DE102009024937A1 - Method and arrangement for determining liquid parameters - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Bestimmung von Flüssigkeitsparametern, wie der Beweglichkeit µund der Konzentration nder dominierenden Ionenart, der elektrischen Leitfähigkeit σ, der Transitzeit Tund des pH-Wertes. Die Anordnung besteht aus einer Messkammer Mzur Aufnahme der zu messenden Flüssigkeit S, mit einer in der Messkammer Mangeordneten Messzelle Mmit mindestens zwei im gleichen Abstand d voneinander angeordneten Elektroden Eund Emit den leitfähigen Flächen Aund Aund einem Temperatursensor T, einem mit der Messzelle Mverbundenen elektrischen Modul, das diorgt, einen Schalter Saufweist und Mittel besitzt, um den durch die Messzelle Mgeleiteten elektrischen Strom I= Izu messen, wobei die Messkammer M, die Spannungsquelle U, der Schalter S, der Temperatursensor T, die Mittel zur Messung des elektrischen Stromes Iüber Schnittstellen mit einer Auswerteeinheit mit einem Computerprogramm und einem Display zur Erfassung und Speicherung aller erfassten Daten sowie zur Berechnung und Anzeige der Parameter der Flüssigkeit verbunden sind. Die Erfindung hat den Vorzug, dass mit dem Verfahren und der nur aus einem Gerät und einer Sonde bestehenden Anordnung gleichzeitig mehrere Parameter von Flüssigkeiten bestimmt werden können und zwar unabhängig davon, ob diese dünn- oder dickflüssig und verschmutzt oder ...The invention relates to an arrangement and a method for the determination of liquid parameters, such as the mobility μ and the concentration of the dominant ion species, the electrical conductivity σ, the transit time T and the pH. The arrangement consists of a measuring chamber M for receiving the liquid S to be measured, with a measuring cell M arranged in the measuring chamber having at least two electrodes E and Emit arranged at the same distance d from each other, the conductive surfaces A and A and a temperature sensor T, an electrical module connected to the measuring cell M, which has a switch S and has means to measure the electrical current I = I passed through the measuring cell, the measuring chamber M, the voltage source U, the switch S, the temperature sensor T, the means for measuring the electric current I via interfaces with an evaluation unit with a computer program and a display for recording and storing all acquired data and for calculating and displaying the parameters of the liquid are connected. The invention has the advantage that with the method and the arrangement consisting of only one device and one probe, several parameters of liquids can be determined at the same time, irrespective of whether they are thin or viscous and dirty or dirty.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung von Parametern von Flüssigkeiten, wie der elektrischen Leitfähigkeit σ, der Driftbeweglichkeit μd und Konzentration nd einer dominierenden Ionenart, der Transitzeit Tr und des pH-Wertes und deren Verwendung.The invention relates to a method and an arrangement for determining parameters of liquids, such as the electrical conductivity σ, the drift mobility μ d and concentration n d of a dominant type of ion, the transit time T r and the pH and their use.
Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit σ, ihrer ionischen Transportparameter μd und nd, der Transitzeit Tr und des pH-Wertes von Flüssigkeiten ist für die Industrie und Wirtschaft, so zum Beispiel für die Herstellung und Überwachung von Lebensmitteln und Schmierstoffen und deren Qualität, für die Steuerung von Prozessen, für die Forschung und Entwicklung und in der Medizintechnik von großer Bedeutung. Verfahren und Anordnung haben daher ein breites Anwendungsspektrum. Verfahren und Anordnung haben daher ein breites Anwendungsspektrum.The measurement of the electrical conductivity σ, its ionic transport parameters μ d and n d , the transit time Tr and the pH value of liquids is for the industry and economy, for example for the production and monitoring of food and lubricants and their quality, for the control of processes, for the research and development and in the medical technology of great importance. The method and arrangement therefore have a wide range of applications. The method and arrangement therefore have a wide range of applications.
Nach dem Stand der Technik bedient man sich hierbei mehrerer, unterschiedlicher Sonden und Geräte, um z. B. die gewünschten Parameter σ und pH-Wert bestimmen zu können.To In the prior art, one uses several, different Probes and devices to B. the desired parameters σ and to determine pH value.
Im Allgemeinen wird hierbei zwischen der Labor-, der Prozess- und der Feldmesstechnik unterschieden. Bei diesen Messtechniken werden die σ oder/und pH-Parameter bei einer konstanten Temperatur Tc und mit jeweils zwei unterschiedlichen Sonden und Geräten bestimmt, da sich ihre Funktionsweisen und Bauformen ganz wesentlich unterscheiden.In general, a distinction is made here between laboratory, process and field measurement technology. In these measurement techniques, the σ and / or pH parameters are determined at a constant temperature T c and each with two different probes and devices, since their modes of operation and designs differ quite significantly.
Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit von Flüssigkeiten ist etwa seit 130 Jahren bekannt. Die heutigen, kommerziellen Leitfähigkeits-Messgeräte arbeiten mit unterschiedlichen Wechselspannungen und Frequenzen. Durch die optimale Ausführung der Messzellen, z. B. der Auswahl der Werkstoffe für die Messzelle und die Elektroden (Edelstahl oder Platinierung), die Wahl der Zellkonstanten, der Spannungen und Frequenzen; lässt sich die unerwünschte Polarisation minimieren.The Measurement of the electrical conductivity of liquids has been known for about 130 years. Today's commercial conductivity meters work with different AC voltages and frequencies. Due to the optimal design of the measuring cells, z. B. the Selection of materials for the measuring cell and the electrodes (Stainless steel or platinum), the choice of cell constant, the Voltages and frequencies; can be the unwanted Minimize polarization.
Die kommerziellen Leitfähigkeitsmessgerätesysteme bestehen zumeist aus der Messzelle oder Messsonde und dem Messgerät. Die heutigen Messzellen basieren auf der Kohlrausch-Messzelle, das sind Messzellen mit zwei Elektroden. Diese werden zumeist aus Kohle, platiniertem Platin oder Edelstahl gefertigt. Auch sind Vier-Elektroden-Messzellen bekannt, die zahlreiche Vorteile aufweisen. Das sind z. B. die Umgehung der Polarisationeffekte und die Konstanz der Zellenkonstanten. Mit Hilfe elektrodenloser Messzellen, d. h. der induktiven Leitfähigkeitsmessung lassen sich die unerwünschten Polarisationseffekte vermeiden. Diese Systeme werden zumeist bei hohen Leitfähigkeiten angewandt.The commercial conductivity meter systems consist mostly of the measuring cell or measuring probe and the measuring device. Today's measuring cells are based on the Kohlrausch measuring cell, the are measuring cells with two electrodes. These are mostly made of coal, platinum-plated or stainless steel. Also are four-electrode measuring cells known, which have numerous advantages. These are z. B. the bypass the polarization effects and the constancy of the cell constants. With Help of electrodeless cells, d. H. the inductive conductivity measurement the unwanted polarization effects can be avoided. These systems are mostly at high conductivities applied.
Der Begriff pH-Wert wurde erstmalig durch Paul Lauritz Sörensen 1909 vorgeschlagen; in Comptes-Rendus des Travaux du Laboratoire de Carlsberg 8me Volume 1re Livraison, Copenhague, 1909. In den vergangenen 100 Jahren hat sich dieses Verfahren zu einer anerkannten pH-Messtechnik mit vielfachen Anwendungen in der Industrie, Chemie, Biologie und in der Medizintechnik entwickelt.Of the Term pH was first introduced by Paul Lauritz Sörensen Proposed in 1909; in Comptes-Rendus of the Travaux du Laboratoire de Carlsberg 8me Volume 1re Livraison, Copenhague, 1909. In the past 100 years, this method has become a recognized pH measurement technology with multiple applications in industry, chemistry, biology and developed in medical technology.
Die kommerziellen pH-Messgerätesysteme bestehen zumeist aus der kombinierten Elektrode – d. h. als pH- und Bezugselektrode in einem, mit zusätzlich integriertem Temperatursensor – und dem Messgerät.The Commercial pH meter systems are mostly made up the combined electrode - d. H. as pH and reference electrode in one, with additionally integrated temperature sensor - and the meter.
Das Grundprinzip der pH-Messtechnik besteht in einer indirekten Messung der H+-Ionenkonzentration einer Flüssigkeit, weil durch das Diaphragma der pH-Elektrode im sauren Medium H+-Ionen in die Elektrode hineinwandern oder bei einer basischen Flüssigkeit hinauswandern. Da die pH-Elektrode (zumeist eine Glaselektrode) einen Innenpuffer mit konstantem pH-Wert aufweist, kommt es zu einer Ladungsdifferenz zwischen der Umgebung innerhalb und außerhalb der pH-Elektrode. Die (kombinierte) pH-Elektrode ist wegen ihrer Funktion, d. h. wegen des Diaphragmas für den erforderlichen Ionenaustausch, komplizierter aufgebaut als etwa die Leitfähigkeitsmesszellen. Dadurch sind sie auch empfindlicher gegenüber: mechanischen, chemischen und elektrischen Belastungen.The basic principle of pH measurement consists in an indirect measurement of the H + ion concentration of a liquid, because H + ions migrate into the electrode through the diaphragm of the pH electrode in the acidic medium or migrate out with a basic liquid. Since the pH electrode (usually a glass electrode) has an internal buffer with constant pH, there is a charge difference between the environment inside and outside the pH electrode. The (combined) pH electrode is more complicated than the conductivity cells due to its function, ie because of the diaphragm for the required ion exchange. As a result, they are also more sensitive to: mechanical, chemical and electrical loads.
Die heutige σ- und pH-Messtechnik ist von der Industrie mit speziellen Geräten technisch hoch entwickelt worden. Die Auswertung der Messergebnisse ist weitgehend automatisiert und PC-gestützt.The Today's σ and pH measurement technology is from the industry Special devices have been technically advanced. The Evaluation of the measurement results is largely automated and PC-based.
Ein Nachteil des Standes der Technik besteht jedoch darin, dass in Flüssigkeiten, mit nur geringem Wasseranteil, d. h. etwa < 5%, nur relative pH-Werte bestimmt werden können. Das betrifft insbesondere hochohmige Flüssigkeiten, z. B. Biodiesel oder Schmieröle.One Disadvantage of the prior art, however, is that in liquids, with only a small proportion of water, d. H. about <5%, only relative pH values determined can be. This applies in particular to high-resistance liquids, z. B. biodiesel or lubricating oils.
Ferner sind die kommerziellen Messsysteme, insbesondere pH-Sonden gegenüber Verschmutzungen der Flüssigkeit, hohen mechanischen Belastungen oder spontanen Temperaturänderungen oder hohen Temperaturen (Membran) bekanntermaßen sehr empfindlich. Auch sind der Einbau und die Wartung von pH-Sonden für die Prozessmesstechnik problematisch und technisch aufwendig.Furthermore, the commercial measuring systems, in particular pH probes against soiling the liquid, high mechanical loads or spontaneous temperature changes or high temperatures (membrane) are known to be very sensitive. Also, the installation and maintenance of pH probes for process measurement are problematic and technically complex.
Hinzu kommt, dass die Bestimmung jedes Parameters einer Flüssigkeit eine spezielle Sonde und ein spezielles Gerät erfordert. Geräte und Verfahren zur gleichzeitigen Messung relevanter Parameter von Flüssigkeiten sind nicht bekannt.in addition comes that determination of each parameter of a liquid requires a special probe and a special device. Apparatus and methods for the simultaneous measurement of relevant Parameters of liquids are unknown.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung von Parametern von Flüssigkeiten bereitzustellen, mit denen sowohl die elektrische Leitfähigkeit σ, die Driftbeweglichkeit μd und die Ladungsträgerkonzentration nd einer dominierenden Ionenart, die Transitzeit Tr als auch der pH-Wert festgestellt werden können. Und zwar von dünn- und dickflüssigen ebenso wie von verschmutzten und von nahezu wasserfreien Flüssigkeiten.The invention is therefore based on the object to provide a method and an arrangement for determining parameters of liquids, with which both the electrical conductivity σ, the drift mobility μ d and the carrier concentration n d a dominant ion species, the transit time T r and the pH Value can be determined. And from thin and viscous as well as polluted and almost anhydrous liquids.
Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, was sich dadurch
auszeichnet, dass bei einer konstanten Temperatur und einer konstanten
Gesamtspannung Uc, die an einer Messkammer
Mk mit einer Messzelle Mz mit
der zu prüfenden Flüssigkeit Sx und
mindestens zwei im gleichen Abstand d voneinander angeordneten Elektrodenflächen
A1 und A2 mit an
sich bekannten Mitteln die Messzellenspannung Uz festgestellt
und in einer definierten Taktzeit ti der
Messstrom Imi bestimmt wird und danach die
elektrische Feldstärke Ezi nach
bestimmt
wird und danach als Flüssigkeitsparameter
die Beweglichkeit
der dominierenden Ionen μdi nach
der Gleichung
ermittelt
wird und/oder als weiterer Flüssigkeitsparameter
die
elektrische Leitfähigkeit σi nach
der Gleichung
e
die Elementarladung und Imi der Messstrom
zum Zeitpunkt ti ist,
ermittelt wird
und/oder als Flüssigkeitsparameter
die dominierende
Ionenkonzentration ndi nach der Gleichung
ermittelt wird und/oder als ein weiterer Flüssigkeitsparameter
die
Transitzeit Tr als Schnittpunkt der Funktionen
ndi(ti) und μdi(ti) ermittelt
wird
und/oder als weiterer Flüssigkeitsparameter
der
pH-Wert nach der Gleichung
bestimmt wird.According to the invention the object is achieved by a method, which is characterized in that at a constant temperature and a constant total voltage U c , at a measuring chamber M k with a measuring cell M z with the liquid to be tested S x and at least two at the same distance d arranged electrode surfaces A 1 and A 2 with known means the measuring cell voltage U z determined and in a defined cycle time t i the measuring current I mi is determined and then the electric field strength E zi after
is determined and thereafter as a fluid parameter
the mobility of the dominant ions μ di according to the equation
is determined and / or as another fluid parameter
the electrical conductivity σ i according to the equation
e is the elementary charge and I mi is the measurement current at time t i ,
is determined and / or as a fluid parameter
the dominant ion concentration n di according to the equation
is determined and / or as another fluid parameter
the transit time T r is determined as the intersection of the functions n di (t i ) and μ di (t i )
and / or as a further fluid parameter
the pH value according to the equation
is determined.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Messstrom Im mittels eines in Reihe mit der Messzelle Mz geschalteten digitalen Amperemeters A oder statt dessen mit einem digitalen Strom-Spannungswandler oder eines externen Messwiderstandes Rm und dazu parallelgeschalteten Digitalvoltmeters (DV) oder statt dessen, mit Hilfe eines Oszilloskops oder Schreibers oder Spannungswandlers bestimmt, wobei bei Verwendung des externen Messwiderstandes, dessen Größe Rm << Rzi, dem mittleren Innenwiderstand der Messzelle Mz ist.According to a preferred embodiment of the invention, the measuring current is in digital by means of a series connected with the measuring cell M z ammeter A, or instead with a digital current-voltage converter or an external sensing resistor R m and connected in parallel therewith digital voltmeter (DV), or instead, with Help of an oscilloscope or recorder or voltage converter, wherein when using the external measuring resistor whose size R m << R zi , the mean internal resistance of the measuring cell M z .
Eine
weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens sieht vor, die am Messwiderstand Rm abfallende
Spannung Umi mit einem hochohmigen Digitalvoltmeter
in der definierten Taktzeit ti zu messen und
die sich so für ti und Umi, mit i = 1 bis n paarweise ergebenden
Messwerte zu erfassen und zu speichern werden und die Zellenspannung
Uzi nach der Gleichung
zu bestimmen.A further embodiment of the inventive method, the voltage dropping at the measuring resistor Rm voltage U mi with a high impedance digital voltmeter in the defined cycle time t i to be measured and so for t i and U mi, where i = 1 to n pairs resulting measured values to capture and store and the cell voltage U zi according to the equation
to determine.
Gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung wird die konstante Spannung Uc periodisch, alternierend, d. h. als +Uc und –Uc gleicher oder unterschiedlicher Dauer Δt mit und ohne Kurzschluss der Messzelle während einer Totzeit (in denen Uc = 0 ist) oder ohne Totzeiten, angelegt wird und durch einen Polwender bereitgestellt und wird die Spannung Uc als konstante Wechselspannung mit einer konstanten oder variablen Frequenz angelegt.According to further embodiments of the invention, the constant voltage U c is periodic, alternating, ie as + U c and -U c equal or different duration .DELTA.t with and without short circuit of the measuring cell during a dead time (in which U c = 0) or without dead times is applied and provided by a pole turner and the voltage U c is applied as a constant alternating voltage with a constant or variable frequency.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sehen vor, dass zeitlich variable Spannungen oder Spannungsimpulse mit der Amplitude ±Uc und beliebige Impulsformen und Frequenzen angelegt werden und dass als Intervalle Δt der Taktzeiten ti konstante oder frei wählbare Werte angewendet werden.Further embodiments of the method according to the invention provide that time-variable voltages or voltage pulses with the amplitude ± U c and arbitrary pulse shapes and frequencies are applied and that constant or freely selectable values are used as the intervals Δt of the cycle times t i .
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe des Weiteren durch eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, bestehend aus einer Messkammer Mk zur Aufnahme der zu messenden Flüssigkeit Sx, mit einer in der Messkammer Mk angeordneten Messzelle Mz mit mindestens zwei im gleichen Abstand d voneinander angeordneten Elektroden E1 und E2 mit den leitfähigen Flächen A1 und A2 und einem Temperatursensor Ts, einem mit der Messzelle Mz verbundenen elektrischen Modul, das die Messzelle Mz mit einer elektrischen Spannung Uc versorgt, einen Schalter S aufweist und Mittel besitzt, um den durch die Messzelle Mz geleiteten elektrischen Strom Im = Iz zu messen, wobei die Spannungsquelle Uc, der Temperatursensor Ts, die Mittel zur Messung des elektrischen Stromes Im über Schnittstellen mit einer Auswerteeinheit mit einem Computerprogramm und einem Display zur Erfassung und Speicherung aller erfassten Daten sowie zur Berechnung und Anzeige der Parameter der Flüssigkeit verbunden sind.According to the invention the object is further achieved by an arrangement for carrying out the method according to the invention, consisting of a measuring chamber M k for receiving the liquid to be measured S x , with a arranged in the measuring chamber M k measuring cell M z with at least two at the same distance d from each other arranged electrodes E 1 and E 2 with the conductive surfaces A 1 and A 2 and a temperature sensor T s , an electrical module connected to the measuring cell M z , which supplies the measuring cell M z with an electrical voltage U c , a switch S and Means has to measure the guided through the measuring cell M z electrical current I m = I z , wherein the voltage source U c , the temperature sensor T s , the means for measuring the electrical current Im via interfaces with an evaluation unit with a computer program and a Display for the acquisition and storage of all collected data as well as for the calculation and display of the parameters of the Liquid are connected.
Eine besonders bevorzugte Ausführung der Anordnung sieht vor, zur Messung des Stromes Im ein Amperemeter, ein Messwiderstand Rm , ein zur Feststellung des Spannungsabfalls am Messwiderstand Rm, verbundenes Digitalvoltmeter DV, ein Oszilloskop, ein Stromspannungswandler oder ein Schreiber zu verwenden.A particularly preferred embodiment of the arrangement provides for the measurement of the current Im an ammeter, a measuring resistor R m to use a for detecting the voltage drop across the measuring resistor R m , connected digital voltmeter DV, an oscilloscope, a current voltage converter or a recorder.
Gemäß weiteren Ausführungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind die Flächen A1 und A2 der Elektroden E1 und E2 eben oder gekrümmt und vorzugsweise als Platten gleicher oder unterschiedlicher geometrischer Form, als Halbzylinder oder als Zylinder ausgebildet und ist die Größe der Elektrodenflächen A1 = A2 oder A1 ungleich A2 und sind bis auf die zueinander positionierten Elektrodenflächen A1 und A2 alle anderen Flächen der Elektroden E1 und E2 isoliert ausgebildet.According to further embodiments of the arrangement according to the invention, the surfaces A 1 and A 2 of the electrodes E 1 and E 2 are flat or curved and preferably designed as plates of the same or different geometric shape, as a half-cylinder or as a cylinder and the size of the electrode surfaces A 1 = A 2 or A 1 are not equal to A 2 and are all isolated except for the mutually positioned electrode surfaces A 1 and A 2 all other surfaces of the electrodes E 1 and E 2 .
Schließlich sehen weitere Ausführungsformen vor, dass die Messkammer Mk direkt oder indirekt beheiz- oder kühlbar ist und dass das elektronische Modul mit einer Software zur Berechnung, Speicherung und Anzeige der Flüssigkeitsparameter ausgestattet ist.Finally, further embodiments provide that the measuring chamber M k can be heated or cooled directly or indirectly and that the electronic module is equipped with software for calculating, storing and displaying the liquid parameters.
Erfindungsgemäß kann die Anordnung zur Kontrolle und Überwachung der Parameter von Flüssigkeiten, vorzugsweise in Verbrennungs- oder Elektromotoren und/oder in technologischen Prozessen und/oder in Hydraulikanlagen und/oder in der Medizintechnik und/oder in Windkraftanlagen und/oder in Versorgungsleitungen eingesetzt und als Tauchmesszelle, Tauchsonde, Messzelle mit einem konstanten Volumen, als Durchflussmesszelle oder Durchflusssonde ausgeführt werden.According to the invention the arrangement for controlling and monitoring the parameters of liquids, preferably in internal combustion or electric motors and / or in technological processes and / or in hydraulic systems and / or in medical technology and / or in wind turbines and / or used in supply lines and as immersion measuring cell, immersion probe, Measuring cell with a constant volume, as a flow measuring cell or flow probe.
Es ist ein herausragender Vorzug der Erfindung, dass mit dem bereitgestellten Verfahren und der nur aus einem Gerät und einer Sonde bestehenden erfindungsgemäßen Anordnung gleichzeitig mehrere Parameter von Flüssigkeiten bestimmt werden können und zwar unabhängig davon, ob diese dünn- oder dickflüssig und verschmutzt oder nahezu wasserfrei sind.It is an outstanding advantage of the invention that with the provided method and the present invention consisting of only one device and a probe arrangement simultaneously several parameters of liquids can be determined regardless of whether they are thin or viscous and polluted or almost anhydrous.
Mit Hilfe der Erfindung ist durch die Erfassung mehrerer zustandstypischer Parameter eine einfache und zeitnahe Überwachung des realen Zustandes von Flüssigkeiten in technologischen Prozessen und beispielsweise auch in Motoren möglich, um z. B. Veränderungen in Abhängigkeit von der Betriebsdauer, dem Einfluss von Temperatur und Druck oder anderen Faktoren zu erfassen. Hierzu ist es von Vorteil, dass gleichzeitig mit einer einfachen Sonde und einem Gerät mehrere Parameter, wie σ, μd, nd, Tr und der pH-Wert erfasst werden können; was nach dem Stande der Technik nicht möglich ist.With the help of the invention is a simple and timely monitoring of the real state of liquids in technological processes and, for example, in engines possible by the detection of several state-typical parameters to z. B. changes depending on the duration of operation, the influence of temperature and pressure or other factors to capture. For this purpose, it is advantageous that several parameters, such as σ, μ d , n d , T r and the pH can be detected simultaneously with a simple probe and a device; which is not possible according to the state of the art.
Im Folgenden soll die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:in the Below, the invention with reference to drawings closer be explained. Show it:
Zunächst
werden mit den
In der Messkammer Mk ist die Messzelle Mz angeordnet, die vereinfacht durch einen Plattenkondensator ausgebildet ist. Hierbei sind zwei gleiche und ebene Edelstahlplatten mit den Elektrodenflächen A1,2 – parallel und im Abstand d – direkt zueinander angeordnet. Dazwischen befindet sich im leeren Zustand Luft (oder ggf. ein Vakuum) oder aber die Flüssigkeit Sx, von der die Parameter gemessen werden sollen. Zur Anordnung gehören weiter eine Spannungsquelle mit einer konstant einstellbaren elektrischen Gleichspannung Uc, ein digitales pA-Amperemeter und ein Schalter S. Statt eines Amperemeters kann z. B. auch ein Strom-Spannungswandler eingesetzt werden.In the measuring chamber M k , the measuring cell M z is arranged, which is simplified by a plate capacitor. Here are two identical and flat stainless steel plates with the electrode surfaces A 1.2 - parallel and at a distance d - arranged directly to each other. In between there is air (or possibly a vacuum) in the empty state or the liquid S x from which the parameters are to be measured. The arrangement further includes a voltage source with a constant adjustable DC electrical voltage U c , a digital pA ammeter and a switch S. Instead of an amperemeter z. B. also a current-voltage converter can be used.
Die
Die
Messkammer Mk gemäß
Die
Die
In
Über die Einzelschnittstellen werden alle erforderlichen Parameter, wie z. B. Uc, Iz oder Umi, Tcj, ti (Messzeit) usw. digital erfasst und die konstanten Größen, wie z. B. Datum, Uhrzeit, Sx, Rm usw. eingegeben. Mittels eines elektronischen Steuermoduls oder Mikroprozessors Md können die konstanten und variablen Parameter gespeichert, programmiert, abgefragt, berechnet und. gezielt gesteuert werden.About the single interfaces are all required parameters, such. B. U c , I z or U mi , T cj , t i (measurement time), etc. digitally detected and the constant quantities, such. As date, time, S x , R m , etc. entered. By means of an electronic control module or microprocessor Md, the constant and variable parameters can be stored, programmed, queried, calculated and. be controlled specifically.
Am Ende erfolgt dann automatisch die Berechnung und die Anzeige der gewünschten Größen: elektrische Leitfähigkeit σ und/oder μd, nd, Tr und des pH-Wertes.At the end, the calculation and the display of the desired quantities take place automatically: electrical conductivity σ and / or μ d , n d , T r and the pH value.
Als PC könnte auch ein Laptop dienen, der mit einer CD geladen wird, die eine Software für die erforderlichen Kommandos und Berechnungen enthält.When PC could also serve a laptop loaded with a CD which is a software for the required commands and contains calculations.
Die
weitere Beschreibung der
Nach der Beschreibung der Anordnung mit Vorrichtung werden im Folgenden wissenschaftliche Zusammenhänge, auf die sich die Funktionen der Anordnung beziehen und das Verfahren zur Bestimmung von Parametern von Flüssigkeiten stützt, dargestellt und erläutert.To The description of the device arrangement will be described below scientific contexts on which the functions refer to the arrangement and the method for the determination of parameters supported by liquids, shown and explained.
Bei experimentellen und theoretischen Untersuchungen an zahlreichen hoch- und niederohmigen Flüssigkeiten wurde gefunden, dass sie in einem relativ großen und individuellen Spannungsbereich das Ohmsche Gesetz der Elektrizitätslehre erfüllen. Damit sind sie den elektrolytischen Lösungen sehr ähnlich.at experimental and theoretical investigations on numerous High and low ohmic liquids have been found that They are in a relatively large and individual voltage range fulfill the Ohm's Law of Electricity. This makes them very similar to the electrolytic solutions.
In Flüssigkeiten wird die elektrische Leitfähigkeit nicht durch Elektronen, sondern durch Ionen hervorgerufen (Ionenleitung). Hier geht es vordergründig jedoch nicht um elektrolytische Prozesse, sondern um die Ionenleitung in homogenen und molekularen Substanzen, z. B. Wasser, Biodiesel, Motorenöl, Altöl, Glycerol und Petroleum, d. h. rein und unverdünnt. Gebrauchtes Motorenöl (Altöl) ist hierbei eine gezielte Ausnahme.In Liquids becomes the electrical conductivity not by electrons but by ions (ionic conduction). This is superficial but not electrolytic Processes, but the ionic conduction in homogeneous and molecular Substances, eg. As water, biodiesel, motor oil, waste oil, Glycerol and petroleum, d. H. pure and undiluted. Used Motor oil (waste oil) is a targeted exception.
Im
Folgenden werden an sich bekannte Gleichungen angewandt:
In
den Figuren
- Uc
- die konstante Gesamtspannung;
- Uz
- die Zellenspannung;
- Um
- die Messspannung.
In the figures
- U c
- the constant total voltage;
- U z
- the cell voltage;
- U m
- the measuring voltage.
Wenn
der Schalter (in
Die
elektrische Feldstärke in der Messzelle Ez,
wird durch die Zellenspannung Uz und dem
Abstand der Elektroden d bestimmt. Es gilt:
- Ez
- die elektrische Feldstärke in der Messzelle Ez;
- Uz
- die Zellenspannung
- d
- Abstand der Elektroden.
- E z
- the electric field strength in the measuring cell E z ;
- U z
- the cell voltage
- d
- Distance of the electrodes.
Nun
wird in Anlehnung an die Festkörperphysik, der Begriff
der Transitzeit Tr übernommen.
Sie ist hier die Laufzeit Tr, der driftenden
Ionen zwischen den beiden Elektrodenflächen A1 und
A2, die gleich oder unterschiedlich sein
können (siehe z. B.
- Tr
- Transitzeit, gleich Laufzeit der driftenden Ionen zwischen den Elekltroden;
- μd
- die Beweglichkeit der dominierenden Ionen in oder gegen die Richtung des elektrischen Feldes;
- d
- Abstand der Elektroden;
- Ez
- die elektrische Feldstärke in der Messzelle.
- T r
- Transit time, equal to the duration of the drifting ions between the electrodes;
- μ d
- the mobility of the dominant ions in or against the direction of the electric field;
- d
- Distance of the electrodes;
- E z
- the electric field strength in the measuring cell.
Die
elektrische Leitfähigkeit in der Messzelle σz ist:
- Jz
- die Stromdichte des Zellenstromes Iz, durch die Elektrodenfläche A;
- Uz
- die Zellenspannung, in der Messzelle;
- Ez
- die elektrische Feldstärke in der Messzelle;
- d/A
- die Zellenkonstante der Messzelle, mit dem
- d
- Abstand der Elektroden und der
- A
- Elektrodenfläche, oder den Elektrodenflächen.
- J z
- the current density of the cell current I z , through the electrode surface A;
- U z
- the cell voltage, in the measuring cell;
- E z
- the electric field strength in the measuring cell;
- there
- the cell constant of the measuring cell, with the
- d
- Distance between the electrodes and the
- A
- Electrode surface, or the electrode surfaces.
Und
für σzb ist noch eine
weitere Relation bekannt, die mit Gl. 9a identisch ist:
- nd
- die dominierende Ionenkonzentration und:
- σz
- die elektrische Leitfähigkeit in der Messzelle;
- e
- die Elementarladung;
- μd
- die dominierende Ionenbeweglichkeit.
- n d
- the dominant ion concentration and:
- σ z
- the electrical conductivity in the measuring cell;
- e
- the elementary charge;
- μ d
- the dominant ion mobility.
Den
pH-Wert findet man aus dem bekannten Ausdruck nach Sörenson:
Der
Nenner im Klammerausdruck von Gl. 10 „mol”, lässt
sich mit Hilfe der Avogadro-Konstanten 6,0221·1023 substituieren. Und wenn noch die sonst übliche
Einheit, der dominierenden Ionenkonzentration cm–3,
auch in Liter eingesetzt wird, erhält man aus nd = IndI·cm–3 → IndI/103 cm3. Nach Umformung
wird aus der Gl. 10:
Nach der Logarithmierung ergibt sich bekanntlich der gesuchte pH-Wert.To The logarithmation is known to give the sought pH.
Falls σ und der pH-Wert in einer Strömung gemessen werden sollen, ist der Einfluss der Strömungsgeschwindigkeit auf die innere Driftgeschwindigkeit vd bzw. auf μd zu berücksichtigen.If σ and the pH value are to be measured in a flow, the influence of the flow velocity on the internal drift velocity v d or on μ d must be taken into account.
Im Folgenden soll die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.in the The invention is based on exemplary embodiments be explained in more detail.
Begonnen wird mit dem Ausführungsbeispiel 1 (Wasser) und danach beziehen sich die Ausführungsbeispiele auf folgende Flüssigkeiten: Biodiesel, Öl, Altöl, Glycerol und Petroleum.Began becomes with the embodiment 1 (water) and after The embodiments refer to the following liquids: Biodiesel, oil, waste oil, glycerol and petroleum.
Ausführungsbeispiel 1 (Destilliertes Wasser, Dw 01)Embodiment 1 (Distilled Water, dw 01)
Zur
Messung wird eine modifizierte Anordnung gemäß
Die Temperaturvariation und Stabilisation wurde mit Hilfe eines Durchsichtthermostaten CT 52 und eines Durchflusskühlers CK 300, der Firma Schott AG gesichert. In dem Wasserbad des Thermostaten hing ein Edelstahlbecher mit Deckel, der mit Slikonöl gefüllt war und in dem das Becherglas mit der Sonde stand. Das Silikonöl diente zum Austausch der Temperatur zwischen dem Wasserbad und dem Innern des Becherglases, zur Speicherung bei kurzzeitigen Temperaturschwankungen (und zur Verlängerung der möglichen Kriechstrecke vom Wasserbad in die Messsubstanz).The Temperature variation and stabilization was done using a see-through thermostat CT 52 and a flow cooler CK 300, the Schott company AG secured. In the water bath of the thermostat hung a stainless steel cup with lid, which was filled with Slikonöl and in the beaker stood with the probe. The silicone oil served to exchange the temperature between the water bath and the interior of the beaker, for storage during short-term temperature fluctuations (and to extend the possible creepage distance from the water bath to the measuring substance).
Mittels eines integrierten Temperatursensors mit Glasumhüllung (z. B. TFX 430, der Firma ebro) wurde zusätzlich und laufend die Temperatur des Dw 01. und damit der Flüssigkeitsschicht im Innern der Messzelle und im Becherglas auf zwei Stellen hinter dem Komma genau gemessen.through an integrated temperature sensor with glass cladding (eg TFX 430, the company ebro) became additional and ongoing the temperature of the Dw 01. and thus the liquid layer inside the measuring cell and in the beaker in two places behind the comma measured exactly.
Die
Messkammer (in diesem Beispiel ein Becherglas) wurde mit ca. 125
ml destilliertem (reinen) Wasser (Dw 01) gefüllt. Darin
wurde die (gereinigte und staubfreie) Sonde eingetaucht, die hierbei
als Plattenkondensator ausgebildet ist. Leider waren hierbei die
den Elektroden abgewandten Flächen noch nicht isoliert. Vorteilhaft
ist noch, wenn der Behälter, wie in den
Die
weiteren Ausführungen beziehen sich auf die
An
Hand der
Die
The
Mit Hilfe von Umi und (Gl. 6). lässt und sich dann leicht Uzi bestimmen, weil Uc bekannt und konstant ist. Ebenso lässt sich Izi = Im durch die Kenntnis von Rm und Umi nach Gl. 7 ermitteln.With the help of U mi and (equation 6). and then easily determine U zi , because U c is known and constant. Similarly, I can zi = I m by the knowledge of R m and U mi according to Eq. 7 determine.
Dann
wird mit Hilfe der Gl. 1, 2, 6 und 7 Ezi und μdi(t) als Funktion von ti für
i = (1, 2, 3, ... bis 50)s bestimmt. Aus den Größen
Uzi, Izi sowie der
Zellenkonstanten für A1,2 und d
(siehe oben) kann nach den Gl. (9a und 4) σi und
ni leicht berechnet werden, weil μdi(ti) zuvor mit
der Gl. 2 schon bestimmt wurde. Hierzu dient eine programmierte
Exceltabelle, die die Gleichungsoperationen ausführt. Am
Ende kann daraus einen Tabellenauszug erstellt werden, der wieder
ti, und μi sowie
ni enthält und für eine
Diagrammbildung geeignet ist. Dazu werden die beiden Größen μ(ti) und n(ti) als
Funktionen der Zeit (ti, zugleich x-Achse)
PC-gestützt in einem x, y-Diagramm aufgetragen. Durch die Überlagerung
der beiden Funktionen μdi(t) und
ndi(t) in einem Diagramm entsteht ein definierter
Schnittpunkt. Es wurde gefunden, dass dieser bei der Temperatur
Tci und Uzi bzw.
Rm gerade der Transitzeit Tr entspricht.
Diese Größe wird im Weiteren als eine Bezugsgröße
für die Parameter: μd,
nd, σ und pH, verwendet. Siehe
hierzu z. B.
Zum
Schluss dieses Ausführungsbeispiels wird noch gezeigt,
wie mit dem neuen Verfahren σ und der pH-Wert bestimmt
werden können. Zur Gewinnung von σ werden zwei
Wege gezeigt. Bei dem ersten Weg werden in die Gl. 9a, die Parameter
Uz und Iz bei Tr sowie d und A eingesetzt. Aber um Uz einsetzen zu können, muss zunächst
Um(Tr) aus dem Diagramm,
gemäß
Bei
dem zweiten Weg, werden die nach dem neuen Verfahren ermittelten
Parameter μd und nd aus
der
Die
Resultate sind: μd = 5,66·10–5 cm2/Vs
und nd = 5,66·10+17 cm–3. Damit erhält man mit
Gl. 9b:
Also: σ(Tr) = 1,6022·(5,66)2·10–7 S/cm = 5,1327 μS/cm. (Die geringe Abweichung beider σ-Werte wird auf die zweifache, manuelle Entnahme der Parameter aus den Diagrammen und den Zwischenrechnungen zurückgeführt). Ein erster relativer pH-Wert kann bereits dadurch gefunden werden, dass auf der x-Achse der Zeitpunkt t = 0 gesucht und an dieser Stelle nd(t = 0) abgelesen wird. Man findet für t = 0 nd = 0,21·1017 cm–3. Mit Hilfe der Gl. 5 erhält man damit: pH = 7,46. Wenn man dagegen nd(Tr) auswertet, erhält man: 5,66·1017 cm–3; und daraus pH = 6,03.Thus: σ (T r ) = 1.6022 x (5.66) 2 x 10 -7 S / cm = 5.132 μS / cm. (The small deviation of both σ values is attributed to the two-fold, manual removal of the parameters from the diagrams and the intermediate calculations). A first relative pH can already be found by the fact that on the x-axis of the Time t = 0 searched and at this point n d (t = 0) is read. For t = 0, n d = 0.21 × 10 17 cm -3 . With the help of Eq. 5 is obtained: pH = 7.46. On the other hand, if one evaluates n d (T r ), one obtains: 5.66 × 10 17 cm -3 ; and from this pH = 6.03.
Vergleichsmessungen an frischem (deionisierten) Wasser (z. B. Dw 01) ergaben mit den hier genannten Geräten folgende pH-Messresultate:
- 1. Hanna Instruments, Typ HI 120 mit der Elektrode: HI 1053, bei 20,2°C pH = 6,134.
- 2. WTW, Typ pH 91, mit der Sonde Bioblock (90431), bei 21,3°C pH = 6,14.
- 1. Hanna Instruments, type HI 120 with the electrode: HI 1053, at 20.2 ° C pH = 6.134.
- 2. WTW, type pH 91, with the Bioblock probe (90431), at 21.3 ° C. pH = 6.14.
(Die geringe Abweichung der pH-Wertmessungen zwischen der Methode mit Standardgeräten (siehe 1. und 2.) und dem neuen Verfahren, wird auch darauf zurückgeführt, dass bei diesem Experiment die Elektroden an den Seitenflächen und an der Rückseite nicht isoliert und damit nicht optimal waren.)(The small deviation of the pH measurements between the method with Standard equipment (see 1. and 2.) and the new process, is also attributed to that in this Experiment the electrodes on the side surfaces and at the Back not isolated and therefore not optimal.)
Die erforderlichen Berechnungen wurden zunächst mit einem wissenschaftlichen Taschenrechner (vom Typ: hp 33s) und dann am PC – durch Erweiterung und Programmierung der oben genannten Umi-ti-Exceltabellen – durchgeführt. Die Zeitdauer für die Auswertung einer Messung lässt sich mit Hilfe einer geeigneten Software oder/und eines Mikroprozessors noch weiter verkürzen. So dass am Ende einer Messung (z. B. nach wenigen Sekunden oder Minuten) sofort die Ergebnisse vorliegen.The necessary calculations were first carried out with a scientific calculator (type: hp 33s) and then on the PC - by extension and programming of the U mi -t i Excel tables above. The time period for the evaluation of a measurement can be shortened even further with the aid of suitable software and / or a microprocessor. So that the results are available immediately at the end of a measurement (eg after a few seconds or minutes).
Die Genauigkeit des Verfahrens lässt sich noch dadurch erhöhen, dass z. B. ein hochwertiges digitales Tischmultimeter (z. B. von der Firma Fluke 8845A) zum Einsatz kommt, das in einer s 100 oder mehr Messwerte erfasst und den Datentransfer zum PC gestattet.The Accuracy of the method can be increased even more that z. B. a high-quality digital table multimeter (eg from Fluke 8845A) is used in a s 100 or recorded more measured values and allowed the data transfer to the PC.
Nun
müssen noch folgende wichtige Ergänzungen zum
Verfahren erfolgen, die die Polung der Spannung betreffen:
Am
Anfang wurde von einer konstanten Gleichspannung ausgegangen, ohne
hierbei das Vorzeichen der Spannung zu beachten. Aber bei gleichbleibender
Stromrichtung bilden sich im Allgemeinen bekannte Polarisationseffekte
aus, die sich auf die Messung störend auswirken. Da aber
eine genaue Zeitkonstante Tr benötigt wird,
wurde gefunden, dass es vorteilhaft ist, wenn mit alternierenden
Gleichspannungen gearbeitet wird. D. h. die Messung wird mit einer
konstanten, positiven oder negativen Gleichspannung begonnen. Wenige
Sekunden oder Minuten nach der Dauer der Messung wird die Messzelle
kurzgeschlossen, damit sich das innere Polarisationsfeld wieder
neutralisiert. Zu Beginn einer neuen Messung wird der Kurzschluss
wieder aufgehoben und dann mit dem gleichen Spannungsbetrage, aber
mit umgekehrtem Vorzeichen usw. weitergearbeitet. Am Ende wird aus
den Messwerten der Mittelwert gebildet.Now the following important additions to the procedure have to be made concerning the polarity of the voltage:
At the beginning, a constant DC voltage was assumed, without paying attention to the sign of the voltage. But with constant current direction, known polarization effects generally form, which have a disruptive effect on the measurement. However, since a precise time constant T r is required, it has been found that it is advantageous when working with alternating direct voltages. Ie. The measurement is started with a constant, positive or negative DC voltage. A few seconds or minutes after the duration of the measurement, the measuring cell is short-circuited to neutralize the inner polarization field again. At the beginning of a new measurement, the short circuit is canceled again and then further worked with the same voltage amount, but with the opposite sign and so on. At the end, the mean value is calculated from the measured values.
Durch die Applikation eines Polwenders mit zwischenzeitlichem Kurzschluss gelingen reproduzierbare Messungen, da auf diese Weise das Problem der Polarisation reduziert wird. Der Polwender (z. B. ein Umschalter oder Relais; zugleich ein Kurzschließer) kann natürlich durch einen speziellen Rechteckgenerator ersetzt werden, der insbesondere variable Amplituden, lange Impulse und den zwischenzeitlichen Kurzschluss der Messzelle liefern kann.By the application of a Polwender with temporary short circuit make reproducible measurements, because in this way the problem the polarization is reduced. The pole turner (eg a switcher or relays; at the same time a short-circuiter) can of course be replaced by a special rectangular generator, in particular variable amplitudes, long pulses and the intermediate short circuit of the Can supply measuring cell.
In
der
Ausführungsbeispiel 2 (Biodiesel, Bd 06 (handelsüblicher Kraftstoff))Exemplary embodiment 2 (biodiesel, Bd 06 (commercial fuel))
Die Messanordnung und die Probennahme erfolgten wie schon im Ausführungsbeispiel 1 dargelegt. Auch wird wieder von einer konstanten Temperatur (Tcj) im Becherglas ausgegangen.The measuring arrangement and the sampling took place as already explained in the exemplary embodiment 1. Again, a constant temperature (T cj ) in the beaker is assumed.
Das
Diagramm gemäß
Nun
soll noch gezeigt werden, wie mit dem neuen Verfahren σ und
der pH-Wert bestimmt werden kann. Zur Gewinnung von σ (aus
der Messung: 229-K20) werden in die Gl. 9b die Parameter μd und nd eingesetzt,
die aus der
Dann
wird in der
Ausführungsbeispiel 3 (Öl. 02/4 (handelsübliches Motorenöl, vom Typ: 10 W-40)Embodiment 3 (Oil. 02/4 (commercial motor oil, type: 10 W-40)
Die Probennahme, die Bestimmung der Transitzeit und der μd und nd-Parameter wurden analog, wie in den Ausführungsbeispielen 1 bis 2 dargelegt, vorgenommen.The sampling, the determination of the transit time and the μ d and n d parameters were carried out analogously, as set forth in the exemplary embodiments 1 to 2.
In
der
In
der
Analog
zum Biodiesel wurden vom Öl 04/2 die folgenden Parameter
bestimmt: μd, nd, σ,
Tr und der pH-Wert. Diese Parameter sind
in der Tabelle, gemäß
Ausführungsbeispiel 5 (Kfz-Altöl, das im frischen Zustand das Öl. 02 war)Embodiment 5 (automotive waste oil, in the fresh state, the oil. 02 was)
Die Probennahme, die Bestimmung der Transitzeit und der μd und nd-Parameter erfolgten, wie schon in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 ausführlich dargelegt.The sampling, the determination of the transit time and the μ d and n d parameters were carried out, as already detailed in the embodiments 1 to 4.
Dieses Altöl war im Frischezustand ein handelsübliches Motorenöl, vom Typ: 10W-40.This Used oil was a commercial one in the freshness state Engine oil, type: 10W-40.
Es
entstand nach 20.000 km Laufleistung eines kleinen Lieferautos.
In der nachfolgenden Tabelle sind typische Parameter vom Frischöl
und vom Altöl gegenüber gestellt. Tabelle 1 Parametervergleich von Frisch-
und Altöl 04/2 (nach 20.000 km)
In
der
Ausführungsbeispiel 6 (dickflüssiges Glycerol (Glycerol 02, PH. EUR. 5.0)Embodiment 6 (viscous Glycerol (Glycerol 02, PH. EUR. 5.0)
Die Probennahme, die Bestimmung der Transitzeit und der μd und nd-Parameter erfolgten wie schon in den Ausführungsbeispielen 1 bis 5 ausführlich dargelegt.The sampling, the determination of the transit time and the μ d and n d parameters were carried out as already detailed in the embodiments 1 to 5.
Das
Glycerol (siehe z. B.
Die
Ausführungsbeispiel 6 (Petroleum zur Analyse, Fa. Merck)Embodiment 6 (Petroleum for analysis, Fa. Merck)
Die
Vorbereitung und Durchführung der Messung erfolgten wieder,
wie oben beschrieben. In der
Weitere
Parameter vom Petroleum enthält die
Mit der Erfindung ist es beispielsweise möglich, den Wechsel des Öles in Motoren in Abhängigkeit von der Veränderung objektiver Faktoren und nicht mehr – wie das oft noch üblich ist – von Erfahrungswerten abzuleiten. So sind gegenwärtig Havarien. an Verbrennungsmotoren und an Windkrafträdern bekannt, bei denen Getriebe zerstört wurden, obwohl die gemessenen Viskositätswerte der verwendeten Öle noch im „Betriebsbereich” lagen. Die mit Hilfe der Erfindung erfassbaren Veränderungen der Parameter σ, μd, nd und Tr, aber vor allem des pH-Wertes in Abhängigkeit von der Betriebsdauer und den Betriebstemperaturen gestattet es, die Notwendigkeit eines Ölwechsels zu objektivieren und Langzeitschäden zu vermeiden.With the invention it is for example possible to derive the change of the oil in engines depending on the change of objective factors and not - as is often still the case - from empirical values. So are currently accidents. on internal combustion engines and wind turbines, in which gearboxes were destroyed, although the measured viscosity values of the oils used were still in the "operating range". The detectable with the aid of the invention changes the parameters σ, μ d , n d and T r , but especially the pH value as a function of the operating time and the operating temperatures makes it possible to objectify the need for oil change and to avoid long-term damage.
Mit Hilfe einer Software, die zur Sonde und zu dem Gerät gehört, und die die dargestellten Zusammenhänge erfasst, können die gewünschten Flüssigkeitsparameter in kürzester Zeit automatisch ermittelt und dargestellt werden.With Help of software belonging to the probe and the device and that captures the presented relationships the desired liquid parameters in the shortest time Time can be determined and displayed automatically.
BezugszeichenaufstellungREFERENCE NUMBERS
-
- A1, A2 A 1 , A 2
- Elektrodenflächenelectrode surfaces
- Am A m
- mittlere Elektrodenfläche, von A1, A2 average electrode area, from A 1 , A 2
- mAmA
- Stromeinheit, MilliampereCurrent unit, milliamps
- pApA
- Pico-AmperemeterPico Ammeter
- BB
- Behälter oder Gefäß, z. B. Glasbecher oder eine Rechteckküvettecontainer or vessel, e.g. B. glass cup or a rectangular cuvette
- BFBF
- Blank polierte und leitfähige ElektrodenflächenBlank polished and conductive electrode surfaces
- cmcm
- Längeneinheit, auch als Flächen- oder Volumeneinheit, z. B. cm2 bzw. cm3 Length unit, also as area or volume unit, z. B. cm 2 or cm 3
- cH+ cH +
- WasserstoffionenkonzentrationHydrogen ion concentration
- dd
- Elektrodenabstandelectrode distance
- ee
- Elementarladungelementary charge
- DVDV
- DigitalvoltmeterDigital voltmeter
- D1 D 1
- Isolierende Distanzhalter zwischen den Elektroden, gleich dInsulating spacers between the electrodes, equal to d
- D2 D 2
- Deckel der MesskammerCover of the measuring chamber
- D3 D 3
- Öffnung für Durchführungen, z. B. für elektrische Leitungen oder auch zur Belüftung bzw. zum DruckausgleichOpening for Bushings, z. B. for electrical cables or for ventilation or pressure equalization
- Ee
- Elektrische Feldstärke, allgemeinElectric field strength, generally
- Ec E c
- konstante, elektrische Feldstärkeconstant, electric field strength
- Ez E z
- elektrische Feldstärke in der Messzelle electric field strength in the measuring cell
- Ezi E zi
- elektrische Feldstärke in der Messzelle, zum Zeitpunkt t, während der digitalen Messungelectric field strength in the measuring cell, at time t, during the digital Measurement
- E1 E 1
- Elektrode 1, mit der Fläche A1 Electrode 1, with the area A 1
- ff
- allgemeines Funktionssymbolgeneral function symbol
- Gl. xEq. x
- Gleichung mit der Nummer xEquation with the Number x
- IFIF
- Isolierte Flächen, von den aktiven und leitfähigen Elektrodenflächen, zumeist senkrecht (als Seitenränder) oder parallel abgewandt (Rückflächen, der Elektroden)Isolated surfaces, from the active and conductive electrode surfaces, mostly vertical (as side edges) or facing away in parallel (Back surfaces, the electrodes)
- Im I m
- Messstrom, allgemeinMeasuring current, general
- Imi I mi
- Messstrom, zum Zeitpunkt t, während der digitalen MessungMeasuring current, at the time t, during the digital measurement
- Iz I z
- Elektrischer Strom, durch die Messzelle, auch ZellenstromElectrical current, through the measuring cell, also cell current
- Iso I like that
- Thermisch und elektrisch isolierte MesskammerThermal and electrical isolated measuring chamber
- Isoi I soi
- Innenwandung der isolierten MesskammerInner wall of the insulated measuring chamber
- JJ
- Stromdichte, allgemeinCurrent density, general
- Jz J z
- Stromdichte, in der MesszelleCurrent density, in the cell
- KK
- KelvinKelvin
- KWKW
- Kälte-Wärmeelemente, zur Temperierung des UmgebungsbadesRefrigerated Heating elements for temperature control of the ambient bath
- LL
- elektrischer Leiter oder Leitungenelectrical conductor or wires
- II
- Litersymbolliter symbol
- IgIg
- Dekadischer LogarithmusDecadal logarithm
- Md M d
- Modulmodule
- MK M K
- Messkammermeasuring chamber
- Mz M z
- Messzelle, allgemein, oder als Tauchmesszelle gestaltetMeasuring cell, in general, or designed as a dip-cell
- molmol
- Einheit der StoffmengeUnit of substance quantity
- nd n d
- Konzentration der dominierenden und driftenden Ionen, allgemein in cm–3 Concentration of dominant and drifting ions, generally in cm -3
- IndIIn d i
- Betrag oder Zahlenwert dieser Konzentration, die Einheit, z. B. 10+13 cm–3, steht gesondert als FaktorAmount or numerical value of this concentration, the unit, z. B. 10 +13 cm -3 , stands separately as a factor
- nopt n opt
- Optischer BrechungsindexOptical refractive index
- PCPC
- Personalcomputer personal computer
- pHpH
- Symbol für den Parameter pH-Wertsymbol for the pH parameter
- Rm R m
- variabler Messwiderstand, z. B. 10 Ω oder 100 kΩvariable measuring resistor, z. B. 10 Ω or 100 kΩ
- Rz R z
- Ohmscher Widerstand der MesszelleOhmic resistance the measuring cell
- Se,a S e, a
- Schalter, Ein/Aus oder/und Polwender, der die Messzelle umpoltSwitch, on / off and / or Polwender, which reverses the measuring cell
- SS
- Siemens, Einheit der elektrischen LeitfähigkeitSiemens, unit of electrical conductivity
- Ss S s
- Schnittstelle zum PC oder NotebookInterface to PC or notebook
- Su S u
- Umgebungsbad, zum TemperaturausgleichAmbient bath, to temperature compensation
- Sx S x
- Messflüssigkeit, allgemein oder auch flüssige SubstanzMeasuring liquid, general or liquid substance
- tt
- allgemeiner Zeitparametergeneral time parameter
- ti t i
- Zeitparameter, z. B. bedeutet i = 5 den Zeitpunkt ti = 25 s, wenn alle 5 s eine Messung erfolgteTime parameters, eg. For example, i = 5 means the time t i = 25 s when a measurement was made every 5 seconds
- Tb T b
- Impusbreite des Rechteckimpulses (z. B. +/–Uc)Impulse width of the rectangular pulse (eg +/- U c )
- Tbad T bad
- Badtemperatur in einer MesskammerBath temperature in one measuring chamber
- Tc T c
- konstante Temperatur, allgemein konstante Temperaturwerte, z. B. mit dem Index j = 3, z. B. T3 = 15°Cconstant temperature, generally constant temperature values, eg. B. with the index j = 3, z. B. T 3 = 15 ° C
- Tr T r
- Transitzeit, mittlere Laufzeit von S zwischen den Elektroden A im Abstand dTransit time, medium Transit time of S between the electrodes A at a distance d
- Ts T s
- Temperatursensortemperature sensor
- Uc U c
- regelbare, konstante Spannungsquelle, zugleich Gesamtspannungadjustable, constant Voltage source, at the same time total voltage
- Um U m
- Messspannungmeasuring voltage
- Um(t)U m (t)
- die zeitabhängige Messspannungthe time-dependent measuring voltage
- Umi U mi
- Messspannung, zum Zeitpunkt ti, während der digitalen MessungMeasuring voltage, at time t i , during the digital measurement
- Uz U z
- an der Messzelle anliegende Spannungattached to the measuring cell tension
- Uzi U zi
- an der Messzelle anliegende Spannung, zum Zeitpunkt ti, während der digitalen Messungvoltage applied to the measuring cell, at time t i , during the digital measurement
- Vd V d
- Driftgeschwindigkeit der Ionen, z. B. in einer Strömungdrift velocity the ions, z. B. in a flow
- Vz V z
- Volumen der MesszelleVolume of the measuring cell
- Za Z a
- äußerer Edelstahlzylinderouter stainless steel cylinder
- Zi Z i
- innerer Edelstahlzylinder inner stainless steel cylinder
- μd μ d
- Driftbeweglichkeit, einer dominierenden IonenartDrift mobility, a dominant ionic species
- μAuA
- Einheit des elektrischen Stromes, MikroampereUnit of electrical Electricity, microampere
- σσ
- Elektrische Leitfähigkeit, allgemeinElectric conductivity, generally
- σz σ z
- Elektrische Leitfähigkeit, in der MeßzelleElectric conductivity, in the measuring cell
- ΩΩ
- Einheit des Widerstandes, auch kΩ (Kilo Ohm) oder MΩ (106 Ohm)Unit of resistance, also kΩ (kilo ohms) or MΩ (10 6 ohms)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - Merckkatalog, von 2005–2007, Seite 461 [0109] - Merck Catalog, from 2005-2007, page 461 [0109]
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