[发明专利]确定和/或监视介质的至少一个过程变量的方法、相应的电化学传感器和相应的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用电化学传感器确定和/或监视介质的至少一个过程变量的方法、一种相应的电化学传感器和一种相应的系统。 

背景技术

很多的传感器被利用来监视介质的性质。因此，例如在分布式网络中监视水质特别是饮用水的情形中，以下参数中的至少一个受到监视：温度；流量例如流率；压力；pH值；氧化还原电势；氧、铵、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐和氯含量；全局参数，特别是化学和/或生物化学需氧量；传导率；和（被溶解的）有机成分，特别是总（被溶解的）碳和浊度。在这种情形中，能够使用所谓的多参数传感器。多参数传感器是能够（同时地）测量多于一个过程变量的传感器。 

在本发明意义上的分布式网络应该被理解为包括（管）线、筒仓、罐、容器、水网或者燃气管网。 

理想地，传感器在至少一年的较长时期中进行测量而不要求维护和校准。当然，在这个时期中，测量应该是准确的。 

用于测量pH值、氧化还原电势、氧和氯的传感器主要地利用电化学方法，特别地电势测定和电流测定方法。将在这里参考电势测定传感器解释本发明所涉及的问题。然而，本发明不限于电势测定传感器，而是一般地涉及用于在电化学测量系统中使用的传感器。进而一个选项在于将本发明的思想应用于非电化学传感器。 

电势测定传感器具有至少一个测量电极和参比电极，在它们之间电势差得以确定。电势差在这种情形中依赖于正在测量的物质的活性或者浓度；在pH测量的情形中，例如依赖于氢离子H⁺的活性，该活性在稀释溶液的pH测量的情形中本质上对应于质子浓度。 

除了包括被分开地引入介质中的测量电极和参比电极的系统，特别地在pH测量领域中，在一个探头中组合测量电极和参比电极的、所谓的单杆测量链也是已知的。这些探头通常包括两个同心地布置的管子，其中低电阻参比半电池被布置在外部管子中，并且同时地用于屏蔽高电阻pH半电池。除了所描述的实施例，在厚膜或者薄膜技术中仍然存在其它形式的电化学传感器的实施例。 

在所有的情形中，电极中的至少一个浸入在经由液体接界与介质电解接触的电解质中。通常，在具有通常为3摩尔的、限定的氯离子活性的电解质中使用银/氯化银电极。 

特别地参比电极的电解质经由液体接界随着时间耗尽。这导致在测量值中的连续漂移，并且测量变得不准确。因为电解质耗尽，测量值每天漂移例如0.1–0.2mV。还能够形成同样影响测量的扰动扩散和泳动电势。 

发明内容

本发明的一个目的因此在于使得能够耐久地可靠和正确地测量与分布式网络有关的参数。 

利用一种方法实现了该目的，该方法利用包括至少第一参比半电池和第二参比半电池的至少一个电化学传感器执行并且包括如下方法步骤： 

-关于第一参比半电池以第一测量周期t_1，meas和第一测量间隔t_1，int测量第一电测量变量X_1，cont， 

–关于第二参比半电池以第二测量周期t_2，meas和第二测量间隔t_2，int测量至少第二电测量变量X_{2，discont，}

其中第二测量间隔t_2，int大于第一测量间隔t_1，int，

–根据至少一个电测量变量X_1，cont或者X_2，discont确定至少一个过程变量。 

特别地有利的是，该方法提供第一电测量变量X_1，cont和与其独立的第二电测量变量X_2，discont的测量。因此，第二测量间隔t_2，int能够选择为大于第一测量间隔t_1，int。能够根据至少一个电测量变量X_1，cont或者X_2，discont确定过程变量。在不损失一般性的情况下，第一测量间隔t_1，int能够例如选择为等于第一测量周期t_1，meas（即连续测量），并且第二测量间隔t_2，int能够被设为每日测量。第二电测量变量X_2，discont能够被用于评估第一电测量变量X_1，cont的测量的质量。随后，能够采取相应的措施；例如，重新校准、调整、调节、更换、重新填充等。 

在有利的实施例中，差分电测量变量X_diff得以记录，即