DE102024116077A1

DE102024116077A1 - System zum Reinigen und Kalibrieren eines Sensors in einer Wechselarmatur sowie Verfahren zum Reinigen und Kalibrieren eines Sensors in einer Wechselarmatur

Info

Publication number: DE102024116077A1
Application number: DE102024116077.2A
Authority: DE
Inventors: Daniel Schweitzer; Roberto Michael Benites Rodriguez; Julius Ranghieri; Joao José Leal Sarmento; Pradeep Adusumilli
Original assignee: Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority date: 2024-06-10
Filing date: 2024-06-10
Publication date: 2025-12-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zum Reinigen und/oder Kalibrieren von Sensoren in Wechselarmaturen, umfassend:
- eine erste Wechselarmatur (10) mit einem ersten Wechselarmatureingang (11) und einem ersten Wechselarmaturausgang (12), wobei die erste Wechselarmatur (10) zwischen einer Messposition und einer Wartungsposition bewegbar ist,
- eine zweite Wechselarmatur (110) mit einem zweiten Wechselarmatureingang (111) und einem zweiten Wechselarmaturausgang (112), wobei die zweite Wechselarmatur (110) zwischen einer Messposition und einer Wartungsposition bewegbar ist,
- einen ersten Sensor (13), der in der ersten Wechselarmatur (10) angeordnet ist,
- einen zweiten Sensor (113), der in der zweiten Wechselarmatur (110) angeordnet ist,
- ein Reinigungsmittelreservoir (50) mit einem Reinigungsmittel (51) und einer Reinigungsmittelpumpe (52),
- ein Primärkalibrationsmittelreservoir (60) mit einem Primärkalibrationsmittel (61) und einer Primärkalibrationsmittelpumpe (62),
- einen ersten Spülblock (20) mit mindestens einem ersten Reinigungsmitteleingang (23), einem ersten Primärkalibrationsmitteleingang (24) und einem ersten Spülblockausgang (26).

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Reinigen und/oder Kalibrieren eines Sensors in einer Wechselarmatur sowie ein Verfahren zum Reinigen und/oder Kalibrieren eines Sensors in einer Wechselarmatur.
In der Analysemesstechnik, insbesondere im Bereich der Wasserwirtschaft, der Umweltanalytik, im industriellen Bereich, z.B. in der Lebensmitteltechnik, der Biotechnologie und der Pharmazie, sowie für verschiedenste Laboranwendungen sind Messgrößen wie der pH-Wert, die Leitfähigkeit, oder auch die Konzentration von Analyten, wie beispielsweise Ionen oder gelösten Gasen oder Salze in einem gasförmigen oder flüssigen Messmedium von großer Bedeutung. Diese Messgrößen können beispielsweise mittels elektrochemischer Sensoren erfasst und/oder überwacht werden, wie zum Beispiel optische, potentiometrische, amperometrische, voltammetrische oder coulometrische Sensoren, oder auch Leitfähigkeitssensoren.
Damit die Sensoren immer eine maximale Messgenauigkeit aufweisen ist es notwendig, in regelmäßigen Abständen den Sensor zu kalibrieren und zu reinigen. In der Prozessindustrie werden dafür oftmals sogenannte Wechselarmaturen verwendet, welche erlauben, den Sensor aus einem Messmedium in eine vom Messmedium getrennte Kammer herauszufahren und den Sensor zu reinigen und zu kalibrieren, ohne den Prozess zu unterbrechen.
Die zur Reinigung und Kalibration verwendeten Mittel sind jedoch teuer und müssen nach dem Gebrauch entsorgt werden. Aus diesem Grund sollte möglichst wenig Reiniger und Kalibrationsmittel verbraucht werden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein System bereitzustellen, welche eine möglichst sparsame Verwendung von Reinigungsmittel und Kalibrationsmittel ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein System zum Reinigen und/oder Kalibrieren von Sensoren in Wechselarmaturen gemäß Anspruch 1.
Das erfindungsgemäße System, umfasst:

- eine erste Wechselarmatur mit einem ersten Wechselarmatureingang und einem ersten Wechselarmaturausgang, wobei die erste Wechselarmatur zwischen einer Messposition und einer Wartungsposition bewegbar ist,
- eine zweite Wechselarmatur mit einem zweiten Wechselarmatureingang und einem zweiten Wechselarmaturausgang, wobei die zweite Wechselarmatur zwischen einer Messposition und einer Wartungsposition bewegbar ist,
- einen ersten Sensor, der in der ersten Wechselarmatur angeordnet ist,
- einen zweiten Sensor, der in der zweiten Wechselarmatur angeordnet ist,
- ein Reinigungsmittelreservoir mit einem Reinigungsmittel und einer Reinigungsmittelpumpe,
- ein Primärkalibrationsmittelreservoir mit einem Primärkalibrationsmittel und einer Primärkalibrationsmittelpumpe,
- einen ersten Spülblock mit mindestens einem ersten Reinigungsmitteleingang, einem ersten Primärkalibrationsmitteleingang und einem ersten Spülblockausgang,

- einen zweiten Spülblock mit mindestens einem zweiten Reinigungsmitteleingang, einem zweiten Primärkalibrationsmitteleingang und einem zweiten Spülblockausgang,

- eine Steuereinheit, die mit dem ersten Reinigungsmittelventil und dem ersten Primärkalibrationsmittelventil verbunden ist, so dass diese jeweils zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position schaltbar sind,

Anhand des erfindungsgemäßen Systems wird ermöglicht, dass anhand dem Reinigungsmittelventil, dem Primärkalibrationsmittelventil und dem Sekundärkalibrationsmittelventil ein Zurückfließen an Reinigungsmittel bzw. Kalibrationsmittel von dem Spülblock zu dem Reinigungsmittelreservoir bzw. dem Kalibrationsmittelreservoir vermieden wird. Ebenso wird unterbunden, dass z.B. Luft in eine Verbindungsleitung zwischen Reservoir und Spülblock eindringt. Dank den verwendeten Ventilen wird also verhindert, dass die Versorgungsleitungen beim Reinigen und/oder Kalibrieren erst neu befüllt werden müssen. Somit wird die Präzision der verwendeten Volumina an Reinigungsmittel und Kalibrationsmittel maximiert. Durch die Verwendung der Kalibration- und Reinigungsmittelventile können eine Vielzahl von Spülblöcken verwendet werden, wodurch jede Wechselarmatur an einen Spülblock angeschlossen werden kann. Dadurch ist es nicht notwendig Ventile zwischen Spülblock und Wechselarmaturen zu verwenden. Das System ermöglicht es auch, dass mehrere Wechselarmaturen von nur einer gemeinsamen Steuereinheit ansteuerbar sind. Die Verwendung eines Spülblocks pro Wechselarmatur verringert die Leitungslänge zwischen Spülblock pro Wechselarmatur im Vergleich zu einer Einbausituation, bei welcher Umschaltventile zwischen Spülblock und Wechselarmatur notwendig sind. Diese verringerte Leitungslänge reduziert das Innenvolumen der Verbindungsleitung und somit den Verbrauch an Medien. Folglich wird auch der Wartungsaufwand minimiert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das System des Weiteren eine Druckluftquelle, eine Wasserquelle und ein Sekundärkalibrationsmittelreservoir mit einem Sekundärkalibrationsmittel und einer Sekundärkalibrationsmittelpumpe auf, wobei die Sekundärkalibrationsmittelpumpe mit der Steuereinheit verbunden ist, wobei der erste Spülblock des Weiteren einen mit der Druckluftquelle verbundenen ersten Drucklufteingang aufweist, wobei ein erstes Druckluftventil fluidtechnisch zwischen der Druckluftquelle und dem ersten Drucklufteingang angeordnet und mit der Steuereinheit verbunden ist,
wobei der erste Spülblock des Weiteren einen mit der Wasserquelle verbundenen ersten Wassereingang aufweist, wobei ein erstes Wasserventil fluidtechnisch zwischen der Wasserquelle und dem ersten Wassereingang angeordnet und mit der Steuereinheit verbunden ist,
wobei der erste Spülblock des Weiteren einen mit dem
Sekundärkalibrationsmittelreservoir verbundenen ersten
Sekundärkalibrationsmitteleingang aufweist, wobei ein erstes
Sekundärkalibrationsmittelventil fluidtechnisch zwischen dem
Sekundärkalibrationsmittelreservoir und dem ersten
Sekundärkalibrationsmitteleingang angeordnet und mit der Steuereinheit verbunden ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der zweite Spülblock des Weiteren einen mit der Druckluftquelle verbundenen zweiten Drucklufteingang auf, wobei ein zweites Druckluftventil fluidtechnisch zwischen der Druckluftquelle und dem zweiten Drucklufteingang angeordnet und mit der Steuereinheit verbunden ist,
wobei der zweite Spülblock des Weiteren einen mit der Wasserquelle verbundenen zweiten Wassereingang aufweist, wobei ein zweites Wasserventil fluidtechnisch zwischen der Wasserquelle und dem zweiten Wassereingang angeordnet und mit der Steuereinheit verbunden ist,
wobei der zweite Spülblock des Weiteren einen mit dem
Sekundärkalibrationsmittelreservoir verbundenen zweiten
Sekundärkalibrationsmitteleingang aufweist, wobei ein zweites Sekundärkalibrationsmittelventil fluidtechnisch zwischen dem
Sekundärkalibrationsmittelreservoir und dem zweiten
Sekundärkalibrationsmitteleingang angeordnet und mit der Steuereinheit verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das System des Weiteren ein Abfallreservoir auf, welches mit dem ersten Wechselarmaturausgang verbunden ist.
Die oben genannte Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch ein Verfahren zum Reinigen und/oder Kalibrieren von Sensoren in Wechselarmaturen gemäß dem Anspruch 6.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst:

- Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Systems,
- Bewegen der ersten Wechselarmatur in die Wartungsposition,
- Bewegen der zweiten Wechselarmatur in die Wartungsposition
- Reinigen und/oder Kalibrieren des ersten Sensors in der ersten Wechselarmatur,

- Reinigen und/oder Kalibrieren des zweiten Sensors in der zweiten Wechselarmatur,

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird beim Kalibrieren des ersten Sensors nach dem Einstellen des Nullpunkts das erste Primärkalibrationsmittelventil geschlossen, das erste Sekundärkalibrationsmittelventil geöffnet und das zweite Sekundärkalibrationsmittelventil geschlossen,
und die Sekundärkalibrationsmittelpumpe wird aktiviert, so dass Sekundärkalibrationsmittel durch die erste Wechselarmatur geleitet wird, und der erste Sensor einen Sekundärkalibrationsmesswert ermittelt und eine Steigung des ersten Sensors basierend auf dem Primärkalibrationsmesswert und dem Sekundärkalibrationsmesswert eingestellt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird beim Kalibrieren des zweiten Sensors nach dem Einstellen des Nullpunkts das zweite
Primärkalibrationsmittelventil geschlossen, das zweite
Sekundärkalibrationsmittelventil geöffnet und das erste
Sekundärkalibrationsmittelventil geschlossen,
und die Sekundärkalibrationsmittelpumpe wird aktiviert, so dass Sekundärkalibrationsmittel durch die zweite Wechselarmatur geleitet wird, und der zweite Sensor einen Sekundärkalibrationsmesswert ermittelt und eine Steigung des zweiten Sensors basierend auf dem Primärkalibrationsmesswert und dem Sekundärkalibrationsmesswert eingestellt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird vor und/oder nach dem Kalibrieren des ersten Sensors das erste Druckluftventil oder das erste Wasserventil geöffnet und das erstes Reinigungsmittelventil und das erste Primärkalibrationsmittelventil geschlossen, so dass der erste Spülblock sowie die erste Wechselarmatur von Luft oder Wasser durchströmt wird.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen:

- 1: ein erfindungsgemäßes System mit drei Wechselarmaturen und drei Spülblöcken.

1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 1 zum Reinigen und/oder Kalibrieren von Sensoren 13, 113, 213 in jeweils einer Wechselarmatur 10, 110, 210. Auch wenn in 1 drei Wechselarmaturen gezeigt werden, wird der Einfachheit halber nachfolgend zuerst eine Ausführung mit mindestens zwei Wechselarmaturen beschrieben.
Das System 1 umfasst mindestens eine erste Wechselarmatur 10, eine zweite Wechselarmatur 110, einen ersten Sensor 13, einen zweiten Sensor 113, ein Reinigungsmittelreservoir 50, ein Primärkalibrationsmittelreservoir 60, einen ersten Spülblock 20, einen zweiten Spülblock 120 und eine Steuereinheit 40.
Gemäß einer Ausführungsform weist das System 1 des Weiteren eine Druckluftquelle 2, eine Wasserquelle 3 und ein Sekundärkalibrationsmittelreservoir 70 auf. Wie schon Eingangs erwähnt, kann das System 1 selbstverständlich beliebig viele Wechselarmaturen und Spülblöcke aufweisen. Jeder Wechselarmatur ist ein Spülblock zugeordnet. Alle nachfolgenden Ausführungen zur ersten Wechselarmatur 10, zum ersten Spülblock 20 und zu Ventilen gelten ebenso für alle weiteren möglichen Wechselarmaturen, Spülblöcke und Ventile. Die Bezugszeichen zu den weiteren Wechselarmaturen, Spülblöcke oder Ventile unterscheiden sich deswegen lediglich durch eine vorangestellte Zahl.
Die erste Wechselarmatur 10 weist einen ersten Wechselarmatureingang 11 und einen ersten Wechselarmaturausgang 12 auf. In der ersten Wechselarmatur 10 ist der erste Sensor 13 angebracht. Der erste Sensor 13 ist beispielsweise ein pH-Sensor oder ein anderer kalibrierbarer Sensor. Die erste Wechselarmatur 10 lässt sich durch die Steuereinheit 40 ansteuern, so dass die erste Wechselarmatur 10 in eine Messposition oder in eine Wartungsposition bewegt wird. Alternativ hierzu lässt sich die erste Wechselarmatur 10 manuell in die Messposition oder die Wartungsposition bewegen. In der Messposition ist der erste Sensor 13 bereit zur Messung eines Messmediums in einem Prozessbehälter 4. In der Wartungsposition ist der erste Sensor 13 vom Messmedium des Prozessbehälters 4 isoliert, um gereinigt und/oder kalibriert zu werden. Die erste Wechselarmatur 10 lässt sich beispielsweise über eine hydraulische, pneumatische oder elektrische Ansteuerung zwischen der Messposition und der Wartungsposition bewegen. Die erste Wechselarmatur 10 weist die zur dessen Bewegung notwendigen Stellglieder oder Anschlüsse auf (nicht dargestellt). Wie oben schon angedeutet, sind die zweite Wechselarmatur 110, eine optionale dritte Wechselarmatur 210 und alle weiteren Wechselarmaturen aufbautechnisch und funktionstechnisch identisch zur ersten Wechselarmatur 10. Der erste Wechselarmaturausgang 12 ist zum Beispiel mit einem Abfluss oder Abfallreservoir (nicht dargestellt) verbunden, um beispielsweise Reinigungsmittel, Kalibrationsmittel oder andere Flüssigkeiten zu sammeln.
Der erste Spülblock 20 weist einen ersten Reinigungsmitteleingang 23, einen ersten Primärkalibrationsmitteleingang 24 und einen ersten Spülblockausgang 26 auf. Der Spülblockausgang 26 ist mit dem Wechselarmatureingang 11 verbunden.
Ein Wasserventil 30 ist dem Wassereingang 21 fluidtechnisch vorgeschaltet. Ein Druckluftventil 31 ist dem Drucklufteingang 22 fluidtechnisch vorgeschaltet. Ein Reinigungsmittelventil 32 ist dem Reinigungsmitteleingang 23 fluidtechnisch vorgeschaltet. Ein Primärkalibrationsmittelventil 33 ist dem Primärkalibrationsmitteleingang 24 fluidtechnisch vorgeschaltet. Ein Sekundärkalibrationsmittelventil 34 ist dem Sekundärkalibrationsmitteleingang 25 fluidtechnisch vorgeschaltet.
Optional weist der erste Spülblock 20 einen ersten Sekundärkalibrationsmitteleingang 25 einen ersten Wassereingang 21 und einen ersten Drucklufteingang 22 auf. Wie oben schon angedeutet, sind der zweite Spülblock 120, ein optionaler dritter Spülblock 220 und alle weiteren Spülblöcke identisch zum ersten Spülblock 20.
Der Reinigungsmitteleingang 23 ist an das Reinigungsmittelreservoir 50 mit einem Reinigungsmittel 51 und einer Reinigungsmittelpumpe 52 angeschlossen. Der erste Kalibrationsmitteleingang 24 ist an das Primärkalibrationsmittelreservoir 60 mit einem ersten Kalibrationsmittel 61 und einer Primärkalibrationsmittelpumpe 62 angeschlossen.
Vorzugsweise sind die Pumpen als Membranpumpen oder Peristaltikpumpen ausgeführt. Selbstverständlich ist es auch denkbar die Pumpen an anderen Positionen innerhalb des Fluidkreislaufes anzuordnen. Jede Pumpe ist mit der Steuereinheit 40 verbunden, um die Pumpleistung zu regeln.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform ist jeweils ein Rückschlagventil zwischen dem Reinigungsmittelreservoir 50 und dem ersten Reinigungsmitteleingang 23, dem Primärkalibrationsmittelreservoir 60 und dem ersten Primärkalibrationsmitteleingang 24, dem Sekundärkalibrationsmittelreservoir 70 und dem ersten Sekundärkalibrationsmitteleingang 25 angeordnet, so dass kein Reinigungsmittel 51 bzw. Primärkalibrationsmittel 61 bzw. Sekundärkalibrationsmittel 71 von dem ersten Spülblock 20 (oder den anderen Spülböcken) zurück in die Reservoirs laufen kann.
Das Reinigungsmittel 51 ist vorzugsweise ein Lösungsmittel, Zitronensäure, eine Säure oder Lauge, ein Seifenmittel, ein destilliertes Wasser oder ein keimfreies Wasser. Selbstverständlich ist es auch möglich, andere Säuren oder reinigende Fluide zu verwenden.
Der Drucklufteingang 22 ist an die Druckluftquelle 2 angeschlossen. Die Druckluftquelle 2 liefert vorzugsweise einen Luftdruck von 4-6 bar. Selbstverständlich können auch andere Gase als Luft verwendet werden. Der Wassereingang 21 ist an die Wasserquelle 3 angeschlossen. Die Wasserquelle 3 liefert vorzugsweise einen Wasserdruck von 2-5 bar. In einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform ist die Druckluftquelle 2 ein von der Steuereinheit 40 gesteuerter Kompressor und die Wasserquelle 3 ein Wasserreservoir mit einer von der Steuereinheit 40 gesteuerten Wasserpumpe.
Der Sekundärkalibrationsmitteleingang 25 ist an das Sekundärkalibrationsmittelreservoir 70 mit einem Sekundärkalibrationsmittel 71 und einer Sekundärkalibrationsmittelpumpe 72 angeschlossen.
Insbesondere, wenn der Sensor 13 ein pH-Sensor ist, wird als Primärkalibrationsmittel 61 ein erster pH-Puffer, beispielsweise mit einem pH-Wert von 7, und als Sekundärkalibrationsmittel 71 ein vom ersten pH-Puffer verschiedener zweiter pH-Puffer, beispielsweise mit einem pH-Wert von 4, verwendet. Die Verwendung von zwei verschiedenen Kalibrationsmitteln ermöglicht eine sogenannte Zwei-Punkt-Kalibration des Sensors 13. Wird beispielsweise nur eines der beiden Kalibrationsmittel verwendet, so ist selbstredend nur eine sogenannte Ein-Punkt-Kalibration möglich.
Die Steuereinheit 40 ist dazu geeignet, das Wasserventil 30, das Druckluftventil 31, das Reinigungsmittelventil 32, das erste Primärkalibrationsmittelventil 33 und das erste Sekundärkalibrationsmittelventil 34 zu steuern, so dass diese jeweils zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position geschaltet werden. Zu diesem Zweck ist die Steuereinheit 40 mit den Ventilen jeweils verbunden. Die Steuereinheit 40 ist mit der Reinigungsmittelpumpe 52 und der Primärkalibrationsmittelpumpe 62 verbunden, um diese zu steuern. Wenn das System 1 eine Sekundärkalibrationsmittelpumpe 72 aufweist, ist die Steuereinheit 40 selbstverständlich auch mit dieser verbunden. Der besseren Übersicht halber wurden die Verbindungen zwischen der Steuereinheit 40 und den Ventilen, welche dem zweiten Spülblock 120 sowie dem dritten Spülblock 220 zuzuordnen sind, nicht eingezeichnet. Die Steuereinheit 40 ist selbstverständlich mit allen Ventilen zu Steuerungszwecken verbunden.
Nachfolgend wird auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Reinigen und/oder Kalibrieren von Sensoren in Wechselarmaturen eingegangen.
Das Verfahren umfasst das Bereitstellen des oben beschriebenen Systems 1.
Als nächstes erfolgt ein Bewegen der ersten Wechselarmatur 10 und der zweiten Wechselarmatur 110 jeweils in die Wartungsposition. Hierzu wird von der Steuereinheit 40 ein Signal an die erste Wechselarmatur 10 und die zweite Wechselarmatur 110 gesendet, so dass diese von einer Messposition in die Wartungsposition wechselt. Wie oben ausgeführt, ist das Signal zum Beispiel ein pneumatisches, hydraulisches oder elektrisches Signal. Selbstverständlich ist es alternativ auch möglich, wie oben ausgeführt, dass die erste Wechselarmatur 10 manuell in die Wartungsposition bewegt wird. Gleichwohl ist es alternativ natürlich auch möglich, dass vorerst nur die erste Wechselarmatur 10 oder zweite Wechselarmatur 110 in die Wartungsposition gefahren wird, während die jeweils andere Wechselarmatur in der Messposition verbleibt.
Dann erfolgt ein Reinigen und/oder Kalibrieren des ersten Sensors 13. Wurde der erste Sensor 13 beispielsweise in einem Medium verwendet, durch welches dieser nicht verschmutzt wurde, so ist direkt eine Kalibration des Sensors möglich. In anderen Fällen erfolgt vor der Kalibration eine Reinigung des Sensors.
Beim Reinigen des ersten Sensors 13 wird anhand von Steuersignalen von der Steuereinheit 40 das erste Reinigungsmittelventil 32 geöffnet, das zweite Reinigungsmittelventil 132 geschlossen sowie die Reinigungsmittelpumpe 52 aktiviert, so dass Reinigungsmittel 51 durch die erste Wechselarmatur 10 geleitet wird.
Beim Kalibrieren des ersten Sensors 13 wird anhand von Steuersignalen von der Steuereinheit 40 das erste Primärkalibrationsmittelventil 33 geöffnet, das zweite Primärkalibrationsmittelventil 133 geschlossen sowie die Primärkalibrationsmittelpumpe 62 aktiviert, so dass Primärkalibrationsmittel 61 durch die erste Wechselarmatur 10 geleitet wird. Der erste Sensor 13 ermittelt dann in Kontakt mit dem Primärkalibrationsmittel 61 einen Primärkalibrationsmesswert. Wie der für diese Patentanmeldung gültige Begriff „Primärkalibrationsmesswert“ hinweist, wird hier ein Messwert verstanden, welcher unter Verwendung eines Kalibrationsmediums, und zwar des Primärkalibrationsmittels 61, vom ersten Sensor 13 gemessen wurde. Die Steuereinheit 40 stellt dann einen Nullpunkt des ersten Sensors 13 auf den Primärkalibrationsmesswert ein (sogenannte Ein-Punkt-Kalibration).
Beim Kalibrieren wird die erste Wechselarmatur 10 mit dem Primärkalibrationsmittel 61 gespült oder gefüllt. Beim Füllen wird die erste Wechselarmatur 10 mit dem Primärkalibrationsmittel 61 gefüllt, so dass der zu kalibrierende Sensor 13 mit dem Primärkalibrationsmittel 61 in Kontakt steht. Je nach verwendetem Sensor kann es vorteilhaft sein, wenn der Sensor unter einer vorbestimmten Anströmgeschwindigkeit kalibriert wird. In diesem Fall wird die entsprechende Pumpe 62, 72 auf eine vorbestimmte Pumpleistung eingestellt, so dass der Sensor durch das Kalibrationsmittel mit einer bestimmten Anströmgeschwindigkeit angeströmt wird.
Die identischen Schritte erfolgen dann für den zweiten Sensor 113 und alle weiteren Sensoren, falls das System 1 weitere Sensoren aufweist.
Gemäß der in 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform weist das System 1 des Weiteren ein Sekundärkalibrationsmittel 71 auf. In diesem Fall ist eine sogenannte oben erwähnte Zweipunktkalibration möglich. Hierfür wird nach dem Einstellen des Nullpunkts des ersten Sensors 13 das erste Primärkalibrationsmittelventil 33 geschlossen, das erste Sekundärkalibrationsmittelventil 34 geöffnet und das zweite Sekundärkalibrationsmittelventil 134 geschlossen und die Sekundärkalibrationsmittelpumpe 72 aktiviert, so dass Sekundärkalibrationsmittel 71 durch die erste Wechselarmatur 10 geleitet wird.
Der erste Sensor 13 ermittelt dann in Kontakt mit dem Sekundärkalibrationsmittel 71 einen Sekundärkalibrationsmesswert. Die Steuereinheit 40 stellt dann eine Steigung des ersten Sensors 13 basierend auf dem Primärkalibrationsmesswert und dem Sekundärkalibrationsmesswert ein.
Die identischen Schritte erfolgen dann für den zweiten Sensor 113 und alle weiteren Sensoren, falls das System 1 weitere Sensoren aufweist.
Wenn das System 1, wie oben beschrieben, in der Ausführungsform vorliegt, bei welcher eine Druckluftquelle 2 und eine Wasserquelle 3 vorhanden sind, so wird vorzugsweise vor und/oder nach dem Kalibrieren des ersten Sensors 13 das erste Druckluftventil 31 und/oder das erste Wasserventil 30 geöffnet und das erstes Reinigungsmittelventil 32 und das erste Primärkalibrationsmittelventil 33 geschlossen, so dass der erste Spülblock 20 sowie die erste Wechselarmatur 10 von Luft und/oder Wasser durchströmt werden. Wird Luft und Wasser verwendet, erfolgt dies vorzugsweise sequenziell, also zum Beispiel zuerst eine Reinigung mit Wasser, dann eine Reinigung mit Luft. Die Reinigung mit Luft wird vorzugsweise nach der Reinigung mit Wasser durchgeführt, so dass die Wechselarmatur getrocknet wird. Eine Reinigung durch Luft ermöglicht, dass etwaige Flüssigkeitsrückstände aus der Wechselarmatur ausgetragen werden, bevor diese in die Messposition gefahren wird.
Diese Reinigung durch Druckluft und/oder Wasser kann selbstverständlich beliebig oft vor und nach den oben beschriebenen Reinigungs- und Kalibrationsschritten erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die oben beschriebenen Ventile durch ein gemeinsames Signal von der Steuereinheit 40 angesteuert, um die Komplexität der Steuerung zu verringern. Um zu verhindern, dass Medium durch einen geöffneten Kanal zurückfliest, werden bei dieser Ausführungsform vorzugsweise Rückschlagventile zwischen Reservoir und Spülblock verwendet.
Alle obigen Ausführungen gelten entsprechend für die Reinigung und/oder Kalibration des zweiten Sensors 113, des dritten Sensors 213 und alle weiteren Sensoren in der jeweiligen Wechselarmatur 110, 210.
Bezugszeichenliste

1: System
2: Druckluftquelle
3: Wasserquelle
4: Prozessbehälter
10: erste Wechselarmatur
11: erster Wechselarmatureingang
12: erster Wechselarmaturausgang
13: erster Sensor
20: erster Spülblock
21: erster Wassereingang
22: erster Drucklufteingang
23: erster Reinigungsmitteleingang
24: erster Primärkalibrationsmitteleingang
25: erster Sekundärkalibrationsmitteleingang
26: erster Spülblockausgang
30: erstes Wasserventil
31: erstes Druckluftventil
32: erstes Reinigungsmittelventil
33: erstes Primärkalibrationsmittelventil
34: erstes Sekundärkalibrationsmittelventil
40: Steuereinheit
50: Reinigungsmittelreservoir
51: Reinigungsmittel
52: Reinigungsmittelpumpe
60: Primärkalibrationsmittelreservoir
61: Primärkalibrationsmittel
62: Primärkalibrationsmittelpumpe
70: Sekundärkalibrationsmittelreservoir
71: Sekundärkalibrationsmittel
72: Sekundärkalibrationsmittelpumpe
110: zweite Wechselarmatur
111: zweiter Wechselarmatureingang
112: zweiter Wechselarmaturausgang
113: zweiter Sensor
120: zweiter Spülblock
121: zweiter Wassereingang
122: zweiter Drucklufteingang
123: zweiter Reinigungsmitteleingang
124: zweiter Primärkalibrationsmitteleingang
125: zweiter Sekundärkalibrationsmitteleingang
126: zweiter Spülblockausgang
130: zweites Wasserventil
131: zweites Druckluftventil
132: zweites Reinigungsmittelventil
133: zweites Primärkalibrationsmittelventil
134: zweites Sekundärkalibrationsmittelventil
210: dritte Wechselarmatur
211: dritter Wechselarmatureingang
212: dritter Wechselarmaturausgang
213: dritter Sensor
220: dritter Spülblock
221: dritter Wassereingang
222: dritter Drucklufteingang
223: dritter Reinigungsmitteleingang
224: dritter Primärkalibrationsmitteleingang
225: dritter Sekundärkalibrationsmitteleingang
226: dritter Spülblockausgang
230: drittes Wasserventil
231: drittes Druckluftventil
232: drittes Reinigungsmittelventil
233: drittes Primärkalibrationsmittelventil
234: drittes Sekundärkalibrationsmittelventil

Claims

System (1) zum Reinigen und/oder Kalibrieren von Sensoren in Wechselarmaturen, umfassend: - eine erste Wechselarmatur (10) mit einem ersten Wechselarmatureingang (11) und einem ersten Wechselarmaturausgang (12), wobei die erste Wechselarmatur (10) zwischen einer Messposition und einer Wartungsposition bewegbar ist, - eine zweite Wechselarmatur (110) mit einem zweiten Wechselarmatureingang (111) und einem zweiten Wechselarmaturausgang (112), wobei die zweite Wechselarmatur (110) zwischen einer Messposition und einer Wartungsposition bewegbar ist, - einen ersten Sensor (13), der in der ersten Wechselarmatur (10) angeordnet ist, - einen zweiten Sensor (113), der in der zweiten Wechselarmatur (110) angeordnet ist, - ein Reinigungsmittelreservoir (50) mit einem Reinigungsmittel (51) und einer Reinigungsmittelpumpe (52), - ein Primärkalibrationsmittelreservoir (60) mit einem Primärkalibrationsmittel (61) und einer Primärkalibrationsmittelpumpe (62), - einen ersten Spülblock (20) mit mindestens einem ersten Reinigungsmitteleingang (23), einem ersten Primärkalibrationsmitteleingang (24) und einem ersten Spülblockausgang (26), wobei der erster Reinigungsmitteleingang (23) mit dem Reinigungsmittelreservoir (50) verbunden ist, wobei ein erstes Reinigungsmittelventil (32) fluidtechnisch zwischen dem ersten Reinigungsmitteleingang (23) und dem Reinigungsmittelreservoir (50) angeordnet ist, wobei der erster Primärkalibrationsmitteleingang (24) mit dem Primärkalibrationsmittelreservoir (60) verbunden ist, wobei ein erstes Primärkalibrationsmittelventil (33) fluidtechnisch zwischen dem ersten Primärkalibrationsmitteleingang (24) und dem Primärkalibrationsmittelreservoir (60) angeordnet ist, wobei der erste Spülblockausgang (26) mit dem ersten Wechselarmatureingang (11) verbunden ist, - einen zweiten Spülblock (120) mit mindestens einem zweiten Reinigungsmitteleingang (123), einem zweiten Primärkalibrationsmitteleingang (124) und einem zweiten Spülblockausgang (126), wobei der zweite Reinigungsmitteleingang (123) mit dem Reinigungsmittelreservoir (50) verbunden ist, wobei ein zweites Reinigungsmittelventil (132) fluidtechnisch zwischen dem ersten Reinigungsmitteleingang (123) und dem Reinigungsmittelreservoir (50) angeordnet ist, wobei der zweite Primärkalibrationsmitteleingang (124) mit dem Primärkalibrationsmittelreservoir (60) verbunden ist, wobei ein zweites Primärkalibrationsmittelventil (133) fluidtechnisch zwischen dem zweiten Primärkalibrationsmitteleingang (124) und dem Primärkalibrationsmittelreservoir (60) angeordnet ist, wobei der zweite Spülblockausgang (126) mit dem zweiten Wechselarmatureingang (111) verbunden ist, - eine Steuereinheit (40), die mit dem ersten Reinigungsmittelventil (32) und dem ersten Primärkalibrationsmittelventil (33) verbunden ist, so dass diese jeweils zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position schaltbar sind, wobei die Steuereinheit (40) mit der Reinigungsmittelpumpe (52) und der Primärkalibrationsmittelpumpe (62) verbunden ist, um diese zu steuern, wobei die Steuereinheit (40) mit der ersten Wechselarmatur (10) und der zweiten Wechselarmatur (110) verbunden ist, so dass diese jeweils zwischen einer Messposition und einer Wartungsposition schaltbar sind.
System (1) gemäß Anspruch 1, wobei das System (1) des Weiteren eine Druckluftquelle (2), eine Wasserquelle (3) und ein Sekundärkalibrationsmittelreservoir (70) mit einem Sekundärkalibrationsmittel (71) und einer Sekundärkalibrationsmittelpumpe (72) aufweist, wobei die Sekundärkalibrationsmittelpumpe (72) mit der Steuereinheit (40) verbunden ist, wobei der erste Spülblock (20) des Weiteren einen mit der Druckluftquelle (2) verbundenen ersten Drucklufteingang (22) aufweist, wobei ein erstes Druckluftventil (31) fluidtechnisch zwischen der Druckluftquelle (2) und dem ersten Drucklufteingang (22) angeordnet und mit der Steuereinheit (40) verbunden ist, wobei der erste Spülblock (20) des Weiteren einen mit der Wasserquelle (3) verbundenen ersten Wassereingang (21) aufweist, wobei ein erstes Wasserventil (30) fluidtechnisch zwischen der Wasserquelle (3) und dem ersten Wassereingang (21) angeordnet und mit der Steuereinheit (40) verbunden ist, wobei der erste Spülblock (20) des Weiteren einen mit dem Sekundärkalibrationsmittelreservoir (70) verbundenen ersten Sekundärkalibrationsmitteleingang (25) aufweist, wobei ein erstes Sekundärkalibrationsmittelventil (34) fluidtechnisch zwischen dem Sekundärkalibrationsmittelreservoir (70) und dem ersten Sekundärkalibrationsmitteleingang (25) angeordnet und mit der Steuereinheit (40) verbunden ist.
System (1) gemäß Anspruch 2, wobei der zweite Spülblock (120) des Weiteren einen mit der Druckluftquelle (2) verbundenen zweiten Drucklufteingang (122) aufweist, wobei ein zweites Druckluftventil (131) fluidtechnisch zwischen der Druckluftquelle (2) und dem zweiten Drucklufteingang (122) angeordnet und mit der Steuereinheit (40) verbunden ist, wobei der zweite Spülblock (120) des Weiteren einen mit der Wasserquelle (3) verbundenen zweiten Wassereingang (121) aufweist, wobei ein zweites Wasserventil (130) fluidtechnisch zwischen der Wasserquelle (3) und dem zweiten Wassereingang (121) angeordnet und mit der Steuereinheit (40) verbunden ist, wobei der zweite Spülblock (120) des Weiteren einen mit dem Sekundärkalibrationsmittelreservoir (70) verbundenen zweiten Sekundärkalibrationsmitteleingang (125) aufweist, wobei ein zweites Sekundärkalibrationsmittelventil (134) fluidtechnisch zwischen dem Sekundärkalibrationsmittelreservoir (70) und dem zweiten Sekundärkalibrationsmitteleingang (125) angeordnet und mit der Steuereinheit (40) verbunden ist.
System (1) gemäß einer der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System (1) des Weiteren ein Abfallreservoir aufweist, welches mit dem ersten Wechselarmaturausgang (12) verbunden ist.
System (1) gemäß einer der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein pH-Sensor in der Wechselarmatur (10) angeordnet ist, und das Primärkalibrationsmittel (61) ein erster pH-Puffer und das Sekundärkalibrationsmittel (71) ein vom ersten pH-Puffer verschiedener zweiter pH-Puffer ist, so dass eine Zweipunkt-Kalibration durchführbar ist.
Verfahren zum Reinigen und/oder Kalibrieren von Sensoren in Wechselarmaturen, umfassend: - Bereitstellen eines Systems (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, - Bewegen der ersten Wechselarmatur (10) in die Wartungsposition, - Bewegen der zweiten Wechselarmatur (110) in die Wartungsposition, - Reinigen und/oder Kalibrieren des ersten Sensors (13) in der ersten Wechselarmatur (10), ◯ wobei beim Reinigen des ersten Sensors (13) das erste Reinigungsmittelventil (32) geöffnet und die Reinigungsmittelpumpe (52) aktiviert wird, so dass Reinigungsmittel (51) durch die erste Wechselarmatur (10) geleitet wird, ◯ wobei beim Kalibrieren des ersten Sensors (13) das erste Primärkalibrationsmittelventil (33) geöffnet und die Primärkalibrationsmittelpumpe (62) aktiviert wird, so dass Primärkalibrationsmittel (61) durch die erste Wechselarmatur (10) geleitet wird, und der erste Sensor (13) einen Primärkalibrationsmesswert ermittelt und einen Nullpunkt des ersten Sensors (13) auf den Primärkalibrationsmesswert eingestellt wird, - Reinigen und/oder Kalibrieren des zweiten Sensors (113) in der zweiten Wechselarmatur (110), o wobei beim Reinigen des zweiten Sensors (113) das zweite Reinigungsmittelventil (132) geöffnet und die Reinigungsmittelpumpe (52) aktiviert wird, so dass Reinigungsmittel (51) durch die zweite Wechselarmatur (110) geleitet wird, wobei beim Kalibrieren des zweiten Sensors (113) das zweite Primärkalibrationsmittelventil (133) geöffnet und die Primärkalibrationsmittelpumpe (62) aktiviert wird, so dass Primärkalibrationsmittel (61) durch die zweite Wechselarmatur (110) geleitet wird, und der zweite Sensor (113) einen Primärkalibrationsmesswert ermittelt und einen Nullpunkt des zweiten Sensors (113) basierend auf dem Primärkalibrationsmesswert eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei beim Kalibrieren des ersten Sensors (13) nach dem Einstellen des Nullpunkts das erste Primärkalibrationsmittelventil (33) geschlossen, das erste Sekundärkalibrationsmittelventil (34) geöffnet und das zweite Sekundärkalibrationsmittelventil (134) geschlossen wird, und die Sekundärkalibrationsmittelpumpe (72) aktiviert wird, so dass Sekundärkalibrationsmittel (71) durch die erste Wechselarmatur (10) geleitet wird, und der erste Sensor (13) einen Sekundärkalibrationsmesswert ermittelt und eine Steigung des ersten Sensors (13) basierend auf dem Primärkalibrationsmesswert und dem Sekundärkalibrationsmesswert eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei beim Kalibrieren des zweiten Sensors (113) nach dem Einstellen des Nullpunkts das zweite Primärkalibrationsmittelventil (133) geschlossen, das zweite Sekundärkalibrationsmittelventil (134) geöffnet und das erste Sekundärkalibrationsmittelventil (34) geschlossen wird, und die Sekundärkalibrationsmittelpumpe (72) aktiviert wird, so dass Sekundärkalibrationsmittel (71) durch die zweite Wechselarmatur (110) geleitet wird, und der zweite Sensor (113) einen Sekundärkalibrationsmesswert ermittelt und eine Steigung des zweiten Sensors (113) basierend auf dem Primärkalibrationsmesswert und dem Sekundärkalibrationsmesswert eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor und/oder nach dem Kalibrieren des ersten Sensors (13) das erste Druckluftventil (31) oder das erste Wasserventil (30) geöffnet und das erstes Reinigungsmittelventil (32) und das erste Primärkalibrationsmittelventil (33) geschlossen wird, so dass der erste Spülblock (20) sowie die erste Wechselarmatur (10) von Luft oder Wasser durchströmt wird.