专利名称：用于测量在容器中的介质的被测变量的电位探针的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在测量容器中、特别是在柔性容器中的介质的被测变量的电位探针，特别是用于在用于生物技术、生物化学、制药或生物过程中的一次性测量技术中的应用。
背景技术：
在一次性容器(也称为可丢弃、或可丢弃生物反应器)中在增加测量中执行制药、化学、生物学、生物化学或生物技术过程。这种一次性容器例如可以分别是例如袋子、软管 或发酵槽、或生物反应器的柔性容器。生物反应器或发酵槽通常具有供给和排放线路，供给和排放线路可以实施为例如软管或柔性管。刚性管状件也可以应用于供给和排放线路。在终止过程之后，可以将一次性容器丢弃。这样，避免复杂的清洁和消毒方法。具体来说，通过使用一次性容器，避免交叉污染的风险，并且随之提高生物和过程安全性。一次性容器通常由例如塑料的合成材料制成。在一次性容器中进行的过程是与环境封闭的。通常由于需要消毒条件，一次性容器必须在引入过程介质之前被消毒。为此，在生物化学、生物、生物技术和制药应用通常使用伽马辐射。此外，在一次性发酵槽或不可回收反应器中进行过程的同时，必须防止细菌从环境渗入容器内部，从而不会劣化或破坏过程。为了监测或控制过程，可能必须测量容器中介质的物理或化学被测变量。监测的被测变量可以包括例如温度、PH值、细胞密度、光传输或化学物质的浓度，该化学物质例如某种离子或某种元素或某种化合物。测量这些被测变量中至少一些的可能性在于光学传感器的应用。例如，在柔性容器中可以布置能够由传感器光学读取的活性表面。称为“光学传感器斑点”的这些表面可以通过窗口从外部被无接触地扫描。但用于传感器斑点的荧光染料可能对通常在生物技术和制药应用中用于消毒的伽马射线敏感，并且还对诸如特别是在生物技术生产的产品的纯化情况下可能发生的侵蚀性化学条件敏感。欧洲专利申请EP 2065701A2描述了可以布置在柔性一次性容器中的探针，并且该探针可以经由感应界面与布置在容器外部的测量变送器(measurement transmitter)交换数据。测量变送器也可以经由该感应界面向探针供应能量。这样，数据和能量可通过容器壁感应地传送而不需要用于探针或者至少用于到探针的供应线的开口。为了实施探针与测量变送器之间数据和能量的感应传送，在感应界面的主侧以及还在副侧上都需要电子电路。这些电路不能承受用于对柔性容器和探针消毒的伽马射线。国际专利申请WO 2009/071829A2和德国公开DE 102006005533A1描述复杂的机
械耦合系统，其能够将外部消毒的探针无菌地引入一次性容器内。从德国实用新型DE 202007000152U1已知一种用于将光学探针固定到具有柔性壁的容器的设备，在该情况下探针位于容器壁的内侧上的后表面部分并且通过容器壁的开口通向中心件，其中中心件通过夹持固定到容器。
发明内容
本发明的目的是提供一种电位探针，该电位探针适于监测在容器中、特别是例如一次性发酵槽或一次性生物反应器的柔性容器中、特别是还在通向容器和来自容器的供给和排放线路中的被测介质的物理或化学被测变量，并且该电位探针通用于在大多数制药、生物科技、生物和生物化学方法中使用的 大量不同的一次性物品中。为了特别简单地构造用作一次性发酵槽或一次性生物反应器的容器的使用，电位探针应当在通过利用伽马射线照射消毒之前固定地连接到容器内，并在其储藏驻留和其随后应用期间保持在容器中。尽管一次性容器的实际使用可能仅持续几周，但一年或多年量级的储存时间应当是可能的。该目的通过一种用于测量在容器中、特别是在一次性生物反应器中，或者在一次性反应器的供给或排放线路中的介质的被测变量的电位探针来实现，其中该电位探针包括壳体；该壳体具有第一腔室，在该第一腔室中形成参比半电池，该参比半电池经由布置在壳体的壁中的电解质接触位置与围绕壳体的介质连通，其中该壳体具有第二腔室，在第二腔室中形成测量半电池，其中第二腔室在一端由测量膜封闭，使得测量膜的背向第二腔室的表面区域与围绕壳体的介质接触，并且其中测量半电池具有在测量膜与在与测量膜相对放置的端部上界定测量半电池的封闭元件之间的纵向延伸，其中测量膜距封闭元件的间距与壳体的外直径的商小于5，特别是小于2。如果测量膜弯曲，则测量膜距封闭元件的间距意味着膜的顶峰、即测量膜的最远离封闭元件的点与相对放置的封闭元件之间的间距，该封闭元件可以例如由与测量膜相对放置的壳体壁形成。测量膜距封闭元件的间距对应于测量半电池在其纵向延伸方向上的长度。因此测量半电池的长度与壳体的外直径的商代表探针长度与其直径的纵横比。如果测量膜距封闭元件的间距除以壳体外直径的商为5，则所述间距因此是壳体的外直径的五倍长。在商为2的情况下，测量膜距封闭元件的间距相应地是壳体外直径的两倍长。当纵横比小于5、优选地小于2或者甚至更小时，则电位探针的形状与在工业过程测量技术中使用的、诸如例如pH单杆测量链的通常杆形电位探针相比相对粗短，pH单杆测量链也称为组合电极，其通常具有12mm的外直径和120mm或更大的长度。这种“粗短”探针可以应用于在生物化学、生物学、制药和生物科技过程中使用的大量不同的一次性产品中，因为与杆形电位测量探针相比其占据少得多的空间，并且所以可以安装在大多数几何形状的多种不同容器的壁内，例如安装在袋子、软管、管状插入件和其它线路中。粗短探针也可以有利地用于监测存在于柔性容器内的被测介质。其可以通过设置在柔性容器壁中或相应地在容器的供给或排放线路中的连接件固定。具有安装的探针的柔性容器可以通过利用伽马射线照射来消毒。然后，柔性容器可以以折叠状态储存，其中在储存期间探针保持在容器内。探针的粗短构造与常规杆形探针相比显著降低损坏危险，常规杆形探针由于在移动容器的情况下，例如在将容器折叠在一起以便储存的情况下作用在杆上的剪切力而可能容易损坏和断裂。 粗短探针可以通过例如将其插入适当的模制部件内而适配在各种连接件内，该模制部件具有与一次性容器的连接件互补的连接装置。这样，可以将一个相同的探针类型方便地适配以用于具有不同连接件类型的容器。此外，探针本身的壳体可以实施为用于容器的连接件的精确适配互补件。替代地，还有一种选择是将探针的壳体永久地焊接到一次性容器或利用粘结剂将其粘结到一次性容器，而不必提供用于将探针固定到容器壁内的可释放的连接装置。封闭元件可以例如由壳体的壁、特别是壳体盖形成，该封闭元件在其与测量膜相对放置的端部界定测量半电池。但是，该封闭元件也可以由密封元件或封装化合物形成，其封闭在第二腔室内纵向延伸的测量半电池的与测量膜相对放置的端部。特别是，第二腔室可以在其与测量膜相对放置的端部上由封装化合物密封。在该情况下，封装化合物形成封闭元件。 测量膜距与测量膜相对放置的封闭元件的间距与壳体的外直径的商优选地至少为0. I。这样，仍确保足够用于探针短期使用的参比电解质容积，从而为探针的短期使用确保参比半电池的电势的足够稳定性。在第一实施例中，第一腔室可以实施为围绕第二腔室的环形腔室，其中环形腔室由外部管状壳体壁和与外部管状壳体壁同心布置的内部管状壳体壁以及彼此相对放置且垂直于管状壳体壁延伸的两个壳体壁、特别是环形壳体壁封围。因此该实施例类似于常规单杆测量链的布置。在该实施例中，测量膜可以特别地通过粘结、机械拼接或焊接与内部管状壳体壁的内端固定地连接。测量膜也可以直接粘结、机械拼接或焊接到与内部管状壳体壁的内壁垂直放置的下部壳体壁。测量膜可以特别地是离子选择性膜，例如PH选择性玻璃膜或者对特定种类离子选择的聚合物或固体膜。测量膜也可以直接粘结到内部管状壳体壁的内壁。在测量膜是pH选择性玻璃膜的情况下，其可以焊接到玻璃管，其中玻璃管和内部管状壳体壁同心布置，并且其中玻璃管被压入内部管状壳体壁并粘结到内部管状壳体壁，从而固定到管的玻璃膜在一端封闭第二腔室。该玻璃管可以在后端通过熔融或通过密封元件封闭。在这些实施例中，在与测量膜相对放置的端部上界定测量半电池的封闭元件由熔融位置或密封元件形成。玻璃管替代地或补充地焊接或粘结到与测量膜相对放置的壳体的壁。在附加实施例中，在与测量膜相对放置的端部上界定测量半电池的封闭元件可以通过在壳体背向测量膜的端部上终止壳体的壳体盖来形成。该封闭元件也可以由密封第二腔室的封装化合物形成。在附加实施例中，参比半电池包括容纳在第一腔室中的参比电解质和浸入参比电解质内的参比电极，参比电极与布置在第一腔室外侧的第一接触位置连接。测量半电池包括容纳在第二腔室中的内部电解质以及浸入内部电解质的电势感测电极，电势感测电极与布置在第二腔室外侧的第二接触位置连接。接触位置例如每一个实施为在壳体壁上、特别是在壳体盖外侧上的导电涂层。但是，还有一种选项是提供布置在壳体壁的外侧上的电塞，该电塞分别与参比电极和电势感测电极连接。
在第二腔室中可选地设置温度传感器，该温度传感器由依赖于温度的电阻器形成。然后温度传感器的连接同样穿过壳体壁通向布置在壳体外侧的接触位置。该接触位置以与参比电极和电势感测电极的接触位置相同的方式实施。在外侧上布置有接触位置的壳体壁实施为电路卡，该电路卡包括通孔，电势感测电极和参比电极通过通孔与外侧放置的接触位置连接。在封闭元件由将壳体和/或第一和第二腔室在其背向测量膜的端部上终止的壳体盖形成，该封闭元件在其与测量膜相对放置的端部上界定测量半电池的情况下，壳体盖可以实施为电路卡，该电路卡包括通孔，电势感测电极和参比电极通过通孔与形成为电路卡上的印刷导电迹线或接触表面的向外放置的接触位置连接。在该情况下，参比电极和电势感测电极以及在给定情况下布置在第二腔室内的探针温度传感器的接触可以通过具有弹簧接触的塞发生。替代地，塞可以永久地集成到电路卡上。在附加实施例中，在电部件、特别是电阻器形式的电路卡上可以布置有电路，在该电路中用于传感器标识的特征电参数、特别是电阻值是可测量的。该电路优选地由电部件 构成，这些电部件耐受利用伽马射线进行的消毒。它们包括简单部件，诸如电阻器和电容器。在该电路中，与探针连接的测量变送器例如可以确认特性值，例如确认特定电阻值，测量变送器可以基于该特性值检测存在的电极类型。在附加实施例中，内部电解质和参比电解质可以实施为电解质凝胶。优选地，凝胶是固体凝胶。在该实施例中，探针可以以任何定向、甚至颠倒地使用。该探针包括接触区域，该接触区域包括测量膜和电解质接触位置。在执行测量期间，使接触区域与测量介质接触，其中电解质接触位置包括多孔材料的至少一个插针，该插针嵌入在界定第一腔室的壳体壁中的接触区域内。电解质接触位置可以由嵌入环形地围绕测量膜的壳体壁内的多个多孔材料的插针形成。这样，在低导电率情况下首先发生的流冲击效应被最小化。多孔材料的实例包括例如PTFE或聚丙烯的合成材料、玻璃或例如二氧化锆陶瓷或氧化铝陶瓷的陶瓷。在附加实施例中，多孔材料具有小于200nm的平均孔直径。小孔尺寸避免来自过程的微生物穿透隔膜并进入第一腔室中，并在第一腔室引起参比电解质的化学变化。测量膜可以由一个或多个保护网或保护笼保护。这样，例如pH选择性玻璃膜的敏感测量膜受到保护免受机械损坏。保护网或保护笼可以固定到探针的壳体。还有一种选项是保护网或保护笼可以设置成以使得它们在探针的意图连接之后围绕测量膜的方式固定到用于将探针连接到容器壁中的连接件。探针的壳体可以具有连接装置、特别是螺纹，用于将探针与互补连接装置连接，特别是与用于容纳被测介质的容器上的互补螺纹连接。连接装置可以直接形成在探针的壳体上；例如该壳体可以具有切割有螺纹的圆柱形部分。替代地，该壳体也可以插入适配护套，该适配护套具有对应的连接装置。因此，库存中可以保存有不同的适配护套，探针的壳体可插入到适配护套内，从而将探针适配以用于在大多数不同几何形状的一次性容器、特别是具有不同地实施的连接装置的一次性发酵槽、袋子、软管、管状插入件、用于一次性生物反应器的供给和排放线路中的应用。一种用于容纳被测介质、包括布置在容器的容器壁中并根据上述实施例之一形成的至少一个探针的容器、特别是柔性一次性容器，在容器壁或容器的供给线路或排放线路内包括探针连接件，该探针连接件包括开口和连接装置，该开口和连接装置实施为与探针的互补连接装置接合，从而在开口中以如下方式形状互锁地保持该探针，使得包括测量膜、电解质接触位置和外表面在电解质接触位置侧上界定第一腔室的壳体壁的一部分的探针接触区域与柔性容器的内部接触，同时探针与该接触区域相对放置的连接区域布置在柔性容器外侧。在该情况下，该接触区域优选地例如借助于密封环而相对于柔性容器的环境密封，该密封环在探针的连接装置与柔性容器的互补连接装置的连接状态下被压紧在密封座中，该密封座例如布置在容器或探针的连接件上的密封座。
将基于附图中示出的实施例的实例更详细地解释本发明，附图中 图I是电位探针的第一实例的示意性表示；图2是电位探针的第二实例的示意性表示，在该情况下半电池与温度传感器通过塞发生接触；图3是电位探针的第三实例的示意性表示，该电位探针插入适配护套内，该适配护套具有用于将探针固定到容器壁中的连接装置；图4是电位探针的第四实例的示意性表示，在该情况下探针的壳体具有用于将探针固定到容器壁中的连接装置。
具体实施例方式图I示出具有绝缘材料的壳体I的电位探针。壳体I包括实施为环形腔室的第一腔室5和大致圆柱形第二腔室9，参比半电池形成在第一腔室中并且被环形腔室围绕，并且第二腔室中容纳有测量半电池。绝缘材料特别包括例如聚醚醚酮(PEEK)的合成材料。将合成材料应用于壳体使探针一方面几乎不会破裂。另一方面，这种合成材料的壳体可以利用既定的注塑模制方法以有利价格形成，这对于将探针作为一次性部件应用是特别有利的。特别是PEEK的使用使得除了通过伽马射线的消毒之外还能够进行热蒸汽消毒。第一腔室5由外部管状壳体壁16和与其同心布置的内部管状壳体壁17以及彼此相对放置的两个环形壳体壁围绕。环形壳体壁垂直于管状壳体壁16、17的共用圆柱对称轴线A延伸并将管状壳体壁16、17彼此连接。第二腔室9通过内部管状壳体壁17形成，内部管状壳体壁17在其一端由测量膜11封闭，并且在其另一端由与测量膜11相对放置的壳体壁18封闭。参比电解质4容纳在第一腔室5内，参比电极6延伸到参比电解质4内。参比电解质4例如可以为固体电解质凝胶。优选地使用无毒凝胶，例如不包含有毒单体或在降解情况下不释放有毒单体的凝胶。在例如国际专利申请WO 03/076917A1中给出适当的电解质凝胶。参比电极6例如为氯化银丝形式的Ag/AgCl参比电极。第一腔室5的其余空间未填充参比电解质4，也称为补偿空间，可以包含空气或甚至例如硅树脂泡沫的聚合物补偿件。在界定第一腔室5的测量膜侧并用作电解质接触位置或液结(liquid junction)的环形壳体壁内布置有隔膜7，腔室5的内部、特别是其中容纳的参比电解质4经由该隔膜7与壳体I的环境连通。在探针的测量操作中，隔膜7提供在参比电解质4与湿润隔膜7的被测介质之间的离子导电连接。电解质接触位置替代地也实施为壳体壁上的一个或多个孔或者围绕测量膜11的环形间隙。隔膜7可以实施为多孔材料的盘形或铅笔形插入件。在这里所示的实例中，隔膜7实施为多孔陶瓷、例如有微孔的二氧化锆陶瓷的插针。在本实例中，测量膜11是pH值选择性的玻璃膜。优选地，该玻璃膜由低欧姆玻璃制成，低欧姆玻璃使得即使在小玻璃膜表面的情况下也能够快速响应，并能够实践上使用任何测量变送器进行测量，从而图I所示的探针是通用的。玻璃膜11可以焊接到玻璃管上，该玻璃管压入围绕第二腔室9的内部管状壳体壁17内或利用粘结剂粘结到壳体壁17的内侦U。玻璃管可以在其与膜相对放置的端部上被封闭；例如其可以通过熔融或利用粘结剂封闭，或者其可在该处通过密封元件封闭。如果电位探针实施为离子选择性电极，则测量膜11可以是具有或不具有软化剂、导电盐和/或离子载体的聚合物膜。这种聚合物膜可以从下方或在其内侧上利用粘结剂接合到或直接焊接到内部圆柱形壳体壁17。另一选项是借助抵靠内部管状壳体壁17内侧的固体环承载件压入。·第二腔室9包含内部电解质8，电势感测电极10延伸到电解质8内。内部电解质8可以同样实施为固体电解质凝胶的参比电解质4。此外，这里分别包含或释放无毒单体的无毒凝胶是优选的。第二腔室9的无电解质的补偿空间可以包含空气或例如硅树脂泡沫的聚合物补偿件。图I中所示实例中的第二腔室9中补充地布置有温度传感器13，该温度传感器13包括布置在玻璃或合成材料的毛细管12内的依赖于温度的电阻器，并且这样与内部电解质8电绝缘。温度传感器13仅可选地存在。在图I中所示实施例的实例中，壳体I由环形注塑模制部件组成，其包括外部管状壁16和内部管状壁17以及连接两个管状壁16、17的隔膜侧环形壁和承载在环形注塑模制部件上并封闭第一和第二腔室5、9的壳体盖18。壳体盖18这里形成与测量膜11相对放置的壁，并且该壁用作在与测量膜11相对放置的端部上界定测量的半电池的封闭元件。电势感测电极10、参比电极6和到温度传感器13的线路与布置在壳体I的第一和第二腔室外侧的接触位置3导电连接。在此处所示的实例中，接触位置3布置在壳体盖18的外侧上。它们可例如是布置在壳体盖18外侧上的导电涂层。接触位置3可以与测量变送器导电连接，从而执行测量。壳体盖18可以如图I的实例中由相同材料制成为环形注塑模制部件。替代地，壳体盖也可以实施为既定的电路卡、电路板材料，例如酚醛树脂+纸(FRl，FR2 )、环氧树脂+纸(FR3)、环氧树脂+玻璃纤维织物(FR4，FR5)、聚酰亚胺和/或聚酯、或由非导电陶瓷、LTCC陶瓷(低温共烧陶瓷)或Al2O3陶瓷制成，并具有用于电势感测元件10、参比电极6的导电连接以及温度传感器13的连接的通孔。这些通孔可以由施加在背向壳体内部的后表面上的导电迹线或接触表面导电连接。在该情况下，经由具有弹簧接触(未示出)的可再用塞出现参比电极6、电势感测元件10和温度传感器13的接触。由此处在与测量膜11相对放置的端部上界定测量半电池的壳体盖18形成的封闭元件与测量膜11的最远离封闭元件的点、即与测量膜11的顶峰之间的间距h对应于腔室9、即测量半电池的长度。间距h除以垂直于间距h延伸的外部管状壳体壁16的外直径rA的商，也称为探针的纵横比，在这里所示的实例中例如为h/rA=0. 6。该外直径rA垂直于测量半电池的纵向延伸并分别地垂直于外部管状壳体壁16和内部管状壳体壁17的圆柱形对称轴线A延伸。在图I的实例中，壳体的外直径:rA由管状壳体壁16的外直径形成。利用如在此示出的实例中的h/rA=0. 6的纵横比，或一般来说利用小于2的纵横t匕，探针一方面是相对短粗的结构，而另一方面，参比半电池和测量半电池中的电解质容积至少对于电位探针的短期使用是足够的，从而在整个使用期间确保稳定和可靠的测量信号。在本实例中，测量膜11是从壳体I的第二腔室9稍微凸出弯曲的玻璃膜。玻璃膜也可以强烈地凸出弯曲，但优选地应当最大程度地是半球状，因为对来自被测介质中气泡干扰的易感性小于几乎球形玻璃膜的情况。如果测量膜是离子选择性固体膜或聚合物膜，则它可以是基本上无曲率的平坦膜。在平坦膜的情况下，在如图I所示由平面壁形成的封闭元件的程度上，测量膜与在与测量膜相对放置的端部上界定测量半电池的封闭元件之间的间距h基本上对于测量膜的所有点是相同的。 图2示出电位探针的实施例的第二实例，其与图I所示的电位探针基本上相同地构造。这里相同的附图标记指代等同元件或相同类型的元件。与图I所示的探针对比，第一腔室5在连接侧上由环形壳体盖18’封闭，而第二腔室9在连接侧上由封装化合物14封闭。因此在与测量膜11相对放置的端部上界定测量半电池的封闭元件在该实例中由封装化合物14形成。封装化合物14围绕并保护电线，该电线从电势感测电极10、参比电极6和温度传感器引向在给定情况中也至少部分地利用封装化合物封装的塞。塞具有插针22，插针22用作布置在壳体I外侧用于电势感测电极10、参比电极6和温度传感器13的引线的接触位置。然后插针22可以与测量变送器导电连接以执行测量。图3示出电位探针的实施例的另一实例，其基本上以与图2所示的电位探针相同的方式实施。与图2所示的探针对比，图3所示的电位探针的壳体I附加地包括保护笼23，该保护笼23固定到界定第一腔室5隔膜侧的环形壳体壁，或实施为与这种壁一体，并围绕测量膜以保护免受机械损坏。在该情况下，探针集成到管状塑料适配护套15内，该塑料适配护套15在其圆柱形外壁上具有螺纹24。该塑料适配护套15可以拧入设置在柔性容器内的连接件内，该连接件具有与螺纹24互补的螺纹。这种连接件例如可以设置在柔性一次性发酵槽上或一次性反应器上或者在一次性发酵槽或一次性反应器的供给线路或排放线路上、在软管或管线上、在管状插入件或用于生物技术过程的一些其它一次性容器上。在替代实施例中，保护笼23也可以固定到塑料适配护套15。电位探针具有包括接触区域，该接触区域包括测量膜U、隔膜7和隔膜侧壳体壁的一部分。使接触区域与测量介质接触以执行其PH值的测量。适于容纳集成在塑料适配护套15内探针的容器连接件包括在连接探针的情况下布置在与界定第一腔室5的环形壳体壁平行的隔膜侧上的密封座。0形环密封件2容纳在该密封座中并将接触区域与容器环境密封。这样，在连接探针的情况下确保在容器内的卫生条件。用于0形环密封件2的材料的实例包括具有USP class IV资格的材料。代替将探针集成在分开的具有对应的固定装置的塑料配装护套15中，另一选项是以该固定装置直接放置在探针的壳体上的方式实施探针，该固定装置用于将探针连接到布置在容器壁中的连接件。例如，探针的壳体外壁可以具有带螺纹的圆柱形部分。这在图 4中示出。在该情况下，第一腔室5的外部管状壳体壁16具有螺纹24。
权利要求
1.一种用于测量在容器中、特别是在一次性生物反应器中的介质的被测变量的电位探针，所述电位探针包括 壳体(I); 所述壳体(I)具有第一腔室(5)，在所述第一腔室(5)中形成参比半电池，所述参比半电池经由布置在所述壳体(I)的壁中的电解质接触位置(7)与围绕所述壳体(I)的介质连通， 其中所述壳体(I)具有第二腔室(9)，在所述第二腔室(9)中形成测量半电池，其中所述第二腔室(9 )在一端由测量膜(11)封闭，使得所述测量膜(11)的背向所述第二腔室(9 )的表面区域与围绕所述壳体(I)的介质接触， 并且其中所述测量半电池具有在所述测量膜(11)与在与所述测量膜(11)相对放置的端部上界定所述测量半电池的封闭元件(18)之间的纵向延伸， 其特征在于， 所述测量膜(11)距所述封闭元件(18)的间距(h)与所述壳体(I)的外直径(rA)的商小于5，特别是小于2。
2.根据权利要求I所述的电位探针， 其中所述测量膜(11)距与所述测量膜(11)相对放置的所述封闭元件(18)的间距(h)与所述壳体(I)的外直径(rA)的商至少为0. I。
3.根据权利要求I或2所述的电位探针， 其中所述第一腔室(5)实施为围绕所述第二腔室(9)的环形腔室，其中所述环形腔室由外部管状壳体壁(16)和与所述外部管状壳体壁(16)同心布置的内部管状壳体壁(17)以及彼此相对放置且垂直于所述管状壳体壁(16、17)延伸的两个壳体壁、特别是环形壳体壁封围。
4.根据权利要求3所述的电位探针， 其中所述测量膜(11)特别通过粘结、机械拼接或焊接与所述内部管状壳体壁(17)的内端固定地连接。
5.根据权利要求3所述的电位探针， 其中所述测量膜(11)是焊接到玻璃管的PH选择性玻璃膜，并且其中所述玻璃管和所述内部管状壳体壁(17)同心布置，并且其中所述玻璃管被压入所述内部管状壳体壁(17)并粘结到所述内部管状壳体壁(17)，其中所述玻璃管能够特别在后端通过熔融或通过密封元件封闭。
6.根据权利要求I至5中的一项所述的电位探针， 其中与所述测量膜(11)相对放置的所述封闭元件由在背向所述测量膜(11)的端部终止所述第一(5 )和第二腔室(9 )的壳体盖(18 )形成， 或者其中与所述测量膜(11)相对放置的所述封闭元件由封装化合物、弹性密封元件或玻璃管的熔融体形成。
7.根据权利要求I至6中的一项所述的电位探针， 其中所述参比半电池包括容纳在所述第一腔室(5)中的参比电解质(4)和浸入所述参比电解质(4)内的参比电极(6 )，所述参比电极(6 )与布置在所述第一腔室(5 )外侧的第一接触位置(3)连接，并且其中所述测量半电池包括容纳在所述第二腔室(9)中的内部电解质(8)以及浸入所述内部电解质(8 )的电势感测电极(10 )，所述电势感测电极(10 )与布置在所述第二腔室(9)外侧的第二接触位置(3)连接， 其中所述接触位置(3)在每种情况下特别地实施为壳体壁外侧上、特别是壳体盖(18)外侧上的导电涂层。
8.根据权利要求7所述的电位探针， 其中所述内部电解质(8)和所述参比电解质(4)实施为电解质凝胶。
9.根据权利要求7或8所述的电位探针， 其中所述壳体壁实施为电路卡，所述接触位置(3)在所述壳体壁的外侧上布置为导电 涂层，所述电路卡包括通孔，所述电势感测电极(10 )和所述参比电极(6 )通过所述通孔与外侧放置的接触位置(3)连接。
10.根据权利要求9所述的电位探针， 其中在以电部件、特别是以电阻器形式的电路卡上布置有电路，在所述电路中用于传感器标识的特征电参数、特别是电阻值是可测量的。
11.根据权利要求I至10中的一项所述的电位探针， 其中所述探针的外壁设置有塞连接件，所述塞连接件包括接触，所述电势感测电极(10)和所述参比电极(6)通过所述接触与向外放置的接触位置(22)连接。
12.根据权利要求I至11中的一项所述的电位探针， 其中所述探针包括接触区域，所述接触区域包括所述测量膜(11)和所述电解质接触位置(7)，并且其中所述电解质接触位置(7)包括多孔材料，特别是塑料、玻璃或陶瓷的多孔材料的至少一个插针，所述插针嵌入在界定所述第一腔室(5)的所述壳体壁中的所述接触区域内。
13.根据权利要求12所述的电位探针， 其中所述电解质接触位置(7)由嵌入环形地围绕所述测量膜(11)的壳体壁中的多孔材料，特别是塑料、玻璃或陶瓷多孔材料的多个插针形成，或者由嵌入围绕所述测量膜(11)的壳体壁中的多孔材料，特别是塑料、玻璃或陶瓷多孔材料的环形成。
14.根据权利要求12或13所述的电位探针， 其中所述多孔材料具有小于200nm的平均孔直径。
15.根据权利要求I至14中的一项所述的电位探针， 其中所述测量膜(11)由一个或多个保护网或保护笼(23)保护。
16.根据权利要求I至15中的一项所述的电位探针， 其中所述壳体(I)具有连接装置、特别是螺纹(24)，用于将所述探针与布置在所述容器上的探针连接件的连接装置连接，并且与所述壳体(I)的连接装置、特别是与所述螺纹(24)互补的螺纹互补，所述容器特别是柔性容器，诸如软管、袋子或管线。
全文摘要
本发明涉及一种用于测量容纳在容器中、特别是可丢弃生物反应器内的介质的测量变量的电位探针，包括壳体(1)；该壳体(1)包括第一腔室(5)，在第一腔室(5)内形成参比半电池，所述电池借助设置在壳体(1)的壁中的电解质接触点(7)与壳体(1)周围的介质连接，其中壳体(1)包括第二腔室(9)，在第二腔室(9)内形成测量半电池，其中第二腔室(9)在一端由测量膜(11)封闭，使得测量膜的背向第二腔室(9)的表面与围绕壳体(1)的介质接触，并且其中测量半电池包括在测量膜(11)与在与测量膜(11)相对放置的一侧上界定测量半电池的封闭元件(18)之间的纵向延伸，其特征在于，测量膜(11)距封闭元件(18)的间距(h)与壳体(1)的外直径(rA)的商小于5，特别是小于2。
文档编号G01N27/403GK102971622SQ201180033263
公开日2013年3月13日 申请日期2011年6月20日 优先权日2010年7月2日
发明者托马斯·威廉, 蒂洛·特拉普 申请人:恩德莱斯和豪瑟尔测量及调节技术分析仪表两合公司