压力传感器、测量装置、反应载体和测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于借助于反应物质测量气体混合物的气体状的和/或气溶胶状的(aerosolf6rmigen)成分的浓度所用的测量系统的压力传感器，所述反应物质构造成用于与气体混合物的待测量的成分或者待测量的成分的反应产物发生能视觉上探测的反应。此外本发明涉及一种测量装置、反应载体(Reakt1nstrSger)和用于这样的测量系统的测量方法。
【背景技术】
[0002]从现有技术中已知以反应物质填充的气体检测小管(Gaspriifr6hrchen)，该反应物质与一定的化合物发生能视觉上看出的反应。在此例如利用手动栗通过气体检测小管栗出限定量的气体混合物。紧接着借助于反应物质的变色确定待测量的化合物的浓度。
[0003]此外已知所谓的基于芯片测量系统，在其中反应物质设置在多个布置在反应载体上的反应室(Reakt1nskammern)中，这些反应室能够相应地用于测量。反应载体可引入到测量装置中，该测量装置识别出反应载体且执行相应的测量方法用于测量气体混合物的相应的成分的浓度。在没有测得浓度的测量(因为在气体混合物中没有待测量的成分或者待测量的成分处于探测阈值以下)中，测量系统的功能检查是必要的，以排除故障情况。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于，提供一种简单的用于这样的测量系统的传感装置和相应的测量方法。
[0005]本发明涉及一种用于测量气体混合物的气体状的和/或气溶胶状的成分的浓度所用的测量系统的压力传感器，带有:具有至少一个流动通道的反应载体，其中，流动通道与反应物质形成反应室，反应物质构造成用于与气体混合物的至少一种待测量的成分或者待测量的成分的反应产物发生能视觉上探测的反应；以及带有测量装置，其包含用于联接气体流入通道和气体流出通道到反应载体的流动通道处的气体联接组件(Gasanschlussbaugruppe)和用于运送气体混合物通过反应载体的流动通道的气体运送装置。压力传感器构造成用于测量流动通过反应载体的流动通道和/或气体运送组件的气体混合物的压力差且具有弹性元件，该弹性元件构造成用于根据压力差变形。这实现用于测量系统的压力传感器的简单的和紧凑的且容易的结构方式，其尤其对于可携带的移动式测量系统是有利的。
[0006]例如压力传感器布置在测量系统中且构造成用于测量流动通过反应载体的流动通道和/或气体运送组件的气体相对环境压力的压力。这实现压力传感器的简单的结构方式，而对通过流动通道和气体联接组件的流动妨碍最小。
[0007]备选地，压力传感器布置且构造在测量系统中，用于测量通流动过测量装置的气体联接组件和/或反应载体的流动通道的气体的压力作为在流动中的约束部上的压力降。以此方式压力传感器能柔性地在测量系统中布置在气体联接组件或者流动通道中的任意的部位处。
[0008]优选地，压力传感器包含视觉的显示元件，其构造成用于通过测量装置的视觉的传感器检测。以此方式复杂的独立的用于确定压力的传感装置不是必要的，因为有利地能够如此布置和构造压力传感器，使得通过共同的视觉的传感器能够同时检测能视觉上探测出的反应。
[0009]视觉的显示元件能通过亮度、对比度和/或颜色的改变，通过可移动的构件、例如指示器(Zeiger)，或者通过其组合来实现。优选地，视觉的传感器是能够使不同的颜色区别的颜色传感器，且视觉的显示元件包含颜色编码(Farbcodierung)，其中，视觉的显示元件的由颜色传感器检测的颜色随着压力差的改变而改变。
[0010]例如，弹性元件由漫反射的透明的膜形成且设置有贴靠面，该贴靠面构造成使得该膜相关地随着压力差越来越大导致越来越大的部分面与贴靠面贴靠，其中，膜的在贴靠面处贴靠的部分面与未贴靠的部分面能视觉上区分。这通过视觉的传感器实现不同的压力差的简单的确定。尤其还通过不同的颜色的贴靠面实现颜色上的区分。
[0011 ] 还能够设置观察窗(Sichtfenster)和显示体(Anzeigek6rper)，观察窗布置用于通过视觉的传感器检测，显示体根据压力差情况随着压力差越来越大，在观察窗中越来越大地可见。
[0012]此外弹性元件可构造为体积元件(Volumenelement)，其根据压力差改变其体积且根据体积改变实行能视觉上探测出的平移或回转运动。
[0013]备选地，压力传感器可包含电气的或磁性的测量元件，其根据弹性元件的变形检测导电性、电容或导磁性。以此方式压力差能够经由对电容或导磁性的测量得到。
[0014]此外本发明涉及用于测量气体混合物的气体状的和/或气溶胶状的成分的浓度所用的测量系统的测量装置，其带有具有至少一个流动通道的反应载体，其中，该流动通道与反应物质形成反应室，反应物质构造成用于与气体混合物的至少一种待测量的成分或者待测量的成分的反应产物发生能视觉上探测的反应。测量装置包含:气体联接组件，用于联接气体流入通道和气体流出通道到反应载体的流动通道处;气体运送装置，用于运送气体混合物通过反应载体的流动通道;以及根据前面权利要求中任一项的压力传感器，其中，压力传感器设置在气体联接组件处且优选地在气体运送组件的气体接口处用于联接到反应载体的流动通道。以此方式能测量在气体运送组中的压力差且检查例如泄露流。优选地，压力传感器设置在下游侧的气体接口处。
[0015]此外本发明涉及用于测量气体混合物的气体状的和/或气溶胶状的成分的浓度的测量系统所用的反应载体，所述测量系统带有测量装置，其包含用于联接气体流入通道和气体流出通道到反应载体的流动通道处的气体联接组件和用于运送气体混合物通过反应载体的流动通道的气体运送装置。反应载体具有至少一个流动通道，其中，该流动通道与反应物质形成反应室，反应物质构造成用于与气体混合物的至少一种待测量的成分或者待测量的成分的反应产物发生能视觉上探测的反应。反应载体包含至少一个上述的压力传感器，其中，压力传感器构造在至少一个流动通道(42)处。以此方式，压力传感器不在可重复使用的测量装置处而是在可更换的反应载体处。因为流动通道通常仅使用一次或几次，压力传感器的简单的结构方式时可行的，因为压力传感器尤其由此不长时间地经受不同的化学物质。优选地，压力传感器在下游侧设置在反应载体的联接元件中。
[0016]还可行的是，压力传感器的弹性元件设置在流动通道和/或气体运送组件的透明构造的区段中并且根据压力差实行能视觉上探测出的平移或回转运动。
[0017]此外本发明涉及用于测量气体混合物的气体状和/或气溶胶状的成分的浓度所用的测量系统的测量方法，所述测量系统带有:反应载体，其具有至少一个流动通道，其中，流动通道与反应物质形成反应室，反应物质构造成用于与气体混合物的至少一种待测量的成分或者待测量的成分的反应产物发生能视觉上探测的反应；以及测量装置。该测量方法包含以下方法步骤:测量在测量装置的气体联接组件或者反应载体的流动通道中相对环境压力的或者在流动中的约束部上的参考-压力差;运送气流通过反应载体的流动通道；以及测量在运送气流通过流动通道期间在测量装置的气体联接组件或者反应载体的流动通道中相对环境压力的或者在流动中的约束部上的压力差。
【附图说明】
[0018]前述的实施形式可任意地相互地且与前述的方面结合，以实现根据本发明的优点。本发明其它的特征和优点从接下来说明的实施形式中得出，其中:
图1显示了根据本发明的测量系统的第一实施形式的示意性视图，连同测量装置和根据本发明的反应载体；
图2显示了图1中的测量系统的细节化的视图；
图3显示了图1中的测量系统的细节化的视图，连同引入的反应载体；
图4a以剖视图和俯视图显示了在第一压力差时根据第一实施形式的压力传感器；
图4b显示了在第二压力差时图4a中的压力传感器；
图5以剖视图显示了根据第二实施形式的压力传感器；
图6以剖视图显示了根据第三实施形式的压力传感器；
图7以剖视图显示了根据第四实施形式的压力传感器；
图8以剖视图显示了根据第五实施形式的压力传感器；以及图9以剖视图显示了根据第六实施形式的压力传感器。
【具体实施方式】
[0019]图1显示了气体测量系统(接下来也称作测量系统10)的示意性视图。测量系统10包含测量装置12和反应载体14。反应载体14具有至少一个流动通道42，其与反应物质48形成反应室46。反应物质48构造成用于与气体混合物的至少一种待测量的成分或者待测量的成分的反应产物发生能视觉上探测出的反应。以此方式待测量的成分能够或者直接发生与反应物质的反应或者能够设置中间反应，在该中间反应中待测量的成分与中间反应物质发生反应且在此产生的反应产物紧接着与所述反应物质发生能视觉上探测出的反应。
[0020]测量装置12包含气体运送组件2，其带有气体运送装置28用于运送气体混合物通过反应载体14的流动通道42。
[0021 ]气体运送组件2此外包含带有气体混合物流入开口 20和气体接口 22的气体流入通道16，其中，气体混合物能够通过该流入开口 20流入气体流入通道16中，并且该气体接口能够与反应载体14的流动通道42连接。
[0022]气体运送组件2此外包含带有气体接口 24的气体流出通道18，该气体接口能够与反应载体14的流动通道42连接。气体运送装置28布置在气体流出通道18中且使气体混合物能够在图1中由箭头指出的流动方向上运送。气体运送组件2的传导气体的构件、尤其气体接口 22、24及气体流入通道16和气体流出通道18形成气体联接组件5。
[0023]设置有控制/调节单元31，其构造成根据至少一个反应速度参数控制或者调节通过流动通道的气体混合物的流量。反应速度参