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Title:
CALIBRATION REFERENCE ELEMENT FOR PH MEASURING DEVICES, CALIBRATION REFERENCE SYSTEM, HOLDER FOR A CALIBRATION REFERENCE ELEMENT, AND METHOD FOR THE CALIBRATION OF A PH MEASURING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/039683
Kind Code:
A1
Abstract:
A calibration reference element (10) for pH measuring devices comprises a reference fluid (17) with a defined pH value, and a tubular bag (1) that encloses the reference fluid. The tubular bag consists of a film that is closed along max. three closure edges (11, 12, 13). A calibration reference system comprises at least two calibration reference elements (10) of this type with reference fluids with different pH values. The holder (2) for a calibration reference element allows same to be mounted in such a way that the reference fluid is comfortably available for a calibration. Correspondingly, a calibration set comprises the holder and calibration reference elements (10) or a calibration reference system.

Inventors:
LÜTHI SILVAN (CH)
KURTH PATRICK (CH)
Application Number:
PCT/CH2022/050025
Publication Date:
March 23, 2023
Filing Date:
September 13, 2022
Export Citation:
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Assignee:
METTLER TOLEDO GMBH (CH)
International Classes:
B01L3/00; B01L9/00; G01N27/416; G01N33/00
Foreign References:
EP1265074A22002-12-11
EP1084963A22001-03-21
US5777202A1998-07-07
EP2669677A12013-12-04
Attorney, Agent or Firm:
METTLER-TOLEDO IP DEPARTMENT (CH)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE Kalibrations-Referenzelement (10) für pH-Messgeräte, umfassend eine Referenzflüssigkeit (17) mit einem definierten pH-Wert sowie einen Schlauchbeutel (1), wobei die Referenzflüssigkeit in dem Schlauchbeutel eingeschlossen ist, wobei der Schlauchbeutel aus einer Folie besteht und entlang einer oder mehrerer Verschlusskanten (11 , 12, 13) verschlossen ist, wobei die Anzahl der Verschlusskanten höchstens drei beträgt, und wobei der Schlauchbeutel wenigstens teilweise mit der Referenzflüssigkeit gefüllt ist. Kalibrations-Referenzelement gemäss dem vorstehenden Anspruch, wobei der Schlauchbeutel (1) nur teilweise mit der Referenzflüssigkeit (17) gefüllt ist und ein Restvolumen mit Luft oder Schutzgas gefüllt ist. Kalibrations-Referenzelement gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schlauchbeutel (1) an zwei gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils eine Verschlusskante (11 , 12) aufweist, wobei jede der Verschlusskanten eine Längserstreckung aufweist, welche quer zur Längserstreckung des Schlauchbeutels verläuft und jeweils durch eine Längskante (111 , 121) der stirnseitigen Verschlusskante begrenzt ist, wobei der Schlauchbeutel in Umfangsrichtung nahtlos ist oder eine Längs- Verschlusskante (13) aufweist, welche in Umfangsrichtung von den Längskanten der stirnseitigen Verschlusskanten versetzt ist oder in Umfangsrichtung von den benachbarten Längskanten (111 , 121) der stirnseitigen Verschlusskanten (11 , 12) weg gefalzt ist. Kalibrations-Referenzelement gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schlauchbeutel (1) aus einer Folie besteht welche wenigstens zwei Materiallagen aufweist, wobei eine auf der Innenseite des Schlauchbeutels liegende Lage aus einem ersten Werkstoff besteht und eine auf der Aussenseite des Schlauchbeutels liegende Lage aus einem zweiten Werkstoff besteht. Kalibrations-Referenzelement gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schlauchbeutel (1) aus einer Folie besteht welche wenigstens zwei Materiallagen aufweist, wobei zwischen einer auf der Innenseite des Schlauchbeutels liegenden Lage und einer auf der Aussenseite des Schlauchbeutels liegenden Lage eine Zwischenlage aus einer Metallfolie, insbesondere einer Aluminiumfolie, angeordnet ist. Kalibrations-Referenzsystem, umfassend wenigstens zwei Kalibrations- Referenzelemente gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens zwei der Kalibrations-Referenzelemente Referenzflüssigkeiten mit unterschiedlichem pH-Wert enthalten, wobei die Kalibrations- Referenzelemente mit Referenzflüssigkeiten mit unterschiedlichem pH-Wert insbesondere unterschiedlich farblich kodiert sind. Halter (2) für ein Kalibrations-Referenzelement gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Halter wenigstens teilweise die Form eines Dreiecksprismas aufweist, wobei das Prisma wenigstens eine Ausnehmung (21a, 21b 21c) aufweist, welche sich ausgehend von einer Seitenkante (18) des Prismas über die dieser Seitenkante benachbarten Seitenflächen der Mantelfläche des Prismas in Richtung der dieser Seitenkante gegenüberliegenden Seitenfläche (29) der Mantelfläche des Prismas erstreckt, und wobei die genannte Seitenkante (28) eine Oberkante des Halters definiert und die dieser gegenüberliegende Seitenfläche (29) der Mantelfläche des Prismas eine Unterseite des Halters definiert, wobei die Ausnehmung an der Oberkante offen ist die Ausdehnung (23) der Ausnehmung parallel zur Oberkante (28) sich zur Unterseite (29) hin ausgehend von der Oberkante bis zu einer Minimalausdehnung verringert und diese Minimalausdehnung in einem distal von der Oberkante gelegenen Fussbereich (22) der Ausnehmung entlang einer Richtung von 18 der Oberkante zur Unterseite hin beibehält. Halter gemäss dem vorstehenden Anspruch, wobei die grösste Ausdehnung der Ausnehmung parallel zur Oberkante 75% oder mehr und 100% oder weniger des Durchmessers eines Kreises beträgt, dessen Umfang gleich dem Innenumfang des Schlauchbeutels ist. Kalibrations-Set, umfassend ein Kalibrations-Referenzelement gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5 oder ein Kalibrations-Referenzsystem gemäss Anspruch 6, sowie einen Halter gemäss einem der Ansprüche 7-8. Verfahren zur Kalibration eines pH-Messgeräts bzw. eines pH-Sensors unter Verwendung wenigstens eines Kalibrations-Sets gemäss Anspruch 9, umfassend, den Halter (2) mit der Oberkante (28) nach oben auf einer Unterlage zu platzieren, wenigstens ein Kalibrations-Referenzelement (10) benachbart zu einer Stirnseite des Schlauchbeutels zu öffnen, das geöffnete Kalibrations-Referenzelement mit der geschlossenen Stirnseite des Schlauchbeutels nach unten in die wenigstens eines Ausnehmung (21a, 21b, 21c) des Halters einzusetzen, wobei die Wände des Schlauchbeutels durch die Begrenzung der Ausnehmung gestützt werden, wodurch der Schlauchbeutel innerhalb der Ausnehmung ein oben offenes Gefäss bildet, und einen Sensor (3) zur pH-Messung durch die obere Öffnung des Schlauchbeutels in die Referenzflüssigkeit (17) einzutauchen, sowie, einen abgelesenen Messwert mit dem definierten pH-Wert der Referenzflüssigkeit zu vergleichen.
Description:
KALIBRATIONS-REFERENZELEMENT FUR PH-MESSGERATE, KALIBRATIONS-REFERENZSYSTEM, HALTER FÜR EIN KALIBRATIONSREFERENZELEMENT, SOWIE VERFAHREN ZUR KALIBRATION EINES PH- MESSGERÄTS

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Kalibrations-Referenzelement der in den Ansprüchen gekennzeichneten Art. Sie betrifft weiterhin ein Kalibrations- Referenzsystem unter Verwendung eines Kalibrations-Referenzelements der vorstehend beschriebenen Art, einen Halter für ein derartiges Kalibrations- Referenzelement, sowie ein Verfahren zur Kalibration eines pH-Messgeräts unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gegenstände.

TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND

Wenn bei einer Messwerterfassung Messwertwandler eingesetzt werden, die eine physikalische Grösse in ein elektrisches Signal umwandeln, ist es essenziell, den Zusammenhang zwischen dem erzeugten elektrischen Signal und der tatsächlichen physikalischen Grösse zu kennen. Bei einer Vielzahl von Messwertwandlern oder Sensoren muss dieser Zusammenhang im Rahmen einer Kalibration von Zeit zu Zeit verifiziert bzw. neu ermittelt werden, damit auf Basis des gemessenen elektrischen Signals der richtige Wert der physikalischen Grösse ermittelt werden kann bzw. vom Messgerät angezeigt wird. Hierzu wird jeweils ein definierter Referenzwert bzw. sukzessive mehrere definierte Referenzwerte der zu ermittelnden physikalischen Grösse bereitgestellt und die entsprechenden elektrischen Messwerte ermittelt bzw. ein Messgerät derart eingestellt, dass jeweils der richtige Wert für die physikalische Grösse angezeigt wird. Dies trifft beispielsweise auch auf Sensoren bzw. Messgeräte zur Bestimmung des pH-Wertes zu. Hierbei wird ein pH-Wert-Sensor sukzessive in Pufferlösungen unterschiedlicher definierter pH-Werte eingetaucht und beispielsweise ein Messgerät so eingestellt, dass jeweils der richtige pH-Wert angezeigt wird. Alternativ könnte ein vom Sensor ausgegebenes elektrisches Signal abhängig vom pH-Wert dokumentiert werden, um anschliessend, bei einem unbekannten pH-Wert eines Messguts aus einem elektrischen Signal auf den pH-Wert schliessen zu können. Durch die Verwendung einer pH-Pufferlösung als Referenzflüssigkeit wird sichergestellt, dass der Referenz-pH-Wert beibehalten wird. Allerdings gestaltet sich die Handhabung der Pufferlösungen in der Praxis nicht ganz unproblematisch. So ist es wünschenswert, dass die teilweise stark sauren oder basischen und daher aggressiven Pufferlösungen in Gebinden bereitgestellt werden, die es beim Öffnen und Manipulieren, zumindest unter Beachtung der gebotenen Sorgfalt, möglichst einfach gestalten, ein Verschütten der Pufferlösungen zu vermeiden. Im Weiteren erweist es sich als wünschenswert, wenn die Gebinde mit den Pufferlösungen während der Kalibration sicher gehalten werden und einen möglichst ungehinderten Zugang für den Sensor bereitstellen. Aus wirtschaftlichen Gründen wie auch aus Gründen der Entsorgung der für das Abwasser nicht unproblematischen Pufferlösungen ist es weiterhin wünschenswert, die Referenz-Pufferlösungen derart bereitzustellen, dass jeweils möglichst geringe Mengen benötigt werden, und weiterhin, dass diese platzsparend transportiert und gelagert werden können.

DARSTELLUNG DES GEGENSTANDES DER VORLIEGENDEN BESCHREIBUNG

Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf die eingangs beschriebenen Gegenstände. Es wird gemäss einem Aspekt der vorliegenden Beschreibung ein Kalibrations-Referenzelement bzw. ein Kalibrations-Referenzsystem für pH- Messgeräte angegeben, welches eine möglichst einfache und sichere Handhabung bei der Kalibration von pH-Messgeräten ermöglicht. Weiterhin ist ein Halter für ein derartiges Kalibrations-Referenzelement angegeben, welches auf einfache Weise einen sicheren Halt für die Kalibrations-Referenzelemente gewährleistet. Im Weiteren ist ein Verfahren zur Kalibration eines pH-Messgeräts bzw. eines pH-Sensors unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gegenstände beschrieben.

Weitere Wirkungen und Vorteile der hier beschriebenen Gegenstände, ob explizit angegeben oder nicht, ergeben sich im Lichte der vorliegenden Beschreibung.

Dies wird mittels des im Anspruch 1 dargestellten Kalibrations-Referenzelements sowie der in den weiteren unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Gegenstände erreicht. Spezifische Ausführungsformen der beanspruchten Gegenstände ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Beschrieben ist demnach ein Kalibrations-Referenzelement für pH-Messgeräte, umfassend eine Referenzflüssigkeit mit einem definierten pH-Wert sowie einen Schlauchbeutel, wobei die Referenzflüssigkeit in dem Schlauchbeutel eingeschlossen ist. Der Schlauchbeutel besteht aus einer Folie und ist entlang drei oder weniger Verschlusskanten verschlossen, wobei der Schlauchbeutel wenigstens teilweise mit der Referenzflüssigkeit gefüllt ist. Wie oben dargelegt, findet als Referenzflüssigkeit insbesondere eine pH-Pufferlösung Verwendung. Es kann vorgesehen sein, dass der Schlauchbeutel nur teilweise mit Referenzflüssigkeit gefüllt ist und ein verbleibendes Restvolumen innerhalb des Schlauchbeutels mit Luft oder Schutzgas gefüllt ist. Dadurch wird, wenn der Schlauchbeutel an einem nach oben gehaltenen Ende geöffnet wird, vermieden, dass beim Öffnen Flüssigkeit verschüttet wird. Das Schutzgas kann die Lagerfähigkeit der Referenzflüssigkeit verbessern. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Schlauchbeutel nur so viel Flüssigkeit enthält, dass, wenn der Schlauchbeutel in einer bestimmungsgemäss während der Kalibration vorgesehenen Konfiguration angeordnet ist, der Füllstand innerhalb des geöffneten Schlauchbeutels bei 30 % oder mehr und 90 % oder weniger, bevorzugt zwischen 50% und 80%, der Höhe des Innenvolumens des derart angeordneten Schlauchbeutels beträgt. Die bestimmungsgemäss während der Kalibration vorgesehene Konfiguration kann, wie unten dargelegt, in Verbindung mit einem speziell für die Verwendung mit dem Kalibrations-Referenzelement vorgesehenen Halter abgeleitet werden. Die Höhe des Innenvolumens ergibt sich daraus, dass an dem Schlauchbeutel auf der Aussenseite eine Linie markiert sein kann, entlang der der Schlauchbeutel durch den Benutzer geöffnet werden soll, bzw. bereits eine solche Linie durch eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise eine Perforationslinie, vorgesehen sein kann.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Schlauchbeutel eine Beschriftung in einem Beschriftungsfeld aufweist, die den pH-Wert der Referenzflüssigkeit angibt, wobei der Beschriftungsbereich, wenn der Schlauchbeutel in einer bestimmungsgemäss während der Kalibration vorgesehenen Konfiguration angeordnet ist, oberhalb der Oberkante des Halters und unterhalb der Linie entlang der der Schlauchbeutel durch den Benutzer geöffnet werden soll, angeordnet ist. Die bestimmungsgemäss während der Kalibration vorgesehene Konfiguration kann, wie unten dargelegt, in Verbindung mit einem speziell für die Verwendung mit dem Kalibrations-Referenzelement vorgesehenen Halter abgeleitet werden. Bevorzugt ist die Beschriftung im Beschriftungsbereich zusätzlich mit einer Farbe, die eine Farbcodierung entspricht hinterlegt. Auf diese Art kann der Nutzer sich auch während der Messung den pH-Wert der Referenzflüssigkeit komfortabel ablesen.

Es versteht sich, dass in diesem Zusammenhang unter der Kalibration für pH- Messgeräte auch der eingangs beschriebene Vorgang der Dokumentation des Zusammenhangs zwischen einem elektrischen Ausgangssignal eines Sensors und einem pH-Wert zu verstehen ist. Insofern ist die Kalibration von pH- Messgeräten nicht darauf eingeschränkt, ein Messgerät derart einzustellen, dass es korrekte pH-Werte ausgibt, sondern umfasst auch die Dokumentation des genannten Zusammenhangs zwischen einem elektrischen Ausgangssignal eines Sensors und einem pH-Wert eines Messguts. Die gewählte Formulierung ist breit zu verstehen, derart, dass er jeden Vorgang umfasst, der der Kalibration einer der Messung von pH-Werten dienenden Vorrichtung dient. „Ein“ oder „eine“ sind im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als unbestimmte Artikel und nicht als Zahlwort zu verstehen, sofern nicht explizit auf eine andere Bedeutung, beispielsweise durch die Verwendung von „genau ein“ oder „genau eine“ hingewiesen wird.

Vorgesehen sein kann weiterhin, dass der Schlauchbeutel an zwei gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils eine Verschlusskante aufweist. Jede der Verschlusskanten weist dabei eine Längserstreckung auf, welche quer zur Längserstreckung des Schlauchbeutels verläuft und jeweils durch eine Längskante der stirnseitigen Verschlusskante begrenzt ist. In Umfangsrichtung ist der Schlauchbeutel insbesondere nahtlos oder weist eine Längs-Verschlusskante auf, welche in Umfangsrichtung von den Längskanten der stirnseitigen Verschlusskanten versetzt ist oder in Umfangsrichtung von den benachbarten Längskanten der stirnseitigen Verschlusskanten weg gefalzt ist. Auf diese Weise wird effektiv vermieden, dass die Längs-Verschlusskante, wie bei bekannten Verpackungen mit zwei an gegenüberliegenden Seiten des Beutels verlaufenden Längs-Verschlusskanten, eine Formsteifigkeit verursachen, die eine flache Form des geöffneten Beutels vorgibt. Hingegen ist das Material des Schlauchbeutels im Bereich der Längs-Verschlusskante derart vorgeformt, dass der an seiner Oberseite geöffnete Schlauchbeutel, an der Oberkante nur eine vergleichsweise geringe Formsteifigkeit bezüglich der Querschnittsform aufweist und somit, wenn er auf der geschlossenen Unterseite abgestützt und ansonsten geeignet gehalten ist, von selbst eine elliptische bis zumindest annährend kreisförmige Geometrie annimmt, welche einen einfachen Zugang mit einem Sensor zur Referenzflüssigkeit im Inneren des geöffneten Schlauchbeutels ermöglicht. Der Umfang des Schlauchbeutels und seiner Innenseite beträgt in beispielhaften Ausführungsformen 70 mm oder mehr und 80 mm oder weniger. Dies entspricht einem äquivalenten Kreisdurchmesser in einem Bereich von rund 23-27 mm, was einen guten Zugang mit einem Sensor von beispielsweise 12 mm Durchmesser ermöglicht. Die Länge des befüllbaren Innenvolumens, zwischen den zwei Stirnseiten, beträgt in beispielhaften Ausführungsformen 90 mm oder mehr und 120 mm oder weniger, und die Füllmenge der Flüssigkeit liegt in einem Bereich von 15 ml oder mehr und 30 ml oder weniger. Insbesondere ist die Länge des befüllbaren Innenvolumens zwischen 110 mm und 115 mm und die Füllmenge etwa 20 ml. Mit diesen Parametern entsteht ein Referenzelement, das, wenn der Beutel geöffnet und bestimmungsgemäss angeordnet ist, aufgrund der Füllhöhe einen hinreichenden Abstand zur Oberkante des geöffneten Schlauchbeutels bietet, um auch bei einem eingetauchten Sensor ein Überlaufen der Flüssigkeit zu vermeiden, während der geschlossene Schlauchbeutel hinreichend kompakt für die Lagerung und den Transport sowie die Handhabung ist. Gleichzeitig kann eine Eintauchtiefe des Sensors in der Referenzflüssigkeit gewährleistet werden, welche eine korrekte Messung gewährleistet.

Es sei der Vollständigkeit halber angemerkt, dass die Längs-Verschlusskante sich von einer zur anderen stirnseitigen Verschlusskante erstreckt, so, dass der Schlauchbeutel, sofern beide stirnseitigen Verschlusskanten vorhanden und geschlossen sind, hermetisch geschlossen ist. Das Öffnen des Schlauchbeutels erfolgt insbesondere durch Durchtrennen des Schlauchbeutels quer zu seiner Längserstreckung und benachbart zu einer der stirnseitigen Verschlusskanten. Es sei weiterhin angemerkt, dass in Verbindung mit einem Schlauchbeutel dessen Längsrichtung und Querrichtung sowie die Stirnseiten implizit durch die schlauchförmige Geometrie vorgegeben sind.

In bestimmten Ausführungsformen besteht der Schlauchbeutel aus einer Folie, welche wenigstens zwei Materiallagen aufweist. Eine dieser Materiallagen liegt dabei auf der Innenseite des Schlauchbeutels und eine zweite Lage liegt auf der Aussenseite des Schlauchbeutels. Dabei besteht die innere Lage aus einem ersten Werkstoff, beispielsweise einem ersten Kunststoff, und die äussere Lage aus einem zweiten Werkstoff, beispielsweise einem zweiten Kunststoff, wobei die Werkstoffe insbesondere verschieden voneinander sind. Dabei kann insbesondere der erste Werkstoff so gewählt sein, um eine Stabilität gegenüber der Referenzflüssigkeit zu gewährleisten, während der zweite Werkstoff der äusseren Lage insbesondere derart gewählt ist, um den Umweltbedingungen und mechanischen Beschädigungen entgegenzuwirken, und weiter gestalterische Funktion übernehmen kann. In anderen Ausführungsformen können die auf der Innenseite des Schlauchbeutels liegende Lage und die auf der Aussenseite des Schlauchbeutels liegende Lage auch aus demselben Werkstoff bestehen.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass zwischen der auf der Innenseite des Schlauchbeutels liegenden Lage und der auf der Aussenseite des Schlauchbeutels liegenden Lage eine Zwischenlage aus einer Metallfolie angeordnet ist. Bevorzugt handelt es sich bei der Metallfolie um eine Aluminiumfolie. Die Metallfolie verbessert unter anderem die Stabilität der Referenzlösung bei der Lagerung und beim Transport. Dabei können insbesondere die auf der Aussenseite des Schlauchbeutels liegende Lage der Folie und die Zwischenlage aus Aluminiumfolie perforiert, insbesondere Laserperforiert, sein, so dass sich eine Perforationslinie ergibt. Dies ermöglicht ein einfaches Öffnen des Schlauchbeutels entlang einer definierten Linie, aus der sich die Höhe des Innenvolumens ergibt. Zumindest die auf der Innenseite des Schlauchbeutels liegenden Lage der Folie des Schlauchbeutels ist hingegen nicht oder nur unvollständig perforiert.

Offenbart ist ebenfalls ein Kalibrations-Referenzsystem, welche wenigstens zwei Kalibrations-Referenzelemente der oben beschriebenen Art umfasst. Wenigstens zwei der Gesamtzahl aller Kalibrations-Referenzelemente des Kalibrations- Referenzsystems enthalten Referenzflüssigkeiten mit voneinander unterschiedlichem pH-Wert. Insbesondere können die Kalibrations- Referenzelemente mit Referenzflüssigkeiten mit unterschiedlichem pH-Wert unterschiedlich farblich kodiert sein. Dies ermöglicht eine rasche Erkennung der pH-Werte der einzelnen Referenzelemente bei der Anwendung. In bestimmten Ausführungsformen besteht das Kalibrations-Referenzsystem aus drei bis fünf Kalibrations-Referenzelementen mit unterschiedlichen pH-Werten.

Ein geeigneter Halter für ein Kalibrations-Referenzelement der oben beschriebenen Art weist wenigstens teilweise die Form eines Dreiecksprismas auf. Ein Dreiecksprisma ist ein Prisma mit dreieckiger Grundfläche. Das genannte Prisma seinerseits weist wenigstens eine Ausnehmung auf, welche sich ausgehend von einer Seitenkante des Prismas über die dieser Seitenkante benachbarten Seitenflächen der Mantelfläche des Prismas in Richtung der dieser Seitenkante gegenüberliegenden Seitenfläche der Mantelfläche des Prismas erstreckt. Dabei definiert die genannte Seitenkante eine Oberkante des Halters und die dieser gegenüberliegende Seitenfläche der Mantelfläche des Prismas definiert eine Unterseite des Halters. Die Ausnehmung ist an der Oberkante offen. An der Oberkante weist die Ausnehmung eine maximale Ausdehnung parallel zur Oberkante auf, während sich diese Ausdehnung zur Unterseite hin ausgehend von der Oberkante bis zu einer Minimalausdehnung verringert. Diese Minimalausdehnung ist in einem distal von der Oberkante gelegenen Fussbereich der Ausnehmung entlang einer Richtung von der Oberkante zur Unterseite hin konstant beibehalten. Bedingt durch die sich nach unten verjüngende Form im oberen Bereich der Ausnehmung wird ein Referenzelement der oben beschriebenen Art, das in die Ausnehmung eingesetzt ist, in seinem unteren Bereich sicher geführt und gestützt und kann sich dennoch an seinem oberen offenen Ende weit öffnen. Die grösste Ausdehnung der Ausnehmung parallel zur Oberkante entspricht insbesondere 75% oder mehr und 100% oder weniger des Durchmessers eines Kreises, dessen Umfang gleich dem Innenumfang des Schlauchbeutels ist. Es ist vorgesehen, den Halter mit der Unterseite nach unten und der Oberseite nach oben auf einer Unterlage zu platzieren und ein geöffnetes Referenzelement mit der geschlossenen Unterseite in die Ausnehmung einzusetzen, wobei die Ränder der Ausnehmung den geöffneten Schlauchbeutel in einer Richtung parallel zur Oberkante abstützen. Dabei ist die Höhe des Halters, gemessen von der Unterseite zur Oberkante, in bestimmten Ausführungsformen so bemessen, dass der eingesetzte geöffnete Schlauchbeutel an der Oberseite aus dem Halter herausragt. Beispielsweise ist diese Höhe derart bemessen, dass der geöffnete Schlauchbeutel zwischen 10 % und 50 % seiner Länge über die Oberkante des Halters ragt. Durch diese Geometrie wird erreicht, dass das offene obere Ende des in den Halter eingesetzten Schlauchbeutels die oben beschriebene elliptische oder wenigstens näherungsweise kreisförmige Querschnittsform annimmt. Entlang der Erstreckung der Oberkante des Halters können insbesondere zwei oder mehr Ausnehmungen zur Aufnahme von Referenzelementen mit Flüssigkeiten mit unterschiedlichem pH-Wert angeordnet sein. Die Anzahl der Ausnehmungen kann gleich der Anzahl von Referenzelementen unterschiedlicher pH-Werte in einem Set oder System von Referenzelementen sein. Sofern Referenzelemente mit unterschiedlichem pH- Wert wie oben beschrieben farbcodiert sind, können auch die Ausnehmungen innerhalb des Halters entsprechend farbcodiert sein.

Ein Kalibrations-Set umfasst ein Kalibrations-Referenzelement und einen erfindungsgemässen Halter. Es erlaubt eine besonders komfortable und sichere Kalibration von pH-Messgeräten.

Bevorzugt umfasst das Kalibrations-Set ein Kalibrations-Referenzsystem und einen Halter, wobei der Halter besonders bevorzugt gleichviele oder mehr Ausnehmungen aufweist, wie es Kalibrations-Referenzelemente mit Referenzflüssigkeiten unterschiedlicher pH-Werte in dem Kalibrations- Referenzsystem gibt. So stehen dem Nutzer alle Referenzelemente für eine Mehrpunkt-Kalibration komfortabel und sicher zur Verfügung.

Ein Verfahren zur Kalibration eines pH-Messgeräts bzw. eines pH-Sensors unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Gegenstände umfasst, den Halter mit der Oberkante nach oben auf einer Unterlage zu platzieren. Wenigstens ein Kalibrations-Referenzelement wird benachbart zu einer Stirnseite des Schlauchbeutels geöffnet. Das geöffnete Kalibrations-Referenzelement wird mit der geschlossenen Stirnseite des Schlauchbeutels nach unten in die wenigstens eine Ausnehmung des Halters eingesetzt, wobei die Wände des Schlauchbeutels durch die Begrenzung der Ausnehmung gestützt werden. Dadurch bildet der Schlauchbeutel innerhalb der Ausnehmung ein oben offenes Gefäss. Ein Sensor zur pH-Messung wird durch die obere Öffnung des Schlauchbeutels in die Referenzflüssigkeit eingetaucht. Nachfolgend wird ein abgelesener Messwert - als elektrische Ausgangsgrösse eines Sensors oder bereits in einem Messgerät zu einem pH-Wert umgerechnet - mit dem definierten pH-Wert der Referenzflüssigkeit verglichen. Es kann sodann der dem Referenz-pH-Wert zugeordnete Messwert notiert oder ein Messgerät derart eingestellt werden, dass es einen dem Referenz-pH-Wert entsprechenden Wert anzeigt. Dieser Vorgang kann für weitere unterschiedliche Referenz-pH-Werte wiederholt werden. Hierzu können in dem Halter mehrere Referenzelemente mit unterschiedlichen ReferenzpH-Werten eingesetzt sein, in die der Sensor sukzessive eingetaucht wird. Die oben genannten spezifischen Ausführungsformen können untereinander kombiniert werden. Weitere, nicht spezifisch offenbarte Ausführungsformen der Lehre dieses Dokumentes erschliessen sich dem Fachmann ohne Weiteres.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die hier dargelegten Sachverhalte werden nachfolgend anhand ausgewählter in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im Einzelnen zeigen

Fig. 1 ein Beispiel eines vorliegend beschriebenen Referenzelements in

Ansichten von zwei gegenüberliegenden Seiten, wobei der Schlauchbeutel des Referenzelements geschlossen ist;

Fig. 2 das Referenzelement aus Figur 1 in einer Draufsicht, wobei der

Schlauchbeutel des Referenzelements benachbart zum oberen Rand geöffnet ist;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines

Referenzelements mit geöffneten Schlauchbeutel;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines zur Verwendung mit Referenzelementen der vorliegend beschriebenen Art vorgesehenen Halters, wobei einige Referenzelemente bestimmungsgemäss eingesetzt sind; und

Fig. 5 eine Frontansicht Halters aus Figur 4 mit einem bestimmungsgemäss eingesetzten Referenzelement.

Die Zeichnungen sind stark schematisiert. Nicht für das Verständnis der beschriebenen Gegenstände notwendige Einzelheiten sind weggelassen worden. Weiterhin zeigen die Zeichnungen nur ausgewählte Ausführungsbeispiele und dürfen nicht zur Einschränkung der in den Ansprüchen umschriebenen Gegenstände herangezogen werden. Nicht gezeigte Ausführungsformen können durchaus von den Ansprüchen abgedeckt sein.

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Figur 1 zeigt ein Referenzelement 10 der vorliegend beschriebenen Art mit einem geschlossenen Schlauchbeutel 1, wobei die Figuren 1a und 1b zwei gegenüberliegende Ansichten des Referenzelements 10 zeigen. Der Schlauchbeutel 1 umfasst zwei stirnseitige Verschlusskanten 11 und 12. Verschlusskante 11 wird nachfolgend auch als obere Verschlusskante bezeichnet, Verschlusskante 12 als untere Verschlusskante. Die stirnseitigen Verschlusskanten 11 und 12 weisen jeweils eine Längserstreckung auf, welche sich quer zur Längserstreckung des Schlauchbeutels erstreckt. Die Längserstreckung des Schlauchbeutels erstreckt sich demnach zwischen den stirnseitigen Verschlusskanten 11 und 12. Diese Bezeichnung der Orientierungen bzw. Richtungen des Schlauchbeutels erschliessen sich zwanglos im

Zusammenhang mit der Figur 2, welche eine Draufsicht auf das Referenzelement 10 mit einem entlang der Perforationslinie 14 geöffneten Schlauchbeutel darstellt. Die stirnseitigen Verschlusskanten 11 und 12 sind in Richtung ihrer Längserstreckung durch ihre Längskanten 111 und 121 begrenzt.

Der Schlauchbeutel 1 bzw. des Referenzelement 10 umfasst weiterhin eine Längs-Verschlusskante 13, welche derart von den jeweils benachbarten Längskanten der stirnseitigen Verschlusskanten 11 und 12 weg gefalzt ist, dass diese ausschliesslich in der Darstellung der Figur 1b sichtbar ist, wie im Zusammenhang mit Figur 2 weiter erläutert ist. Der im Beispiel dargestellte Schlauchbeutel 1 besteht aus einem Folienelement, welches umgeklappt und entlang der Verschlusskanten verschlossen, beispielsweise verschweisst oder verklebt, ist. Da der Schlauchbeutel 1 nur aus einem einzigen Folienelement besteht, kann dieser mit nur drei Verschlusskanten hermetisch verschlossen werden. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann der Schlauchbeutel aus einem geschlossenen zylinderförmigen Folienelement hergestellt sein, wobei in diesem Falle nur die stirnseitigen Verschlusskanten notwendig wären. Innerhalb des Schlauchbeutels 1 befindet sich die Referenzflüssigkeit, beispielsweise eine pH-Pufferlösung, mit einem definierten pH-Wert, die vor dem vollständigen Verschliessen des Schlauchbeutels eingefüllt wurde. Es kann vorgesehen sein, dass der Schlauchbeutel nicht vollständig mit der Referenzflüssigkeit gefüllt ist, sondern weiterhin auch Luft oder Schutzgas enthält. Dies ermöglicht es, das Referenzelement zu öffnen ohne Referenzflüssigkeit zu verschütten. Die Folie, aus der das Folienelement besteht, kann mehrlagig sein. Dabei kann eine Folienlage, die im Inneren des Schlauchbeutels zu liegen kommt, aus einem Werkstoff bestehen, der chemisch gegenüber der Referenzflüssigkeit beständig ist, während eine Folienlage, die das Äussere des Schlauchbeutels bildet, aus einem Werkstoff bestehen kann, der gegen Umgebungseinflüsse und mechanische Einflüsse beständig ist. Zwischen den beiden genannten Lagen kann weiterhin eine weitere Lage, beispielsweise aus einer Aluminiumfolie, angeordnet sein. Diese Zwischenlage dient unter anderem dazu, den Schlauchbeutel mechanisch zu verstärken. Wenigstens eine der äusseren Lagen des dergestalt mehrlagigen Schlauchbeutels im dargestellten Ausführungsbeispiel entlang der Perforationslinie 14 benachbart zur oberen Verschlusskante 11 perforiert. Entlang dieser Linie ist vorgesehen, bei der Anwendung des Referenzelements den Schlauchbeutel zu öffnen und dergestalt Zugang zu der enthaltenen Referenzflüssigkeit zu schaffen. Auf einer Seite des Schlauchbeutels 1 ist weiterhin ein Beschriftungsfeld 18 angeordnet, auf welchem Angaben zum Referenzelement, beispielsweise der pH-Wert der im Schlauchbeutel enthaltenen Referenzflüssigkeit, eine Chargennummer und dergleichen vermerkt sein können.

Die Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf das Referenzelement 10, wobei der Schlauchbeutel 1 entlang der Perforationslinie 18 aus der Figur 1 geöffnet ist und weiterhin ein Sensor 3 durch die so entstandene obere Öffnung des Schlauchbeutels in die Referenzflüssigkeit 17 eingebracht ist. Wie in dieser Darstellung gut zu erkennen ist, ist die Längs-Verschlusskante derart in Umfangsrichtung gefalzt, dass diese Verbindung nicht oder zumindest nicht übermässig zu einer Formsteifigkeit des Schlauchbeutels beiträgt, welche eine flache Form des geöffneten Beutels vorgäbe. Hierdurch kann die Öffnung, wie ersichtlich, eine elliptische oder zumindest näherungsweise kreisförmige Geometrie annehmen, wodurch der Sensor 3 leicht durch die Öffnung hindurch in die Referenzflüssigkeit 17 eingeführt werden kann. In der Figur 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Längs-Verschlusskante 13 in Umfangsrichtung gegenüber den Längskanten der stirnseitigen Verschlusskanten versetzt ist, was in einem analogen Effekt resultiert, nämlich, dass ebenfalls die Formsteifigkeit des Schlauchbeutels nicht oder nicht allzu signifikant von der Längs-Verschlusskante 13 unerwünscht beeinflusst wird.

Die Figuren 4 und 5 illustrieren die Anwendung des beschriebenen Referenzelements 10 in einem zur Verwendung in Verbindung mit dem vorstehend beschriebenen Referenzelement vorgesehenen und angepassten Halter 2. Wie aus den Figuren 4 und 5 in Verbindung miteinander ersichtlich, hat der Halter 2 die grundlegende Form eines Dreiecksprismas, also eines Prismas mit dreieckiger Grundfläche. Eine Seitenfläche 29 der Mantelfläche des Prismas definiert eine Unterseite des Halters, während eine dieser Seitenfläche 29 gegenüberliegende Seitenkante 28 eine Oberkante des Halters definiert. Wie in Figur 4 ersichtlich, weist der beispielhaft dargestellte Halter drei Ausnehmungen 21a, 21b und 21c auf, die sich jeweils von der Oberkante 28 des Halters in Richtung zu Unterseite erstrecken. Jede der Ausnehmungen weist eine Ausdehnung 23 parallel zur Oberkante 28 des Halters auf, die sich in einem oberen Bereich der Ausnehmung zur Unterseite hin verkleinert, jedoch in einem Fussbereich 22 der jeweiligen Ausnehmung konstant ist. Festzustellen ist, dass die Ausnehmungen nicht vollständig bis zur Unterseite des Halters geführt sind. In den Ausnehmungen 21a und 21b sind eingesetzte Referenzelemente 10a und 10b mit an der Oberseite geöffneten Schlauchbeuteln dargestellt. Die Referenzelemente stützen sich mit der unteren Verschlusskante 12 der Schlauchbeutel zur Unterseite des Halters hin ab, und sind im unteren Bereich im vergleichsweise engeren Fussbereich 22 der jeweiligen Ausnehmung geführt. Im oberen Bereich der Ausnehmungen werden sie hingegen in einer Richtung parallel zur Oberkante 28 des Halters von den nach oben hin divergenten Berandungen der Ausnehmungen abgestützt und können sich, aufgrund der vermiedenen Formsteifigkeit, nach oben hin trichterförmig aufweiten. Dabei ist die maximale Ausdehnung der Ausnehmungen im Bereich der Oberkante 28 derart bemessen und auf die Geometrie der Schlauchbeutel abgestimmt, dass sich am oberen Rand der Schlauchbeutel eine Ellipse mit einem Achsenverhältnis zwischen der kürzeren Achse und der längeren Achse der Ellipse in einem Bereich beispielsweise zwischen 0.5 und 1 ergibt. Daraus resultiert eine Öffnung der Schlauchbeutel am oberen Rand, die es ermöglicht, problemlos mit einem Sensor durch die Öffnung in das Innere des Referenzelements zu gelangen. Innerhalb der Schlauchbeutel befinden sich Volumina von Referenzflüssigkeit 17, insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Referenzflüssigkeit innerhalb der Schlauchbeutel 10a und 10b unterschiedliche pH-Werte aufweist. Ein derart bestimmungsgemäss verwendeter und in den Halter 2 eingesetzter Schlauchbeutel weist eine maximal nutzbare Füllhöhe auf, die bei 16 eingezeichnet ist. Wie beim Referenzelement 10b ersichtlich, ist das Volumen der Referenzflüssigkeit 17 so gewählt, dass die tatsächliche Füllhöhe 15a, auf der sich der Flüssigkeitsspiegel 15 der Referenzflüssigkeit 17 befindet, geringer als die maximale Füllhöhe 16 ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Volumen der eingefüllten Referenzflüssigkeit 17 beispielsweise so bemessen, dass die tatsächliche Füllhöhe 15a bei bestimmungsgemässer Anordnung des Referenzelements im Halter 2 etwa 60% bis 75% der maximalen Füllhöhe 16 beträgt. Wenn ein Sensor in die Referenzflüssigkeit 17 eingetaucht wird, steigt durch die Verdrängungswirkung des Sensors der Flüssigkeitsspiegel 15 an, wie dies am Referenzelement 10a dargestellt ist. Jedoch ist die Sicherheitsmarge zwischen der tatsächlichen Füllhöhe 15a und der maximalen Füllhöhe 16 hinreichend gross gewählt, dass auch in diesem Fall ein Überschwappen der Flüssigkeit über die Oberkante des Schlauchbeutels vermieden wird. In der Figur 5 ist der Halter 2 mit einem eingesetzten Referenzelement 10 sowie einem in die Referenzflüssigkeit 17 des Referenzelements eingetauchten Sensor 3 in einer Frontansicht des Halters dargestellt.

Obschon der Gegenstand der vorliegenden Beschreibung anhand ausgewählter Ausführungsbeispiele erläutert wurde, sollen diese nicht einer Einschränkung der beanspruchten Erfindung dienen. Die Ansprüche umfassen Ausführungsformen, die nicht explizit dargestellt sind, und Ausführungsformen, die von den gezeigten Beispielen abweichen, sind dennoch von den Ansprüchen gedeckt.