Intelligente Digitale Sensoren - ein perfektes Konzept zur Messung von Standardparametern in Labor und Feld

Die Welt der WTW-IDS-Sensoren

Die digitale Verarbeitung von Messsignalen im Sensor gewinnt immer mehr an Bedeutung ¿ auch bei der Messung der Standardparameter pH, Leifähigkeit und gelöster Sauerstoff. Gerade hier bietet die digitale Technik für den Anwender einzigartige Vorteile.

Dr. Klaus Reithmayer, Produktmanagement, WTW GmbH


Die Klippen herkömmlicher Messtechnik

Wer nur einen einzigen Parameter in einfachen Anwendungen zu messen hat, wie zum Beispiel den pH-Wert in der Wareneingangskontrolle eines Lebensmittelbetriebes, ist mit konventioneller Messtechnik in der Regel hervorragend bedient. Messgerät und Sensor bleiben in der Regel permanent miteinander verbunden. Ein Wechsel erfolgt nur, wenn der Sensor defekt oder am Ende seiner Lebens- dauer ist.

Anders sieht es jedoch aus, wenn weitere Faktoren hinzukommen, die über eine einfache Routinemessung hinausgehen. Dazu zählt die Messung weiterer Parameter, Anwendungen in der Feldmessung oder die Dokumentation in der Qualitätssicherung. Hier stößt die konventionelle Messtechnik oftmals an ihre Grenzen.

Das WTW-IDS-Konzept

Das IDS-Konzept zur Messung von pH, Redoxpotential, Leitfähigkeit und gelösten Sauerstoff bietet unübertroffene Vorteile:

Als Sensoren dienen zum Teil schon seit Jahrzehnten bewährte WTW-Sensoren. Die Messsignale werden aber im Sensor verarbeitet und in störsichere Digitalsignale umgewandelt. Beim Anstecken an das Messgerät identifizieren sich die Sensoren automatisch mit Seriennummer, Bezeichnung und arbeiten mit den im Sensor gespeicherten Kalibrierdaten. Ein zusätzlicher Vorteil: Durch die Möglichkeit zur Unterscheidung baugleicher Sensoren anhand der Seriennummer lassen sich elektronisch erfasste und gespeicherte Messergebnisse mühelos zuordnen und dokumentieren. Bei IDS-pH-Elektroden erlaubt die einzigartige QSC-Funktion die Anzeige der Sensorqualität.

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Vorteile des IDS-Systems in der Feldmessung

Wer den Arbeitsalltag von Probenehmern im Gewässerbereich kennt, weiß, dass sie zur Abdeckung ihrer Messaufgaben eine Vielzahl von Sensoren mit sich führen. Das bedeutet bei konventionellen Systemen Probleme in zweierlei Hinsicht: Einmal wird mit jedem Sensorwechsel eine Kalibrierung des Sensors notwendig, da Kalibrierdaten nur in den Geräten abgelegt und nur in der Kombination Gerät-Sensor verfügbar sind.

Zum zweiten unterliegt bei Parametern wie pH und Redoxpotential die Messung des Signals Einschränkungen, da diese Elektroden sehr kleine, störanfällige elektrische Spannungen liefern, die sich nur über wenige Meter lange Leitungen sicher messen lassen. Im Freiland liegen aber Messorte oft an schwer zugänglichen Plätzen, oder aber es interessieren in Gewässern auch Tiefenprofilaufnahmen. Hier hilft das IDS-Konzept zum einen durch die sicher gespeicherte Kalibrierung, zum anderen durch die digitale Datenübermittlung.

Zur Datenerfassung dienen die robusten und wasserdichte (IP67) Taschengeräte der MultiLine®-Serie mit bis zu 3 unabhängigen Messkanälen. Neue, spezielle, druckbeständige Sensoren mit Steckköpfen und hochfeste Kabel mit wasserdichten und zugbeständigen Steckern in Längen zwischen 1,5 und 100 m erlauben die Verwendung von IDS-Sensoren auch in besonderen Anwendungen.

Als Novum gibt es in der IDS-Familie zwei digitale Multiparameter-Tiefensonden mit eingebautem Drucksensor. Damit lassen sich entweder ein beliebiger Parameter (im Fall der Einparametersonde MPP 910 IDS) oder drei Parametern (bei der MPP 930 IDS) bestimmen, dazu noch die Tiefe bis 100 m und Temperatur.

IDS im Labor

Zwei Dinge beschäftigen Laboranten: Dokumentationspflichten und der tägliche Ärger bei der Messung von Standardparametern: Kalibrierstatus der Elektroden, falsch eingestellte Zellkonstanten, versteckte Seriennummern – lästige und zeitraubende Dinge, die die Abläufe im Labor hemmen und auch Fehler verursachen. Manchmal kommt auch noch eine dritte Sache hinzu: die Bestimmung selten benötigter Parameter, die die Anschaffung eigener, oft teurer Messsysteme nach sich zieht.

Auch die WTW-Labormessgeräte basieren auf dem IDS-Konzept. Für die digitale Messung der Standardparameter gibt es das kostengünstige inoLab® Multi 9310 IDS mit einem digitalen Messkanal, d.h. es ermöglicht die Messung eines Parameters . Es ist ein Universalgerät für pH-, Redox-, Leitfähigkeits- und Sauerstoffmessung und dank seiner Dokumentationseigenschaften ein Muss für jedes Qualitätssicherungslabor: Eine zeitgemäße Mini-USB-B-Schnittstelle und ein optional integrierter Drucker ermöglicht flexible Datenübergabe nach unterschiedlichen Kundenbedürfnissen.

Die Mehrparameter-Laborgeräte inoLab® Multi 9420 und 9430 IDS mit zwei bzw. drei universellen Eingängen können mühelos in ihrer Funktionalität erweitert werden. Diese Geräte verfügen beide über ein großes, glasgeschütztes Farb-Display sowie – einzigartig in ihrer Klasse – über eine antibakteriell ausgerüstete Tastatur gegen Keimverschleppung in sensiblen Anwendungen.

Bei Auslieferung sind die Geräte für die Messung der Standardparameter pH, Redox, Leitfähigkeit und gelöster Sauerstoff konzipiert. Auch wenn der Sensor die eigentliche Messung übernimmt, stellt das Gerät bestimmte Routinen bereit. Aufgrund ihrer Hardwareplattform ist es möglich, die Firmware durch Spezialvarianten zu ergänzen. Damit können auch Anwendungen wie ISE-Messung durchgeführt werden.

Betrieb spezieller Elektroden an IDS-Geräten

Die wichtigsten Sensoren in der Elektrochemie sind die für pH-Wert, Redoxpotential und für die ionenselektive Messung. Auch an IDS-Geräten können solche konventionellen Sensoren für Spezialanwendungen angeschlossen werden. Dazu gibt es für das inoLab® Multi 9310 IDS ein Adapterkabel für pH- und Redoxelektroden mit S7-Steckkopf. Beim inoLab® Multi 9420 IDS oder inoLab® Multi 9430 IDS kann anstelle eines digitalen Sensoreingangs ein Modul montiert werden, das den Betrieb von pH-Elektroden mit DIN oder BNC-Stecker und Temperaturfühler erlaubt. Selbstverständlich können hier auch Redox- oder ionenselektive Elektroden benutzt werden.

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