-
Die Erfindung betrifft eine optische Indikator-Einheit zur Bestimmung einer physikalisch-chemischen Eigenschaft eines Prozessmediums in einer prozesstechnischen Anlage sowie eine Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer physikalisch-chemischen Eigenschaft eines Prozessmediums in einer prozesstechnischen Anlage.
-
Bei prozesstechnischen Analysen in der chemischen oder pharmazeutischen Industrie sowie von stehenden oder fließenden Gewässern werden optische Messsonden, die auch als Optrode oder Optode bezeichnet werden, eingesetzt. Eine solche optische Messsonde besitzt einen Indikator und eine optische Auswerte-Einheit. Als Indikator werden dabei Moleküle bezeichnet, die unter Einwirkung der Eigenschaften eines Prozessmediums ihre optischen Parameter ändern und somit die physikalisch-chemische Eigenschaft des Prozessmediums anzeigen.
-
In der Prozessmesstechnik werden stationäre Messsonden genutzt, die an einer Armatur in das Prozessmedium eingeführt sind. Dabei ist die Installation der Messsonde im Prozessmedium immer mit Störungen der Strömungsverhältnisse verbunden und/oder behindert andere Einbauten, wie beispielsweise Rührwerke oder Belüftungsvorrichtungen in dem Prozessmedium. Durch den stationären Einbau erfolgt die Messung der physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums nur an der Stelle, in welcher die Messsonde in das Prozessmedium eintaucht. Um eine genaue Aussage über die physikalisch-chemische Eigenschaft des gesamten Prozessmediums zu erhalten, müssten entsprechend viele Messsonden an unterschiedlichen Messorten verbaut werden, was für eine prozesstechnische Anlage aber vielfach zu kostenintensiv ist. Somit ist keine räumlich ausgewogene Information über die Messparameter möglich.
-
In vielen Prozessen müssen eigens Bypässe für die Installation der Messsonde eingerichtet werden, bei welchen der Teil des Prozessmediums, welcher dem Bypass zugeführt wird, eventuell nicht mehr die tatsächliche physikalisch-chemische Eigenschaft des gesamten Prozessmediums widerspiegelt.
-
Aus der
DE 196 17 338 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Identifikation von Mikroorganismen, Pilzen und Kleinstlebewesen mit Indikatorkugeln bekannt, welche in einer Flüssigkeitskultur zur Identifizierung von Krankheitskeimen eingesetzt werden.
-
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine optische Indikator-Einheit zur Bestimmung einer physikalisch-chemischen Eigenschaft eines Prozessmediums in einer prozesstechnischen Anlage anzugeben, welche eine störungs- und bypassfreie Messung der physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmedium erlaubt.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine optische Indikatorsubstanz, deren optischer Parameter in Abhängigkeit von der sich ändernden physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums variiert, auf einem Trägerelement angeordnet ist. Eine solche optische Indikator-Einheit kann unabhängig von einer Auswerte-Einheit in das Prozessmedium eingebracht werden, so dass auf eine stationäre Installation einer Messsonde, bestehend aus einer Indikator-Einheit und einer Auswerte-Einheit verzichtet werden kann, weshalb auch die Installation von Bypässen entfällt.
-
Vorteilhafterweise besteht das Trägerelement aus einem Fest- oder einem Hohlkörper, dessen Material einer vorgegebenen spezifischen Dichte entspricht, die mit der spezifischen Dichte des zu untersuchenden Prozessmediums korreliert. Die Auswahl der spezifischen Dichte des Materials des Trägerelementes erlaubt ein zuverlässiges Vermischen der optischen Indikator-Einheit mit dem Prozessmedium, wodurch Informationen über die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Prozessmediums aus verschiedensten Bereichen des Prozessmediums erhalten werden. Darüber hinaus ist auch ein Gemisch aus Trägermaterialien mit unterschiedlicher Dichte einsetzbar.
-
In einer Ausgestaltung ist der Hohlkörper gas- oder flüssigkeitsgefüllt. Insbesondere durch die Füllung mit einem Gas oder einer Flüssigkeit, deren spezifische Dichte mit der des Prozessmediums korreliert, lässt sich die optische Indikator-Einheit einfach herstellen.
-
In einer Variante ist der Hohlkörper als gasgefüllter Kunststoffkörper ausgebildet, welcher annähernd dieselbe spezifische Dichte aufweist, wie das zu untersuchende Prozessmedium. Die Bildung des Hohlkörpers aus einem Kunststoff erlaubt eine kostengünstige Herstellung dieser optischen Indikator-Einheit.
-
In einer Weiterbildung ist die optische Indikatorsubstanz in eine Polymerschicht eingebettet, welche die Oberfläche des Trägerelementes bedeckt. Eine solche Polymerschicht erlaubt ein einfaches und haltbares Aufbringen der Indikatorsubstanz auf der Oberfläche des Trägerkörpers, in dem die Indikatorsubstanz fest an das Trägerelement an gebunden ist.
-
Vorteilhafterweise ist die Polymerschicht von einer Schutzhülle umgeben. Eine solche Schutzhülle schützt die Indikatorsubstanz vor schädlichen äußeren Einflüssen, wie mechanischen Beschädigungen, chemischer Zersetzung und Nicht-Zielsubstanzen, welche an der Indikatorsubstanz anbinden können. Außerdem unterbindet diese Schutzschicht die chemische Zersetzung der Polymerschicht.
-
In einer Ausgestaltung ist auf dem Trägerelement eine Referenzsubstanz angeordnet, deren optische Parameter unempfindlich gegenüber der zu bestimmenden physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums sind. Diese Referenzsubstanz, deren optische Eigenschaften unbeeinflusst von der physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums bleibt, erlaubt die Erkennung von Verfälschungen der von der Indikatorsubstanz abgegebenen optischen Signale, da das optische Signal der Indikatorsubstanz auf das optische Signal der Referenzsubstanz normiert werden kann. Dadurch ist auch eine Messung in streuenden oder trüben Prozessmedien, z.B. in Fermentern, möglich. Die Referenzsubstanz kann auch als separate Referenz-Einheit ausgestaltet sein, die gemeinsam mit der oder den Indikator-Einheit(en) in das zu überwachende Prozessmedium eingebracht werden.
-
In einer Variante ist im Inneren des lichtdurchlässig gestalteten Hohlkörpers eine Lichtquelle angeordnet. In zahlreichen Anwendungen ist eine solche zusätzliche Lichtquelle notwendig, um eine optische Auswertung des optischen Parameters der Indikatorsubstanz, wie die Beobachtung des Farbumschlages oder eine Fluoreszenzreaktion, zu ermöglichen.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer physikalisch-chemischen Eigenschaft eines Prozessmediums in einer prozesstechnischen Anlage, umfassend eine in dem Prozessmedium anzuordnende optische Indikator-Einheit und eine, einen optischen Parameter der Indikator-Einheit auswertende Auswerte-Einheit. Bei einer Vorrichtung, welche eine störungs- und bypassfreie Bestimmung der physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums erlaubt, ist die mindestens eine optische Indikator-Einheit gemäß einem der Merkmale der vorliegenden Schutzrechtsanmeldung ausgebildet. Die Bestimmung der physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums ist an vielen Messorten des Messmediums durch Verteilung einer Vielzahl von optischen Indikator-Einheiten im Prozessmedium möglich, wodurch räumlich aufgelöste Informationen über die Eigenschaft des Prozessmediums erhalten werden.
-
Vorteilhafterweise sind die optische Indikator-Einheit und die Auswerte-Einheit als unabhängige Einheiten räumlich getrennt voneinander angeordnet. Die Indikator- Einheiten durchlaufen dabei den Prozess gemeinsam mit dem Prozessmedium und werden am Ende des Produktionsprozesses separiert. Dies kann durch Siebe, Filter oder andere übliche Fest-Flüssig-Trennverfahren erfolgen, während die Auswerte-Einheit örtlich fest installiert ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht in der Möglichkeit der Fernauswertung der Indikator-Einheit, welche keine konstruktive Verbindung zur Auswerte-Einheit aufweist. Aufgrund der separaten Ausgestaltung der optischen Indikator-Einheit und der Auswerte-Einheit voneinander ist eine Bestimmung der physikalisch-chemischen Eigenschaften des Mediums über größere Distanzen möglich und nicht nur auf wandnahe Bereiche eines Prozessbehälters beschränkt. Die Indikator-Einheiten können dabei dauerhaft in einem bestimmten Abschnitt des Prozesses verbleiben.
-
In einer Ausgestaltung ist die Auswerte-Einheit an einer Messarmatur befestigt. Insbesondere, wenn die Indikator-Einheiten den Prozess gemeinsam mit dem Prozessmedium durchlaufen, besteht die Möglichkeit, mehrere Auswerte-Einheiten an verschiedenen Positionen der Messarmaturen zu installieren. Bei der Verwendung in Rohrleitungssystemen, wo an beliebigen Punkten optische Auswertesysteme installiert werden können, kann auf die Installation bzw. Wartung opto-chemischer Sensoren verzichtet werden, da die opto-chemische Trägersubstanz vom eigentlichen Sensor getrennt ist. Durch die Verwendung von verschiedenen fest installierten Auswerte-Einheiten lassen sich die Veränderungen der physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums während des Produktionsprozesses einfach analysieren.
-
In einer Variante weist die Messarmatur eine zumindest teilweise lichtdurchlässige Wandung auf, wobei die Auswerte-Einheit gegenüber der lichtdurchlässigen Wandung außen an der Messarmatur befestigt ist. Durch diese Ausgestaltung ist ein Eingriff in die Messarmatur zur Installation der Auswerte-Einheit nicht notwendig, da die Auswerte-Einheit einfach hinter der fensterähnlichen Öffnung angebracht ist. Diese Ausgestaltung erlaubt die Reduzierung der Herstellungskosten für eine solche Armatur.
-
In einer Ausführungsform weist die Auswerte-Einheit eine Lichtquelle zur Anstrahlung der optischen Indikator-Einheit auf, wobei die Auswerte-Einheit den optischen Parameter der angestrahlten Indikator-Einheit auswertet. Diese Lichtquelle wird bei zahlreichen Anwendungen benötigt, um Fluoreszenzreaktionen anzuregen oder die optische Auswertung in Form der Beobachtung eines Farbumschlages durchzuführen. Die Lichtquelle muss dabei außerhalb des Messprozesses so installiert werden, dass ihr Licht das Prozessmedium bis zur Indikator-Einheit durchdringt. Das Licht kann als gebündelter Strahl, als diffuse Strahlung oder in Form eines Lichtfächers ausgestrahlt werden.
-
In einer Variante ist mindestens eine optische Indikator-Einheit frei beweglich in dem Prozessmedium angeordnet. Die freie Beweglichkeit der optischen Indikator-Einheit im Prozessmedium erlaubt die Auswertung der physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums zu verschiedenen Zeitpunkten des Prozesses. Diese optischen Indikator-Einheiten werden gleichmäßig innerhalb des Prozessmediums verteilt und können mittels nur einer Auswerte-Einheit ausgewertet werden, wodurch sich eine zuverlässige Aussage über den Zustand des gesamten Prozessmediums erzielen lässt.
-
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer physikalisch-chemischen Eigenschaft eines Prozessmediums in einer prozesstechnischen Anlage. Bei einem solchen Verfahren wird eine vorgegebene Menge von optischen Indikator-Einheiten mit den, in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Merkmalen dem Prozessmedium zugeführt, wobei eine Änderung des physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums durch die optische Indikator-Einheit angezeigt und durch eine Auswerteeinheit ausgewertet wird. Die Indikatoreinheiten können regelmäßig erneuert oder zudosiert werden, so dass Probleme herkömmlicher optischer Messsonden wie Bleaching oder Leading der Indikatorsubstanz verhindert werden.
-
In einer Ausgestaltung durchlaufen die optischen Indikator-Einheiten frei beweglich zumindest einen Abschnitt der prozesstechnischen Anlage gemeinsam mit dem Prozessmedium. Dies hat den Vorteil, dass weite Bereiche einer Prozessstrecke auf diese Art und Weise überwacht werden können, ohne dass konstruktiv aufwendige Messeinrichtung über die Prozesstrecke verteilt werden müssen.
-
Vorteilhafterweise werden die optischen Indikator-Einheiten nach Durchlaufen des mindestens einen Abschnittes der prozesstechnischen Anlage aus dem Prozessmedium separiert. Dies ist insbesondere bei der Trinkwasseraufbereitung von Vorteil, da das Trinkwasser vor der Nutzung gereinigt wird und somit gesundheitliche Gefährdungen des Trinkwasserverbrauchers unterbunden werden. Die Abschließende Qualitätskontrolle kann mit Hilfe der Indikator-Einheiten durchgeführt und gegebenenfalls räumlich auf das gesamte Verteilernetz ausgedehnt werden.
-
In einer alternativen Ausführungsform werden die optischen Indikator-Einheiten ortsfest in der prozesstechnischen Anlage positioniert und vom Prozessmedium umströmt. Diese Vorgehensweise ist immer dann vorteilhaft, wenn das Prozessmediums nur an einer bestimmten Position innerhalb der prozesstechnischen Anlage überwacht werden soll.
-
In einer Variante werden die optischen Indikator-Einheiten in einem ortfest installierten Behältnis angeordnet. Dabei wird nur an dieser Stelle der prozesstechnischen Anlage eine Auswerte-Einheit zur Fernauswertung benötigt, was die Kosten des Prozesses reduziert.
-
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zwei davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
-
Es zeigt:
-
1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Indikator-Einheit,
-
2: ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Indikator-Einheit,
-
3: Anwendung der erfindungsgemäßen optischen Indikator-Einheit in einem Trinkwasserverteilungsnetz.
-
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
In 1 ist eine optische Indikator-Einheit 1 dargestellt. Die Indikator-Einheit 1 besteht aus einem als Kugel ausgebildeten Trägerelement 2, welches als Kunststoff-Hohlkörper realisiert ist, wobei auf der Oberfläche des Trägerelementes 2 eine Polymerschicht 3 aufgebracht ist, in welcher mehrere Indikatorsubstanzen 4 angeordnet sind. Die Polymerschicht 3 ist dabei zum Schutz vor chemischer Zersetzung von einer Schutzhülle 5 umgeben. Die Indikatorsubstanz 4 kann auch im Bulk immobilisiert werden, beispielsweise eine O2-sensitive Indikatorsubstanz in Silikon-Mikrobeads.
-
Bei den Indikatorsubstanzen 4 handelt es sich um Moleküle, die bei Änderung der physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums ihren Farbumschlag ändern oder bei der Änderung einer physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums, wie z.B. der Konzentration von gelöstem Sauerstoff, zu einer charakteristischen Änderung der Absorption oder Emission einer bestimmten Wellenlänge führen. Beispiele für andere Eigenschaften des Prozessmediums, welche mittels der Indikator-Einheit 1 detektiert werden können, sind Temperatur, Druck, pH-Wert, Stoffkonzentration oder Phasengrenzen.
-
Im Inneren ist das als Hohlkörper ausgeführte Trägerelement 2 mit einem Gas gefüllt. Die spezifische Dichte des gasgefüllten Hohlkörpers entspricht der spezifischen Dichte des zu untersuchenden Prozessmediums. Weiterhin kann im Inneren dieses Trägerelementes 2 eine Lichtquelle 6, vorzugsweise eine LED, angeordnet sein, die eine separate Energieversorgung aufweist. Mittels einer solchen separaten Energieversorgung erfolgt die Anregung der optischen Eigenschaften der optischen Indikator-Einheit 1 mit einer speziellen Anregungswellenlänge, welche durch eine nicht weiter dargestellte Auswerte-Einheit ausgewertet wird. Alternativ sind auch Polymere-Mikrobeads als Trägerelemente 2 einsetzbar.
-
In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer optischen Indikator-Einheit 7 dargestellt, die identisch zu der in 1 beschriebenen Indikator-Einheit 1 aufgebaut ist. Zusätzlich zu den Indikatorsubstanzen 4 sind in der Polymerschicht Referenzsubstanzen 8 angeordnet. Solche Referenzsubstanzen 8 werden vorzugsweise mit der gleichen Wellenlänge des Lichtes angeregt, verändern aber ihren optischen Parameter nicht in Abhängigkeit der physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums. Mit Hilfe dieser Referenzsubstanzen 8 lässt sich das, durch das Licht angeregte optische Erscheinungsbild der Indikator-Einheit 7 von der nicht weiter dargestellten Auswerte-Einheit dahingehend bewerten, ob und in welchem Maße durch das Prozessmedium Licht absorbiert wird. Somit kann das von der Indikatorsubstanz 4 abgegebenen optische Erscheinungsbild mit dem von den Referenzsubstanzen 8 gegebenen optischen Erscheinungsbild verglichen und normiert werden. Dies führt zu einer genauen Information über die physikalisch-chemische Eigenschaft des Prozessmediums, welche ausgewertet werden soll.
-
Die Referenzsubstanz 8 kann auch benötigt werden, um die „optisch verfügbare Menge“ am im Erfassungsbereich der Auswerte-Einheit vorhandenen Indikator-Einheiten 1 zu bestimmen. So kann beispielsweise bei Verwendung eines Fluoreszenz-Indikators ohne Referenzsubstanz nicht unterschieden werden, ob gerade wenige Indikator-Einheiten 1 vorhanden sind oder ob sich die Fluoreszenz-Intensität der Indikator-Einheit 1 verändert hat.
-
Die Auswertung der Veränderungen des optischen Erscheinungsbildes, also eines optischen Parameters, der Indikatorsubstanz 4, welches durch eine externe oder eine interne Lichtquelle angeregt wird, kann einmal visuell oder über die schon erwähnte Auswerte-Einheit erfolgen. Die Auswerte-Einheit ist dabei als Spektrometer, digitale Bildanalyse oder Photometer ausgebildet. Genauso ist die Verwendung von Photozellen, Photowiderständen oder Halbleiterdetektoren möglich.
-
Es ist festzustellen, dass die Gestalt der Indikatoreinheit 1, 7 nicht auf eine Ausgestaltung als Kugeln beschränkt ist, sondern auch andere Geometrien, wie Würfel oder Vielecke, verwendet werden können, wobei die Größe der Indikator-Einheiten 1, 7 je nach Anwendungsfall von 1 µm bis 50 cm betragen kann.
-
Eine oder mehrere Indikator-Einheiten 1, 7 werden zur Bestimmung der physikalisch-chemischen Eigenschaft des Prozessmediums diesem direkt zugegeben. Dabei sind in prozesstechnischen Anlagen verschiedene Vorgehensweisen denkbar. Die Indikator-Einheiten 1, 7 können im Prozessmedium frei beweglich sein und auf Grund dessen, dass die spezifische Dichte des Trägerelementes 2 vorteilhafterweise gleich der spezifischen Dichte des Prozessmediums ist, annähernd gleichmäßig in diesem verteilt werden. Die Indikator-Einheiten 1, 7 durchlaufen den Prozess gemeinsam mit dem Prozessmedium und werden am Ende des Produktionsprozesses separiert. Dies kann durch Siebe, Filter oder andere übliche Fest-Flüssig-Trennverfahren erfolgen. Der Vorteil dieser Variante besteht in der Möglichkeit der Fernauswertung der Indikator-Einheit 1, 7. Beispielsweise kann das optische Erscheinungsbild der Indikator-Einheit 1, 7 visuell durch ein einfaches Schauglas ausgewertet werden, welches in der nicht weiter dargestellten Prozessarmatur ausgebildet ist. Alternativ ist die Auswerte-Einheit außen an der Prozessarmatur hinter dem Schauglas installiert, wobei die Auswerte-Einheit eine externe Lichtquelle aufweisen kann, die Licht einer bestimmten Anregungswellenlänge durch das Schauglas in das Prozessmedium sendet und dort eine Beleuchtung der Indikator-Einheiten 1, 7 erlaubt. Somit erlaubt die Verwendung nur einer Auswerteeinheit die Auswertung des optischen Erscheinungsbildes einer Vielzahl von Indikator-Einheiten 1, 7.
-
Die Indikator-Einheiten 1, 7 können auch dauerhaft in einem bestimmten Abschnitt des Prozesses, z.B. in einem bestimmten Becken oder Fermenter, verbleiben. Eine geeignete Vorrichtung, wie beispielsweise ein Überlauf oder ein Sieb, hindern die Indikator-Einheiten 1, 7 daran, in den nächsten Prozessabschnitt zu gelangen.
-
Alternativ ist es möglich, dass die Indikator-Einheiten 1, 7 an definierten Positionen im Prozess fixiert werden. Somit kann z.B. eine Indikator-Einheit 1, 7 direkt an einem Rührwerk des Prozesses, beispielsweise in einem Fermenter, installiert werden, wobei die Auswerte-Einheit demgegenüber an einer Behälterwand fest installiert ist. In einer Ausführung kann die Indikator-Einheit 1 auch als Ring oder Folie ausgebildet sein. Die eingesetzte Indikator-Einheit 1, 7 kann dabei einem Durchmesser von bis zu 50 cm aufweisen. Der Vorteil dieser Anordnung besteht ebenfalls in einer Fernauswertung, wobei die Auswerte-Einheit jedes Mal, wenn die Indikator-Einheit 1, 7 die Auswerte-Einheit passiert, das von der Indikator-Einheit 1, 7 angenommene optische Erscheinungsbild einem bestimmten Messwert oder Messbereich eines optischen Parameters zuordnet. Daraus werden Rückschlüsse auf die physikalisch-chemische Eigenschaft des Prozessmediums gezogen.
-
Insbesondere bei der Verwendung dieser Indikator-Einheiten 1, 7 in Rohrleitungssystemen wird es ermöglicht, dass an beliebigen Punkten optische Auswertesysteme installiert werden können, ohne dass hier vor Ort sensorische Komponenten installiert bzw. gewartet werden müssen. Dies soll an einem Trinkwasserverteilungsnetz 9 im Zusammenhang mit 3 erläutert werden. Das Trinkwasserverteilungsnetz 9 umfasst drei Hauptbereiche A, B, C. Im Hauptbereich A wird das Trinkwasser gewonnen. Im Hauptbereich B erfolgt eine Verteilung des Trinkwassers, während die Nutzung des Trinkwassers im Hauptbereich C vorgenommen wird. Der Hauptbereich A der Trinkwassergewinnung besteht aus einer Wasserbehandlung 10 sowie einem Speicher 11, welcher in einer Abzweigung hinter der Wasserbehandlung 10 angeordnet ist. Eine Pumpstation 12, welche zwischen der Wasserbehandlung 10 und dem Speicher 11 angeordnet ist, pumpt das Trinkwasser in Richtung des zweiten Hauptbereiches B der Trinkwasserverteilung, wobei am Eingang des zweiten Hauptbereiches B eine Einheit 13 zur Zudosierung der Indikator-Einheiten 1, 7 angeordnet ist.
-
Zwischen den einzelnen Komponenten Wasserbehandlung 10, Speicher 11, Pumpstation 12 und Einheit 13 zur Zudosierung der Indikator-Einheiten 1, 7 sind im Hauptbereich A Messpunkte M für eine hochpräzise Analytik zur Feststellung der Qualität des Trinkwassers vorgesehen. Hinter der Einheit 13 zur Zudosierung der Indikator-Einheiten 1, 7 verzweigt sich der Hauptbereich B der Trinkwasserverteilung in Richtung des Hauptbereiches C der Trinkwassernutzung in verschiedene Teilbereiche, welche neben Haushalten 14 auch eine Trinkwasserbevorratung 15 aufweisen. Dabei können zwischen der Einheit 13 zur Zudosierung der Indikator-Einheiten 1, 7 und den Haushalten 14 bzw. der Trinkwasserbevorratung 15 in dem zweiten Hauptbereich B beliebig viele Qualitätskontrollstellen, die als optische Auswerte-Einheit 16 ausgebildet sind, zur Überprüfung der Qualität des Trinkwassers vorgesehen werden. Diese optischen Auswerte-Einheiten 16 bewerten die Qualität des Trinkwassers anhand des optischen Erscheinungsbildes der in dem Trinkwasser vorhandenen Indikator-Einheiten 1, 7.
-
Bevor das Trinkwasser die Haushalte 14 und die Trinkwasserbevorratung 15 erreicht, werden die optischen Indikator-Einheiten 1, 7 durch ein Filtersystem 17 geleitet, welches die optischen Indikator-Einheiten 1, 7 aus dem Trinkwasser entfernt. Die optischen Indikator-Einheiten 1, 7 werden separiert und erreichen somit nicht die Haushalte 14.
-
Die zwischen der Einheit 13 der Zudosierung der Indikator-Einheiten 1, 7 und den Filtersystemen 17 zur Beobachtung der Indikator-Einheiten 1, 7 angeordneten optischen Auswerte-Einheiten 16 lassen sich preisgünstig herstellen und mit wenig Aufwand installieren. Durch diese Anordnung kann rechtzeitig festgestellt werden, wenn das Trinkwasser auf dem Weg von der Trinkwassergewinnung zur Trinkwassernutzung mit Verunreinigungen kontaminiert wird.
-
Bei der Überwachung der Trinkwasserqualität in Trinkwasserverteilungsnetzen 9 ergeben sich durch die Anwendung der erläuterten Indikator-Einheiten 1, 7 folgende Vorteile. So ist die Verweildauer der Indikator-Einheiten 1, 7 im Trinkwassersystem verhältnismäßig kurz, so dass die bei dieser Anwendung üblichen Schwierigkeiten mit notwendigen Langzeitstabilitäten von Messsystemen, die eine Installation von Qualitätskontrollpunkten bislang verhindert haben, bzw. nur unter erhöhtem Wartungsaufwand möglich waren, eliminiert werden. Vor Ort wird in den Qualitätskontrollpunkten nur eine optische Auswerte-Einheit 16 benötigt, jedoch kein Analysesensor. Dies verringert den Installations- und Wartungsaufwand solcher Qualitätskontrollpunkte zusätzlich.
-
Die erläuterte erfindungsgemäße Lösung ist aber nicht auf Trinkwasserverteilungsnetze beschränkt. So gibt es neben diesen Trinkwasserverteilungsnetzen weitere Anwendungsmöglichkeiten, wie in der Pharmazie oder bei der Lebensmittelproduktion. Je nach Anwendungsfall verändert sich auch die Größe der optischen Indikator-Einheiten 1, 7, welche zwischen 1 µm bis zu 50 cm groß sein können. Da diese optischen Indikator-Einheiten 1, 7 gut zu sterilisieren sind, ist für zahlreiche Anwendungsfälle eine wiederholter Einsatz möglich.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
