CARTUCHO SENSOR PARA ANÁLISIS DE AGUAS RESIDUALES.

La invención se refiere a un cartucho sensor desechable para análisis de aguas residuales con elementos sensores con membranas selectivas para los iones, para un solo uso. Los sensores para análisis de aguas residuales en plantas depuradoras y similares son relativamente propensos a averías, entre otras cosas debido al entorno inhóspito, es decir a las aguas residuales. Por otra parte, para los elementos sensores electroquímicos o elementos de referencia hay que prever siempre una reserva de electrolito en un tanque de electrolito. En caso de fallo del elemento sensor o del elemento de referencia o si está vacío el tanque de electrolito, es necesario sustituir el correspondiente elemento sensor o elemento de referencia o bien rellenar con electrolito el correspondiente tanque de electrolito. A menudo no se puede tomar fácilmente la determinación para saber qué elemento sensor o elemento de referencia hay que intercambiar en el caso de fallos de funcionamiento. La sustitución de los distintos elementos sensores o el relleno del tanque de electrolito es una operación engorrosa, consume tiempo y supone unos costes importantes. Por el documento DE 295 08 870 U1 se conoce un sistema sensor que presenta varios elementos sensores de pH. La carcasa y los tanques de electrolito están formados por varios tubos de vidrio dispuestos de forma coaxial unos dentro de otros. La carcasa inclusive el tanque de electrolito de vidrio es de fabricación muy compleja, es propenso a las roturas durante su manipulación y no es adecuado para elementos sensores con membranas selectivas según los iones, tal como se requieren para la medición de parámetros distintos al valor pH. Por el documento DE 83 19 463 U se conoce un cartucho sensor en el que los diversos tanques y carcasas están formados por distintos componentes independientes de vidrio y/o de plástico. El cartucho sensor se tiene que montar a partir de los componentes citados. El montaje es engorroso y propenso a fallos. El sellado estanco a los líquidos de los componentes de diferentes materiales es difícil y complejo. Un dispositivo sensor del pH con una carcasa de plástico de una sola pieza se describe en el documento US 4495050. El objetivo de la invención es en cambio simplificar o mejorar la fabricación y las propiedades de un cartucho sensor para aguas residuales con membranas selectivas para los iones. Este objetivo se resuelve conforme a la invención mediante las características de la reivindicación 1. De acuerdo con la invención está previsto un cartucho sensor desechable para aguas residuales para un solo uso. Para ello el cartucho sensor presenta una carcasa estanca a los líquidos de una sola pieza que está fabricada de plástico. La carcasa contiene por lo menos dos elementos sensores electroquímicos y por lo menos un elemento de referencia. La carcasa de una sola pieza contiene además dos tanques de electrolito para los elementos sensores y un tanque de electrolito para el elemento de referencia, en los que se encuentra el electrolito necesario para los elementos sensores o para el elemento de referencia respectivamente. En cuanto uno de los elementos está defectuoso o uno de los tanques de electrolito está vacío se sustituye el conjunto del cartucho sensor por un cartucho sensor nuevo que presenta tanques de electrolito completamente llenos y que contiene nuevos elementos sensores y un nuevo elemento de referencia. No está prevista la intercambiabilidad de los elementos sensores o del elemento de referencia o el relleno de un tanque de electrolito. Desaparece así la engorrosa localización del elemento defectuoso o la engorrosa sustitución de distintos elementos. También desaparece el engorroso relleno de un tanque de electrolito. La vida útil de los elementos sensores y del elemento de referencia se puede ajustar en determinadas condiciones de acuerdo con el volumen del tanque de electrolito. Los elementos sensores y el elemento de referencia no tienen que durar más de lo que llega la reserva en los tanques de electrolito. Según la clase de elemento hay aquí otro potencial de ahorro. La carcasa de una sola pieza forma los tanques de electrolito. La carcasa presenta en su interior una estructura compleja, que comprende varios recintos cerrados o que se pueden cerrar. De este modo se pueden formar en la carcasa varios tanques de electrolito, prácticamente sin coste adicional. Esta clase de estructuras se pueden fabricar sin problema y de modo económico, por ejemplo mediante fundición inyectada de plástico. El cartucho sensor se puede fabricar en grandes cantidades de modo que los costes de fabricación son relativamente reducidos. Dado que para la sustitución de los elementos sensores y el elemento de referencia y para rellenar los tanques de electrolito se requieren ya solo unas pocas manipulaciones, los costes de mantenimiento y conservación de una planta de análisis de aguas residuales en la que se utilice el cartucho sensor son más reducidos que para plantas convencionales de análisis de aguas residuales. Cada elemento sensor electroquímico presenta una membrana de plástico selectiva para los iones, que cierra el tanque del electrolito del sensor y que está situado respectivamente en un orificio de la pared exterior y de la carcasa de plástico. Mediante el empleo de plástico, en particular de PVC, se utiliza tanto para la carcasa como también para la membrana del elemento sensor selectivo para los iones un material de la misma clase. 2 Se entiende por membrana de plástico selectiva para los iones no solo una membrana de plástico en la que están incorporadas sustancias de intercambio de iones sino también las denominadas membranas "Solid state", en la que están incorporadas sales inorgánicas relativamente insolubles. Mediante el empleo de un material de la misma clase para las membranas, por una parte, y para la carcasa por otra, se simplifica el sellado estanco a los líquidos del límite entre la membrana y la carcasa, y resulta más seguro. Esto se debe entre otras cosas a que debido a la igualdad de materiales o semejanza de materiales la carcasa y la membrana presentan unos coeficientes de dilatación similares. Las membranas de plástico selectivas para los iones están unidas preferentemente con la carcasa de plástico con una unión de materiales. La unión de materiales puede efectuarse por ejemplo mediante la denominada soldadura en frío utilizando un pegamento que contenga disolvente. Únicamente mediante el empleo de plástico, tanto para la carcasa como también para las membranas selectivas para los iones, se puede realizar una unión de material de esta clase totalmente estanca a los líquidos entre la membrana selectiva para los iones y la carcasa. Alternativamente se pueden emplear también la soldadura por alta frecuencia u otros procedimientos para la fabricación de una unión de materiales. De acuerdo con una realización preferente, la pared de la carcasa forma en cada caso parcialmente la pared del tanque de electrolito. Las paredes del tanque de electrolito y la pared de la carcasa se solapan al menos en parte. De este modo, una parte de las paredes puede actuar al mismo tiempo como pared de la carcasa y como pared del tanque. De este modo se obtiene en el espacio interior de la carcasa en conjunto más espacio hueco que se puede aprovechar para los tanques de electrolito. Mediante el solape de las paredes de los tanques de electrolito entre sí y/o con la pared lateral de la carcasa se puede aumentar el volumen útil de los tanques de electrolito, sin modificar el tamaño de la carcasa. De acuerdo con una realización preferente la carcasa está realizada en forma de vaso, estando situado el o los elementos sensores y el elemento de puente salino y eventualmente el sensor de temperatura en el fondo del vaso. La boca del vaso se cierra mediante una tapa dependiente que va pegada o soldada al vaso o unida con este de algún otro moso estanco a los líquidos. La tapa del vaso lleva los elementos de acoplamiento eléctricos. En los orificios del tanque de electrolito está prevista preferentemente en cada uno de ellos una estructura de soporte permeable a los fluidos, donde cada estructura de soporte sirve de apoyo a una membrana del correspondiente elemento sensor. La membrana del elemento sensor asienta por el exterior sobre la estructura de soporte y queda soportada y apoyada por esta. El elemento sensor electroquímico puede ser por ejemplo un elemento sensor de amonio y/o un elemento sensor de potasio para compensar la sensibilidad transversal del elemento sensor de amonio. El elemento de referencia puede estar realizado como sonda de pH, que junto con el electrolito del elemento de referencia y un elemento de puente salino forma un conjunto de referencia. De acuerdo con una realización preferente la carcasa presenta un conjunto de acoplamiento electromecánico mediante el cual se puede... [Seguir leyendo]

1. Cartucho sensor desechable para análisis de aguas residuales (10) para uso de una sola vez, con una carcasa (20) de una sola pieza de plástico que presenta por lo menos dos elementos sensores (30, 32) electroquímicos y por lo menos un elemento de referencia (56), así como dos tanques de electrolito de los elementos sensores (40, 42) y un tanque de electrolito del elemento de referencia (44), estando formados todos los tanques de electrolito (40, 42, 44) por la carcasa (20) de una sola pieza, y presentando cada elemento sensor electroquímico (30, 32) una membrana de plástico selectiva para los iones (31, 33), que remata el tanque de electrolito del sensor (40, 42) y que está dispuesta cada una en un orificio de la pared exterior de la carcasa de plástico (20). 2. Cartucho sensor para análisis de aguas residuales (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque la membrana de plástico (31, 33) está unida de modo integral con la carcasa de plástico (20). 3. Cartucho sensor para análisis de aguas residuales (10) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en los orificios del tanque de electrolito del sensor (40, 42) está situada en cada uno una estructura de soporte (35) permeable a los fluidos, soportando la estructura de soporte (35) cada una la membrana (31, 33) del elemento sensor correspondiente (30, 32). 4. Cartucho sensor para análisis de aguas residuales (10) según una de las reivindicaciones 1- 3, caracterizado porque la pared lateral de la carcasa (26) forma en cada caso parcialmente la pared de los tanques de electrolito (40, 42, 44). 5. Cartucho sensor para análisis de aguas residuales (10) según una de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque la pared lateral de la carcasa (26) tiene forma de vaso, estando dispuestos los elementos sensores (30, 32) en la pared del fondo del vaso (24). 6. Cartucho sensor para análisis de aguas residuales (10) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la carcasa (20) presenta un conjunto de acoplamiento (70) electromecánico mediante el cual el cartucho sensor (10) se puede acoplar a un correspondiente conjunto de acoplamiento electromecánico (72) de un dispositivo de soporte (12) fijado por el lado de tierra. 7. Cartucho sensor para análisis de aguas residuales (10) según la reivindicación 6, caracterizado porque el conjunto de acoplamiento (70) del lado de la carcasa presenta un elemento de junta (78, 86) de modo que ambos conjuntos de acoplamiento (70, 72) se pueden acoplar entre sí de modo estanco a los líquidos. 8. Cartucho sensor para análisis de aguas residuales (10) según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la carcasa (20) lleva un sensor de temperatura (36). 9. Cartucho sensor para análisis de aguas residuales (10) según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la carcasa (20) lleva un elemento de puente salino (34) para el elemento de referencia (56). 6 ES 2 365 810 T3 7 ES 2 365 810 T3 8 ES 2 365 810 T3 9 ES 2 365 810 T3