrichtung 16 erhält die von den Sensoren 12 gemessenen Werte und ermittelt einen Gesamtwert für die Konzentration des durch Diffusion abgegebenen Stoffes aus den zumindest drei gemessenen Werten. Da im vorliegenden Fall dreißig Sensoren vorgesehen sind, liegen zumindest die Messwerte der dreißig Sensoren vor. In der Auswerteeinrichtung 16 ist vorzugsweise eine Berechnungsvorschrift hinterlegt, anhand der die Auswerteeinrichtung 16 den Gesamtwert ermittelt.
Die Berechnungsvorschrift und damit die Auswerteeinrichtung 16 kann die von den unterschiedlichen Sensoren 12 gemessenen Werte unterschiedlich gewichten. Beispielsweise können die Werte derjenigen Sensoren 12 höher gewichtet werden, die näher an dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind. Diese Sensoren 12 sind weniger anfälliger gegen Störungen aufgrund von Luftturbulenzen. Auch liegen bei diesen Sensoren 12 die Messwerte schneller nach erneutem Platzieren der Messkammer 6 auf einem Körper vor. Der durch Diffusion abgegebene Stoff muss nach Platzieren der Messvorrichtung 1 auf dem Körper zunächst einmal zu den Sensoren 12 gelangen. Daher können diese Sensoren 12 den durch Diffusion abgegebenen Stoffes erst nach einer gewissen Zeit messen.
Fig. 4 zeigt ebenfalls einen Schnitt durch die Vorrichtung, wobei ein zusätzliches Aufsetzhütchen dargestellt ist. Dieses Aufsetzhütchen wird insbesondere bei Untersuchungen der Hautoberfläche zum Schutz der Hautoberfläche verwendet.
In Fig. 5 ist der zeitliche Verlauf von Messungen und die Extrapolation von Wasserdampfkonzentration, Temperatur und relativer Feuchte auf die Oberfläche des Körpers (durchgezogene Kurve) und auf die zweite Öffnung des Messgerätes (gestrichelte Kurve) dargestellt. Ein stabiler Wert wird erst nach einer bestimmten Zeit erreicht. Es kann jedoch auch aufgrund der Messwerte, die schon zu einem frühen Zeitpunkt gemessen werden, ein Schätzwert für den Gesamtwert ermittelt werden. Zum Ermitteln des Schätzwertes berücksichtigt die Auswerteeinrichtung 16 und damit die Berechnungsvorschrift den zeitlichen Verlauf des Gesamtwertes und/oder der gemessenen Werte. Der zeitliche Verlauf kann durch Vergleichsversuche ermittelt werden und es kann beispielsweise eine typische zeitliche Verlaufsfunktion ermittelt werden. Wenn nun die ersten Werte vorliegen, kann anhand dieser ersten Werte und der hinterlegten zeitlichen Verlaufsfunktion der voraussichtliche stabile Gesamtwert ermittelt werden. Auch wenn eine Messung länger andauert, kann es zu Luftturbulenzen oder anderen Störungen kommen.
Bei der Bestimmung des Gesamtwertes können Messwerte, die stark von den anderen Messwerten abweichen, nicht berücksichtigt werden.
Es können somit auch noch im weiteren Verlauf der Messung unterschiedliche Gewichtungen vorgenommen werden.
Die Berechnungsvorschrift kann beispielsweise zur Ermittlung des Gesamtwertes einen robusten Schätzer verwenden.
Es kann auch die Konzentration eines durch Diffusion abgegebenen Stoffes an der Körperoberfläche bestimmt werden. Es kann auch die durch Diffusion abgegebene Konzentration eines Stoffes in der unmittelbaren Umgebung des Messgerätes bestimmt werden.
Dafür kann beispielsweise wie in Fig. 6 darstellt, eine Extrapolation durchgeführt werden.
In Figur 6 ist die Wasserdampfkonzentration in Abhängigkeit von dem Abstand der Sensoren zu der zu untersuchenden Membran dargestellt. Anhand der gemessenen Werte kann eine Funktion ermittelt werden. Durch Ermittlung dieser Funktion können Rückschlüsse darauf gezogen werden, wie die Wasserdampfkonzentration an der Körperoberfläche und in der Umgebung ist.

Claims

AnsDrüche
1. Messvorrichtung zur Messung von einer intensiven Messgröße, insbesondere der Konzentration eines von einem Körper durch Diffusion abgegebenen Stoffes oder der Temperatur, mit
- zumindest einer Messkammer mit mindestens einer Öffnung, wobei die Öffnung auf dem zu untersuchenden Körper platzierbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in der Messkammer mindestens drei Sensoren zum Messen von der intensiven Messgröße angeordnet sind, wobei die Sensoren beim Messen in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind,
wobei eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die die von den Sensoren gemessenen Werte erhält und einen Gesamtwert für die intensive Messgröße aus den zumindest drei gemessenen Werten ermittelt.
2. Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer mindestens zwei Öffnungen aufweist.
3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Auswerteeinrichtung eine Berechnungsvorschrift hinterlegt ist, anhand der die Auswerteeinrichtung den Gesamtwert ermittelt.
4. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Auswerteeinrichtung hinterlegte
Berechnungsvorschrift zur Ermittlung des Gesamtwertes für die intensive Messgröße die von den Sensoren gemessen Werte unterschiedlich gewichtet.
5. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Auswerteeinrichtung hinterlegte Berechnungsvorschrift bei der Ermittlung des Gesamtwertes einen robusten Schätzer verwendet.
6. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtwert ein Schätzwert ist, den die Auswerteinrichtung anhand der Berechnungsvorschrift ermittelt, wobei die Berechnungsvorschrift den zeitlichen Verlauf des Gesamtwertes berücksichtigt.
7. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinrichtung oder einer nachgeschalteten separaten Auswerteeinheit eine Modellfunktion zur näherungsweisen Nachbildung des realen Verlaufes einer zu ermittelnden intensiven Messwertgröße hinterlegt ist.
8. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer mindestens eine Seitenwand aufweist und wobei die zumindest drei Sensoren an der zumindest einen Seitenwand in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind.
9. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer mindestens eine Seitenwand aufweist und wobei die zumindest drei Sensoren von der Seitenwand beabstandet im mittleren Bereich der Messkammer in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind.
10. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer einen runden Querschnitt aufweist.
11. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens drei Sensoren in mindestens drei Zeilen angeordnet sind, wobei die mindestens drei Zeilen in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind und wobei pro Zeile mindestens ein Sensor angeordnet ist.
12. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren die Konzentration eines von dem Körper durch Diffusion abgegebenen Stoffes messen.
13. Messvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren, die die Konzentration eines durch Diffusion abgegebenen Stoffes messen, zusätzlich die Temperatur und/oder relative Feuchte messen oder dass zusätzlich mindestens drei Temperatursensoren und/oder Sensoren zur Messung der relativen Feuchte zur Messung der Temperatur und/oder relativen Feuchte vorgesehen sind, die ebenfalls beim Messen in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind.
14. Messvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung ebenfalls die Messwerte für die Temperatur und/oder relative Feuchte erhält und einen Gesamttemperaturwert und/oder Gesamtwert für die relative Feuchte anhand dieser Messwerte ermittelt.
15. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Temperatursensoren und/oder Sensoren für die relative Feuchte an der Seitenwand angeordnet sind.
16. Verfahren zum Messen einer intensiven Messgröße, insbesondere der Konzentration eines von einem Körper durch Diffusion abgegebenen Stoffes oder der Temperatur, durch
- Platzieren zumindest einer Messkammer mit mindestens drei Sensoren zum Messen der intensiven Messgröße auf einem zu untersuchenden Körper, wobei die Messkammer zumindest eine Öffnung aufweist, die auf dem zu untersuchenden Körper platziert wird, - wobei die Messkammer derart platziert wird, dass die Sensoren beim Messen in unterschiedlichen Abständen von dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind,
- wobei eine Auswerteeinrichtung die von den Sensoren gemessenen Werte erhält und mittels der Auswerteeinrichtung einen Gesamtwert für die intensive Messgröße aus den gemessenen Werten ermittelt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur
Ermittlung des Gesamtwertes eine Berechnungsvorschrift hinterlegt ist, anhand der der Gesamtwert ermittelt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Gesamtwertes die von den Sensoren gemessenen Werte in der Berechnungsvorschrift unterschiedlich gewichtet werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessen Werte der Sensoren höher gewichtet werden, die näher an dem zu untersuchenden Körper angeordnet sind.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Gesamtwertes ein Robuster Schätzer verwendet wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur näherungsweisen Nachbildung des realen Verlaufes einer zu ermittelnden intensiven eine Modellfunktion verwendet wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert für die intensive Messgröße für einen bestimmten Abstand zur Oberfläche bestimmt werden kann, der nicht direkt mittels der Sensoren gemessen wurde.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als intensive Messgröße die Konzentration eines durch Diffusion von einem Körper abgegeben Stoffes gemessen wird.
24. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich als intensive Messgröße die Temperatur und/oder relative Feuchte an mindestens drei Stellen, die einen unterschiedlichen Abstand zum Körper aufweisen, gemessen wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20 dadurch gekennzeichnet, dass es analog zum Fickschen Gesetz aus dem Gradienten Vc(z) der gemessenen intensiven Größe c(z) die Diffusionsrate für die entsprechende Größe ermittelt.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die intensive Größe die Temperatur und die Diffusionsrate der Wärmeverlust ist.
27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die intensive Größe eine Stoff konzen trat ion und die Diffusionsrate eine Stoffmenge pro Zeit und pro Fläche ist.
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