用于氯传感器的消毒和功能监控的方法与流程

1.本发明涉及一种用于氯传感器的消毒和功能监控的方法，所述氯传感器优选在用于医疗或制药目的的水处理的范围内使用或是在用于医疗或制药目的的水处理的范围内使用的。


背景技术：

2.在医疗或制药领域中，在水处理(例如制造透析水、纯水、超纯水或ro水)的情况下使用氯传感器，借助于所述氯传感器应当保证，在水例如在透析的范围内输送给治疗机以对病人进行治疗之前，经处理的水是无氯的或是至少尽可能无氯的。通常，在输入水输送给水处理设施的净化过滤级(例如反渗透过滤级)之前，在此在预过滤单元中将氯从输入水中移除，因为净化过滤级的一些组成部分对特定的氯含量敏感地做出反应或由此甚至会受损。
3.与氯传感器的其他应用(例如在泳池中)不同，所述应用情况的特点在于，所使用的氯传感器始终仅报告不存在氯，因为氯在常规运行中已经借助于在氯传感器上游连接的过滤器，例如活性炭过滤器从水中移除。
4.因此，在通常情况下，这种氯传感器报告不存在氯。
5.这带来以下问题，由于在水中不存在氯，例如细菌可以在氯传感器处形成生物膜，由此损害水处理设施的卫生并且也损害传感器的功能性。因此，生物膜例如可以覆盖在传感器腔处的薄膜从而降低所述薄膜的可穿透性。这还可以减小传感器的灵敏性，提高反应时间——或在离子选择性测量的传感器的情况下——扭曲所测量的离子浓度。
6.此外，仅难于监控氯传感器的功能：如果这种传感器失去其测量能力(例如，因为要测量的介质在空间上没有到达传感器测量的地方)，在这种情况下出现的信号不会与正常运行不同。在这两种情况下，都测量到不存在氯。含氯的水或介质没有直接到达传感器的有效测量区的情况是后果严重的。但即使在传感器的不同类型的失效的情况下，也难以基于测量信号来确定失效。鉴于传感器在正常运行中发出与测量值“不含氯”相对应的信号，在传感器的测量能力失效时，同样可能会出现代表“不含氯”的测量值。换言之，由于通常情况下不存在氯，因此仅难于将在传感器的故障情况下出现的信号与可以正常工作的传感器的故意的“沉默”区分开。


技术实现要素：

7.因此，本发明基于如下目的，减少或甚至完全消除从现有技术中已知的问题。具体来说，本发明基于如下目的，尤其在使用在医疗/制药领域中的氯传感器的情况下，保证可靠的消毒和/或功能监控。
8.所述目的通过根据独立权利要求的方法来实现。从属权利要求涉及本发明的有利的改进方案。
9.本发明基于的基本构思是，向开始所描述的传感器有针对性地输送含氯的溶液，
以便弥补在测量溶液或水中不存在氯的缺点。
10.本发明的一个方面涉及一种用于氯传感器的消毒的方法，所述氯传感器优选在用于医疗或制药目的的水处理的范围内使用，所述方法具有以下步骤：
[0011]-提供含氯的初始溶液，所述初始溶液与测量溶液分开设置，氯传感器检测所述测量溶液的氯含量；
[0012]-将含氯的初始溶液稀释至期望的程度，
[0013]-将稀释的含氯的初始溶液输送给氯传感器。
[0014]
优选地，稀释的含氯的初始溶液在适当的停留时长或暴露时长之内留在氯传感器中/处。由此，在暴露时长期间，氯传感器暴露于稀释的含氯的初始溶液的氯含量。暴露时长可以在几秒和数分钟之间变化。
[0015]
优选地，暴露时长在大约1分钟和大约10分钟之间，优选在2分钟和8分钟之间，尤其在3分钟和7分钟之间，特别在4分钟和6分钟之间。根据一个优选的实施方式，暴露时长为大约5分钟。
[0016]
较短的暴露时间也是可考虑的，例如可考虑在10秒和1分钟之间，例如大约30秒等的时长，同样可考虑较长的时长，例如10分钟至15分钟。
[0017]
通过设置可设定的和可预定的暴露时长，利用在传感器处连续施加的液体流将本方法与传统的方法进行区分。
[0018]
通过稀释步骤，可以将用于提供/储存含氯的初始溶液的储罐尽可能小地保持。
[0019]
此外，借助于稀释步骤可以灵活地设定最终用于消毒的溶液的浓度，从而例如匹配于传感器的、尤其还有对于识别最少量的氯优化的传感器的灵敏度。
[0020]
如果应当在氯传感器中以稀释的含氯的初始溶液的仅少量的停留时长尽可能快速地实施消毒，那么例如可以在稀释步骤中设定相对高的氯浓度。
[0021]
然而，如果另一方面重点是更温和的消毒，那么例如可以在稀释步骤中设定更强的稀释从而设定相对低的氯浓度。通过较强的稀释，可以特别有利地使与氯触碰的系统组件、例如纯水处理设施的损伤最小化。
[0022]
在实践中证实为有利的是，所述方法还包括以下步骤：
[0023]-将稀释的含氯的初始溶液从氯传感器移除，优选地通过优选用低氯的或无氯的液体冲洗氯传感器。
[0024]
所述步骤保证，将稀释的含氯的初始溶液在经过期望的暴露时长之后从氯传感器/从氯传感器中移除。
[0025]
通过将稀释的含氯的初始溶液在其在氯传感器处已经发挥其期望的作用之后从氯传感器/从氯传感器中移除，可以延长氯传感器的和氯传感器设备的可能其他组件的使用寿命。此外，可以特别有利地避免随后运输的介质由可能仍残留的氯污染。
[0026]
因为例如由公共企业提供的自来水的氯含量有时会局部地或地域性地有很大差异，所以根据地域，自来水也可以用作为含氯的初始溶液，所述初始溶液与测量溶液分开地对测量溶液附加地设置，氯传感器在常规运行中检测所述测量溶液的氯含量。
[0027]
自来水的氯含量可以已经由供应商，例如公共企业添加到自来水中。然而，替代地或附加地，氯也可以在本地，即优选在水处理设施本身的范围内或也在其附近，例如在诊所中输送给自来水。
[0028]
计量优选借助于氯配量设施进行。自来水中的氯的本地配量(例如以片剂的形式)可用于任意地适配调整自来水的氯含量。
[0029]
在这种情况下，测量溶液是由水处理设施优选为医疗或制药领域处理的水并且含氯的初始溶液是自来水，使得可有针对性地用于对传感器进行消毒。
[0030]
该变型方式提供以下优点，即不必设有用于含氯的初始溶液的储罐或类似的储存设备或提供设备。此外，所述变型方式提供以下优点，即根据本发明的方法无需可能昂贵的和/或有毒的附加的含氯的消耗剂(例如氯漂白剂、二氧化氯)或可从中获得含氯的液体的消耗剂(例如含氯化钠的盐水)就适合。由此能够降低成本，避免风险并且以特别有利的方式降低传感器设备、水制备设施和根据本发明的方法的复杂性。
[0031]
所述方法优选地以预定的时间间隔实施。时间间隔在此优选设定为，使得防止或至少抑制生物膜在氯传感器处再生长。例如，所述方法每24小时实施一次。替选地，也可以每12小时或每48小时、每4天或每周实施一次。
[0032]
此外，优选自动地周期性地以预定的时间间隔，自动地对氯传感器的特定的测量值或测量值范围响应地或对远程维护的指令响应地实施所述方法。远程维护在此可以包括本地远程维护的情况，即出自位于传感器和/或与其所属的水处理设施附近、例如位于诊所中的控制室的维护。
[0033]
氯传感器的消毒方法的自动化或自动实施在人员耗费最小化的情况下保证氯传感器的最佳功能。通过消毒方法的自动化还特别有利地保证其符合规则的执行。
[0034]
例如，与氯传感器相关联的水处理设施自动地或自主地，即没有人工干预地执行根据本发明的方法。
[0035]
替代地或附加地，当氯传感器的测量值降低到低于特定的极限值或运动到特定的范围中时，也可以执行所述方法，例如因为出现的生物膜逐渐降低传感器的灵敏度。
[0036]
所述方法的实施也可以经由远程维护来指示，例如通过将相应的控制数据传输至实施所述方法的设备。
[0037]
此外，已经证实为有利的是，所述方法的实施自动地在电子/数字日志中存档或记录，其中记录能够包括借助于远程连接的数据传输。数字日志可以本地地在传感器设备中、在附近数据环境中(例如在诊所的控制中心中)或远程地(例如在服务器上或在数据云中)记录。记录可以包括实施所述方法的时间点、时长以及所使用的溶液的浓度，以及其他数据。
[0038]
优选地，数字日志可以例如由服务技术人员远程访问。
[0039]
此外，本发明涉及一种用于氯传感器的功能监控的方法，所述方法优选在用于医疗或制药目的的水处理的范围内使用，所述方法具有以下步骤：
[0040]-提供含氯的初始溶液，所述初始溶液与测量溶液分开地设置，氯传感器检测所述测量溶液的氯含量；
[0041]-将含氯的初始溶液稀释至期望的程度；
[0042]-将稀释的含氯的初始溶液输送至氯传感器；以及
[0043]-借助于氯传感器确定稀释的含氯的初始溶液的氯含量。
[0044]
优选地，稀释的含氯的初始溶液在输送之后在合适的停留时间或暴露时间之内留在氯传感器中/处。因此，在暴露时长期间，氯传感器暴露于稀释的含氯的初始溶液的氯含
量。暴露时长可以在几秒钟和几分钟之间变化。
[0045]
优选地，暴露时长在大约1分钟和大约10分钟之间，优选在2分钟和8分钟之间，尤其在3分钟和7分钟之间，特别在4分钟和6分钟之间。根据一个优选的实施方式，暴露时长为大约5分钟。
[0046]
也可考虑更短的暴露时长，例如在10秒和1分钟之间，例如大约30秒等的时长，同样可考虑更长的时长，如例如10分钟到15分钟。
[0047]
稀释含氯的初始溶液的步骤提供已经在上文中概述的优点，即所使用的浓度灵活地匹配于特定的应用以及用于含氯的初始溶液的储罐的可能的尺寸减小。
[0048]
根据一个有利的实施方式，功能监控是进行氯传感器的调准(justierung)亦或补偿调整(abgleich)、适配调整(anpassung)或校准，和/或将借助于被监控的氯传感器确定的氯含量与其他传感器的测量值或与稀释的含氯的初始溶液的已知的氯含量进行比较。
[0049]
在借助功能监控方法进行氯传感器的补偿调整或校准的变型方式中，通过将被监控的氯传感器以其他传感器的测量值进行补偿调整或通过以已知的氯含量的液体进行补偿调整来进行补偿调整或校准。在此，氯传感器的评估单元的传感器斜度例如可以基于前述补偿调整实现或设定。
[0050]
在一个特别有利的改进方案中，其他氯传感器是其他氯测量设备的组成部分，所述其他氯测量设备为了校准与含氯的液体接触，并且在其组成部分是被监控的氯传感器的设备和其组成部分是其他氯传感器的设备之间存在数据通信。
[0051]
因为含氯的初始溶液可以任意地稀释，根据另一有利的实施方式可以经过多个不同的补偿调整点(在氯浓度不同的情况下)。
[0052]
例如，在方法的范围内，在第二补偿调整中，可以相对于第一补偿调整减小或提高氯熔液的浓度并且在时间方面检查传感器的反应，以便这样确定传感器的响应精度和时间。例如，可以规定最大的允许的反应时间并且可相应地评估传感器的测量结果，使得这同样得出关于传感器活动性或其总状态的结论。
[0053]
在传感器活动性减小或传感器的其他功能损伤的情况下，可能的是，传感器的反应速度降低从而在最大的允许的反应时间内由传感器输出的信号低于相应的正常值。
[0054]
在本发明的该实施方式中，含氯的初始溶液也可以是自来水，这取决于自来水的本地氯含量。还可以设想的是，替代地或附加地，氯在本地计量加入自来水。
[0055]
用于氯传感器的功能监控或校准的方法也优选自动地以预定的时间间隔、自动地对氯传感器的特定的测量值或测量值范围响应地或对经由远程维护的指令响应地实施。远程维护在此可以包括本地远程维护的情况，即出自位于传感器和/或其所属的水处理设施的周围、例如位于诊所中的控制室的维护。
[0056]
优选地，以预定的时间间隔实施所述方法。时间间隔在此优选设定为，使得防止或至少抑制生物膜在氯传感器处再生长。例如，所述方法每24小时实施一次。替选地，也可以每12小时或每48小时、每4天或每周实施一次。
[0057]
此外优选地，所述方法自动地周期性地以如上所述的预定的时间间隔，自动地对氯传感器的特定的测量值或测量值范围响应地或对经由远程维护的指令响应地实施。远程维护在此可以包括本地远程维护的情况，即出自位于传感器和/或其所属的水处理设施的周围、例如位于诊所中的控制室的维护。
[0058]
此外，所述方法的实施(时间点、时长、溶液等)和优选还有在方法的范围内确定的测量值自动地在日志中存档/记录，其中记录可以包括借助于远程连接的数据传输。数字日志可以本地地在传感器设备中、在附近数据环境中(例如在诊所的控制中心中)或远程地(例如在服务器上或在数据云中)记录。记录可以包括实施所述方法的时间点、时长以及所使用的溶液的浓度，以及其他数据。
[0059]
优选地，例如可以由服务技术人员远程访问数字日志。
[0060]
优选地，在本发明的范围内提到的氯传感器是在线测量的总氯传感器(也称为绝对氯传感器)。
[0061]
在根据本发明的方法的这种优选的实施方式中，要确定的氯含量应理解为总氯含量。总氯含量应与游离氯的含量严格区分。用于游离氯的传感器比总氯传感器明显更简单地、更便宜地且更广泛地构造。
[0062]
然而，对于许多医疗或药理学应用对不含氯的要求无法借助于用于游离氯的传感器进行验证：应遵循的测量值通常涉及总氯含量。在此，可以特别有利地使用用于总氯传感器的所有根据本发明的方法的变型方式。
[0063]
在线测量的传感器在此应理解为，传感器耦合到设备的、例如水处理设施的正在进行的运行中，并且例如在运行期间检测测量数据。此外，在线测量的传感器应理解为，传感器与其他数据处理设备连接，使得例如始终可以控制传感器或可以交换数据。
[0064]
原则上，本发明也不限于氯传感器，而是例如也可以用于对其他传感器进行消毒。
[0065]
本发明的另一方面涉及一种用于水处理设施的氯测量设备，其具有设立用于实施根据本发明的方法的氯传感器。
[0066]
氯测量设备具有执行根据本发明的方法所需的所有结构特征，例如用于输送不含氯的水以稀释含氯的初始溶液和/或用于冲洗传感器的管路、用于准备好含氯的初始溶液的储罐和可能的用于将数据传输到优选数字的/电子的日志的接口等等。氯测量设备可以具有一个或多个氯传感器，优选总氯传感器。
[0067]
优选地，这种氯测量设备具有单独的储罐和/或单独的管路，用于提供与含氯的测量溶液不同且与含氯的测量溶液分开的含氯的初始溶液，并且用于将所述溶液输送至氯传感器。换言之，这种设备优选地具有用于将测量溶液输送至传感器的管路和用于输送稀释的含氯的溶液以对传感器进行消毒和/或调准的单独的管路。
[0068]
本发明的另一方面涉及一种具有至少一个这样的氯测量设备和水处理设施的系统。所述系统可以具有用于将数据传输到优选数字的/电子的日志的接口。
[0069]
氯测量设备可以是水处理设施的集成的组成部分，或可以固定地与水处理设施一起安装。替选地，氯测量设备也可以模块式地或与水处理设施可分开地设计。
[0070]
所述系统也可以具有多个氯测量设备和/或多个氯传感器，以便尤其用于借助第二氯传感器调准亦或补偿调整氯传感器。
附图说明
[0071]
本发明的其他优点、特征和效果从在下文中参照附图对本发明的各个实施方式的描述中得出。在此示出：
[0072]
图1示意地示出用于传感器的消毒或用于氯传感器维护的方法的流程；和
[0073]
图2示意地示出用于传感器的功能监控的方法的流程。
[0074]
图3示出根据本发明的设备的示意图。
具体实施方式
[0075]
在图1中示出的方法中，首先清洁或用无氯的/低氯的水冲洗氯传感器的测量室和所属的管路。
[0076]
如果省去所述可选的步骤，这带来以下缺点，即可能仍残留的氯残余物不期望地改变所使用的溶液的浓度，由此会扭曲测量结果或传感器由于高的氯含量会损坏。
[0077]
在第二步骤中，提供含氯的初始溶液。具体来说，在本实例中从储存设备中抽吸盐水并且随后用水稀释。对盐水替选地，也可以使用含氯的液体，例如氯漂白剂、二氧化氯或类似液体。
[0078]
在稀释时，可以将由含氯的初始溶液和稀释溶液(例如水)构成的混合物可选地循环，以便有利地加速混合。
[0079]
随后，将稀释的盐水输送给氯传感器，尤其其测量室。随后，关闭相应的阀，以便将盐水在测量室中围住并且激活氯发生器，例如电解氯发生器(即电解设备)，以便产生游离的氯离子。以电解的方式提供活性氯的步骤可以对于含氯的液体，例如氯漂白剂、二氧化氯等省略，因为这些含氯的液体已经包含活性氯。当在此作为含氯的初始溶液使用这种具有活性氯的含氯的液体(例如氯漂白剂、二氧化氯等)时，不具有电解设备的设备还是可以特别有利地实施当前的功能监控方法和消毒方法。
[0080]
氯发生器在特定的产生时长之内运行以产生氯离子，时长例如可以在大约500ms至数分钟之间，例如为5分钟。
[0081]
氯发生器在此实例中产生浓度为大约1.5mg/l游离的氯离子的溶液。如在图1中的方法流程中在菱形中所示出的，氯发生器保持激活，直至经过预定的产生时长或实现预定的氯离子浓度。
[0082]
随后，包含游离的氯离子的溶液在特定的停留时长之内留在氯传感器中，所述停留时长对于氯传感器的消毒是必需的。
[0083]
根据包含游离的氯离子的溶液的浓度，停留时长可以在几秒直至数分钟或也直至30分钟之间变化。
[0084]
在经过用于消毒的停留时长之后，由含氯的溶液清洁或冲洗氯传感器，尤其测量室(只要存在)，以及所属的管路。
[0085]
通过将含氯的溶液从传感器移除，防止管路由于结晶析出而堵塞并且(例如由于减少的腐蚀)提高了氯传感器的使用寿命。
[0086]
图2示意地示出用于传感器的功能监控的方法的流程。
[0087]
如在图1中所示出的方法中，可选地首先清洁或冲洗氯传感器的测量室和所属的管路。
[0088]
如果所述步骤被略去，那么这带来以下缺点，即可能仍残留的氯残余物不期望地改变所使用的溶液的浓度，由此会歪曲测量结果或传感器由于高的氯含量会损坏。
[0089]
在第二步骤中，提供含氯的初始溶液。具体来说，在本实例中将盐水(nacl)从储存设备中抽吸并且随后用水稀释。对盐水替选地也可以使用含氯的液体，例如氯漂白剂、二氧
化氯或类似液体。
[0090]
在稀释时可以将由含氯的初始溶液和稀释溶液(例如水)构成的混合物可选地循环，以便有利地加速混合。
[0091]
随后，将稀释的盐水输送给氯传感器，尤其其测量室(只要存在)。随后，将相应的阀关闭，以便将盐水围在测量室中并且激活氯发生器，以便例如借助于电解产生游离的氯离子。如上文所描述，所述步骤在使用含氯的液体，例如氯漂白剂、二氧化氯或类似液体时是不需要的。
[0092]
氯发生器在特定的产生时长之内运行以产生氯离子，时长例如可以在大约500ms至数分钟之间。
[0093]
氯发生器在本实例中产生浓度为大约1.5mg/l游离的氯离子的溶液。
[0094]
如在图2中的方法流程中在菱形中所示出的，激活氯发生器，直至经过预定的产生时长或达到预定的氯离子浓度。
[0095]
然而，含氯的溶液在本实施方式中不仅输送给要进行监控的氯传感器，而且也输送给另外的氯传感器。所述氯传感器可以是其他类型的氯传感器，例如是光度传感器并且不必是在线测量的传感器。
[0096]
在一个变型方式中，氯发生器保持激活，直至要进行监控的氯传感器以及第二传感器已经确定测量值。在另一变型方式中，在要进行监控的传感器的测量之后，将产生的液体输送给第二传感器。
[0097]
用于校准氯传感器的时长，即直至将氯传感器的测量值与由另外的传感器提供的校准值进行比较的时长，可以为数分钟，例如为大约30分钟。
[0098]
随后，将两个测量值相互比较。通过所述补偿调整，将要监控的传感器校准，其方式为：确定传感器的当前的斜度并且相应地调准或调节要进行监控的氯传感器的斜度。
[0099]
随后，将含氯的溶液从氯传感器移除。通过将含氯的溶液从传感器移除，防止管路由于结晶析出而堵塞，并且提高了氯传感器的使用寿命。所述优点在上文中更详细一些地描述并且类似地适用。
[0100]
在根据本发明的方法的所述实施方式中，氯或氯离子的实际上使用的浓度是微小的。相同情况适用于所提供的氯的源。
[0101]
图3示出具有氯传感器1的根据本发明的氯测量设备的示意图。氯传感器1连接于用于输送测量溶液的管路2。氯传感器1此外连接于单独的管路3，借助于所述管路可以将稀释的含氯的初始溶液输送给传感器1。
[0102]
稀释的含氯的初始溶液可以通过与测量溶液相同的管路离开传感器1，然而也可以设有用于将稀释的含氯的初始溶液导出的附加的单独的管路(未示出)。
[0103]
稀释的含氯的初始溶液由在储罐4中提供的含氯的初始溶液制造。含氯的初始溶液可以是自来水，使得储罐不一定是必需的。
[0104]
对含氯的初始溶液借助于管路5添加稀释剂，例如水，以便将含氯的初始溶液任意地稀释。稀释可以在储罐6中进行，所述储罐此外可以用作为用于稀释的含氯的初始溶液的储存器。然而，这种储罐6是可选的。