測量裝置、反應(yīng)基座和測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于對用于反應(yīng)基座的混合氣的氣態(tài)的和/或氣溶膠狀的成分的濃度進(jìn)行測量的一種測量系統(tǒng)和一種測量裝置，所述反應(yīng)基座具有至少兩個流動通道，其中，至少一個流動通道形成具有反應(yīng)材料的反應(yīng)室，并且所述反應(yīng)材料與所述混合氣的至少一種有待測量的成分進(jìn)行在光學(xué)上能夠探測的反應(yīng)。此外，本發(fā)明涉及一種用于這樣的測量裝置的反應(yīng)基座以及一種用于對混合氣的氣態(tài)的和/或氣溶膠狀的成分的濃度進(jìn)行測量的測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從現(xiàn)有技術(shù)中公開了氣體檢查小管，所述氣體檢查小管用反應(yīng)材料來裝滿，所述反應(yīng)材料與特定的化合物進(jìn)行在光學(xué)上能夠識別的反應(yīng)。在此，比如用手搖栗通過所述氣體檢查小管來栗吸所定義的量的混合氣。隨后借助于所述反應(yīng)材料的變色來確定所述有待測量的化合物的濃度。
[0003]除此以外，公開了所謂的基于芯片的測量系統(tǒng)，對于所述測量系統(tǒng)來說所述反應(yīng)材料在反應(yīng)室中布置在可以被導(dǎo)入到測量裝置中的反應(yīng)基座上。所述測量裝置識別出所述反應(yīng)基座并且實(shí)施一種相應(yīng)的、用于對所述混合氣的相應(yīng)的成分的濃度進(jìn)行測量的測量方法。比如，所述反應(yīng)基座具有多個反應(yīng)室，所述反應(yīng)室可以分別用于測量。為每個反應(yīng)室設(shè)置了機(jī)械的鎖止軸頸，所述鎖止軸頸在未使用所述反應(yīng)室的情況下伸出，使得其可以機(jī)械地嚙合在所述測量裝置上。在用反應(yīng)室測量時壓入所屬的鎖止軸頸。在將所述反應(yīng)基座導(dǎo)入到所述測量裝置中時，相應(yīng)地一直將所述反應(yīng)基座拉入到所述測量裝置中，直至所述伸出的第一鎖止軸頸機(jī)械地嚙合在所述測量裝置中，并且由此相應(yīng)地將未使用的第一反應(yīng)室用于相應(yīng)的測量。在結(jié)束測量之后，將所述反應(yīng)基座相應(yīng)完全地從所述測量裝置中推出。所述反應(yīng)基座不可能獨(dú)立地在所述測量裝置中定位在任意的相對位置中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種得到改進(jìn)的測量裝置和一種相應(yīng)的反應(yīng)基座以及一種得到改進(jìn)的測量方法，所述測量方法能夠在所述測量方法中實(shí)現(xiàn)靈活性的提高并且能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的濃度測定。
[0005]按本發(fā)明的、用于對用于反應(yīng)基座的混合氣的氣態(tài)的和/或氣溶膠狀的成分的濃度進(jìn)行測量的測量裝置(所述反應(yīng)基座具有至少兩個流動通道，其中，至少一個流動通道形成具有反應(yīng)材料的反應(yīng)室，并且所述反應(yīng)材料與所述混合氣的至少一種有待測量的成分進(jìn)行在光學(xué)上能夠探測的反應(yīng))具有進(jìn)氣通道和排氣通道，所述進(jìn)氣通道和排氣通道分別具有氣體接頭，其中，所述氣體接頭構(gòu)造用于與所述反應(yīng)基座的流動通道之一建立連接，用于能夠使所述混合氣從所述進(jìn)氣通道通過所述流動通道流往所述排氣通道。所述測量裝置此外包括用于通過所述排氣通道來輸送所述混合氣的氣體輸送機(jī)構(gòu)、用于使所述反應(yīng)基座相對于所述進(jìn)氣通道和所述排氣通道進(jìn)行運(yùn)動的反應(yīng)基座輸送機(jī)構(gòu)以及用于對反應(yīng)基座和所述氣體接頭的相對位置進(jìn)行檢測的位置傳感器，其中，所述位置傳感器優(yōu)選檢測所述反應(yīng)基座上的編碼件、尤其是光學(xué)的編碼件。所述反應(yīng)基座輸送機(jī)構(gòu)構(gòu)造用于:在測量過程中使所述反應(yīng)基座相對于所述氣體接頭定位在第一相對位置中，用于為了對所述進(jìn)氣通道進(jìn)行徹底沖洗而通過第一流動通道在所述氣體接頭之間建立連接，并且使所述反應(yīng)基座相對于所述氣體接頭定位的第二相對位置中，用于通過第二流動通道在所述氣體接頭之間建立連接，其形成反應(yīng)室為了測量所述混合氣的至少一種成分。
[0006]通過這種方式，能夠在測量過程中實(shí)現(xiàn)所述反應(yīng)基座的、在測量裝置內(nèi)部的復(fù)雜的運(yùn)動。此外，可以在所述反應(yīng)基座的第一相對位置中對所述進(jìn)氣通道進(jìn)行徹底沖洗，由此沖掉所述進(jìn)氣通道中的、前一次測量的、可能的剩余氣體量。就這樣可以有利地借助于所述反應(yīng)室在所述第二相對位置中以提高了的精度來實(shí)施濃度的測量。
[0007]在一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)基座輸送機(jī)構(gòu)包括馬達(dá)、尤其是電的伺服馬達(dá)，該馬達(dá)能夠使所述反應(yīng)基座至少朝兩個相反的方向進(jìn)行相對運(yùn)動。通過這種方式，能夠在所述測量裝置中在所述反應(yīng)基座的不同的相對位置之間進(jìn)行任意的移動。
[0008]比如，所述反應(yīng)基座可以通過所述測量裝置中的唯一的開口移進(jìn)去并且移出來。由此可以避免所述測量裝置的內(nèi)部空間通過用于移入或者移出所述反應(yīng)基座的第二開口而弄臟。
[0009]在另一種實(shí)施方式中，所述測量裝置包括存儲機(jī)構(gòu)，該存儲機(jī)構(gòu)可以保存至少前一次測量的數(shù)據(jù)，尤其是關(guān)于所述混合氣的有待測量的成分的數(shù)據(jù)以及所測量的濃度的數(shù)據(jù)，并且其中，所述測量裝置優(yōu)選包括評估機(jī)構(gòu)，該評估機(jī)構(gòu)根據(jù)至少前一次測量的、所保存的數(shù)據(jù)以及緊接著的測量的、有待測量的成分來決定，是否對所述進(jìn)氣通道進(jìn)行徹底沖洗。
[0010]通過這種方式，可以根據(jù)情況對所述測量方法進(jìn)行調(diào)整。因此可以降低方法持續(xù)時間，方法是:不實(shí)施不必要的方法步驟。比如對于所述進(jìn)氣通道的徹底沖洗沒有必要，如果前一次測量涉及所述混合氣的相同的、有待測量的、具有相同的或者更低的探測閾值的成分并且所述成分未被測量過或者低于所述探測閾值。
[0011]所述測量裝置優(yōu)選構(gòu)造用于:讀出在所述反應(yīng)基座上所保存的指令或者針對在所述測量裝置中所保存的、用于使所述氣體接頭和/或激活元件定位并且/或者用于實(shí)施所述測量方法的指令的提示(所述提示比如被保存在編碼件或者信息區(qū)中)。
[0012]在另一種實(shí)施方式中，所述測量裝置包括閥，該閥布置在所述進(jìn)氣通道的上游并且該閥在第一位置中能夠使氣體流動通過所述進(jìn)氣通道并且在第二位置中阻止氣體流動通過所述進(jìn)氣通道。通過所述閥的關(guān)閉，可以檢查所述進(jìn)氣通道的密封性。
[0013]優(yōu)選所述進(jìn)氣通道由玻璃構(gòu)成。通過這種方式來防止或者減少氣體成分在所述進(jìn)氣通道的壁上的化學(xué)反應(yīng)或者沉積。
[0014]為了檢測所述在光學(xué)上能夠探測的反應(yīng)，比如光學(xué)傳感器構(gòu)造為數(shù)碼相機(jī)，所述數(shù)碼相機(jī)具有相應(yīng)大的、用于檢測至少一個反應(yīng)室的拍攝區(qū)。
[0015]優(yōu)選用寬帶的光、尤其是白光來照亮所述拍攝區(qū)，并且所述光學(xué)傳感器拍攝具有多個彩色信號通道的彩色圖像。為了在出現(xiàn)不同種類的、在光學(xué)上能夠探測的反應(yīng)時對于不同的顏色變化來說能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的測評，所述彩色信號通道可以分別用不同的加權(quán)來測評。
[0016]所述測量裝置有利地構(gòu)造為可攜帶的形式并且由此構(gòu)造得小而輕。所述操作元件優(yōu)選構(gòu)造得如此之大，從而可以用保護(hù)手套來進(jìn)行操作。
[0017]在另一個方面中，本發(fā)明涉及一種反應(yīng)基座，其中，該反應(yīng)基座構(gòu)造用于本申請的測量裝置，該反應(yīng)基座具有至少兩個流動通道，所述流動通道分別在兩個連接元件之間延伸，其中，至少一個流動通道形成具有反應(yīng)材料的反應(yīng)室，并且所述反應(yīng)材料與所述混合氣的至少一種有待測量的成分進(jìn)行在光學(xué)上能夠探測的反應(yīng)。所述連接元件構(gòu)造用于在反應(yīng)基座和測量裝置的、分配給相應(yīng)的流動通道的相對位置中在所述測量裝置的氣體接頭之間建立連接，用于能夠使所述混合氣從所述進(jìn)氣通道通過所述流動通道流往排氣通道。此外，所述反應(yīng)基座包括編碼件、優(yōu)選是光學(xué)的或者電子的編碼件，所述編碼件構(gòu)造用于被所述位置傳感器檢測到并且能夠使所述反應(yīng)基座獨(dú)立地定位在分配給所述流動通道的相對位置中的每個相對位置中。
[0018]這樣的編碼件能夠使所述反應(yīng)基座靈活地、獨(dú)立地定位在不同的相對位置中，由此能夠?qū)崿F(xiàn)一種靈活的測量方法。
[0019]在另一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)基座具有單獨(dú)的、用于對所述進(jìn)氣通道進(jìn)行徹底沖洗的流動通道，其中，所述流動通道沒有形成具有反應(yīng)材料的反應(yīng)室。這能夠隨時借助于無反應(yīng)室的流動通道來實(shí)施徹底沖洗過程。
[0020]在另一個方面中，本發(fā)明涉及一種用于用具有至少兩個流動通道的反應(yīng)基座以及具有進(jìn)氣通道和排氣通道的測量裝置、優(yōu)選是用在本申請中所描述的測量裝置、尤其是用在本申請中所描述的反應(yīng)基座來對混合氣的氣態(tài)的和/或氣溶膠狀的成分的濃度進(jìn)行測量的測量方法，其中至少一個流動通道形成具有反應(yīng)材料的反應(yīng)室并且所述反應(yīng)材料與所述混合氣的至少一種有待測量的成分進(jìn)行在光學(xué)上能夠探測的反應(yīng)，并且其中所述進(jìn)氣通道和排氣通道分別具有氣體接頭。所述測量方法包括以下方法步驟:使所述反應(yīng)基座相對于所述測量裝置的氣體接頭定位在第一相對位置中并且通過第一流動通道在所述氣體接頭之間建立連接；通過排氣通道、第一流動通道和進(jìn)氣通道來輸送氣體，用于對所述進(jìn)氣通道進(jìn)行徹底沖洗；使所述反應(yīng)基座相對于所述測量裝置的氣體接頭定位在第二相對位置中并且通過具有未使用的反應(yīng)室的第二流動通道在所述氣體接頭之間建立連接；并且通過排氣通道、第二流動通道和進(jìn)氣通道來輸送有待測量的混合氣并且借助于在所述第二流動通道的反應(yīng)室中的、在光學(xué)上能夠探測的反應(yīng)來確定所述至少一種成分的濃度。
[0021]通過在所述反應(yīng)基座的第一相對位置中對所述進(jìn)氣通道進(jìn)行徹底沖洗這種方式，來沖洗掉所述進(jìn)氣通道中的、前一次測量的、可能的剩余氣體量。通過這種方式，可以借助于所述反應(yīng)室在所述第二相對位置中以提高了的精度來實(shí)施濃度的測量。未使用的反應(yīng)室在這種情況中是還沒有用來實(shí)施濃度的測量的反應(yīng)室。
[0022]按照一種方法變型方案，在每次借助于反應(yīng)基座進(jìn)行測量時使所述反應(yīng)基座定位在相同的第一相對位置中。這能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的方法流程，因?yàn)椴槐卦O(shè)置特殊的、必須能夠?qū)ψ兓牡谝幌鄬ξ恢玫木幋a進(jìn)行編碼的編碼件。
[0023]在此優(yōu)選通過無反應(yīng)室的流動通道來建立所述連接。這樣的流動通道比如也可以具有比構(gòu)成反應(yīng)室的流動通道大的流動截面。通過這種方式可以運(yùn)送更大的體積流量，因?yàn)榻档土肆鲃幼枇Σ⑶?或者提高了流動截面。
[0024]所述第一相對位置有利地沿著將所述反應(yīng)基座導(dǎo)入到所述測量裝置中的導(dǎo)入方向處于所述第二相對位置之前。通過這種方式，為了定位在所述第一和第二位置中而必須使所述反應(yīng)基座朝僅僅一個方向運(yùn)動。
[0025]按照一種實(shí)施變型方式，所述測量方法額外地包括以下方法步驟中的至少一個方法步驟:在進(jìn)行特定的、有待實(shí)施的測量時決定，是否實(shí)施定位在所述第一相對位置中以及徹底沖洗的步驟，其中，根據(jù)前一次測