确定和/或监视介质的至少一个过程变量的方法、相应的电化学传感器和相应的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种利用包括至少第一参比半电池（5）和第二参比半电池（6）的至少一个电化学传感器（1）确定和/或监视介质（2）的至少一个过程变量的方法，并且包括如下方法步骤：关于第一参比半电池（5）以第一测量周期t1，meas和第一测量间隔t1，int测量第一电测量变量X1，cont，关于第二参比半电池（6）以第二测量周期t2，meas和第二测量间隔t2，int测量至少第二电测量变量X2，discont，其中第二测量间隔t2，int大于第一测量间隔t1，int，根据至少一个电测量变量X1，cont或者X2，discont确定该至少一个过程变量。进而，本发明专利技术涉及一种电化学传感器和一种系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用电化学传感器确定和/或监视介质的至少一个过程变量的方法、一种相应的电化学传感器和一种相应的系统。
技术介绍
很多的传感器被利用来监视介质的性质。因此，例如在分布式网络中监视水质特别是饮用水的情形中，以下参数中的至少一个受到监视:温度；流量例如流率；压力；pH值；氧化还原电势；氧、铵、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和氯含量；全局参数，特别是化学和/或生物化学需氧量；传导率；和(被溶解的)有机成分，特别是总(被溶解的)碳和浊度。在这种情形中，能够使用所谓的多参数传感器。多参数传感器是能够(同时地)测量多于一个过程变量的传感器。在本专利技术意义上的分布式网络应该被理解为包括(管)线、筒仓、罐、容器、水网或者燃气管网。理想地，传感器在至少一年的较长时期中进行测量而不要求维护和校准。当然，在这个时期中，测量应该是准确的。用于测量pH值、氧化还原电势、氧和氯的传感器主要地利用电化学方法，特别地电势测定和电流测定方法。将在这里参考电势测定传感器解释本专利技术所涉及的问题。然而，本专利技术不限于电势测定传感器，而是一般地涉及用于在电化学测量系统中使用的传感器。进而一个选项在于将本专利技术的思想应用于非电化学传感器。电势测定传感器具有至少一个测量电极和参比电极，在它们之间电势差得以确定。电势差在这种情形中依赖于正在测量的物质的活性或者浓度；在PH测量的情形中，例如依赖于氢离子H+的活性，该活性在稀释溶液的pH测量的情形中本质上对应于质子浓度。除了包括被分开地引入介质中的测量电极和参比电极的系统，特别地在pH测量领域中，在一个探头中组合测量电极和参比电极的、所谓的单杆测量链也是已知的。这些探头通常包括两个同心地布置的管子，其中低电阻参比半电池被布置在外部管子中，并且同时地用于屏蔽高电阻PH半电池。除了所描述的实施例，在厚膜或者薄膜技术中仍然存在其它形式的电化学传感器的实施例。在所有的情形中，电极中的至少一个浸入在经由液体接界与介质电解接触的电解质中。通常，在具有通常为3摩尔的、限定的氯离子活性的电解质中使用银/氯化银电极。特别地参比电极的电解质经由液体接界随着时间耗尽。这导致在测量值中的连续漂移，并且测量变得不准确。因为电解质耗尽，测量值每天漂移例如0.1 - 0.2mV。还能够形成同样影响测量的扰动扩散和泳动电势。
技术实现思路
本专利技术的一个目的因此在于使得能够耐久地可靠和正确地测量与分布式网络有关的参数。利用一种方法实现了该目的，该方法利用包括至少第一参比半电池和第二参比半电池的至少一个电化学传感器执行并且包括如下方法步骤:-关于第一参比半电池以第一测量周期^nreas和第一测量间隔^int测量第一电测量变量Xucont,-关于第二参比半电池以第二测量周期t2,_s和第二测量间隔t2,int测量至少第二电测量变量乂2，discont，其中第二测量间隔t2,int大于第一测量间隔tut-根据至少一个电测量变量Xuemt或者X2,dis_t确定至少一个过程变量。特别地有利的是，该方法提供第一电测量变量X1, cont和与其独立的第二电测量变量x2,dis_t的测量。因此，第二测量间隔t2,int能够选择为大于第一测量间隔能够根据至少一个电测量变量Xumt或者x2,discont确定过程变量。在不损失一般性的情况下，第一测量间隔tuint能够例如选择为等于第一测量周期^nreas (即连续测量)，并且第二测量间隔t2, int能够被设为每日测量。第二电测量变量X2, discont能够被用于评估第一电测量变量X1,的测量的质量。随后，能够采取相应的措施；例如，重新校准、调整、调节、更换、重新填充坐寸ο`在有利的实施例中，差分电测量变量Xdiff得以记录，即Xdiff (t=t0) =Xljcont (t=t0) -Xljcont (t=t0-tl),其中t代表时间，h代表电流测量值的时间点，并且h代表测量间隔^int的整数倍，并且其中差分电测量变量Xdiff降至低于下阈值X1, min或者差分电测量变量Xdiff升至高于上阈值X1,_意味着改变过程变量的事件的发生。根据电测量变量Xurant，差分测量变量Xdiff因此得以记录，由此在工艺参数中的、更为快速的变化能够得以确定。有利地，当确定差分电测量变量XdifJS于阈值Xumin或者高于阈值X1,_时，第二电测量变量X2,discont的测量被触发。以此方式，经由第二测量，能够检查测量结果并且能够进行相应的测量。在一个优选实施例中，经由电势测定方法确定电测量变量X1, cont或者X2, discont中的至少一个，其中设置了与介质接触的、具有传感器作用的部件，其中相对于具有传感器作用的部件测量第一电测量变量X1, _t，并且其中相对于具有传感器作用的部件或者相对于第一参比半电池测量第二电测量变量X2, discont。在可替代的优选实施例中，经由电流测定方法确定电测量变量Xhcont或者X2,dis_t中的至少一个，其中设置了被实现为反电极的电极表面。进而利用一种包括至少第一参比半电池和第二参比半电池的电化学传感器实现了该目的，其中第一参比半电池以第一测量周期^nreas和第一测量间隔^int确定第一电测量变量X1, _t，其中第二参比半电池以第二测量周期t2,_s和第二测量间隔t2, int确定第二电测量变量X2,dis_t，其中第二测量间隔t2,int大于第一测量间隔tUint，其中设置了根据至少一个电测量变量Xucont或者x2,dis_t确定至少一个过程变量的至少一个上级单元。有利的是，该传感器包括用于确定第一电测量变量X1^nt的第一参比半电池和与其独立地用于确定第二电测量变量X2, discont的第二参比半电池。因此，第二测量间隔t2, int能够选择得大于第一测量间隔&-并且该上级单元能够根据至少一个电测量变量X1,。_或者X2 ，discont 确定过程变量。在不损失一般性的情况下，第一测量间隔\-能够例如选择得等于第一测量周期ti,_s (即连续测量)，并且第二测量间隔t2,int能够被设为每日测量。第二电测量变量X2,discont能够因此被用于评估第一电测量变量X1,_t的测量的质量。该上级单元然后能够采取相应的措施；例如，第一参比半电池的重新校准、调整、调节、更换、重新填充等。在一个优选实施例中，该上级单元利用Xdiff (t=t0) =Xljcont (t=t0) - Xljcont Ct=Vt1),确定差分电测量变量Xdiff，其中t是时间，h代表电流测量值的时间点，并且h代表测量间隔^int的整数倍，其中上级单元将低于下阈值Xumin或者高于上阈值Xumax的差分电测量变量Xdiff的值与改变过程变量的事件的发生相关联。根据电测量变量X1, cont,上级单元因此确定差分测量变量Xdiff,由此在工艺参数中的、更为快速的变化得以确定。在这种情形中，在实施例的一种有利的形式中，当确定差分电测量变量Xdiff低于阈值X1,min或者高于 阈值Xumax时，上级单元触发第二电测量变量X2, dis_t的测量。以此方式，经由第二测量，测量结果能够得以检查，并且能够采取相应的措施。该措施能够是:重新校准、调整、调节、更换、重新填本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用至少一个电化学传感器（1）确定和/或监视介质（2）的至少一个过程变量的方法，所述至少一个电化学传感器（1）包括至少第一参比半电池（5）和第二参比半电池（6），并且所述方法包括如下步骤：–关于所述第一参比半电池（5）以第一测量周期t1，meas和第一测量间隔t1，int测量第一电测量变量X1，cont，–参考所述第二参比半电池（6）以第二测量周期t2，meas和第二测量间隔t2，int测量至少第二电测量变量X2，discont，其中所述第二测量间隔t2，int大于所述第一测量间隔t1，int，–根据至少一个电测量变量X1，cont或者X2，discont确定所述至少一个过程变量。

【技术特征摘要】
2011.11.07 DE 102011085841.51.一种利用至少一个电化学传感器(I)确定和/或监视介质(2)的至少一个过程变量的方法，所述至少一个电化学传感器(I)包括至少第一参比半电池(5)和第二参比半电池(6)，并且所述方法包括如下步骤: -关于所述第一参比半电池(5)以第一测量周期^meas和第一测量间隔^int测量第一电测量变量&,。_， -参考所述第二参比半电池(6)以第二测量周期&,_3和第二测量间隔12,心测量至少第二电测量变量 ^■2，discont， 其中所述第二测量间隔t2,int大于所述第一测量间隔^int, -根据至少一个电测量变量Xucont或者X2,dis_t确定所述至少一个过程变量。2.根据权利要求1所述的方法， 其中利用Xdiff (t=t0) =Xljcont (t=t0) -Xljcont Ct=Vt1), 记录差分电测量变量Xdiff，其中t是时间，h代表电流测量值的时间点，并且代表所述第一测量间隔^int的整数倍，并且 其中所述差分电测量变量Xdiff降至低于下阈值X1,-或者所述差分电测量变量Xdiff升至高于上阈值X1,_意味着改 变过程变量的事件的发生。3.根据权利要求2所述的方法， 其中，当确定所述差分电测量变量xdiff低于阈值X1, min或者高于阈值X1, _时，触发所述第二电测量变量 乂2，discont 的测量。4.根据权利要求1-3中至少一项所述的方法， 其中经由电势测定方法确定所述电测量变量X1,_t或者X2,dis_t中的至少一个， 其中设置了与所述介质(2)接触的、具有传感器作用的部件(4)，其中相对于所述具有传感器作用的部件(4)测量所述第一电测量变量Xucont,并且 其中相对于所述具有传感器作用的部件(4)或者相对于所述第一参比半电池(5)测量所述第二电测量变量 ^■2，discont °5.根据权利要求1-3中至少一项所述的方法， 其中经由电流测定方法确定所述电测量变量X^nt或者X2,dis_t中的至少一个， 其中设置了被实现为反电极的电极表面。6.一种用于确定和/或监视介质(2)的至少一个过程变量的电化学传感器(I )，包括至少一个第一参比半电池(5)和第二参比半电池(6)， 其中所述第一参比半电池(5)以第一测量周期tu_s和第一测量间隔^int确定第一电测量变量X1, _t， 其中所述第二参比半电池(6)以第二测量周期t2,_s和第二测量间隔t2,int确定第二电测量变量X2,dis_t， 其中所述第二测量间隔t2,int大于所述第一测量间隔^int, 其中设置了根据至少一个电测量变量X1, cont或者X2, discont确定所述至少一个过程变量的至少一个上级单元(16)。7.根据权利要求6所述的电化学传感器(I)， 其中所述上级单元(16)，利用Xdiff (t=t0) =Xljcont (t=t0) -Xljcont Ct=Vt1), 确定差分电测量变量Xdiff，其中t是时间，h代表电流测...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿希姆·加尔，托尔斯滕·佩希施泰因，托马斯·威廉，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔测量及调节技术分析仪表两合公司，
类型：发明
国别省市：