<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze en inrichting voor het meten van de geleidbaarheid van een vloeistof. Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het meten van de geleidbaarheid van een vloeistof, in het bijzonder water.
Het controleren van de waterkwaliteit in watercircuits, bijvoorbeeld koelcircuits, is zeer belangrijk.
Dit is onder meer het geval bij watergesmeerde compressorelementen.
Door de overmatige aanwezigheid van mineralen en chemische verbindingen in het water, kunnen afzettingen ontstaan die op hun beurt de optimale werking van dergelijke compressorelementen in het gedrang kunnen brengen.
Anderzijds kan een totale afwezigheid van mineralen het water agressief maken, aangezien de neiging om ionen op te nemen uit de omgeving dan groter is, wat dan weer een verhoogde corrosie tot gevolg heeft.
Er bestaan verschillende grootheden om de kwaliteit van water aan te geven. Een daarvan is de pH-waarde, een andere is de geleidbaarheid.
De pH-waarde van het water bepalen in een industriële omgeving geeft geen blijvend betrouwbare metingen.
Bijgevolg vereist deze werkwijze een regelmatige ijking.
<Desc/Clms Page number 2>
Het bepalen van de geleidbaarheid leent zieh beter voor de evaluatie van de waterkwaliteit in een industriële omgeving.
De geleidbaarheid kan worden gemeten door een verandering van magnetisch veld. Een magnetisch veld wordt opgewekt in een eerste spoel. Dit magnetisch veld verandert onder invloed van de geleidbaarheid van de vloeistof, in dit geval water, en wordt opgevangen door een tweede spoel, waarna het signaal geïnterpreteerd wordt en de geleidbaarheid kan bepaald worden.
Aangezien de geleidbaarheid omgekeerd evenredig is met deze weerstand kan de geleidbaarheid ook worden gemeten door rechtstreeks de weerstand van het water te meten, meer bepaald tussen twee in het water gedompelde meetelektroden.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze van het laatstgenoemde type.
Bij dergelijke bekende werkwijzen wordt gebruik gemaakt van een wisselspanningsignaal tussen voornoemde meetelektroden, aangezien een gelijkspanning polarisatie van het medium, en, aangezien in dit geval het medium water is, zelfs hydrolyse, zou kunnen veroorzaken.
Hiertoe wordt in de bekende werkwijzen gebruik gemaakt van een resonantiekring, met een spoel, een condensator en een weerstand. Dit heeft evenwel tot gevolg dat bij een veranderende geleidbaarheid de frequentie van de
<Desc/Clms Page number 3>
resonantiekring verandert. De meting is dan ook niet stabiel.
De uitvinding heeft een werkwijze voor het bepalen van de geleidbaarheid van een vloeistof, in het bijzonder water, tot doel waarbij de weerstand van het water gemeten wordt, maar waarbij voornoemd probleem zieh niet voordoet en een stabiele en voldoende nauwkeurige meting kan worden verkregen.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt door een werkwijze voor het meten van de geleidbaarheid van vloeistof, waarbij twee elektroden in de vloeistof worden gedompeld en de weerstand van de vloeistof tussen deze elektroden gemeten wordt door middel van een R-C keten waarvan de weerstand de weerstand is van de vloeistof tussen de elektroden, en waarbij over deze weerstand en de in serie ermee geschakelde condensator een gelijkspanning wordt aangelegd waarop een blokgolf geplaatst is en het spanningsverschil tussen de elektroden wordt gemeten, éénmaal tijdens de hoge periode van de blokgolf en éénmaal tijdens de lage periode van de blokgolf, telkens op hetzelfde tijdstip ten opzichte van de opgaande, respectievelijk neergaande flank van de blokgolf en uit deze metingen de weerstand en dus de geleidbaarheid worden afgeleid.
Door de aanwezigheid van de condensator in de keten wordt het signaal over de elektroden gedifferentieerd, waardoor in feite de gelijkspanningscomponent uitgefilterd wordt.
<Desc/Clms Page number 4>
Hoe kleiner de weerstand of hoe hoger de geleidbaarheid van de vloeistof, des te sterker zal het spanningsverschil tussen de elektroden dalen tijdens de hoge periode van de blokgolf en stijgen tijdens de lage periode van de blokgolf.
Bij voorkeur wordt de gelijkspanning met geplaatste blokgolf aangelegd aan een keten waarin een parallelweerstand is geschakeld in parallel met de elektroden en dus met de te meten weerstand van de vloeistof.
De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting die bijzonder geschikt is voor het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding en die daardoor gekenmerkt is dat ze twee elektroden bevat, een daarop aansluitende keten met een condensator in serie met een van de elektroden, in deze keten geschakelde middelen om een gelijkspanning met een blokgolf daarop geplaatst aan de keten aan te leggen en een met de elektroden verbonden spanningsmeter voor het meten van het spanningsverschil tussen de elektroden.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een werkwijze en van een inrichting voor het meten van de geleidbaarheid van een vloeistof volgens de uitvinding beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin :
<Desc/Clms Page number 5>
figuur 1 het elektrisch schema weergeeft van een inrichting voor het meten van de geleidbaarheid van een vloeistof volgens de uitvinding ; figuur 2 een grafiek weergeeft van de aangelegde spanning en de spanning tussen de elektroden in functie van de tijd.
De inrichting weergegeven in figuur 1 bevat een elektrische keten die aangesloten is op twee elektroden 1 en 2 en waarin een condensator 3 en middelen 4 om een gelijkspanning met daarop geplaatst een blokgolf aan te leggen.
Het medium tussen de elektroden 1 en 2 bezit een elektrische weerstand zodat de keten een R-C keten is waarvan de weerstand R deze van het medium tussen de elektroden 1 en 2 is.
Deze laatste weerstand R en dus de twee elektroden 1 en 2 zijn overbrugd door een parallelweerstand 5.
Om de weerstand R tussen de elektroden 1 en 2 te meten, zijn deze laatste aangesloten op een spanningsmeter 6.
Om de geleidbaarheid van een vloeistof, meer in het bijzonder water, bijvoorbeeld het water van een met water geïnjecteerd compressorelement, te meten wordt als volgt te werk gegaan : De elektroden 1 en 2 worden in het water gedompeld en met behulp van de middelen 4 wordt tijdens het meten een
<Desc/Clms Page number 6>
gelijkspanning waarop een blokgolf geplaatst is aan de hiervoor beschreven elektrische keten aangelegd.
In figuur 2 is het resulterende spanningssignaal U1 in functie van de tijd door de lijn 7 weergegeven.
Door de condensator 3 wordt dit spanningssignaal U1 gedifferentieerd, waarbij dus een positieve puls gegeven wordt bij de opgaande flank van de blokgolf en een negatieve puls bij de neergaande flank van de blokgolf.
In figuur 2 is door de lijn 8 het gedifferentieerde spanningsverschil U2 in volt tussen de elektroden 1 en 2 in functie van de tijd T in seconden weergegeven.
Door te differentiëren, wordt de gelijkspanningscomponent uit het aan de elektroden 1 en 2 toegevoerde spanningssignaal U1 gefilterd en worden polarisatie en eventueel hydrolyse van het water tussen de twee elektroden 1 en 2 vermeden.
Hoe groter de geleidbaarheid, hoe kleiner de weerstand van het water, en hoe minder sterk de verandering van het gedifferentieerde spanningsverschil U2 is in functie van de tijd.
De stijging van dit spanningsverschil U2 en dus de opwaartse helling van de lijn 8 tijdens de lage periode, respectievelijk de daling van dit spanningsverschil U2 of de neerwaartse helling van de lijn 8 tijdens de hoge periode, zijn dus groter bij een grotere weerstand R zodat
<Desc/Clms Page number 7>
door het meten van het gedifferentieerde spanningsverschil U2 de grootte van de weerstand R en dus van de geleidbaarheid kan worden verkregen.
Met behulp van de spanningsmeter 6 wordt dit gedifferentieerde spanningsverschil U2 éénmaal in de lage periode van de blokgolf en éénmaal in de hoge periode van de blokgolf gemeten.
Afhankelijk van het tijdstip van de meting zal echter de invloed van de condensator 3 groter worden, zodat het heel belangrijk is dat de meting steeds op hetzelfde tijdstip gebeurt, aangezien anders geen betrouwbare meting verkregen wordt.
Via tabellen met gekende weerstanden in functie van de spanning kan uit het gemeten spanningsverschil U2 de weerstand R van het water en dus de geleidbaarheid worden gemeten.
Uiteraard kan de spanningsmeter 6 gekoppeld zijn aan een microprocessor waarin voornoemde tabellen opgeslagen zijn zodat op een door deze microprocessor bestuurde display rechtstreeks de geleidbaarheid kan worden afgelezen.
De meting op de hiervoor beschreven manier is stabiel in de tijd en voldoende nauwkeurig om de kwaliteit van het water te bepalen bijvoorbeeld van het smeercircuit van een met water geïnjecteerd compressorelement.
<Desc/Clms Page number 8>
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijke werkwijze en inrichting voor het meten van de geleidbaarheid kunnen in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Method and device for measuring the conductivity of a liquid. This invention relates to a method for measuring the conductivity of a liquid, in particular water.
Checking the water quality in water circuits, for example cooling circuits, is very important.
This is among other things the case with water-lubricated compressor elements.
Due to the excessive presence of minerals and chemical compounds in the water, deposits can arise which in turn can compromise the optimum functioning of such compressor elements.
On the other hand, a total absence of minerals can make the water aggressive, since the tendency to take up ions from the environment is greater, which in turn results in increased corrosion.
There are different quantities to indicate the quality of water. One is the pH value, another is the conductivity.
Determining the pH value of the water in an industrial environment does not provide reliable measurements.
Consequently, this method requires regular calibration.
<Desc / Clms Page number 2>
Determining conductivity lends itself better to the evaluation of water quality in an industrial environment.
The conductivity can be measured by a change of magnetic field. A magnetic field is generated in a first coil. This magnetic field changes under the influence of the conductivity of the liquid, in this case water, and is collected by a second coil, after which the signal is interpreted and the conductivity can be determined.
Since the conductivity is inversely proportional to this resistance, the conductivity can also be measured by directly measuring the resistance of the water, in particular between two measuring electrodes immersed in the water.
The invention relates to a method of the latter type.
Such known methods use an alternating voltage signal between the aforementioned measuring electrodes, since a direct voltage polarization of the medium and, in this case the medium is water, could even cause hydrolysis.
For this purpose, in the known methods use is made of a resonant circuit, with a coil, a capacitor and a resistor. However, this has the consequence that with a changing conductivity the frequency of the
<Desc / Clms Page number 3>
resonance circuit changes. The measurement is therefore not stable.
The invention has for its object to provide a method for determining the conductivity of a liquid, in particular water, in which the resistance of the water is measured, but in which the above-mentioned problem does not occur and a stable and sufficiently accurate measurement can be obtained.
This object is achieved according to the invention by a method for measuring the conductivity of liquid, wherein two electrodes are immersed in the liquid and the resistance of the liquid between these electrodes is measured by means of an RC circuit whose resistance is the resistance of the liquid between the electrodes, and wherein a direct voltage is applied to this resistor and the series-connected capacitor on which a square wave is placed and the voltage difference between the electrodes is measured, once during the high period of the square wave and once during the low period of the square wave, each time at the same time relative to the rising and falling edge of the square wave, and the resistance and thus the conductivity are derived from these measurements.
Due to the presence of the capacitor in the circuit, the signal is differentiated across the electrodes, so that the DC component is in fact filtered out.
<Desc / Clms Page number 4>
The smaller the resistance or the higher the conductivity of the liquid, the stronger the voltage difference between the electrodes will decrease during the high period of the square wave and rise during the low period of the square wave.
The direct voltage with the square wave placed is preferably applied to a circuit in which a parallel resistance is connected in parallel with the electrodes and thus with the resistance of the liquid to be measured.
The invention also relates to a device which is particularly suitable for applying the method according to the invention and which is characterized in that it comprises two electrodes, a connecting circuit with a capacitor in series with one of the electrodes, in this circuit switched means for applying a direct voltage with a square wave thereon to the circuit and a voltage meter connected to the electrodes for measuring the voltage difference between the electrodes.
With the insight to better demonstrate the characteristics of the invention, a preferred embodiment of a method and of a device for measuring the conductivity of a liquid according to the invention are described below with reference to the accompanying appended claims. drawings, in which:
<Desc / Clms Page number 5>
Figure 1 shows the electrical diagram of a device for measuring the conductivity of a liquid according to the invention; Figure 2 shows a graph of the applied voltage and the voltage between the electrodes as a function of time.
The device shown in Figure 1 comprises an electrical circuit connected to two electrodes 1 and 2 and in which a capacitor 3 and means 4 for applying a direct voltage with a square wave placed thereon.
The medium between the electrodes 1 and 2 has an electrical resistance so that the circuit is an R-C chain whose resistance R is that of the medium between the electrodes 1 and 2.
This last resistor R and thus the two electrodes 1 and 2 are bridged by a parallel resistor 5.
To measure the resistance R between the electrodes 1 and 2, the latter are connected to a voltage meter 6.
To measure the conductivity of a liquid, more in particular water, for example the water of a compressor element injected with water, the procedure is as follows: The electrodes 1 and 2 are immersed in the water and with the aid of the means 4 while measuring a
<Desc / Clms Page number 6>
DC voltage on which a square wave is applied to the electrical circuit described above.
In FIG. 2, the resulting voltage signal U1 is represented by the line 7 as a function of time.
This voltage signal U1 is differentiated by the capacitor 3, thus giving a positive pulse at the rising edge of the square wave and a negative pulse at the falling edge of the square wave.
In Fig. 2, the differentiated voltage difference U2 in volts between the electrodes 1 and 2 as a function of the time T is represented by the line 8 in seconds.
By differentiating, the direct voltage component is filtered from the voltage signal U1 applied to the electrodes 1 and 2 and polarization and possibly hydrolysis of the water between the two electrodes 1 and 2 are avoided.
The greater the conductivity, the smaller the resistance of the water, and the less strong the change in the differentiated voltage difference U2 is with time.
The rise of this voltage difference U2 and thus the upward slope of the line 8 during the low period, respectively the fall of this voltage difference U2 or the downward slope of the line 8 during the high period, are therefore greater with a larger resistance R such that
<Desc / Clms Page number 7>
by measuring the differentiated voltage difference U2 the magnitude of the resistor R and thus of the conductivity can be obtained.
With the aid of the voltage meter 6, this differentiated voltage difference U2 is measured once in the low period of the square wave and once in the high period of the square wave.
However, depending on the time of the measurement, the influence of the capacitor 3 will become greater, so that it is very important that the measurement always takes place at the same time, since otherwise no reliable measurement will be obtained.
Via tables with known resistances as a function of the voltage, the resistance R of the water and thus the conductivity can be measured from the measured voltage difference U2.
The voltage meter 6 can of course be coupled to a microprocessor in which the aforementioned tables are stored, so that the conductivity can be read directly on a display controlled by this microprocessor.
The measurement in the manner described above is stable in time and sufficiently accurate to determine the quality of the water, for example, of the lubricating circuit of a water-injected compressor element.
<Desc / Clms Page number 8>
The invention is by no means limited to the embodiment described above and shown in the figures, but such a method and device for measuring the conductivity can be realized in various variants without departing from the scope of the invention.