DE102016108626A1 - Sensor window device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensorfenstervorrichtung mit einem Gehäuse mit einer Messfensteraufnahmefläche, das einen Hohlraum zur Aufnahme eines Sensor aufweist, wobei ein Messkanal vorgesehen ist, welcher den Hohlraum mit einer in der Messfensteraufnahmefläche angeordneten Fensteröffnung verbindet, wobei die Fensteröffnung mit einem Messfenster verschlossen ist. Solche Sensorfenstervorrichtung sind bekannt und werden bspw. bei der Wasseraufbereitung mittels UV-Licht eingesetzt.The present invention relates to a sensor window device having a housing with a measuring window receiving surface, which has a cavity for receiving a sensor, wherein a measuring channel is provided, which connects the cavity with a window opening arranged in the measuring window receiving surface, wherein the window opening is closed with a measuring window. Such Sensorfenstervorrichtung are known and are used, for example. In water treatment by means of UV light.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorfenstervorrichtung mit einem Gehäuse mit einer Messfensteraufnahmefläche, das einen Hohlraum zur Aufnahme eines Sensor aufweist, wobei ein Messkanal vorgesehen ist, welcher sich von dem Hohlraum bis zur Messfensteraufnahmefläche erstreckt, wobei der Messkanal mit einem Messfenster verschlossen ist. Solche Sensorfenstervorrichtungen sind bekannt und werden bspw. bei der Wasseraufbereitung mittels UV-Licht eingesetzt.The present invention relates to a sensor window device having a housing with a measuring window receiving surface, which has a cavity for receiving a sensor, wherein a measuring channel is provided, which extends from the cavity to the measuring window receiving surface, wherein the measuring channel is closed with a measuring window. Such sensor window devices are known and are used, for example, in water treatment by means of UV light.
Energiereiches ultraviolettes Licht im Wellenlängenbereich von 240 bis 290 nm wird bereits seit etlichen Jahren zur Desinfektion von Wasser verwendet. Die UV-Bestrahlung tötet pathogene Mikroorganismen chemiefrei ab. Um die Wirksamkeit des Verfahrens zu gewährleisten, ist eine regelmäßige oder sogar kontinuierliche Überwachung der UV-Intensität notwendig. Im Laufe des Betriebs kann es nämlich zu einer Alterung des UV-Strahlers oder einer Verschmutzung des Strahlerschutzrohres kommen, wodurch die Intensität der UV-Strahlung reduziert wird. Unterschreitet die Intensität der UV-Strahlung jedoch einen vorgegebenen Grenzwert, ist nicht mehr gewährleistet, dass das behandelte Wasser vollständig desinfiziert worden ist.High-energy ultraviolet light in the wavelength range of 240 to 290 nm has been used for disinfecting water for several years. The UV radiation kills pathogenic microorganisms without chemicals. To ensure the effectiveness of the procedure, regular or even continuous monitoring of the UV intensity is necessary. In the course of operation, it can namely come to an aging of the UV lamp or contamination of the lamp protection tube, whereby the intensity of the UV radiation is reduced. However, if the intensity of the UV radiation falls below a predetermined limit value, it can no longer be guaranteed that the treated water has been completely disinfected.
Für die Behandlung des Wassers mit UV-Strahlung wird dieses bspw. durch ein entsprechendes Rohr geführt, in dem der UV-Strahler angeordnet ist. Um die Intensität der UV-Strahlung zu messen, ist es daher notwendig, mit einem UV-Sensor die UV-Strahlung im Rohr zu messen. Allerdings kann der UV-Sensor nicht in der Flüssigkeit angeordnet werden. Er muss daher außerhalb des Rohres positioniert werden. Typischerweise ist das Rohr jedoch aus einem für UV-Strahlung undurchsichtigen Material, wie z.B. Metall. Daher werden Sensorfenstervorrichtungen oder auch Messfenstertuben in entsprechende Gewindebohrungen in dem wasserführenden Rohr eingebracht oder an dieses angeflanscht. Die bekannten Sensorfenstervorrichtungen bestehen im Wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Gehäuse, dessen eines Ende mit Hilfe eines Sensorfensters verschlossen ist. Das Messfenster kann prinzipiell aus jedem beliebigem Material sein, solange es für die zu detektierende Strahlung transparent ist. Ist die Sensorfenstervorrichtung für einen UV-Sensor vorgesehen, so muss das verwendete Sensorfenster für UV-Strahlung transparent sein, um eine Messung der UV-Intensität zu ermöglichen.For the treatment of water with UV radiation this example. Is passed through a corresponding tube in which the UV lamp is arranged. In order to measure the intensity of the UV radiation, it is therefore necessary to measure the UV radiation in the tube with a UV sensor. However, the UV sensor can not be placed in the liquid. It must therefore be positioned outside the tube. Typically, however, the tube is made of a UV-opaque material, such as e.g. Metal. Therefore, sensor window devices or also measuring window tubes are introduced into corresponding threaded holes in the water-carrying pipe or flanged to this. The known Sensorfenstervorrichtungen consist essentially of a hollow cylindrical housing, one end of which is closed by means of a sensor window. The measuring window can, in principle, be made of any material as long as it is transparent to the radiation to be detected. If the sensor window device is provided for a UV sensor, then the sensor window used for UV radiation must be transparent in order to allow a measurement of the UV intensity.
Für die Messung wird dann ein entsprechender Sensor in das Gehäuse eingeschoben, so dass die durch das Messfenster austretende Strahlung erfasst werden kann.For the measurement, a corresponding sensor is then inserted into the housing, so that the radiation emerging through the measuring window can be detected.
Bei den bekannte Messfenstertuben, bei denen das Gehäuse tubusförmig ist, wird in der Regel das Messfenster stirnseitig auf den Messfenstertubus gelegt und dann unter Zwischenlage eines O-Rings mit Hilfe eines Überwurfgewinderings, der in ein Außengewinde am Messfenstertubus eingreift.In the case of the known measuring window tubes, in which the housing is tubular, the measuring window is usually placed on the front side of the measuring window tube and then with the interposition of an O-ring by means of a union threaded ring, which engages in an external thread on the measuring window.
Diese Ausführungsform hat zwei entscheidende Nachteile. Zum einen stehen konstruktionsbedingt sowohl der O-Ring als auch ein Teil des Überwurfgewinderings über die Fläche des Messfensters vor, sodass zumindest dann, wenn der Sensorfenstervorrichtung derart verwendet wird, dass das Messfenster nach unten zeigt, sich Luft bzw. Luftblasen vor dem Messfenster sammeln können und die Messung beeinflussen kann.This embodiment has two major disadvantages. On the one hand, both the O-ring and a part of the threading ring are structurally over the surface of the measuring window, so that at least when the sensor window device is used so that the measuring window facing down, air or air bubbles can accumulate in front of the measuring window and can affect the measurement.
Zudem ist bei dieser Ausführungsform das Messfenster nicht fixiert, sondern durch den Überwurfgewindering und den zwischengelagerten O-Ring lediglich gegen herausfallen gesichert. Kommt es daher zu Druckschwankungen innerhalb der zu reinigenden Flüssigkeit, kann sich das Messfenster relativ zum Gehäuse etwas bewegen, mit der Folge, dass Feuchtigkeit in den Hohlraum eindringen und die Messung verfälschen kann.In addition, in this embodiment, the measuring window is not fixed, but secured by the Überwurfgewindering and the intermediate O-ring only against falling out. If, therefore, there are pressure fluctuations within the liquid to be cleaned, the measuring window can move somewhat relative to the housing, with the result that moisture can penetrate into the cavity and falsify the measurement.
Bei den bekannten Messfenstertuben ist eine durchgehende Bohrung vorgesehen, die dann den Hohlraum, den Messkanal und einen Sensorkanal zur Zuführung eines Sensors in den Hohlraum bildet. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. So müssen z. B. Sensorkanal und Messkanal nicht koaxial zueinander ausgerichtet sein, sondern könnten einen Winkel kleiner als 180° einschließen.In the known measuring window tubes a continuous bore is provided, which then forms the cavity, the measuring channel and a sensor channel for feeding a sensor into the cavity. However, this is not essential. So z. B. sensor channel and measuring channel should not be aligned coaxially to each other, but could include an angle less than 180 °.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Sensorfenstervorrichtung bereitzustellen, der die beschriebenen Nachteile zumindest verringert.Starting from the described prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a sensor window device which at least reduces the described disadvantages.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Messfenster zumindest abschnittsweise mit der Messfensteraufnahmefläche bündig abschließt oder über diese vorsteht.This object is achieved in that the measuring window is at least partially flush with the measuring window receiving surface or projecting beyond this.
Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass sich beim Überkopfeinbau, d.h. dann, wenn das Messfenster nach unten zeigt, kein nur einseitig offener Raum vor dem Messfenster bildet, in dem Luftblasen gefangen werden können.This measure ensures that the overhead installation, i. then, when the measurement window is facing down, does not form a single-sided open space in front of the measurement window, in which air bubbles can be trapped.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Haltevorrichtung vorgesehen, welche eine formschlüssige Verbindung zwischen Gehäuse und Messfenster bereitstellt.In a preferred embodiment, a holding device is provided, which provides a positive connection between the housing and measuring window.
Diese Haltevorrichtung stellt sicher, dass das Messfenster nicht ohne Deaktivierung bzw. Demontage der Haltevorrichtung vom Gehäuse entfernt werden kann.This holding device ensures that the measuring window is not without deactivation or Disassembly of the holding device can be removed from the housing.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Haltevorrichtung aus demselben Material wie die Messfensteraufnahmefläche hergestellt und vorzugsweise einstückig mit der Messfensteraufnahmefläche ausgebildet. Es ist auch möglich, dass Gehäuse, Messfensteraufnahmefläche und Haltevorrichtung aus demselben Material und einstückig ausgebildet sind.In a particularly preferred embodiment, the holding device is made of the same material as the measuring window receiving surface and preferably formed integrally with the measuring window receiving surface. It is also possible that housing, measuring window receiving surface and holding device made of the same material and are integrally formed.
Beispielsweise kann die Haltevorrichtung mindestens eine Lasche aufweisen, welche zwischen zwei Positionen hin und her bewegbar ist. Dabei ist in Richtung einer Normalen zu dem Messfenster in der ersten Position das Messfenster zwischen Lasche und Gehäuse angeordnet und in der zweiten Position nicht. Ist die Lasche in der zweiten Position besteht somit keine formschlüssige Verbindung zwischen Messfenster und Gehäuse, sodass das Messfenster vom Gehäuse entfernt oder mit diesem in Kontakt gebracht werden kann. Wird die Lasche dann in die erste Position bewegt, so kommt es zu einer formschlüssigen Verbindung und das Messfenster kann nicht mehr vom Gehäuse entfernt werden.For example, the holding device may comprise at least one tab, which is movable between two positions back and forth. In this case, in the direction of a normal to the measuring window in the first position, the measuring window is arranged between the tab and the housing and not in the second position. If the tab in the second position is thus no positive connection between the measuring window and housing, so that the measuring window can be removed from the housing or brought into contact with this. If the flap is then moved to the first position, then there is a positive connection and the measuring window can not be removed from the housing.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Haltevorrichtung drei Laschen auf. Die entsprechenden Laschen können bspw. äquidistant, d.h. mit einem Umfangswinkel von 120° neben dem äußeren Rand eines kreisförmigen Messfensters angeordnet sein.In a particularly preferred embodiment, the holding device has three tabs. The corresponding tabs may, for example, be equidistant, i. be arranged with a circumferential angle of 120 ° adjacent to the outer edge of a circular measuring window.
Grundsätzlich wäre es möglich, dass die Lasche über ein Gelenk mit dem Gehäuse verbunden ist. Mit Vorteil ist dieses Gelenk ein Festkörpergelenk, wobei die Lasche derart ausgebildet ist, dass sie bei der Bewegung zwischen den beiden Positionen plastisch verformt wird. So könnte bspw. das Gehäuse mit den entsprechenden Laschen derart hergestellt werden, dass die Laschen in der zweiten Position sind, sodass das Messfenster mit dem Gehäuse in Eingriff gebracht werden kann. Sobald das Messfenster am Gehäuse anliegt, können die Laschen dann umgebogen werden, sodass sie in der ersten Position sind und eine formschlüssige Verbindung zwischen Messfenster und Gehäuse bereitstellen.In principle, it is possible that the tab is connected via a hinge to the housing. Advantageously, this joint is a solid-state joint, wherein the tab is designed such that it is plastically deformed during the movement between the two positions. Thus, for example, the housing could be made with the corresponding tabs such that the tabs are in the second position so that the measurement window can be brought into engagement with the housing. Once the measurement window abuts the housing, the tabs can then be bent over so that they are in the first position and provide a positive connection between the measurement window and the housing.
In der Regel wird die Lasche nur bei der Montage von der zweiten in die erste Position gebracht. Es ist meist nicht erforderlich, dass die Lasche jemals wieder in die die zweite Position gebracht wird. In general, the tab is brought only during assembly from the second to the first position. It is usually not necessary that the tab is ever brought back into the second position.
Grundsätzlich wäre es möglich, den Sensor bei abmontiertem Messfenster in den Hohlraum einzubringen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass der Sensorfenstervorrichtung einen Sensorkanal hat, welcher den Hohlraum mit einer Sensoröffnung verbindet, durch welche ein Sensor in den Hohlraum eingeschoben werden kann. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der Sensor getauscht werden kann, ohne dass das Messfenster gelöst werden muss und ohne dass eine Verbindung zu dem zu desinfizierenden Wasser in der Trinkwasseraufbereitungsanlage geöffnet werden muss. Beispielsweise kann die Sensorfenstervorrichtung eine Durchgangsbohrung aufweisen, die Messkanal, Sensorkanal und Hohlraum bildet.In principle, it would be possible to introduce the sensor into the cavity with the measuring window removed. In a preferred embodiment, however, it is provided that the sensor window device has a sensor channel which connects the cavity with a sensor opening, through which a sensor can be inserted into the cavity. This measure has the advantage that the sensor can be replaced without the measurement window must be solved and without a connection to the water to be disinfected in the drinking water treatment plant must be opened. For example, the sensor window device may have a through hole that forms the measurement channel, sensor channel and cavity.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Messkanal als Stufenbohrung ausgebildet ist mit einem Abschnitt mit größerem Innendurchmesser und einem Abschnitt mit kleinerem Innendurchmesser, wobei der Abschnitt mit größerem Innendurchmesser näher an der Messfensteraufnahmefläche angeordnet ist als der Abschnitt mit kleinerem Innendurchmesser, wobei das Messfenster in dem Abschnitt mit größerem Innendurchmesser eingesetzt ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen Messfenster und Abschnitt mit größerem Innendurchmesser ein erster O-Ring angeordnet ist, wobei vorzugsweise der Abschnitt mit größerem Innendurchmesser eine umlaufende Rille zur Aufnahme des ersten O-Rings aufweist.In a further preferred embodiment, it is provided that the measuring channel is formed as a stepped bore having a portion with a larger inner diameter and a smaller inner diameter portion, wherein the larger inner diameter portion is arranged closer to the measuring window receiving surface than the smaller inner diameter portion, wherein the measuring window is inserted in the section with a larger inner diameter. In a further preferred embodiment, it is provided that a first O-ring is arranged between the measuring window and the portion with a larger inner diameter, wherein preferably the portion with a larger inner diameter has a circumferential groove for receiving the first O-ring.
Des Weiteren kann ein zweiter O-Ring an der Stufe zwischen Abschnitt mit größerem Innendurchmesser und Abschnitt mit kleinerem Innendurchmesser angeordnet sein, wobei der zweite O-Ring zwischen Messfenster und Stufe angeordnet ist. Selbstverständlich kann auch nur der zweite O-Ring vorgesehen sein und auf den ersten O-Ring verzichtet werden. Vorzugsweise entspricht der Innendurchmesser des zweiten O-Rings in etwa dem Innendurchmesser des Abschnittes mit kleinerem Innendurchmesser und der Außendurchmesser des zweiten O-Rings entspricht in etwa dem Innendurchmesser des Abschnittes mit größerem Innendurchmesser.Further, a second O-ring may be disposed at the step between the larger inner diameter portion and the smaller inner diameter portion with the second O-ring disposed between the measuring window and the step. Of course, only the second O-ring can be provided and dispensed with the first O-ring. Preferably, the inner diameter of the second O-ring is approximately equal to the inner diameter of the smaller inner diameter portion, and the outer diameter of the second O-ring is approximately equal to the inner diameter of the larger inner diameter portion.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie der zugehörigen Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and the accompanying figures. Show it:
Ein Sensor (nicht gezeigt) kann über den Sensorkanal
Die Durchgangsbohrung ist hier als Stufenbohrung ausgeführt, d.h. sie hat einen Abschnitt
Des Weiteren erkennt man zwei Laschen
In
Zur Befestigung des Sensorfensters
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gehäuse casing
- 22
- Sensorkanal sensor channel
- 33
- Messkanal measuring channel
- 44
- zwei Laschen two tabs
- 55
- Abschnitt mit kleinerem Innendurchmesser Smaller inner diameter section
- 66
- Abschnitt mit größerem Innendurchmesser Larger inside diameter section
- 77
- umlaufende Rille circumferential groove
- 88th
- Außengewinde external thread
- 99
- Ausnehmung recess
- 1010
- Sensorfenster sensor window
- 1111
- erster O-Ring first O-ring
- 1212
- zweiter O-Ring second O-ring
- 1313
- Umbiegestempel Umbiegestempel
- 1414
- Wulst bead
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