WO2005061995A1 - Messvorrichtung - Google Patents

Messvorrichtung

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WO2005061995A1
WO2005061995A1 PCT/EP2004/012817 EP2004012817W WO2005061995A1 WO 2005061995 A1 WO2005061995 A1 WO 2005061995A1 EP 2004012817 W EP2004012817 W EP 2004012817W WO 2005061995 A1 WO2005061995 A1 WO 2005061995A1
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WO
WIPO (PCT)
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measuring device
sensor
data
data memory
cable
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/012817
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English (en)
French (fr)
Inventor
Olaf Dudda
Doug Biette
Christian Oldendorf
Original Assignee
Sartorius Ag
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Publication date
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Application filed by Sartorius Ag filed Critical Sartorius Ag
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Priority to JP2006543398A priority patent/JP4834822B2/ja
Priority to EP04797839A priority patent/EP1695034B1/de
Publication of WO2005061995A1 publication Critical patent/WO2005061995A1/de
Priority to US11/432,497 priority patent/US7623980B2/en

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/02—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
    • G01D3/022—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation having an ideal characteristic, map or correction data stored in a digital memory
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G01D18/008—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00 with calibration coefficients stored in memory

Definitions

  • the invention relates to a measuring device comprising a replaceable sensor with a permanently connected signal cable and a cable end connector for transmitting a sensor signal, a non-volatile electronic data memory with sensor-specific calibration data and an evaluation device with a connection socket for connecting the signal cable, with an evaluation of the sensor signal in the evaluation device is provided using the calibration data.
  • the respective sensor can be easily separated from the evaluation device by means of a plug connection.
  • these components can easily be separated from one another, for example for carrying out repair work, and replaced with a corresponding intact component.
  • the sensors can be replaced using the evaluation device, the evaluation device then being adapted to the changed metrological properties of the sensor by appropriate settings.
  • a data plate with a readable code on the sensor itself or on a component permanently connected to the sensor, such as a connection cable.
  • a scale (measuring device) which has a load cell (sensor) with a permanently connected signal cable and a cable end connector and an evaluation device with a display (display) and a connection socket for connecting the signal cable.
  • a data label with legible metrological characteristics such as the measuring range of the load cell and information on the date of the last calibration and the validity of the calibration, is inseparably attached to the signal cable in such a way that the data label is in the immediate vicinity of the display of the evaluation device when the load cell is connected, and thus the metrological characteristics are legible.
  • a disadvantageous assignment of the relevant calibration data to the respective interchangeable load cell is not hereby provided. Another disadvantage is that a manufacturer-specific connection is necessary, so that sensors from any manufacturer cannot be used.
  • a measuring device is known from product descriptions from the company Dallas Semiconductor, which comprises an interchangeable sensor with a permanently connected signal cable and a connector plug at the cable end and an evaluation device with a connection socket for connecting the signal cable.
  • a manufacturer-specific probe with a special connector is required here.
  • the arrangement of the data memory within the connector is also disadvantageous Damage or manipulation of the data memory possible when the connector is open. Furthermore, due to the spatial proximity of the data memory and the associated data lines to the signal lines of the signal cable within the connector, an electromagnetic interaction can occur, which is associated with a falsification of the sensor signals and / or the calibration data during the signal or data transmission.
  • the data memory is permanently enclosed in a separate memory housing, that the memory housing can be inseparably fastened to the signal cable or the cable-side connector by means of a fastening element, and that the data memory is used to transmit the data Calibration data can be connected to the evaluation device via a separate data transmission channel.
  • the data memory Due to the permanent inclusion of the data memory in a separate memory housing, the data memory, which is preferably formed by an EPROM or an EEPROM, is securely protected against unauthorized access, and consequently against damage and replacement. Loss and tampering with the calibration data is therefore reliably ruled out.
  • a permanent inclusion or inseparable connection is understood to mean that the storage housing cannot be opened by a layperson non-destructively or by authorized service personnel only with a special tool. Due to the inseparable, ie non-destructive, connection of the memory housing on the signal cable, the calibration data are securely linked to the assigned sensor, so that calibration data cannot be mixed up. Due to the inseparable connection, a standard sensor can be used with a standard plug and simple, safe and permanent with one electronic. Retrofit data storage for storing sensor-specific calibration or characteristic data.
  • the memory housing and the separate data transmission channel are fastened to the signal cable or the connector plug on the end of the cable at a distance by means of the fastening element. Due to the spacing of the memory housing or the data memory from the signal cable and the use of a separate data transmission channel for the transmission of the calibration data, a mutual electromagnetic interaction and thus a falsification of the sensor signal and the calibration data is largely prevented during the signal and data transmission into the evaluation device.
  • the interchangeable sensor is designed as a pH electrode, the calibration data of which can be determined by the manufacturer in a chronologically preceding calibration process by measurement in at least one reference liquid and can be stored in the assigned data memory.
  • Both a standardized evaluation device and a standardized measuring electrode can thus be used inexpensively to form a pH measuring device.
  • the measuring electrode which can be obtained inexpensively, only becomes a highly sensitive special sensor through the calibration process in conjunction with the calibration data stored on the data memory.
  • the fastening element is expediently designed as a permanently lockable retaining clip with at least one latching lug and an associated latching recess, both a metal and a stable plastic being suitable as the material of the retaining clip.
  • the holding clip is connected in one piece to the storage housing, which is designed as a receiving space of the fastening element or the holding clip which surrounds the data storage device.
  • a first part of the storage housing together with a first part of the holding clip is preferably connected via a hinged hinge to a second part of the storage housing together with a second part of the holding clip in such a way that the storage housing and the holding clip can be permanently closed at the same time by swiveling both parts together.
  • the storage housing can be closed and the storage housing can be connected to the sensor cable advantageously in one operation.
  • the separate data transmission channel for transmitting the calibration data can be designed as a cable connection, which comprises a storage cable permanently connected to the data memory with an end-side cable plug and a plug socket arranged on the evaluation device.
  • the data transmission channel can be in the form of a wireless connection which comprises a transponder arranged in the memory housing and permanently connected to the data memory, with a transmitting / receiving part and a secondary antenna, and a primary antenna arranged on the evaluation device.
  • the signal cable, the storage cable and / or the data store expediently has a shield in order to avoid electromagnetic interference.
  • Identification code can be, for example, a serial number which is applied to both components, for example in the form of an adhesive label or by means of laser inscription.
  • the data memory can be read out, for example, as a function of a sensor signal from a temperature sensor and / or a conductivity sensor.
  • a microprocessor which reads out the data memory as a function of the signals from the further sensors, can be arranged downstream of the data storage device.
  • the microprocessor can forward the data read from the data memory to the evaluation device.
  • the microprocessor can, however, also use the data read from the data memory to correct the sensor signal as a function of the calibration data and the data from the further sensors and to forward it to the evaluation device as a corrected measurement signal.
  • the microprocessor can be arranged with the data memory in the fastening element.
  • a connection to the data memory and, on the other hand, to the evaluation device is established via the adapter plug.
  • Reading the data memory for calibration and other data assigned to a sensor directly as a function of signals from other sensors of a common measurement process is also advantageous for known measuring devices, regardless of the subject of the present application.
  • FIG. 1 a spatial representation of a measuring device according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 2 a spatial representation of a fastening element with a storage cable
  • FIG. 3 a plan view of the measuring device according to the invention in a second embodiment with a wireless connection in the tear
  • FIG. 4 shows a plan view of the measuring device according to the invention from FIG. 1 in outline
  • FIG. 5 a plan view of the measuring device according to the invention in the tear-out with a fastening element on the cable end connector,
  • FIG. 6 a plan view of a measuring device according to the invention in outline with an additional microprocessor in the fastening element and additionally connected sensors and
  • FIG. 7 a plan view of a measuring device according to the invention in outline with a first adapter plug with a microprocessor and a connected second sensor coupled to the fastening element and a second adapter plug with a connected third sensor.
  • a measuring device 1 comprises a sensor 2 and an evaluation device 3 as main components.
  • the sensor 2 embodied here as a pH electrode 4, is for transmitting a sensor signal with a permanently connected signal cable 5 and a connector plug 6 at the end of the cable (see FIG. 4) and thus designed to be interchangeable with respect to the evaluation device 3.
  • the evaluation device 3 points to it Rear 7 a connection socket 8 for connecting the signal cable 5 or the connector 6.
  • a non-volatile electronic data memory 9 is assigned to the sensor 2, which is preferably designed as an EPROM or EEPROM and on which sensor-specific calibration data of the sensor 2 are stored, which are required for evaluating the sensor signal.
  • the data memory 9 is permanently enclosed in a separate memory housing 10, which is designed as a receiving space of a fastening element 11 surrounding the data memory 9.
  • the storage housing 10 is fastened to the signal cable 5 at an inseparable distance by means of the fastening element 11.
  • the data memory 9 is connected to the evaluation device 3 via a separate data transmission channel 12, which is designed here as a cable connection 13, the cable connection 13 being a storage cable 14 permanently connected to the data memory 9 with an end-side cable connector 15 (see FIG. 2) and a plug socket 22 arranged on the rear side 7 of the evaluation device 3.
  • the fastening element 11 is designed as a permanently closable holding clip 16 with at least one latching lug and an associated latching recess, which in the present case is connected in one piece to the storage housing 10 in such a way that a first part of the storage housing 10 together with a first part of the holding clip 16 via an articulated hinge 17 a second part of the storage housing 10 is connected to a second part of the holding clip 16 and the holding clip 16 can be permanently closed together with the storage housing 10 by swiveling both parts together in one work step.
  • the fastening element 11 ′ or the holding clip 16 ′ can also be fastened inseparably to the cable connector 6.
  • the fastening element 11 ' can then be connected to the evaluation device via its own plug.
  • the arrangement of the data memory 9 according to the invention provides a reliable link between the calibration data and the assigned sensor 2, i.e.
  • the data transmission channel 12 is designed as a wireless connection 18, which has a transponder 19 arranged in the memory housing 10 and permanently connected to the data memory 9, with a transmitting / receiving part and a secondary antenna 20 and comprises a primary antenna 21 arranged on the evaluation device 3.
  • the signal cable 5 is expediently provided with an electromagnetic shield or as a shielded coaxial cable.
  • a microprocessor 23 is arranged in the fastening element 11 ′′ in addition to the data memory 9.
  • the fastening element 11 is connected on the one hand via the signal cable 5 to the sensor 2, which is designed as a pH electrode 4, and on the other hand the fastening element 11" is connected to a second signal cable 24, which leads to a temperature sensor 25, and to a third signal cable 26, which leads to a conductance sensor 27.
  • the microprocessor 23 is arranged in an adapter plug 28 which is connected to the fastening element 11 "'.
  • the second signal cable 24 is connected to the adapter plug 28.
  • the conductance sensor 27 When the conductance sensor 27 is used, it can be connected via a second adapter plug 29 can be connected to the fastening element 11 ′ ′′ via the first adapter plug 28.
  • the signals from the sensors 25, 27 are supplied to the microprocessor 23 directly or possibly via the data memory 9, so that the microprocessor reads the sensor data of the sensor 2 from the data memory 9 and to the evaluation device 3 as a function of the signals from the sensors 25, 27 can forward directly. But it is also possible that the Microprocessor 23 corrects the sensor signal of sensor 2 as a function of the calibration data stored in data memory 9 and the data of sensors 25, 27 and forwards it as a corrected measurement signal to evaluation device 3.

Abstract

Bei einer Messvorrichtung (1), umfassend einen austauschbaren Sensor (2, 4) mit einem dauerhaft angeschlossenen Signalkabel (5) und einem kabelendseitigen Anschlussstecker zur Übertragung eines Sensorsignals, einen nichtflüchtigen elektronischen Datenspeicher (9) mit sensorspezifischen Kalibrierdaten und ein Auswertungsgerät (3) mit einer Anschlussbuchse zum Anschluss des Signalkabels (5), wobei in dem Auswertungsgerät (3) eine Auswertung des Sensorsignals unter Verwendung der Kalibrierdaten vorgesehen ist, ist der Datenspeicher (9) in einem separaten Speichergehäuse (10) dauerhaft eingeschlossen, das Speichergehäuse (10) mittels eines Befestigungselementes (11) untrennbar an dem Signalkabel (5) oder dem kabelendseitigen Anschlussstecker befestigbar, und der Datenspeicher (9) zur Übertragung der Kalibrierdaten über einen separaten Datenübertragungskanal mit dem Auswertungsgerät (3) verbindbar.

Description

Messvorrichtung
B e s chre i bung
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung, umfassend einen austauschbaren Sensor mit einem dauerhaft angeschlossenen Signalkabel und einem kabelendseitigen Anschlussstecker zur Übertragung eines Sensorsignals, einen nichtflüchtigen elektronischen Datenspeicher mit sensorspezifischen Kalibrierdaten und ein Auswertungsgerat mit einer Anschlussbuchse zum Anschluss des Signalkabels, wobei in dem Auswertungsgerat eine Auswertung des Sensorsignals unter Verwendung der Kalibrierdaten vorgesehen ist.
Bei Messvorrichtungen mit austauschbaren Sensoren kann der jeweilige Sensor durch eine Steckerverbindung einfach von dem Auswertungsgerat getrennt werden. Somit können bei einem aufgetretenen Defekt, der vorwiegend an dem Sensor auftreten wird, aber auch an dem Auswertungsgerat vorkommen kann, diese Bauteile, z.B. zur Durchführung von Instandsetzungsarbeiten, einfach voneinander getrennt und gegen ein entsprechendes intaktes Bauteil ausgetauscht werden. Bei einer Verwendung unterschiedlicher Sensoren mit verschiedenen messtechnischen Eigenschaften, wie z.B. unterschiedlichen Messgrößen oder Messbereichen, können die Sensoren jeweils unter Weiterverwendung des Auswertungsgerätes ausgewechselt werden, wobei das Auswertungsgerat dann durch entsprechende Einstellungen an die geänderten messtechnischen Eigenschaften des Sensors angepasst wird. An derartigen Messvorrichtungen muss aber nachteilig nach jedem Wechsel eines Bauteils, insbesondere eines Sensors, jeweils eine Kalibrierung der gesamten Messvorrichtung vorgenommen werden, deren Ergebnis in Form von Kalibrierdaten zumeist auf einem Datenspeicher des Auswertungsgerätes oder eines nachgeschalteten PCs abgespeichert wird. Dies ist nicht nur sehr zeitaufwändig und teuer, sondern ergibt nachteilig auch keine sichere Verknüpfung des jeweiligen Sensors mit den zugeordneten Kalibrierdaten. Es kann somit zur Verwechslung oder sogar zum Verlust von Kalibrierdaten kommen.
Zur Zuordnung von Identifikationsdaten zu einem Sensor eines Messgerätes ist es seit längerem bekannt, ein Datenschild mit lesbarem Code an dem Sensor selbst oder an einem mit dem Sensor dauerhaft verbundenen Bauteil, wie z.B. einem Anschlusskabel, zu befestigen. So ist aus der DE 37 09 717 AI und der DE 83 21 954 Ul eine Waage (Messvorrichtung) bekannt, die eine Wägezelle (Sensor) mit einem dauerhaft angeschlossenen Signalkabel und einem kabelendseitigen Anschlussstecker und ein Auswertungsgerat mit einem Anzeigefeld (Display) und einer Anschlussbuchse zum Anschluss des Signalkabels umfasst. An dem Signalkabel ist ein Datenschild mit lesbaren messtechnischen Kenndaten, wie dem Messbereich der Wägezelle und Angaben zum Datum der letzten Eichung und der Gültigkeit der Eichung, untrennbar derart befestigt, dass sich das Datenschild bei angeschlossener Wägezelle in unmittelbarer Nähe des Displays des Auswertungsgerätes befindet und somit die messtechnischen Kenndaten vorschriftsmäßig ablesbar sind. Eine sichere Zuordnung der betreffenden Kalibrierdaten zu der jeweiligen austauschbaren Wägezelle ist hierdurch aber nachteilig nicht gegeben. Weiterhin nachteilig ist dabei eine herstellerspezifische Verbindung notwendig, so dass nicht Sensoren beliebiger Hersteller verwendet werden können.
Aus Produktbeschreibungen der Firma Dallas Semiconductor ist eine Messvorrichtung bekannt, die einen austauschbaren Sensor mit einem dauerhaft angeschlossenen Signalkabel und einem kabelendseitigen Anschlussstecker und ein Auswertungsgerat mit einer Anschlussbuchse zum Anschluss des Signalkabels umfasst. Ein als EPROM oder EEPROM ausgebildeter Datenspeicher, auf dem sensorspezifische Kalibrierdaten des Sensors abspeicherbar sind, ist innerhalb des Anschlusssteckers angeordnet. Hierdurch wird zwar eine relativ sichere Zuordnung der Kalibrierdaten zu dem Sensor erreicht und durch die gemeinsame Steckerverbindung eine einfache Handhabung gewährleistet. Jedoch wird hier eine herstellerspezifische Sonde mit einem speziellen Stecker benötigt. Durch die Anordnung des Datenspeichers innerhalb des Anschlusssteckers ist zudem nachteilig eine Beschädigung oder Manipulation des Datenspeichers bei geöffnetem Anschlussstecker möglich. Des Weiteren kann es aufgrund der räumlichen Nähe des Datenspeichers und der zugeordneten Datenleitungen zu den Signalleitungen des Signalkabels innerhalb des Anschlusssteckers zu einer elektromagnetischen Wechselwirkung kommen, die bei der Signal- bzw. Datenübertragung mit einer Verfälschung der Sensorsignale und / oder der Kalibrierdaten verbunden ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messvorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, durch die eine sichere und störungsfreie Zuordnung der Kalibrierdaten zu dem jeweiligen austauschbaren Sensor gewährleistet ist. Auch soll ein handelsüblicher Sensor mit einem Standardstecker verwendbar sein.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Datenspeicher in einem separaten Speichergehäuse dauerhaft eingeschlossen ist, dass das Speichergehäuse mittels eines Befestigungselementes untrennbar an dem Signalkabel oder dem kabelseitigen Anschlussstecker befestigbar ist, und dass der Datenspeicher zur Übertragung der Kalibrierdaten über einen separaten Datenübertragungskanal mit dem Auswertungsgerat verbindbar ist.
Durch den dauerhaften Einschluss des Datenspeichers in einem separaten Speichergehäuse ist der bevorzugt durch ein EPROM oder ein EEPROM gebildete Datenspeicher sicher vor einem unbefugtem Zugriff, mithin vor einer Beschädigung und einem Austausch, geschützt. Somit ist ein Verlust und eine Manipulation der Kalibrierdaten sicher ausgeschlossen. Unter einem dauerhaften Einschluss bzw. untrennbarer Verbindung ist dabei zu verstehen, dass das Speichergehäuse von einem Laien nicht zerstörungsfrei bzw. von autorisiertem Servicepersonal nur mit einem Spezial erkzeug geöffnet werden kann. Durch die untrennbare, d.h. nicht zerstörungsfrei trennbare, Verbindung des Speichergehäuses an dem Signalkabel ist eine sichere Verknüpfung der Kalibrierdaten mit dem zugeordneten Sensor gegeben, so dass eine Verwechslung von Kalibrierdaten unmöglich ist. Durch die untrennbare Verbindung lässt sich ein handelsüblicher Sensor mit einem Standardstecker verwenden und einfach, sicher und dauerhaft mit einem elektronischen. Datenspeicher zur Speicherung von sensorspezifischen Kalibrier- bzw. Kenndaten nachrüsten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 aufgeführt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Speichergehäuse und der separate Datenübertragungskanal mittels des Befestigungselementes beabstandet an dem Signalkabel oder dem kabelendseitigen Anschlussstecker befestigt. Durch die Beabstandung des Speichergehäuses bzw. des Datenspeichers von dem Signalkabel und der Verwendung eines separaten Datenübertragungskanals für die Übertragung der Kalibrierdaten wird bei der Signal- und Datenübertragung in das Auswertungsgerat eine gegenseitige elektromagnetische Wechselwirkung und somit eine Verfälschung des Sensorsignals und der Kalibrierdaten weitgehend verhindert.
Der austauschbare Sensor ist nach einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung als pH- Elektrode ausgebildet, deren Kalibrierdaten herstellerseitig in einem zeitlich vorgelagerten Kalibriervorgang durch eine Messung in mindestens einer Referenzflüssigkeit ermittelbar und in dem zugeordneten Datenspeicher abspeicherbar sind. Es kann somit preisgünstig sowohl ein standardisiertes Auswertungsger t als auch eine standardisierte Messelektrode zur Bildung einer pH-Messvorrichtung verwendet werden. Dabei wird die preisgünstig beziehbare Messelektrode erst durch den Kalibriervorgang in Verbindung mit den auf dem Datenspeicher abgespeicherten Kalibrierdaten zu einem hochempfindlichen Spezialsensσr.
Vorteilhaft können zusätzlich zu den Kalibrierdaten auch messtechnische Kenndaten des Sensors, wie z.B. Sensortyp, elektrische Anschlussdaten, Messbereich, Datum der letzten Kalibrierung, usw., auf dem Datenspeicher abgespeichert sein. Hierdurch ist durch ein Einlesen der Kenndaten eine automatische Selbstkonfigurierung des Auswertungsgerätes möglich, was auch die wechselweise Verwendung völlig unterschiedlicher Sensoren zusammen mit einem einzigen Auswertungsgerat erlaubt, beispielsweise eines pH-Sensors, eines Temperatursensors, eines Leitfähigkeitssensors oder auch eines optischen Sensors. Zur Erzielung der untrennbaren Verbindung ist das Befestigungselement zweckmäßig als dauerhaft verschließbarer Halteclip mit mindestens einer Rastnase und einer zugeordneten Rastvertiefung ausgebildet, wobei als Material des Halteclips sowohl ein Metall als auch ein stabiler Kunststoff in Frage kommt. In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der Halteclip einteilig mit dem Speichergehäuse verbunden, das als ein den Datenspeicher umschließender Aufhahmeraum des Befestigungselementes bzw. des Halteclips ausgebildet ist. Hierzu ist ein erster Teil des Speichergehäuses zusammen mit einem ersten Teil des Halteclips bevorzugt derart über ein Knickscharnier mit einem zweiten Teil des Speichergehäuses zusammen mit einem zweiten Teil des Halteclips verbunden, dass durch ein Zusammenschwenken beider Teile gleichzeitig das Speichergehäuse und der Halteclip dauerhaft verschließbar sind. Somit kann das Verschließen des Speichergehäuses und das Anschließen des Speichergehäuses an das Sensorkabel vorteilhaft in einem Arbeitsgang erfolgen.
Der separate Datenübertragungskanal zur Übertragung der Kalibrierdaten kann als Kabelverbindung ausgebildet sein, die ein dauerhaft mit dem Datenspeicher verbundenes Speicherkabel mit einem endseitigen Kabelstecker und eine an dem Auswertungsgerat angeordnete Steckerbuchse umfasst. Es ist aber auch möglich, dass der Datenübertragungskanal als drahtlose Verbindung ausgebildet ist, die einen in dem Speichergehäuse angeordneten dauerhaft mit dem Datenspeicher verbundenen Transponder mit einem Sende-/Empfangsteil und einer Sekundärantenne und eine an dem Auswertungsgerat angeordnete Primärantenne umfasst. Dabei weist das Signalkabel, das Speicherkabel und / oder der Datenspeicher zur Vermeidung elektromagnetischer Störungen zweckmäßig eine Abschirmung auf. Bei Verwendung eines optischen Sensors bzw. eines Sensors, der ein optisches Ausgangssignal abgibt, das über einen optische Signale übertragenden Lichtleiter übertragen wird, wird das Abschirmproblem gänzlich vermieden.
Um die sichere Zuordnung der Kalibrierdaten und des betreffenden Sensors dem Nutzer bzw. Kunden auch als Qualitätsmerkmal zu verdeutlichen, ist vorteilhaft im Bereich des
Sensors, d.h. sofern möglich an dem Sensor selbst oder zumindest an dem Signalkabel in der Nähe des Sensors, und auf dem Speichergehäuse jeweils ein identischer lesbarer Identifikationscode angeordnet. Dieser Identifikationscode kann beispielsweise eine Seriennummer sein, die auf beiden Bauteilen etwa in Form eines Klebeetiketts oder durch eine Laserbeschriftung aufgebracht wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, den Datenspeicher in Abhängigkeit von einem Sensorsignal mindestens eines weiteren Sensors eines gemeinsamen Messprozesses auszulesen. Bei einem als pH-Elektrode ausgebildeten Sensor kann der Datenspeicher beispielsweise in Abhängigkeit von einem Sensorsignal eines Temperatursensors und / oder eines Leitwertsensors ausgelesen werden.
Dem Datenspeicher kann zum Auswertungsgerat hin ein Mikroprozessor nachgeordnet sein, der in Abhängigkeit von den Signalen der weiteren Sensoren den Datenspeicher ausliest. Dabei kann der Mikroprozessor die aus dem Datenspeicher ausgelesenen Daten an das Auswertungsgerat weiterleiten. Der Mikroprozessor kann aber auch die aus dem Datenspeicher ausgelesenen Daten nutzen, um das Sensorsignal in Abhängigkeit von den Kalibrierdaten und den Daten der weiteren Sensoren zu korrigieren und als korrigiertes Messsignal an das Auswertungsgerat weiterzuleiten. Der Mikroprozessor kann mit dem Datenspeicher in dem Befestigungselement angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, den Mikroprozessor in einem Adapterstecker anzuordnen, der beispielsweise direkt mit einem weiteren Sensor verbunden ist und optional auf das Befestigungselement aufgesteckt wird. Entsprechend kann über einen weiteren Adapterstecker auch ein weiterer Sensor aufgesteckt werden. Über die Adapterstecker wird einerseits eine Verbindung zu dem Datenspeicher und andererseits zu dem Auswertungsgerat hergestellt.
Den einem Sensor zugeordneten Datenspeicher für Kalibrier- und andere Daten direkt in Abhängigkeit von Signalen weiterer Sensoren eines gemeinsamen Messprozesses direkt auszulesen, ist unabhängig vom vorliegenden Anmeldungsgegenstand auch für bekannte Messvorrichtungen von Vorteil.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausfuhrungsformen der erfindungsgemäßen Messvoπϊchlung beispielhaft veranschaulicht sind. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 : eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung in einer ersten Ausfuhrungsform,
Figur 2: eine räumliche Darstellung eines Befestigungselementes mit einem Speicherkabel,
Figur 3: eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Messvorrichtung in einer zweiten Ausfuhrungsform mit drahtloser Verbindung im Ausriss,
Figur 4: eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Messvorrichtung von Fig. 1 im Ausriss,
Figur 5: eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Messvorrichtung im Ausriss mit einem Befestigungselement am kabelendseitigen Anschlussstecker,
Figur 6: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Messvorrichtung im Ausriss mit einem zusätzlichen Mikroprozessor im Befestigungselement und zusätzlich angeschlossenen Sensoren und
Figur 7: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Mess Vorrichtung im Ausriss mit einem am Befestigungselement angekoppelten ersten Adapterstecker mit Mikroprozessor und angeschlossenem zweiten Sensor und einem zweiten Adapterstecker mit einem angeschlossenen dritten Sensor.
Eine Mess Vorrichtung 1 nach Fig. 1 umfasst als Hauptbauteile einen Sensor 2 und ein Auswertungsgerat 3. Der vorliegend als pH-Elektrode 4 ausgebildete Sensor 2 ist zur Übertragung eines Sensorsignals mit einem dauerhaft angeschlossenen Signalkabel 5 und einem kabelendseitigen Anschlussstecker 6 (s. Fig. 4) versehen und somit in Bezug auf das Auswertungsgerat 3 austauschbar ausgebildet. Das Auswertungsgerat 3 weist auf seiner Rückseite 7 eine Anschlussbuchse 8 zum Anschluss des Signalkabels 5 bzw. des Anschlusssteckers 6 auf. Dem Sensor 2 ist ein nichtfϊüchtiger elektronischer Datenspeicher 9 zugeordnet, der bevorzugt als EPROM oder EEPROM ausgebildet ist, und auf dem sensorspezifische Kalibrierdaten des Sensors 2 abgespeichert sind, die zur Auswertung des Sensorsignals benötigt werden. Erfindungsgemäß ist der Datenspeicher 9 in einem separaten Speichergehäuse 10, das als ein den Datenspeicher 9 umschließender Aufnahmeraum eines Befestigungselementes 11 ausgebildet ist, dauerhaft eingeschlossen. Das Speichergehäuse 10 ist mittels des Befestigungselementes 11 untrennbar beabstandet an dem Signalkabel 5 befestigt. Zur Übertragung der Kalibrierdaten in das Auswertungsgerat 3 ist der Datenspeicher 9 über einen separaten Datenübertragungskanal 12, der vorliegend als Kabel Verbindung 13 ausgebildet ist, mit dem Auswertungsgerat 3 verbunden, wobei die Kabelverbindung 13 ein dauerhaft mit dem Datenspeicher 9 verbundenes Speicherkabel 14 mit einem endseitigen Kabelstecker 15 (siehe Fig. 2) und eine auf der Rückseite 7 des Auswertungsgerätes 3 angeordnete Steckerbuchse 22 umfasst.
Das Befestigungselement 11 ist als dauerhaft verschließbarer Halteclip 16 mit mindestens einer Rastnase und einer zugeordneten Rastvertiefung ausgebildet, der vorliegend derart einteilig mit dem Speichergehäuse 10 verbunden ist, dass ein erster Teil des Speichergehäuses 10 zusammen mit einem ersten Teil des Halteclips 16 über ein Knickscharnier 17 mit einem zweiten Teil des Speichergehäuses 10 zusammen mit einem zweiten Teil des Halteclips 16 in Verbindung steht und der Halteclip 16 durch ein Zusammenschwenken beider Teile in einem Arbeitsschritt zusammen mit dem Speichergehäuse 10 dauerhaft verschließbar ist.
Entsprechend Figur 5 kann das Befestigungselement 11 ' bzw. der Halteclip 16' auch untrennbar an dem Kabelstecker 6 befestigt werden. Das Befestigungselement 11' kann dann über eigene Stecker mit dem Auswertungsgerat verbunden werden.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Datenspeichers 9 wird eine sichere Verknüpfung der Kalibrierdaten mit dem zugeordneten Sensor 2 erzielt, d.h.
Verwechslungen und Manipulationen der Kalibrierdaten sind nahezu unmöglich. Durch die beabstandete Anordnung des Datenspeichers 9 von dem Signalkabel 5 und durch die Verwendung eines separaten Datenübertragungskanals 12 für die Übertragung der Kalibrierdaten in das Auswertungsgerat 3 ist eine elektromagnetische Beeinflussung bzw. Störung zwischen dem Sensorsignal und den Kalibrierdaten und somit deren Verfälschung weitgehend ausgeschlossen.
hl einer zweiten Ausführungsform der Messvorrichtung 1 ' nach Fig. 3 ist der Datenübertragungskanal 12 als eine drahtlose Verbindung 18 ausgebildet, die einen in dem Speichergehäuse 10 angeordneten dauerhaft mit dem Datenspeicher 9 verbundenen Transponder 19 mit einem Sende-/Emp fangsteil und einer Sekundärantenne 20 und eine an dem Auswertungsgerat 3 angeordnete Primärantenne 21 umfasst. Um auch in diesem Fall eine störungsfreie Übertragung insbesondere des Sensorsignals zu erreichen, ist das Signalkabel 5 zweckmäßig mit einer elektromagnetischen Abschirmung versehen bzw. als abgeschirmtes Koaxialkabel ausgebildet.
In einer dritten Ausführungsform der Messvorrichtung 1 " ist in dem Befestigungselement 11" zusätzlich zu dem Datenspeicher 9 ein Mikroprozessor 23 angeordnet. Das Befestigungselement 11 " ist zum einen über das Signalkabel 5 mit dem Sensor 2 verbunden, der als pH-Elektrode 4 ausgebildet ist, und zum anderen ist das Befestigungselement 11 " mit einem zweiten Signalkabel 24, das zu einem Temperatursensor 25 führt, und mit einem dritten Signalkabel 26, das zu einem Leitwertsensor 27 führt, verbunden.
In einer weiteren Ausführungsfoπri nach Figur 7 ist der Mikroprozessor 23 in einem Adapterstecker 28 angeordnet, der mit dem Befestigungselement 11"' verbunden ist. Das zweite Signalkabel 24 ist in diesem Beispiel mit dem Adapterstecker 28 verbunden. Bei Verwendung des Leitwertsensors 27 kann dieser über einen zweiten Adapterstecker 29 über den ersten Adapterstecker 28 mit dem Befestigungselement 11 '" verbunden werden.
Dem Mikroprozessor 23 werden die Signale der Sensoren 25, 27 direkt oder ggf. über den Datenspeicher 9 zugeführt, so dass der Mikroprozessor in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoren 25, 27 die Sensordaten des Sensors 2 aus dem Datenspeicher 9 auslesen und an das Auswertungsgerat 3 direkt weiterleiten kann. Es ist aber auch möglich- dass der Mikroprozessor 23 das Sensorsignal des Sensors 2 in Abhängigkeit von den im Datenspeicher 9 gespeicherten Kalibrierdaten und den Daten der Sensoren 25, 27 korrigiert und als korrigiertes Messsignal an das Auswertungsgerat 3 weiterleitet.

Claims

P aten ansprüche
1. Messvorrichtung, umfassend einen austauschbaren Sensor mit einem dauerhaft angeschlossenen Signalkabel und einem kabelendseitigen Anschlussstecker zur Übertragung eines Sensorsignals, einen nichtflüchtigen elektronischen Datenspeicher mit sensorspezifischen Kalibrierdaten und ein Auswertungsgerat mit einer Anschlussbuchse zum Anschluss des Signalkabels, wobei in dem Auswertungsgerat eine Auswertung des Sensorsignals unter Verwendung der Kalibrierdaten vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (9) in einem separaten Speichergehäuse (10) dauerhaft eingeschlossen ist, dass das Speichergehäuse (10) mittels eines Befestigungselementes (11) untrennbar an dem Signalkabel (5) oder dem kabelendseitigen Anschlussstecker (6) befestigbar ist, und dass der Datenspeicher (9) zur Übertragung der Kalibrierdaten über einen separaten Datenübertragungskanal (12) mit dem Auswertungsgerat (3) verbindbar ist.
2. Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichergehäuse (10) und der separate Datenübertragungskanal (12) mittels des Befestigungselementes (11) beabstandet an dem Signalkabel (5) oder dem kabelendseitigen Anschlussstecker (6) befestigbar sind.
3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der austauschbare Sensor (2) als pH-Elektrode (4) ausgebildet ist, deren Kalibrierdaten in einem zeitlich vorgelagerten Kalibriervorgang durch eine Messung in mindestens einer Referenzflüssigkeit ermittelbar und in dem zugeordneten Datenspeicher (9) abspeicherbar sind.
4. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich messtechnische Kenndaten des Sensors (2) auf dem Datenspeicher (9) abgespeichert sind.
5. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) als ein den Datenspeicher (9) umschließender Aufnahmeraum des Befestigungselementes (11) ausgebildet ist.
6. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (11) als dauerhaft verschließbarer Halteclip (16) mit mindestens einer Rastnase und einer zugeordneten Rastvertiefung ausgebildet ist.
7. Messvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltclip (16) einteilig mit dem Speichergehäuse (10) verbunden ist.
8. Messvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil des Befestigungselementes mit einem ersten Teil des Speichergehäuses (10) derart über ein Rnickscharnier (17) mit einem zweiten Teil des Befestigungselementes (11) und einem zweiten Teil des Speichergehäuses (10) verbunden ist, dass durch ein Zusammenschwenken beider Teile diese dauerhaft miteinander verschließbar sind.
9. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenübertragungskanal (12) als Kabelverbindung (13) ausgebildet ist, die ein dauerhaft mit dem Datenspeicher (9) verbundenes Speicherkabel (14) mit einem endseitigen Kabelstecker (15) und eine an dem Auswertungsgerat (3) angeordnete Steckerbuchse umfasst.
10. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenübertragungskanal (12) als drahtlose Verbindung (18) ausgebildet ist, die einen in dem Speichergehäuse (10) angeordneten dauerhaft mit dem Datenspeicher (9) verbundenen Transponder (19) mit einem Sende-/Empfangsteil und einer Sekundärantenne (20) und eine an dem Auswertungsgerat (3) angeordnete Primärantenne (21) umfasst.
11. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) ein optisches Ausgangssignal abgibt und dass das Signalkabel (5) als ein optische Signale übertragender Lichtleiter ausgebildet ist.
12. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalkabel (5) und / oder der Datenspeicher (9) eine elektromagnetische Abschirmung aufweist.
13. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Sensors (2) und auf dem Speichergehäuse (10) jeweils ein identischer lesbarer Identifikationscode angeordnet ist.
14. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (9) in Abhängigkeit von einem Sensorsignal mindestens eines weiteren Sensors (25, 27) auslesbar ist.
15. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (9) über eine Signalstrecke mit mindestens einem weiteren Sensor (25, 27) verbindbar ist.
16. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der austauschbare erste Sensor eine pH-Elektrode (4) und der weitere Sensor als ein Temperatur- (25) und / oder ein Leitwertsensor (27) ausgebildet ist.
17. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Datenspeicher (9) zum Auswertungsgerat (3) hin ein Mikroprozessor (23) nachgeordnet ist, der in Abhängigkeit von den Signalen der weiteren Sensoren (25, 27) den Datenspeicher (9) ausliest.
18. Messvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Milcroprozessor (23) die aus dem Datenspeicher (9) ausgelesenen Daten an das
Auswertungsgerat (3) weiterleitet.
19. Messvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsignal von dem Mikroprozessor (23) in Abhängigkeit von den Kalibrierdaten und den Daten der weiteren Sensoren (25, 27) korrigierbar und als korrigiertes Messsignal an das Auswertungsgerat (3) weiterleitbar ist.
20. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (23) in dem Befestigungselement (11 ") angeordnet ist.
21. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (23) in einem Adapterstecker (28) angeordnet ist.
22. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Sensor (25, 27) über einen mit dem Befestigungselement (11'") verbindbaren Adapterstecker mit dem Datenspeicher und / oder Mikroprozessor verbmdbar ist.
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