CH670513A5

CH670513A5 -

Info

Publication number: CH670513A5
Application number: CH3505/86A
Authority: CH
Inventors: Benno Perren
Original assignee: Benno Perren
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1989-06-15
Also published as: EP0279823A1; WO1988001737A1; US4874243A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Trübungsmessung einer durch eine Trübung verursachende Teilchen verunreinigten Flüssigkeit mit Hilfe einer Messsonde, welche ein Endfenster und ein eingebautes optisches System zur Beurteilung der zumindest im Bereich der Messsonde angestrahlten Flüssigkeit aufweist, ferner betrifft sie ein Verfahren zur Trübungsmessung.

Für die Trübungsmessung einer verunreinigten Flüssigkeit wird im allgemeinen eine Messsonde verwendet, durch welche die vorbeiströmende oder in einem Behälter vorhandene Flüssigkeit angestrahlt wird. Die von den eine Trübung verursachenden Teilchen zurückgeworfenen Strahlen werden von ■ einem in die sonde eingebauten optischen System gesammelt und einem Empfänger zugeführt, wo die Intensität der reflektierten Strahlen erfasst wird und eventuell notwendige Regelschritte eingeleitet werden.

Nachteilig ist bei derartigen Einrichtungen, dass das mit der Flüssigkeit in Berührung kommende Endfenster der Sonde sich rasch mit den in der Flüssigkeit enthaltenen Teilchen beschlägt. So sind die Service-Intervalle — auch bei kompensierten Systemen — weitgehend von der Verschmutzung des Endfensters bestimmt. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass durch das beschlagene Endfenster die Messung im Sinne einer scheinbar stärkeren Rückstrahlung verfälscht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche über lange Zeitabschnitte einwandfreie Resultate liefert und nur eines minimalen Services bedarf.

Der erfindungsgemässen Lösung dieser Aufgabe dient eine mindestens von einem Teilstrom der Flüssigkeit durchströmte

Messkammer, in welcher die Messsonde derart angeordnet ist, dass der Flüssigkeitsstrom unter einem Winkel auf das Endfenster trifft.

Durch die ständige Bespülung des Endfensters, welche mit Hilfe einer Düse noch verstärkt werden kann, stellt sich eine mechanische Selbstreinigung des Endfensters ein, welche einen Niederschlag am Fenster praktisch unmöglich macht. Es ergeben sich genaue Messresultate und nur aus Sicherheitsgründen ist eine gelegentliche Überprüfung der Einrichtung empfehlenswert. Die Einrichtung kann zur Überwachung von Rein- und Brauchwasser, von Kondensaten und Emulsionen ebenso wie von Wässern aus der Industrie verwendet werden, praktisch für jede Flüssigkeit. Einsatzgebiete der Einrichtung sind z.B. die Wasserversorgung und -aufbereitung, Kläranlagen, die Verfahrenstechnik, Waschanlagen usw.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt. Die rohr-förmige, von Flüssigkeit gänzlich ausgefüllte Messkammer 1 ist auf der einen Seite vom Stopfen 2 abgeschlossen, auf der anderen Seite ist die Messsonde 3 eingesetzt und von der Überwurfmutter 4 abdichtend gehalten. Sie weist den Messraum 5 auf, an welchen sich noch die Verlängerung 6 anschliesst, deren Zweck weiter unten genannt wird.

An die Messkammer 1 schliessen die beiden axial fluchtenden Rohre 7 an, welche von der zu überprüfenden Flüssigkeit in Richtung der Pfeile 8 durchströmt sind. Die Achsen der Messkammer 1 und der Rohre 7 schneiden sich unter einem von 90° verschiedenen Winkel. Die Messkammer 1 und die Rohre 7 sind beispielsweise aus PVC hergestellt und durch Klebung miteinander verbunden, sie können aber auch zusammen als Kreuzstück gegossen sein.

In die Messsonde 3 sind zwei oder mehrere Strahlenleiter 9 eingebaut, welche durch das Endfenster 10 die Flüssigkeit im Messraum 5 bestrahlen. Ferner ist noch das optische System 11 mit dem Strahlenleiter 12 in der Messsonde untergebracht.

Das Endfenster 10 kann aus herkömmlichem Glas hergestellt sein, besser jedoch besteht es aus Quarzglas oder Saphir. Es ist derart angeordnet, dass der Flüssigkeitsstrom in den Rohren 7 unter einem Winkel direkt darauf trifft, vorzugsweise unter einem Winkel von 45°. Dadurch ist gewährleistet, dass die strömende Flüssigkeit das Endfenster ständig mechanisch reinigt und sich daher kein Niederschlag auf demselben bilden kann, welcher die Messung verfälschen oder gar unmöglich machen könnte.

Wenn grosse Flüssigkeitsmengen in Behältern oder Rohrleitungssystemen überwacht werden müssen, ist ein Bypassbetrieb angezeigt, d.h., dass nur eine Teilmenge der Flüssigkeit durch die Messkammer geführt wird, was für die Beurteilung des gesamten Flüssigkeitsvolumens genügt. Ist andererseits die Flüs-sigkeitsmenge, welche die Messkammer 1 durchströmt, zu gering, um ein Beschlagen des Endfensters mit Sicherheit zu verhindern, dann ist es vorteilhaft, die Düse 13 derart in das Rohr 7 einzubauen, dass ihr Strahl direkt auf das Endfenster 10 gerichtet ist. Sollte die Möglichkeit bestehen, dass in der Flüssigkeit Gasblasen entstehen oder solche von ihr mitgeführt werden, dann ist es vorteilhaft, die Flüssigkeit in der Messkammer unter Druck zu setzen, um die Gasblasen zu eliminieren oder wenigstens zu vermindern.

Die Funktionsweise der erfindungsgemässen Einrichtung ist die folgende:

Die Messkammer 1 wird von der zu überwachenden Flüssigkeit durchströmt. Mit Hilfe der Strahlenleiter 9 wird die Flüssigkeit im Bereich der Messsonde 3 angestrahlt, beispielsweise mit Lichtstrahlen. Sind eine Trübung verursachende Teilchen in der Flüssigkeit enthalten, z.B. Feststoffteilchen oder wie es bei einer Emulsion zutrifft, so reflektieren sie die Strahlen. Diese werden vom optischen System 11 gesammelt und in den Strahlenleiter 12 eingespeist, welcher sie einem (nicht gezeichneten)

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

670 513

Empfänger zuführt. Die Intensität der reflektierten Strahlen ist ein Mass für die Trübung der Flüssigkeit.

Je stärker die Trübung der Flüssigkeit ist, desto mehr reduziert sich die wirksame Messtiefe. Einzelne Teilchen können beispielsweise noch in 10 cm Tiefe festgestellt werden, bei hoher Trübung jedoch nur noch in der Nähe des Endfensters. Um eine in allen Fällen ausreichende Messtiefe zur Verfügung zu haben, ist es vorteilhaft, den Messraum 5 vorzusehen. Wenn er auch nicht gänzlich von der Flüssigkeit durchströmt ist, so erneuert sich doch ständig sein Inhalt durch die auftretenden Turbulenzen. Seine Verlängerung 6, die eine gewisse Tiefe haben, s soll, ist vorgesehen, damit eventuell vorkommende Reflexionen der Strahlen an den Wänden oder am Boden möglichst vermieden und auf diese Weise Fehlerquellen ausgeschaltet werden.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

670 513

1. Einrichtung zur kontinuierlichen Trübungsmessung einer durch eine Trübung verursachende Teilchen verunreinigten Flüssigkeit mit Hilfe einer Messsonde, welche ein Endfenster und ein eingebautes optisches System zur Beurteilung der zumindest im Bereich der Messsonde angestrahlten Flüssigkeit aufweist, gekennzeichnet durch eine mindestens von einem Teilstrom der Flüssigkeit durchströmte Messkammer (1), in welcher die Messsonde (3) derart angeordnet ist, dass der Flüssigkeitsstrom unter einem Winkel auf das Endfenster (10) trifft.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsstrom vorzugsweise unter einem Winkel von 45° auf das Endfenster (10) trifft.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsstrom aus einer auf das Endfenster (10) gerichteten Düse (13) in die Messkammer (1) eintritt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer (1) gegenüber dem Endfenster (10) einen mit dem Flüssigkeitsstrom in Verbindung stehenden Messraum (5) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Messraum (5) eine Verlängerung (6) anschliesst.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in der Messkammer (1) unter Druck steht.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Endfenster (10) aus Quarzglas besteht.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Endfenster (10) aus Saphir besteht.

9. Verfahren zur Trübungsmessung mit der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der von der angestrahlten Flüssigkeit reflektierten und vom optischen System (11) empfangenen Strahlen als Mass für die Trübung der Flüssigkeit ausgewertet wird.