Patent DE-102015016742-B4 (DE)
Title: Verfahren zur Überprüfung der Reagierfähigkeit eines elektrischen und/oder elektronischen Sensors
Inventor: SCHARRER GERALD
IPC: G01N27/403
Filed: 2015-12-24
Granted: 2018-11-29
Abstract: Verfahren zur Überprüfung der Reagierfähigkeit eines elektrischen und/oder elektronischen Sensors für gasförmige und/oder flüssige Medien, zur Ermittlung chemischer oder physikalischer Größen, nach einer das Ansprechverhalten des Sensors bezüglich des zu messenden Mediums beeinträchtigenden Versottung oder Belegung der Sensoroberfläche durch Prozessmedium oder darin enthaltene Bestandteile, wobei der Sensor bei der Überprüfung im Rahmen einer Testroutine mit einem Vergleichsmedium beaufschlagt und ein Vergleichs-Sensorwert erfasst wird und dazu der Sensor aus einem Prozessmodus in die Testroutine umgeschaltet wird und dabei das Vergleichsmedium zum Sensor geführt wird und wobei bezogen auf das Vergleichsmedium Sensormesswertreihen erfasst und abgespeichert werden und die mit zeitlichem Abstand nacheinander erfassten und abgespeicherten Sensormesswertreihen bezogen auf das Vergleichsmedium miteinander verglichen werden und daraus eine Aussage über den Zustand des Sensors aus der Veränderung und zeitlichen Entwicklung von zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgezeichneten Sensormesswertreihen bezogen auf das Vergleichsmedium abgeleitet wird, wobei
 - im Verlauf der ersten Inbetriebnahme des Sensors zur Erstellung einer Basiskurve für diesen Sensor, manuell oder automatisch, in einer festgelegten Reihenfolge von Verfahrensphasen, nacheinander mindestens ein Vergleichsmedium, als nächstes ein Reinigungsmedium und zum Schluss noch ein Vergleichsmedium, welches zur Nachkontrolle dient, zugeführt wird;
 - Anhaftungen, Schmutz, Beläge und andere Verunreinigungen und Rückstande am Sensor mit nur einem Reinigungszyklus und mit so wenig Reinigungsmedium wie möglich entfernt werden;
 - ein optimaler Zeitpunkt der Reinigung, in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung sowie unter Einbezug eines festgelegten, zulässigen Toleranzbereichs festgelegt wird;
 - bei jeder Zuführung eines definierten Mediums in einer Verfahrensphase jeweils eine zugehörige Sensormesswertreihe als Basiskurve erfasst und gespeichert wird und somit die Basiseigenschaften wie Ansprech- und Reaktionsverhalten, Stabilität und Messgenauigkeit für einen Sensor im Neuzustand oder nachjustierten Zustand abgebildet werden;
 - bei jeder folgenden Sensorüberprüfung diese Kurven als Sollwertvorgabe und somit Basis sichtbar hinterlegt, und mit den aktuellen Ist-Zustandswerten dieses Sensors als neue Kurvendarstellung zusätzlich zur bestehenden Basiskurve mit aufgezeichnet werden, so dass hierbei optisch ein abweichendes Sensorverhalten sofort erkennbar ist;
 - jeder Sensor zusammen mit seiner Sensor-Identifikationsnummer, entsprechend seines Ansprechverhaltens und der jeweilig durchgeführten Verfahrensphasen, seinen eigenen kompletten Basiskurvenverlauf erhält;
 - weiterhin alle aufgenommenen Sensormesswerte vom Neu- und jeweiligen Ist-Zustand des Sensors abgespeichert und miteinander verglichen und Abweichungen zwischen diesen Messwerten ebenso gespeichert werden, wobei diese Abweichungen dann mit zulässigen Toleranzvorgaben verglichen und bewertet werden;
 - der Anwender den gewünschten Sensor-Messbereich auswählt;
 - der Anwender zu den Verfahrensphasen eine Nachprüfphase als Sensormesswertreihe bestimmt;
 - der Anwender die jeweils zu den Verfahrensphasen zugeführten Medien für die Spül-, Überprüfungs-, Reinigungs- und Nachprüfphase als jeweilige Sensormesswertreihe bestimmt; 
 - der Anwender zu den jeweiligen Sensormesswertreihen der Verfahrensphasen die jeweils zugehörigen und somit einzuhaltenden Toleranzgrenzen oder Toleranzbänder festlegt;
 - die maximal zulässige Messwert-Toleranz, entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Prozess- und Laborbedingung oder gesetzlichen Vorschriften, entweder als Messwert-Toleranzgrenze oder als Toleranzband zu jeder Verfahrensphase frei zugeordnet werden kann;
 - der Anwender die jeweils zu den Verfahrensphasen zugehörigen Verfahrensschritte bestimmt;
 - der Anwender festlegt, ob die Durchführung der Verfahrensphasen manuell für den Einsatz in der Laborumgebung erfolgen soll;
 - die Zuführung der Medien bei den einzelnen Verfahrensphasen jeweils manuell oder automatisch erfolgt;
 - die Medien der Reihe nach zu den jeweiligen Verfahrensphasen zur Erstellung der benötigten Sensormesswertreihen vom System angefordert werden;
 - die erstellten Sensormesswertreihen als sensorspezifische Basiskurvenverläufe erstellt und gespeichert werden;
 - die Erstellung einer neuen Basiskurve bei jedem neuen Sensor, jeder neuen Sensor-Identifikationsnummer, jeder Nachjustierung des Sensors, sowie beim Wechsel des Referenz-, Vergleichs- und Reinigungsmedium erfolgt;
 - die Überprüfung des Sensors nach jedem Laboreinzelversuch oder nach jeder Laborversuchsreihe erfolgt;
 - der Anwender unter Beachtung der technischen Daten des Sensors und dessen Messbereiche und unter Berücksichtigung der zugehörigen Herstellerangaben eine wechselnde Justierung oder eine Mehrpunktjustierung festlegt; 
 - das System automatisch prüft, ob für den Sensor und dessen Sensor-Identifikationsnummer mehrere Basiskurven mit unterschiedlichen Kalibrier-Justierbereiche vorliegen, wobei der Anwender in diesem Fall die möglichen Messbereiche zur Auswahl erhält;
 - nach der vom Anwender getroffenen Auswahl das System prüft, welcher Basiskurvenbereich zuletzt verwendet wurde;
 - wenn die Auswahl nicht dem zuletzt verwendeten Basiskurvenbereich entspricht und das System somit feststellt, dass kein Kalibrier-Justierungsbereich für den Sensor vorliegt, dieses automatisch einen neuen Kalibrier-Justiervorgang anfordert;
 - alle gespeicherten und dem jeweiligen Sensor und der Sensor-Identifikationsnummer zugeordneten Basiskurvenverläufe als Vergleichsgrundlage für jeden weiteren, nachfolgenden Sensor-Überprüfungsvorgang und Sensor-Kalibriervorgang dienen;
 - nach einer Neujustierung die Überprüfung unter Berücksichtigung der betreffenden Sensor-Identifikationsnummer und der zugehörigen Basiskurve, für diesen Messbereich erfolgt;
 - während der Durchführung eines nachfolgenden Sensor-Überprüfungsvorgangs und Sensor-Kalibriervorgangs, in zeitlichen Abständen manuell oder automatisch, in einer festgelegten Reihenfolge von Verfahrensphasen, die gleichen in der Basiskurve verwendeten und fest definierten Vergleichs-, Referenz- und Reinigungsmedien dem Sensor zugeführt werden;
 - wenn alle Toleranzgrenzen eingehalten werden, der Sensor für die Anwendung freigegeben wird;
 - eine jeweilige Protokollierung für jeden Messbereich getrennt erfolgt und der jeweiligen Sensor-Identifikationsnummer und deren Basiskurven zugeordnet ist; 
 - bei automatischen Probenwechselsystemen im Laborbereich mit einer wechselnden Justierung, der Kalibrier- Justiervorgang vollkommen automatisch durchgeführt wird;
 - das Reinigungsmedium als Referenzmedium verwendbar ist und hierzu eine automatische Überprüfung des Reinigungsmediums entsprechend seiner zugehörigen Reinigungsmedium-Ident-Nummer, auf Zugehörigkeit der Sensor-Identifikationsnummer mit der zugehörigen Basiskurvenaufzeichnung erfolgt;
 - zur Beseitigung von stark anhaftenden Schmutzfilmen während der Spül- oder der Reinigungsphase dem gewählten Medium zusätzlich Luft- oder Gas zugeführt wird, sodass an der zu reinigenden Stelle des Sensors eine leichte Verwirbelung entsteht;
 - das System automatisch und vorausschauend den optimalen Zeitpunkt der nächsten Sensorüberprüfung ermittelt und alle zur Verwendung kommenden Sensoren unter Berücksichtigung ihrer zugehörigen Sensor-Identifikationsnummer in einer Sensorverwaltung führt.