DE3503626C2

DE3503626C2 -

Info

Publication number: DE3503626C2
Application number: DE19853503626
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Brau-Ing. 2059 Guester De Riess
Original assignee: Otto Tuchenhagen GmbH and Co KG
Current assignee: Riess Siegfried Dipl-Ing 23899 Gudow De
Priority date: 1985-02-02
Filing date: 1985-02-02
Publication date: 1989-02-09
Also published as: DE3503626A1

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtung für die fotometrische Analyse von in Leitungen strömenden Fluiden mit einer opti schen Sonde nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to device for photometric Analysis of fluids flowing in lines with an opti cal probe according to the preamble of claim 1.

Derartige Vorrichtungen müssen so beschaffen sein, daß sie unmittelbar in den Leitungen einer Produktionsanlage einge setzt werden können. Sie finden beispielsweise Anwendung in Verbindung mit fotometrischen Betriebsmeßgeräten zur Konzentrationsmessung der in Leitungen vorzugsweiser chemi scher oder nahrungsmitteltechnischer Produktionsanlagen strömenden Fluide.Such devices must be such that they directly in the lines of a production plant can be set. For example, they are used in Connection with photometric operating measuring devices for Concentration measurement of chemi shear or food production plants flowing fluids.

Dabei ist es erforderlich, daß die in die Leitung hinein ragende Vorrichtung von dem zu analysierenden Fluid durchströmt wird. Da Strahlungssender und -empfänger in einem außerhalb der Leitung angeordneten Betriebsmeßgerät untergebracht sind, muß die analysierende Strahlung innerhalb der Vorrichtung reflektiert werden und kreuzt somit zweimal das zu analysierende Fluid.It is necessary that the line protruding device from the fluid to be analyzed is flowed through. Because radiation transmitters and receivers in an operating measuring device arranged outside the line the analyzing radiation must be accommodated be reflected and intersected within the device thus twice the fluid to be analyzed.

Es ist eine Vorrichtung der einleitend gekennzeichneten Gattung bekannt (DE-OS 28 38 396), die dadurch gekennzeich net ist, daß sie aus einem topfförmigen Gehäuse besteht, das mit dem Boden voran in eine entsprechende Öffnung eines Leitungsstückes einsetzbar und mit einem am offenen Ende befindlichen Flansch mit dem Leitungsstück verbindbar ist, daß in dem Gehäuse parallel zum Boden ein strahlungsdurch lässiges Fenster gasdicht eingesetzt ist, und danach Öffnungen zum Durchtritt der Flüssigkeit und ein Strah lungsreflektor vorgesehen sind und auf den Boden außen eine abziehbare Kappe aufgesetzt ist, die sich nach dem Lösen des Flansches, bei Heraustreten des Gehäuses aus dem Leitungsstück, über einen nach innen gerichteten Stutzen an der Öffnung des Leitungsstückes stülpt und diesen dicht verschließt.It is a device of the introduction marked Genus known (DE-OS 28 38 396), characterized by net is that it consists of a pot-shaped housing, that with the bottom first in a corresponding opening of a Line piece can be used and with one at the open end located flange can be connected to the line piece, that in the housing parallel to the ground through a radiation casual window is used gas-tight, and afterwards Openings for the passage of the liquid and a jet lungs reflector are provided and on the ground outside removable cap is put on, which after loosening of the flange when the housing emerges from the Pipe section, via an inwardly directed connector the opening of the pipe section and slips it tight closes.

Die bekannte Vorrichtung ist so ausgebildet, daß sie jederzeit ohne Störung des Produktionsprozesses und ohne große Umstände einer Reinigung unterzogen werden kann. Diesem Vorteil, der überall dort nicht zum Tragen kommt, wo die Produktionsanlagen in vorbestimmten Zeitabständen automatisch im Wege der Durchflußreinigung (CIP-Reinigung) gereinigt werden, stehen erhebliche Nachteile gegenüber.The known device is designed so that it at any time without disturbing the production process and without large circumstances can be subjected to cleaning. This advantage, which does not apply wherever the production facilities at predetermined intervals automatically by flow cleaning (CIP cleaning) are cleaned, there are considerable disadvantages.

Zum einen ragt die Vorrichtung sehr weit in das zugeordnete Leitungsstück hinein und verursacht durch seine erhebliche Querschnittsverengung einen in den meisten Anwendungsfällen nicht tolerierbaren Druckverlust. On the one hand, the device protrudes very far into the assigned one Pipe piece into it and caused by its considerable Cross-sectional narrowing in most applications intolerable pressure loss.

Darüber hinaus wird die analysierende Strahlung innerhalb der Vorrichtung in einem kavernenartigen Raum, der nur durch die Eintritts- und Austrittsöffnung mit der Leitung verbunden ist, umgelenkt. In dieser Kaverne werden sich bevorzugt Verschmutzungen festsetzen, die das Meßergebnis erheblich beeinträchtigen können. Vor der Ein- und Austrittsöffnung angeordnete Siebe konnen keine Abhilfe schaffen, da sie beispielsweise in Leitungen nahrungsmit teltechnischer Anlagen aus sanitären Gründen nicht anwend bar sind. Durch die zweifache Durchstrahlung des zu analy sierenden Fluids, das heißt bedingt durch die relativ lange mit Medium ausgefüllte Meßstrecke, ist der Einsatzbereich der bekannten Vorrichtung in Bezug auf hohe Trübungen von vornherein beschränkt.In addition, the analyzing radiation is inside of the device in a cavernous space that only through the inlet and outlet opening with the line connected, redirected. In this cavern there will be prefer to fix contamination, which the measurement result can significantly affect. Before entering and Sieves arranged in the outlet opening cannot remedy the situation create because they are in food lines, for example telecommunications systems for sanitary reasons not applicable are cash. Due to the double radiation of the analy Fluids, that is due to the relatively long is the area of application the known device in relation to high turbidity of limited in advance.

Zwar sind auch Meßeinrichtungen bekannt, bei denen das zu messende Fluid nur einmal vom Strahlengang gekreuzt wird (US-PS 39 54 342; US-PS 28 92 378). Im erstgenannten Fall handelt es sich um eine Meßeinrichtung mit faseroptischen Leitern, die zwischen ihren Enden eine Meßstrecke innerhalb des Fluids begrenzen. Eine Abdichtung der Faseroptik im Bereich der Meßstrecke gegenüber dem zu messenden Fluid ist nicht vorgesehen. Es wird im Gegenteil herausgestellt, daß die Ein- und Austrittsöffnungen für die Lichtwellen luft durchlässig ausgebildet sein sollen, damit die Faseroptik durch die Zwangsspülung mit Luft, die von außerhalb heran geführt wird, gegen eindringende Verunreinigungen aus dem zu messenden Fluid schützbar ist. Eine derartige Ausgestaltung der Ein- und Austrittsöffnungen ist für nahrungsmittel technische Anwendungen gänzlich ungeeignet. Darüber hinaus ist die Einführung der Meßeinrichtung in das Leitungsstück weder leicht zu reinigen, noch ist erkennbar, wie bei Einleitung von Luft in die Faseroptik und durch den Austritt der Luft in den Meßbereich dort gleichbleibende meßtechnische Bedingungen sichergestellt sein sollen. Measuring devices are also known in which this too measuring fluid is crossed only once by the beam path (U.S. Patent 3,954,342; U.S. Patent 2,892,378). In the former case is a measuring device with fiber optic Conductors that have a measuring distance between their ends inside limit the fluid. A sealing of the fiber optics in the Area of the measuring section is opposite the fluid to be measured not provided. On the contrary, it is pointed out that the inlet and outlet openings for the light waves air should be permeable so that the fiber optics through the forced purge with air coming in from outside is guided against the ingress of contaminants from the fluid to be measured can be protected. Such a configuration the inlet and outlet openings are for food completely unsuitable for technical applications. Furthermore is the introduction of the measuring device into the pipe section neither easy to clean, nor is it recognizable, as with Introduction of air into the fiber optics and through the Air exits into the measuring area there constant metrological conditions should be ensured.

Bei der Meßeinrichtung gemäß US-PS 28 92 378 sind zwei im Abstand voneinander angeordnete Lichtleitstäbe innerhalb eines Rohres weit in das zu messende Fluid hineingeführt. Die Lichtleitstäbe müssen jeweils gegen das Rohr, letzteres muß gegen die Wand des Leitungsstückes gedichtet werden. Durch die große Einbautiefe und den durch den Abstand der Lichtleitstäbe bedingten großen Durchmesser des aufnehmen den Rohres ergibt sich von vornherein ein großer Druckver lust beim Einbau einer derartigen Meßvorrichtung in eine Leitung relativ kleinen Querschnitts. Zwar ist über mecha nische Vorkehrungen, die beim Einsatz einer derartigen Anordnung in nahrungsmitteltechnischen Anlagen nicht zuläs sig wären, eine mechanische Reinigung der Oberflächen der Lichtleitstäbe im Bereich des Strahlenganges möglich, jedoch ist nicht erkennbar, wie der übrige Oberflächenbe reich der Lichtleitstäbe, der mit Produkt in Berührung kommt, zuverlässig gereinigt werden kann. Die dem Strahlen gang im Meßbereich abgewandten Oberflächen der Lichtleit stäbe sind jedenfalls bei der dargestellten Anordnung nicht mit hoher sanitärer Gründlichkeit reinigbar.In the measuring device according to US-PS 28 92 378 two are in Distance between light guide rods within of a pipe into the fluid to be measured. The light guide rods must each against the tube, the latter must be sealed against the wall of the pipe section. Due to the large installation depth and the distance between the The large diameter of the light guide rods is due to it the tube results in a large Druckver from the outset lust when installing such a measuring device in a Line of relatively small cross-section. Although is about mecha African precautions when using such Arrangement in food processing plants not permitted would be a mechanical cleaning of the surfaces of the Light guide rods possible in the area of the beam path, however, it is not recognizable, like the rest of the surface range of light guide rods that come into contact with product comes, can be cleaned reliably. The one who shines surfaces in the measuring area facing away from the light guide bars are in any case not in the arrangement shown cleanable with high sanitary thoroughness.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der einleitend beschriebenen Art so auszubilden, daß sie einen geringen Druckverlust im zugeordneten Leitungsstück verursacht, daß sie insbesondere im Durchfluß leicht zu reinigen ist und die Messungen hoher Trübungen des zu analysierenden Fluids bei gleichbleibenden meßtechnischen Bedingungen zuläßt.It is an object of the present invention to provide a device of the type described in the introduction so that they a low pressure loss in the assigned line section causes them to flow easily, especially in flow is clean and the measurements of high turbidity of the analyzing fluids with constant metrological Conditions.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. The task is carried out in the characterizing part of the Features specified claim 1 solved. Beneficial Developments of the invention are the subject of Subclaims.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß durch die einmalige Durchstrahlung des zu analysierenden Fluids und die sich daraus ergebende kurze Meßstrecke hohe Trübungen noch meßtechnisch erfaßbar sind. Die Durchdringung von Fluiden, wie beispielsweise Kondens milch oder dicke Hefen mit einer Trübung von mehr als 10 000 EBC (EBC: Vergleichsstandard der European Brewery Convention), ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich. Da keine produktbeaufschlagten Reflektoren im Strahlengang erforderlich sind, ergeben sich auch keine Meßwertverfälschungen durch deren Verschmutzung.The advantages achieved with the invention are in particular the fact that through the one-time irradiation of the analyzing fluids and the resulting short High turbidities are still measurable. Penetration of fluids such as condensate milk or thick yeast with a turbidity greater than 10,000 EBC (EBC: comparative standard of the European Brewery Convention) is with the device according to the invention possible. Since there are no reflectors in the product No beam path are required Falsification of measured values due to their contamination.

Durch die rinnenartige Ausbildung des Meßkanals in Wandnähe ergibt sich ein außerordentlich geringer Druckverlust der gesamten Anordnung. Die Strömung im zugeordneten Leitungs stück wird nur unwesentlich beeinflußt; die Durchflußrei nigung der erfindungsgemäßen Sondenvorrichtung gestaltet sich außerordentlich einfach und wirkungsvoll. Die strö mungsgünstige Formgebung des Meßkanals ergibt eine insbesondere für lebensmitteltechnische Anwendungen vorteilhafte schatten- und totraumfreie Reinigung. Durch die zur Achse des Leitungsstückes hin offene Rinne ist neben der unbehinderten axialen Durchströmung der Meß strecke auch ein Strömungsaustausch in radialer Richtung gegeben. Dieser Queraustausch gestaltet sich um so wir kungsvoller, je turbulenter die Strömung im Bereich der Sondenvorrichtung ist. Von diesem turbulenten Queraustausch kann in fast allen technisch relevanten Anwendungsfällen ausgegangen werden. Einerseits besteht, wie vorstehend bereits beschrieben, die Forderung nach einem möglichst geringen Druckverlust der Sondenvorrichtung innerhalb des Leitungsstückes. Andererseits ist aber dieser Druckverlust in Verbindung mit den Reibungskräften die von der Haupt strömung auf die Strömung im Meßkanal ausgeübt werden, für die Ausbildung einer Strömung im Meßkanal verantwortlich. Damit ist die Bemessung des Meßkanals eine Optimierungs aufgabe. Als geometrische Einflußgrößen kommen die Länge, die Breite und die Tiefe des Meßkanals, sowie insbesondere dessen Einlaufgestaltung, infrage.Due to the channel-like design of the measuring channel near the wall there is an extremely low pressure drop entire arrangement. The flow in the associated line piece is only slightly influenced; the flow free designed the probe device according to the invention extremely simple and effective. The stream Favorable shape of the measuring channel results in a especially for food technology applications advantageous shadow and dead space-free cleaning. By is the gutter open to the axis of the pipe section in addition to the unimpeded axial flow of the measuring also stretch a flow exchange in the radial direction given. This cross-exchange is the way we are the more turbulent the flow in the area of the Is probe device. From this turbulent cross exchange can be used in almost all technically relevant applications be assumed. On the one hand, as above already described the call for one if possible low pressure loss of the probe device within the Pipe section. On the other hand, however, is this pressure loss in conjunction with the frictional forces from the main flow are exerted on the flow in the measuring channel for responsible for the formation of a flow in the measuring channel. The dimensioning of the measuring channel is thus an optimization task. The geometrical influencing variables are the length, the width and depth of the measuring channel, and in particular its inlet design, in question.

Die Miniaturisierung der Strahlungssender- und Strahlungs empfängerdiode macht es nach einer anderen Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich, daß, durch den Bodenteil vom zu analysierenden Fluid getrennt, auf der einen Seite des Meßkanals ein Strahlungssender und auf der anderen Seite ein Strahlungsempfänger angeordnet ist. Die Auswerteelektronik für den Strahlungssender und den -empfänger wird dabei zweckmäßigerweise von diesen getrennt in einem Gehäuse außerhalb des Leitungsstückes unterge bracht. Das Gehäuse der Auswerteelektronik und das Gehäuse der Vorrichtung bilden dabei in vorteilhafter Weise ein Bauteil aus einem Stück.The miniaturization of radiation transmitters and radiation receiver diode does it according to another training the device according to the invention possible that, by the Bottom part separated from the fluid to be analyzed, on the one side of the measuring channel a radiation transmitter and on the on the other hand, a radiation receiver is arranged. The Evaluation electronics for the radiation transmitter and Receiver is expediently separated from them in a housing outside the pipe section brings. The housing of the evaluation electronics and the housing form the device in an advantageous manner One-piece component.

Durch die bezogen auf das Leitungsstück einseitige Unter bringung von Strahlungssender und Strahlungsempfängerdiode in einem räumlich miteinander verbundenen Gehäuse herrschen für beide gleiche Temperaturverhältnisse. Eine Kompensation der Raumtemperatur zur Erhaltung gleicher Meßbedingungen für Sender- und Empfängerdiode entfällt.Due to the one-sided sub with respect to the line section Bring radiation transmitter and radiation receiver diode prevail in a spatially interconnected housing for both the same temperature conditions. A compensation the room temperature to maintain the same measurement conditions for transmitter and receiver diode omitted.

Der konstante und vom Durchmesser des Leitungsstückes unab hängige Abstand von Strahlungssender und -empfänger ergibt eine gleichbleibende meßtechnische Gerätekonstante, aus der eine hohe Funktionsgenauigkeit der gesamten Anordnung resultiert. Darüber hinaus ergibt sich durch die erfin dungsgemäße Vorrichtung der Vorteil, daß ein Auswechseln der Elektronik ohne Öffnen des Leitungsstückes (Produkt raum) möglich ist.The constant and independent of the diameter of the pipe section dependent distance from radiation transmitter and receiver results a constant metrological device constant from which high functional accuracy of the entire arrangement results. In addition, the inventions device according to the advantage that a replacement electronics without opening the line section (product space) is possible.

Falls Strahlungssender und -empfänger auf der Platine der Auswerteelektronik außerhalb des Leitungsstückes angeordnet werden, ist nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen, daß beiderseits des Meßkanals der Bodenteil derart dachförmig unter zwei um 45 Grad geneigten Flächen abfällt, daß einerseits die vom Strahlungssender emittierte Strahlung an der ersten Fläche in den Meßkanal und die aus dem Meßkanal andererseits austretende Strahlung an der zweiten Fläche in den Strahlungsempfänger reflektiert wird. Diese Anordnung ist beispielsweise dann angezeigt, wenn es aufgrund der Betriebsbedingungen nicht zweckmäßig ist, Strahlungssender und -empfänger unmittelbar im Bereich des Meßkanals anzuordnen.If the radiation transmitter and receiver are on the board of the Evaluation electronics arranged outside the line section is, according to another advantageous training the device according to the invention provided that the bottom part on both sides of the measuring channel is roof-shaped falls under two surfaces inclined at 45 degrees that on the one hand, the radiation emitted by the radiation transmitter on the first surface in the measuring channel and from the Measuring channel, on the other hand, emerging radiation at the second Area is reflected in the radiation receiver. These Arrangement is displayed, for example, if it is is not appropriate due to the operating conditions, Radiation transmitter and receiver directly in the area of the Arrange the measuring channel.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung enden Lichtleiter beiderseits des Meßkanals. Strahlungssender und -empfänger befinden sich dabei im Gehäuse der Auswerteelektronik und sind mit je einem Lichtleiter gekoppelt.According to a further embodiment of the device according to the Invention ends light guides on both sides of the measuring channel. Radiation transmitters and receivers are located in the Housing of the evaluation electronics and are each with one Optical fiber coupled.

Eine andere Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung sieht vor, daß die Lichtleiter in das Leitungs stück hineingeführt sind und dort zwischen ihren Stirn flächen, die zueinander parallel und in Strömungsrichtung ausgerichtet sind, eine Meßstrecke begrenzen. Diese Anord nung macht die rinnenförmige Ausbildung des Meßkanals im Bodenteil des Gehäuses überflüssig. Another embodiment of the device according to the Invention provides that the light guide in the line are inserted and there between her forehead surfaces that are parallel to each other and in the direction of flow are aligned, limit a measuring section. This arrangement tion makes the channel-shaped design of the measuring channel in Bottom part of the housing unnecessary.

Abdichtungsprobleme und der damit verbundene konstruktive Aufwand werden vermieden, wenn nach einer weiteren vorteil haften Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung die Lichtleiter stoffschlüssig durch die Wand des Leitungsstückes hindurchgeführt sind.Sealing problems and the associated constructive Effort is avoided if after another benefit stick embodiment of the device according to the invention the fiber optic through the wall of the Line piece are passed.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind der Strahlungssender und der -empfänger, die Lichtleiter oder geschliffene Glasprismen stoffschlüssig über eine Vergußmasse oder kraftschlüssig im Bodenteil eingebettet, wodurch deren eindeutige und unverrückbare Anordnung sichergestellt ist.According to a further embodiment of the device according to the Invention are the radiation transmitter and receiver that Fiber optic or ground glass prisms cohesively via a casting compound or non-positively in the bottom part embedded, making their unique and immovable Arrangement is ensured.

Es ist nach einer anderen Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen, Strahlungssender und -empfänger mit naher Infrarotstrahlung, das heißt im Wellenlängenbereich zwischen 7,8×10^-7 und 1,4×10^-6 m zu betreiben. Dieses ist deshalb von Vorteil, weil Sende- und Empfangsbauteile für nahe Infrarotstrahlung relativ preis wert herstellbar sind und sich besonders zur Übertragung eines schnellen Informationsflusses eignen.According to another development of the device according to the invention, it is provided to operate radiation transmitters and receivers with near infrared radiation, that is to say in the wavelength range between 7.8 × 10 ^-7 and 1.4 × 10 ^-6 m. This is advantageous because transmitting and receiving components for near infrared radiation are relatively inexpensive to manufacture and are particularly suitable for transmitting a fast flow of information.

Um eine eindeutige und unverfälschte fotometrische Analyse des in der Leitung strömenden Fluids sicherzustellen (Dombildung und die damit in diesem Bereich oftmals verbundene Gasansammlung muß in jedem Falle verhindert werden), ist nach einer weiteren Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, das topfförmige Gehäuse senkrecht von unten oder waagerecht von der Seite in der Öffnung des waagerecht ausgerichteten Leitungs stückes anzuordnen.A clear and unadulterated photometric analysis of the fluid flowing in the line (Dome formation and therefore often in this area connected gas accumulation must be prevented in any case according to a further embodiment of the invention provided device according to the invention, the cup-shaped Housing vertically from below or horizontally from the side in the opening of the horizontal line to arrange piece.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigenEmbodiments of the invention are in the drawing are shown and are described in more detail below. It demonstrate

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 1 shows a cross section through a device according to the invention;

Fig. 2 eine halbe Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei das Leitungsstück mittig auf geschnitten ist; Figure 2 is a half plan view of the device according to the invention, wherein the line piece is cut in the middle.

Fig. 3 eine Seitenansicht der mittig geschnittenen Drauf sicht gemäß Fig. 2; Fig. 3 is a side view of the centrally cut top view of FIG. 2;

Fig. 4 einen zur Hälfte dargestellten Querschnitt einer Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei zwei im Strahlengang angeordnete, um 45 Grad geneigte Flächen die Strahlung um 2×90 Grad total reflektieren; Fig. 4, by 45 degrees inclined surfaces totally reflect a cross section of a further development of the device according to the invention shown in half, two arranged in the beam path, the radiation at 2 × 90 degrees;

Fig. 5 einen zur Hälfte dargestellten Querschnitt einer anderen Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung mit im Strahlengang angeordneten Lichtleitern und Fig. 5 shows a half cross section of another development of the device according to the invention with light guides arranged in the beam path and

Fig. 6 eine andere Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung mit Lichtleitern, die in das Leitungsstück hineingeführt sind. Fig. 6 shows another development of the device according to the invention with light guides which are guided into the line piece.

An einem Leitungsstück 2 (Fig. 1) ist eine mit einem Leitungsflansch 2 a versehene Öffnung ausgebildet. Eine Vorrichtung für die fotometrische Analyse weist ein topf förmiges Gehäuse 1 auf, das mit einem Bodenteil 1 a voran in die Öffnung des Leitungsstückes 2 einsetzbar ist.An opening provided with a line flange 2 a is formed on a line section 2 ( FIG. 1). A device for photometric analysis has a pot-shaped housing 1 , which can be used with a bottom part 1 a in the opening of the line piece 2 .

Für die gegenseitige Abdichtung sorgt eine Dichtung 3. An dem Gehäuse 1 ist ein Gehäuseflansch 1 d ausgebildet, der mit dem zugeordneten Leitungsflansch 2 a über Verbindungs mittel 4 verbunden ist. Das Gehäuse 1 setzt sich außerhalb des Leitungsstückes 2 fort und erweitert sich in ein Gehäuse für die Auswerteelektronik 1 e. Der Bodenteil 1 a des Gehäuses 1 weist einen zur Achse des Leitungsstückes 2 parallel verlaufenden Meßkanal 1 b auf, der im Bereich der Wand des Leitungsstückes 2 und mit seiner einen Begren zungsfläche mit letzterem bündig abschließend angeordnet, zur Achse des Leitungsstückes 2 hin offen und mit Einlauf- und Auslaufkontur 1 c ausgebildet ist. Auf der einen Seite des Meßkanals 1 b und durch den Bodenteil 1 a von diesem getrennt ist ein Strahlungssender 5 angeordnet. Auf der anderen Seite befindet sich, in gleicher Weise angeordnet, ein Strahlungsempfänger 6. Sowohl der Strahlungssender 5 als auch der -empfänger 6 befinden sich auf Platinen 7, die einerseits bis in den Bodenteil 1 a des Gehäuses 1 hineinragen und andererseits mit der Platine 7 im Gehäuse für die Auswerteelektronik 1 e verbunden sind. Strahlungs sender und -empfänger 5 bzw. 6 sind derart angeordnet, daß der ihr Strahlungszentrum verbindende Strahlengang S ₁ (Fig. 1) von dem Boden des rinnenförmigen Meßkanals 1 b einen Abstand a besitzt (Fig. 3). Der Meßkanal 1 b besitzt insgesamt eine Tiefe t und im Bereich des Strahlenganges S ₁ eine Breite b. Seine Eintrittsbreite b ₁ an jener Stelle, an der er gerade noch die maximale Tiefe t besitzt, ist aus Fig. 2 ersichtlich.A seal 3 ensures mutual sealing. On the housing 1 , a housing flange 1 d is formed, which is connected to the associated line flange 2 a via connecting means 4 . The housing 1 continues outside the line section 2 and extends into a housing for the evaluation electronics 1 e . The bottom part 1 a of the housing 1 has a parallel to the axis of the line section 2 measuring channel 1 b , which is arranged flush with the latter in the region of the wall of the line section 2 and with its one limita tion surface, open to the axis of the line section 2 and with Inlet and outlet contour 1 c is formed. A radiation transmitter 5 is arranged on one side of the measuring channel 1 b and separated from it by the base part 1 a . On the other side, in the same way, there is a radiation receiver 6 . Both the radiation transmitter 5 and the receiver 6 are located on circuit boards 7 , which on the one hand protrude into the bottom part 1 a of the housing 1 and on the other hand are connected to the circuit board 7 in the housing for the evaluation electronics 1 e . Radiation transmitters and receivers 5 and 6 are arranged such that the beam path S ₁ ( FIG. 1) connecting their radiation center is at a distance a from the bottom of the channel-shaped measuring channel 1 b ( FIG. 3). The measuring channel 1 b has a total depth t and a width b in the region of the beam path S ₁ . Its entrance width b ₁ at the point where it just has the maximum depth t can be seen in FIG. 2.

In Fig. 3 ist das ungestörte turbulente Strömungsprofil c(y) innerhalb des Leitungsquerschnittes R dargestellt. Man erkennt, daß die im Wandabstand a vorliegende Strömungsge schwindigkeit c(a) etwas kleiner als die mittlere Ge schwindigkeit c _m ist. Letztere wiederum ist ca. 16 Prozent kleiner als die im Zentrum des Leitungsstückes vorliegende maximale Geschwindigkeit c _max.In Fig. 3 the undisturbed turbulent flow profile c (y) is shown within the pipe cross-section R. It can be seen that the wall is in the distance a present flow speed c (a) slightly smaller than the average Ge speed c _m. The latter in turn is approximately 16 percent less than the maximum speed c _max present in the center of the line section.

Im am stärksten von der Vorrichtung verengten Querschnitt M ergibt sich eine nicht dargestellte Geschwindigkeitsver teilung, die gegenüber der Geschwindigkeitsverteilung im ungestörten Querschnitt R im Verhältnis der Querschnitts verminderung erhöht ist. Diese Geschwindigkeitserhöhung trägt dazu bei, daß die im Meßkanal 1 b zu erwartende Geschwindigkeitsreduzierung infolge des erhöhten Wandein flusses etwas geringer ausfällt, als dieses bei nicht ver engtem Querschnitt M der Fall wäre. Daher liegt näherungs weise im Bereich des Strahlenganges S ₁ die Geschwindigkeit c(a) der ungestörten Strömung vor, die annähernd etwa so groß wie die mittlere Geschwindigkeit c _m ist. Diese Situa tionsbeschreibung soll zeigen, daß die Strömung im Meßkanal 1 b näherungsweise der mittleren Geschwindigkeit c _m im ungestörten Querschnitt entspricht. Da außerdem turbulenter Queraustausch zwischen der Strömung im Zentrum des Lei tungsstückes 2 und dem Meßkanal 1 b vorausgesetzt werden kann, ist die Strömung im Meßkanal 1 b näherungsweise auch repräsentativ für die Strömung im Leitungsstück 2. Falls Strahlungssender und -empfänger 5 bzw. 6 auf der Pla tine 7 im Gehäuse der Auswerteelektronik 1 e angeordnet sind, kann die vom Strahlungssender 5 emittierte Strahlung über eine auf der entsprechenden Seite des Meßkanals 1 b unter 45 Grad geneigt angeordnete erste Fläche 1 f total in den Meßkanal 1 b reflektiert werden (Fig. 4). Die aus dem Meßkanal 1 b andererseits austretende Strahlung wird über eine unter 45 Grad geneigte Fläche 1 g in den Strahlungs empfänger 6 total reflektiert (Strahlengang S ₂).In the most narrowed by the device cross-section M results in a speed distribution, not shown, which is increased compared to the speed distribution in the undisturbed cross-section R in the ratio of the cross-section reduction. This increase in speed contributes to the fact that the expected speed reduction in measuring channel 1 b due to the increased Wandein flow is somewhat less than would be the case if the cross-section M were not narrowed. Therefore, the speed c (a) of the undisturbed flow is approximately in the region of the beam path S ₁ , which is approximately approximately as large as the average speed c _m . This situation description is intended to show that the flow in the measuring channel 1 b approximately corresponds to the average speed c _m in the undisturbed cross section. Since turbulent cross exchange between the flow in the center of the line piece 2 and the measuring channel 1 b can also be assumed, the flow in the measuring channel 1 b is approximately representative of the flow in the line piece 2 . If radiation transmitter and receiver 5 and 6 tine on the Pla 7 1 e are arranged in the housing of the evaluation, the radiation emitted by the radiation transmitter 5 radiation can b a corresponding on the side of the measuring channel 1 at 45 degrees arranged inclined first surface 1 f total be reflected in the measuring channel 1 b ( Fig. 4). The radiation emerging from the measuring channel 1 b, on the other hand, is totally reflected over a surface 1 g inclined at 45 degrees into the radiation receiver 6 (beam path S ₂ ).

In Fig. 5 sind Lichtleiter 8 bzw. 9 in den Strahlengang S ₁ eingeschaltet. Der erste Lichtleiter 8, der über ein geeignetes Verbindungsmittel 10 a mit dem Strahlungssender 5 gekoppelt sein kann, lenkt die emittierte Strahlung in den Meßkanal 1 b hinein (Strahlengang S ₁). Die aus dem Meßkanal 1 b andererseits austretende Strahlung wird über einen zweiten Lichtleiter 9 dem Strahlungsempfänger 6, mit dem er über ein Verbindungsmittel 10 b gekoppelt sein kann, zuge führt. In FIG. 5, the light guide 8 and 9 are turned on in the beam path _S1. The first light guide 8 , which can be coupled to the radiation transmitter 5 via a suitable connecting means 10 a , directs the emitted radiation into the measuring channel 1 b (beam path S ₁ ). Resulting from the channel 1 b on the other hand emerging radiation is the radiation receiver 6, with which it can be coupled b via a connecting means 10, supplied through a second optical fiber. 9

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Bodenteil 1 a des Gehäuses 1 wenigstens im Bereich des Meßkanals 1 b derart beschaffen ist, daß er einen hohen Transmissionsgrad für die zu analysierende Strahlung aufweist, und daß, abhängig von der jeweiligen Ausführungsform der Vorrichtung, Strahlungssender und -empfänger 5 bzw. 6 oder die Lichtleiter 8, 9 oder geschliffene Glasprismen stoff schlüssig über eine Vergußmasse 11 oder kraftschlüssig im Bodenteil 1 a eingebettet sind (Fig. 1 und 5).It is particularly advantageous if the bottom part 1 a of the housing 1 is designed at least in the area of the measuring channel 1 b in such a way that it has a high degree of transmission for the radiation to be analyzed, and that, depending on the particular embodiment of the device, radiation transmitters and - Receiver 5 or 6 or the light guide 8 , 9 or ground glass prisms are cohesively embedded in a casting compound 11 or non-positively in the bottom part 1 a ( Fig. 1 and 5).

Falls die Lichtleiter 8, 9 (Fig. 6) in das Leitungsstück 2 hineingeführt sind und dort zwischen ihren Stirnflächen, die zueinander parallel und in Strömungsrichtung ausgerich tet sind, eine Meßstrecke begrenzen, kann auf die Ausbil dung des Meßkanals 1 b (vgl. Fig. 5) im Bodenteil 1 a des Gehäuses 1 verzichtet werden. Diese Anordnung ist außeror dentlich einfach; zweckmäßigerweise werden die Lichtleiter 8, 9 stoffschlüssig durch den Bodenteil 1 a hindurchgeführt, wobei Strahlungssender und -empfänger 5, 6 derart auf der Platine der Auswerteelektronik angeordnet sind, daß die Strahlung auf dem kürzesten Wege ohne Kopplungsmittel ausgesendet bzw. empfangen werden kann.If the light guides 8 , 9 ( FIG. 6) are introduced into the line section 2 and there limit a measuring section between their end faces, which are parallel to one another and aligned in the flow direction, a measurement can be made on the design of the measuring channel 1 b (see FIG 5) a the casing 1 omitted in the bottom part 1.. This arrangement is extremely simple; The light guides 8 , 9 are expediently guided through the base part 1 a in a material-to-substance manner, radiation transmitters and receivers 5, 6 being arranged on the circuit board of the evaluation electronics in such a way that the radiation can be emitted or received in the shortest possible way without coupling means.

Es hat sich für viele Anwendungsfälle als besonders vor teilhaft herausgestellt, wenn der Strahlungssender 5 und der -empfänger 6 mit naher Infrarotstrahlung, das heißt im Wellenlängenbereich 7,8×10^-7 m<λ<1,4×10^-6 m betrieben werden.It has turned out to be particularly advantageous for many applications when the radiation transmitter 5 and the receiver 6 are operated with near infrared radiation, that is to say in the wavelength range 7.8 × 10 ^-7 m < λ <1.4 × 10 ^-6 m .

Eine eindeutige und unverfälschte fotometrische Analyse des in der Leitung strömenden Fluids wird dadurch begünstigt, daß zur Vermeidung einer Dombildung und der damit in diesem Bereich oftmals verbundenen Gasansammlung das topfförmige Gehäuse 1 senkrecht von unten oder waagerecht von der Seite an der Öffnung des vorzugsweise waagerecht ausgerichteten Leitungsstückes 2 angeordnet ist (Fig. 1, 4 und 5).A clear and unadulterated photometric analysis of the fluid flowing in the line is favored in that, in order to avoid dome formation and the gas accumulation often associated with it in this area, the cup-shaped housing 1 vertically from below or horizontally from the side at the opening of the preferably horizontally oriented line piece 2 is arranged ( Fig. 1, 4 and 5).

Claims

1. Vorrichtung für die fotometrische Analyse von in Leitungen strömenden Fluiden mit einer optischen Sonde, insbesondere zum Einsatz in nahrungsmitteltechnischen Anlagen, bestehend aus einem in eine entsprechende Öffnung eines Leitungsstückes einsetzbaren und in letzteres hinein ragenden Gehäuse, welches über Vorkehrungen mit dem Leitungsstück fluiddicht gegenüber dessen Umgebung verbunden ist und aus dieser herangeführte Lichtwellen auf einer Meßstrecke durch einen Teil des im Leitungsstück strömenden Fluids und daran anschließend in die Umgebung überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (1) im Bereich der Wand des Leitungs stückes (2) einen Bodenteil (1 a) aufweist, in dem ein Meßkanal (1 b) ausgebildet ist, der zur Achse des Leitungsstückes (2) hin offen ist, zu dieser parallel verläuft und mit einer Begrenzungsfläche zur Wand des Leitungsstückes (2) beiderseits bündig abschließt, und
daß ein Strahlengang (S 1; S 2) vorgesehen ist, der den Meßkanal (1 b) nur einmal kreuzt.1.Device for the photometric analysis of fluids flowing in lines with an optical probe, in particular for use in food processing systems, consisting of a housing which can be inserted into a corresponding opening in a line section and projects into the latter and which, via precautions, is fluid-tight with respect to the line section Is connected to the surrounding area and transmits light waves brought in from it on a measuring section through part of the fluid flowing in the line section and then into the surroundings, characterized in that
the housing ( 1 ) in the region of the wall of the line piece ( 2 ) has a bottom part ( 1 a ) in which a measuring channel ( 1 b ) is formed, which is open to the axis of the line piece ( 2 ), runs parallel to this and with a boundary surface to the wall of the line piece ( 2 ) ends flush on both sides, and
that a beam path ( S 1 ; S 2 ) is provided which crosses the measuring channel ( 1 b ) only once.

2. Sondenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, durch den Bodenteil (1 a) vom zu analysierenden Fluid getrennt, auf der einen Seite des Meßkanals (1 b) ein Strahlungssender (5) und auf der anderen Seite ein Strah lungsempfänger (6) angeordnet ist. 2. Probe device according to claim 1, characterized in that, separated by the bottom part ( 1 a ) from the fluid to be analyzed, on one side of the measuring channel ( 1 b ) a radiation transmitter ( 5 ) and on the other side a radiation receiver ( 6 ) is arranged.

3. Sondenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssender (5) und der -emfpänger (6) innerhalb eines Gehäuses für die Auswerteelektronik (1 e) angeordnet sind, und daß der Bodenteil (1 a) beiderseits des Meßka nals (1 b) derart dachförmig unter zwei um 45 Grad geneigten Flächen (1 f, 1 g) abfällt, daß einerseits die vom Strahlungssender (5) emittierte Strahlung an der ersten Fläche (1 f) in den Meßkanal (1 b) und die aus dem Meßkanal (1 b) andererseits austretende Strahlung an der zweiten Fläche (1 g) in den Strahlungsempfänger (6) reflektiert wird.3. Probe device according to claim 1, characterized in that the radiation transmitter ( 5 ) and the receiver ( 6 ) are arranged within a housing for the evaluation electronics ( 1 e ), and that the bottom part ( 1 a ) on both sides of the measuring channel ( 1 b ) falls in a roof shape under two 45 ° inclined surfaces ( 1 f , 1 g ) that on the one hand the radiation emitted by the radiation transmitter ( 5 ) on the first surface ( 1 f ) into the measuring channel ( 1 b ) and that from the measuring channel ( 1 b ) on the other hand, emerging radiation is reflected on the second surface ( 1 g ) in the radiation receiver ( 6 ).

4. Sondenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssender (5) und der -empfänger (6) innerhalb eines Gehäuses für die Auswerteelektronik (1 e) angeordnet sind, und daß beiderseits des Meßkanals (1 b) Lichtleiter (8, 9) enden, wobei der erste Lichtleiter (8) mit dem Strahlungssender (5) und der zweite Lichtleiter (9) mit dem -empfänger (6) gekoppelt ist.4. Probe device according to claim 1, characterized in that the radiation transmitter ( 5 ) and the receiver ( 6 ) are arranged within a housing for the evaluation electronics ( 1 e ), and that on both sides of the measuring channel ( 1 b ) light guide ( 8 , 9 ) end, the first light guide ( 8 ) being coupled to the radiation transmitter ( 5 ) and the second light guide ( 9 ) being coupled to the receiver ( 6 ).

5. Sondenvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (8, 9) in das Leitungsstück (2) hineinge führt sind und dort zwischen ihren Stirnflächen, die zueinander parallel und in Strömungsrichtung ausgerichtet sind, eine Meßstrecke begrenzen. 5. Probe device according to claim 4, characterized in that the light guides ( 8 , 9 ) into the line section ( 2 ) are led and there limit a measuring section between their end faces, which are aligned parallel to one another and in the direction of flow.

6. Sondenvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter (8, 9) stoffschlüssig durch die Wand des Leitungsstückes (2) hindurchgeführt sind.6. Probe device according to claim 5, characterized in that the light guides ( 8 , 9 ) are integrally guided through the wall of the line piece ( 2 ).

7. Sondenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssender und der -empfänger (5 bzw. 6), die Lichtleiter (8, 9) oder geschliffene Glasprismen stoff schlüssig über eine Vergußmasse (11) oder kraftschlüssig im Bodenteil (1 a) eingebettet sind.7. Probe device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the radiation transmitter and the receiver ( 5 or 6 ), the light guide ( 8 , 9 ) or ground glass prisms materially via a sealing compound ( 11 ) or non-positively in the bottom part ( 1 a ) are embedded.

8. Sondenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssender (5) und der -empfänger (6) mit naher Infrarotstrahlung, das heißt im Wellenlängen bereich 7,8×10^-7 m<λ<1,4×10^-6 m, betrieben werden.8. Probe device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the radiation transmitter ( 5 ) and the receiver ( 6 ) with near infrared radiation, that is in the wavelength range 7.8 × 10 ^-7 m < λ <1.4 × 10 ^-6 m, operated.

9. Sondenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmige Gehäuse (1) senkrecht von unten oder waagerecht von der Seite in der Öffnung des waagerecht ausgerichteten Leitungsstückes (2) angeordnet ist.9. Probe device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cup-shaped housing ( 1 ) is arranged vertically from below or horizontally from the side in the opening of the horizontally oriented line piece ( 2 ).