AT528502B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Analysieren eines Kopfraumgases - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Analysieren eines Kopfraumgases, umfassend einen ersten Halter (2), an welchem zumindest ein Detektor (6) angeordnet ist, sowie einen zweiten Halter (3), an welchem zumindest ein Behälter (15) lösbar angeordnet ist, wobei der Behälter (15) eine Probe und das Kopfraumgas enthält und mit einem luftdicht abschließenden Deckel (16) versehen ist. Um auf besonders einfache Weise ein Kopfraumgas innerhalb des Behälters analysieren zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der erste Halter (2) und der zweite Halter (3) relativ zueinander bewegbar sind und der erste Halter (2) und/oder der Detektor (6) eine Dichtung (7) aufweist, wodurch der Deckel (16) vom Detektor (6) öffenbar, der Detektor (6) in den Behälter (15) einbringbar und der Behälter (15) während der Analyse des Kopfraumgases über die Dichtung (7) luftdicht abschließbar ist. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Analysieren eines Kopfraumgases.

Description

Beschreibung

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ANALYSIEREN EINES KOPFRAUMGASES

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Analysieren eines Kopfraumgases, umfassend einen ersten Halter, an welchem zumindest ein Detektor angeordnet ist, sowie einen zweiten Halter, an welchem zumindest ein Behälter lösbar angeordnet ist, wobei der Behälter eine Probe und das Kopfraumgas enthält und mit einem luftdicht abschließenden Deckel versehen ist.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Analysieren eines Kopfraumgases, insbesondere mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei zumindest ein Detektor an einem ersten Halter und zumindest ein Behälter, welcher eine Probe und das Kopfraumgas enthält und mit einem Deckel luftdicht abgeschlossen ist, an einem zweiten Halter angeordnet wird.

[0003] Aus dem Stand der Technik sind bereits Vorrichtungen und Verfahren zum Analysieren eines Kopfraumgases bekannt, welche jedoch zumeist darauf basieren, dass das Kopfraumgas über eine Probenahmeeinrichtung zu einem Detektor transportiert wird. Als besonders erfolgreich hat sich dabei eine Probenahmeeinrichtung erwiesen, welche einen Deckel eines Probengefäßes mithilfe eines scharfen Gegenstandes, wie einer Nadel, durchstößt, um das Kopfraumgas abzusaugen oder auszuspülen. Vor allem bei luftdicht abgeschlossenen Probengefäßen, wie Flaschen, wird der Deckel durch eine derartige Probenahme irreversibel beschädigt. Entsprechend ist ein Wiederverschließen des Probengefäßes mit zusätzlichem Aufwand verbunden. Zudem ergibt sich durch solche Probenahmeeinrichtungen ein vergleichsweise langer Weg zwischen dem Probenbehälter und dem Detektor, womit ein Verlust oder eine Verunreinigung der Probe einhergehen kann.

[0004] Oftmals verfügen derartige Vorrichtungen auch über Halter, in welchen eine Vielzahl von Probengefäßen angeordnet sein können. Dabei kann durch exakte Positionierung der Probenahmeeinrichtung oder entsprechende Beweglichkeit des Halters eine automatische Probenahme aus den unterschiedlichen Probengefäßen ermöglicht sein. Folglich sind hierfür geeignete Vorrichtungen zumeist sehr komplex aufgebaut und erfordern eine präzise Steuerung der einzelnen Komponenten.

[0005] Daher ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche einen besonders einfachen Aufbau aufweist und eine Analyse innerhalb des Behälters ermöglicht.

[0006] Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem ein Kopfraumgas besonders einfach und schnell analysierbar ist.

[0007] Diese erste Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der erste Halter und der zweite Halter relativ zueinander bewegbar sind und der erste Halter und/oder der Detektor eine Dichtung aufweist, wodurch der Deckel vom Detektor öffenbar, der Detektor in den Behälter einbringbar und der Behälter während der Analyse des Kopfraumgases über die Dichtung luftdicht abschließbar ist.

[0008] Die beiden Halter der Vorrichtung sind voneinander beabstandet angeordnet, sodass ein Detektor auf einfache Weise am ersten Halter angeordnet, befestigt und wieder entfernt werden kann. Zudem kann hierdurch eine Anordnung des Behälters am zweiten Halter besonders einfach erfolgen und gelöst werden, sodass der Behälter von der Vorrichtung separiert und mit einer Probe bestückt werden kann. Durch eine relative Beweglichkeit der beiden Halter zueinander, kann ein Abstand zwischen diesen reduziert werden. Dabei ist zum Erreichen der vorteilhaften Wirkungen der Vorrichtung jedoch unwesentlich, ob ausschließlich der erste Halter, ausschließlich der zweite Halter oder beide Halter bewegt werden. In jenem Fall, in welchem beide Halter bewegt werden, können die Halter wahlweise zeitgleich oder zeitversetzt bewegt werden.

[0009] Sind die beiden Halter derart aneinander angenähert, dass der Deckel des Behälters mit dem Detektor in Kontakt tritt, findet ein Offnen des Behälters statt. Dieses Offnen des Behälters kann beispielsweise durch ein Aufklappen oder Verschieben des Deckels erfolgen. Es können

jedoch auch andere, vorzugsweise zerstörungsfreie, Mechanismen vorgesehen sein, um den Deckel zu öffnen.

[0010] Darüber hinaus geht mit dem Öffnen des Behälters auch ein Einbringen des Detektors in den Behälter und ein luftdichtes Abschließen des Behälters einher. Hierzu ist der Abstand der beiden Halter so gewählt, dass der am zweiten Halter angeordnete Behälter auf die am ersten Halter und/oder Detektor vorgesehene Dichtung gepresst wird. Eine Eindringtiefe des Detektors wird einerseits durch Materialeigenschaften, Dicke und/oder Positionierung der Dichtung und andererseits durch eine Formgebung des Detektors bestimmt.

[0011] Der Detektor umfasst üblicherweise ein Gehäuse aus Metall oder Kunststoff, in welchem Bauteile wie zumindest ein Sensor, eine Einheit zum Verarbeiten elektrischer Signale und ein Anschluss zur Energieversorgung enthalten sein können. Letzterer kann auch durch eine im Gehäuse des Detektors enthaltene Batterie oder einen Akkumulator ersetzt werden. Hierdurch kann der Detektor unabhängig von einer stationären Energieversorgung betrieben werden. Das Gehäuse selbst weist beispielsweise eine quaderförmige Formgebung auf, wobei abhängig von der Dimensionierung und einer Formgebung der Behälter auch eine andere Formgebung des Detektors zweckmäßig sein kann. Vorzugsweise kann das Gehäuse des Detektors eine Länge von 50 mm bis 250 mm, bevorzugt 80 mm bis 150 mm, besonders bevorzugt 120 mm, eine Breite von 30 mm bis 150 mm, bevorzugt 40 mm bis 80 mm, besonders bevorzugt 55 mm, und eine Höhe von 10 mm bis 150 mm, bevorzugt 20 mm bis 60 mm, besonders bevorzugt 40 mm, aufweisen. Entscheidend für die Eindringtiefe des Detektors in den Behälter ist aber vor allem die Höhe des Gehäuses. Diese wird hauptsächlich durch einen Platzbedarf der im Inneren des Gehäuses befindlichen Bauteile bestimmt.

[0012] Darüber hinaus kann der Detektor, vorzugsweise über das Gehäuse, kraftschlüssig oder formschlüssig, am ersten Halter befestigt sein. Hierzu kann der erste Halter Durchführungen aufweisen, welche zur einfacheren Befestigung des Detektors mit Innengewinden versehen sein können.

[0013] Die Dichtung ist für gewöhnlich aus einem Elastomer wie Viton, Silikon oder Kautschuk gebildet und weist eine Dicke von zumindest einem Millimeter auf. Eine derartige Dichtung kann am ersten Halter angeordnet sein und den Detektor in einem, vorzugsweise gleichmäßigem, Abstand umlaufen. Entsprechend kann die Dichtung eine Länge von 65 mm bis 285 mm, bevorzugt 95 mm bis 175 mm, besonders bevorzugt 140 mm, eine Breite von 45 mm bis 175 mm, bevorzugt 55 mm bis 95 mm, besonders bevorzugt 70 mm, und einer Höhe von 1 mm bis 10 mm, bevorzugt 6 mm, aufweisen. Die Dichtung kann aber auch an einer Außenseite des Gehäuses angeordnet sein. Um eine möglichst große Variabilität der Vorrichtung in Bezug auf die verwendeten Behälter sicherzustellen, können sowohl am Detektor als auch am ersten Halter jeweils eine oder mehrere Dichtungen vorgesehen sein. Hierdurch können unterschiedlichste Behälter vor oder während des Eindringens des Detektors über die Dichtung luftdicht abgeschlossen werden.

[0014] Der in den Behälter eingebrachte Detektor analysiert das Kopfraumgas, wobei der zumindest eine Sensor zumindest einen Bestandteil des Kopfraumgases detektieren kann. Das Kopfraumgas umfasst üblicherweise flüchtige Bestandteile, insbesondere flüchtige organische Bestandteile, welche aus der Probe entweichen. Flüchtige organische Bestandteile werden in Fachkreisen auch mit dem Begriff VOC abgekürzt, abgeleitet vom englischen Begriff „volatile organic compound“, Eine Konzentration der flüchtigen Bestandteile der Probe im Kopfraumgas hängt maßgeblich von einer Verweilzeit der Probe innerhalb des Behälters ab.

[0015] Zum Detektieren der Bestandteile des Kopfraumgases kann ein herkömmlicher Sensor zur qualitativen und/oder quantitativen Detektion von gasförmigen Bestandteilen zum Einsatz kommen, wie dieser beispielsweise aus der AT 524446 A4 bekannt ist. Hiermit wird die AT 524446 A4 vollinhaltlich aufgenommen. Durch ein direktes Analysieren des Kopfraumgases innerhalb des Behälters kann auf einen Transport des Kopfraumgases in Form einer herkömmlichen Probenahme mittels Ansaugsystem und Leitungen zum Detektor verzichtet und ein Aufbau der Vorrichtung entsprechend vereinfacht werden.

[0016] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der erste Halter und der zweite Halter voneinander beabstandet an einem Verbindungsstück angeordnet sind, wobei zumindest einer der beiden Halter beweglich am Verbindungsstück gelagert ist. Dadurch kann ein besonders einfacher und zuverlässiger Aufbau der Vorrichtung erzielt werden. Für gewöhnlich ist das Verbindungsstück linear ausgebildet und verbindet die beiden Halter miteinander. Dabei kann das Verbindungsstück einteilig oder mehrteilig aus zumindest bereichsweise hohl ausgebildeten Formteilen, wie Rohren oder Profilen, insbesondere Aluminiumprofilen, gebildet sein, sodass ein Gewicht der Vorrichtung besonders gering gehalten werden kann.

[0017] Zudem kann das Verbindungsstück an einem ersten Ende, welches einem Untergrund zugewandt ist, einen runden, T-förmigen oder X-förmigen Standfuß aufweisen. Hierdurch kann eine besonders hohe Stabilität der Vorrichtung sichergestellt werden. Zum zweiten Ende des Verbindungsstückes hin, sind vorzugsweise zunächst der zweite Halter und darauffolgend der erste Halter angeordnet. Besteht das Verbindungsstück aus einem zumindest bereichsweise hohl ausgebildeten Formteil, insbesondere einem Aluminiumprofil, kann das zweite Ende mit einer Kappe verschlossen sein, um eine Verunreinigung des Verbindungsstückes durch Staub und/oder eine Verletzungsgefahr zu verringern.

[0018] Zudem kann eine Halterung zum Bewegen von einem der beiden Halter vorgesehen sein, über welche der entsprechende Halter indirekt am Verbindungsstück angeordnet und beweglich gelagert ist. Diese Halterung kann an einer Spindel geführt werden, welche über Endstücke am Verbindungsstück befestigt ist. Hierzu ist an der Spindel, deren Achse durch ein Zentrum des Halters verlaufen kann, für gewöhnlich eine Aufnahme für die Halterung angeordnet, sodass diese entlang des Verbindungsstückes verschoben werden kann. Zudem kann am Halter und der Halterung ein Zahnradgetriebe vorgesehen sein, über welches der Halter, um eine durch dessen Zentrum verlaufende Rotationsachse, drehbar ist. Es hat sich bewährt, dass zum Antreiben der Spindel und des Zahnradgetriebes jeweils ein Motor, insbesondere ein Elektromotor bzw. ein Servomotor, vorgesehen ist.

[0019] Darüber hinaus können der erste Halter und/oder der zweite Halter exzentrisch am Verbindungsstück angeordnet sein, wobei zumindest einer der beiden Halter, insbesondere indirekt, am Verbindungsstück angeordnet und bewegbar gelagert ist.

[0020] Es hat sich bewährt, dass der zweite Halter am Verbindungsstück rotatorisch um die Rotationsachse und translatorisch entlang der Rotationsachse bewegbar gelagert ist. Durch einen derart bewegbaren zweiten Halter ergibt sich ein besonders einfacher und wartungsfreundlicher Aufbau der Vorrichtung. Ist der zweite Halter über die Halterung am Verbindungsstück gelagert und von der Spindel und dem Zahnradgetriebe bewegbar, sind die einzelnen Teile der Vorrichtung auf einfache Weise zugänglich. Zudem wurde gefunden, dass die an der Halterung angeordneten Komponenten besonders leicht zugänglich sind, wenn die Halterung exzentrisch am Verbindungsstück angeordnet ist.

[0021] Vorzugsweise kann die Rotationsachse des zweiten Halters ident mit der Achse der Spindel sein. Bei einem derartigen Aufbau ist der zweite Halter über die Halterung so bewegbar, dass mit diesem der Abstand zum ersten Halter verringerbar bzw. vergrößerbar und durch die rotatorische Bewegung um die Rotationsachse eine relative Position des Behälters zum ersten Halter veränderbar ist. Entsprechend kann sich durch eine Kombination der translatorischen und der rotatorischen Bewegung des zweiten Halters nicht nur ein besonders fließender Betrieb der Vorrichtung, sondern abhängig von der Rotationrichtung, bevorzugt gegen den Uhrzeigersinn, und der Formgebung des Behälters, des Deckels und des Detektors auch ein vereinfachtes Öffnen des Behälters ergeben.

[0022] Bevorzugt ist vorgesehen, dass der zweite Halter eine Rotationsachse aufweist und mehrere Behälter mit gleichem Abstand zur Rotationsachse angeordnet sind. Auf diese Weise können auch in mehreren Behältern befindliche Kopfraumgase schnell und präzise analysiert werden. Dabei wird die relative Position der Behälter zum ersten Halter durch eine rotierende Bewegung des zweiten Halters um die Rotationsachse verändert, sodass mit dem Detektor präzise die Kopfraumgase mehrerer Behälter nacheinander analysiert werden können. Folglich hat es sich als

vorteilhaft erwiesen, dass in den Behältern unterschiedliche Proben enthalten sind. Wird im Gegensatz hierzu nur ein Behälter zur Analyse von unterschiedlichen Proben verwendet, können bei unzureichender Reinigung Bestandteile von Kopfraumgasen einer vorherigen Probe im Behälter verbleiben und sich mit jenen einer neuen Probe vermischen, wodurch ein Analyseergebnis verfälscht wird. Daher ermöglicht eine Ausbildung der Vorrichtung mit mehreren am zweiten Halter angeordneten Behältern nicht nur die schnelle Analyse unterschiedlicher Proben, sondern trägt auch zur Präzision der Analyseergebnisse bei. In einer besonders vorteilhaften Ausbildung sind am zweiten Halter der Vorrichtung vier bis zwölf, bevorzugt acht, Behälter angeordnet.

[0023] Es hat sich bewährt, dass am ersten Halter und/oder am zweiten Halter mehrere Detektoren bzw. Behälter kreisförmig angeordnet sind. Hierdurch können in kurzer Zeit besonders viele und umfangreiche Analysen durchgeführt werden. Sind am ersten Halter mehrere Detektoren vorgesehen, hat es sich bewährt, dass diese unterschiedliche Sensoren umfassen. Durch die kreisförmige Anordnung derartiger Detektoren kann mit einer relativen Rotationsbewegung der beiden Halter zueinander die Position des Behälters gewechselt und unterschiedliche Bestandteile des Kopfraumgases detektiert werden. Dabei hat sich eine Ausbildung der Vorrichtung mit vier bis zwölf, besonders bevorzugt acht, am ersten Halter angeordneten Detektoren als besonders vorteilhaft erwiesen. Vorausgesetzt, dass mehrere Detektoren am ersten Halter und mehrere Behälter am zweiten Halter kreisförmig bzw. zueinander korrespondierend angeordnet sind sowie die Behälter unterschiedliche Proben und die Detektoren unterschiedliche Sensoren enthalten, kann eine besonders umfangreiche Analyse der in den Behältern befindlichen Kopfraumgase erfolgen. Vorzugsweise ist die Anzahl der am ersten Halter angeordneten Detektoren gleich wie jene der am zweiten Halter angeordneten Behälter, wobei besonders bevorzugt jeweils acht vorgesehen sind. Folglich können die unterschiedlichen Kopfraumgase mit einer derartigen Vorrichtung im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen innerhalb eines besonders kurzen Zeitraums umfangreich analysiert werden, ohne auf eine entsprechende Präzision der Analyse verzichten zu müssen.

[0024] Vorzugsweise sind am zweiten Halter mehrere Vorsprünge und/oder Ausnehmungen vorgesehen, mit welchen einer oder mehrere Behälter zumindest bereichsweise formschlüssig aufnehmbar sind. Dadurch kann eine gleichermaßen einfache wie sichere Anordnung des zumindest einen Behälters am zweiten Halter sichergestellt werden. Werden die Behälter mithilfe von Vorsprüngen am zweiten Halter formschlüssig aufgenommen, entsprechen Innenabmessungen dieser Vorsprünge in etwa Außenabmessungen des Behälters. Durch Vorsprünge, welche sich von einer Oberfläche des zweiten Halters in etwa 10 mm bis 100 mm in die Höhe erstrecken, können die Behälter auf stabile Weise aufgenommen werden. Üblicherweise kommen quaderförmige Behälter zum Einsatz, da diese besonders Effizient gestapelt und aufbewahrt werden können. In der Regel weist der Behälter eine Länge von 80 mm bis 250 mm, bevorzugt 100 mm bis 180 mm, besonders bevorzugt 150 mm, eine Breite von 50 mm bis 150 mm, bevorzugt 70 mm bis 130 mm, besonders bevorzugt 100 mm, und eine Höhe von 30 mm bis 250 mm, bevorzugt 100 mm bis 200 mm, besonders bevorzugt 160 mm, auf. Zur Aufnahme solcher Behälter geeignete Vorsprünge sind üblicherweise in einer eckigen u- Form ausgebildet. Alternativ können die Behälter auch in Form von anderen geometrischen Körpern, wie beispielsweise Zylindern mit runden, ellipsoiden oder vieleckigen Grundflächen, ausgebildet sind, wobei die Form der Vorsprünge dann an die jeweilige Grundfläche angeglichen werden müsste.

[0025] Darüber hinaus können die Vorsprünge Nuten und der Behälter Federn aufweisen, sodass der Behälter in die Vorsprünge eingeschoben werden kann, um eine formschlüssige Nut-FederVerbindung auszubilden. Entsprechend ergeben sich besonders vielseitige Gestaltungsmöglichkeiten für die Formgebung der Behälter. Hierbei können die Vorsprünge zwar in einem an die Abmessungen des Behälters angepassten Abstand angeordnet, aber weitestgehend unabhängig von der Grundform des Behälters als parallele Streifen ausgebildet sein. Um eine translatorische Bewegung des Behälters zur Rotationsachse des zweiten Halters hin zu begrenzen, könnte beispielsweise ein Anschlag vorgesehen sein.

[0026] Sind am zweiten Halter Ausnehmungen vorgesehen, um die Behälter formschlüssig aufzunehmen, weisen diese für gewöhnlich dieselbe Formgebung wie die Grundflächen der Behälter

auf und erstrecken sich von der Oberfläche des zweiten Halters in dessen Inneres. Um die Behälter stabil aufnehmen zu können, beträgt eine Tiefe der Ausnehmungen ausgehend von der Oberfläche des zweiten Halters üblicherweise 5 mm bis 30 mm. Die Höhe der Vorsprünge und die Tiefe der Ausnehmungen ist für gewöhnlich parallel zur Rotationsachse des zweiten Halters orientiert und bemessen. Besonders stabil können die Behälter aufgenommen werden, wenn am zweiten Halter sowohl Vorsprünge als auch Ausnehmungen für die Behälter vorgesehen sind.

[0027] Es ist zweckmäßig, dass der erste Halter und/oder der zweite Halter eine kreisförmige oder sternförmige Grundform aufweist. Hierdurch kann die Vorrichtung auf besonders kleinem Bauraum realisiert werden. In der Regel weisen derart ausgebildete Halter einen Durchmesser von 300 mm bis 1200 mm, bevorzugt 500 mm bis 1000 mm, besonders bevorzugt 600 mm, auf. Ein derart ausgebildeter zweiter Halter ermöglicht auf einfache Weise gleichermaßen das Anordnen von mehreren Behältern mit gleichem Abstand zur Rotationsachse bzw. eine kreisförmige Anordnung der Behälter. Auch eine kreisförmige Anordnung von mehreren Detektoren bei einem derart ausgebildeten ersten Halter ist besonders einfach möglich. Dabei hat es sich bewährt, dass beide Halter die gleiche Grundform aufweisen. Für gewöhnlich sind die Halter aus Kunststoff oder Metall gebildet und weisen eine Dicke von 5 mm bis 20 mm auf, um eine entsprechende Stabilität sicherzustellen.

[0028] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Deckel eine Öffnung aufweist, über welche ein Inneres des Behälters zugänglich ist, wobei die Öffnung mit einem Verschluss verschließbar ist. Über eine solche Öffnung kann der Detektor besonders einfach in den Behälter eingebracht werden. Da der Verschluss die Öffnung des Deckels verschließt, kann mit einem derart ausgebildeten Deckel das Öffnen des Deckels durch den Detektor entfallen. Folglich ist es zum Analysieren des Kopfraumgases ausreichend, dass der Verschluss durch den Detektor geöffnet wird und der Detektor in den Behälter eindringt, während der Deckel mit dem Behälter verbunden bleiben kann. Um ein einfaches Eindringen des Detektors in den Behälter zu ermöglichen, weist die Öffnung eine Länge von 60 mm bis 280 mm, bevorzugt 90 mm bis 170 mm, besonders bevorzugt 130 mm, und eine Breite von 40 mm bis 170 mm, bevorzugt 50 mm bis 90 mm, besonders bevorzugt 60 mm, auf. Vorzugsweise ist ein solcher Verschluss mit einem Schiebemechanismus versehen, sodass dieser bei der relativen Bewegung von erstem Halter und zweitem Halter vom Detektor in eine geöffnete Position bewegt werden kann. Zum Rückstellen des Verschlusses in eine geschlossene Position kann eine Feder vorgesehen sein. Durch diese kann der Verschluss nach dem Entfernen des Detektors aus dem Behälter automatisch in die geschlossene Position bewegt werden. Bevorzugt weist der Verschluss eine Dichtung auf, mit welcher der Behälter in einer geschlossenen Position luftdicht abschließbar ist.

[0029] Es hat sich bewährt, dass der Verschluss schwenkbar am Deckel angeordnet und ins Innere des Behälters auslenkbar ist. Hierdurch kann eine Zeit zum Öffnen des Verschlusses besonders kurzgehalten und eine Verunreinigung des Kopfraumgases weitestgehend vermieden werden. Dabei kann der Verschluss auf einer Innenseite des Deckels, beispielsweise über ein am Verschluss angeordnetes Scharnier, befestigt sein und Abmessungen aufweisen, welche jene der Offnung übersteigen. Zweckmäßigerweise ist das Scharnier an einer, insbesondere linken, Kante des Verschlusses angeordnet und die Abmessungen des Verschlusses übersteigen jene der Öffnung umlaufend im gleichen Maße, sodass eine Dichtung zwischen Deckel und Verschluss anordenbar ist. Entsprechend kann der Verschluss die Öffnung in einer geschlossenen Position verschließen und den Behälter über die Dichtung luftdicht abschließen. Wenn der Abstand zwischen dem ersten Halter und dem zweiten Halter, insbesondere entlang der Rotationsachse des zweiten Halters, verringert wird, kann der Detektor den Behälter durch bloßes Eindrücken des Verschlusses von einer geschlossenen ins Innere des Behälters und damit in eine offene Position auslenken. Dabei dringt der Detektor in den Behälter ein und es kann eine Analyse des Kopfraumgases erfolgen. Durch die am ersten Halter und/oder dem Detektor vorgesehene Dichtung wird der Behälter auch bei einem derartigen Aufbau des Deckels während der Analyse des Kopfraumgases luftdicht abgeschlossen. Nach Abschluss der Analyse kann der Detektor durch die VergröBerung des Abstandes zwischen dem ersten Halter und dem zweiten Halter aus dem Behälter entfernt werden. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Verschluss mit einer Feder versehen ist, über

welche dieser in die geschlossene Position schwenkbar ist.

[0030] Bevorzugt weist der Detektor mehrere Sensoren auf, sodass mehrere Bestandteile des Kopfraumgases, insbesondere zeitgleich, detektierbar sind. Hierdurch kann das Kopfraumgas besonders schnell und präzise analysiert werden. Die Sensoren selbst können als herkömmliche Gassensoren, beispielsweise Chemosensoren, ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Einsatz von resistiv arbeitenden Chemosensoren, sogenannten Chemo-Resistoren, erwiesen, welche beispielsweise in der AT 524446 A beschrieben sind. Durch den Einsatz mehrerer solcher Chemosensoren können zeitgleich mehrere Bestandteile des Kopfraumgases auf präzise Weise erfasst werden, selbst wenn diese nur in geringen Konzentrationen vorhanden sind. Dabei hat es sich bewährt, wenn der Detektor zwischen 4 und 50, bevorzugt zwischen 10 und 30, besonders bevorzugt 16, unterschiedliche Sensoren enthält. Die Sensoren können Polymere aufweisen, welche mit flüchtigen organischen Bestandteilen derart in Wechselwirkung treten, dass eine Leitfähigkeitsänderung auftritt und ein elektrisches Signal erzeugt wird. Entsprechend können abhängig von den eingesetzten Polymeren unterschiedliche Bestandteile des Kopfraumgases mit besonders hoher Selektivität detektiert werden. Bei einer Vorrichtung, bei welcher am ersten Halter mehrere, insbesondere vier bis zwölf, Detektoren angeordnet sind, kann jeder Detektor unterschiedliche Sensoren umfassen. Demnach kann mit einer derartigen Vorrichtung eine besonders genaue Analyse einer großen Bandbreite von unterschiedlichsten Kopfraumgasen erfolgen.

[0031] Mit Vorzug ist eine Recheneinheit vorgesehen, mit welcher Bewegungen des ersten Halters und/oder zweiten Halters steuerbar und vom Detektor erhaltene Messwerte verarbeitbar sind. Hierdurch kann die Analyse der Kopfraumgase automatisiert erfolgen und laufend verbessert werden. Die Recheneinheit ist dabei so ausgebildet, dass diese die Motoren zur Steuerung der Spindel und/oder des Zahnradgetriebes steuern und damit auch komplexe Bewegungsabläufe des ersten Halters und/oder zweiten Halters translatorisch entlang der Rotationsachse und rotatorisch um die Rotationsachse auf reproduzierbare Weise realisieren kann. Darüber hinaus kann die Recheneinheit eine Schnittstelle aufweisen, über welche diese mit einem Computer oder einem mobilen Gerät, beispielsweise einem Laptop, einem Tablet oder einem Mobiltelefon, verbindbar ist. Alternativ kann eine Verbindung zum Computer oder dem mobilen Gerät auch über eine kabellose Verbindung, wie Bluetooth oder WiFi, hergestellt werden. Dementsprechend können erhaltene Messwerte von der Recheneinheit derart verarbeitet werden, dass diese über eine Verbindung auf den Computer oder das mobile Gerät übertragbar sind. Zudem können die vom Detektor erhaltenen Messwerte in eine Datenbank eingespeist werden, auf welche bei zukünftigen Analysen von Kopfraumgasen zurückgegriffen werden kann. Hierdurch wird zum einen die Präzision der Analyse verbessert und zum anderen deren Dauer reduziert. Folglich können dadurch auch bestimmte Kombinationen unterschiedlicher Bestandteile des Kopfraumgases schneller erkannt und leichter zugeordnet werden.

[0032] Die verfahrensmäßige Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der erste Halter und/oder der Detektor eine Dichtung aufweist und der erste Halter und der zweite Halter relativ zueinander bewegt werden, wobei der Deckel vom Detektor geöffnet, der Detektor in den Behälter eingebracht und der Behälter gegen die Dichtung gepresst wird, sodass der Behälter während der Analyse des Kopfraumgases luftdicht abgeschlossen wird. Entsprechend ergeben sich bei einem solchen Verfahren die vorstehend erläuterten Vorteile.

[0033] Es ist bevorzugt vorgesehen, dass für einen Behälterwechsel der zweite Halter relativ zum ersten Halter um eine Rotationsachse gedreht wird, wobei am zweiten Halter mehrere Behälter im gleichen Abstand zur Rotationsachse angeordnet werden. Hierdurch können, wie vorstehend erläutert, in mehreren Behältern befindliche Kopfraumgase auf schnelle und präzise Weise anaIysiert werden.

[0034] Zweckmäßigerweise werden am ersten Halter mehrere Detektoren kreisförmig angeordnet und die Kopfraumgase mehrerer Behälter, insbesondere zeitgleich, analysiert. Mit einem solchen Verfahren können in kurzer Zeit besonders viele und umfangreiche Analysen durchgeführt werden. Auf weitere Vorteile eines solchen Verfahrens, wurde bereits in der oben stehenden Be-

schreibung der Vorrichtung eingegangen.

[0035] Vorzugsweise werden vom Detektor erhaltene Signale mit einer Recheneinheit zu einem Messwert verarbeitet und/oder erhaltene Messwerte von der Recheneinheit in eine Datenbank eingespeist. Durch ein derartiges Verfahren kann die Analyse des Kopfraumgases automatisiert erfolgen und laufend verbessert werden. Bei der Analyse des Kopfraumgases wird vom Sensor beim Detektieren bestimmter Bestandteile ein elektrisches Signal erzeugt, welches entweder direkt vom Detektor oder zunächst an die Recheneinheit übermittelt und anschließend von dieser als Messwert ausgegeben wird. Die erhaltenen Messwerte können von der Recheneinheit über die Verbindung auf den Computer oder das mobile Gerät übertragen und in die Datenbank eingespeist werden. Dadurch können Messwerte schneller abgeglichen und im Kopfraumgas enthaltene Bestandteile einfacher identifiziert werden.

[0036] Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiel. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:

[0037] Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Analysieren eines Kopfraumgases;

[0038] Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Behälters der Vorrichtung der Fig. 1; [0039] Fig. 3 eine Frontansicht der Vorrichtung nach Fig. 1;

[0040] Fig. 4 eine Frontansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 ohne Behälter;

[0041] Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 4;

[0042] Fig. 6 eine Ansicht von Unten der Vorrichtung nach Fig. 1.

[0043] In der Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 1 zum Analysieren eines Kopfraumgases dargestellt. Diese Vorrichtung 1 weist einen ersten Halter 2 und einen zweiten Halter 3 auf, welche sternförmig ausgebildet sind und einen Durchmesser von ca. 600 mm aufweisen. Darüber hinaus sind die beiden Halter 2, 3 parallel angeordnet und über ein Verbindungsstück 4 miteinander verbunden. Dabei ist der erste Halter 2 unbeweglich, insbesondere fest, am Verbindungsstück 4 angeordnet und weist eine Vielzahl von Durchführungen 5 zum Befestigen von einem oder mehreren Detektoren 6 auf. Eine Befestigung der Detektoren 6 am ersten Halter 2 kann auf kraftschlüssige oder formschlüssige Weise, insbesondere durch an Anschrauben oder Vernieten, erfolgen. Entsprechend können die Durchführungen 5 mit Innengewinden versehen sein, um die Befestigung zu vereinfachen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist exemplarisch bloß ein Detektor 6, dessen Gehäuse eine Länge L von 120 mm, eine Breite B von 55 mm und eine Höhe H von 40 mm aufweist, am ersten Halter 2 angeordnet. In dieser Darstellung ist dieser Detektor 6 jedoch nicht erkennbar. Ebenso ist eine am ersten Halter 2 angeordnete Dichtung 7 in dieser Darstellung nicht erkennbar.

[0044] Im Gegensatz zum ersten Halter 2 ist der zweite Halter 3 in dieser Ausführungsform beweglich über eine Halterung 8 am Verbindungsstück 4 gelagert. Diese Halterung 8 ist über eine am Verbindungsstück 4 befestigte Spindel 9 entlang des Verbindungsstückes 4 verschiebbar, wobei ein erster Motor 10 zum Drehen der Spindel 9 vorgesehen ist. Außerdem ist auf einer Oberseite der Halterung 8 ein Zahnrad 12 angeordnet, welches über einen an einer Unterseite der Halterung 8 angeordneten zweiten Motor 11 drehbar ist. Das Zahnrad 12 greift in eine auf der Unterseite des zweiten Halters 3 vorgesehene Verzahnung 13 ein, sodass der zweite Halter 3 um eine Rotationsachse, welche mit einer Achse der Spindel 9 zusammenfällt, rotierbar ist. Folglich ist der zweite Halter 3 zum Ausführen einer flüssigen Bewegung von den beiden Motoren 10, 11 translatorisch entlang der Rotationsachse und rotatorischen um die Rotationsachse bewegbar. Dementsprechend kann der zweite Halter 3 relativ zum ersten Halter 2 verdreht und ein Abstand zu diesem verringert oder vergrößert werden.

[0045] Auf der Oberseite des zweiten Halters 3 sind außerdem Vorsprünge 14 in eckiger u-Form vorgesehen, um einen oder mehrere Behälter 15 zumindest bereichsweise formschlüssig aufnehmen zu können. Hierdurch wird eine Position des Behälters 15 auf dem zweiten Halter 3 vorge-

geben, sodass der Detektor 6 beim Verringern des Abstandes der beiden Halter 2, 3 den Behälter 15 einfach öffnen und präzise in diesen eingebracht werden kann. Der dargestellte Behälter 15 weist eine Länge L von 150 mm, Breite B von 100 mm und eine Höhe H von 160 mm auf.

[0046] Zudem ist der Behälter 15 luftdicht mit einem Deckel 16 abgeschlossen, welcher eine Öffnung 17 aufweist. Diese Öffnung 17 weist eine Länge L von 130 mm sowie eine Breite B von 60 mm auf und ist über einen in einer geschlossenen Position befindlichen Verschluss 18, dessen Abmessungen jene der Öffnung 17 um ungefähr 10 % übersteigen, luftdicht abgeschlossen. Der Verschluss 18 selbst ist, beispielsweise über ein an einer linken Kante des Verschlusses angeordnetes Scharnier, schwenkbar an einer Innenseite des Deckels 16 angebracht und kann in ein Inneres des Behälters 15 und damit eine geöffnete Position ausgelenkt werden. Dieses Auslenken wird für gewöhnlich beim Verringern des Abstandes der beiden Halter 2, 3 zueinander vom Detektor 6 ausgeführt, welcher gleichzeitig zur Analyse des Kopfraumgases in den Behälter 15 eindringt.

[0047] Dabei wird der Deckel 16 des Behälters 15 an die am ersten Halter 2 angeordnete Dichtung 7 gepresst, sodass der Behälter 15 während der Analyse des Kopfraumgases luftdicht abgeschlossen und eine Verunreinigung des im Behälter 15 befindlichen Kopfraumgases verhindert ist. Um eine effiziente Abdichtung des Behälters 15 sicherzustellen, umläuft die Dichtung 7 den Detektor 6 in gleichbleibendem Abstand und weist eine Länge L von 140mm, eine Breite B von 70 mm und eine Höhe H von 6 mm auf. Vorzugsweise ist die Dichtung 7 aus Kautschuk gebildet.

[0048] Bei der Analyse werden Bestandteile des Kopfraumgases mittels 16 im Gehäuse des Detektors 6 angeordneten Sensoren detektiert. Jeder dieser Sensoren ist vorzugsweise als Chemosensor ausgebildet und umfasst zumindest ein Polymer, welches mit einem bestimmten Bestandteil des Kopfraumgases wechselwirkt und dabei beispielsweise eine Leitfähigkeit ändert. In der dargestellten Ausführungsvariante umfasst jeder dieser Sensoren ein anderes Polymer, sodass unterschiedliche Bestandteile des Kopfraumgases zeitgleich detektiert werden können. Durch die Anderung der Leitfähigkeit der Sensoren wird ein elektrisches Signal erhalten, sodass entweder durch eine im Gehäuse des Detektors 6 angeordnete Einrichtung oder durch Ubermitteln des Signales an eine Recheneinheit 19 die Signale verarbeitet und ein Messwert erhalten werden kann.

[0049] Die Recheneinheit 19 kann erhaltene Signale verarbeiten und Messwerte ausgeben, wobei eine Schnittstelle an der Recheneinheit 19 vorgesehen ist, über welche diese mit einem Computer oder einem mobilen Gerät, wie beispielsweise einem Notebook, einem Tablet oder einem Mobiltelefon, verbindbar ist. Zudem kann die Recheneinheit 19 auch kabellos über Bluetooth oder WiFi mit dem Computer oder dem mobilen Gerät verbunden werden. Entsprechend können die erhaltenen Messwerte auf den Computer das mobile Gerät übertragen und in eine Datenbank eingespeist werden, sodass zukünftige Messwerte mit diesen abgeglichen werden können. Hierdurch kann eine Effizienz der Analyse des Kopfraumgases gesteigert werden.

[0050] Nach Abschluss der Analyse des Kopfraumgases wird der Behälter 15 durch ein VergröBern des Abstandes zwischen den beiden Haltern 2, 3 vom Detektor 6 getrennt und über den mit einer eigenen Dichtung versehenen Verschluss 18 automatisch luftdicht abgeschlossen. Um ein weiteres Kopfraumgas zu analysieren, wird der zweite Halter 3, insbesondere gegen den Uhrzeigersinn, um die Rotationsachse gedreht, sodass ein, in dieser Darstellung nicht gezeigter, weiterer Behälter 15 unterhalb des Detektors 6 positioniert wird. Durch ein Verringern des Abstandes der beiden Halter 2, 3 der Detektor 6 weiteren Behälter 15 eingebracht und dessen Kopfraumgas analysiert.

[0051] Vorzugsweise sind bei einer derartigen Vorrichtung 1 acht Detektoren 6 am ersten Halter 2 und acht Behälter 15 am zweiten Halter 3 angeordnet, wobei der Einfachheit halber auf deren Darstellung verzichtet wurde.

[0052] Um einen sicheren Stand der Vorrichtung 1 garantieren zu können, ist an einem unteren Ende des Verbindungsstückes 4 ein X-förmiger Standfuß 20 angeordnet. Dieser ist gleich wie das Verbindungsstück 4 aus einem Hohlprofil, insbesondere einem Aluminiumprofil, gebildet. Zu-

dem ist an einem Schenkel des Standfußes 20 die Recheneinheit 19 angeordnet.

[0053] In Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung des Behälters 15 der Vorrichtung 1 der Fig. 1 gezeigt. Dabei sind einerseits die zur Grundfläche hin konisch zulaufende Form des Behälters 15 mit rechteckiger Grundfläche und andererseits der auf einer Oberseite des Behälters 15 befindliche Deckel 16 ersichtlich. Auch kann erkannt werden, dass die Kanten und Ecken des Behälters 15 abgerundet ausgebildet sind. Insbesondere ist die im Deckel 16 vorgesehene Öffnung 17 und der die Öffnung 17 luftdicht abschließende Verschluss 18 ersichtlich. Darüber hinaus ist linkerhand eine Legende zur leichteren Nachvollziehbarkeit der angegebenen Längen L, Breiten B und Höhen H gezeigt.

[0054] In Fig. 3 ist eine Frontansicht der Vorrichtung 1 der Fig. 1 dargestellt. Dabei sind die Orientierung der Spindel 9, des Zahnrades 12, der beiden Motoren 10, 11 und der Abstand zwischen den beiden Haltern 2, 3 besonders gut ersichtlich. Auch die Anordnung des Behälters 15 auf dem zweiten Halter 3 geht aus dieser Darstellung eindeutig hervor.

[0055] In Fig. 4 ist eine Frontansicht der Vorrichtung 1 der Fig. 1 ohne angeordneten Behälter 15 dargestellt. Hierdurch kann erstmalig die Anordnung des Detektors 6 und der Dichtung 7 am ersten Halter 2 erkannt werden.

[0056] Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung 1 der Fig. 4, aus welcher die vorgesehenen Anordnungen der Halterung 8, des Detektors 6, der Dichtung 7, der Spindel 9 und der beiden Motoren 10, 11 auf eindeutige Weise hervorgehen.

[0057] In Fig. 6 ist eine Ansicht von Unten der Vorrichtung 1 der Fig. 1 gezeigt, bei welcher einerseits eine Formgebung der Recheneinheit 19 und andererseits die auf der Unterseite des zweiten Halters 3 vorgesehene Verzahnung 13 ersichtlich sind.

Claims (15)

Patentansprüche

1. Vorrichtung (1) zum Analysieren eines Kopfraumgases, umfassend einen ersten Halter (2), an welchem zumindest ein Detektor (6) angeordnet ist, sowie einen zweiten Halter (3), an welchem zumindest ein Behälter (15) lösbar angeordnet ist, wobei der Behälter (15) eine Probe und das Kopfraumgas enthält und mit einem luftdicht abschließenden Deckel (16) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Halter (2) und der zweite Halter (3) relativ zueinander bewegbar sind und der erste Halter (2) und/oder der Detektor (6) eine Dichtung (7) aufweist, wodurch der Deckel (16) vom Detektor (6) öffenbar, der Detektor (6) in den Behälter (15) einbringbar und der Behälter (15) während der Analyse des Kopfraumgases über die Dichtung (7) luftdicht abschließbar ist.

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Halter (2) und der zweite Halter (3) voneinander beabstandet an einem Verbindungsstück (4) angeordnet sind, wobei zumindest einer der beiden Halter (2, 3) beweglich am Verbindungsstück (4) gelagert ist.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Halter (3) am Verbindungsstück (4) rotatorisch um eine Rotationsachse und translatorisch entlang der Rotationsachse bewegbar gelagert ist.

4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Halter (3) eine Rotationsachse aufweist und mehrere Behälter (15) mit gleichem Abstand zur Rotationsachse angeordnet sind.

5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Halter (2) und/oder am zweiten Halter (3) mehrere Detektoren (6) bzw. Behälter (15) kreisförmig angeordnet sind.

6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Halter (3) mehrere Vorsprünge (14) und/oder Ausnehmungen vorgesehen sind, mit welchen einer oder mehrere Behälter (15) zumindest bereichsweise formschlüssig aufnehmbar sind.

7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Halter (2) und/oder der zweite Halter (3) eine kreisförmige oder sternförmige Grundform aufweist.

8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (16) eine Offnung (17) aufweist, über welche ein Inneres des Behälters (15) zugänglich ist, wobei die Öffnung (17) mit einem Verschluss (18) verschließbar ist.

9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (18) schwenkbar am Deckel (16) angeordnet und ins Innere des Behälters (15) auslenkbar ist.

10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (6) mehrere Sensoren aufweist, sodass mehrere Bestandteile des Kopfraumgases, insbesondere zeitgleich, detektierbar sind.

11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Recheneinheit (19) vorgesehen ist, mit welcher Bewegungen des ersten Halters (2) und/oder zweiten Halters (3) steuerbar und vom Detektor (6) erhaltene Messwerte verarbeitbar sind.

12. Verfahren zum Analysieren eines Kopfraumgases, insbesondere mit einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei zumindest ein Detektor (6) an einem ersten Halter (2) und zumindest ein Behälter (15), welcher eine Probe und das Kopfraumgas enthält und mit einem Deckel (16) luftdicht abgeschlossen ist, an einem zweiten Halter (3) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Halter (2) und/oder der Detektor (6) eine Dichtung (7) aufweist und der erste Halter (2) und der zweite Halter (3) relativ zueinander bewegt werden, wobei der Deckel (16) vom Detektor (6) geöffnet, der Detektor (6) in den Behälter (15) eingebracht und der Behälter (15) gegen die Dichtung (7) gepresst wird, sSo-

dass der Behälter (15) während der Analyse des Kopfraumgases luftdicht abgeschlossen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Behälterwechsel der zweite Halter (3) relativ zum ersten Halter (2) um eine Rotationsachse gedreht wird, wobei am zweiten Halter (3) mehrere Behälter (15) im gleichen Abstand zur Rotationsachse angeordnet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Halter (2) mehrere Detektoren (6) kreisförmig angeordnet und die Kopfraumgase mehrerer Behälter (15), insbesondere zeitgleich, analysiert werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vom Detektor (6) erhaltene Signale mit einer Recheneinheit (19) zu einem Messwert verarbeitet und/oder erhaltene Messwerte von der Recheneinheit (19) in eine Datenbank eingespeist werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen