DE1964578A1

DE1964578A1 - Truebungsmesser

Info

Publication number: DE1964578A1
Application number: DE19691964578
Authority: DE
Inventors: Shea James Joel; Ochodnicky Samuel Steven
Original assignee: Gam Rad Inc
Current assignee: Gam Rad Inc
Priority date: 1968-12-23
Filing date: 1969-12-23
Publication date: 1970-07-16
Also published as: FR2026962A1; US3665201A; GB1285977A

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Hsaenclank

Dipl. ing. H. "Hau*. Dipl. Phys, W. Schmift

Gam Rad, Inc.

16825 Wyoming Avenue -

Detroit, Mich. 48221/USA 2o. Dezember 1969

Anwaltsakte M-964

Trübungsmesser

Die Erfindung betrifft einen Trübungsmesser,; insbesondere einen Trübungsmesser, der die Trübung einer Flüssigkeitslösung durch Rückstreuung anzeigt.

Bekannte Einrichtungen zur Anzeige der Trübung einer Flüssigkeitslösung arbeiten entweder mit Absorption oder mit gestreutem Licht. Die.Absorptionseinrichtungen haben eine Lichtquelle auf einer Seite eines MeiSrohres und eine photoempfindliche Einrichtung auf der gegenüberliegenden Seite des Rohres. Die durchgelassene Lichtmenge ändert sich im allgemeinen als Funktion des Maßes der Trübung, so daß die photoempfindliche Einrichtung eine entsprechende Anzeige liefert. Die mit Streulicht arbeitenden Vorrichtungen verwenden reflektiertes oder gestreutes Licht. Gewöhnlich arbeiten diese Vorrichtungen nach dem Tyndall-Effekt, wobei eine Lichtquelle und eine photoempfindliche Einrichtung unter einem Winkel von 9o° zueinander angeordnet sind.

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Beide Arten der bekannten Vorrichtungen sind in ihrem praktischen Arbeitsbereich eingeschränkt und bei Lösungen, die eine: erhebliche Teilchenkonzentration, d.h. über 1ooo Teile je Million, haben, ist die Wirksamkeit beider Arten für ge-' naue Messungen eingeschränkt. Wenigstens eine Ursache für diese Einschränkung liegt in dem Abstand zwischen der Lichtquelle und dem photoempfindlicheη Element, der gewöhnlich durch praktische Strömungsbedingungen festgelegt ist und bei größeren Trübungen erheblich wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen neuen verbesserten Trübungsmesser der oben beschriebenen Art zu schaffen, der auf dem Prinzip der Rückstreuung des Lichtes beruht und auch bei hohen Teilchenkonzentrationen befriedigend arbeitet. Bei der vorliegenden Erfindung wird statt Absorption oder Tyndall-Effekt die Rückstreuung ausgenutzt, d.h. das gestreute Licht, das zu der Quelle für das einfallende Licht zurückreflektiert wird. Durch die Verwendung dieses Effektes kann eine praktisch verwendbare Einrichtung gebaut werden, die so hohe Konzentrationen wie 3o.ooo-5o.ooo Teile je Million leicht anzeigt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichtquelle und das photoempfindliohe Element des TrU.-bungsmessers in einer Einrichtung angeordnet, die nur einen einzigen Zutritt zu der zu messenden Lösung haben muß. Daher kann eine einfache Einrichtung verwendet werden, da sowohl die photoempfindliohe Einrichtung als auoh die Liohtqu·!!©

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in einem einzigen Gehäuse untergebracht ist, so daß nur eine Zutritts öffnung zu der durchzumessenden Lösung notwendig ist, im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen, die verschiedene Öffnungen für die Lichtquelle und das photoempfindliche Element benötigen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben; Es zeigen:

Fig. 1 eine zum Teil schematische Darstellung, bei der die erfindungsgemäße TrübungsmeSsonde in einem Schnitt entlang der Linie 1-1 von Fig. 2 gezeigt ist; und

Fig. 2 eine Vorderansicht der in'Fig. 1 gezeigten Trübungsmeßsonde .

Die Trübungsmeßsonde 1o ist an einer Strömungsmittelleitung 12 (Fig. 1) angeordnet, in der das Strömungsmittel in Richtung des Pfeiles 14 fließt. Der Strömungsmesser 1o hat ein ringförmiges Gehäuse 16, das eine: mittige Bohrung 18 aufweist. Eine Lichtquelle 12 ist am hinteren Teil des Gehäuses

eine
16 angeordnet und weist/in der Bohrung 18 angeordnete Leuchte 22 auf. Die Leuchte 22 wird von einer geeigneten Quelle mit Strom versorgt. Das Gehäuse 16 hat Kühlrippen 24, die die von der Leuchte 22 entwickelte Wärme abführen. Das vordere End· der Bohrung 18 ist durch ein transparentes Fenster 26 verschlossen. Durch diese Bauweise gibt die Stirnfläche 28 der Trübungsmeßsonde 1o eine glatte gleichmäßige Fläche für das in der Leitung 12 befindliche Strömungsmittel. Ein Linsen-

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paar 3o ist »wischen der Leuchte 22 und dem Fenster 26 angeordnet und dient als Kollimator für den von der Leuchte 22 kommenden Strahl. Zwei scheibenförmige, photoempfindliche Elemente 32 liegen in Ausnehmungen in der Stirnfläche 28. Diese Elemente liegen so dicht wie möglich am inneren Ende der Bohrung 18, um den kürzestmöglichen Weg für rückgestreutee Licht zu bieten. Die, Elemente 32 sind elektrisch über Leiter 34 mit einem geeigneten Instrument 36 verbunden, das Veränderungen in der elektrischen Charakteristik der photoempfindlichen Elemente 32 abtastet und eine Veränderung dieser Charakteristik anzeigt. Da die Elemente 32 nur die Rückstreuung abtasten, kann die von dem Instrument 36 angezeigte Änderung mit den Änderungen in der Trübung des durch die Leitung 12 strömenden Strömungsmittels in Beziehung gesetzt werden.

Eb ist zu beachten, daß nur eine einzige Öffnung In der Leitung 12 benötigt wird, so daß der Einbau stark vereinfacht wird. Ferner kann durch die Vorrichtung eine Anzeige der Trübung von Lösungen erreicht werden, die große Teilchenkonzentrationen haben, da der Abstand von dem von der Quelle 22 einfallenden Licht zu den photoempfindlichen Elementen 32 ein Minimum ist. Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders für solche Anwendungen geeignet ist, bei denen große Teilohenkonzentrationen vorhanden sind, iet zu beachten, daß die Erfindung auch bei geringen Konzentrationen, d.h. bei 1o-5o Teilen je Million, wirksam eingesetzt werdeji

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Die Zahl der Elemente 32, die verwendet werden, kann so Terändert werden, daß zusätzliche Elemente zur Erzielung eines größeren Ausgangssignales hinzugefügt werden oder daß nur ein Element verwendet wird, wenn eine geringere Ausgangsleistung ausreichend ist.

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Claims

PatentanwSH·

Dr, Ing. H. Negendank

- " Dip!. Ing. H. Hauck

Dipl. Phys. W. Schmitz

«· τ,_{βΛ Tyw>} ·Μϋη*·η 15, Mozart*. JS

Gam Rad, Inc. τ·ΐ 5380586

16825 Wyoming Avenue

Detroit. Mich. 48221/üSA 2o. Dezember 1969

Anwaltsakte M-964

Patentansprüche

Trübungsmesser gekennzeichnet durch eine Sonde (1o), die an einer Strömungsmittelleitung (12) zum Abtasten der Trübung des in der Leitung befindlichen Strömungsmittels anschließbar ist und eine Lichtquelle, die einen in die Leitung (12) einfallenden Lichtstrahl abgibt, und eine photoempfindliche Einrichtung (32) aufweist, die das von dem einfallenden Lichtstrahl rückgestreute Licht abtastet, wobei sich die Größe der elektrischen Charakteristik der photoempfindlichen Einrichtung (32) gemäß den Änderungen in der Intensität des rückgestreuten Lichtes ändert, und durch ein Instrument (36), das auf die Änderung der elektrischen Charakteristik anspricht und eine Anzeige der . Trübung des in der Leitung (12) befindlichen Strömungsmittels abgibt.
2. Trübungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des einfallenden Lichtes, die durch die Lichtquelle (2o) gegeben ist, und die Aohse der photo-

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empfindlichen Einrichtung (32) im wesentlichen parallel sind, wobei die Lichtquelle (2o) und die photoempfind-' liehe Einrichtung (32) im wesentlichen auf derselben Seite der Strömungsmittelleitung (12) liegen.
3. SBrübungsmeeser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die photoempfindliche Einrichtung ein photoempfindliches Element (32) aufweist, das axial gegenüber der Achse des einfallenden Lichtes versetzt ist.
4. Triibungsmesser nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeich-net, daß die Sonde (1o) ein Gehäuse (16) aufweist, das die Lichtquelle (2o) und die photoempfindliche Einrichtung (32) trägt und das an der Leitung (12) an einer einsigen Öffnung derselben befestigter ist.
5. Trübungemeeser naflh Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen einstlickigen Gehäuseteil (16) aufweist, der einen ringförmigen Gehäuseabschnitt mit einer durchgehenden Bohrung (16) hat, wobei die Lichtquelle (2o) in dem äußeren Ende der Bohrung (18) und eine Leuchte (22) innerhalb der Bohrung (18) angeordnet ist, und daß der ringförmige Gehäuseteil eine axial versetzte Bohrung hat, in der das photoempfindliche Element (32) angeordnet ist.

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