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Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Schnellbestimmung des ölgehalts und
Verschmutzungsgrades von Emulsionen, vorwiegend für Öl-in-Wasser-Emulsionen und deren Verschmutzung durch
Fremdstoffe, die eine Trübung der Flüssigkeit hervorrufen.
Es sind Methoden bekannt, nach denen der ölgehalt der Walzemulsion allgemein laborchemisch bestimmt wird. Das kann entweder durch Spalten der Emulsion mit Säuren oder durch das Abdampfen des Wassers erfolgen. Weiterhin ist es bekannt, den Ölgehalt durch Extrahieren, beispielsweise mit Xylol, zu ermitteln.
Die Verschmutzung der Walzemulsion wird im allgemeinen durch Eindampfen einer definierten Menge gravimetrisch bestimmt oder sie wird durch die chemisch-analytische Bestimmung des Metall-, Säure- und
Oxydaschegehaltes ermittelt.
Es ist weiterhin bekannt, den Ölgehalt der Walzemulsion über Dichtemessungen mittels T-Strahlen kontinuierlich zu bestimmen.
Bei einem Verfahren zur Schmierölraffination werden die elektronisch gewonnenen Signale für das spez. Gewicht, die Viskosität, den Brechungsindex, den Flammpunkt und die gewünschte Viskosität in einem
Computer zu zwei Regelsignalen zum Steuern des Reinigungsprozesses verarbeitet.
Der Nachteil der bekannten analytischen Methoden besteht darin, dass zur Bestimmung des ölgehalts und der Verschmutzung der Walzemulsion ein bedeutender Zeit- und Arbeitsaufwand notwendig ist. Vorbedingung für die Anwendung der Messungen mit radioaktiven Mitteln sind das Vorhandensein eines geeigneten Strahlers und die Einhaltung der erforderlichen Schutzmassnahmen.
Entscheidender Nachteil aller Methoden ist die Tatsache, dass Ölgehalt und Verschmutzung der
Walzemulsion nicht gleichzeitig und kontinuierlich vor Ort überwacht werden können.
Bei den genannten Messmethoden arbeiten die Messinstrumente, wie Dichte-, Trübungsmesser od. ähnl.
Geräte separat, so dass keine unmittelbare Aussage über die Verschmutzung des Mediums ohne zusätzliche
Arbeitsschritte manueller Art bzw. mit zusätzlichem apparatetechnischem Aufwand gewonnen wird.
Aus dem bekannten Verfahren zur Schmierölraffination sind keine Möglichkeiten zur Aussagefähigkeit über den Verschmutzungsgrad einer Emulsion zu erkennen, da speziell die Trübung des flüssigen Mediums nicht ermittelt und ausgewertet wird. Ausserdem ist der apparatetechnische Teil durch den Computer für die
Schnellbestimmung der wichtigsten Eigenschaften einer Walzemulsion sehr aufwendig.
Zweck der Erfindung ist es, den Arbeitsaufwand für die Ermittlung des ölgehalts und des
Verschmutzungsgrades zu verringern und die überwachung der Emulsion vor Ort zu verbessern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Messanordnung zu schaffen, welche die sofortige und gleichzeitige kontinuierliche Kontrolle des ölgehalts und des Verschmutzungsgrades der Walzemulsion vor
Ort gestattet und für eine flexible Anpassung des ölgehalts an das jeweilige Walzprogramm die notwendige
Kontrollmöglichkeit gewährt.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe bei einer Messanordnung zur Schnellbestimmung des ölgehalts und des Verschmutzungsgrades von Emulsionen, insbesondere von Walzemulsionen, durch elektronische Auswertung von Signalen gelöst, indem in getrennten Anordnungen unmittelbar von aus der Emulsionszuführung zum Walzgerüst bei einem drucklosen Zustand der Emulsion die Dichte sowie die Dichte plus Verschmutzung der Flüssigkeit gemessen, beide Werte in Form von elektrischen Signalen in elektronischen Geräten in kontinuierlicher oder periodischer Folge in der Weise verarbeitet und verstärkt werden, dass als Resultate Dichte und Verschmutzung getrennt ausgewiesen werden, wobei die letztgenannte Aussage durch das Subtrahieren der Werte der Dichte von den Werten der Trübung gewonnen wird.
Die Erfindung stützt sich dabei auf die Tatsache, dass die Dichte der Mutterflüssigkeit von der in ihr enthaltenen, fein verteilten festen Phase geringer Konzentration nicht beeinflusst wird. Hingegen ist die Trübung der Flüssigkeit das gemeinsame Resultat des Ölanteiles und der Verunreinigungen.
Die Messungen werden direkt in der Emulsionszuführung vom Reinigungssystem zur technischen Anlage vorgenommen, wobei sich die Emulsion drucklos durch ein natürliches Gefälle an den Messwertgebern vorbeibewegt.
Dabei werden in getrennter Anordnung die Dichte und zum andern die Dichte plus Verschmutzung der Flüssigkeit gemessen. Die Signale beider Messgeräte werden mit Hilfe geeigneter elektronischer Verstärker in entsprechender Kopplung so verarbeitet, dass auf dem Registriergerät Dichte und Verschmutzung getrennt ausgewiesen werden. Die Messung kann kontinuierlich oder in periodischen Abständen erfolgen.
Die Messanordnung wird ständig oder periodisch von der Walzemulsion mit konstantem Volumenstrom durchflossen. Die Emulsion passiert zunächst einen empfindlichen Dichtemesser, der mit einer Temperaturkompensation ausgestattet ist und anschliessend oder parallel von unten nach oben eine Küvette für die Trübungsmessung. Den in der Küvette angeordneten Photoelementen ist ein erster Differenzverstärker nachgeordnet, der die auf optisch-elektronischem Wege gewonnenen Signale des geschwächten Lichtes mit den Signalen des ungeschwächten Lichtes vergleicht. Die Signale enthalten Informationen über die Dichte und Verschmutzung der Flüssigkeit. Sie werden einem zweiten nachgeordneten Differenzverstärker zur Auswertung mit den Signalen der Dichtemessung zugeleitet. Das Ausgangssignal ist der Wert für die Verschmutzung und wird einem schreibenden Anzeigegerät übermittelt.
Das Gerät zeigt somit einmal die Verschmutzung der Emulsion und direkt vom Dichtemesser die Dichte der Emulsion an.
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Die Anwendung der Messanordnung gestattet eine kontinuierliche oder periodische Sofortanzeige vor Ort.
Dadurch entfallen umfangreiche, arbeitsaufwendige analytische Verfahren im chemichen Labor. Da die Messwerte vor Ort anfallen, kennzeichnen sie den augenblicklichen Zustand der Emulsion und können sofort zur Korrektur des Ölanteiles, mithin der Schmierwirkung der Emulsion für das jeweilige Walzprogramm angewendet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Angaben über den Ölgehalt und den Verschmutzungsgrad der Walzemulsion gleichzeitig erfolgen. Da diese Messungen nicht mit radioaktiven Mitteln durchgeführt werden, entfallen die erforderlichen und aufwendigen Schutzmassnahmen.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Messanordnung. Die Messanordnung besteht aus einem Dichtemesser --1--, einem Trübungsmesser-2-, einem Differezverstärker --3-- und einem elektronischen Kompensationsband-
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einem natürlichen Gefälle geführten Walzemulsion mit konstantem Volumenstrom durchflossen. Das Signal des Dichtemessers-l-mit induktivem Abgriff und Temperaturkompensation wird durch einen Verstärker --la-- verstärkt und einmal dem elektronischen Kompensationsbandschreiber --4-- zur Aufzeichnung und parallel dazu dem Differenzverstärker --3-- zugeführt.
Im Trübungsmesser-2-wird die Flüssigkeit von unten nach oben durch eine Küvette geleitet und mit Hilfe einer Lichtquelle --2a-- durchstrahlt. Das geschwächte Licht wird auf ein Photoelement-2b-gelenkt. Durch ein zweites Photoelement-2c-, auf welches das ungeschwächte Licht fällt, wird die Alterung der Lichtquelle kompensiert. Die Differenz beider Ausgangssignale wird im Differenzverstärker-2d- verstärkt und dem Differenzverstärker --3-- als zweites Eingangssignal zugeführt.
Das erste Eingangssignal für den Differenzverstärker--3--repräsentiert die Dichte der Emulsion, das zweite Signal die Summe von Dichte und Verschmutzung. Das Ausgagssignal des Differenzverstärkers-3- entspricht somit dem Grad der Verschmutzung der Flüssigkeit. Dieses Signal wird ebenfalls auf den elektronischen Kompensationsbandschreiber --4-- gegeben. Dieser kann kontinuierlich mit geringem Vorschub oder periodisch mit Schaltuhr und Zeitrelais betrieben werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Messanordnung zur Schnellbestimmung des ölgehalts und des Verschmutzungsgrades von Emulsionen, insbesondere von Walzemulsionen, durch elektronische Auswertung von Signalen, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass in getrennten Anordnungen unmittelbar von aus der Emulsionszuführung zum Walzgerüst bei einem drucklosen Zustand der Emulsion die Dichte sowie die Dichte plus Verschmutzung der Flüssigkeit gemessen, beide Werte in Form von elektrischen Signalen in elektronischen Geräten in kontinuierlicher oder periodischer Folge in der Weise verarbeitet und verstärkt werden, dass als Resultat Dichte und Verschmutzung getrennt ausgewiesen werden, wobei die letztgenannte Aussage durch das Subtrahieren der Werte der Dichte von den Werten der Trübung gewonnen wird.
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