用于测量容纳在特别是消毒用的过程容器中的流体的测量变量的探头系统的制作方法

专利名称：用于测量容纳在特别是消毒用的过程容器中的流体的测量变量的探头系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量容纳在特别是消毒用的过程容器中的流体的测量变量 的探头系统。
背景技术：
过程技术中用于测量介质例如流体、特别是液体的物理或者化学测量变量的探头 系统的应用范围是众多的。例如，药品或者食品加工中的消毒溶液的制造要求使用用于监 控产品或者过程的测量探头。测量探头能够是PH测量探头、导电测量探头、用于确定包含 在要监控的介质中的物质例如02、C02、特定离子类型、有机化合物物质的浓度的光学或电化 学测量探头。根据现有技术，进行流体例如化学过程的产品的在线测量是已知的，在此情形下， 使用具有保持有测量探头的轴向可移动浸入管的探头系统。这种探头系统还被称作“可缩 进组件”。这些可缩进组件紧固在过程容器上、例如紧固在输送通过测量来监控的流体的管 道上，并且包括处理腔室，测量探头能够在用于校准或者清洗和/或漂洗目的的操作期间 暂时地利用浸入管而移动到该处理腔室中，并且在其中与校准液体和/或与用于清洁的清 洗、和/或漂洗介质形成接触。当校准或者清洗和/或漂洗程序完成时，测量探头此后能够 移回要监控的流体中，从而继续进行在线测量。在这种情形下，借助于密封件抵消了校准液 体对于被监控流体的污染或者相反抵消了监控流体对于校准液体的污染，所述密封件相对 于彼此地密封处理腔室和过程容器。关于用于消毒过程中使用的可缩进组件，已经提出了提供第二处理腔室。因此，例 如在DE 38 20 405 C2中描述了一种可缩进组件，该可缩进组件具有外罩，该外罩带有能够 连接到反应器皿的外罩喷嘴，其中，在该外罩中，存在带有测得数值传感探头的浸入管，该 传感探头的测量头被带有通道的笼罩包围。浸入管能够离开外罩喷嘴地从测量位置轴向行 进到外罩中的缩进休止位置中，并且再次返回测量位置中。在休止位置中，利用闭合体密封 外罩喷嘴的开口。在休止位置中，面向反应器皿的、带有探头的测量头的、浸入管的前部处 于外罩的第一清洗和/或漂洗腔室中，该腔室具有进口和排放口。第二漂洗腔室与外罩中 的漂洗腔室相关联，第二漂洗腔室进一步远离反应器皿并且具有其自身的进口和其自身的 排放口。在休止位置中，通过输送清洗、漂洗或者消毒介质通过第一和第二漂洗腔室，能够 进行测量探头和浸入管的部分的清洗和/或漂洗和/或消毒。以此方式，浸入管和/或探 头的那些部分也能够得到清洁和消毒，所述部分在探头向外行进到测量位置中的情形下进 入第一漂洗腔室中。因此，应该防止浸入管和探头的未被清洗或者漂洗和消毒的部分进入 在给定情形下容纳反应器器皿的介质的漂洗腔室中并且引起污染。第二漂洗腔室的排放口经由液体输送线路与第一漂洗腔室的进口连接，从而被引 入第二漂洗腔室中的清洗、漂洗或者消毒介质经由液体输送线路和第一清洗和/或漂洗腔 室的进口进一步进入第一清洗和/或漂洗腔室中，并且从那里经由第一漂洗腔室的排放口进给到冷凝物排放口或者清洗或者漂洗排放口。然而，这个构造并不允许仅向单一漂洗腔 室供应液体。 在DE 38 20 405 C2中描述的可缩进组件的情形下，在第一和第二漂洗腔室之间 布置密封件，该密封件相对于彼此密封该两个清洗和/或漂洗腔室。在这个密封件的区域 中，没有保证浸入管的任何充分的清洁或者消毒。特别地，密封件自身也不能被充分地清洁 或者消毒。还在德国专利申请DE 10 2005 051 279 Al中描述了一种用于在消毒过程中使用 的可缩进组件。这种可缩进组件包括外罩，该外罩具有用于容纳测量探头的空间和用于容 纳第一流体例如校准流体或者清洗和/或漂洗流体的第一腔室。第一腔室与用于容纳探头 的空间连通。该外罩进而包括连接部，利用该连接部，外罩能够与容器连接或者与容器连 接，该容器用于容纳一种介质，将利用探头测量该介质的性质。在该外罩中，至少存在用于 容纳第二流体的第二腔室，相对于第一流体并且还相对于该介质，该第二流体应该是非关 键性的。第二流体的一个示例是消毒水。第二腔室布置在第一腔室和该外罩的连接部之间。 在不良密封件的情形下，所以应该降低该介质被第一流体污染还有第一流体被该介质污染 的可能性。探头被容纳于浸入管中，在浸入管中设置开口，以使得介质或者漂洗液体到达测 量头。探头能够在测量位置和/或漂洗位置之间在外罩内轴向地移动，在测量位置中，使得 其测量头围绕传感器的探头向内凸出到介质中，在清洗和/或漂洗位置中，测量头布置在 第一漂洗腔室内。为了还在清洗和/或漂洗位置中保证相对于介质密封布置在第一漂洗腔 室和介质之间的第二漂洗腔室，在探头的前端和探头的测量头的区域中的开口之间的距离 应该大于第二漂洗腔室的轴向长度，即大于两个密封件之间的距离，该两个密封件在一方 面针对介质并且在另一方面针对第一漂洗腔室密封第二漂洗腔室。结果，这使得在测量操 作中对于测量头在介质中的特定浸入深度而言，浸入管的冲程应该得以产生，利用第二漂 洗腔室的轴向长度放大了所述冲程。另外地，因此，以这个长度超过实际测量头的位置的浸 入管的前端要求相应地多的空间，从而可缩进组件能够仅应用于具有特定最小容积的过程 容器。

发明内容
本发明的目的在于提供一种具有开口描述的类型的探头系统，在紧固于过程容器 上的状态中，该探头系统允许测量探头的校准和/或浸入管和测量探头的充分消毒。利用一种用于测量容纳在过程容器中的流体、特别是液体的测量变量的探头系统 实现了这个目的，其中该探头系统包括探头本体，该探头本体能够利用过程连接件连接到过程容器；浸入管，该浸入管能够在测量位置与至少两个不同的处理位置之间在探头本体的 引导通道中轴向移位，该浸入管在其能够浸入在流体中的前端上具有保护缸筒；测量探头，该测量探头保持在浸入管中，该测量探头具有测量头，其中该测量头布 置在该保护缸筒的具有开口的区域内；第一处理腔室和第二处理腔室，该第一处理腔形成在引导通道与浸入管之间，该第二处理腔室形成在引导通道与浸入管之间并且在第一处理腔室的背离过程连接件的一 侧上邻接第一处理腔室；和密 封件，该密封件布置在第一和第二处理腔室之间；其中该浸入管具有第一部分和第二部分，该第一部分具有第一外径，该第二部分 跟随第一部分并且具有小于第一外径的第二外径，使得能够通过轴向移位浸入管来打开布 置在第一处理腔室与第二处理腔室之间的密封件。该密封件实现了该两个处理腔室相互间的隔离，从而在每一种情形下，能够利用 流体各自地清洗或者漂洗处理腔室。特别地，在其中测量探头的测量头布置在第一处理腔 室内的处理位置中，能够利用校准液体清洗或者漂洗第一处理腔室，校准液体还经由在浸 入管中形成的保护缸筒的清洗和/或漂洗开口与测量头形成接触。以此方式，测量探头的 校准是可能的。通过打开布置在第一处理腔室与第二处理腔室之间的密封件，该两个处理 腔室被相互连接。通过将漂洗或者消毒流体供应到已连接的处理腔室中，然后能够清洁或 者消毒布置在该两个腔室中的浸入管和测量探头的所有的部分，甚至布置在密封件的区域 中的那些部分。然后已被打开的密封件也能够得以消毒。该测量头包括测量探头的基本测量转换器。例如，该测量头能够包括PH玻璃电极 的PH值敏感玻璃膜、离子选择性电极的离子选择性隔膜、ISFET传感器的离子敏感半导体 电极、安培计传感器的隔膜、温度传感器、感应导电性传感器的清洗和/或漂洗装置、传导 导电性传感器或者压力传感器的电极装置。该引导通道能够包括具有不同截面的轴向部分。因此，能够在引导通道和浸入管 之间形成第一处理腔室，其中在第一测量腔室的区域中的引导通道能够包括变宽轴向部 分。还能够在引导通道的至少局部截面变宽部分和浸入管之间形成第二处理腔室。在探头系统的一个实施例中，浸入管的第二部分沿着前端的方向邻接第一部分， 其中，在浸入管的第一处理位置中，该密封件相对于彼此地密封第一处理腔室和第二处理 腔室，并且在浸入管沿着背离过程连接件的方向轴向移位运动到第二处理位置中的情形 下，密封件被打开，并且在第一和第二处理腔室之间形成流体通道。在第一处理位置中，同样还在第二处理位置中，测量头缩进到探头本体中，特别是 第一处理腔室中，并且第一处理腔室相对于过程容器得以密封。在测量位置中，浸入管沿着 过程容器的方向如此远地从探头本体移动出来，使得测量头布置在过程容器内并且被浸入 其测量变量将被确定的流体中。该探头系统能够被置于第一处理位置中，在此情形下第一处理腔室相对于过程容 器并且相对于第二处理腔室得以密封。在这个比较小的空间内，测量头的清洗或者漂洗和/ 或测量探头的校准能够发生，在此情形下，在每一种情形下，仅需要少量清洗和/或漂洗或 者校准介质。在浸入管沿着背离过程连接件的方向轴向移位的情形下，由于在浸入管的第 二部分中的更小的外径，在第一和第二处理腔室之间的密封件被打开。因此，在浸入管或者 测量探头的第二处理位置中，第一和第二处理腔室在起初密封位置处经由在浸入管和引导 通道之间的间隙而被相互连接，从而能够在其在第一和第二处理腔室内布置的全部长度之 上向缩进的浸入管供应清洗和/或漂洗或者消毒介质，而布置在该两个腔室之间的密封件 不会妨碍浸入管的消毒或者清洁。而且，在这个位置中，还能够清洗、或者漂洗或者消毒密 封件。
在一个实施例中，利用在引导通道内布置的第一密封元件，例如，在环绕环形凹槽 内布置的0形环或者成形密封件形成该密封件，其中在浸入管的第一处理位置中，第一密 封元件抵靠其具有第一外径的第一部分。在第二处理位置中，在浸入管沿着背离过程连接 件的方向的轴向运动的情形下，浸入管的第二部分被送到密封元件，从而在密封元件和浸 入管的第二部分之间，由于其相对于第一外径更小的第二外径，间隙得以打开，该间隙将第 一和第二处理腔室相互连接。进而，该探头系统能够包括通向第一处理腔室中的至少两条流体线路，其中一条 用作供应线路并且另一条用作排放线路；以及通向第二处理腔室中的流体线路，该流体线 路选择性地用作供应线路或者排放线路。如果在浸入管的第一处理位置中将测量头布置在 第一处理腔室中，则经由通向第一处理腔室中的供应线路，清洗、漂洗、消毒或者校准介质 能够被引入第一处理腔室中，并且，然后经由同样地通向第一处理腔室中的排放线路而被 排出。优选地，通向第一处理腔室中的流体线路体现为探头本体内的孔洞，并且相对于 探头本体的纵向轴线或者浸入管的纵向轴线具有一定倾斜度。例如，孔洞轴线能够与探头 本体的纵向轴线形成20°到80°的角度，其中这种角度的顶点指向过程连接件。被以如此 方式倾斜的孔洞的定向允许到孔洞的清洗和/或漂洗连接的安设空间节约布置。通向第二处理腔室中的、选择性地用作供应线路或者排放线路的流体线路优选是 通向第二处理腔室中的唯一流体线路。能够同样地被体现为在探头本体内设置并且相对于 浸入管的轴线具有一定倾斜度的孔洞。例如，流体线路的孔洞轴线能够与探头本体的纵向 轴线形成20°到80°的角度，其中这种角度的顶点远离过程连接件地指向。通向第一处理腔室中的供应线路和/或排放线路能够利用阀门关闭。在这种情形 下，例如当浸入管被移动到第二处理位置中时，经由电子控制单元，两条流体线路之一的阀 门能够被自动地关闭，电子控制单元还控制探头系统的浸入管运动。以此方式，清洗和/或 漂洗液体或者消毒介质能够经由通向第二处理腔室中的流体线路而被引入，并且然后经由 通向第一处理腔室中的、相应地未被关闭的流体线路而被排出。可替代地，还经由未利用阀 门关闭的流体线路，清洗和/或漂洗液体或者消毒介质能够被引入第一处理腔室中并且经 由通向第二处理腔室中的流体线路而被排出。在该实施例中，与根据现有技术已知的可缩进组件相比，用于校准、清洗、漂洗和 消毒介质的供应和排放线路仅需要三个开口，这简化了探头系统的总体结构。 在另外的实施例中，通向第一和第二处理腔室中的一些或者所有的流体线路设有 用于清洗、漂洗、校准和/或消毒介质的一个或者多个外部蓄存器的连接的连接喷嘴，其中 所有的连接喷嘴布置于并非在探头本体的纵向轴线上延伸而是然而与之平行的通过探头 本体的假想纵向截平面的一侧上。这具有以下优点，即，能够从探头系统的单侧达到连接喷 嘴，从而相对侧自由地保持作为安设空间。在探头系统的另外的实施例中，在第一处理腔室的面向过程连接件的一侧上布置 第二密封件，当浸入管处于第二处理位置中时，该第二密封件相对于过程容器密封第一处 理腔室。可选地，能够如此选择第一处理位置，使得当浸入管处于第一处理位置中时，第二 密封还相对于过程容器密封第一处理腔室。能够在探头本体的过程连接件侧端部区域上从 第二密封件隔开地布置第三密封件，当浸入管处于测量位置或者第一处理位置中时，该第三密封件相对于过程容器密封引导通道和第一处理腔室。在第二和第三密封件之间的距离 优选大于浸入管的清洗和/或漂洗开口的轴向直径。在第一处理腔室和测量流体之间两个密封件处于彼此后面的这种布置，具有两个 优点一方面，在浸入管的轴向运动的情形下，在此情形下，清洗和/或漂洗开口在每一种 情形在密封件之一之上滑过，在每一种情形下，其他密封件用于在浸入管的每一个位置中 保证第一处理腔室相对于过程容器的密封。另一方面，以此方式，这两个密封件在每一种情 形下 在彼此之后地得到清洗和/或漂洗和/或消毒，而不必从过程移除探头系统。甚至能 够在进行加工时清洗和/或漂洗和/或消毒第二密封件。在有利于第二密封件的消毒的探头系统的实施例的 情形下，浸入管的第三部分在 其背离浸入管的前端的一侧上在浸入管的具有第一外径的第一部分上邻接，相对于第一外 径，该第三部分具有更小的第三外径，其中该第三外径特别与第二外径即浸入管的第二部 分的外径一样大，从而，通过浸入管沿着过程连接件的方向到测量位置中的轴向移位，第二 密封件打开。能够例如利用布置在引导通道内的第二密封元件例如布置在环形凹槽中的0形 环或者成形密封件形成第二密封件，其中在第二处理位置中的密封元件抵靠浸入管的第一 部分，而在浸入管朝向过程连接件到浸入管的测量位置中的轴向运动的情形下，在第二密 封元件和浸入管的第三部分之间，间隙打开，这使得经由供应线路供应到第一处理腔室中 的液体能够到达第二密封元件。以此方式，在测量探头在过程容器中处于测量位置中并且被浸入要监控的流体中 时，来自第一处理腔室的清洗、漂洗或者消毒介质能够经由该间隙达到第二密封元件并且 从而使得能够对第二密封元件进行清洗、漂洗或者消毒。在第一处理腔室和测量流体之间，第三部分优选具有大于在第二和第三密封件之 间即在处于彼此后面地布置的两个密封件之间的轴向距离的轴向长度。浸入管的第四部分能够在其背离前端的一侧上邻接浸入管的第三部分，第四部分 的外径对应于第一部分的外径，并且因此大于第三部分的外径。如果浸入管处于测量位置 中，则最靠近探头本体的过程连接件侧端部地在引导通道内布置的第三密封元件抵靠浸入 管的第一部分。布置在第一和第二处理腔室之间的密封元件同时地抵靠浸入管的第四部 分，而在第二密封元件和浸入管的第三部分之间保持清洗、漂洗或者消毒介质能够达到的 间隙。通过在浸入管的这个位置中将清洗、漂洗或者消毒介质供应到第一处理腔室中，第一 处理腔室、第二密封元件和在浸入管的第三部分的区域中在浸入管和引导通道之间的间隙 能够被清洗、漂洗和/或消毒。在探头系统紧固于过程容器上时，在前描述的探头系统允许在浸入管中保持的测 量探头的大的数目的处理步骤。因此，用于操作浸入管能够轴向移位到测量位置、第一处理 位置和第二处理位置中的这种探头系统的可能的方法包括如下步骤-将浸入管移位到第二处理位置中，在第二处理位置中，第一和第二处理腔室之间 的密封件被打开，从而第一和第二处理腔室相互连接；_在浸入管处于第二处理位置中时，将测量探头紧固在浸入管内；以及该方法还包括以下步骤中的至少一个-在浸入管处于第二处理位置中时，将消毒介质供应到已连接的处理腔室中，并且消毒浸入管的处于第一和第二处理腔室内的部分，且消毒能够经由浸入管的前端上的保护 缸筒内的清洗和/或漂洗开口达到的测量探头的测量头；-在浸入管处于第一处理位置中时，在第一处理位置中第一和第二处理腔室相对 于彼此地密封，将消毒介质供应到第一处理腔室中，并且消毒浸入管的处于第一处理腔室 内的部分，且消毒能够经由 在浸入管的前端上的保护缸筒内的清洗和/或漂洗开口达到的 测量探头的测量头；-在浸入管处于第一处理位置中时，将清洗和/或漂洗液体供应到第一处理腔室 中，并且清洗和/或漂洗浸入管的处于第一处理腔室内的部分，且消毒能够经由在浸入管 的前端上的保护缸筒内的清洗和/或漂洗开口达到的测量探头的测量头；-在浸入管处于第一处理位置中时，将校准液体供应到第一处理腔室中并且校准 测量探头，经由浸入管的前端上的保护缸筒内的清洗和/或漂洗开口向测量探头的测量头 供应了校准液体。能够例如在进行加工时，优选在浸入管处于第二处理位置中时更换测量探头，因 为在浸入管和引导通道并且由此还有第一和第二处理腔室之间的间隙在浸入管相对于过 程容器的每一个位置中得以密封。在第二处理位置中，浸入管和测量头能够被清洗、漂洗和消毒。在这种情形下，浸 入管的所有的部分被清洗、漂洗和消毒，所述部分处于相互连接的第一和第二处理腔室内。在第一处理位置中，相对于过程容器以及还相对于第二处理腔室密封了第一处理 腔室。第一处理腔室形成用于清洗和/或漂洗介质、消毒介质和/或校准介质的供应和排 放线路通向其中的、比较小的空间。因此，保证了涉及小的液体消耗量的、测量头的集中清 洗和/或漂洗。因此，在这个处理位置中，优选进行测量探头的校准。如果浸入管处于测量位置中，则对于如下情形，S卩，浸入管的相对于第一外径具有 更小外径的第三外径的第三部分在其背离浸入管的前端的一侧处在浸入管的具有第一外 径的第一部分上邻接，从而通过浸入管到测量位置中的轴向移位打开第二密封件，能够通 过将清洗、漂洗或者消毒介质供应到第一处理腔室中而清洗、漂洗和/或消毒第二密封件。当前认为有利于探头系统的操作、特别是有利于启用新的测量探头的第一方法包 括如下步骤-在第二处理位置中定位浸入管，其中，在第二处理位置中，第一处理腔室与第二 处理腔室连接，第一处理腔室相对于过程容器密封，并且测量头处于第一处理腔室内；_将测量探头紧固在浸入管内；-沿着过程连接件的方向移位浸入管直至到达测量位置，其中，在浸入管的测量位 置中，测量头处于过程容器内，并且第一处理腔室相对于第二处理腔室被密封，并且在第一 处理腔室和相对于过程容器密封间隙的另外的密封件之间的区域中与引导通道和浸入管 之间的间隙连接；-将消毒介质供应到第一处理腔室中，并且消毒第一处理腔室、浸入管的布置在其 中的部分和与第一处理腔室连接的间隙；-沿着背离过程连接件的方向移位浸入管，直至到达第一处理位置，其中，在第一 处理位置中，第一处理腔室相对于第二处理腔室并且相对于过程容器被密封，并且测量头 处于第一处理腔室内；
-将消毒介 质供应到第一处理腔室中并且消毒测量头和保护缸筒的围绕布置在第 一处理腔室内的测量头的部分；-将消毒介质供应到过程容器中并且消毒过程容器和浸入管的与过程容器接触的 前区域；-沿着背离过程连接件的方向移位浸入管，直至到达第二处理位置；_将消毒介质供应到过程容器中并且消毒过程容器和浸入管的与过程容器接触 的前区域和引导通道的与通过将浸入管移位到第二处理位置中打开的过程容器接触的部 分；-将消毒介质供应到相互连接的第一和第二处理腔室中，并且消毒浸入管的布置 在第一和第二处理腔室中的部分、测量头和保护缸筒，以及通过将浸入管移位到第二处理 位置中打开的并且消毒介质能够达到的第一和第二处理腔室之间的密封件；-沿着过程连接件的方向将浸入管移位到测量位置中；-利用测量探头进行测量。可选地，在消毒步骤之后并且在将浸入管移位到测量位置中之前，浸入管能够首 先被移位到第一处理位置中，校准介质被进给到第一处理腔室中，并且进行测量探头的校 准。当前地认为有利于探头系统的操作，特别地有利于启用新的测量探头的第二方 法，包括如下步骤-在第二处理位置中定位浸入管，其中，在第二处理位置中，第一处理腔室与第二 处理腔室连接，第一处理腔室相对于过程容器密封，并且测量头处于第一处理腔室内；_将测量探头紧固在浸入管内；-将消毒介质供应到相互连接的第一和第二处理腔室中，并且消毒布置在第一和 第二处理腔室中的浸入管的部分、测量头和保护缸筒，以及通过将浸入管移位到第二处理 位置中打开的并且消毒介质能够达到的第一和第二处理腔室之间的密封件；-将消毒介质供应到过程容器中，并且消毒过程容器和浸入管的与过程容器接触 的前区域和引导通道的与通过将浸入管移位到第二处理位置中打开的过程容器接触的部 分；-将浸入管移位到第一处理位置中，其中，在第一处理位置中，第一处理腔室相对 于第二处理腔室并且相对于过程容器密封，并且测量头处于第一处理腔室内；-将消毒介质供应到第一处理腔室中并且消毒浸入管的布置在第一处理腔室中的 部分和通过浸入管从第二处理位置到第一处理位置中的运动打开的引导通道的部分；-将消毒介质供应到过程容器中，并且消毒过程容器和浸入管的与过程容器接触 的前区域和保护缸筒的与过程容器接触的区域；-沿着过程连接件的方向将浸入管移位到测量位置中；并且-利用测量探头进行测量。可选地，在消毒步骤之后并且在将浸入管移位到测量位置中之前，浸入管能够首 先保持在第一处理位置中，校准介质能够被进给到第一处理腔室中，并且进行校准测量探 头。


现在将基于图中示意的实施例的示例更加详细地解释本发明，如下示出附图中的 各图图1是概略地示出的在第一或者第二处理位置中的探头系统的总体视图；图2a)是在测量位置中的探头系统的概略纵向截面图示；图2b)是具有图2a)中的圆的特征的区域的细节视图；图3a)是在第一处理位置中的探头系统的概略纵向截面图示；图3b)是具有图3a)中的圆的特征的区域的细节视图；图4a)是在第二处理位置中的探头系统的概略纵向截面图示；图4b)是具有图4a)中的圆的特征的区域的细节视图。
具体实施例方式图1示出探头系统1的总体视图。其包括过程连接件2，过程连接件2在本示例中 被实现为连接喷嘴，并且能够利用联管螺母5而紧固到过程容器4上的互补连接喷嘴3 (在 图1中未示出；参见图2到4)。进而，探头系统1包括探头本体6，探头本体6能够被形成 为一体件或者如在所示意的示例中由相互连接的多个部分形成。在其中引导浸入管8的轴 向引导通道7(在图1中未示出；参见图2-4)在探头本体6内，浸入管8能够沿着过程连接 件2的方向或者沿着背离过程连接件2的方向轴向地移位。利用自动、优选地气动驱动设 备9实现了浸入管8的移位，驱动设备9在这里未予详细描述，然而，其操作例如根据DElO 2005 051 279 Al是已知的。还能够如在未公开的德国专利申请DElO 2008 054884. 7中描 述的那样实现驱动设备9。可替代地，浸入管的移位还能够通过人工致动发生。引导通道7包括具有不同截面的多个轴向部分。在探头本体6内，因此，在引导通 道7和浸入管8之间存在第一处理腔室10和在第一处理腔室10的背离过程连接件2的一 侧上邻接第一处理腔室10的第二处理腔室11，其中该引导通道在处理腔室10、11的区域中 具有带有扩大的截面的部分(再参见图2-4)。在每一种情形下，引导通道在第一和第二处 理腔室的区域中截面变宽。能够经由通向处理腔室中的流体输送线路15(参见图2-4)将 流体例如液体、蒸气或者气体引入处理腔室中。流体输送线路15被实现为在探头本体内的 孔洞，所述孔洞与连接喷嘴12、13和14连接，以连接到流体供应线路诸如、例如软管、管道 或者管子。连接喷嘴12、13、14和相应地在探头本体内的流体输送线路15布置于通过探头 本体6的假想、纵向切割平面的一侧上，该切割平面并不通过探头本体6的纵向轴线A而是 与该轴线平行地延伸。这具有以下优点，即，能够从探头系统1的单侧达到连接喷嘴12、13、 14，从而相对侧自由地保持为安设空间。整体上，探头系统1以此方式因此要求比传统探头 系统更少的安设空间，在此情形下，用于清洗和/或漂洗介质的连接喷嘴布置于探头系统 的相对侧上。与通向第一处理腔室10中的流体输送线路15连接的连接喷嘴12、13并且还有流 体输送线路自身相对于探头本体6的纵向轴线A倾斜，即每一条流体输送线路15的孔洞轴 线Bl与其连接喷嘴12、13的轴线相一致，并且与探头本体6的纵向轴线A形成锐角α，优 选角度α处于20°和80°之间，其顶点朝向过程连接件2。在探头本体6内作为孔洞延伸的并且通向第二处理腔室(在纵向截面中未示出)中的连接喷嘴14或者与其连接的流体输送线路同样地相对于探头本体6的或者浸入管8的纵向轴线A倾斜。在这种情形下，流体输送线路的孔洞轴线B2与连接喷嘴14的轴线相 一致并且与纵向轴线A形成锐角β，锐角β优选地等于在20°和80°之间的角度。角度 β的顶点远离过程连接件2地指向。在图2a)中，在测量位置中在纵向截面中示出探头系统1。图2b)示出由图2a)中 的圆标记的区域的细节视图。测量探头16被保持在浸入管8中，测量探头16在其面向浸入管8的前端19的端 部上具有测量头17并且在其背离前端19的端部上具有探头插头18。测量头17包括测量 探头16的基本测量转换器。基本测量转换器产生与要确定的测量变量相关的原始信号，该 原始信号被前送到测量头17并且在给定情形下在其中被在那里容纳的测量电子设备转换 并且被从测量头17传输到与插头以机械方式连接并且例如被以流电、光学或者感应方式 耦接以用于信号和能量传输的上级单元，例如，测量发射器。在其前端19上，浸入管8被形成为围绕测量头17的保护缸筒20。从前端19隔开 地，保护缸筒20具有带有形式为清洗和/或漂洗开口 21的通道的区域。测量探头16被以 如此方式保持，使得在浸入管中，其测量头17布置在保护缸筒20内，并且，浸入保护缸筒的 介质通过清洗和/或漂洗开口与测量头17形成接触。浸入管8包括具有不同的外径的多个部分。第一部分22拥有第一外径。具有第 二外径的第二部分23在第一部分22的面向前端19的一侧上邻接，第二外径小于第一部分 22的外径。而且，第三部分24在第一部分22的背离前端19的一侧上邻接，第三部分24具 有小于第一部分22的外径的外径。在所示意的示例中，第二部分23和第三部分24的外径 是一样大的。第四部分25在第三部分24的背离前端19的一侧上邻接，第四部分25具有 比第二部分23和第三部分24更大的外径。在浸入管的前端19和第二部分23之间的区域 形成第五部分26，第五部分26在前端19和带有形式为清洗和/或漂洗开口 21的通道的区 域之间延伸。第五部分26的外径大于第二部分23的外径。在所示意的示例中，第一部分 22、第四部分25和第五部分的26外径是一样大的。如此确定第一部分22、第四部分25和第五部分26的外径的尺寸，使得其们接触一 个或者多个密封元件，密封元件布置在引导通道7内，并且从而当所述部分之一处于具有 密封元件之一的水平处时形成密封件。相反，如此确定第二部分23和第三部分24的外径 的尺寸，使得在这些部分的区域中，在浸入管8和一个或者多个密封元件之间保持间隙，经 由流体输送线路15引入处理腔室10、11中的流体能够通过该间隙流动。在引导通道7内，在环形凹槽中，第一密封元件27布置在第一处理腔室10和第二 处理腔室11之间。第二密封元件28布置在第一处理腔室10的面向过程连接件2的一侧上 的环形凹槽中的引导通道内。在过程容器4和第二密封元件28之间，第三密封元件29布 置在连接喷嘴2的过程侧端部区域中的引导通道7中的环形凹槽中。在所示意的示例中， 密封元件被实现为0形环；可替代地，密封元件还能够被实现为具有其他形状的密封件。将 密封元件置于浸入管8上而不是引导通道7上也是可能的。在图2a)和b)中示意的浸入管8的测量位置中，带有测量头17的保护缸筒凸出 到填充有其测量变量将被确定的流体的过程容器4中，从而测量头17经由清洗和/或漂洗 开口 21与流体形成接触。在浸入管的这个位置中，浸入管的第一部分22以其背离前端19的端部区域抵靠第三密封元件29，从而在密封元件29的背离过程容器4的一侧上在浸入管 8和引导通道7之间延伸的间隙相对于过程容器4被密封。浸入管8的在第一部分22的 背离前 端19的一侧上邻接第一部分22的第三部分24，因为其更小的直径，并不抵靠第二 密封元件28，从而在测量位置中，在密封元件28和部分24之间形成间隙，通过该间隙，在 处于第二密封元件28的背离过程容器4的一侧上的第一处理腔室10中容纳的流体能够渗 透。在浸入管的测量位置中，因此可能的是，经由供应线路15引入清洗和/或漂洗液体或 者消毒介质例如过热蒸气，并且以此方式，不仅对于第一处理腔室，而且还对于密封元件28 和在浸入管的第三部分24和引导通道之间延伸至密封元件29的间隙进行清洗和/或漂洗 和消毒。在图3a)中，在第一处理位置中以纵向截面图示示出了探头系统1。图3b)示出利 用图3a)中的圆标记的区域的细节视图。在第一处理位置中，浸入管8沿着背离过程连接件2的方向如此远地缩进，使得测 量头17处于第一处理腔室10内。浸入管8的第五部分26抵靠第三密封元件29和第二密 封元件28，从而在浸入管8和引导通道7之间的间隙相对于过程容器4被密封。可选地，能 够如此选择第一处理位置，使得浸入管8的第五部分26也并不抵靠第二密封元件28。浸入管的第一部分22在第一处理位置中抵靠第一密封元件27，从而第一处理腔 室10和第二处理腔室11彼此密封。在这个位置中，经由供应线路15，清洗和/或漂洗液 体、校准介质或者消毒介质能够被引入第一处理腔室10中。所述引入是经由分配沟道30 发生的，分配沟道30使得能够实现到测量头17上的均勻流动。经由与连接喷嘴12连接的 排放线路(在图2中未示出)，供应到处理腔室中的介质得以排出。当第二密封元件28抵靠浸入管8的第五部分26时，存在于第一处理腔室中的介 质不能渗入在如此形成的密封件的面向过程容器4的一侧上在浸入管8和引导通道7之间 的间隙中。然而，当浸入管8的第五部分26被确定为具有短的尺寸或者在第一处理位置中 并不抵靠密封元件28时，介质能够流动经过密封元件28并且填充该间隙直至密封元件27。 以此方式，密封元件28能够被清洗、漂洗和消毒。在图4a)中，在第二处理位置中以纵向截面图示示出探头系统1。图4b)示出利用 图4a)中的圆标记的区域的细节视图。在第二处理位置中，浸入管8进一步沿着背离过程连接件2的方向稍稍地相对于 第一处理位置缩进。由于浸入管8的在第一部分22的面向前端19的一侧上邻接浸入管的 第一部分22的第二部分23的更小(相对于第一部分22)的直径，通过将浸入管8从第一 处理位置移位到第二处理位置中，在第二部分23和密封元件27之间的间隙打开。这个间 隙将第一处理腔室10和第二处理腔室11相互连接。密封件31在其背离第一处理腔室10的端部上密封第二处理腔室。在第一处理腔 室的面向过程连接件2的一侧上，利用在浸入管8的第五部分26上应用的第二密封元件28 形成处理腔室相对于过程容器4的密封件。在浸入管的这个位置中，第三密封元件29被浸 入管8的在其后面缩进的前端19打开，从而其与处于过程容器中的介质接触。因此，在这 个位置中，通过将清洁和/或消毒介质引入过程容器4中，第三密封元件29和引导通道7 的打开区域的清洗、清洁和/或消毒是可能的。由于第一和第二处理腔室在浸入管8的第二处理位置中的连接，通过流体输送线路15引入第一处理腔室10中的清洗、漂洗或者消毒介质能够达到浸入管8和在第一和第 二处理腔室10、11中容纳的测量探头16的全部区域。还能够通过通向第二处理腔室11中 的供应线路14而不是通过流体输送线路15进给所述介质。有利地，利用阀门(未示出)关 闭通向第一处理腔室10中的流体输送线路之一。经由仅在图1中而非在图4中的纵向截 面中示出的供应线路14，清洗和/或漂洗或者消毒介质能够被冲注到第二处理腔室11中， 并且经由流体输送线路15而排出第一处理腔室。为了在基于图1到4描述的探头系统1的情形下，进行测量探头的更换和随后的 对新的测量探头16以及在更换的情形下在给定情形下被污染的浸入管8进行消毒，能够例 如进行如下将描述的程序。在第一变型中，首先，浸入管8移位到第二处理位置中(图4)。在第二处理位置 中，新的测量探头16被安设到浸入管8中。然后，浸入管8移位到测量位置中(图2)。在 第一处理腔室10中，消毒介质得以引入，并且连同在处理腔室和密封元件29之间的间隙一 起地消毒第一处理腔室10。此后，浸入管8移位到第一处理位置中(图3)。在这个位置 中，浸入管8的部分22抵靠密封元件27，从而第一处理腔室被从第二处理腔室密封。现在 将消毒介质引入第一处理腔室中。同时或者此后，在过程容器4中引入消毒介质，从而消毒 浸入管8的前端19和过程容器4。然后，浸入管重新移位到第二处理位置中。在这个位置 中，再次进行过程容器4的消毒，其中在浸入管8的第二处理位置中，用于过程容器4的密 封元件29还被暴露出来，从而密封元件29也被消毒。此后，消毒介质被引入在第二处理位 置中被打开的密封元件27的区域中的间隙相互连接的第一和第二处理腔室10、11中，并 且对于布置在处理腔室10、11中的所有部分、特别是还有密封元件27消毒。然后，浸入管 8能够或者被即刻地移动到测量位置中，或者首先同样地移动到第一处理位置中，其中能够 通过将校准介质供应到第一处理腔室10中进行测量探头16的校准。在校准之后，然后能 够将浸入管移动到测量位置中。在第二变型中，首先浸入管8被移位到第二处理位置中，并且新的测量探头16被 置于浸入管8中。此后，浸入管8首先保持在第二处理位置中，其中消毒介质被引入相互连 接的处理腔室10、11中，并且对于布置在两个处理腔室中的所有部分以及密封元件27消 毒。在下面的步骤中或者同时地，在过程容器4中同样地能够引入消毒介质并且对于过程 容器4、密封元件29和引导通道7的端部区域以及浸入管的前端19进行消毒。然而，仅在 测量点的首次启用时需要这样。在进行测量操作时，当在浸入管的第二处理位置中更换测 量探头16时，过程容器和探头系统1的与其接触的部分保持是无菌的。然后，浸入管被移 位到第一处理位置中。在这个位置中，消毒介质被引入第一处理腔室中并且进行消毒。在 测量点的首次启用的情形下，然后浸入管8被进一步沿着过程容器4的方向移位，从而至少 保护缸筒20的端部区域，即浸入管的部分26向内凸出到过程容器中。然后能够通过将消 毒介质供应到过程容器4中，对这个端部区域消毒。 为了进行消毒步骤，探头系统1和过程容器4是能够被加热的并且可以被置于压 力下。传感器能够被置于用于清洗、漂洗、校准和消毒介质的供应和排放线路上，传感器监 控所述介质的纯度，从而特别是检查探头系统的消毒。
权利要求
1.用于测量容纳在过程容器⑷中的流体、特别是液体的测量变量的探头系统(1) 包括探头本体(6)，该探头本体能够借助过程连接件(2)连接到所述过程容器(4)； 浸入管(8)，该浸入管能够在测量位置与至少两个不同的处理位置之间在所述探头本 体(6)的引导通道(7)中轴向移位，所述浸入管在该侵入管的能浸入流体的前端(19)上具 有保护缸筒(20)；测量探头(16)，该测量探头保持在所述浸入管(8)中并且具有测量头(17)，其中该测 量头(17)布置在所述保护缸筒(20)的具有开口的区域内；第一处理腔室(10)，该第一处理腔室形成在所述引导通道(7)与所述浸入管(8)之间；第二处理腔室(11)，该第二处理腔室形成在所述引导通道(7)与所述浸入管(8)之间 并且在所述第一处理腔室(10)的背离所述过程连接件(2)的一侧上邻接所述第一处理腔 室(10)；和密封件，该密封件布置在所述第一处理腔室(10)与所述第二处理腔室(11)之间； 其特征在于，所述浸入管(8)具有第一部分(22)和第二部分(23)，所述第一部分具有第一外径，所 述第二部分邻接所述第一部分(22)并且具有比所述第一外径更小的第二外径，使得能够 通过所述浸入管(8)的轴向移位来打开布置在所述第一处理腔室(10)与所述第二处理腔 室(11)之间的所述密封件。
2.根据权利要求1所述的探头系统(1)，其中所述第二部分(23)在朝向所述浸入管(8)的前端(19)的方向上邻接所述第一部 分(22)，其中，在所述浸入管(8)的第一处理位置中，所述密封件将所述第一处理腔室(10)和 所述第二处理腔室(11)彼此密封，并且在所述浸入管(8)沿着背离所述过程连接件(2)的 方向轴向移位运动到第二处理位置的情形下，所述密封件被打开并且在所述第一处理腔室 (10)与所述第二处理腔室(11)之间形成流体通道。
3.根据权利要求2所述的探头系统(1)，其中由密封元件(27)形成布置在所述引导通道(7)内的所述密封件，在所述浸入管 (8)的第一处理位置中，所述密封元件(27)抵靠具有所述第一外径的所述第一部分(22)。
4.根据权利要求3所述的探头系统(1)，其中，在所述第二处理位置中，在所述密封元件(27)与所述浸入管(8)的第二部分 (23)之间，由于比所述第一外径更小的所述第二外径，间隙得以打开，所述间隙将所述第一 处理腔室(10)和所述第二处理腔室(11)相互连接。
5.根据权利要求1到4中一项所述的探头系统(1)，还包括至少两条流体输送线路，所述至少两条流体输送线路通到所述第一处理腔室(10)中，所述至少两条流体输送线路中的一条用作供应线路且其他流体输送线路用作排 放线路；以及另外一条流体输送线路，所述另外一条流体输送线路通到所述第二处理腔室(11)中并且选择性地用作供应线路或者用作排放线路。
6.根据权利要求5所述的探头系统(1)，其中，通到所述第一处理腔室(10)中的所述流体输送线路能够被利用阀门而关闭。
7.根据权利要求1到6中一项所述的探头系统(1)，其中，在所述第一处理腔室(10)的面向所述过程连接件(2)的一侧上布置有第二密封 件，当所述浸入管(8)处于所述第二处理位置中时，所述第二密封件相对于所述过程容器 (4)密封所述第一处理腔室(10)。
8.根据权利要求7所述的探头系统(1)，其中，在所述探头本体(6)的过程连接件侧的端部区域上与所述第二密封件隔开地布 置有第三密封件，当所述浸入管(8)处于测量位置中或者处于所述第一处理位置中时，所 述第三密封件相对于所述过程容器(4)密封所述引导通道(7)和所述第一处理腔室(10)。
9.根据权利要求7或8所述的探头系统(1)，其中，在所述浸入管(8)的具有所述第一外径的所述第一部分(22)的背离所述浸入管 (8)的前端(19)的一侧上，所述浸入管(8)的第三部分(24)邻接所述第一部分(22)，所述 第三部分(24)具有小于所述第一外径的第三外径，其中所述第三外径特别是与所述第二 外径一样大，从而通过沿着朝向所述过程连接件(2)的方向将所述浸入管(8)轴向移位到所述测量 位置中，所述第二密封件被打开。
10.根据权利要求9所述的探头系统(1)，其中利用第二密封元件(28)形成布置在所述引导通道内的所述第二密封件，所述第 二密封元件(28)在所述第二处理位置中抵靠所述浸入管(8)的第一部分(22)，而在所述浸 入管(8)的测量位置中，在所述第二密封元件(28)与所述浸入管的第三部分(24)之间，由 于比所述第一外径更小的所述第三外径而存在间隙，所述间隙使得经由所述供应线路供应 到所述第一处理腔室(10)中的液体能够达到所述第二密封元件(28)。
11.用于操作根据权利要求1到10中一项所述的探头系统(1)的方法，所述探头系统的浸入管(8)能够被轴向移位到测量位置、第一处理位置和第二处理位 置中，所述方法包括如下步骤-将所述浸入管(8)移位到所述第二处理位置中，在所述第二处理位置中，所述第一处 理腔室(10)与所述第二处理腔室(11)之间的密封件被打开，使得所述第一处理腔室(10) 和所述第二处理腔室(11)相互连接；-在所述浸入管(8)处于所述第二处理位置中时，将测量探头(16)紧固在所述浸入管 (8)内；所述方法还包括以下步骤中的至少一个步骤-在所述浸入管(8)处于所述第二处理位置中时，将消毒介质供应到已连接的处理腔 室中，并且对所述浸入管(8)的处于所述第一处理腔室和第二处理腔室内的部分进行消 毒，以及对能够经由所述浸入管⑶的前端(19)上的所述保护缸筒(20)内的清洗和/或 漂洗开口(21)达到的所述测量探头(16)的测量头(17)进行消毒；-在所述浸入管(8)处于所述第一处理腔室(10)和所述第二处理腔室(11)彼此密封 的所述第一处理位置中时，将消毒介质供应到所述第一处理腔室(10)中，并且对所述浸入 管(8)的处于所述第一处理腔室(10)内的部分进行消毒，以及对能够经由所述浸入管(8) 的前端(19)上的所述保护缸筒(20)内的清洗和/或漂洗开口(21)达到的所述测量探头(16)的测量头(17)进行消毒； -在所述浸入管(8)处于所述第一处理位置中时，将清洗和/或漂洗液体供应到所述第 一处理腔室(10)中，并且清洗和/或漂洗所述浸入管(8)的处于所述第一处理腔室(10)内 的部分，以及清洗和/或漂洗能够经由所述浸入管⑶的前端(19)上的所述保护缸筒(20) 内的清洗和/或漂洗开口(21)达到的所述测量探头(16)的测量头(17)；-在所述浸入管(8)处于所述第一处理位置中时，将校准液体供应到所述第一处理腔 室(10)中，并且校准所述测量探头，该测量探头的测量头(17)被经由所述浸入管(8)的前 端(19)上的所述保护缸筒(20)内的清洗和/或漂洗开口(21)而供应校准液体。
全文摘要
用于测量容纳在特别是消毒用的过程容器中的流体的测量变量的探头系统，包括探头本体，其可借助过程连接件连接到过程容器；浸入管，其可在探头本体的引导通道中在测量位置与至少两个不同的处理位置之间轴向移位，且在能够浸入流体的前端上具有保护缸筒；保持在浸入管中且具有测量头的测量探头，其中测量头布置在保护缸筒的具有开口的区域内；形成在引导通道与浸入管之间的第一处理腔室；第二处理腔室，其形成在引导通道与浸入管之间且在第一处理腔室的背离过程连接件的一侧上邻接第一处理腔室；和布置在第一与第二处理腔室之间的密封件。
文档编号G01D11/24GK102103113SQ20101054661
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者托马斯·普福希, 英格丽德·文德利希 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