DE10156203C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit auf Veränderung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit auf VeränderungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit auf Veränderung, wobei mindestens eine Stromquelle zwei in die Flüssigkeit eingetauchte Elektroden mit unterschiedlicher Polarität beaufschlagt, zwischen denen die Spannung abgegriffen wird. Dazu wird an einer Umformeinheit die Spannung mit einem einstellbaren oberen Schwellenwert und mit einem einstellbaren unteren Schwellenwert verglichen. Sowohl beim Überschreiten des oberen Schwellenwertes als auch beim Unterschreiten des unteren Schwellenwertes werden von der Umformeinheit ein Signalimpuls sowie ein Schaltimpuls ausgegeben. Der Schaltimpuls betätigt mindestens eine Umschaltvorrichtung, die die Polarität der Elektroden wechselt. Die Folgefrequenz der Signalimpulse ist ein Maß für die Leitfähigkeit. DOLLAR A Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Leitfähigkeit von Flüssigkleiten entwickelt, um eine Veränderung ihrer Leitfähigkeit schnell am Ort der Veränderung festzustellen und zuverlässig weiterzuleiten.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Prüfung der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit auf Veränderung,
wobei mindestens eine Stromquelle zwei in die Flüssigkeit ein
getauchte Elektroden mit unterschiedlicher Polarität beauf
schlagt, zwischen denen die Spannung abgegriffen wird.
In vielen Flüssigkeitsbehältern oder Rohrleitungssystemen kom
men speziell aufbereitete Flüssigkeiten zum Einsatz. Diese
sind dann, wie z. B. in besonderen Heißwasserkreisläufen, teil
weise demineralisiert und im Kalkgehalt reduziert, um Ablage
rungen und Korrosion im Leitungssystem zu vermindern. Tritt in
einem derartigen System, beispielsweise in einem Wärmetauscher
eines Fernwärmesystems, eine Leckage auf, kann unaufbereitete
Flüssigkeit in das Heizwassersystem eindringen. Eine derartige
Leckage, die beispielsweise bei einem Verbraucher auftritt,
wird beim Versorgungsunternehmen erst mit langer zeitlicher
Verzögerung festgestellt und ist nur mit großem Aufwand loka
lisierbar.
Aus der DE 42 16 176 C2 ist eine Leitfähigkeitsmessvorrich
tung bekannt. In dieser werden in einer Messzelle zwei Span
nungselektroden mit einer Rechteckspannung und zwei Strom
elektroden mit einem Rechteckstrom beaufschlagt. Hiermit kann
sehr genau die Leitfähigkeit einer Flüssigkeit gemessen wer
den. Derartige Messgeräte erfordern eine aufwendige Steuerung
und werden z. B. in Zentralen von Leitungssystemen eingesetzt.
Eine Leckage, bei der Fremdflüssigkeit in das System ein
dringt, wird jedoch erst mit großer zeitlicher Verzögerung
festgestellt. Ihre Lokalisierung ist nicht möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zu
grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der
Leitfähigkeit von Flüssigkeiten zu entwickeln, um eine Verän
derung der Flüssigkeitsleitfähigkeit schnell am Ort der Verän
derung festzustellen und zuverlässig weiterzuleiten.
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspru
ches gelöst. Dazu wird an einer Umformeinheit die Spannung mit
einem einstellbaren oberen Schwellenwert und mit einem ein
stellbaren unteren Schwellenwert verglichen. Sowohl beim Über
schreiten des oberen Schwellenwertes als auch beim Unter
schreiten des unteren Schwellenwertes werden von der Umform
einheit ein Signalimpuls sowie ein Schaltimpuls ausgegeben.
Der Schaltimpuls betätigt mindestens eine Umschaltvorrichtung,
die die Polarität der Elektroden wechselt. Die Folgefrequenz
der Signalimpulse ist ein Maß für die Leitfähigkeit.
Die Spannung, die sich bei eingeschalteter Stromquelle zwi
schen den Elektroden einstellt, ist von der Leitfähigkeit der
Flüssigkeit abhängig. Bei einer Änderung der Leitfähigkeit der
Flüssigkeit ändert sich die Zeitdauer, in der in der Umform
einheit die Schwellenwerte erreicht werden. Somit ist die Fol
gefrequenz der Signalimpulse abhängig von der Leitfähigkeit
der Flüssigkeit. Diese Signalimpulse sind gut auswertbar und
übertragbar. Beispielsweise wird nur beim Überschreiten bzw.
Unterschreiten eines ggf. vom Versorgungsunternehmen einge
stellten Schwellenwertes der Folgefrequenz der Signalimpulse
der Wert in ein Datenprotokoll aufgenommen und an das Versor
gungsunternehmen übertragen. So kann leicht überwacht werden,
ob eine zulässige Grenze für die Leitfähigkeit einer Flüssig
keit, beispielsweise 150 µS, unter- oder überschritten wird.
Das Ergebnis der Prüfung, gut oder schlecht, kann dann sicher
und störungsunanfällig an eine Auswerteeinheit übertragen wer
den.
Gleichzeitig mit dem Signalimpuls wird von der Umformeinheit
ein Umschaltimpuls ausgegeben. Dieser bewirkt einen Wechsel
der Polarität der Elektroden. Auf diese Weise werden z. B. Ab
lagerungen und chemische Prozesse an den Elektroden vermieden.
Das Prüfverfahren erfordert eine Prüfvorrichtung aus nur weni
gen einfachen Bauteilen, die beispielsweise in ein handelsüb
liches T-Stück eingesetzt werden kann. Die Prüfvorrichtung
kann daher z. B. bei dem einzelnen Fernwärmeverbraucher im Lei
tungssystem eingesetzt werden. Dort wird dann vor Ort, z. B. im
Bereich des Wärmetauschers, die Leitfähigkeit des Fernheizwas
sers überwacht. Von der örtlichen Prüfvorrichtung und einer
ggf. nachgeschalteten Auswerteeinrichtung werden die Signale
dann an das Versorgungsunternehmen übertragen. Diese Übertra
gung erfolgt z. B. per Funk, über Powerline, etc.
Die Prüfung der Leitfähigkeit kann z. B. unmittelbar stromab
wärts des Wärmetauschers in der Nähe des Wärmemengenzählers
angeordnet sein. Eine Leckage innerhalb des verbraucherseiti
gen Wärmetauschers, bei der z. B. leitfähige Flüssigkeit in den
Heizwasserstrom gelangt, führt an der Prüfstelle dann zu einer
erhöhten Leitfähigkeit. Da der verbraucherseitige Heizmit
telstrom nur ein Teilstrom des versorgerseitigen Heizmittel
stroms ist, beeinträchtigt schon eine kleine Leckage das Prüf
ergebnis. Wegen des geringen räumlichen Abstandes des Ortes
der Leitfähigkeitsprüfung vom Ort der Leckage ist die Zeit
dauer gering, innerhalb derer die Leckage festgestellt wird.
Eine Veränderung der Leitfähigkeit wird so schnell an der dem
Leck nahen Stelle festgestellt und zuverlässig übermittelt.
Gleichzeitig kann die Fehlerquelle lokalisiert werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unter
ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dar
gestellter Ausführungsformen.
Fig. 1 Blockschaltbild der Leitfähigkeitsprüfung mit zwei
Stromquellen und Überwachung des Ergebnisses;
Fig. 2 Vorrichtung zur Prüfung der Leitfähigkeit;
Fig. 3 Blockschaltbild einer Leitfähigkeitsprüfung mit ei
ner Stromquelle und Überwachung des Ergebnisse.
Die Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild einer
Leitfähigkeitsprüfung für Flüssigkeiten, beispielsweise zum
Einsatz in Fernwärmenetzen. Bei jedem Verbraucher eines Fern
wärmenetzes befindet sich z. B. in einer vom Heizmittel
strom (1) durchflossene Rohrleitung ein beispielsweise han
delsübliches Y- oder T-Stück (5), in dessen Abzweig (6) eine
Prüfvorrichtung (10) eingesetzt ist. In letzterer wird ein
Prüfwert ermittelt, in einer Umformeinheit (60) umgewandelt
und über ein Interface (75) an das Fernwärmeversorgungsunter
nehmen übertragen, wo er z. B. angezeigt und ausgewertet wird.
Das T-Stück (5) wird beispielsweise in horizontaler Richtung
vom Heizmittelstrom (1) durchströmt. Es liegt auf Masse (2),
die im Folgenden das Bezugspotential darstellt.
Die Prüfvorrichtung (10) umfasst zwei Stromkreise (11, 21) mit
je einer Gleichstromquelle (12, 22) und je einem Schalter (15,
25), wobei die Schalter (15, 25) gegeneinander verriegelt
sind. Die beiden Schalter (15, 25) bilden eine Umschaltein
heit (17). Beiden Stromkreisen (11, 21) gemeinsam sind zwei
beispielsweise konzentrisch zueinander und gegeneinander iso
liert angeordnete Elektroden (41, 45). Eine äußere Elekt
rode (41), die auf dem Potential der Masse (2) liegt, umgreift
eine innere Elektrode (45). Beide Elektroden (41, 45) ragen in
den Heizmittelstrom (1). Das Ersatzschaltbild (40) der Elekt
roden (41, 45) ist hier vereinfacht als Hintereinanderschal
tung eines ohmschen Widerstandes und einer Kapazität darge
stellt, z. B. wie in einer Kohlrauschzelle. Der Heizmit
telstrom (1), z. B. die elektrolytische wirkende Flüssigkeit im
System, schließt so den jeweiligen Stromkreis (11, 21).
Die Stromquelle (12) hat ein gegenüber dem Bezugspotential po
sitives Potential. Der negative Pol (14) dieser Strom
quelle (12) liegt auf Masse (2). An den positiven Pol (13) ist
über den Schalter (15) die innere Elektrode (45) angeschlos
sen. Die Stromquelle (12) ist z. B. in der Stromstärke ein
stellbar und liefert beispielsweise einen konstanten Strom.
Die Spannung zwischen ihren Polen (13, 14) wird durch die Wi
derstände im Stromkreis (11) bestimmt.
Im zweiten Stromkreis (21) liegt die innere Elektrode (45) und
der Schalter (25) auf einem gegenüber dem Bezugspotential (2)
negativen Potential. Der positive Pol (23) dieser Strom
quelle (22) liegt auf dem Bezugspotential (2). Auch an dieser
Stromquelle (22) ist z. B. die Stromstärke einstellbar. Die
eingestellte Stromstärke ist dann z. B. konstant.
Wird der Schalter (15) des in Fig. 1 oben dargestellten
Stromkreises (11) geschlossen, wandern Elektronen aus dem ne
gativen Pol (14), der wie die äußere Elektrode (41) auf
Masse (2) liegt, durch den Heizwasserstrom (1) auf die innere
Elektrode (45). Von dort fließen die Elektronen über den
Schalter (15) zum positivem Pol (13) der Stromquelle (12). Hat
der Heizwasserstrom (1) einen hohen ohmschen Widerstand, bei
spielsweise bei destilliertem Wasser, stellt sich in der inne
ren Elektrode (45) eine hohe Spannung gegenüber Masse (2) ein.
Der Heizmittelstrom (1) hat dann eine geringe Leitfähigkeit
und es ist eine hohe Spannung erforderlich, um den Strom durch
den Heizmittelstrom (1) konstant zu halten. Bei z. B. stark
salzhaltigem Wasser, das eine hohe Leitfähigkeit aufweist, ist
die sich einstellende Spannung zwischen der inneren Elekt
rode (45) und der Masse (2) gering. Die entsprechende Spannung
wächst also mit dem Widerstand des Heizwasserstromes (1) und
sinkt mit zunehmender Leitfähigkeit des Heizwasserstromes (1).
Nach dem Öffnen des Schalters (15) des oberen Stromkrei
ses (11) und dem Schließen des Schalters (25) des unteren
Stromkreises (21) fließt der Strom in der umgekehrten Richtung
durch die Elektroden (41, 45). Auch in diesem Falle stellt
sich bei konstantem Strom der Stromquelle (22) eine Spannungs
differenz zwischen der inneren Elektrode (45) und dem Bezugs
potential (2), z. B. der äußeren Elektrode (41), ein, die mit
zunehmender Leitfähigkeit des Heizwasserstroms (1) abnimmt.
An der inneren Elektrode (45) ist die Umformeinheit (60) ange
schlossen. Ein Anschluss (64) der Umformeinheit (60) liegt
beispielsweise auf Masse (2). Hiermit herrscht am Eingang die
ser Umformeinheit (60) gegen dem Anschluss (64) dieselbe Span
nungsdifferenz wie zwischen der inneren Elektrode (45) und der
äußeren Elektrode (41).
In der Umformeinheit (60) ist beispielsweise ein Kondensator
angeordnet. Eine Platte dieses Kondensators liegt z. B. am
Stromkreis (11) an, die Gegenplatte dieser Kondensatorplatte
liegt am Anschluss (64), also an Masse (2), an. In einem ers
ten Schritt werden dann elektrische Ladungen beispielsweise
von der Kondensatorplatte in den Stromkreis (11) abgezogen.
Mit zunehmender Zeitdauer nimmt die Anzahl der Ladungen, der
Elektronen, auf der Kondensatorplatte ab. Gleichzeitig steigt
die Potentialdifferenz zwischen den beiden Platten des Konden
sators.
In einem zweiten Schritt wird diese Spannung in einem mit ei
nem oberen Schwellenwert (62) verglichen. Ist die Spannung
niedriger als der obere Schwellenwert, werden weiter Ladungen
von der am Stromkreis (11) anliegenden Kondensatorplatte abge
zogen. Übersteigt jedoch die Spannung den oberen Schwellen
wert (62), gibt die Umformeinheit (60) ein Signal aus.
Dieses Signal wird ggf. in einer Verstärker- und Steuerein
heit (70) aufbereitet und steuert z. B. zwei Relais (16, 26)
an. Diese Relais (16, 26) steuern die Umschaltvorrich
tung (17). Der obere Schalter (15) wird geöffnet und so der
Stromkreis (11) unterbrochen, während der untere Schalter (25)
zum Einschalten des Stromkreises (21) geschlossen wird.
Das Signal, das beim Erreichen des oberen Schwellenwertes (62)
von der Umformeinheit (60) ausgegeben wird, wird - ggf. mit
tels der Verstärker- und Steuereinheit (70) - z. B. als digita
les Signal an ein Interface (75) weitergeleitet. Dieses bildet
die Schnittstele zwischen dem Verbraucher und dem Versorgungs
unternehmen. Im Interface (75) werden beispielsweise in einem
Mikroprozessor vom Versorgungsunternehmen ein oder mehrere in
dividuelle Schwellenwerte der Frequenz oder der Periodendauer
eingestellt, bei deren Über- bzw. Unterschreiten die Leitfä
higkeit einen kritischen Bereich erreicht. Zeigt beispiels
weise der Wert der Frequenz einen kritischen Bereich der Leit
fähigkeit an, wird das Prüfergebnis z. B. in ein Datenprotokoll
aufgenommen und an das Versorgungsunternehmen übertragen, bei
spielsweise über Powerline, Funk, etc. Hierbei wird z. B. nur
angegeben, ob die Leitfähigkeit der Flüssigkeit an der Prüf
stelle höher oder niedriger als eine zulässige Leitfähigkeit
ist. Beim Versorgungsunternehmen erfolgt schließlich die Ab
frage, Überwachung, Auswertung und Anzeige, beispielsweise in
der Auswerteeinheit (80).
Nach der Betätigung der Umschaltvorrichtung (17) fließen die
Elektronen von der inneren Elektrode (45) zur äußeren Elekt
rode (41) und zur Masse (2).
In der Umformeinheit (60) wird die an der inneren Elekt
rode (45) angeschlossene Kondensatorplatte jetzt gleichsam mit
Elektronen beladen.
Mit zunehmender Zeitdauer nimmt die Spannung, die Potential
differenz zwischen den Kondensatorplatten ab und nähert sich
nach einem Nulldurchgang einem unteren Schwellenwert (63).
Wird dieser unterschritten, gibt die Umformeinheit (60) wie
derum ein Signal aus, das sowohl einen erneuten Schaltimpuls
an die Umschalteinheit (17) als auch ein Signal an das Inter
face (75) auslöst.
Je höher der Betrag der Spannung zwischen der inneren Elekt
rode (45) und dem Bezugspotential (2) ist, desto schneller
wird in der Umformeinheit (60) der obere (62) oder der untere
Schwellenwert (63) erreicht und ein Schaltimpuls und ein Sig
nal ausgegeben. Die Frequenz der Schaltimpuls- und Signalfolge
steigt also mit abnehmender Leitfähigkeit des Heizwasser
stroms (1). Gleichzeitig nimmt die Periodendauer der Folge der
Schaltimpulse und Signale mit abnehmender Leitfähigkeit ab.
Die Schwellenwerte (62, 63) können einstellbar sein.
Auch können die Schwellenwerte (62, 63) eine Hysterese aufwei
sen, um ein stabiles Schaltverhalten zu ermöglichen.
In der Prüf- (10), Umform- (60), in der Verstärker- und Steu
ereinheit (70), im Interface (75), etc. kann auch eine Tempe
raturkompensation integriert sein. Mit dieser wird die Tempe
ratur der Flüssigkeit (1) gegenüber einer Nominaltemperatur
ausgeglichen. Hiermit werden dann Fehlprüfungen, z. B. eine
vermeintliche hohe Leitfähigkeit bei heißem Heizwasser
strom (1), vermieden.
Die Umform- (60) und die Verstärker- und Steuereinheit (70)
können zum Beispiel auch durch einen Integrator mit nachge
schaltetem Komparator realisiert werden. Auch können diese
beiden Bauteile in einem einzelnen Bauteil zusammengefasst
sein, beispielsweise in einem Spannungs-Frequenzumformer. Bei
diesem wird dann z. B. die zwischen innerer Elektrode (45) und
äußerer Elektrode (41) anliegende Spannung direkt mit einem
oberen (62) bzw. unteren Schwellenwert (63) verglichen.
Die Umschaltvorrichtung (17) kann auch direkt von der Umform
einheit (60) oder der Verstärker- und Steuereinheit (70) ange
steuert werden. Die Umschaltvorrichtung (17) kann z. B. auch
elektronische Schalter (15, 25) oder direkt geschaltete Strom
quellen (12, 22) umfassen.
Der Aufbau einer Prüfvorrichtung (10) ist in Fig. 2 darge
stellt. Die Prüfvorrichtung (10) ist in die Abzweigung (6) des
T-Stückes (5) eingeschraubt, wobei der Trennspalt beispiels
weise mit einer Dichtscheibe (9) abgedichtet ist. Der Durch
messer der Abzweigung (6) des T-Stücks (5) entspricht z. B. dem
Durchmesser des Hauptstranges (7). Die Abzweigung (6) hat bei
spielsweise ein Innengewinde (8).
Die Prüfvorrichtung (10) umfasst ein Gehäuse (30), Elektro
den (41, 45), Isolier- (47) und Dichtungsteile (52) sowie eine
Platine (55). Im eingesetzten Zustand ragen die Elektro
den (41, 45) in den Hauptstrang (7) des T-Stücks (5). Aus dem
Gehäuse (30) führt ein Kabel (59) nach außen.
Das Gehäuse umfasst ein unteres Teil (31) und ein mit diesem
z. B. durch Verschrauben, Clipsen, Kleben, etc. verbundenes
oberes Teil (36). Das untere Teil (31) ist beispielsweise ein
wie ein Reduzierstück gestuftes Rohrstück aus einem korrosi
onsbeständigen Stahl mit abgesetzten Durchmesserbereichen. Ein
unterer Bereich (32) ist annährend zylindrisch. Dieser Bereich
bildet die äußere Elektrode (41). Der Außenmantel dieses Be
reiches trägt u. a. ein Außengewinde, mit dem der untere Be
reich (32) in das Gewinde (8) des T-Stücks (5) eingeschraubt
ist. Die radial orientierte Innenfläche hat beispielsweise
eine umlaufende Fase (42).
Im oberen Bereich (33) des unteren Gehäuseteils (31) ist der
Außendurchmesser etwa so groß wie der Außendurchmesser der Ab
zweigung (6) des T-Stücks (5). Die radial orientierte Innen
fläche trägt in diesem Bereich (33) ein Innengewinde (34).
Der Übergangsbereich zwischen dem oberen (33) und dem unteren
Bereich (32) ist sowohl auf der Innen- als auch auf der Außen
fläche normal zur Mittellinie des Rohres angeordnet. Beide
Flächen sind beispielsweise bearbeitet. Die Innenseite hat in
diesem Bereich z. B. drei Sacklochgewindebohrungen (43).
Die äußere Elektrode (41) umgreift ein Isolationselement (47).
Die Außenfläche des Isolationselementes (47) ist zylindrisch
und trägt einen umlaufenden Ring (48) bzw. einen Bund, mit dem
es an der Fase (42) der äußeren Elektrode (41) aufliegt. Die
Innenfläche des Isolationselementes (47) ist zylindrisch.
Im Isolationselement (47) ist die innere Elektrode (45) ange
ordnet. Diese ist beispielsweise eine zylindrische Stange aus
korrosionsbeständigem Stahl, die in ihrem oberen Abschnitt als
Gewindestange (46) ausgebildet ist, vgl. Fig. 2. Der Ab
schnitt der Gewindestange (46) hat hierbei einen kleineren
Durchmesser als der untere Abschnitt der inneren Elekt
rode (45).
Auf den Elektroden (41, 45) und dem Isolationselement (47)
liegt eine Dichtscheibe (52) sowie eine Basisplatte (53) auf,
die im Bereich der Gewinde (43) und der Gewindestange (46)
Durchgangsbohrungen aufweisen. Die Basisplatte (53) besteht
aus einem formsteifen und elektrisch isolierenden Material.
In den Sacklochgewindebohrungen (43) sind die Dicht
scheibe (52) und die Basisplatte (53) zur Befestigung am unte
ren Gehäuseteil z. B. mit Halbrund- oder Linsenkopfschrau
ben (54) mit der äußeren Elektrode (41) verschraubt.
Die innere Elektrode (45) ist mit einer Sechskantmutter (56)
an der Basisplatte (53) befestigt.
Mit einer Sechskantmutter (57) wird eine bestückte Pla
tine (55) über die Gewindestange (46) gegen die Schraubenköpfe
der Schrauben (54) gezogen. Die Platine (55) hat hierbei mit
der äußeren Elektrode (41) mittels der Schrauben (54) einen
elektrisch leitenden Kontakt. Auch ist z. B. die Verbindung von
der Platine (55) zur inneren Elektrode (45) elektrisch leitend
gestaltet. Auf dieser Platine (55) ist beispielsweise die Um
formeinheit (60) und die Verstärker- und Steuereinheit (70)
angeordnet.
An die Platine (55) ist weiterhin das z. B. mehradrige Elektro
kabel (59) angeschlossen.
Auf das Innengewinde (34) des unteren Gehäuseteils (31) ist
ein oberes Gehäuseteil (36) aufgeschraubt. Dieses obere Gehäu
seteil (36) ist z. B. ein Deckel mit einer zentralen Gewinde
bohrung (37). In letzterer sitzt ggf. eine Kabeldurchfüh
rung (38), z. B. eine PG-Verschraubung. Durch diese wird das
Elektrokabel (59) aus dem Gehäuse (30) nach außen geführt.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Leitfähig
keitsprüfung. Eine einzelne Stromquelle (92), die beispiels
weise einen konstanten Strom liefert, ist über eine Umschalt
vorrichtung (17) mit den beiden Elektroden (41, 45) verbunden.
Hierbei ist z. B. der positive Pol (93) der Stromquelle (92)
mit der äußeren Elektrode (41) und der negative Pol (94) mit
der inneren Elektrode (45) verbunden. Die beiden Elektro
den (41, 45) sind hierbei gegeneinander mittels des Isolati
onselements (47) und gegenüber dem T-Stück (5) und dem Ge
häuse (30) z. B. durch ein Isolationsrohr (97) elektrisch iso
liert.
Sind die Elektroden (41, 45) z. B. in den Heizwasserstrom (1)
eingetaucht, entsteht nach dem Einschalten des Stromes zwi
schen ihnen eine Potentialdifferenz, die beispielsweise an ei
nem Spannungsprüfgerät (98) anzeigbar ist. Diese Spannung
wächst mit sinkender Leitfähigkeit des Heizwasserstromes (1).
Die Umformeinheit (60) umfasst hier beispielsweise eine nume
rische Addition. Beim Erreichen des oberen (62) oder des unte
ren Schwellenwertes (63) wird neben dem Signalimpuls an das
Interface (75) ein Umschaltimpuls ausgegeben. Hierdurch wird
die Umschaltvorrichtung (17) geschaltet und die Polarität der
Elektroden (41, 45) gewechselt. Auch in diesem Fall wächst die
Frequenz der Folge der Umschaltimpulse mit sinkender Leitfä
higkeit des Heizwasserstroms (1). Das Prüfergebnis wird auch
hier beispielsweise nur dann in das Datenprotokoll aufgenommen
und an die Auswerteeinheit (80) übertragen, wenn die Folgefre
quenz der Signalimpulse unterhalb eines vom Versorgungsunter
nehmen eingestellten Schwellwertes der Folgefrequenz der Sig
nalimpulse liegt.
Die Elektroden (41, 45) können auch andere geometrische For
men, wie z. B. gerade oder gebogene Platten, Stifte, etc. auf
weisen. Durch die Einstellung der Schwellenwerte (62, 63), der
Stromstärke der Stromquellen (12, 22, 92) und/oder der ggf.
angeordneten Temperaturkompensation können Prüfeinrichtungen
unterschiedlicher Bauformen bei den einzelnen Verbrauchern ei
nes Fernwärmenetzes zum Einsatz kommen, ohne dass die Ergeb
nisse variieren.
Wird beim Versorgungsunternehmen eine veränderte Leitfähigkeit
z. B. bei einem Verbraucher festgestellt, wird die weitere Än
derung der Leitfähigkeit an dieser Prüfstelle besonders über
wacht. So können z. B. Prüfwertabweichungen ausgeschlossen wer
den, die z. B. durch eine vereinzelt auftretende, vorübergehend
die Leitfähigkeit verändernde Verunreinigung verursacht wer
den. Kurzzeitige Änderungen der Leitfähigkeit bleiben somit
unberücksichtigt.
Der Einsatz einer derartigen Prüfeinrichtung der Leitfähigkeit
ist auch in anderen Flüssigkeiten denkbar, bei denen eine ver
änderte Leitfähigkeit schädliche Auswirkungen haben könnte.
Beispiele sind die Trinkwasseraufbereitung, Abwasseraufberei
tung, Aquarien, etc.
1
Flüssigkeit, Heizmittelstrom, Heizwasserstrom
2
Masse, Bezugspotential
5
T-Stück
6
Abzweigung
7
Hauptstrang
8
Innengewinde
9
Dichtscheibe
10
Prüfvorrichtung
11
Stromkreis
12
Stromquelle
13
positiver Pol
14
negativer Pol
15
Schalter
16
Relais
17
Umschaltvorrichtung
21
Stromkreis
22
Stromquelle
23
positiver Pol
24
negativer Pol
25
Schalter
26
Relais
30
Gehäuse
31
Gehäuseteil, unten
32
unterer Bereich
33
oberer Bereich
34
Innengewinde
36
Gehäuseteil, oben
37
Gewindebohrung
38
Kabeldurchführung
40
Ersatzschaltbild
41
Elektrode, außen
42
Fase
43
Sacklochgewindebohrung
45
Elektrode, innen
46
Gewindestange
47
Isolationselement
48
Ring
52
Dichtscheibe
53
Basisplatte
54
Befestigungsschrauben
55
Platine
56
Sechskantmutter
57
Sechskantmutter
59
Elektrokabel
60
Umformeinheit
62
oberer Schwellenwert
63
unterer Schwellenwert
64
Masseanschluss
66
Steuerleitung
68
Signalleitung
70
Verstärker- und Steuereinheit
75
Interface, Mikroprozessor
80
Auswerteeinheit
92
Stromquelle
93
positiver Pol
94
negativer Pol
97
Isolationsrohr
98
Spannungsprüfgerät
Claims (14)
1. Verfahren zur Prüfung der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit
auf Veränderung, wobei mindestens eine Stromquelle zwei in die
Flüssigkeit eingetauchte Elektroden mit unterschiedlicher Po
larität beaufschlagt, zwischen denen die Spannung abgegriffen
wird, dadurch gekennzeichnet,
dass an einer Umformeinheit (60) die Spannung mit einem einstellbaren oberen Schwellenwert (62) und mit einem ein stellbaren unteren Schwellenwert (63) verglichen wird,
dass sowohl beim Überschreiten des oberen Schwellenwer tes (62) als auch beim Unterschreiten des unteren Schwellenwertes (63) von der Umformeinheit (60) ein Signal impuls sowie ein Schaltimpuls ausgegeben werden,
dass der Schaltimpuls mindestens eine Umschaltvorrich tung (17) betätigt, die die Polarität der Elektroden (41, 45) wechselt und
dass die Folgefrequenz der Signalimpulse ein Maß für die Leitfähigkeit ist.
dass an einer Umformeinheit (60) die Spannung mit einem einstellbaren oberen Schwellenwert (62) und mit einem ein stellbaren unteren Schwellenwert (63) verglichen wird,
dass sowohl beim Überschreiten des oberen Schwellenwer tes (62) als auch beim Unterschreiten des unteren Schwellenwertes (63) von der Umformeinheit (60) ein Signal impuls sowie ein Schaltimpuls ausgegeben werden,
dass der Schaltimpuls mindestens eine Umschaltvorrich tung (17) betätigt, die die Polarität der Elektroden (41, 45) wechselt und
dass die Folgefrequenz der Signalimpulse ein Maß für die Leitfähigkeit ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stromquelle (12, 22; 92) eine Gleichstromquelle ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stromstärke der Stromquelle (12, 22; 92) einstellbar ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
an den Elektroden abgegriffenen Spannung in der Umformein
heit (60) mit Hilfe eines Integrators aufsummiert wird und der
aufsummierte Spannungswert mit den voreingestellten Schwellen
werten (62, 63) verglichen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schwellenwerte (62, 63) eine Hysterese aufweisen.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in
der Umformeinheit (60) die Temperatur der Flüssigkeit gegen
über einer Nominaltemperatur mit Hilfe einer Temperaturkompen
sationsvorrichtung ausgeglichen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Umformeinheit (60) ein Interface (75) nachgeschaltet ist, das
ein Datenprotokoll mit Prüfergebnissen an eine Auswerteein
heit (80) überträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das
Interface (75) einen Mikroprozessor umfasst.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass von
der Auswerteeinheit (80) aus am Interface (75) mindestens ein
Schwellwert der Frequenz oder der Periodendauer der Signale
eingestellt ist, bei dessen Über- oder Unterschreiten das
Prüfergebnis in das Datenprotokoll aufgenommen wird.
10. Vorrichtung zur Prüfung der Leitfähigkeit von Flüssigkei
ten, mit mindestens einer Stromquelle (92; 12, 22), zwei
Elektroden (41, 45) sowie einem an diesen angeordneten Span
nungsabgriff, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (41,
45) konzentrisch zueinander in einem von einer Flüssigkeit (1)
durchströmten T-Stück (5) angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die Elektroden (41, 45) aus korrosionsfesten Stahl bestehen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Stromquelle (12, 22; 92) und den Elektroden (41,
45) mindestens eine Umschaltvorrichtung (17) zum Wechsel der
Polarität der Elektroden (41, 45) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die Elektroden (41, 45) in einem Gehäuse (30) angeordnet sind,
das außerdem eine Umformeinheit (60) umfasst.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Teil des Gehäuses (30) die äußere Elektrode (41) umfasst.
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---|---|---|---|
DE2001156203 DE10156203C1 (de) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit auf Veränderung |
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DE2001156203 DE10156203C1 (de) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit auf Veränderung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE10156203C1 true DE10156203C1 (de) | 2003-04-03 |
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DE2001156203 Expired - Fee Related DE10156203C1 (de) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Leitfähigkeit einer Flüssigkeit auf Veränderung |
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DE (1) | DE10156203C1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005007935A1 (de) * | 2005-02-15 | 2006-08-24 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Heizeinrichtung für ein Elektrogerät |
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Citations (1)
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-
2001
- 2001-11-15 DE DE2001156203 patent/DE10156203C1/de not_active Expired - Fee Related
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