测量装置、反应基座和测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于对用于反应基座的混合气的气态的和/或气溶胶状的成分的浓度进行测量的一种测量系统和一种测量装置，所述反应基座具有至少两个流动通道，其中，至少一个流动通道形成具有反应材料的反应室，并且所述反应材料与所述混合气的至少一种有待测量的成分进行在光学上能够探测的反应。此外，本发明涉及一种用于这样的测量装置的反应基座以及一种用于对混合气的气态的和/或气溶胶状的成分的浓度进行测量的测量方法。
【背景技术】
[0002]从现有技术中公开了气体检查小管，所述气体检查小管用反应材料来装满，所述反应材料与特定的化合物进行在光学上能够识别的反应。在此，比如用手摇栗通过所述气体检查小管来栗吸所定义的量的混合气。随后借助于所述反应材料的变色来确定所述有待测量的化合物的浓度。
[0003]除此以外，公开了所谓的基于芯片的测量系统，对于所述测量系统来说所述反应材料在反应室中布置在可以被导入到测量装置中的反应基座上。所述测量装置识别出所述反应基座并且实施一种相应的、用于对所述混合气的相应的成分的浓度进行测量的测量方法。比如，所述反应基座具有多个反应室，所述反应室可以分别用于测量。为每个反应室设置了机械的锁止轴颈，所述锁止轴颈在未使用所述反应室的情况下伸出，使得其可以机械地啮合在所述测量装置上。在用反应室测量时压入所属的锁止轴颈。在将所述反应基座导入到所述测量装置中时，相应地一直将所述反应基座拉入到所述测量装置中，直至所述伸出的第一锁止轴颈机械地啮合在所述测量装置中，并且由此相应地将未使用的第一反应室用于相应的测量。在结束测量之后，将所述反应基座相应完全地从所述测量装置中推出。所述反应基座不可能独立地在所述测量装置中定位在任意的相对位置中。
[0004]此外知道，在反应室中设置多个不同的气体处理元件，比如用于在光学上能够探测的反应的反应材料以及从所述反应室中的混合气中抽走湿气的干燥剂。但是，所述反应室的尺寸受到所述反应基座的大小的限制，由此只能将有限的量的、不同的气体处理元件布置在反应室中。此外，在一个共同的反应室中只能布置这样的气体处理元件，它们在较长时间放置所述反应基座的情况下也不会在所述反应室中进行相互的反应。此外，用这样的系统只能测量混合气的、这样的与反应材料进行在光学上能够探测的反应的成分。
【发明内容】
[0005]本发明的任务是，提供一种得到改进的测量装置和一种相应的反应基座以及一种得到改进的测量方法，所述测量方法能够在所述测量方法中实现灵活性的提高并且能够对大量的化合物进行准确的浓度测定。
[0006]在一个方面，本发明涉及一种用于测量装置的反应基座，所述测量装置用于借助于反应材料来测量混合气的气态的和/或气溶胶状的成分的浓度，所述反应材料与所述混合气的至少一种有待测量的成分或者所述有待测量的成分的反应产物进行在光学上能够探测的反应。所述反应基座具有至少一个被划分为至少两个分段的流动通道，所述流动通道在两个连接元件之间延伸，并且在所述至少两个分段中分别设置了至少一个气体处理元件，所述气体处理元件改变贯穿流过的混合气的化学的或者物理的特性或者根据化学的或者物理的特征进行反应。所述至少一个流动通道的至少两个分段通过隔离元件气密地彼此分开，并且设置了至少一个耦合元件，所述耦合元件构造用于:在激活所述耦合元件时打开所述隔离元件并且在所述分段之间建立连接。
[0007]通过这种方式，可以将大量不同的气体处理元件布置在所述流动通道的不同的分段中。尤其也可以将两个或者多个气体处理元件布置在分开的分段中，使得这些气体处理元件在放置反应基座的过程中通过所述隔离元件气密地分开，并且由此在所述相应的气体处理元件的组成部分之间不会进行化学反应。将所述流动通道划分为多个分段，这种方式此外能够在第一分段中设置中间反应，在所述第一分段中有待测量的成分与反应材料(中间反应材料)进行化学反应，并且在此产生的反应产物在接下来的分段中与所述反应材料(探测用反应材料)进行在光学上能够探测的反应。通过这种方式也可以测量混合气的相应的成分，对于所述相应的成分来说不知道合适的、在光学上能够探测的、与合适的反应材料进行的反应。
[0008]按照一种实施方式，所述分段通过小管、优选是玻璃毛细管来构成，并且所述隔离元件通过至少一个封闭的管端来构成，并且所述耦合元件构造用于通过所述管端的折断来打开所述隔离元件。这能够实现所述隔离元件的一种简单的结构以及一种简单的、用于打开所述隔离元件的方式方法。
[0009]比如所述至少一个封闭的管端布置在所述反应基座中的空腔中，并且所述耦合元件具有密封元件，所述密封元件将所述空腔气密地封闭，并且所述密封元件在激活所述耦合元件时能够变形，用于将布置在所述空腔中的至少一个被封闭的管端折断。所述密封元件的构造一方面能够实现所述空腔的密封(在所述空腔中布置了所述至少一个封闭的管端)，并且另一方面能够实现一种简单的、用于通过所述管端的折断来打开所述隔离元件的机构。
[0010]优选所述反应基座具有与所述反应基座的在所述测量装置中的运动方向相对应的轴向的方向，并且所述两个连接元件沿着轴向的方向布置在相同的位置上。通过这种方式，所述连接元件与具有单件式的流动通道的、反应基座的连接元件相类似地布置，并且所述具有多个分段的反应基座与所述测量装置相兼容地构成，所述测量装置为具有单件式的流动通道的反应基座而设计。对于这样的测量装置来说，所述耦合元件比如可以在将所述反应基座导入到所述测量装置中之前由使用者人工激活。
[0011]可能的是，所述流动通道的至少一个分段与相同的或者其它的流动通道的其它的分段交叉。通过这种方式能够将所述流动通道的不同的分段灵活地布置在所述反应基座上。尤其所述流动通道的交叉的分段之一可以构造为反馈段，在所述反馈段中没有设置自身的气体处理元件。为了能够实现所述反应基座的较小的设计高度，所述相互交叉的分段中的至少一个分段可以构造为扁平通道。
[0012]所述气体处理元件比如包括以下气体处理元件中的至少两个气体处理元件:干燥材料、用于产生化学的中间产品的反应材料、化学的或者物理的过滤器、对温度和/或湿度敏感的材料、用于在光学上能够探测的反应的反应材料。这样的气体处理元件能够通过对于所述混合气的相应的预处理来对在光学上能够探测的反应进行优化，其中，比如提高了所述混合气的、能够测量的成分的数目和/或所述浓度测定的精度。
[0013]此外，本发明涉及一种用于用在本申请中所描述的反应基座对混合气的气态的和/或气溶胶状的成分的浓度进行测量的测量装置。所述测量装置包括进气通道和排气通道以及至少一个激活元件，其中所述进气通道和排气通道分别具有用于与所述反应基座的流动通道的连接元件相连接的气体接头，并且其中所述激活元件构造用于激活所述反应基座的至少一个耦合元件。通过这种方式，所述测量装置可以激活所述反应基座的耦合元件，并且由此将所述流动通道的分段彼此连接起来，并且通过进气通道和排气通道的气体接头与所述流动通道的连接元件建立连接。
[0014]优选设置了光学传感器，所述光学传感器构造用于:同时识别在至少两个不同的分段中的、至少两次不同的在光学上能够探测的反应。通过这种方式，在测量中可以彼此独立地测量所述混合气的不同的成分并且/或者可以测量另外的参数、比如所述混合气的温度或者湿度或者所述混合气的其它化学的或者物理的特性，所述另外的参数能够改进所述混合气的成分的、浓度测定的精度。比如所述光学传感器是数码相机，所述数码相机具有相应大的拍摄区，用于同时检测在至少两个分段中的至少两个气体处理元件。
[0015]优选用宽带状的光、尤其是白光来照亮所述拍摄区，并且所述光学传感器拍摄具有多个彩色信号通道的彩色图像。为了在出现不同种类的、在光学上能够探测的反应时对于不同的颜色变化来说能够实现最佳的测评，所述彩色信号通道可以分别用不同的加权来测评。
[0016]比如所述至少一个激活元件具有跨接通道，所述跨接通道在激活所述耦合元件时建立所述反应基座的分段的连接。通过这种方式，所述反应基座的流动通道的、分段的连接可以通过所述测量装置内部的激活元件的跨接通道来建立。
[0017]为了能够实现所述用于具有单件式的流动通道的反应基座的测量装置的相容性，所述进气通道及排气通道的气体接头优选在所述反应基座的对置的侧面上沿着所述反应基座的、在所述测量装置中的运动方向布置在相同的轴向的位置上。
[0018]优选所述进气通道和/或排气通道的气体接头形成所述用于将所述反应基座的至少一个耦合元件激活的激活元件。通过这种方式，不需要额外的、用于履行所述激活元件的功能的构件。优选所述气体接头可以彼此独立地用作激活元件。由此可以选择性地激活所述反应基座的特定的親合元件。
[0019]可能的是，至少一个气体接头或者至少一个激活元件以能够沿着与所述反应基座的、在所述测量装置中的运动方向相对应的轴向的方向运动的方式布置在所述测量装置中，并且构造用于相对于另一个气体接头或者另一个激活元件在轴向上偏置地定位。通过这种方式，所述测量装置可以与具有所述流动通道的分段的不同的布置结构并且尤其是具有不同的数目的分段的反应基座相匹配。
[0020]所述测量装置优选构造用于:读出在所述反应基座上所保存的指令或者针对在所述测量装置中所保存的、用于使所述气体接头和/或激活元件定位并且/或者用于实施所述测量方法的指令的提示。
[0021]可能的是，设置了附加的、具有相应的气体接头的进气通道和/或排气通道。不同的进气通道或者排气通道可以相应地用在不同地构成的、具有所述流动通道的不同的布置方式的反应基座中。比如可能的是，进气通道或者排气通道的两个气体接头或者排气通道的两个气体接头在所述测量装置中分别布置在所述反应基座的不同的侧面上。作为替代方案，可能的是，所述相应的气体接头在所述测量装置中布置在所述反应基座的相同的侧面上。所述多个进气通道或者所述多个排气通道可以通过阀与进气通道或者排气通道的共同的区段相连接，其中，所述阀可选将所述多个进气通道或者多个排气通道之一与所述进气通道或者排气通道的共同的区段连接起来。
[0022]优选所述流动通道的分段相对于所述反应基座的轴向的方向以直角来布置。这相应于所述流动通道的、在具有单件式的流动通道的反应基座中的布置方式，由此能够统一地布置尤其是具有气体处理元件的分段，所述气体处理元件具有在光学上能够探测的反应。这一方面能够实现所述反应基座的统一的生产方式，并且另一方面能够实现对于所述光学传感器的图像数据的统一的测评。
[0023]比如所述测量装置包括构造用于对反应基座和气体接头的相对位置进行检测的位置传感器以及用于使所述反应基座相对于进气通道和排气通道沿着轴向的方向运动的反应基座输送机构，其中，所述反应基座输送机构构造用于:为了激活所述至少一个耦合元件而使所述反应基座定位在第一相对位置中并且为了将所述气体接头与所述反应基座的流动通道的连接元件连接起来而使所述反应基座定位在第二相对位置中。
[0024]本发明也涉及一种用于用反应基座和包括气体输送机构及气体接头的测量装置对混合气的气态的和/或气溶胶状的成分的浓度进行测量的测量方法，其中所述反应基座具有在两个连接元件之间延伸的流动通道，其中，所述流动通道被划分为两个分段，所述两个分段至少通过隔离元件气密地彼此分开，并且在所述分段中分别设