DE102009027929B4 - Trübungsmessgerät und ein Verfahren zur Bestimmung einer Konzentration eines Trübstoffs - Google Patents
Trübungsmessgerät und ein Verfahren zur Bestimmung einer Konzentration eines Trübstoffs Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009027929B4 DE102009027929B4 DE102009027929.6A DE102009027929A DE102009027929B4 DE 102009027929 B4 DE102009027929 B4 DE 102009027929B4 DE 102009027929 A DE102009027929 A DE 102009027929A DE 102009027929 B4 DE102009027929 B4 DE 102009027929B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light source
- measuring
- light
- turbidity
- receiver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 title description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000003605 opacifier Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
- G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
- G01N15/075—Investigating concentration of particle suspensions by optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/061—Sources
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/066—Modifiable path; multiple paths in one sample
- G01N2201/0662—Comparing measurements on two or more paths in one sample
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Trübungsmessgerät mit einer Vierstrahlwechsellicht-Anordnung zum Erfassen der Trübung eines Messmediums, umfassend:eine erste Lichtquelle (L1) und eine zweite Lichtquelle (L2);einen ersten Empfänger (E1) und einen zweiten Empfänger (E2),wobei ein erster direkter Messpfad von der ersten Lichtquelle (L1) durch ein Messmedium zum ersten Empfänger (E1) verläuft,wobei ein zweiter direkter Messpfad von der zweiten Lichtquelle (L2) zum zweiten Empfänger (E2) verläuft,wobei ein erster indirekter Messpfad von der Lichtquelle (L1) durch das Messmedium zu dem zweiten Empfänger (E2) verläuft,wobei ein zweiter indirekter Messpfad von der zweiten Lichtquelle (L2) durch das Messmedium zu dem ersten Empfänger (E1) verläuft,wobei das Trübungsmessgerät eine Auswertungsschaltung aufweist, mit der die Trübung als Funktion eines Quotienten A/B bestimmbar ist,wobei einer der Terme A oder B eine Funktion zumindest der über die direkten Messpfade erfassten Signale ist, undwobei der jeweils andere Term eine Funktion zumindest der über die indirekten Messpfade erfassten Signale ist,dadurch gekennzeichnet, dass in einen der beiden Terme A oder B zumindest ein erstes Monitor-Signal eingeht, das von der Intensität der ersten Lichtquelle abhängt, wobei das Licht von der ersten Lichtquelle (L1) ohne Wechselwirkung mit dem Messmedium zu dem Monitor gelangt, wobei das Monitor-Signal zu mindestens einem der über die Messpfade erfassten Signale, die in den Term A oder B eingehen, addiert wird.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trübungsmessgerät und ein Verfahren zur Bestimmung einer Konzentration eines Trübstoffs in einem Medium, insbesondere ein Trübungsmessgerät nach dem Vierstrahlwechsellicht-Prinzip und ein Verfahren unter Verwendung des Vierstrahlwechsellicht-Prinzips.
- Ein Trübungsmessgerät nach dem Vierstrahlwechsellicht-Prinzip umfasst mindestens zwei Lichtquellen und mindestens zwei Empfänger, wobei zwischen den beiden Messquellen und den beiden Empfängern vier Messpfade definiert sind, über welchen von den Lichtquellen imitiertes Licht zu den Empfänger gelangt, wobei zumindest auf zwei Messpfade das Licht durch Streuung zu den Empfänger gelangt. Allgemein ist das Signal Sij (T) des Empfängers Ej, welcher von der Lichtquelle Li emittiertes Licht nach der Wechselwirkung mit einem Messmedium empfängt, durch Gleichung 1 gegeben.
- Hierbei ist Ii die Intensität des emittierten Lichts, Cij eine Konstante, welche von dem geometrischen Randbedingungen des Trübungsmessgeräts und den Streueigenschaften des Trübungsstoffs abhängt, Xij die Messpfadlänge in dem Messmedium zwischen der Lichtquelle Li und dem Empfänger Ej und λ ein Koeffizient, welcher die Streu- und Absorptionseigenschaften des Trübstoffs bezüglich des eingestrahlten Lichts beschreibt, wobei der Trübstoff in einer Konzentration T vorliegt.
- Um den Einfluss veränderlicher Geräteparameter wie beispielsweise der Intensität des eingestrahlten Lichts I1, I2 und Transmissionseigenschaften von Fenstern zu eliminieren, wird die in Gleichung 2 definierte Messgröße VWL(T) eingeführt, deren explizite Darstellung in Gleichung 3 gegeben ist.
-
- In
4a ist ein exemplarischer Verlauf eines solchermaßen dargestellten VWL-Signals als Funktion des Trübstoffgehalts Tals durchgezogene Linie dargestellt. Für hohe Trübstoffkonzentrationen ist das VWL-Signal ein gut auszuwertendes Signal, welches eine Zuordnung zwischen Signalwert und Trübstoffgehalt ohne weiteres ermöglicht. Bei niedrigen Konzentrationen unterhalb des Maximums der Signale der einzelnen Messkanäle Sij weist das VWL-Signal jedoch Schwächen auf, welcher eine genaue Bestimmung der Trübstoffkonzentration erschweren. -
- Die Unabhängigkeit des VWL-Signals von der Messgröße ist in
4b noch einmal verdeutlicht wo es logarithmisch über kleinen Werten für den Trübstoffgehalt aufgetragen ist. - Die
DE 41 42 938 C2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trübungsmessung nach dem Vierstrahl-Wechsellicht-Prinzip, wobei hier ein Monitor-Signal (Referenzsignal) zur Normierung verwendet wird. - Die
DE 10 2008 018 592 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trübungsmessung nach dem Vierstrahl-Wechsellicht-Prinzip, wobei hier eine Monitor-Diode verwendet wird, um eine Intensitätsabnahme der Signalintensität zu detektieren. - Die
DE 10 2008 010 446 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trübungsmessung nach dem Vierstrahl-Wechsellicht-Prinzip, wobei hier eine Monitor-Diode zur Normierung und Überwachung herangezogen wird. - Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Trübungsmessgerät bereitzustellen, welches die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere eine Bestimmung des Trübstoffgehalts bei niedrigen Konzentrationen ermöglicht. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Trübungsmessgerät gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und das Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruchs 6.
- Das erfindungsgemäße Trübungsmessgerät mit einer Vierstrahlwechsellicht-Anordnung zum Erfassen der Trübung eines Messmediums, umfasst eine erste Lichtquelle L1 und eine zweite Lichtquelle L2, einen ersten Empfänger E1 und einen zweiten Empfänger E2, wobei ein ersten direkter Messpfad von der ersten Lichtquelle L1 durch ein Messmedium zum ersten Empfänger E1 verläuft, wobei ein zweiter direkter Messpfad von der zweiten Lichtquelle L2 zum zweiten Empfänger E2 verläuft, wobei ein erster indirekter Messpfad von der Lichtquelle L1 durch das Messmedium zu dem zweiten Empfänger E2 verläuft, wobei ein zweiter indirekter Messpfad von der zweiten Lichtquelle L2 durch das Messmedium zu dem ersten Empfänger E1 verläuft, wobei die Trübung als Funktion eines Quotienten A/B bestimmbar ist, wobei einer der Terme A oder B eine Funktion zumindest der über die direkten Messpfade erfassten Signale ist, und wobei der jeweils andere Term eine Funktion zumindest der über die indirekten Messpfade erfassten Signale ist, dadurch gekennzeichnet das in einen der beiden Terme A oder B zumindest ein erstes Monitor-Signal eingeht, das von der Intensität der ersten Lichtquelle abhängt, wobei das Licht von der ersten Lichtquelle ohne Wechselwirkung mit dem Messmedium zu dem Monitor gelangt, wobei das Monitor-Signal zu mindestens einem der über die Messpfade erfassten Signale, die in den Term A oder B eingehen, addiert wird.
- In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vierstrahlwechsellicht-Anordnung gehen in den einen der beiden TermeA oder B das erste Monitor-Signal I1·m und ein zweites Monitor-Signal I2·m ein, wobei das zweite Monitorsignal von der Intensität der zweiten Lichtquelle abhängt, und wobei das Licht der zweiten Lichtquelle ohne Wechselwirkung mit dem Messmedium zu einem Monitorempfänger gelangt, wobei das zweite Monitor-Signal zum anderen über einen der Messpfade ermittelten Signal addiert wird, welches in den Term A bzw. B eingeht.
- Der Monitorempfänger, der das zweite Monitorsignal bereitstellt, kann der gleiche Monitorempfänger, der das erste Monitorsignal bereitstellt, oder ein anderer Monitorempfänger sein.
-
- Die Sij(T) geben jeweils die gemessene Lichtintensität des Lichts an, welches nach Wechselwirkung mit dem Messmedium von einer Lichtquelle Li zum Empfänger Ej gelangt. Die Sij(T) sind zur Modellierung durch Gleichung (1) gegeben.
-
- Mit den Symmetrieannahmen cdirekt : = c11 = c22; cindirekt : = c12 = c21; Xdirekt : = X11=X22; und Xndirekt : = X12=X21 folgt daraus:
Entsprechende Ergebnissen folgen aus Betrachtungen für VWLMN(T). - Die Symmetrieannahmen sind nicht strikt erfindungswesentlich, sie dienen nur der Vereinfachung der Darstellung. Im Prinzip gelten die obigen Erwägungen auch für Anordnungen, in denen Abweichungen von der Symmetrie gegeben sind.
- Der Kompromiss, der mit der Berücksichtigung eines Monitorsignals einzugehen ist, besteht darin, dass das Messsignal VWLMZ(T) oder VWLMN(T) keine eineindeutige Zuordnung zu einer Trübstoffkonzentration ermöglicht. Um dennoch eine eineindeutige Zuordnung zu einem Messwert zu ermöglichen weist die Anordnung gemäß einer Weiterbildung der Erfindung einen Auswertungsmodus auf, in dem eine Trübstoffkonzentration T(VWL) bestimmt wird, und einen zweiten Auswertungsmodus in dem eine Trübstoffkonzentration T(VWLMZ) und/oder T(VWLMN) bestimmt wird, wobei der zweite Auswertungsmodus insbesondere dann herangezogen wird wenn T(VWL) einen Grenzwert unterschreitet, beispielsweise, T < λ/Xindirekt.
- Ein weiterer Freiheitsgrad beim Entwurf der Messanordnung ist offensichtlich die Gewichtung des Monitorausdrucks Ii·m im Verhältnis zu den Sij in VWLMN bzw. VWLMZ. Gemäß einer Ausgestaltung gilt beispielsweise 0,1 < m/cii < 10, vorzugsweise 0,2 < m/cii < 5, weiter bevorzugt 0,4 < m/cii < 2,5.
- Sofern bei der Darstellung der Erfindung von mathematischen Operationen mit Signalen, also beispielsweise von der Multiplikation, Addition und Division von Signalen die Rede ist, so umfasst dies beispielsweise die Anwendung der jeweiligen mathematische Operation auf beliebige Repräsentationen der Signale, also insbesondere auf digitale Darstellungen der jeweiligen Signalwerte oder auch analoge Darstellungen der jeweiligen Signalwerte. Die Addition eines Signals kann erfindungsgemäß auch eine gewichtete Addition des Signals umfassen, wozu das Signal vor der Addition mit einem Gewichtungsfaktor zu multiplizieren ist. Erwägungen zu einer Gewichtung sind beispielsweise im vorigen Absatz ausgeführt.
- Die Erfindung wird nun anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt:
-
1a : Einer Aufsicht auf die Stirnseite eines Sondenkopfs eines erfindungsgemäßen Trübungsmessgerätes; -
1b : Ein Längsschnitt durch den Sondenkopf aus1a entlang der Linie b-b; -
2a bis2d : Eine Darstellung der Strahlengänge für die Ermittlung der Signalintensitäten der verschiedenen Einzelkanäle; -
3 : Messdaten und Fits für die Signalintensitäten der Einzelkanäle. -
4a : Einen Vergleich eines Vier-Strahl-Wechesllichts-Signals als Funktion des Trübstoffgehalts nach dem Stand der Technik mit den entsprechenden Funktionen eines Monitorgestützten Vier-Strahl-Wechesllichts-Signals gemäß der vorliegenden Erfindung; und -
4b : Eine logarithmische Darstellung des Vergleichs eines Vier-Strahl-Wechesllichts-Signals nach dem Stand der Technik mit Monitorgestützten Vier-Strahl-Wechesllichts-Signalen gemäß der vorliegenden Erfindung für kleine Trübstoffgehalte. - Der in
1a gezeigte Sondenkopf eines Trübungsmessgeräts umfasst ein im Wesentlichen zylindrisches, metallisches Gehäuse aus Edelstahl, in dessen Stirnseite vier Fenster angeordnet sind, welche den Eckpunkt eines Rechtecks definieren, und welche eine erste LichtquelleL1 und eine zweite LichtquelleL2 , ein ersten EmpfängerE1 und eine zweiten EmpfängerE2 gegenüber der Umgebung des Sondenkopfes abdichten, wobei die Strahlung der ersten LichtquelleL1 und der zweiten LichtquelleL2 durch die Fenster aus- bzw. eintreten kann. - Wie in der
1b dargestellt, umfassen die LichtquellenL1 undL2 eine erste Blitzlampe3 und eine zweite Blitzlampe4 , wobei zwischen den Blitzlampen eine Monitordiode5 angeordnet ist, welche die Intensität des Lichts der ersten bzw. der zweiten Blitzlampe erfasst. - Die erste Blitzlampe
3 , die zweite Blitzlampe4 und die Monitordiode5 sind ebenso wie die hier nicht gezeigten Fotodioden des ersten EmpfängersE1 und des zweiten EmpfängersE2 an eine elektronische Schaltung6 angeschlossen, welche die Blitzlampen steuert und die Signale der Monitordiode5 sowie der Fotodioden des ersten und des zweiten Empfängers selektiv erfasst. - In
2a bisd sind die Strahlengänge durch ein Messmedium dargestellt, welche zum Erfassen der Signalintensitäten für die Einzelkanäle der Vier-Strahl-Wechsellichtmessungen verwendet werden.2a zeigt den ersten direkten Messpfad, bei dem die erste LichtquelleL1 und der erste EmpfängerE1 aktiv sind, das heißt, die Schaltung6 steuert die erste Blitzlampe3 zur Emmission von Licht an und erfasst die Signalintensität der Fotodiode des ersten EmpfängersE1 .2b zeigt den zweiten direkten Messpfad, bei dem Licht von der zweiten LichtquelleL2 durch Streuung im Medium zum zweiten EmpfängerE2 gelangt. Dem entsprechend wird hier die zweite BlitzlampeL4 von der Schaltung6 angesteuert Licht zu emittieren, wobei die Schaltung6 das Signal der Fotodiode des zweiten EmpfängersE2 erfasst. -
2c und2d zeigen die beiden indirekten Messpfade bei denen Licht von der ersten Lichtquelle zum zweiten Empfänger bzw. von der zweiten Lichtquelle zum ersten Empfänger gelangt. Beispiele für die resultierenden Signale der Einzelkanäle sind in3 dargestellt, welche für niedrige Trübstoffgehalte proportional zum Trübstoffgehalt verlaufen, und welche für größere Werte des Trübstoffgehalts durch eine Exponentialfunktion zu beschreiben sind. Das resultierende Vierstrahlwechsellicht-Signal, welches aus einem Produkt der Intensitäten der direkten Messpfade geteilt durch ein Produkt der Intensitäten der indirekten Messpfade gebildet ist, ist als durchgezogene Linie VWL in4a und4b dargestellt. Wie eingangs erläutert, liefert das VWL Signal für hinreichend große Trübstoffgehalte (beispielsweise bei mehr als 3 Gramm pro Liter) einen brauchbaren Zusammenhang zwischen dem VWL-Signal und dem Trübstoffgehalt und ermöglicht damit eine hinreichend genaue Bestimmung des Trübstoffgehalts. Wie eingangs diskutiert, ist die Auswertung des VWL-Signals für einen geringen Trübstoffgehalt, also beispielsweise weniger als 3 Gramm pro Liter nicht mehr zielführend, weil das VWL Signal in diesem Bereich nahezu konstant ist. Hier kommt nun das erfindungsgemäße Monitorgestützte Vierstrahlwechsellicht zum Tragen, und zwar entweder als VWLMZ wobei in diesem Fall zu den Signalintensitäten der Einzelkanäle im Zähler die Intensität des zugehörigen Monitorsignals addiert wird, oder als VWLMN, wobei zu den Signalintensitäten der Einzelkanäle im Nenner die Intensität des zugehörigen Monitorsignals addiert wird, wobei das zugehörige Monitorsignal die Intensität des von der ersten bzw. der zweiten Blitzlampe emittierten Lichts direkt, also ohne Wechselwirkung, mit dem Messmedium erfasst, und zwar zu dem Zeitpunkt, in dem auch die Signalintensität des Einzelkanals erfasst wird, zu welcher das Signal der Monitordiode addiert werden soll. - Insoweit, als beim Ausführungsbeispiel für die Bestimmung des Vierstrahlwechsellichtsignals das Produkt der Signale der direkten Messkanäle im Zähler steht, und das Produkt der Signale der indirekten Messkanäle im Nenner steht, ist dem entsprechend zur Bestimmung des Monitorsgestützten Vierstrahlwechsellichtsignals VWLMZ das Signal der Monitordiode
5 bei der Ermittlung der Signalintensitäten der beiden direkten Messpfade (vergleiche2a und2b) zu erfassen und entsprechend Gleichung 6 bei der Auswertung zu verwenden. - Sofern monitorgestütztes Vierstrahlwechsellicht mit dem Monitorbeitrag im Nenner (VWLMN) verwendet werden soll, ist das Signal der Monitordiode
5 bei der Ermittlung der Signalintensität der indirekten Messpfade (vergleiche2c und2d ) zu erfassen und gemäß Gleichung 7 zu verwenden. - Wie in
4a und4b dargestellt, liefern sowohl VWLMN als auch VWLMZ für kleine Trübstoffgehalte einen hinreichend dynamischen und monotonen Zusammenhang zwischen dem Signal und dem Trübstoffgehalt. Daher ist es vorteilhaft, für große Trübstoffgehalte zunächst mit dem herkömmlichen VWL-Signal zur Bestimmung des Trübstoffgehalts zu arbeiten und bei kleinen Trübstoffgehalten ein monitorgestütztes Vierstrahlwechsellichtsignal oder beide monitorgestützte Vierstrahlwechsellichtsignale, also VWLMN und/oder VWLMZ zu verwenden.
Claims (10)
- Trübungsmessgerät mit einer Vierstrahlwechsellicht-Anordnung zum Erfassen der Trübung eines Messmediums, umfassend: eine erste Lichtquelle (L1) und eine zweite Lichtquelle (L2); einen ersten Empfänger (E1) und einen zweiten Empfänger (E2), wobei ein erster direkter Messpfad von der ersten Lichtquelle (L1) durch ein Messmedium zum ersten Empfänger (E1) verläuft, wobei ein zweiter direkter Messpfad von der zweiten Lichtquelle (L2) zum zweiten Empfänger (E2) verläuft, wobei ein erster indirekter Messpfad von der Lichtquelle (L1) durch das Messmedium zu dem zweiten Empfänger (E2) verläuft, wobei ein zweiter indirekter Messpfad von der zweiten Lichtquelle (L2) durch das Messmedium zu dem ersten Empfänger (E1) verläuft, wobei das Trübungsmessgerät eine Auswertungsschaltung aufweist, mit der die Trübung als Funktion eines Quotienten A/B bestimmbar ist, wobei einer der Terme A oder B eine Funktion zumindest der über die direkten Messpfade erfassten Signale ist, und wobei der jeweils andere Term eine Funktion zumindest der über die indirekten Messpfade erfassten Signale ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einen der beiden Terme A oder B zumindest ein erstes Monitor-Signal eingeht, das von der Intensität der ersten Lichtquelle abhängt, wobei das Licht von der ersten Lichtquelle (L1) ohne Wechselwirkung mit dem Messmedium zu dem Monitor gelangt, wobei das Monitor-Signal zu mindestens einem der über die Messpfade erfassten Signale, die in den Term A oder B eingehen, addiert wird.
- Trübungsmessgerät nach
Anspruch 1 , wobei in den einen der beiden Terme A oder B das erste Monitor-Signal I1·m und ein zweites MonitorSignal I2·m eingehen, wobei das zweite Monitorsignal von der Intensität der zweiten Lichtquelle (L2) abhängt, und wobei das Licht der zweiten Lichtquelle (L2) ohne Wechselwirkung mit dem Messmedium zu einem Monitorempfänger gelangt, wobei das zweite Monitor-Signal zum anderen über einen der Messpfade ermittelten Signal addiert wird, welches in den Term A bzw. B eingeht. - Trübungsmessgerät nach
Anspruch 1 oder2 , wobei die Trübung als Funktion einer Messgröße bestimmbar ist die entweder definiert ist als VWLMZ(T) oder als VWLMN(T), wobei gilt: - Trübungsmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswertungsschaltung (6) einen Auswertungsmodus aufweist, in dem eine Trübstoffkonzentration im Vierstrahlwechsellichtverfahren T(VWL) ohne Beiträge von Monitorsignalen bestimmbar ist, und einen zweiten Auswertungsmodus in dem eine Trübstoffkonzentration mit den Beiträgen der Monitorsignale T(VWLMZ) und/oder T(VWLMN) bestimmbar ist, wobei der zweite Auswertungsmodus dann einsetzbar ist, wenn T(VWL) einen Grenzwert unterschreitet.
- Trübungsmessgerät nach
Anspruch 3 , wobei gilt: 0,1 < m/cii < 10, vorzugsweise 0,2 < m/cii < 5 weiter bevorzugt 0,4 < m/cii < 2,5, wobei die cii Koeffizienten sind, welche in der folgenden Gleichung zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen der gemessenen Signalintensität Sii(T) und der Trübstoffkonzentration T erforderlich sind, - Verfahren zur Trübungsmessung mit einer Vierstrahlwechsellicht-Anordnung zum Erfassen der Trübung eines Messmediums, umfassend: Erfassen eines ersten direkten Signals S11(T)eines ersten direkten Messpfads von einer ersten Lichtquelle (L1) durch ein Messmedium zu einem ersten Empfänger (E1), Erfassen eines zweiten direkten Signals S22(T) eines zweiten direkten Messpfads von einer zweiten Lichtquelle (L2) zu einem zweiten Empfänger (E2), Erfassen eines ersten indirekten Signals S12(T) eines ersten indirekter Messpfads von der ersten Lichtquelle (L1) durch das Messmedium zu dem zweiten Empfänger (E2), Erfassen eines zweiten indirekten Signals S21(T) eines zweiten indirekten Messpfads von der zweiten Lichtquelle (L2) durch das Messmedium zu dem ersten Empfänger (E1), Bestimmen der Trübung als Funktion eines Quotienten A/B wobei einer der Terme A oder B eine Funktion zumindest der über die direkten Messpfade erfassten Signale ist, und wobei der jeweils andere Term eine Funktion zumindest der über die indirekten Messpfade erfassten Signale Sij(T) ist, dadurch gekennzeichnet das in einen der beiden Terme A oder B zumindest ein erstes Monitor-Signal eingeht, das von der Intensität der ersten Lichtquelle (L1) abhängt, wobei das Licht von der ersten Lichtquelle (L1) ohne Wechselwirkung mit dem Messmedium zu dem Monitor gelangt, wobei das Monitor-Signal zu mindestens einem der über die Messpfade erfassten Signale, die in den Term A oder B eingehen, addiert wird.
- Verfahren nach
Anspruch 6 , wobei in den einen der beiden Terme A oder B das erste Monitor-Signal I1·m und ein zweites Monitor-Signal I2·m eingehen, wobei das zweite Monitorsignal von der Intensität der zweiten Lichtquelle (L2) abhängt, und wobei das Licht der zweiten Lichtquelle (L2) ohne Wechselwirkung mit dem Messmedium zu einem Monitorempfänger gelangt, wobei das zweite Monitorsignal zum anderen über einen der Messpfade ermittelten Signal addiert wird, welches in den Term A bzw. B eingeht. - Verfahren nach
Anspruch 6 oder7 , wobei die Trübung als Funktion einer Messgröße bestimmt wird die entweder definiert ist als VWLMZ(T) oder als VWLMN(T), wobei gilt: - Verfahren nach einem der
Ansprüche 6 bis8 , wobei die Trübstoffkonzentration im Vierstrahlwechsellichtverfahren T(VWL) in einem ersten Modus ohne Beiträge von Monitorsignalen bestimmt wird, und einen zweiten Modus mit den Beiträgen der Monitorsignale T(VWLMZ) und/oder T(VWLMN) bestimmt wird, wobei der zweite Auswertungsmodus dann eingesetzt wird, wenn T(VWL) nach dem ersten Modus einen Grenzwert unterschreitet. - Verfahren nach
Anspruch 8 wobei gilt: 0,1 < m/cii < 10, vorzugsweise 0,2 < m/cii < 5, weiter bevorzugt 0,4 < m/cii < 2,5 wobei die cii Koeffizienten sind, welche in der folgenden Gleichung zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen der gemessenen Signalintensität Sii(T) und der Trübstoffkonzentration T erforderlich sind,
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009027929.6A DE102009027929B4 (de) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | Trübungsmessgerät und ein Verfahren zur Bestimmung einer Konzentration eines Trübstoffs |
US12/805,071 US8213016B2 (en) | 2009-07-22 | 2010-07-12 | Turbidity measuring device and a method for determing a concentration of a turbidity-causing material |
CN201010235296.7A CN101963575B (zh) | 2009-07-22 | 2010-07-22 | 浊度测量装置和用于确定引起浊度的物质的浓度的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009027929.6A DE102009027929B4 (de) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | Trübungsmessgerät und ein Verfahren zur Bestimmung einer Konzentration eines Trübstoffs |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009027929A1 DE102009027929A1 (de) | 2011-01-27 |
DE102009027929B4 true DE102009027929B4 (de) | 2021-05-12 |
Family
ID=43383770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102009027929.6A Active DE102009027929B4 (de) | 2009-07-22 | 2009-07-22 | Trübungsmessgerät und ein Verfahren zur Bestimmung einer Konzentration eines Trübstoffs |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8213016B2 (de) |
CN (1) | CN101963575B (de) |
DE (1) | DE102009027929B4 (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9097647B2 (en) | 2012-08-08 | 2015-08-04 | Ut-Battelle, Llc | Method for using polarization gating to measure a scattering sample |
CN103558134A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-02-05 | 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所 | 聚苯乙烯微球悬浊液浓度快速检测方法 |
CN104122231B (zh) * | 2014-08-07 | 2017-01-11 | 北京华源精益传感技术有限公司 | 一种在线式自校准水质浊度检测系统 |
CN104374743B (zh) * | 2014-11-17 | 2017-01-25 | 南京信息工程大学 | 浊度传感器及浊度测量装置 |
JP7056612B2 (ja) * | 2019-02-28 | 2022-04-19 | 横河電機株式会社 | 濁度測定方法及び濁度計 |
CN115667886A (zh) * | 2020-05-20 | 2023-01-31 | Ysi公司 | 扩展式立体角浊度传感器 |
CN111879731B (zh) * | 2020-07-27 | 2022-09-27 | 宁波水表(集团)股份有限公司 | 一种微纳结构光散射式浊度检测传感器及其制备工艺 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4142938C2 (de) * | 1991-12-24 | 1995-04-20 | Staiger Mohilo & Co Gmbh | Einrichtung zum Messen von Trübungen und Feststoffkonzentrationen in Flüssigkeiten |
DE102008010446A1 (de) * | 2008-02-21 | 2009-09-10 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG | Verfahren und optische Sensoranordnung zum Erfassen einer Messgröße eines Mediums, insbesondere zur Trübungsmessung |
DE102008018592A1 (de) * | 2008-04-11 | 2009-10-15 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG | Verfahren und Vorrichtung zur Trübungsmessung |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH681747A5 (de) * | 1992-06-02 | 1993-05-14 | Zuellig Ag | |
US6055052A (en) * | 1998-01-26 | 2000-04-25 | Mie Corporation | System for, and method of, monitoring airborne particulate, including particulate of the PM2.5 class |
-
2009
- 2009-07-22 DE DE102009027929.6A patent/DE102009027929B4/de active Active
-
2010
- 2010-07-12 US US12/805,071 patent/US8213016B2/en active Active
- 2010-07-22 CN CN201010235296.7A patent/CN101963575B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4142938C2 (de) * | 1991-12-24 | 1995-04-20 | Staiger Mohilo & Co Gmbh | Einrichtung zum Messen von Trübungen und Feststoffkonzentrationen in Flüssigkeiten |
DE102008010446A1 (de) * | 2008-02-21 | 2009-09-10 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG | Verfahren und optische Sensoranordnung zum Erfassen einer Messgröße eines Mediums, insbesondere zur Trübungsmessung |
DE102008018592A1 (de) * | 2008-04-11 | 2009-10-15 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG | Verfahren und Vorrichtung zur Trübungsmessung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101963575A (zh) | 2011-02-02 |
US8213016B2 (en) | 2012-07-03 |
CN101963575B (zh) | 2015-02-25 |
DE102009027929A1 (de) | 2011-01-27 |
US20110019194A1 (en) | 2011-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102009027929B4 (de) | Trübungsmessgerät und ein Verfahren zur Bestimmung einer Konzentration eines Trübstoffs | |
EP2260290B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur trübungsmessung | |
EP0534166B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung optisch aktiver Substanzen | |
DE69918401T2 (de) | Gerät und Verfahren zur Messung von lebenden Körperinformationen und des Körperfetts und Programmaufzeichnungsträger | |
DE2902776C2 (de) | ||
DE3009835A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der eigenschaften eines segmentierten fluids, ohne in das fluid einzudringen | |
DE3418587A1 (de) | Verfahren zum feststellen der gegenwart natuerlicher kohlenwasserstoffe beim niederbringen eines bohrloches | |
DE3236261A1 (de) | Verfahren zum ermitteln des durchschnittlichen radius und/oder der durchschnittlichen laenge von in einem stroemungsmittel befoerderten teilchen | |
DE2014531B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von in einem Fluid suspendierten Teilchen | |
EP2956758B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer konzentration einer fluoreszierenden substanz in einem medium | |
DE3643764A1 (de) | Verfahren zur selektiven fuellstoffmessung an laufenden materialbahnen, insbesondere papierbahnen | |
DE2537712A1 (de) | Vorrichtung zur messung der konzentration von schwebstoffen in einer fluessigkeit | |
WO2010108804A1 (de) | Trübungsmessgerät | |
DE10029442A1 (de) | Verfahren zur Bestimmung von Strukturinhomogenitäten in Blattgut | |
DE3240559C2 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Masse von Aerosolteilchen in gasförmigen Proben sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2621217C2 (de) | ||
DE2439413A1 (de) | Photometrisches verfahren zur quantitativen bestimmung eines stoffes in einer mischphase | |
DE102019003704A1 (de) | Verfahren zum Bestimmen der Partikelgrößenverteilung eines Aerosols und Aerosol-Messgerät | |
DE2622175A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum ermitteln der volumenanteile eines drei- komponenten-gemisches | |
DE68912156T2 (de) | Fluoreszenz-Spektralphotometer und dafür verwendetes Verfahren zur Festlegung der Wellenlänge. | |
EP3136083B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer stoffkonzentration oder eines stoffes in einem flüssigen medium | |
EP1005635A2 (de) | Ndir-fotometer zur mehrkomponentenmessung | |
DE2916238A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur analyse einer oel und wasser enthaltenden, durch eine rohrleitung stroemenden fluessigkeit zur bestimmung des wasseranteils, sowie ggf. des salzgehalts des wassers in der fluessigkeit | |
EP0096840B1 (de) | Verfahren und Anordnung zur Messung der Ionenstärke | |
DE102008039836B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Säuregehalts |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ENDRESS+HAUSER CONDUCTA GMBH+CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: ENDRESS + HAUSER CONDUCTA GESELLSCHAFT FUER MESS- UND REGELTECHNIK MBH + CO. KG, 70839 GERLINGEN, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |