DE19855822A1

DE19855822A1 - Leitfähigkeitsmeßgerät

Info

Publication number: DE19855822A1
Application number: DE19855822A
Authority: DE
Inventors: Bengt Algers; Lars-Olof Eriksson; Leo Kotkaniemi
Original assignee: ABS Pump Production AB
Current assignee: ABS Pump Production AB
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 1999-06-10
Also published as: GB9825157D0; GB2332061A; SE517792C2; SE9704488D0; FR2771819A1; US6058776A; SE9704488L; GB2332061B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitfähigkeitsmeßgerät. Die Erfindung ist in erster Linie zur Messung von Leitfähigkeit gedacht, welche für die Bewertung verunreinigter Flüssigkeiten herangezogen werden, wenn verunreinigende Materialien Funktionsprobleme bei den zu messenden Proben verursachen.

Leitfähigkeitsmessungen können dazu verwendet werden, festzustellen, ob eine Flüssigkeit in einer Röhre, in einem Tank oder etwas ähnlichem einen bestimmten Wert überschritten hat. Die Messung findet dabei nicht kontinuierlich statt, sondern zu vorherbestimmten Zeitintervallen oder Ereignissen. Eine Bedingung für die Durchführung des Verfahrens ist natürlich, daß die Flüssigkeit eine ausreichende Leitfähigkeit aufweist und das Verfahren häufig für Wasser oder auf Wasser basierenden Lösungen angewendet wird. Zu diesem Zweck wird der Strom bei einer vorgegebenen Spannungsdifferenz zwischen zwei Bauteilen gemessen, welche beide in die Flüssigkeit getaucht sind, bis dieser einen bestimmten Wert erreicht, der kontrolliert wird. Eines der Bauteile ist meist eine Elektrode, welche für einen speziellen Zweck installiert ist; das andere Bauteil kann eine andere Elektrode sein, welche in vielen Fällen die erste Elektrode umschließt oder ein Bauteil der Röhre oder des Tanks, sofern diese aus elektrisch induktiven Materialien bestehen. Das Verfahren kann sowohl für fließende Flüssigkeiten als auch für stehende Flüssigkeiten, welche in einem Tank vorgehalten werden, verwendet werden.

Wenn der Flüssigkeitsstand innerhalb eines Tanks oder einer Röhre bestimmt wird, welche aus Metall bestehen, so wird eine Meßelektrode oder eine Sonde, die elektrisch von den umgebenden Materialien isoliert ist, so in einem Sondensockel montiert, daß der Füllstand oder das obere Ende der Sonde mit der Oberkante der Röhrenwand oder der Tankwand plan übereinstimmt oder geringfügig innerhalb der Röhre oder des Tanks liegt. Wenn die Messung in stark verschmutzter Flüssigkeit, wie z. B. Abwasser, durchgeführt wird, so kann es, daß es unmöglich ist, Bauteile in die Flüssigkeit hineinzubringen, da dies eine Verdichtung des verunreinigten Materials im Zwischenraum verursachen könnte, indem es fest zusammengestopft ist, was eine fehlerhafte Messung als Resultat haben würde. Ein solches Verfahren ist in der schwedischen Patentschrift mit der Nr. 9701153-0 beschrieben, bei der es sich um die Evakuierung von Pumpen in der Startphase handelt. Das Niveau in der Röhre, welche mit der Pumpe verbunden ist, wird dann gemessen und die Startprozedur wird abhängig von dem Meßergebnis ausgewählt. Kleine Partikel von Verunreinigungen können ebenso wie Beschichtungen an den entsprechenden Oberflächen der Bauteile Verklebungen hervorrufen, die mit der Flüssigkeit in Verbindung kommen und so ähnliche Fehlmessungen und Probleme verursachen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Meßsonde für Leitfähigkeitsmessung mit Bauteilen, welche die oben erwähnte Probleme vermeiden kann. Das ist dadurch erreicht, daß die Meßsonde ein ständig saubere und von Verunreinigungen und Beschichtungen freie Oberfläche aufweist. Die Erfindung weist die Eigenschaften auf, welche in den Ansprüchen formuliert sind. Die Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf ein Beispiel einer Ausführungsform beschrieben, welche in der beigefügten Figur dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Meßsonde bezüglich der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Meßsonde im Schnitt A-A der Fig. 1.

Die Meßsonde, die in den Figuren dargestellt ist, ist dazu gedacht, daß sie die Leitfähigkeit zwischen einem Meßkörper 1 und einer Röhre 14, welche aus Metall besteht, mißt, um festzustellen, ob sich Flüssigkeit innerhalb der senkrecht montierten Röhre befindet, welche in Übereinstimmung mit der oben erwähnten schwedischen Patentanmeldung verbunden ist. Der Meßkörper 1 ist die äußere Spitze eines Kolbens 6, und er kann entweder in einem Stück mit dem Kolben gefertigt sein oder auch als separates Stück, welches an dem Kolben montiert ist. Der Kolben mit dem Meßkörper ist innerhalb eines Halters angeordnet, welcher einen vorderen Teil 15 und einen hinteren Teil 3 aufweist, welche aus einem Stück gefertigt sind. Der direkt an den Kolben 6 angrenzende Meßkörper 1, welcher aus elektrisch induktivem, vorzugsweise metallischem Material gefertigt ist, hat eine isolierende Oberflächenbeschichtung 5.

Die Außenseite des vorderen Teiles 15 des Halters weist ein Gewinde auf und ist in einen röhrenförmigen Sockel 2 eingeschraubt, welcher verschweißt oder durch andere Befestigungsvorrichtungen an der Wand der Röhre 14 fixiert ist. An dem Ende des Kolbens 6, welches gegenüberliegend des Meßkörpers 1 angeordnet ist, ist eine Platte 16 angeordnet, welche an den Kolben 6 montiert ist und durch eine Haube 8 mit einem Boden 9 umgeben ist. Der Kolben 6 und daran montierte Teile sind beweglich im umgebenden Teil 15 und der Haube 8 durch Gleitdichtungen 4, 7 mit einem Boden 9 umgeben ist. Der Kolben 6 und daran montierte Teile sind beweglich im umgebenden Teil 15 und der Haube 8 durch Gleitdichtungen 4, 7 angeordnet. Die Haube 8 und die Platte 16 sind Teile eines pneumatischen oder hydraulischen Kolbens mit angeschlossenen Einlaß- und Auslaßöffnungen 12, 13, für komprimierte Luft oder Flüssigkeiten durch Einheiten, welche den Kolben aktivieren und bewegen. Der Kolben kann ebenfalls durch eine Feder 10, welche zwischen der Platte 16 und dem Boden 9 der Haube angeordnet ist, bewegt werden.

Die Messung der Leitfähigkeit findet zwischen dem Kolben 6 und Röhrenwand 14 statt. Die elektrischen Verbindungen und Details, welche zur Messung benötigt werden, bestehen aus bekannten Einrichtungen und sind kein Teil dieser Erfindung und deshalb auch nicht in den vorliegenden Figuren dargestellt.

Wenn keine Messung stattfindet, ist der Kolben in seiner zurückgezogenen Position, so daß die Spitze in der Höhe der Röhrenwand angeordnet ist und die Röhre eine glatte Oberfläche ohne vorstehende Objekte oder Spitzen aufweist. Das wird dadurch erreicht, daß ein Überdruck von Luft in der Einlaßöffnung 12 an der Seite der Platte 16 aufgebaut und aufrecht erhalten wird, welche zum Kolben 6 weist. Der Überdruck reicht aus, um die Federkraft der Feder 10 zu überwinden und den Kolben in der zurückgezogenen Stellung zu halten. Wenn eine Messung durchgeführt werden soll, wird die Einlaßöffnung 12 geöffnet, so daß der Überdruck entweichen kann und der Kolben 6 in die Röhre 14 durch die Kraft der Feder geschoben wird. Durch die Einlaßöffnung 13, auf der anderen Seite der Platte 7, kann ebenfalls Druckluft zugeführt werden, welche die Kraft des Kolbens erhöht, um diesen in die Röhre zu schieben. Nachdem der Meßvorgang abgeschlossen wurde, veranlaßt neuerlich durch die Einlaßöffnung 12 zugeführte Druckluft den Kolben dazu, sich in die Rückzugsposition zu bewegen. Der Meßkörper 1 gleitet dabei gegen den Dichtring 4 und wird dabei von Verunreinigungen und Beschichtungen gereinigt, so daß wieder eine saubere Metalloberfläche zur Verfügung steht, um ein korrektes Meßergebnis für die folgende Messung zu gewährleisten. Der Dichtungsring kann in einigen Ausführungsformen mit einer ringförmigen Bürste oder etwas ähnlichem kombiniert sein, um eine noch bessere Reinigung zu erzielen. Die Isolationsschicht 5, welche vorzugsweise aus Keramikmetall besteht, erstreckt sich soweit entlang des Kolbens 6, daß auch voll in die Röhre 14 ausgefahrenen Kolben der Dichtring 4 mit der Isolationsschicht Kontakt hat, was das Risiko eines Kriechstroms zwischen dem Meßkörper 1 und der Röhrenwand 14 reduziert.

In dem Zustand, indem in der Röhre keine Messung stattfindet, ist diese in den meisten Fällen mit Wasser unter einem bestimmten Überdruck gegenüber deren Umgebung gefüllt. Da der Meßkolben 6 in seiner zurückgezogenen Stellung durch Einheiten eines aktiven Überdruckes zwischen den Dichtungen 4 und 7 gehalten wird, wird vermieden, daß Wasser durch undichte Stellen aus der Röhre durch die Dichtung 7 eindringt. Dies ist in zweifacher Hinsicht wichtig, einerseits um die Beweglichkeit und Funktionsfähigkeit zu gewährleisten und andererseits fehlerhafte Meßergebnisse zu vermeiden, welche durch in das Meßgerät eingedrungenes Wasser verursacht werden könnte.

Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich. Die Bewegung des Kolbens kann durch verschiedene Arten von pneumatischen oder hydraulischen Einrichtungen hervorgerufen werden, welche mit oder auch ohne Kombination mit Federn oder ähnlichen mechanischen Einrichtungen zusammen arbeiten. Es ist ebenfalls möglich, eine Bewegung durch elektrische Einrichtungen zu erreichen, z. B. durch einen Motor oder eine elektromagnetische Einrichtung. Die Bewegung des Kolbens kann durch Endschalter oder Anschläge eingeschränkt werden und die Teile der Einrichtung können in unterschiedlichen Dimensionen in verschiedenen Anwendungen angeschlossen sein. Der Meßkörper kann, anstatt daß er den ganzen Kolben beinhaltet, ringförmig ausgebildet sein. Beide Elektroden können einen Teil des Kolbens ausbilden und sind dann vorzugsweise als konzentrische Ringe als Teil des Kolbens, welcher durch die Ringdichtung 4 hindurchgleitet, ausgebildet, um sicherzustellen, daß die Meßoberfläche gereinigt ist. Ebenso kann das Material des Meßkörpers, des Kolbens, der Isolationsbeschichtung, der Halters und anderer Details unter Berücksichtigung der Flüssigkeit, in welcher die Messungen durchgeführt werden, und anderen Bedingungen ausgewählt werden.

Bezugszeichenliste

1

Meßkörper

2

röhrenförmiger Sockel

3

hinterer Teil

4

Gleitlagerdichtung

5

Oberflächenschicht

6

Kolben

7

Gleitlagerdichtung

8

Haube

9

Boden

10

Feder

11

12

Einlaßöffnung

13

Auslaßöffnung

14

Föhre

15

vorderer Teil

16

Platte

Claims

1. Leitfähigkeitsmeßgerät, ausgestattet mit einem Meßkörper (1, 6), der Teil eines Kolbens (6), der zu einem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder gehört, ist oder einen solchen ausbildet und so angeordnet ist, daß er in ein zu messendes Volumen hineinragt, wenn eine Messung durchgeführt werden soll, und aus diesem wieder zurückgeführt ist, wenn keine Messung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Oberfläche des Meßkörpers (1) der Meßsonde abstreifend während einer Bewegung durch einen Dichtungsring (4) oder einer ähnlichen Einrichtung hindurchgereinigt wird und daß pneumatischer Überdruck an den Kolben geführt wird, wenn keine Messung durchgeführt wird, um das Eindringen von Flüssigkeit zu vermeiden.

2. Leitfähigkeitsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper (1) die äußere Spitze eines Kolbens (6) darstellt.

3. Leitfähigkeitsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspitze ringförmig ausgebildet ist.

4. Leitfähigkeitsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Meßelektroden einen Teil eines Kolbens ausbilden und vorzugsweise als konzentrische Ringe ausgeformt sind.