DE102020134771A1 - Trübungssensor - Google Patents

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Manon DRUI
Vincent Risch
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Buerkert Werke GmbH and Co KG
Burkert SAS
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Buerkert Werke GmbH and Co KG
Burkert SAS
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Abstract

Ein Trübungssensor (10) hat ein Gehäuse (12), eine Küvette (18) für ein Probenmedium, eine Beleuchtungseinrichtung (20), einen Lichtsensor (21), ein Trocknungsmittel (50) und ein Kammersystem (54). Das Kammersystem (54) umfasst einen zentralen Aufnahmeraum (28), in dem die Küvette (18) angeordnet ist, eine Beleuchtungskammer (42), an die die Beleuchtungseinrichtung (20) angrenzt, zumindest eine Sensorkammer (44, 46), an die der Lichtsensor (21) angrenzt, und eine Trockenkammer (52), in der das Trocknungsmittel (50) angeordnet ist. Dabei sind die Beleuchtungskammer (42), die zumindest eine Sensorkammer (44, 46) und die Trockenkammer (52) jeweils mit dem zentralen Aufnahmeraum (28) strömungsmäßig verbunden. Das Kammersystem (54) ist hierbei als passives, pumpenfreies System ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Trübungssensor mit einem Gehäuse, einer Küvette für ein Probenmedium, einer Beleuchtungseinrichtung, einem Lichtsensor, einem Trocknungsmittel und einem Kammersystem.
  • Trübungssensoren zum Ermitteln der Trübung bzw. Turbidität eines Probenmediums sind bekannt.
  • Das Probenmedium wird hierzu mit einer definierten Lichtstärke beleuchtet und, je nach Messaufbau, das transmittierte und/oder reflektierte Licht mit Lichtsensoren gemessen. Die Luftfeuchtigkeit hat einen wesentlichen Einfluss auf die Güte der Messung, da Glasflächen im Strahlengang beschlagen und dadurch die Messung verfälschen können. Um die Luftfeuchtigkeit im Strahlengang gering zu halten, weisen Trübungssensoren daher üblicherweise einen Trockenkreislauf auf. Dabei wird die Luft in einem Kammersystem, das den Strahlengang umfasst, mittels einer Pumpe umgewälzt und an einem Trocknungsmittel vorbei geleitet, der der Luft Feuchtigkeit entzieht und somit die Luftfeuchtigkeit senkt.
  • Der Trockenkreislauf benötigt jedoch wertvollen Bauraum. Ferner ist zum Betrieb der Pumpe Energie erforderlich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Trübungssensor bereitzustellen, der kompakt aufgebaut ist und energiesparend betrieben werden kann.
  • Zur Lösung der Aufgabe ist ein Trübungssensor mit einem Gehäuse, einer Küvette für ein Probenmedium, einer Beleuchtungseinrichtung, einem Lichtsensor, einem Trocknungsmittel und einem Kammersystem vorgesehen. Das Kammersystem umfasst einen zentralen Aufnahmeraum, in dem die Küvette angeordnet ist, eine Beleuchtungskammer, an die die Beleuchtungseinrichtung angrenzt, zumindest eine Sensorkammer, an die der Lichtsensor angrenzt, und eine Trockenkammer, in der das Trocknungsmittel angeordnet ist. Die Beleuchtungskammer, die zumindest eine Sensorkammer und die Trockenkammer sind hierbei jeweils mit dem zentralen Aufnahmeraum und somit über diesen untereinander strömungsmäßig verbunden. Dabei ist das Kammersystem als passives, pumpenfreies System ausgebildet, in dem im Betrieb ein Luftaustausch zwischen den Kammern ausschließlich passiv erfolgt, insbesondere durch Konvektion. Mit anderen Worten, der Trübungssensor weist keine Einrichtung, wie eine Pumpe, zum aktiven Umwälzen der Luft im Kammersystem auf.
  • Im Sinne der Erfindung ist ein Trocknungsmittel ein Stoff, der die Eigenschaft hat, Feuchtigkeit aus der Luft zu binden bzw. der Luft Feuchtigkeit zu entziehen.
  • Es wurde erkannt, dass mit einem derartigen passiven Lufttrocknungssystem die Luftfeuchtigkeit im Kammersystem ausreichend niedrig gehalten werden kann. Überraschend ist dabei, dass das Volumen des Kammersystems durch den Wegfall eines Kreislaufsystems so weit verkleinert werden kann, dass die reine Anwesenheit des Trocknungsmittels im Kammersystem die Luftfeuchtigkeit im gesamten Kammersystem effektiv reduziert, auch ohne eine aktive Umwälzung der Luft im Kammersystem. Auf diese Weise kann der Trübungssensor besonders kompakt gestaltet sein. Ferner ist der Trübungssensor besonders energiesparend, da keine Energie zum aktiven Umwälzen der Luft im Kammersystem aufgewendet werden muss.
  • Insbesondere weist das Kammersystem nur eine einzige Trockenkammer mit dem Trocknungsmittel auf. Das heißt, das Trocknungsmittel ist nur an einer einzigen Stelle im Kammersystem angeordnet.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die Beleuchtungskammer, die zumindest eine Sensorkammer und die Trockenkammer jeweils über einen eigenen Verbindungskanal direkt mit dem zentralen Aufnahmeraum strömungsmäßig verbunden. Somit ist die Trockenkammer über den Aufnahmeraum jeweils direkt mit der Beleuchtungskammer und der zumindest einen Sensorkammer verbunden, so dass der entsprechende Verbindungsweg von der Beleuchtungskammer und der zumindest einen Sensorkammer zur Trockenkammer jeweils besonders kurz ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Trocknungsmittel die Luftfeuchtigkeit im gesamten Strahlengang effektiv gering hält bzw. reduziert. Der Strahlengang umfasst dabei die Beleuchtungskammer, die zumindest eine Sensorkammer und den zentralen Aufnahmeraum sowie die entsprechenden Verbindungskanäle zwischen diesen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Trockenkammer über einen einzigen Verbindungskanal mit dem zentralen Aufnahmeraum strömungsmäßig verbunden, wodurch das Kammersystem besonders einfach gestaltet ist und der Trübungssensor besonders kostengünstig hergestellt werden kann.
  • Hierbei kann der Verbindungskanal, der die Trockenkammer mit dem zentralen Aufnahmeraum strömungsmäßig verbindet, die insgesamt einzige strömungsmäßige Verbindung zur Trockenkammer bilden. Hierdurch ist das Volumen des Kammersystem besonders klein, so dass mit dem passiven Lufttrocknungssystem die Luftfeuchtigkeit im Kammersystem zuverlässig auf einem Niveau gehalten werden kann, das Trübungsmessungen nicht wesentlich beeinträchtigt.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass im zentralen Aufnahmeraum ein ringförmiger Zwischenraum ausgebildet ist, der die Küvette ringförmig umgibt, und über den die Beleuchtungskammer und die zumindest eine Sensorkammer mit der Trockenkammer strömungsmäßig verbunden sind. Der ringförmige Zwischenraum gewährleistet eine besonders homogene Verteilung der Feuchtigkeit im Kammersystem, wodurch das Trocknungsmittel der Luft besonders effektiv Luftfeuchtigkeit entziehen kann.
  • In einer Ausführungsform hat der zentrale Aufnahmeraum eine Längsachse, wobei eine Ebene, die senkrecht zur Längsachse steht, den zentralen Aufnahmeraum, die Beleuchtungskammer, die zumindest eine Sensorkammer und die Trockenkammer schneidet. Auf diese Weise sind die Kammern und der Aufnahme in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und damit besonders platzsparend angeordnet.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das Kammersystem eine zweite Sensorkammer mit einem zweiten Lichtsensor auf, die mit dem zentralen Aufnahmeraum strömungsmäßig verbunden ist. Mit dem zweiten Lichtsensor kann die Messgenauigkeit des Trübungssensors verbessert werden.
  • Insbesondere kann hierbei ein Lichtsensor für Durchlichtmessungen vorgesehen sein, bei der die Schwächung der durch das Probenmedium durchgehenden Lichtstrahlung gemessen wird, während der andere Lichtsensor für Streulichtmessungen vorgesehen ist, bei der das Streulicht gemessen wird, das vom Probenmedium seitwärts abgegeben wird.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Kammern, vorzugsweise das gesamte Volumen des Kammersystems, im Gehäuse luftdicht nach außen abgeschlossen sind, so dass ein Luftaustausch in das Kammersystem oder aus dem Kammersystem heraus effektiv unterbunden ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass keine oder so gut wie keine Feuchtigkeit von außerhalb des Trübungssensors über die Luft in das Kammersystem eindringen kann. Hierdurch wird die Menge an Feuchtigkeit reduziert, die das Trocknungsmittel absorbieren muss, um eine Atmosphäre mit geringer Luftfeuchtigkeit im Kammersystem bereitzustellen. Somit kann das Trocknungsmittel eine besonders lange Lebensdauer aufweisen. Ferner ist dadurch nur eine kleine Menge an Trocknungsmittel erforderlich, so dass die Trockenkammer und damit der Trübungssensor besonders kompakt gestaltet sein können.
  • Um das Trocknungsmittel mit geringem Aufwand austauschen zu können, kann das Gehäuse einen Wartungszugang zur Trockenkammer aufweisen, der dazu ausgebildet ist, das Trocknungsmittel in der Trockenkammer auszuwechseln.
  • Dabei weist der Trübungssensor vorzugsweise ein Verschlusselement auf, mittels dem der Wartungszugang, insbesondere luftdicht, verschließbar ist, um einen Luftaustausch zwischen dem Kammersystem und der Umgebung des Trübungssensors zuverlässig zu vermeiden.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Trübungssensor einen Temperatursensor und/oder einen Luftfeuchtigkeitssensor aufweist, die an die Trockenkammer angrenzen und/oder zumindest abschnittsweise in der Trockenkammer aufgenommen sind. Auf diese Weise kann die Temperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit direkt in der Trockenkammer zuverlässig ermittelt und überwacht werden, insbesondere um den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem das Trocknungsmittel ausgetauscht werden muss.
  • Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
    • - 1 in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Trübungssensor mit einem Verschlusselement in einer geöffneten Stellung,
    • - 2 in einer perspektivischen Schnittdarstellung einen Abschnitt des Trübungssensors aus 1, und
    • - 3 in einer Schnittansicht den Trübungssensor aus 1.
  • In 1 ist ein Trübungssensor 10 mit einem Gehäuse 12 und einer Steuereinheit 13 gezeigt.
  • Der Trübungssensor 10 ist dazu eingerichtet, den Trübungswert eines Probenmediums mittels der Steuereinheit 13 zu ermitteln.
  • Hierzu weist der Trübungssensor 10 im Inneren des Gehäuses 12 eine Messeinrichtung 14 (siehe 2) mit einer Optikhalterung 16 für den Messaufbau und einer Küvette 18 für das Probenmedium auf.
  • Die Messeinrichtung 14 ist signalübertragend mit der Steuereinheit 13 verbunden.
  • Die Küvette 18 ist eine zylinderförmige Glasküvette mit kreisförmigem Querschnitt und erstreckt sich entlang einer Achse L.
  • Hierbei weist die Küvette 18 in ihrem Inneren einen zylinderförmigen Hohlraum auf, in dem das Probenmedium während einer Trübungsmessung aufgenommen ist oder durch den das Probenmedium hindurchgeleitet wird.
  • Grundsätzlich kann die Küvette 18 aus einem beliebigen transparenten Material gebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Küvette 18 eine beliebige Form aufweisen, insbesondere einen beliebigen Querschnitt.
  • Die Messeinrichtung 14 umfasst ferner eine Beleuchtungseinrichtung 20 sowie einen ersten Lichtsensor 21 und einen zweiten Lichtsensor 22.
  • Die Beleuchtungseinrichtung 20 hat eine Lichtquelle 24 zum Bereitstellen der für die Trübungsmessung erforderlichen Strahlung und eine optische Linse 26, durch die die Strahlung zum Probenmedium geleitet wird.
  • Die Lichtquelle 24 ist hierbei ein Laser mit einer Wellenlänge im Infrarotbereich, beispielsweise 860 nm.
  • Selbstverständlich kann in einer alternativen Ausführungsform eine beliebige für Trübungsmessungen geeignete Lichtquelle 24 vorgesehen sein.
  • Die Optikhalterung 16 hat einen zentralen Aufnahmeraum 28, in dem die Küvette 18 aufgenommen ist, sowie vier umliegende Aufnahmeräume 31, 32, 33, 34 die jeweils über einen Verbindungskanal 36, 37, 38, 39 mit dem zentralen Aufnahmeraum 28 verbunden sind.
  • Der zentrale Aufnahmeraum 28 erstreckt sich entlang der Achse L, die eine Längsachse L des zentralen Aufnahmeraums 28 bildet, und hat senkrecht zur Längsachse L einen Querschnitt, der komplementär zum Querschnitt der Küvette 18 ausgebildet ist (siehe 3).
  • Die Küvette 18 ist im zentralen Aufnahmeraum 28 konzentrisch angeordnet, so dass ein kreisförmiger Zwischenraum 40 im zentralen Aufnahmeraum 28 gebildet ist, der sich in einer Umfangsrichtung um die Achse L vollständig um die Küvette 18 erstreckt.
  • Grundsätzlich kann der zentrale Aufnahmeraum 28 beliebig gestaltet und die Küvette 18 an einer beliebigen Stelle im zentralen Aufnahmeraum 28 angeordnet sein, wobei jedoch vorzugsweise ein ringförmiger Zwischenraum gebildet ist, der die Küvette 18 ringförmig umgibt.
  • Die Beleuchtungseinrichtung 20 ist im ersten Aufnahmeraum 31 angeordnet und grenzt mit der optischen Linse 26 an eine Beleuchtungskammer 42, die über den ersten Verbindungskanal 36 direkt mit dem zentralen Aufnahmeraum 28 strömungsmäßig verbunden ist.
  • Die Beleuchtungskammer 42 wird hierbei durch den zwischen dem ersten Verbindungskanal 36 und der optischen Linse 26 angeordneten Bereich des ersten Aufnahmeraums 31 gebildet.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die Beleuchtungskammer 42 durch einen beliebigen an die optische Linse 26 angrenzenden Bereich gebildet sein, der zwischen der optischen Linse 26 und der Küvette 18 angeordnet ist, insbesondere einem Abschnitt des ersten Verbindungskanals 36 oder des zentralen Aufnahmeraums 28.
  • Der erste Lichtsensor 21 ist im zweiten Aufnahmeraum 32 angeordnet und grenzt an eine erste Sensorkammer 44, die über den zweiten Verbindungskanal 37 direkt mit dem zentralen Aufnahmeraum 28 strömungsmäßig verbunden ist.
  • Die erste Sensorkammer 44 wird hierbei durch den zwischen dem zweiten Verbindungskanal 37 und dem ersten Lichtsensor 21 angeordneten Bereich des zweiten Aufnahmeraums 32 definiert.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die erste Sensorkammer 44 durch einen beliebigen an den ersten Lichtsensor 21 angrenzenden Bereich gebildet sein, der zwischen dem ersten Lichtsensor 21 und der Küvette 18 angeordnet ist, insbesondere einem Abschnitt des zweiten Verbindungskanals 37 oder des zentralen Aufnahmeraums 28.
  • Der zweite Lichtsensor 22 ist im dritten Aufnahmeraum 33 angeordnet und grenzt an eine zweite Sensorkammer 46, die über den dritten Verbindungskanal 38 direkt mit dem zentralen Aufnahmeraum 28 strömungsmäßig verbunden ist.
  • Die zweite Sensorkammer 46 wird hierbei durch den zwischen dem dritten Verbindungskanal 38 und dem zweiten Lichtsensor 22 angeordneten Bereich des dritten Aufnahmeraums 33 gebildet.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die zweite Sensorkammer 46 durch einen beliebigen, an den zweiten Lichtsensor 22 angrenzenden Bereich definiert sein, der zwischen dem zweiten Lichtsensor 22 und der Küvette 18 angeordnet ist, insbesondere einem Abschnitt des dritten Verbindungskanals 38 oder des zentralen Aufnahmeraums 28.
  • Die Beleuchtungskammer 42, die Sensorkammern 44, 46 und der zentraler Aufnahmeraum 28 sowie die Verbindungskanäle 36, 37, 38, die den zentralen Aufnahmeraum 28 mit der Beleuchtungskammer 42 und den Sensorkammern 44, 46 verbinden, erzeugen einen Strahlengang 48 der Messeinrichtung 14 für die Trübungsmessung.
  • Die Beleuchtungseinrichtung 20, die Lichtsensoren 21, 22, die Küvette 18 sowie die Verbindungskanäle 36, 37, 38, die den zentralen Aufnahmeraum 28 mit der Beleuchtungskammer 42 und den Sensorkammern 44, 46 verbinden, liegen in einer Ebene, die sich senkrecht zur Längsachse L erstreckt, bzw. werden durch diese Ebene geschnitten.
  • Der zweite Lichtsensor 22 ist gegenüberliegend zur Beleuchtungseinrichtung 20 angeordnet, so dass eine gerade Messstrecke für Durchlichtmessungen gebildet ist, die sich von der Beleuchtungseinrichtung 20 durch die Küvette 18 zum zweiten Lichtsensor 22 erstreckt.
  • Der erste Lichtsensor 21 ist um einen Drehwinkel von 90° um die Längsachse L versetzt zur Beleuchtungseinrichtung 20 angeordnet, sodass sich eine Messstrecke für Streulichtmessungen ergibt, die sich von der Beleuchtungseinrichtung 20 durch die Küvette 18 zum ersten Lichtsensor 21 erstreckt, wobei der Abschnitt von der Küvette 18 zum ersten Lichtsensor 21 senkrecht zur geraden Messstrecke steht.
  • Um die Luftfeuchtigkeit im Strahlengangs 48 zu verringern bzw. niedrig zu halten, weist die Messeinrichtung 14 ein Trocknungsmittel 50 auf.
  • Das Trocknungsmittel 50 ist im vierten Aufnahmeraum 34 angeordnet, der somit eine Trockenkammer 52 der Messeinrichtung 14 bildet.
  • Das Volumen des vierten Aufnahmeraums 34 ist hierbei größer als das Trocknungsmittel 50.
  • Ferner ist das Trocknungsmittel 50 vorzugsweise so im Aufnahmeraum 34 angeordnet, dass es an mehreren Seiten frei liegt und somit die an die Luft angrenzende Oberfläche des Trocknungsmittels 50 besonders groß ist.
  • Der vierte Aufnahmeraum 34 ist über den vierten Verbindungskanal 39 direkt mit dem zentralen Aufnahmeraum 28 strömungsmäßig verbunden.
  • Der vierte Verbindungskanal 39 stellt hierbei die einzige Verbindung, über die die Trockenkammer 52 mit dem Strahlengang 48 strömungsmäßig verbunden ist, dar.
  • Grundsätzlich kann die Trockenkammer 52 über zusätzliche Verbindungskanäle mit dem Strahlengang 48 verbunden sein.
  • Über den Zwischenraum 40 ist die Trockenkammer 52 jedoch mit der Beleuchtungskammer 42 sowie den Sensorkammern 44, 46 strömungsmäßig verbunden, sodass weitere Verbindungskanäle nicht erforderlich sind.
  • Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass die Trockenkammer 52 Teil eines Kreislaufsystems ist, durch das die Luft zirkulieren kann.
  • Die Trockenkammer 52 ist um einen Drehwinkel von 90° um die Längsachse L versetzt zur Beleuchtungseinrichtung 20 gegenüberliegend zum ersten Lichtsensor 21 angeordnet.
  • Ferner liegen die Trockenkammer 52 und der vierte Verbindungskanal 39 in derselben Ebene, die auch die Beleuchtungseinrichtung 20, die Lichtsensoren 21, 22, die Küvette 18 sowie diejenigen Verbindungskanäle 36, 37, 38 schneidet, welche den zentralen Aufnahmeraum 28 mit der Beleuchtungskammer 42 und den Sensorkammern 44, 46 verbinden.
  • Grundsätzlich kann die Trockenkammer 52 jedoch an einer beliebigen Stelle in der Optikhalterung 16 vorgesehen und auf beliebige Weise an den Strahlengang 48 strömungsmäßig angebunden sein.
  • Die Trockenkammer 52 bildet zusammen mit dem zentralen Aufnahmeraum 28, der Beleuchtungskammer 42, den Sensorkammern 44, 46 sowie den Verbindungskanälen 36, 37, 38, 39 ein Kammersystem 54.
  • Hierbei ist jeder Bereich des Kammersystems 54 mit allen anderen Bereichen des Kammersystems 54 strömungsmäßig verbunden. Das heißt, das Kammersystem 54 umfasst ein einziges zusammenhängendes Volumen.
  • Das Kammersystem 54 kann mit Luft bei Atmosphärendruck gefüllt sein. Insbesondere ist hierdurch keine Vakuumseinrichtung für den Betrieb erforderlich.
  • Ferner ist das Kammersystem 54 als passives Trockensystem und somit ohne angetriebene Pumpe ausgeführt, die die Luft im Kammersystem 54 aktiv zirkuliert, indem Teile der Pumpe über einen Antrieb aktiv bewegt werden.
  • Das Kammersystem 54 ist vorzugsweise ein nach außen luftdicht abgeschlossenes System.
  • Um eine hohe Dichtheit des Kammersystems 54 zu gewährleisten, weist die Messeinrichtung 14 Dichtelemente 56 auf, die jeweils zwischen den Lichtsensoren 21, 22 und der Optikhalterung 16 angeordnet sind und somit die Sensorkammern 44, 46 nach außen abdichten.
  • Analog hierzu kann die Beleuchtungskammer 42 mittels eines Dichtelements 56 abgedichtet sein, beispielsweise mit einem Dichtelement, dass zwischen der optischen Linse 26 und der Optikhalterung 16 angeordnet ist.
  • Des Weiteren hat das Gehäuse 12 einen Wartungszugang 58 (siehe 1), der einen direkten Zugang zur Trockenkammer 52 darstellt und über den das Trocknungsmittel 50 austauschbar ist.
  • Um den Wartungszugang 58 zu verschließen, weist der Trübungssensor 10 ein Verschlusselement 60 in Form eines Deckels auf, der mit Hilfe eines Werkzeugs wie eines Schraubendrehers befestigt und entfernt werden kann.
  • Selbstverständlich kann das Verschlusselement 60 in einer alternativen Ausführungsform beliebig gestaltet sein, beispielsweise mit einem Hebel, mittels dem das Verschlusselement 60 mit geringem Aufwand werkzeugfrei entfernt werden kann.
  • Das Trocknungsmittel 50 ist beispielsweise ein Polymer oder ein Substrat.
  • Vorzugsweise ist das Trocknungsmittel 50 als kompakter Block gestaltet, der besonders einfach zu handhaben und damit mit geringem Aufwand austauschbar ist, insbesondere ohne Werkzeug.
  • Vorzugsweise ist der Wartungszugang 58 mit dem Verschlusselement 60 gegenüber der Umwelt luftdicht verschließbar, beispielsweise mittels einer entsprechend gestalteten Dichtung.
  • Insbesondere ist die Trockenkammer 52 hierbei luftdicht an den Wartungszugang 58 angeschlossen, sodass zuverlässig gewährleistet ist, dass keine Luft von außen in das Kammersystem 54 einströmen kann.
  • Der Trübungssensor 10 hat angrenzend an die Trockenkammer 52 einen Temperatursensor 62 und einen Luftfeuchtigkeitssensor 64, mittels denen die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit in der Trockenkammer 52 messbar sind.
  • Der Temperatursensor 62 und der Luftfeuchtigkeitssensor 64 sind mit der Steuereinheit 13 signalübertragend verbunden.
  • Zusätzlich oder alternativ kann der Trübungssensor 10 ein oder mehrere Temperatursensoren 62 und/oder ein oder mehrere Luftfeuchtigkeitssensor 64 an einer beliebigen Stelle aufweisen, insbesondere angrenzend an das Kammersystem 54, um die Temperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit im Kammersystem 54 zu messen.
  • Der Trübungssensor 10 ist zur Trübungsmessung im kontinuierlichen Durchströmverfahren eingerichtet und weist hierzu einen Medienanschluss 66 mit einem Einlass 68 und einem Auslass 70 auf.
  • Der Einlass 68 ist hierbei mit einem Medieneingang 72 (siehe 3) der Küvette 18 und der Auslass 70 ist mit einem Medienausgang 74 der Küvette 18 verbunden, so dass mittels des Einlasses 68 über den Medieneingang 72 Probenmedium kontinuierlich in die Küvette 18 ein- und über den Medienausgang 74 am Auslass 70 ausgeströmt werden kann.
  • Die Küvette 18 ist hier als Rohrabschnitt ausgebildet, wobei der Medieneingang 72 direkt in das Innere des Rohrabschnitts mündet, so dass das Probenmedium direkt in den zylinderförmigen Hohlraum der Küvette 18 geleitet wird.
  • Ferner grenzt der Medienausgang 74 direkt an das Innere des Rohrabschnitts an, so dass das Probenmedium über den Medienausgang 74 direkt aus dem zylinderförmigen Hohlraum der Küvette 18 heraus geleitet wird.
  • Grundsätzlich kann der Trübungssensor 10 in einer alternativen Ausführungsform für ein beliebiges Trübungsmessverfahren eingerichtet sein.
  • Während einer Trübungsmessung wird das Probenmedium in der Küvette 18 von der Beleuchtungseinrichtung 20 bestrahlt und der transmittierte Anteil des Lichts von dem zweiten Lichtsensor 22 erfasst, während der erste Lichtsensor 21 einen Anteil des gestreuten Lichts erfasst.
  • In Abhängigkeit von dem von der Lichtquelle 24 abgegebenen Lichtstroms bestimmt die Steuereinheit 13 anhand des von den Lichtsensoren 21, 22 gemessenen Lichtstroms den Trübungswert des Probenmediums in der Küvette 18.
  • Das Trocknungsmittel 50 stellt hierbei sicher, dass die Küvette 18, die optische Linse 26 und die Lichtsensoren 21, 22 nicht aufgrund von Luftfeuchtigkeit beschlagen und somit die Messergebnisse beeinträchtigt werden.
  • Dadurch, dass die Trockenkammer 52 passiv an den Strahlengangs 48 angebunden ist, ist der Trübungssensor 10 besonders energiesparend, da keine Pumpe zur Luftzirkulation angetrieben werden muss.
  • Des Weiteren ist der Trübungssensor 10 durch diese Gestaltung besonders kompakt.
  • Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform beschränkt. Insbesondere können einzelne Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden, insbesondere unabhängig von den anderen Merkmalen der entsprechenden Ausführungsformen.
  • Beispielsweise kann der Trübungssensor 10 in einer alternativen Ausführungsform nur einen einzigen Lichtsensor 21, 22 aufweisen. In diesem Fall würden entsprechend der Aufnahmeraum, die Sensorkammer und der Verbindungskanal entfallen, wodurch der Strahlengang 48 und das Kammersystem 54 entsprechend kleiner ausfallen.
  • Alternativ kann der Trübungssensor 10 in einer weiteren Ausführungsform mehr als zwei Lichtsensoren 21, 22 aufweisen.
  • Ferner sind in allen Ausführungsformen die Verbindungskanäle 36, 37, 38, 39 optional. Das bedeutet, in einer alternativen Ausführungsform kann die Beleuchtungskammer 42, die erste Sensorkammer 44, die zweite Sensorkammer 46 und/oder die Trockenkammer 52 unmittelbar an den zentralen Aufnahmeraum 28 angrenzen.

Claims (10)

  1. Trübungssensor mit einem Gehäuse (12), einer Küvette (18) für ein Probenmedium, einer Beleuchtungseinrichtung (20), einem Lichtsensor (21), einem Trocknungsmittel (50) und einem Kammersystem (54), wobei das Kammersystem (54) einen zentralen Aufnahmeraum (28), in dem die Küvette (18) angeordnet ist, eine Beleuchtungskammer (42), an die die Beleuchtungseinrichtung (20) angrenzt, zumindest eine Sensorkammer (44, 46), an die der Lichtsensor (21) angrenzt, und eine Trockenkammer (52) aufweist, in der das Trocknungsmittel (50) angeordnet ist, wobei die Beleuchtungskammer (42), die zumindest eine Sensorkammer (44, 46) und die Trockenkammer (52) jeweils mit dem zentralen Aufnahmeraum (28) strömungsmäßig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammersystem (54) als passives, pumpenfreies System ausgebildet ist.
  2. Trübungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungskammer (42), die zumindest eine Sensorkammer (44, 46) und die Trockenkammer (52) jeweils über einen eigenen Verbindungskanal (36, 37, 38, 39) direkt mit dem zentralen Aufnahmeraum (28) strömungsmäßig verbunden sind.
  3. Trübungssensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockenkammer (52) über einen einzigen Verbindungskanal (39) mit dem zentralen Aufnahmeraum (28) strömungsmäßig verbunden ist.
  4. Trübungssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (39), der die Trockenkammer (52) mit dem zentralen Aufnahmeraum (28) strömungsmäßig verbindet, die insgesamt einzige strömungsmäßige Verbindung zur Trockenkammer (52) bildet.
  5. Trübungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zentralen Aufnahmeraum (28) ein ringförmiger Zwischenraum (40) ausgebildet ist, der die Küvette (18) ringförmig umgibt, und über den die Beleuchtungskammer (42) und die zumindest eine Sensorkammer (44, 46) mit der Trockenkammer (52) strömungsmäßig verbunden sind.
  6. Trübungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Aufnahmeraum (28) eine Längsachse (L) hat, wobei eine Ebene, die senkrecht zur Längsachse (L) steht, den zentralen Aufnahmeraum (28), die Beleuchtungskammer (42), die zumindest eine Sensorkammer (44, 46) und die Trockenkammer (52) schneidet.
  7. Trübungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammersystem (54) eine zweite Sensorkammer (46) mit einem zweiten Lichtsensor (22) aufweist, die mit dem zentralen Aufnahmeraum (28) strömungsmäßig verbunden ist.
  8. Trübungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (28, 42, 44, 46, 52) im Gehäuse (12) luftdicht nach außen abgeschlossen sind.
  9. Trübungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) einen Wartungszugang (58) zur Trockenkammer (52) aufweist, der dazu ausgebildet ist, das Trocknungsmittel (50) in der Trockenkammer (52) auszutauschen, und der Trübungssensor (10) ein Verschlusselement (60) aufweist, mittels dem der Wartungszugang (58), insbesondere luftdicht, verschließbar ist.
  10. Trübungssensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trübungssensor (10) einen Temperatursensor (62) und/oder einen Luftfeuchtigkeitssensor (64) aufweist, die an die Trockenkammer (52) angrenzen und/oder zumindest abschnittsweise in der Trockenkammer (52) aufgenommen sind.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11852584B2 (en) * 2020-09-16 2023-12-26 Wyatt Technology, Llc Measuring light scattering of a sample

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5059811A (en) * 1990-08-30 1991-10-22 Great Lakes Instruments, Inc. Turbidimeter having a baffle assembly for removing entrained gas
US5140168A (en) * 1990-12-03 1992-08-18 Great Lakes Instruments, Inc. Turbidimeter signal processing circuit using alternating light sources
US5446544A (en) * 1993-01-22 1995-08-29 Hf Scientific, Inc. Turbidimeter
US5331177A (en) * 1993-04-26 1994-07-19 Honeywell Inc. Turbidity sensor with analog to digital conversion capability
US20060042671A1 (en) * 2003-10-24 2006-03-02 Connelly Rowan T Ultrasonic optical cleaning system
KR100903133B1 (ko) * 2007-12-17 2009-06-16 한국전자통신연구원 광공동을 이용한 고감도 혼탁도 센서 및 센싱 방법
DE102008018592A1 (de) * 2008-04-11 2009-10-15 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Trübungsmessung
EP2487480B1 (de) * 2011-02-09 2014-01-15 ABB Technology AG Optisches Sensorelement und optische Probenanalysevorrichtung
JP6275440B2 (ja) * 2013-01-21 2018-02-07 株式会社 堀場アドバンスドテクノ 濁度計
KR102502983B1 (ko) * 2014-09-29 2023-02-22 비디 키에스트라 비.브이. 소량의 액체 샘플의 광학 검사 장치 및 이를 위한 큐벳
JP2017223560A (ja) * 2016-06-15 2017-12-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 粒子検出センサ

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