Aparato de calibración de sonda de peróxido de hidrógeno vaporizado.

Aparato para calibrar un sensor de concentración destinado a detectar la concentración de peróxido de hidrógenovaporizado,

comprendiendo dicho aparato:

una caja (20) que define una cámara (22);

un primer sensor (128) de temperatura para generar una primera señal indicadora de la temperatura dentro de lacámara (22);

un recipiente (70) que define una cavidad (72), incluyendo dicho recipiente (70) unos medios (74) de aislamientomóviles entre una posición cerrada para aislar la cavidad (72) de la cámara (22) y una posición abierta en el que lacavidad (72) está en comunicación fluídica con la cámara (22);

unos primeros medios de suministro (102, 112) para suministrar una solución acuosa de peróxido de hidrógenolíquido (104) a la cavidad (72);

un primer sensor (122) de concentración para generar una segunda señal indicadora de una concentración deperóxido de hidrógeno líquido dentro de la cavidad (72);

un controlador (150) que almacena datos para correlacionar una concentración de peróxido de hidrógeno líquido auna temperatura predeterminada con una concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado, derivando dichoperóxido de hidrógeno vaporizado de dicha solución acuosa de peróxido de hidrógeno líquido (104), en el quedicho controlador (150) incluye:

unos medios para recibir la primera señal generada por el primer sensor (128) de temperatura indicador de latemperatura dentro de la cámara (22) y la segunda señal generada por el primer sensor de concentración (122)indicador de la concentración de peróxido de hidrógeno líquido (104) dentro de la cavidad (72);

unos medios para mover dichos medios de aislamiento (74) desde la posición cerrada a la posición abierta,liberando así el peróxido de hidrógeno vaporizado en dicha cámara (22);

unos medios para recibir una tercera señal generada por un segundo sensor (132) de concentración situadodentro de dicha cámara (22), siendo dicha tercera señal indicadora de una concentración medida de peróxidode hidrógeno vaporizado en el interior de dicha cámara (22);

unos medios para determinar una concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado en el interior dedicha cámara (22) utilizando dicha primera señal, dicha segunda señal y dichos datos almacenados;

unos medios para comparar dicha concentración medida con dicha concentración real para determinar un valorde error; y

unos medios para la calibración de dicho segundo sensor de concentración (132) según el valor de errordeterminado.

Aparato de calibración de sonda de peróxido de hidrógeno vaporizado.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a la técnica de calibración de sensores, y más específicamente a un procedimiento y un aparato para calibrar un sensor utilizado para detectar una concentración de una sustancia química.

Antecedentes de la invención

Los sensores para detectar la concentración de un agente químico son útiles en varias aplicaciones industriales y médicas. Una de dichas aplicaciones es la detección de una concentración de un agente descontaminante gaseoso

o vapor (por ejemplo, peróxido de hidrógeno vaporizado) utilizado para la descontaminación de instrumentos médicos aislantes, habitaciones, etc. La descontaminación lograda requiere exposición a una concentración predeterminada de un agente descontaminante durante un período predeterminado. Por lo tanto, la medición precisa de la concentración del agente descontaminante es útil para conseguir la descontaminación adecuada y la utilización eficaz del agente descontaminante.

Para garantizar precisión, los sensores utilizados para medir, es decir, detectar, se calibra periódicamente la concentración de agentes descontaminantes. Según los procedimientos de calibración convencionales, un sensor para detectar la concentración de agentes descontaminantes se calibra exponiendo el sensor a una muestra del agente descontaminante a una concentración conocida. Una vez el sensor está expuesto a la muestra, el sensor se ajusta para proporcionar una señal que es indicadora de la concentración detectada. Para calibrar el sensor a diferentes concentraciones, el procedimiento de calibración se puede repetir utilizando una serie de muestras que tienen diferentes concentraciones conocidas (véase por ejemplo el documento EP-A-1686375) .

El procedimiento de calibración anterior no es muy adecuado para los sensores de calibración utilizados para determinar la concentración de agentes químicos inestables, tales como el peróxido de hidrógeno vaporizado. A este respecto, el peróxido de hidrógeno vaporizado se descompone en oxígeno y agua. Debido a que el peróxido de hidrógeno vaporizado se descompone, una concentración conocida y estable de peróxido de hidrógeno vaporizado puede no ser preparada de manera fiable para su utilización en la calibración de un sensor que utiliza procedimientos convencionales. Por consiguiente, se han desarrollado otros procedimientos de calibración para calibrar sensores utilizados para determinar la concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado, tal como se describirá a continuación.

Los sensores que se suelen utilizar para determinar la concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado incluyen sensores infrarrojos (IR) (por ejemplo, sensores en el infrarrojo próximo (IRP) ) y sensores electroquímicos.

Un sensor de infrarrojos convencional incluye una fuente de radiación infrarroja ("fuente IR") y un sensor de infrarrojos que se encuentran a una distancia fija aparte. Un filtro óptico está situado ya sea en frente de la fuente de radiación de infrarrojos o en el sensor de IR para filtrar toda la radiación excepto la longitud de onda que es absorbida por el peróxido de hidrógeno vaporizado. El peróxido de hidrógeno vaporizado pasa entre la fuente de IR y el sensor IR.

La cantidad de radiación IR (proporcionada por la fuente de IR) que es absorbida por el peróxido de hidrógeno vaporizado es proporcional a la concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado. En consecuencia, el sensor de IR genera una señal que indica la concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado basándose en la proporción de radiación IR (proporcionada por la fuente de IR) que es recibida por el sensor de IR.

Un sensor de IR convencional se suele calibrar utilizando un filtro óptico que está situado entre la fuente de IR y el sensor de IR. El filtro óptico bloquea parte de la radiación IR a la misma longitud de onda absorbida por el peróxido de hidrógeno vaporizado. En este sentido, el filtro óptico simula la presencia de peróxido de hidrógeno vaporizado a una concentración conocida. El sensor de IR se ajusta de manera que proporciona una señal indicadora de la concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado simulada por el filtro óptico. Un inconveniente de utilizar un filtro óptico para la calibración de sensores de infrarrojos es que se necesita una gama de diferentes filtros ópticos para calibrar un sensor de IR en un intervalo de concentraciones.

Un sensor electroquímico convencional reacciona con el peróxido de hidrógeno vaporizado para producir una señal eléctrica proporcional a la concentración del peróxido de hidrógeno vaporizado. Un sensor electroquímico típico incluye un primer electrodo y un segundo electrodo que están conectados por una resistencia. Una capa fina de electrolito separa los primero y segundo electrodos. El primer electrodo está formado de un material que reacciona con el peróxido de hidrógeno vaporizado.

El peróxido de hidrógeno vaporizado que entra en contacto con el material reactivo del primer electrodo participa en una reacción química que genera una corriente. La corriente circula entre los dos electrodos y es proporcional a la

concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado. En consecuencia, la cantidad de corriente producida por el sensor electroquímico indica la concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado.

Como se ha indicado anteriormente, el peróxido de hidrógeno vaporizado es un vapor inestable y se descompondrá con el tiempo. Por lo tanto, un procedimiento típico para la calibración de un sensor electroquímico destinado a determinar la concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado utiliza un vapor sustituto que no se descompone con el tiempo. El sensor electroquímico responde a la presencia del vapor sustituto de una manera conocida. En este sentido, la respuesta del sensor electroquímico a una concentración específica del vapor sustituto SE puede correlacionar con una respuesta del sensor electroquímico a la presencia de una concentración conocida de peróxido de hidrógeno vaporizado. Se necesita un procedimiento de correlación a fin de utilizar un vapor sustituto para la calibración de un sensor electroquímico a una determinada concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado. Un inconveniente de utilizar un sustituto de vapor para la calibración de un sensor electroquímico que es un solo procedimiento de correlación puede ser aplicable sólo en un intervalo limitado de concentraciones de peróxido de hidrógeno vaporizado. Como resultado, pueden ser necesarios múltiples procedimientos de correlación con el fin de calibrar un sensor en toda un intervalo de concentraciones de peróxido de hidrógeno vaporizado.

La presente invención supera estos y otros problemas al proporcionar un procedimiento y un aparato para calibrar un sensor para la detección peróxido de hidrógeno vaporizado mediante la determinación de la concentración de peróxido de hidrógeno en una solución acuosa de peróxido de hidrógeno.

Sumario de la invención

Según la presente invención, está previsto un aparato para calibrar un sensor de concentración para detectar la concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado, dicho aparato comprende: (a) una caja que define una cámara;

(b) un primer sensor de temperatura para generar una primera señal indicadora de la temperatura dentro de la cámara, (c) un recipiente que define una cavidad, incluyendo dicho recipiente unos medios de aislamiento móviles entre una posición cerrada para aislar la cavidad de la cámara y una posición abierta en la que la cavidad está en comunicación fluídica con la cámara; (d) un primer medio de suministro para suministrar una solución acuosa de peróxido de hidrógeno a la cavidad; (e) un primer sensor de concentración para generar una segunda señal indicadora de una concentración de peróxido de hidrógeno líquido dentro de la cavidad; (f) un controlador que almacena datos para la correlación de una concentración de peróxido de hidrógeno líquido con una concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado a una temperatura predeterminada, procediendo dicho peróxido de hidrógeno vaporizado de dicha solución acuosa de peróxido de hidrógeno. El controlador incluye: unos medios para recibir la primera señal generada por el primer sensor de temperatura indicadora... [Seguir leyendo]

1. Aparato para calibrar un sensor de concentración destinado a detectar la concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado, comprendiendo dicho aparato:

una caja (20) que define una cámara (22) ;

un primer sensor (128) de temperatura para generar una primera señal indicadora de la temperatura dentro de la cámara (22) ;

un recipiente (70) que define una cavidad (72) , incluyendo dicho recipiente (70) unos medios (74) de aislamiento móviles entre una posición cerrada para aislar la cavidad (72) de la cámara (22) y una posición abierta en el que la cavidad (72) está en comunicación fluídica con la cámara (22) ;

unos primeros medios de suministro (102, 112) para suministrar una solución acuosa de peróxido de hidrógeno líquido (104) a la cavidad (72) ;

un primer sensor (122) de concentración para generar una segunda señal indicadora de una concentración de peróxido de hidrógeno líquido dentro de la cavidad (72) ;

un controlador (150) que almacena datos para correlacionar una concentración de peróxido de hidrógeno líquido a una temperatura predeterminada con una concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado, derivando dicho peróxido de hidrógeno vaporizado de dicha solución acuosa de peróxido de hidrógeno líquido (104) , en el que dicho controlador (150) incluye:

unos medios para recibir la primera señal generada por el primer sensor (128) de temperatura indicador de la temperatura dentro de la cámara (22) y la segunda señal generada por el primer sensor de concentración (122) indicador de la concentración de peróxido de hidrógeno líquido (104) dentro de la cavidad (72) ;

unos medios para mover dichos medios de aislamiento (74) desde la posición cerrada a la posición abierta, liberando así el peróxido de hidrógeno vaporizado en dicha cámara (22) ;

unos medios para recibir una tercera señal generada por un segundo sensor (132) de concentración situado dentro de dicha cámara (22) , siendo dicha tercera señal indicadora de una concentración medida de peróxido de hidrógeno vaporizado en el interior de dicha cámara (22) ;

unos medios para determinar una concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado en el interior de dicha cámara (22) utilizando dicha primera señal, dicha segunda señal y dichos datos almacenados;

unos medios para comparar dicha concentración medida con dicha concentración real para determinar un valor de error; y

unos medios para la calibración de dicho segundo sensor de concentración (132) según el valor de error determinado.

2. Aparato para calibrar un sensor de concentración según la reivindicación 1, en el que el aparato incluye además:

unos primeros medios de calefacción (88) para calentar el peróxido de hidrógeno líquido dentro de dicha cavidad (72) ; y

unos segundos medios de calefacción (24) para calentar el peróxido de hidrógeno vaporizado dentro de dicha cámara (22) .

3. Aparato para calibrar un sensor de concentración según la reivindicación 1, en el que dicho recipiente (70) está dispuesto dentro de dicha cámara (22) .

4. Aparato para calibrar un sensor de concentración según la reivindicación 1, que comprende además: unos medios

(46) para eliminar la humedad de dicha cámara (22) .

5. Aparato para calibrar un sensor de concentración según la reivindicación 1, en el que dichos medios para calibrar determinan un factor de calibración que debe aplicarse a la concentración medida de peróxido de hidrógeno vaporizado indicado por dicho segundo sensor (132) de concentración.

6. Aparato para calibrar un sensor de concentración según la reivindicación 1, en el que dichos medios para calibrar modifican la programación interna de dicho segundo sensor de concentración (132) de modo que la concentración medida de peróxido de hidrógeno vaporizado es sustancialmente igual a la concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado.

7. Procedimiento de calibración de un sensor de concentración para detectar la concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes:

llenar una cavidad (72) definida por un recipiente cerrado (70) con una solución acuosa de peróxido de hidrógeno líquido (104) , estando dicha cavidad (72) aislada por unos medios de aislamiento (74) de una cámara (22) definida por una caja (20) ;

almacenar los datos en un controlador (150) , correlacionando dichos datos una concentración de peróxido de hidrógeno líquido a una temperatura predeterminada con una concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado;

localizar un sensor (132) de concentración que debe calibrarse dentro de dicha cámara (22) , generando dicho sensor (132) de concentración una señal indicadora de una concentración medida de peróxido de hidrógeno vaporizado dentro de dicha cámara (22) ;

desplazar dichos medios (74) de aislamiento para poner dicha cavidad (72) en comunicación fluídica con dicha cámara (22) , liberando así el peróxido de hidrógeno vaporizado en dicha cámara (22) ;

determinar una concentración de peróxido de hidrógeno líquido dentro de dicha cavidad (72) ;

determinar una temperatura dentro de dicha cavidad (72) ;

determinar una concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado en el interior de dicha cámara (22) utilizando dichos datos almacenados, la temperatura dentro de dicha cavidad (72) , y la concentración de peróxido de hidrógeno líquido dentro de dicha cavidad (72) ;

comparar la concentración medida con la concentración real para determinar un valor de error; y

calibrar dicho sensor (132) de concentración situado dentro de dicha cámara (22) según el valor de error determinado.

8. Procedimiento para calibrar un sensor de concentración según la reivindicación 7, que comprende además la etapa siguiente:

eliminar la humedad de dicha cámara antes de dicha etapa que consiste en desplazar dichos medios de aislamiento.

9. Procedimiento para calibrar un sensor de concentración según la reivindicación 7, en el que dicha etapa que consiste en calibrar incluye determinar un factor de calibración que debe ser aplicado a la concentración medida de peróxido de hidrógeno vaporizado indicada por dicho sensor de concentración (132) .

10. Procedimiento para calibrar un sensor de concentración según la reivindicación 7, en el que dicha etapa que consiste en calibrar incluye modificar la programación interna de dicho sensor (132) de concentración de manera que la concentración medida de peróxido de hidrógeno vaporizado es sustancialmente igual a la concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado.

11. Procedimiento para calibrar un sensor de concentración según la reivindicación 7, en el que dicho procedimiento comprende además una etapa que consiste en confirmar dicha concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado en el interior de dicha cámara (22) .

12. Procedimiento para calibrar un sensor de concentración según la reivindicación 11, en el que la etapa que consiste en confirmar dicha concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado incluye las etapas siguientes:

determinar un valor medido de humedad dentro de dicha cámara (22) ;

determinar un valor teórico de humedad dentro de dicha cámara (22) según dicha concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado;

comparar dicho valor de humedad teórico con dicho valor de humedad medido, en el que si dicho valor teórico de humedad es generalmente igual a dicho valor medido de humedad, se confirma dicha concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado.

13. Procedimiento para calibrar un sensor de concentración según la reivindicación 7, comprendiendo además dicho procedimiento la etapa siguiente:

permitir a una fase líquida de los componentes químicos dispuestos dentro de dicha cámara (22) y a una fase de vapor de dichos componentes químicos dispuestos dentro de dicha cámara obtener el equilibrio, en el que dichos componentes químicos incluyen peróxido de hidrógeno y agua.

14. Aparato para calibrar un sensor de concentración para detectar la concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado, comprendiendo dicho aparato:

una caja (220) ;

un recipiente abierto (250) situado dentro de la caja (220) ;

un primer sensor de temperatura (224) que proporciona una primera señal indicadora de la temperatura dentro de la caja (220) ; un densitómetro (280) , incluyendo dicho densitómetro (280) :

un tubo (282) para contener una columna de fluido que presenta una altura h,

un transductor de presión (284) para proporcionar un valor de la presión para la columna de un fluido que presenta una altura h, y un sensor de temperatura (288) para detectar la temperatura del fluido en el tubo (282) ;

un depósito (260) para proporcionar un suministro de una solución acuosa de peróxido de hidrógeno (260) , estando dicho depósito en comunicación fluídica con el recipiente abierto (250) y el densitómetro (280) y

un controlador (290) para controlar el funcionamiento del aparato, comprendiendo dicho controlador (290) : unos medios para determinar la concentración de peróxido de hidrógeno líquido en la solución acuosa de peróxido de hidrógeno utilizando el densitómetro (280) ,

unos medios para almacenar datos para correlacionar una concentración de peróxido de hidrógeno líquido con una concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado a una temperatura dada, derivando dicho peróxido de hidrógeno vaporizado de dicha solución acuosa de peróxido de hidrógeno,

unos medios para activar una bomba (254) para transferir la solución acuosa de peróxido de hidrógeno desde

el depósito (260) hasta el recipiente abierto (250) , unos medios para recibir una primera señal generada por el primer sensor de temperatura (224) indicadora de la temperatura dentro de la caja (220) y una segunda señal generada por el densitómetro (280) indicadora de la concentración de peróxido de hidrógeno líquido dentro del recipiente (250) ,

unos medios para determinar una concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado en el interior de dicha caja (220) utilizando la primera señal indicadora de la temperatura dentro de la caja (220) y los datos almacenados,

unos medios para determinar una concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado dentro de dicha caja

(220) accediendo a dichos datos según la temperatura y la concentración de peróxido de hidrógeno líquido indicadas respectivamente por dichas primera y segunda señales,

unos medios para recibir una tercera señal generada por un sensor de concentración (300) situado dentro de la caja (220) , siendo dicha tercera señal indicadora de una concentración medida de peróxido de hidrógeno vaporizado dentro de la caja (220) ,

unos medios para comparar la concentración medida con la concentración real para determinar un valor de error, y

unos medios para calibrar el sensor de concentración (300) situado dentro de la caja (220) según el valor de error determinado.

15. Procedimiento para calibrar un sensor de concentración para detectar la concentración de peróxido de hidrógeno

vaporizado, comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes: almacenar los datos en un controlador (290) , correlacionando dichos datos una concentración de peróxido de hidrógeno líquido a una temperatura predeterminada con una concentración de peróxido de hidrógeno vaporizado;

localizar un sensor de concentración (300) que debe calibrarse dentro de una caja (220) , generando dicho sensor de concentración (300) una señal indicadora de una concentración medida de peróxido de hidrógeno vaporizado dentro de dicha caja (220) ;

determinar la densidad de una solución acuosa de peróxido de hidrógeno líquido;

determinar una concentración del peróxido de hidrógeno líquido utilizando la densidad determinada del peróxido de hidrógeno líquido; llenar un recipiente abierto (250) dentro de la caja (220) con la solución acuosa de peróxido de hidrógeno líquido; determinar una temperatura dentro de la caja (220) ;

determinar una concentración real de peróxido de hidrógeno vaporizado en el interior de dicha caja (220) utilizando dichos datos almacenados, la temperatura dentro de la caja (220) y la concentración de peróxido de hidrógeno líquido;

comparar la concentración medida con la concentración real para determinar un valor de error, y

calibrar el sensor de concentración (300) situado dentro de la caja (220) según el valor de error determinado.