申请日2006.03.30
公开(公告)日2008.03.26
IPC分类号G01N27/403
摘要
本发明的废水分析传感器盒(10)为一次性使用的废水分析传感器盒，其具有液体不渗透的壳体(20)，该壳体包括至少一个电化学传感元件(30、32)以及至少一个基准元件(56)。此外，壳体(20)包括传感元件电解液箱(40、42)以及基准元件电解液箱(44)。传感元件(30、32)的离子选择膜(31、33)和壳体(20)由塑料构成。
权利要求书
1.一种一次性使用的用于废水分析的传感器盒(10)，包括：
一由塑性材料制成的一体的壳体(20)，其包括至少两个电-化学传感元 件(30、32)和至少一个基准元件(56);
两个传感元件电解液箱(40、42)和一基准元件电解液箱(44)，其特 征在于，
所有电解液箱(40、42、44)由所述一体的壳体(20)形成;及
每个电-化学传感元件(30、32)具有封闭所述传感器电解液箱(40、 42)并分别安置在所述塑料壳体(20)的外壁的开口内的离子选择塑料膜(31、 33)。
2.如权利要求1所述的用于废水分析的传感器盒(10)，其特征在于， 所述塑料膜(31、33)与所述塑料壳体(20)材料连接。
3.如权利要求1或2所述的用于废水分析的传感器盒(10)，其特征在 于，在所述传感器电解液箱(40、42)的开口内分别安置有流体可渗透支撑 结构(35)，所述支撑结构(35)分别支承相关传感元件(30、32)的膜(31， 33)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于废水分析的传感器盒(10)， 其特征在于，所述壳体侧壁(26)分别部分地形成所述电解液箱(40、41、 42)的壁。
5.如权利要求1至4中任一项所述的用于废水分析的传感器盒(10)， 其特征在于，所述壳体侧壁(26)呈杯状，所述传感元件(30、32)被安置 在杯底壁(24)上。
6.如权利要求1至5中任一项所述的用于废水分析的传感器盒(10)， 其特征在于，所述壳体(20)包括电-机械耦合结构(70)，利用该耦合结构 可将所述传感器盒(10)耦合到安装于地面上的固定装置(12)的相应电- 机械耦合结构(72)上。
7.如权利要求6所述的用于废水分析的传感器盒(10)，其特征在于， 所述壳体侧的耦合结构(70)具有密封元件(78、86)，使得两个耦合结构 (70、72)可以不渗透流体的方式相互耦合。
8.如权利要求1至7中任一项所述的用于废水分析的传感器盒(10)， 其特征在于，所述壳体(20)支承温度传感器(36)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的用于废水分析的传感器盒(10)， 其特征在于，所述壳体(20)支承用于所述基准元件(56)的电流钥匙元件 (34)。
说明书
废水分析传感器盒
技术领域
本发明涉及一种用于废水分析的一次性使用的传感器盒，其具有带离子 选择膜(ion-selective membranes)的传感元件。
背景技术
用于废水净化设备等中的废水分析传感器只要测量环境、即废水测量环 境恶劣就容易发生故障。另外，每种电-化学传感元件或基准元件都需要在 电解液箱内供给电解液。如果传感元件或基准元件失灵或如果电解液箱是空 的，必须更换相应的传感器或基准元件或将电解液注入对应的电解液箱。在 发生故障的情况下，常常不容易确定需更换哪个传感元件或基准元件。更换 个别传感元件或注满电解液箱既烦琐、又费时且费用昂贵。
从DE 29508870U1可获知一种传感器配置，其包括多个pH传感元件。 壳体和电解液箱由多个同轴嵌套的玻璃管构成。包围电解液箱的玻璃壳体制 造非常复杂，操作时很容易破碎，且不适用于带有需要测量除pH值外的其 他参数的离子选择膜的传感元件。
DE 8319463U公开了一种传感器盒，其中不同的箱和壳体由不同的独 立的玻璃和/或塑料组成部分形成。传感器盒必须由上面提到的组成部分组装 而成。组装复杂且很容易发生差错。要实现由不同材料制成的组成部分之间 的不渗透流体的密封(fluid-tight sealing)也很困难且开销大。
发明内容
考虑到这些方面，本发明的目的是简化或改进具有离子选择膜的废水传 感器盒的制造和性能。
根据本发明，所述目的可通过权利要求1所述的特征实现。
本发明提供一种用于废水分析的一次性使用的传感器盒。该传感器盒包 括一体的不渗透流体的壳体，该壳体优选由塑性材料构成。壳体容纳有至少 两个电-化学传感元件和至少一个基准元件。整体的壳体还包括两个用于传 感元件的电解液箱和一个用于基准元件的电解液箱，分别容纳所述传感元件 和基准元件所需要的电解液。如果一个元件出现故障或一个电解液箱是空 的，可用具有完全注满的电解液箱和包括新的传感元件以及新的基准元件的 新传感器盒替换整个传感器盒。本发明没有设置可更换的传感元件或基准元 件或可重新充注的电解液箱。
据此可避免找出故障元件的麻烦和更换单独元件的麻烦。还能避免重新 充注电解液箱的麻烦。如果需要的话，可使传感元件和基准元件的使用期限 适用于电解液箱的容积。不必使传感元件和基准元件的使用期限比电解液箱 内持续供应的最后时间长。根据元件类型的不同，本发明可进一步提供节省 费用的可能性。
一体的壳体构成电解液箱。在内侧，壳体具有设置有多个闭合的或可闭 合的腔室的复杂结构。在这种情况下，在几乎没有附加费用的情况下可在壳 体内形成多个电解液箱。例如，通过塑料注塑成型可容易且费用低地形成这 种结构。
可批量生产这种传感器盒，因此生产费用较低。由于只有少数操作还要 更换传感元件或基准元件及充注电解液箱，使用了本传感器盒的废水分析装 置的维护和修理费用比传统的废水分析装置低。
每个电化学传感元件具有封闭传感器电解液箱且被安置在外壁的开口 内及塑料壳体的开口内的离子选择塑料膜。借助于使用塑性材料、尤其是使 用PVC材料，对于传感元件的离子选择膜和壳体而言，两者均可使用类似 材料。
可将离子选择塑料膜理解为是其中加入有离子交换物质的塑料膜和所 谓的其中包括有相对不可溶解的无机盐的“固态”膜两者。
通过将类似材料一方面用于膜、另一方面用于壳体可简单而更可靠地在 膜和壳体之间的边界上实现不渗透流体的密封。另外一个原因是由于壳体和 膜由相同或类似材料构成，它们具有类似的膨胀系数。
优选使离子选择塑料膜与塑料壳体在材料方面合理结合(in material engagement)。这种材料的合理结合可通过例如所谓的利用含有溶剂的粘合 剂的冷焊合来实现。对于壳体和离子选择膜两者而言，可采用能在离子选择 膜和壳体之间实现完全不渗透流体的连接的塑性材料。或者，也可选用HF 焊接或其他材料连接方法。
根据一优选实施例，壳体的壳体壁形成对应的电解液箱的箱壁的一部 分。电解液箱的箱壁和壳体的壳体壁至少部分重叠。因此，壁的一部分可作 为壳体壁和箱壁共用的部分。因此，在壳体内部可获得更大的可被用于电解 液箱的总空腔(cavity space)。通过电解液箱的壁彼此重叠和/或与壳体的侧 壁重叠，在保持壳体尺寸相同的同时电解液箱可具有增大的箱容积。
在一优选实施例中，壳体呈杯形，所述传感元件或多个元件及电流钥匙 元件(voltaic key)、如果有的话还包括温度传感器都被安置在杯的底部。杯 的开口被单独的盖封闭，该盖以不渗透流体的方式被黏结或焊接到杯上或通 过其他方式连接到杯上。杯盖包括电耦合元件。
优选在电解液箱的每一开口内设有流体可渗透的支撑结构，每个支撑结 构具有支承相关的传感元件的膜。传感元件的膜处于支撑结构的外侧，该膜 被支撑和支承于此。
电-化学传感元件可为氨传感元件和/或用于补偿氨传感元件的横向灵 敏度的钾传感元件。
可将基准元件设计成与基准电解液和电流钥匙元件共同形成基准结构 的pH探针。
在一优选实施例中，壳体具有电-机械耦合结构，利用该结构可将壳体 耦合到地面侧固定装置的相应电-机械耦合结构上。一方面，所述耦合结构 起将传感器盒机械地联接到地面侧固定装置的作用，该地面侧固定装置例如 是安装于地上邻近废水池的支持架，其具有延伸到净化池内或延伸到废水中 的相应支持臂。另一方面，所述耦合结构起到将传感元件和基准元件电连接 到地面侧固定装置的作用，在该固定装置中，对来自传感元件和基准元件的 电信号进行分析利用。
在一优选实施例中，耦合结构包括密封元件，因此该耦合结构可以不渗 透流体的方式被耦合到地面侧固定装置的耦合结构上。被耦合在一起的耦合 结构的内侧以不渗透流体的方式与环境绝离，因此两个耦合结构之间的电连 接不受湿度或液体的影响。
优选的是，壳体支承温度传感器。利用壳体可支承用于基准元件的如盐 桥形式之类的电流钥匙元件。
