DE3941157C3 - Ionenmeßeinrichtung zur Prozeßsteuerung - Google Patents
Ionenmeßeinrichtung zur ProzeßsteuerungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ionenmeßeinrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1
zur Konzentrationsmessung von H⁺, Na⁺, K⁺ oder anderen Io
nen in einer Probe sowie zur Durchführung einer Prozeß
steuerung auf der Grundlage der Meßergebnisse.
Bei einer konventionellen Ionenmeßeinrichtung zur Verwen
dung in Prozessen erfolgt üblicherweise nicht nur perio
disch eine Kalibrierung der Ionenmeßelektrode, sondern auch
eine manuelle Analyse mit Hilfe einer separaten Meßeinrich
tung bei einer periodischen Wartung, um die Zuverlässigkeit
eines durch die Ionenmeßelektrode erhaltenen Meßwerts fest
zustellen, und zwar anhand einer Korrelation zwischen dem
gemessenen Wert und dem erhaltenen analytischen Wert.
Beim oben beschriebenen, herkömmlichen Beispiel ist es er
forderlich, im voraus eine Wartungsperiode zu bestimmen und
die Wartung der Ionenmeßelektrode periodisch durchzuführen,
wobei diese Wartungsperiode relativ kurz sein muß, und zwar
im Hinblick auf die Lebensdauer der Ionenmeßelektrode, um
somit sichere Ergebnisse zu gewährleisten.
Es ist nach alledem erforderlich, durch eine Person eine
Wartung in relativ kurzen Zeitabständen durchführen zu las
sen, und zwar möglichst zu solchen Zeitpunkten, zu denen
noch keine Abnormalität der Ionenmeßelektrode aufgetreten
ist. Ist tatsächlich eine Abnormalität der Ionenmeßelektro
de aufgetreten, beispielsweise durch Beschädigung, Verun
reinigung und dergleichen, so muß diese sofort beseitigt
werden, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob diese Abnormali
tät in der Ferienzeit oder um Mitternacht aufgetreten ist.
Aus der DE 26 46 236 C2 ist eine Meßkammeranordnung für elek
trochemische Meßeinrichtungen mit mehreren Meßkammern be
kannt. Mittels dieser Meßkammeranordnung werden eine Vielzahl un
terschiedlicher Messungen gleichzeitig oder aufeinanderfolgend
in einer entsprechenden Anzahl von miteinander in Verbindung
stehenden Meßkammern ausgeführt. Hierbei ist jeder Meßkammer
eine Meßelektrode zugeordnet, um beispielsweise bei einer Blut
probe den CO2-Partialdruck, den pH-Wert oder den Sauerstoff-Par
tialdruck zu bestimmen. Insbesondere sind die inneren Oberflä
chen der Meßkammern und Verbindungskanäle so ausgestaltet, daß
die Zusammensetzung oder die Eigenschaften der Probe in den un
terschiedlichen Meßkammern nicht in nennenswertem Ausmaße beein
flußt werden.
Die DE 26 52 370 A1 zeigt ein Mehrfachmeßsystem für die elek
trochemische Analyse strömender Flüssigkeiten und Gase, bei der
sowohl die Elektroden als auch sämtliche Meßkammern leicht aus
wechselbar zu einem kompakten Mehrfachmeßsystem vereint sind.
Die Kompaktheit wird im wesentlichen dadurch erzielt, daß
die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Meßkammern auf
dem kürzesten Weg verlaufen. Bei Ausfall einer Meßelektrode
wird die Messung unterbrochen. Die Messung wird dann nach Aus
tausch der schadhaften Meßelektrode fortgesetzt. Um einen häufi
gen Ausfall dieses Meßsystems zu verhindern, sind relativ kurze
Wartungsperioden einzuhalten.
Die DE-AS 24 04 190 zeigt eine gattungsgemäße Vorrichtung zur
Bestimmung der Konzentration von verschiedenen Ionen durch se
lektive Ionenelektroden. Diese Vorrichtung soll einen möglichst
langen wartungsfreien Betrieb ermöglichen und die Möglichkeit
der automatischen Beseitigung von Verunreinigungen auf der Sen
sorfläche mit einfachen Mitteln zulassen. Hierzu wird eine
Reinigungseinrichtung in einem Gehäuse vorgesehen, die, nachdem
eine Abnormalität eines Sensors erkannt worden ist, Luftblasen
erzeugt und dadurch die Sensoroberfläche reinigt. Auch bei die
ser Einrichtung ist ein weiteres Messen nach Ausfall eines Sen
sors nicht möglich.
Ausgehend von dem oben beschriebenen Stand der Technik liegt der Er
findung die Aufgabe zugrunde, eine Ionenmeßeinrichtung zur
Verwendung in Prozessen zu schaffen, die es gestattet, die
Wartungsperiode der Ionenmeßelektrode zu vergrößern und die
kurzfristig auch mit einer Abnormalität fertig wird, selbst
wenn diese Abnormalität in der Elektrode entsteht und eine kosten
günstige Ionenmeßeinrichtung zu schaffen.
Die Lösung der gestellten Aufgaben ist dem kenn
zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1
zu entnehmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin
dung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Ionenmeßeinrichtung nach der Erfindung ist mit einer
Ersatz-Ionenmeßelektrode ausgestattet, die zusätzlich
zum oben beschriebenen Aufbau vorhanden ist, so daß diejeni
ge Ionenmeßelektrode, die als abnormal beurteilt worden
ist, auf die Ersatz-Ionenmeßelektrode umgeschaltet bzw.
durch diese ersetzt werden kann, um die Messung mit Hilfe
der Ersatz-Ionenmeßelektrode und den verbleibenden Ionen
meßelektroden kontinuierlich fortführen zu können.
Eine Ionenmeßeinrichtung nach einer Variante der Erfindung weist
die Merkmale des Patentanspruchs 2 auf.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind
die Ionenmeßelektroden stabförmige Verbundelektroden, die
integral eine ionenselektive Elektrode und eine Referenz
elektrode enthalten.
Die Ionenmeßelektroden können auch schichtartige Verbund
elektroden sein, die integral eine ionenselektive Elektrode
und eine Referenzelektrode enthalten.
Treten bei der Ionenmeßeinrichtung zur Prozeßsteuerung mit
dem oben beschriebenen Aufbau keine Abnormalitäten in den
Ionenmeßelektroden auf, so wird ein Mittelwert der gemesse
nen Werte, die mit Hilfe der jeweiligen Elektroden erhalten
worden sind, errechnet bzw. angezeigt. Die Prozeßsteuerung
erfolgt dann auf der Basis des angezeigten Mittelwerts.
Tritt dagegen eine Abnormalität in irgendeiner der Ionen
meßelektroden auf, so wird ein primärer Wartungsalarm ausgegeben.
Diejenige Elektrode, die als abnormal bzw. nicht mehr
brauchbar eingestuft worden ist, wird ausgeschlossen bzw.
abgeschaltet. Die weitere Messung erfolgt dann mit Hilfe
der verbleibenden und normal arbeitenden Elektroden oder
mit Hilfe solcher Elektroden und einer Ersatzelektrode. Verbleiben
nur noch zwei Elektroden wird ein sekundärer Wartungsalarm ausgegeben,
der anzeigt, daß eine Wartung demnächst erfolgen soll.
Wird ein Wartungsalarm ausgegeben, tritt also eine Abnorma
lität in einer der Elektroden auf, so braucht die Prozeß
steuerung nicht unterbrochen zu werden. Die Wartung der
Elektroden kann daher in längeren Abständen erfolgen.
Da der Wartungsalarm erst zu einem Zeitpunkt ausgegeben
wird, zu dem eine Abnormalität in den Elektroden tatsäch
lich aufgetreten ist, ist es nicht erforderlich, die War
tungsperiode so festzulegen, daß eine Wartung erfolgt, be
vor eine Abnormalität in den Elektroden auftritt. Hierdurch
läßt sich die Wartungsperiode ebenfalls verlängern.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer pH-Meßeinrichtung zur Ver
wendung in Prozessen gemäß einem ersten Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise
der pH-Meßeinrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von wesentlichen Tei
len eines anderen Ausführungsbeispiels nach der
Erfindung,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch die wesentlichen Teile
nach Fig. 3,
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer pH-Meßeinrichtung zur Ver
wendung in Prozessen in Übereinstimmung mit einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er
findung,
Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise
der in Fig. 5 gezeigten Einrichtung,
Fig. 7 ein Blockdiagramm einer pH-Meßeinrichtung zur Ver
wendung in Prozessen in Übereinstimmung mit einem
anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin
dung,
Fig. 8 ein Blockdiagramm einer pH-Meßeinrichtung zur Ver
wendung in Prozessen in Übereinstimmung mit einem
noch weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung,
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung
wesentlicher Teile der Einrichtung nach Fig. 8,
Fig. 10 eine longitudinale Schnittansicht zur Darstellung
der wesentlichen Teile der Einrichtung nach
Fig. 8,
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer pH-Meßeinrich
tung zur Verwendung in Prozessen in Übereinstim
mung mit einem weiteren bevorzugten Ausführungs
beispiel der Erfindung,
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung we
sentlicher Teile der Einrichtung nach Fig. 11 und
Fig. 13 ein Blockdiagramm einer pH-Meßeinrichtung zur Ver
wendung in Prozessen in Übereinstimmung mit dem
zuletzt genannten Ausführungsbeispiel.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden
nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be
schrieben.
Die Fig. 1 zeigt eine pH-Meßeinrichtung zur Verwendung in
Prozessen, während die Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläute
rung ihrer Betriebsweise darstellt. Bezogen auf die Fig. 1
und 2 sind mit dem Bezugszeichen 1 eine Probe, mit dem Be
zugszeichen 2 ein Tauchelektrodenhalter (Immersionselektro
denhalter) und mit den Bezugszeichen 3a, 3b, 3c, 3d drei
oder mehrere (im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier) pH-
Meßelektroden bezeichnet. Die Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d
werden durch den Elektrodenhalter 2 so gehalten, daß sie
separat montiert und abgenommen werden können. Sie alle
dienen zur Messung des pH-Werts ein und derselben Probe 1.
Bezugszeichen 4 kennzeichnet eine Umschalteinrichtung zur
wahlweisen Entnahme von Meßsignalen, die von den jeweiligen
Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d geliefert werden, wobei die Um
schalteinrichtung 4 die ausgewählten Meßsignale zu einem
Rechnerteil 5 liefert. Eine Mittelwert-Berechnungseinrich
tung enthält die Umschalteinrichtung 4 und den Rechnerteil
5. Dabei werden die durch die jeweiligen Elektro
den 3a, 3b, 3c, 3d gemessenen Signale der Reihe nach über
die Umschalteinrichtung 4 zum Rechnerteil 5 geleitet, in
welchem der Mittelwert der durch die jeweiligen Elektroden
3a, 3b, 3c, 3d gemessenen Werte berechnet wird. Ein Signal
in Übereinstimmung mit diesem Mittelwert wird von einer An
zeigeeinrichtung 6 ausgegeben, wobei eine bestimmte Prozeß
steuerung auf der Grundlage dieses ausgegebenen Signals er
folgt (beispielsweise eine automatische Einstellung des pH-
Werts in einem Metallisierungsbad und dergleichen). Der
Rechnerteil 5 enthält Mittel zum Beurteilen der Existenz
einer Abnormalität in den Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d, wobei
diese Abnormalität auf der Grundlage der durch die jeweili
gen Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d gemessenen Signale erfaßt
wird. Tritt eine Abnormalität in irgendeiner der Elektroden
3a, 3b, 3c, 3d auf, so wird diejenige Elektrode, die als
unnormal beurteilt wird, ausgeschlossen, was bedeutet, daß
ihr gemessenes Signal nicht verwendet wird. Die Messung des
pH-Werts dieser Probe 1 wird dann mit den verbleibenden
Elektroden fortgeführt. Das Bezugszeichen 7 kennzeichnet
einen Alarmteil, der eine Lampe oder dergleichen enthält.
Tritt eine Abnormalität in einer der Elektroden 3a, 3b, 3c,
3d auf, so wird ein primärer Wartungsalarm ausgegeben, also
ein Frühwarnalarm, der darüber Auskunft gibt, daß der War
tungszeitpunkt bald erreicht ist, wobei zu diesem Zweck ei
ne gelbe Lampe eingeschaltet wird. Tritt dagegen eine Ab
normalität in zwei Elektroden auf, arbeiten also nur noch
die verbleiben
den zwei Elektroden normal, so erfolgt ein
sekundärer Wartungsalarm, der beispielsweise durch Ein
schalten einer roten Lampe ausgegeben wird.
Im folgenden wird der Betrieb der oben beschriebenen Ein
richtung unter Bezugnahme auf die Fig. 2 näher beschrieben.
Sobald die Einrichtung installiert wird, werden zunächst
der Nullpunkt und die Empfindlichkeit kalibriert, und zwar
durch Verwendung zweier Arten von Standardlösungen vor der
Messung. Die erste Standardlösung weist einen pH-Wert von 7
auf, während die zweite Standardlösung einen pH-Wert auf
weist, der nahe dem pH-Wert der Probe 1 ist. Die bei dieser
Kalibrierung ermittelten Eigenschaften der jeweiligen Elek
troden 3a, 3b, 3c, 3d werden in einem Speicher des Rechner
teils 5 gespeichert und als Daten zur Beurteilung der nütz
lichen Lebensdauer der jeweiligen Elektroden bei der später
durchzuführenden Wartung verwendet. Zu den zuvor genannten
Eigenschaften gehören ein unsymmetrisches elektrisches Po
tential (eine elektromotorische Kraft bei einem pH-Wert von
7), eine Empfindlichkeit und eine Ansprechzeit (also eine
Zeitspanne von einem Zeitpunkt, an dem die erste Standard
lösung auf die zweite Standardlösung gewechselt wird, bis
zu einem Zeitpunkt, zu dem sich der Ausgang stabilisiert
hat).
Nach Beendigung der Kalibrierung werden alle Elektroden 3a,
3b, 3c, 3d in die Probe 1 eingetaucht, so daß die Messung
beginnen kann.
Die durch die vier Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d gemessenen Si
gnale (Spannungen in mV-Einheiten) werden in den Rechner
teil 5 eingelesen, wenn sie der Reihe nach durch die Um
schalteinrichtung 4 hindurchlaufen (Schritt S1).
Im Rechnerteil 5 wird der Mittelwert (pHm) der durch die
vier Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d gemessenen Werte berechnet
(Schritt S2).
Sodann wird überprüft, ob die Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d ei
ne Abnormalität aufweisen (Schritt S3).
Diese Überprüfung wird nachfolgend näher beschrieben.
Zunächst wird eine Potentialdifferenz Δ pHx der jeweiligen
Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d relativ zu dem im Schritt S2 be
rechneten Mittelwert (pHm) berechnet, die sich zu Δ pHx =
pHm - pHx ergibt. Die Größe Δ pHx ist der gemeinsame Name
jeweils für die Potentialdifferenz Δ pHa der Elektrode 3a,
für die Potentialdifferenz Δ pHb der Elektrode 3b, für die
Potentialdifferenz Δ pHc der Elektrode 3c und für die Po
tentialdifferenz Δ pHd der Elektrode 3d. Liegt die Poten
tialdifferenz Δ pHx innerhalb eines erlaubten Bereichs, so
wird die Elektrode als normal beurteilt, während die Elek
trode als unnormal beurteilt wird, wenn diese Potentialdif
ferenz den erlaubten Bereich überschreitet.
Für den Fall, daß alle Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d als normal
beurteilt werden, wird der im Schritt S2 erhaltene Mittel
wert (pHm) in eine pH-Einheit umgewandelt und zum Anzeige
teil 6 übertragen. Die Prozeßsteuerung erfolgt auf der
Grundlage des vom Anzeigeteil 6 ausgegebenen Signals.
Wenn irgendeine der Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d als unnormal
eingestuft wird, so wird ein primärer Wartungsalarm ausge
geben, und zwar über den Alarmteil 7. Gleichzeitig wird
diejenige Elektrode, die als unnormal beurteilt worden ist,
ausgeschlossen bzw. stillgelegt (ihr Meßsignal wird abge
schnitten). Dies erfolgt im Schritt S4.
Sodann wird beurteilt, ob noch zwei Elektroden verblieben
sind oder nicht (Schritt S5). Sind noch drei oder mehrere
Elektroden vorhanden, so wird das Verfahren mit Schritt S1
fortgesetzt. Die Messung mit Hilfe der drei oder mehreren
Elektroden wird weiterhin in den Schritten S2, S3 und S4
durchgeführt, wobei die Prozeßsteuerung kontinuierlich auf
der Grundlage des Signals des Mittelwerts (pHm) erfolgt,
das vom Anzeigeteil 6 ausgegeben wird.
Für den Fall, daß nur noch zwei Elektroden verbleiben, wird
ein sekundärer Wartungsalarm ausgegeben, und zwar vom
Alarmteil 7 im Schritt S6. Sodann wird der Mittelwert der
durch die beiden Elektroden gemessenen Werte im Schritt S7
berechnet. Anschließend wird dieser Mittelwert in eine pH-
Einheit umgewandelt und zum Anzeigeteil 6 übertragen. Die
Prozeßsteuerung wird kontinuierlich weitergeführt, und zwar
auf der Grundlage des Signals, das vom Anzeigeteil 6 ausge
geben wird.
Nachdem der sekundäre Wartungsalarm ausgegeben worden ist,
muß sich das Wartungspersonal zum Meßstandort begeben und
die Wartung durchführen. Hierbei wird diejenige Elektrode,
die als unnormal beurteilt und ausgeschlossen worden ist,
entweder ausgetauscht oder repariert. Während dieser Zeit
erfolgt jedoch weiterhin die Messung mit Hilfe der zwei
verbleibenden Elektroden. In einem solchen Fall läßt sich
bestimmen, ob die Elektrode ausgetauscht werden soll oder
nicht, und zwar durch die Kalibrierung mit Hilfe der ersten
und der zweiten Standardlösung zwecks Messung der Eigen
schaften der Elektrode, die als unnormal beurteilt und
ausgeschlossen worden ist (unsymmetrisches elektrisches
Potential, Empfindlichkeit, Ansprechgeschwindigkeit). Diese
Größen werden mit den anfänglichen Werten (also mit den
oben beschriebenen Daten zur Beurteilung der nützlichen Le
bensdauer) verglichen, um zu ermitteln, in welchem Umfang
diese Eigenschaften von den anfänglichen Werten abweichen
(es wird also geprüft, ob diese Eigenschaften die zuvor
eingestellten Kontrollwerte erreichen oder nicht).
Ferner kann, obwohl eine stabartige Verbundelektrode inte
gral eine als ionenselektive Elektrode arbeitende Glaselek
trode und eine Referenzelektrode enthält, die jeweils als
Elektrode 3a, 3b, 3c, 3d verwendet wird, auch eine ionense
lektive Elektrode verwendet werden, die von der Referenz
elektrode getrennt ist (für den Fall, daß die Temperatur
der Probe nicht konstant ist, kann je nach den Umständen
auch eine Temperaturkompensationselektrode integriert
sein). Werden die ionenselektive Elektrode und die Refe
renzelektrode getrennt voneinander verwendet, so können die
Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d durch drei oder mehr (vier im
vorliegenden Ausführungsbeispiel) Glaselektroden 3′ und ei
ne Referenzelektrode 3′′ gebildet werden. Die eine Referenz
elektrode 3′′ wird dann gemeinsam für die jeweiligen Glas
elektroden 3′ verwendet, wie die Fig. 3 und 4 zeigen. Mit
einem derartigen Aufbau lassen sich nicht nur die Kosten
für die Elektroden verringern, sondern es kann auch ein
elektrisches Standardpotential fixiert werden, und zwar in
folge der gemeinsamen Verwendung der Referenzelektrode 3′′,
so daß eine erhöhte Meßgenauigkeit erhalten wird. In den
Fig. 3 und 4 bezeichnen die Bezugsziffer 2a einen Halte
körper, die Bezugsziffer 2b eine Schraubkappe, die Bezugs
ziffer 2c einen Referenzelektrodenhalter innerhalb des Hal
tekörpers 2a und die Bezugsziffer 2d eine aus Gummi oder
dergleichen bestehende Packung. Ein Elektrodenhalter 2 be
steht aus den Elementen 2a, 2b, 2c und 2d.
Die Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm einer pH-Meßeinrichtung
zur Verwendung in Prozessen in Übereinstimmung mit einem
anderen bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung. Bei dieser pH-Meßeinrichtung zur Verwendung in
Prozessen sind drei oder mehrere (drei im bevorzugten Aus
führungsbeispiel) pH-Meßelektroden 3a, 3b, 3c vorhanden,
die denselben Aufbau aufweisen. Ferner ist an einem Elek
trodenhalter 2 eine Ersatzelektrode 3d montiert, während
eine Hubeinrichtung 8 vorhanden ist, mit deren Hilfe sich
die Ersatzelektrode 3d aus einer Position oberhalb einer
Probe 1 in eine Position bringen läßt, in der die Ersatz
elektrode 3d in die Probe 1 eingetaucht ist. Die Prozeß
steuerung erfolgt auf der Grundlage eines Mittelwerts der
durch die Elektroden 3a, 3b, 3c gemessenen Werte. Tritt in
einer dieser drei Elektroden 3a, 3b, 3c eine Abnormalität
auf, so gibt eine Alarmeinrichtung 6 einen primären War
tungsalarm aus. Gleichzeitig wird diejenige Elektrode, die
als unnormal beurteilt worden ist, automatisch auf die Er
satzelektrode 3d umgeschaltet, so daß die Messung fortge
setzt werden kann, und zwar mit Hilfe der Ersatzelektrode
3d und den verbleibenden zwei Elektroden. Tritt darüber
hinaus in irgendeiner der jetzt verwendeten drei Elektroden
(eine Ersatzelektrode, zwei verbleibende Elektroden), die
bei der Messung unter den oben beschriebenen Umständen ver
wendet werden, eine Abnormalität auf, so gibt die Alarmein
richtung 6 einen zweiten Wartungsalarm aus. Eine Umschalt
einrichtung 4 dient zur wahlweisen Weiterleitung der mit
Hilfe der Elektroden 3a, 3b, 3c, 3d gemessenen Signale zu
einem Rechnerteil 5, während eine mit ihm verbundene Steu
ereinrichtung 9 zum Anheben und Absenken der Hubeinrichtung
8 dient. Die anderen Elemente entsprechen den im vorherge
henden Ausführungsbeispiel beschriebenen Elementen und wer
den nicht noch einmal beschrieben.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 der Be
trieb des obigen Ausführungsbeispiels im einzelnen er
läutert. Die Messung, Mittelwertberechnung und Einstufung der
Elektroden erfolgt wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2.
Wird irgendeine Elektrode als unnormal eingestuft,
so gibt eine Alarmeinrichtung 7 einen primären Wartungs
alarm aus. Gleichzeitig wird diejenige Elektrode, die als
unnormal eingestuft worden ist, durch die Ersatzelektrode
3d ersetzt, und zwar im Schritt S3. Das bedeutet, daß das
Meßsignal von der Elektrode, die als unnormal beurteilt
worden ist, abgeschnitten bzw. blockiert wird. Gleichzeitig
wird die Hubeinrichtung 8 betätigt, um die Ersatzelektrode
3d in eine Position zu bringen, in der sie in die Probe 1
eintaucht.
Sodann werden die Meßsignale der zwei verbleibenden Elek
troden und der Ersatzelektrode 3d in den Rechnerteil 5 ein
gelesen, und zwar der Reihe nach durch die Umschalteinrich
tung 4 hindurch (Schritt S4).
Im Rechnerteil 5 erfolgt ein Vergleich dieser drei Elektro
den (zwei verbleibende Elektroden, einer Ersatzelektrode
3d), um beurteilen zu können, ob eine Abnormalität vorliegt
(Schritt S5).
Für den Fall, daß alle Elektroden als normal eingestuft
werden, gelangt das Verfahren anschließend zum Schritt S6.
Wird jedoch irgendeine der Elektroden als unnormal einge
stuft, so emittiert die Alarmeinrichtung 7 einen sekundären
Wartungsalarm im Schritt S7, so daß diejenige Elektrode
ausgeschlossen wird, die als unnormal eingestuft worden ist
(ihr Meßsignal wird abgeschnitten bzw. blockiert). Dies er
folgt im Schritt S8. Sodann wird ein Mittelwert aus den ge
messenen Werten der zwei verbleibenden Elektroden berechnet
(Schritt S9). Auf der Grundlage dieses Mittelwerts erfolgt
die weitere Prozeßsteuerung.
Bei Ausgabe des sekundären Wartungsalarms muß sich das War
tungspersonal zum Meßstandort zwecks Wartung der Anlage be
geben. Dabei wird die Elektrode, die als unnormal beurteilt
und ausgeschlossen worden ist, entweder ausgetauscht oder
in anderer Weise repariert. Während der ganzen Zeit erfolgt
eine kontinuierliche Messung mit Hilfe der zwei verblei
benden Elektroden.
In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Ersatzelektrode 3d so gehalten, daß sie nicht in
Kontakt mit der Probe 1 kommt, wenn eine normale Messung
mit Hilfe der Elektroden 3a, 3b, 3c durchgeführt wird. Da
gegen wird die Ersatzelektrode 3d in die Probe 1 einge
taucht, wenn sie tatsächlich benötigt wird, so daß der Vor
teil erhalten wird, daß die Ersatzelektrode 3d nicht durch
Hindernisse oder Verunreinigungen usw. in der Probe 1 be
schädigt werden kann.
Für den Fall, daß vier oder mehr Elektroden verwendet wer
den, die keine Ersatzelektroden 3d sind, kommt ein zusätz
liches Steuerprogramm zum Einsatz, mit dessen Hilfe dieje
nigen Elektroden, die als unnormal beurteilt worden sind,
Elektrode für Elektrode ausgeschlossen werden, bis drei
Elektroden übrig bleiben. Obwohl für jeweils eine der Elek
troden 3a, 3b, 3c, 3d eine stabartige Verbundelektrode mit
integrierter Glaselektrode und Referenzelektrode verwendet
werden kann, lassen sich nach dem in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispiel die Glaselektrode und die Re
ferenzelektrode auch voneinander trennen. Ähnlich wie bei
dem unter den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbei
spiel kann eine Referenzelektrode gemeinsam für die jewei
ligen Glaselektroden zum Einsatz kommen. Darüber hinaus
läßt sich auch eine Einrichtung vom Durchflußtyp verwenden,
wie die Fig. 7 zeigt. Das bedeutet, daß jeweilige Elektro
den 3a, 3b, 3c, 3d separat in entsprechenden Elektrodenkam
mern 10a, 10b, 10c, 10d installiert sind. Elektromagneti
sche Ventile V befinden sich in Proben-Entnahmeleitungen,
die mit den jeweiligen Elektrodenkammern 10a, 10b, 10c, 10d
kommunizieren. Wird eine der Elektroden als unnormal beur
teilt, so wird das elektromagnetische Ventil V derjenigen
Elektrodenkammer, die die entsprechende Elektrode enthält,
durch ein Signal von einer Steuereinrichtung 9 geschlossen.
Gleichzeitig wird das elektromagnetische Ventil V der Elek
trodenkammer 10d geöffnet, in welchem sich die Ersatzelek
trode 3d befindet, so daß diese benutzt werden kann.
Die Fig. 8 und 9 zeigen weitere bevorzugte Ausführungsbei
spiele der Erfindung.
Eine Einrichtung nach diesem bevorzugten Ausführungsbei
spiel enthält zwei Sätze von drei oder mehreren pH-Meßelek
troden 3a, 3b, 3c, 3a′, 3b′, 3c′ mit jeweils demselben Auf
bau, Mittel zur abwechselnden Umschaltung dieser zwei Sätze
von Elektroden (3a, 3b, 3c und 3a′, 3b′, 3c′) in einen Meß
zustand, in welchem sie sich in Kontakt mit einer Probe 1
befinden, und in einen Wartezustand, in welchem sie sich
nicht mit der Probe 1 in Kontakt befinden, wobei jeder Zu
stand über eine vorbestimmte Zeit eingenommen wird, Mittel
zur Berechnung eines Mittelwerts anhand der von den Elek
troden (3a, 3b, 3c oder 3a′, 3b′, 3c′) gelieferten Meßwer
te, die während des Meßzustands existieren, einen Anzeige
teil 6 zum Anzeigen des berechneten Ergebnisses, Mittel zum
Entscheiden, ob eine Unnormalität in den Elektroden (3a,
3b, 3c oder 3a′, 3b′, 3c′) aufgetreten ist und eine Alarm
einrichtung 7 zur Ausgabe eines Wartungsalarms, wenn in ir
gendeiner der Elektroden eine Abnormalität
festgestellt
worden ist. Diejenige Elektrode, die als unnormal einge
stuft worden ist, wird ausgeschlossen, während die Messung
mit Hilfe der verbleibenden Elektroden fortgeführt wird.
Obwohl viele verschiedene mechanische Einrichtungen zur
Realisierung der Zweizustands-Umschalteinrichtung denkbar
sind, wird bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß
den Fig. 9 und 10 ein Endlosband 13 verwendet, das zwei
radartige Elemente 12, 12 umschlingt, die drehbar auf hori
zontalen Achsen 11 oben und unten in einem Elektrodenhalter
2 angeordnet sind. An dem Endlosband 13 sind zwei Sätze von
Elektrodengruppen befestigt, und zwar an symmetrischen Po
sitionen des Endlosbandes. Ein Motor 14, dessen Drehrich
tung umkehrbar ist, wird auf der Grundlage eines Signals
von einer Steuerung 9 angetrieben, so daß sich die oben be
schriebene Zweizustands-Umschaltung durchführen läßt. Wei
tere Konstruktionsmerkmale stimmen mit denjenigen der zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispiele überein.
Der Betrieb der obenbeschriebenen pH-Meßeinrichtung zur
Verwendung in Prozessen ist im wesentlichen derselbe, der
bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben worden
ist, mit Ausnahme der Tatsache, daß im vorliegenden Fall
zwei Sätze von Elektrodengruppen automatisch umgeschaltet
werden, und zwar innerhalb einer vorbestimmten Periode von
einem Meßzustand in einen Wartezustand, und umgekehrt, so
daß eine nochmalige Erläuterung dieser Arbeitsweise entfal
len kann.
In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden zwei Sätze von Elektrodengruppen abwechselnd verwen
det, so daß die Gesamtsumme der tatsächlichen Betriebszeit
der jeweiligen Elektrodengruppen über die Betriebszeit der
Einrichtung gesehen auf die Hälfte reduziert ist. Hierdurch
läßt sich die Wartungsperiode verlängern.
Die Elektroden 3a, 3b, 3c, 3a′, 3b′, 3c′ können Verbund
elektroden sein. Es können aber auch Glaselektroden und Re
ferenzelektroden separat verwendet werden. Insbesondere im
letzten Fall bestehen die oben beschriebenen zwei Sätze von
Elektrodengruppen (3a, 3b, 3c) und (3a′, 3b′, 3c′) aus zwei
Sätzen von Glaselektrodengruppen 3′ und einer Referenzelek
trode 3′′, so daß gemeinsam nur eine Referenzelektrode 3′′
als Referenzelektrode für zwei Sätze von Gruppen von Glas
elektroden 3′ verwendet wird. Hierdurch lassen sich die Ko
sten für die Elektroden reduzieren. Darüber hinaus läßt
sich ein elektrisches Standardpotential für die zwei Sätze
von Elektrodengruppen fixieren, so daß sich auch die Ge
nauigkeit bei der Messung erhöhen läßt.
Die Fig. 11 bis 14 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet
sich dadurch aus, daß eine Zweizustands-Umschalteinrich
tung vorhanden ist, die mit vorbestimmter Periode abwech
selnd zwei Sätze von drei oder mehr schichtartigen Verbund
elektroden A, A′ zur pH-Messung, die denselben Aufbau auf
weisen, in einen Meßzustand, in welchem die Elektroden in
Kontakt mit einer Probe stehen, und in einen Wartezustand,
in welchem die Elektroden nicht in Kontakt mit der Probe
stehen, umschaltet. Jeweils ein Satz von Meßelektroden
steht also mit der Probe in Kontakt, während der andere
Satz nicht in Kontakt mit der Probe steht, und umgekehrt.
Ferner sind Mittel zum Berechnen eines Mittelwerts aus den
gemessenen Werten vorhanden, die mit Hilfe der schichtarti
gen Verbundelektroden A oder A′ erhalten werden, die sich
im Meßzustand befinden. Ein Anzeigeteil 6 dient zum Anzei
gen des errechneten Ergebnisses bzw. Mittelwerts. Ferner
dienen Mittel zum Beurteilen einer Existenz einer Abnorma
lität in den schichtartigen Verbundelektroden A oder A′,
die sich im Meßzustand befinden. Mit Hilfe einer Alarmein
richtung 7 erfolgt die Ausgabe eines Wartungsalarms, wenn
eine Abnormalität in irgendeiner der schichtartigen Ver
bundelektroden A, A′ festgestellt wird. Diejenige schicht
artige Verbundelektrode A, A′, die als abnormal bzw. nicht
mehr brauchbar eingestuft worden ist, wird von der weiteren
Messung ausgeschlossen bzw. abgeschaltet. Die Messung wird
dann mit Hilfe der verbleibenden schichtartigen Verbund
elektroden fortgeführt.
Der Aufbau dieser pH-Meßeinrichtung zur Verwendung in Pro
zessen wird nachfolgend im Detail beschrieben.
In einer oberen Fläche 16 eines Gerätegehäuses 15 befinden
sich eine rechte geneigte Oberfläche 18 und eine linke ge
neigte Oberfläche 18, wobei diese Oberflächen 18 jeweils
eine Furche 17 aufweisen. Die Oberflächen 18 und die Fur
chen 17 sind etwa um 15 bis 25° geneigt. Drei oder mehrere
(im bevorzugten Ausführungsbeispiel drei) konkave Bereiche
19 befinden sich entlang der Furche 17 in den jeweils ge
neigten Oberflächen 18. Jeweilige schichtartige Verbund
elektroden A, A′ sind herausnehmbar in die konkaven Berei
che 19 eingesetzt, so daß ein konkaver Probenempfangsbe
reich (a) an einer oberen Fläche der jeweiligen schichtar
tigen Verbundelektroden A, A′ erhalten wird. Dieser konkave
Probenempfangsbereich (a) kommuniziert mit der Furche 17.
Eine elastische Packung 20 aus Gummi oder dergleichen dient
zum Fixieren der schichtartigen Verbundelektroden A, A′ so
wie zur wasserfesten Abdichtung ihres Umfangsbereichs. Ab
nehmbare Abdeckungen 21, 21 können auf die geneigten Ober
flächen 18, 18 aufgesteckt werden, um die jeweiligen Fur
chen 17 und die konkaven Probenempfangsbereiche (a) abzu
decken. Am oberen Ende der jeweiligen Abdeckungen 21, 21
treten durch diese Röhren 22, 22 hindurch, so daß die kon
tinuierlich entnommene Probe 1 abwechselnd und Tropfen für
Tropfen in einer vorbestimmten Periode aus den Röhren 22,
22 austreten kann. Sie fließt dann abwechselnd durch beide
Furchen 17, 17, und zwar mit einer festgesetzten Periode
(diese Periode wird auf ein Zeitintervall eingestellt, das
zur Kalibrierung erforderlich ist, wie noch beschrieben
wird, oder auf ein längeres Zeitintervall). Bezugszeichen
23 markiert eine Entnahmepumpe, während elektromagnetische
Dreiwegeventile V1, V2 zur Umschaltung der Flußrichtungen
einmal zum rechten Furche 17 und einmal zur linken Furche
17 dienen. Diese Elemente bilden die Zweizustands-Umschalt
einrichtung. Eine Röhre 24 dient zur Entnahme der Probe 1,
während das Bezugszeichen 25 einen Tank für eine erste
Standardlösung markiert. Dagegen befindet sich in einem
Tank 26 eine zweite Standardlösung. Eine Pumpe 27 dient zur
Zuführung der Standardlösungen, während ein Signalentnahme
kabel 28 zur Prozeßsteuerung verwendet wird. Mit 7a, 7a
sind Lampen bezeichnet, die eine Alarmeinrichtung 7 bilden.
Austausch-Anzeigelampen 7a′, 7a′ sind jeweils für die ent
sprechenden Elektroden vorgesehen, wobei diese Lampen ein
geschaltet werden, wenn ein Änderungsgrad (Verschlechte
rung) der Eigenschaften der jeweiligen Elektroden, die bei
der Kalibrierung gemessen worden sind, einen zuvor einge
stellten Steuerwert überschreitet. Ein manuelles Dreiwege
ventil V3 dient zur Umschaltung von der ersten Standardlö
sung auf die zweite Standardlösung, und umgekehrt, wobei
dem Dreiwegeventil V3 ein Betätigungsteil 29 zugeordnet
ist.
Die schichtartigen Verbundelektroden A, A′ weisen den in
Fig. 12 gezeigten Aufbau auf. Sie enthalten einen quadrati
schen Teil mit reduzierter Dicke und einen Endplattenteil,
der von einer Seite des quadratischen Teils hervorsteht.
Weiterhin sind innere Elektroden 33A, 33B mit Leitungsteilen
32A, 32B und ein gelimprägniertes, hydrophiles, hochmolekulares
und poröses Element 40 vorhanden.
Der Betrieb der oben beschriebenen pH-Meßeinrichtung zur
Verwendung in Prozessen ist im wesentlichen derselbe wie
der unter Fig. 2 beschriebene, mit Ausnahme der Tatsache,
daß zwei Sätze von Gruppen von schichtartigen Verbundelek
troden A, A′ automatisch umgeschaltet werden, und zwar in
einen Meßzustand (also in einen Zustand, bei dem die Probe
durch die Furche 17 fließt) und in einen Wartezustand (also
in einen Zustand, bei dem der Probenfluß durch die Furche
17 gestoppt wird).
In demjenigen Zustand, bei dem die Probe durch die Furche
17 in der rechten Seite hindurchfließt, erfolgt die Messung
mit Hilfe der drei schichtartigen Verbundelektroden A, die
in dieser Furche 17 angeordnet sind. Dabei wird ein Mittel
wert der mit Hilfe der drei schichtartigen Verbundelektro
den A gemessenen Werte berechnet. Ferner werden Potential
differenzen Δ pHx der jeweiligen schichtartigen Verbund
elektroden A relativ zu dem genannten Mittelwert errechnet,
so daß dann, wenn die genannten Potentialdifferenzen Δ pHx
innerhalb eines erlaubten Bereichs liegen (z. B. im Bereich
± 0,1 pH entsprechend etwa ± 6 mV), diese schichtartigen
Verbundelektroden als normal eingestuft werden. Überschrei
ten sie dagegen den erlaubten Bereich, so werden sie als
unnormal bzw. nicht mehr brauchbar eingestuft.
Für den Fall, daß alle schichtartigen Verbundelektroden A
als normal bzw. funktionstüchtig eingestuft worden sind,
wird ein Mittelwert (pHm) dieser gemessenen Werte in eine
pH-Einheit umgewandelt und zum Anzeigeteil 6 übertragen.
Die Prozeßsteuerung erfolgt dann auf der Grundlage eines
Signals, das vom Anzeigeteil 6 ausgegeben wird.
Wird irgendeine der schichtartigen Verbundelektroden A als
unnormal bzw. nicht mehr funktionstüchtig eingestuft, so
gibt die Alarmeinrichtung 7 einen Wartungsalarm aus.
Gleichzeitig wird die schichtartige Verbundelektrode, die
als unnormal eingestuft worden ist, ausgeschlossen, was be
deutet, daß das von ihr gelieferte Meßsignal abgeschnitten
bzw. nicht mehr verwendet wird. Die Messung wird mit Hilfe
der zwei verbleibenden schichtartigen Verbundelektroden A
fortgesetzt, wobei ein entsprechender Mittelwert berechnet
wird. Die Prozeßsteuerung erfolgt dann weiterhin auf der
Grundlage dieses berechneten Mittelwerts.
Wird ein Wartungsalarm ausgegeben, so muß sich das War
tungspersonal zum Meßstandort begeben und eine Wartung
durchführen, beispielsweise die als unnormal eingestufte,
schichtartige Verbundelektrode auswechseln. Bei diesem Vor
gang wird die Messung mit Hilfe der zwei verbleibenden
schichtartigen Verbundelektroden A kontinuierlich fortge
setzt.
Obwohl die Messung mit Hilfe von drei schichtartigen Ver
bundelektroden ausgeführt wird, um einen Alarm auszugeben,
wenn eine Abnormalität in einer der schichtartigen Verbund
elektroden auftritt, wie dies beim bevorzugten Ausführungs
beispiel in der Zeichnung dargestellt ist, kann zusätzlich
in einem Fall, bei dem die Messung mit Hilfe von vier oder
mehr schichtartigen Verbundelektroden in derselben Weise
wie beim bevorzugten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 durchge
führt wird, der primäre Wartungsalarm zu einem Zeitpunkt
ausgegeben werden, zu dem eine Abnormalität in irgendeiner
der schichtartigen Verbundelektroden auftritt, so daß da
nach diejenige schichtartige Verbundelektrode, die als ab
normal eingestuft worden ist, ausgeschlossen wird. Zu einem
Zeitpunkt, zu dem nur noch zwei Elektroden verbleiben, wird
der sekundäre Wartungsalarm ausgegeben, also kurz gesagt
der Originalwartungsalarm.
Ferner wird diejenige Gruppe von schichtartigen Verbund
elektroden, die den Wartezustand einnehmen, periodisch ka
libriert. Die Eigenschaften (unsymmetrisches elektrisches
Potential, Empfindlichkeit, Ansprechgeschwindigkeit) der
jeweiligen Elektroden, die während der Kalibrierung gemes
sen worden sind, werden mit denjenigen Daten (unsymmetri
sches elektrisches Potential, Empfindlichkeit, Ansprechge
schwindigkeit) verglichen, die zur Beurteilung einer hin
reichenden bzw. vertretbaren Lebensdauer der jeweiligen
schichtartigen Verbundelektroden verwendet worden sind und
die bei der ersten Kalibrierung ermittelt wurden, nachdem
die Einrichtung installiert worden ist, um zu entscheiden,
ob die Elektroden ausgetauscht werden sollen oder nicht.
Wird eine vorbestimmte Anzahl erreicht, mit der die jewei
ligen Gruppen von schichtartigen Verbundelektroden in den
Wartezustand umgeschaltet worden sind, so werden die Pumpe
27 bewegt und das Dreiwegeventil V3 umgeschaltet, so daß
die erste Standardlösung und die zweite Standardlösung in
dieser Reihenfolge durch die Furche 17 auf der Seite derje
nigen Elektrode hindurchfließen, die sich im Wartezustand
befindet. Auf diese Weise läßt sich jede schichtartige Ver
bundelektrode bezüglich des Nullpunkts und der Empfindlich
keit kalibrieren. Bei dieser Kalibrierung werden die Elek
trodeneigenschaften jeder schichtartigen Verbundelektrode,
also das unsymmetrische elektrische Potential, die Empfind
lichkeit und die Ansprechgeschwindigkeit, gemessen und mit
den ursprünglichen Werten (Daten zur Beurteilung der Nutz
lebensdauer) verglichen. Erreicht das Vergleichsergebnis
(Grad der Änderung gegenüber dem Anfangswert) den zuvor
eingestellten Kontrollwert, so leuchtet die dieser schicht
artigen Verbundelektrode zugeordnete Austauschlampe 7a′
auf.
Entsprechend dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden
zwei Sätze von Gruppen von Elektroden in derselben Weise
wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel in Fig. 8
verwendet, so daß sich die Gesamtsumme der Einsätze der je
weiligen Elektroden, die während der Betriebszeit der Ein
richtung tatsächlich erfolgen, auf die Hälfte reduziert.
Hierdurch läßt sich die Wartungsperiode verlängern. Zusätz
lich wird der Vorteil erhalten, daß aufgrund der schichtar
tigen Verbundelektroden die Meßeinrichtung einen leichten
und kompakten Aufbau bekommt.
Obwohl im Vorangegangenen eine pH-Meßeinrichtung beschrie
ben worden ist, läßt sich die Einrichtung nach der Erfin
dung auch als Ionenmeßeinrichtung zur Messung einer Konzen
tration anderer Ionen verwenden, z. B. zur Konzentrations
messung von Na⁺- und K⁺-Ionen.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung werden nachfolgend im
einzelnen beschrieben.
- 1) Tritt eine Abnormalität in irgendeiner der Elektroden auf, so wird ein primärer/sekundärer Wartungsalarm ausgegeben. Diejenige Elektrode, die als abnormal bzw. unbrauchbar beurteilt bzw. ein gestuft worden ist, wird ausgeschlossen bzw. abgeschal tet, wobei die Messung unter Verwendung der verbleibenden und normal arbeitenden Elektroden und der Ersatzelektroden kontinuierlich fortgeführt wird, auch wenn der Wartungs alarm ausgegeben worden ist. Tritt also eine Abnormalität in einer der verwendeten Elektroden auf, so wird der Steuerprozeß nicht unterbrochen. Im Ergebnis kann die War tung der Elektrode durchgeführt werden, ohne daß dadurch ein Zeitverlust bei der Prozeßführung entsteht.
- 2) Da der Wartungsalarm zu einem Zeitpunkt ausgegeben wird, zu dem die Abnormalität in der Elektrode tatsächlich auftritt, ist es nicht erforderlich, eine Wartungsperiode in der Weise festzulegen, daß eine Wartung vor dem Auftre ten einer Abnormalität in der Elektrode zu erfolgen hat. Hierdurch läßt sich die Wartungsperiode verlängern.
- 3) In Übereinstimmung mit der Erfindung gemäß Anspruch 1 wird die Ersatzelektrode in einem solchen Zustand ge halten, daß sie während der normalen Messung nicht in Kon takt mit der Probe steht. Sie gelangt erst dann in Kontakt mit der Probe, wenn sie tatsächlich benötigt wird, so daß eine Beschädigung der Ersatzelektrode durch Hindernisse, Verunreinigungen und dergleichen, die sich in der Probe be finden, verhindert wird. Hierdurch läßt sich die Wartungs periode ebenfalls wirksam verlängern.
- 4) Entsprechend der Erfindung gemäß Anspruch 2 werden zwei Sätze von Gruppen von Elektroden verwendet, so daß die Gesamtzahl der Einsätze der jeweiligen Elektroden während der Betriebsdauer der Einrichtung auf die Hälfte reduziert ist. Auch dies führt zu einer Verlängerung der Wartungspe riode.
- 5) Gemäß Anspruch 4 der Erfindung werden schichtartige Verbundelektroden verwendet, so daß die Meßeinrichtung leicht und kompakt ausgebildet sein kann.
- 6) Es lassen sich nicht nur die Kosten für die Elektrode reduzieren, sondern es kann auch ein elektri sches Standardpotential fixiert werden, und zwar durch ge meinsame Verwendung einer Referenzelektrode, was zu einer verbesserten Genauigkeit bei der Messung führt.
Claims (4)
1. Ionenmeßeinrichtung zur Prozeßsteuerung mit
- - drei oder mehr Ionenmeßelektroden (3a bis 3d) mit Referenz elektroden zur Messung in nur einer Probe (1),
- - einem Anzeigeteil (6) zum Anzeigen eines Ergebnisses und
- - Mitteln zum Beurteilen der Existenz einer Abnormalität in den
Ionenmeßelektroden (3a bis 3d)
gekennzeichnet durch - - Mittel (5) zur Berechnung eines Mittelwertes von durch die Ionenmeßelektroden (3a bis 3d) gelieferten Meßwerten für eine Ionenart der Probe (1) und
- - eine Alarmeinrichtung (7)
- - zur Ausgabe eines primären Wartungsalarms beim Auftreten einer Abnormalität in irgendeiner der Ionenmeßelektroden (3a bis 3d) zu ihrem Ausschluß und
- - zur Ausgabe eines sekundären Wartungsalarms, wenn nur noch zwei normal arbeitende Elektroden vorhanden sind,
- - wobei die Messung mit Hilfe der verbleibenden Ionenmeßelek troden kontinuierlich fortgeführt wird, sowie durch
- - eine Ersatz-Ionenmeßelektrode (3d), wobei die Alarmeinrich tung (7) zur Ausgabe des primären/sekundären Wartungsalarms beim Auftreten einer Abnormalität auf die Ersatz-Ionenmeßelektrode (3d) umgeschaltet und die Messung mit Hilfe der Ersatz-Ionenmeß elektrode (3d) und den verbleibenden Ionenmeßelektroden (3a bis 3c) kontinuierlich fortgeführt wird.
2. Ionenmeßeinrichtung zur Prozeßsteuerung mit
- - drei oder mehr Ionenmeßelektroden (3a bis 3d) mit Referenzelektroden zur Messung in nur einer Probe (1),
- - einem Anzeigeteil (6) zum Anzeigen eines Ergebnisses und
- - Mitteln zum Beurteilen der Existenz einer
Abnormalität in den Ionenmeßelektroden (3a
bis 3d)
gekennzeichnet durch - - Mittel (5) zur Berechnung eines Mittelwer tes von durch die Ionenmeßelektroden (3a bis 3d) gelieferten Meßwerten für eine Ionenart der Probe (1) und
- - eine Alarmeinrichtung (7)
- - zur Ausgabe eines primären Wartungs alarms beim Auftreten einer Abnormali tät in irgendeiner der Ionenmeßelektro den (3a bis 3d) zu ihrem Ausschluß und
- - zur Ausgabe eines sekundären War tungsalarms, wenn nur noch zwei normal arbeitende Elektroden vorhanden sind,
- - wobei die Messung mit Hilfe der ver bleibenden Ionenmeßelektroden kontinu ierlich fortgeführt wird,
- - zwei Sätze von Gruppen von drei oder mehr Ionenmeßelektroden (3a, 3b, 3c; 3a′, 3b′, 3c′) zur Messung nur einer Ionenart in nur einer Probe (1) und
- - eine Zweizustands-Umschalteinrichtung (9, 4), die mit vorbe stimmter Periode abwechselnd die zwei Sätze von Ionenmeßelektro den in einen Meßzustand, in welchem die Ionenmeßelektroden in Kontakt mit der Probe (1) stehen, und in einen Wartezustand, in welchem die Ionenmeßelektroden nicht in Kontakt mit der Probe (1) stehen, umschaltet, wobei die Meßwerte, die von den Ionen meßelektroden geliefert werden, die sich im Meßzustand befin den, zum Berechnen eines Mittelwertes verwendet werden.
3. Ionenmeßeinrichtung zur Prozeßsteuerung nach einem An
spruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ionenmeßelektroden stabförmige Verbundelektroden sind, die
integral ionenselektive Elektroden und eine gemeinsame Refe
renzelektrode enthalten.
4. Ionenmeßeinrichtung zur Prozeßsteuerung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ionenmeßelektroden schichtartige Verbundelektroden (A, A′)
sind, die integral ionenselektive Elektroden und eine gemeinsa
me Referenzelektrode enthalten.
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8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
D4 | Patent maintained restricted | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: MUELLER, F., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 81667 MUENCHEN |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |