DE102004021809A1 - Three-phase mud sensor for waste water treatment plant has two-part shell with sender and receiver coupled to a signal evaluation unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen 3-Phasen-Mudsensor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The invention relates to a 3-phase mud sensor with the features of Preamble of claim 1.
Bekannt sind Schlammpegelsonden oder Trennschichtmelder, die eine Schlamm- oder Trennschicht, z. B. Öl/Wasser detektieren, d. h. nur zwischen zwei Flüssigkeitsphasen unterscheiden können, und verwendet werden, um z. B. in Klärbecken oder Abscheidern festzustellen, wie weit sich feste Anteile oder Öl als 2. Phase im Wasser des Klärbeckens oder Abscheiders bereits abgesetzt oder getrennt haben und um daraus abzuleiten, wann das Klärbecken oder der Abscheider nicht weiter gefüllt werden darf oder leer zu pumpen ist. Der Pegelstand der Trennschicht ist nämlich unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche von ausserhalb des Klärbeckens oder Abscheiders an sich nicht zu erkennen. Die bekannten Schlammpegelsonden sind an sich wie ein Maßband ausgebildet, das in das Klärbecken oder Abscheider abgesenkt wird. Diese Maßbänder sind umständlich zu bedienen und geben Pegelstände nur ungenau wieder. Insbesondere nachteilig ist es, daß ungenaue Messergebnisse dazu führen, daß Klärbecken oder Abscheider z. B. zu früh geleert und dabei überflüssiger Weise hohe Anteile Wasser kostentreibend mit entsorgt werden.Known are sludge level probes or interface detectors that produce a sludge or separating layer, e.g. For example, oil / water detect, d. H. only distinguish between two liquid phases can, and used to B. in settling tanks or separators, How far are solid fractions or oil as 2nd phase in the water of the clarifier or separator have already deposited or separated and from it to deduce when the clarifier or the separator may not be refilled or empty is pumping. The level of the separating layer is below the liquid surface of outside the clarifier or Abscheiders not to recognize. The known mud level probes are in themselves like a measuring tape trained in the clarifier or separator is lowered. These measuring tapes are awkward too operate and give water levels only inaccurate again. In particular, it is disadvantageous that inaccurate Result in measurement results that clarifier or separator z. B. too early emptied and superfluous way high proportions of water are costly to be disposed of with.
In Klärbecken oder Abscheidern, wie sie zum Beispiel Verwendung finden für Tankstellen, lagern sich neben Wasser und festen Partikelanteilen als Schlamm auch flüssige Anteile wie Kraftstoffe ab und im Klärbecken oder Abscheider bilden sich so 3-Phasen. Der Schlamm mit höherer spezifischer Wichte als Wasser setzt sich am Boden des Klärbeckens oder Abscheiders ab. Kraftstoffe mit geringerer spezifischer Wichte als Wasser setzen sich auf dem Wasser ab.In clarifiers or separators, such as those used for filling stations, store next to water and solid particles as sludge also liquid Shares such as fuels from and in the settling tank or separator form so 3-phase. The mud with higher specific gravity than Water settles at the bottom of the clarifier or separator. Put fuels with lower specific gravity than water depend on the water.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfach zu bedienenden 3-Phasen-Mudsensor bereit zu stellen, der die Pegelstände fester Anteile und von Flüssigkeiten unterschiedlicher Wichten in einem Klärbecken oder Abscheider genau wiedergeben kann.task The invention is an easy-to-use 3-phase-mud sensor to provide the levels of solid fractions and of liquids different weights in a clarifier or separator exactly can play.
Die Lösung erfolgt mit eine 3-Phasen-Mudsensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.The solution takes place with a 3-phase-mud sensor with the features of the claim 1. Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the subclaims.
Gemäß der Erfindung weist ein 3-Phasen-Mudsensor Messvorrichtungen an einer mit einem Kabel ausgebildeten Absenkvorrichtung auf. Eine erste Messvorrichtung ist mit mindestens einem Sender und einem Empfänger versehen. Eine Auswerteeinrichtung zeigt vom Sender an den Empfänger übermittelte Signale der ersten Messvorrichtung an. Die während eines Messvorgangs im Klärbecken oder Abscheider vom Sender an den Empfänger übermittelten Signale, wie z. B. Licht, werden beim Absenken der ersten Messvorrichtung von der Flüssigkeit in die Schlamm bildenden festen Anteile moduliert, d. h. getrübt bei der Verwendung von Licht als Signal, und die so modulierten Signale werden von der Auswerteeinrichtung digital oder analog angezeigt, d. h. die beim Übergang der ersten Messvorrichtung von der Flüssigkeit in die festen Anteile auftretende Modulation wird von der Auswerteeinrichtung entweder als digitale Information, wie z. B. Lampe und/oder Ton an oder aus oder analog z. B. als sich in Abhängigkeit von Tauchtiefe und/oder Schlammdichte verändernder Messwert an der Auswerteeinrichtung wieder gegeben. Auf diese Weise ist der Pegelstand fester Anteile unterhalb einer Flüssigkeitsoberfläche im Klärbecken oder Abscheider einfach und zuverlässig genau feststellbar. Gemäß der Erfindung unterscheidet an der Absenkvorrichtung eine zweite mit der Auswerteeinrichtung verbundene Messvorrichtung Flüssigkeiten unterschiedlicher Wichten. Die zweite Messvorrichtung ist vorzugsweise mit einer Druckmesszelle als hydrostatischem Messwertaufnehmer kombinierbar, mit der die Höhe des von der Absenkvorrichtung durchlaufenen Flüssigkeitsstands an der Auswerteeinrichtung anzeigbar ist. Die Absenkvorrichtung durchläuft bei einem Messvorgang den 3-Phasen-Mud im Klärbecken oder Abscheider, wobei erfindungsgemäß zunächst von der Druckmesszelle die Höhe des durchlaufenen oberen Flüssigkeitsstands wieder gegeben wird und in der Druckmesszelle und/oder Auswerteeinrichtung zunächst von einer voreingestellten Wichte, wie z. B. der Wichte von Wasser, ausgegangen wird. Unterscheidet die zweite Messvorrichtung den Übergang der Absenkvorrichtung von einer Flüssigkeit in eine Flüssigkeit anderer Zusammensetzung im 3-Phasen-Mud wird gemäß der Erfindung von der zweiten Messvorrichtung ein Signal an die Auswerteeinrichtung übermittelt und die Höhe des von der Absenkvorrichtung in der obersten Schicht durchlaufenen Flüssigkeitsstands korrigiert entsprechend den tatsächlichen Wichten der im 3-Phasen-Mud erwarteten Flüssigkeiten. Mit dem erfindungsgemäßen 3-Phasen-Mudsensor ist also der Pegelstand flüssiger Anteile mit unterschiedlichen Wichten und der Pegelstand fester Anteile unterhalb der Flüssigkeiten im Klärbecken oder Abscheider einfach und zuverlässig genau feststellbar.According to the invention For example, a 3-phase mud sensor has measuring devices on one with a Cable trained lowering device. A first measuring device is provided with at least one transmitter and one receiver. An evaluation device shows from the transmitter to the receiver transmitted Signals of the first measuring device. The during a measurement in the Clarifier or Separator from the transmitter to the receiver transmitted signals such. As light are, when lowering the first measuring device of the liquid modulated into sludge forming solid fractions, d. H. tarnished at the Use of light as a signal, and the signals thus modulated are displayed digitally or analogously by the evaluation device, d. H. the transition the first measuring device of the liquid in the solid portions occurring modulation is either by the evaluation as digital information, such as. B. lamp and / or sound on or off or analogous z. B. as a function of depth and / or mud density changing Measured value at the evaluation again given. That way is the level of solid fractions below a liquid surface in the clarifier or separator easily and reliably accurately detected. According to the invention differs on the lowering a second with the evaluation connected measuring device liquids different weights. The second measuring device is preferably can be combined with a pressure measuring cell as a hydrostatic transducer, with the height of the liquid level passed through by the lowering device at the evaluation device can be displayed. The lowering device runs through the measuring process 3-phase mud in the clarifier or separator, according to the invention first of the pressure measuring cell the height of the passed upper fluid level is given again and in the pressure measuring cell and / or evaluation first from a preset weight, such as The weight of water, is assumed. The second measuring device distinguishes the transition the lowering of a liquid in a liquid of other composition in the 3-phase mud is according to the invention of the second Measuring device transmits a signal to the evaluation and the height of the descending device in the uppermost layer fluid level corrected according to the actual Weighting of the liquids expected in the 3-phase mud. With the inventive 3-phase-mud sensor So is the level liquid Shares with different weights and the water level solid Proportions below the liquids in the clarifiers or separator easily and reliably accurately detected.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten und zweiten Messvorrichtungen elektrisch betrieben, wobei insbesondere die zweite Messvorrichtung kapazitiv oder konduktiv ausgebildet ist. Bei 1 statt 2-poliger Ausführung der zweiten Messvorrichtung ist Gegenpol die im Klärbecken oder Abscheider zu vermessende Flüssigkeit.According to one preferred embodiment of the invention are the first and second Measuring devices electrically operated, in particular the second Measuring device is formed capacitive or conductive. At 1 instead of 2-pin execution the second measuring device is the opposite pole in the clarifier or separator to be measured liquid.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Messvorrichtung mit einem optischen Sender und optischen Empfänger versehen, mit denen die unterschiedlichen Verhältnisse zwischen Flüssigkeit und abgesenkten festen Anteilen besonders zuverlässig und besonders angepaßt an die Unterschiede zwischen Flüssigkeit und abgesenkten festen Anteilen ermittelbar sind.According to one Another preferred embodiment of the invention, the first measuring device with an optical transmitter and optical receiver, with which the different circumstances between liquid and lowered solid portions particularly reliable and particularly adapted to the Differences between fluid and lowered fixed shares can be determined.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Messvorrichtung geschützt vor Verschmutzung und Beschädigung in ein Gehäuse integriert, an das vorzugsweise ein Gewicht montiert ist, so dass die erste Messvorrichtung zuverlässig auch in abgesenkte feste Anteile hoher Viskosität hinein gezogen wird.According to one Another preferred embodiment of the invention, the first measuring device is protected against Pollution and damage in a housing integrated, to which preferably a weight is mounted, so that the first measuring device reliable is also drawn into lowered solid portions of high viscosity.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Druckmesszelle als hydrostatischer Messwertaufnehmer mit einkalibrierter Druckdifferenz in das Gehäuse integriert, mit der die Höhe des von der Absenkvorrichtung durchlaufenen Flüssigkeitsstands an die Auswerteeinrichtung anzeigbar ist oder die Druckmesszelle ist unten am Gehäuse montiert.According to one Another preferred embodiment of the invention is the pressure measuring cell as hydrostatic transducer with calibrated pressure difference in the case integrated, with which the height of the liquid level passed through by the lowering device to the evaluation device can be displayed or the pressure measuring cell is mounted at the bottom of the housing.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist für die elektrische Versorgung der Messvorrichtungen mindestens ein elektrisches Kabel zur Absenkvorrichtung und eine Kabeltrommel vorgesehen, auf dem das mindestens eine elektrische Kabel der Absenkvorrichtung auf- oder abwickelbar ist.According to one Another preferred embodiment of the invention is for the electrical Supply the measuring devices at least one electrical cable for lowering and a cable drum provided on the the at least one electrical cable of the lowering device up or is developable.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind Elektronik und eine Batterie vorzugsweise in der Nabe der Kabeltrommel vorgesehen, so dass die erfindungsgemäße 3-Phasen-Mudsensor als autarkes System leicht handhabbar und universal einsetzbar ist.According to one Another preferred embodiment of the invention are electronics and a battery is preferably provided in the hub of the cable drum, so that the inventive 3-phase mud sensor as a self-sufficient system easy to handle and universal use.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist an der Kabeltrommel eine Schelle für die Absenkvorrichtung mit den Messvorrichtungen vorgesehen. Die Messvorrichtungen sind so an der Kabeltrommel zum leichten Transport befestigbar.According to one Another preferred embodiment of the invention is on the cable drum a clamp for the lowering provided with the measuring devices. The Measuring devices are so on the cable drum for easy transport fixable.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Auswerteelektronik zwischen hydrostatischen Messwertaufnehmer und Rückleitung vorgesehen zur Aufbereitung der vom hydrostatischen Messwertaufnehmer aufgenommenen Daten für die Übermittlung an die Auswerteeinrichtung.According to one Another preferred embodiment of the invention is an evaluation between Hydrostatic transducer and return line provided for reprocessing the data recorded by the hydrostatic transducer for transmission to the evaluation device.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält die Absenkvorrichtung mit einem Entlüftungskanal zum hydrostatischen Messwertaufnehmer eine Relativdruckmesszelle zum barometrischen Ausgleich des Gehäuses, so dass atmosphärischen Einflüssen auf die Messergebnisse entgegen gewirkt ist.According to one Another preferred embodiment of the invention includes the lowering device with a venting channel for the hydrostatic transducer a relative pressure measuring cell for barometric compensation of the housing, so that atmospheric influences counteracted the measurement results.
Gemäß einer weiter bevorzugten, kompakten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Spiegel in einer Durchgangsbohrung des Gehäuses angeordnet und optischer Sender und Empfänger der ersten Messvorrichtung liegen gemeinsam in der gegenüber liegenden Durchgangsbohrung des Gehäuses. Alternativ können optischer Sender und Empfänger der ersten Messvorrichtung vorzugsweise auch gemeinsam nebeneinander in einer Durchgangsbohrung des Gehäuses liegen für Messung von Vorwärtstreulicht.According to one further preferred, compact embodiment of the invention is a Mirror arranged in a through hole of the housing and more optical Sender and receiver the first measuring device lie together in the opposite Through hole of the housing. Alternatively you can optical transmitter and receiver the first measuring device preferably also together next to each other in a through hole of the housing are for measurement from forward scattered light.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind Wischer oder Spüleinrichtungen vor dem optischen Sender und optischen Empfänger der ersten Messvorrichtung für stationären Betrieb vorgesehen.According to one Another preferred embodiment of the invention are wipers or flushing in front of the optical transmitter and optical receiver of the first measuring device for stationary operation intended.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Es zeigen:The Invention will be illustrated below with reference to an embodiment. Show it:
Ein
Sender
An
dem Gehäuse
Von
der Druckmesszelle
Absenkvorrichtung
Gehäuse
Die
Druckmesszelle
Zuleitungen
Die Kabeltrommel ist mit einer Schelle (nicht dargestellt) für die Messvorrichtung versehen.The Cable drum is equipped with a clamp (not shown) for the measuring device Mistake.
An
dem Gehäuse
Für stationären Betrieb
des 3-Phasen-Mudsensors
Verfahren zum Betrieb
der 3-Phasen-Mudsensor
Der
3-Phasen-Mudsensor
In
der Druckmesszelle
Erreicht
die erste Messvorrichtung
Bei
Erreichen der Flüssigkeitsoberfläche im Klärbecken
oder Abscheider ermitteln die unterhalb des Gehäuses
Ermitteln
die zweiten Messvorrichtungen
Bei
Erreichen des Übergangs
der ersten Messvorrichtung
Nach
der Messung wird die Absenkvorrichtung
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