DE1225419B

DE1225419B - Einrichtung zur Messung des Gehaltes an Sedimentstoffen in Fluessigkeiten mit wechselnden Gehalten an geloesten Stoffen mittels eine Fluessigkeitsprobe durchstrahlender radioaktiver Strahlen

Info

Publication number: DE1225419B
Application number: DEE22733A
Authority: DE
Inventors: Roman Krone
Original assignee: EMSCHERGENOSSENSCHAFT
Current assignee: EMSCHERGENOSSENSCHAFT
Priority date: 1962-04-14
Filing date: 1962-04-14
Publication date: 1966-09-22

Description

Einrichtung zur Messung des Gehaltes an Sedimentstoffen in Flüssigkeiten mit wechselnden Gehalten an gelösten Stoffen mittels eine Flüssigkeitsprobe durchstrahlender radioaktiver Strahlen Die direkte Messung des Gehaltes un Sedimentstoffen in Flüssigkeiten ist mit der üblichen Durchstrahlungsmethode mit radioaktiven Strahlen aus folbeiden Gründen nicht möglich: a) die wechselnde, auf unterschiedlichem Gehalt an gelösten Stoffen beruhende Dichte der Flüssigkeit selbst beeinflußt die Messung, b) die wechselnde, auf unterschiedlicher Temperatur der Flüssigkeit beruhende Dichte beeinflußt die Messung, c) die Dichteunterschiede, die auf unterschiedlichem Gehalt an Sedimentstoffen beruhen, machen sich bei geringen Sedimentstoffgehalten erst in der dritten und vierten Dezimalen des Meßwertes bemerkbar.
Bei der direkten Messung ist der unter a) genannte Einfluß nicht zu kompensieren. Die Ausschaltung des mter b) genannten Einflusses ist nür mittels einer gut nktionierenden Temperaturkompensåtion möglich.
Der unter c) genannte Einfluß würde zur sicheren Messung eine größere Meßstrecke und damit auch ine größere Strahleraktivität erforflern.
Diese Nachteile der direkten Messung will die Erwindung vermeiden, die sich die Aufgabe gestellt hat, ine Meßvorrichtung zu schaffen, welche die Durchrührung der Messung des Gehaltes an Sedimentstoffen beeinflußt durch den Gehalt an gelösten Stoffen nd die Temperatur der Flüssigkeit, sowie mit auseichender Meßgenauigkeit bei üblichen Meßstrecken md Strahleraktivitäten gestattet.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Mesung des Gehaltes an Sedimentstoffen in Flüssigkeiten t wechselnden Gehalten an gelösten Stoffen mittels ine Flüssigkeitsprobe durchstrahlender radioaktiver trahlen. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, aß die zu a) und b) genanntenEinflüsse ausgeschaltet erden können, wenn nach Art und Weise eines )ifferenzmeßverfahrens das an einer sedimentstoffaltigen Flüssigkeitsprobe gewonnene Meßergebnis nit dem an einer sedimentstofffreien Flüssigkeitsrobe von derselben Temperatur und demselben Gealt an gelösten Stoffen gewonnenen Meßergebnis erglichen wird. Um die beiden letzteren Bedingungen u erfüllen, läßt man bei der Anwendung der erfunenen Einrichtung den Sedimentstoff der sediment-Loffhaltigen Probe sich absetzen und zieht danach die arüber stehende sedimentstofffreie Flüssigkeit zur ewinnung der Vergleichsprobe ab. Hierdurch wird eichzeitig erreicht, daß im verbleibenden Sediment-:off-Flüssigkeitsgemisch der Sedimentstoffgehalt je ach der Menge der abgezogenen Flüssigkeit in belleigem, genau definierten Maße angereichert werden kann, wodurch insbesondere der unter c) genannte Nachteil der direkten Dichtemessung vermieden wird.
In Verwirklichung dieses Lösungsweges besteht die Erfindung darin, daß ein mit Rührer und Überinuf versehenes Sedimentationsgefäß durch eine unterhalb des Überlaufes im Sedimentationsgefäß mündende, mittels eines Ventiles abschließbare Leitung mit einem Kompensationsgefäß verbunden ist, und daß eine Quelle für eine das Sedimentations- und das Kompensationsgefäß durchstrahlende radioaktive Strahlung sowie ein in Strahlungsrichtung hinter jedem der Gefäße angeordneter Strahlungsempfänger vorgesehen sind.
Im einzelnen ist es aus meßtechnischen Gründen vorteilhaft, die Strahlungsempfänger in Differenzschaltung und die Strahlungsquelle symmetrisch zu dem Sedimentations- und Kompensationsgefäß anzuordnen. Zweckmäßigerweise sind Abschirmvorrichtungen vorgesehen, die aus der Gesamtstrahlung der Strahlungsquelle lediglich zwei das Sedimentations-und Kompensationsgefäß durchsetzende Strahlenbündel ausblenden und die an den Strahlungsmeßgeräten vorbeigehende Strahlung absorbieren. Im übrigen empfiehlt die Erfindung als bevorzugte Ausführungsform, das Sedimentationsgefäß mit durch Ventile verschließbaren Zulauf- und Ablaufleitungen für das Sedimentstoff-Flüssigkeitsgemisch und das Kompensationsgefäß mit einem überlauf und einer über ein Ventil angeschlossenen^-Ablaufleitung für die sedimentstofffreie Flüssigkeit zu versehen. Die Sedimentationszeit des Sedimentstoffes beträgt zwar zumeist nur Minuten, sollte sie aber länger sein, und hierdurch den zeitlichen Ablauf der Messung ungebührlich aufhalten, so empfiehlt die Erfindung, mehrere einander jeweils zugeordnete Sedimentations- und Kompensationsgefäße auf einem sie in die Durchstrahlungsstellung drehenden-Earussel anzuordnen, wodurch es in jedem Fall möglich ist, die Meßzeit je Probe auf die Dauer der Durchstrahlung herabzudrücken. Im übrigen kann der gesamte Meßvorgang automatisch gesteuert werden, wozu in bekannter Weise Stellglieder für die Ventile vorgesehen sein können.
Der Meßvorgang spielt sich.im wesentlichen wie folgt ab: Das Sedimeiitationsqgefäß wird mit dem Sedimentstoff-Flüssigkeitsgemis5eß -bis- zum Überlauf gefüllt.
Nächdem: sich der Sedimentstoff während einer bestimmten Zeit abgesetzt hat, wird ein Teil- der darüberstehenden sedimentstofffreien Flüssigkeit durch die Verbindungsleitung in das Kompensationsgefäß geleitet, das durch die Flüssigkeit bis zum Überlauf gefüllt wird. Das Sedimentationsgefäß ist insoweit volumengeeicht, als die zwischen Überlauf als oberem Spiegel und der Mündung der Verbindungsleitung zum Kompensationsgefäß als unterem Spiegel befindliche, in das Kompensationsgefäß übergeleitete Flüssigkeitsmenge im Verhältnis zur im Sedimentationsgefäß verbleibenden Flüssigkeitsmenge genau bekannt ist, was den Anreicherungsfaktor des Sedimentstoffes bestimmt. Ersichtlich ist die Größe dieses Anreicherungsfaktors in weiten Grenzen vorgebbar. Das im Sedimentationsgefäß verbleibende - Sedimentstoff--Flüssigkeitsgemisch---wird anschließend mittels des vorgesehenen Rührers wieder homogen vermischt und zusammen mit der sedimentstofffreien Flüssigkeit im Kompensationsgefäß durchstrahlt. Die Differenz beider Meßwerte ist bis auf eine Apparatekonstante und den Anreicherungsfaktor ein direktes Maß für die durch den Sedimentstoff bewirkte Dichteänderung der Flüssigkeit.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem in der durch die erfindungsgemäße Meßvorrichting geschaffenen Möglichkeit zu sehen, in einfacher und übersichtlicher Weise den Gehalt an Sedimentstoffen in Flüssigkeiten unbeeinflußt durch den -Gehalt an gelösten Stoffen und die Temperatur der Flüssigkeit sowie mit ausreichender Genauigkeit bei üblichen Meßstrecken und Strahleraktiitäten zu messen.
Im folgenden sei die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt in schematischer Darstellung F i g. 1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung, F i g. 2 Sedimentations- und Kompensationsgefäß in Seitenansicht.
Das zu messende- Sedimentstoff-Flüssigkeitsge--misch tritt durch die -Zulaufleitung und das Ventil 1 in das Sedimentationsgefäß 2 em-und füllt dieses bis zum Überlauf 3. Während des Füllens ist der Rührer 4 in Betrieb. Nach dem Füllen schließt das Ventil 1 and der Rührer 4 wird ausgeschaltet. Nach einer bestimmten Zeit wird die überstehende Flüssigkeit bei 5 abgezogen und läuft iii das mit dem Cberlauf 6 ver-

Claims

s-ehene Kofflpensationsgefäß 7. Für die nun, folgende Messung wird der Rührer 4 wieder eingeschaltet, damit die Sedimentstoffe in der im Sedimentationsgefäß 2 verbliebenen Resfflüssigkeit gleichmäßig verteilt ;werde - Bei der nun folgenden Dichtemessung mittels radioaktiverStrahlenwerden die am sedimentstofffreien Anteil der Probe im Kompensationsgefäß i und dem Sedimentstoff angereichterten Anteil im Sedimentationsgefäß 2 erhaltenen Meßwerte durch Differenzschaltung zweier Ionisatipnskammern 8 miteinander verglichen. Die radioaktive Strahlungsquelle ist mit 9, die vorgesehenen Abschirmvorrichtungen sind mit 10 bezeichnet. Die Sedimentstoffanreicherung in der im Sedimentationsbehälter 2 verbleibenden Restflüssigkeit ist vom Verhältnis der beiden StreckenA und B abhängig, wenn der Sedimentationsbehälter 2 -zylindrischen Querschnitt besitzt. Die (3röße~des Anreicherungsfaktors ist durch den Ausdruck (A + B)iA gegeben. Nach - der Registrierung des Meßwertes werden die Ventile 11 und 12 geöffnet und die Gefäße, 2 und 7 entleert. Die Dauer einer Messung ist vorwiegend von der Sedimentationszeit abhängig und kann, eventuell durch Zugabe von Flockungsmitteln beeinflußt werden. Normalerweise beträgt die Sedimentationszeit lediglich Minuten, ist diese Zeit jedoch größer, so besteht die Möglichkeit, mehrere solcher Einrichtungen auf einem Karussel anzuordnen.und sie nacheinander in die Durchstrahlungsstéllung zu drehen. -Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Messung des Gehaltes an Sedimentstoffen in Flüssigkeiten mit wechselnden Gehalten an gelösten Stoffen mittels-eine iEtlüssigkeitsprobe durchstrahlender radioaktiver Strahlen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Rührer (4) und Überlauf.(3) versehenes --Sedimentationsgefäß (2) durch eine unterhalb des Überlaufes (3) im Sedimentationsgefäß (2) mündende; mittels eines Ventils (5) abschließbare L;eitung mit einem Kompensationsgefäß (7) verbunden ist, und daß eine Quelle (9) für eine -das -Sedimentations- und das Kompensationsgefäß durchstrahlende radioaktive Strahlung sowie in Strahlungsrichtung hinter jedem der Ge--fäße angeordneter Strahlungsempfänger (8) vorgesehen sind.
2.-Einrichtung 2. -Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsempfänger (8) in Differenzschaltung angeordnet sind.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (9) symmetrisch zu dem Sedimentations-und -Kompensationsgefäß (2 bzw. 7) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet; daß Abschirmvorrichtungen (10) vorgesehen sind, die aus der Gesamtstrahlung der Strahlungsquelle (9) lediglich zwei das Sedimentations- und Kompensationsgefäß (2, 7) durchsetzende Strahlenbündel ausblenden und die an den Strahlungsmeßgeräten (8) vorbeigehende Strahlung absorbieren.
5. Einrichtung-nach den Ansprüchen 1 bis- 4, dadurch gekennzeichnet, daß- das Sedimentationsgefäß (2) mittels -Ventile (1, - 11) verschließbare Zulauf- und Ablaufleitungen für das Sedimentstoff-Rüssigkeitsgemisch aufweist.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsgefäß (7) mit Überlauf (6) und über ein Ventil (12) angeschlossener Ablaufleitung versehen ist.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere einander jeweils zugeordnete Sedimentations- und Kompensationsgefäße (2, 7) auf einem sie in die Durchstrahlungsstellung drehenden Karussel angeordnet sind.