DE1164118B - Truebungsmesser zum Messen der Konzentration von in einer dauernd fliessenden Fluessigkeit enthaltenen Teilchen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: GOIj

Deutsche Kl.: 42 h -17/06

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

C 19967IX a/42 h
14. Oktober 1959
27. Februar 1964

Wenn ein Lichtstrahl in einem spitzen Winkel auf die Oberfläche einer optisch klaren Flüssigkeit gerichtet wird, bildet sich bekanntlich am Einfallspunkt ein reflektierter und ein gebrochener Strahl. Wenn die Flüssigkeit suspendierte Teilchen enthält, entsteht auch eine zerstreute Reflektion. Trübungsmesser werden zum Messen der Stärke der gebrochenen Strahlen heterogener Systeme benutzt, und da deren Stärke proportional der Gesamtoberfläche und der Farbe der suspendierten Teilchen ist, sind Meßwerte von mit Skalen versehenen Trübungsmessern ein quantitatives Maß für die Konzentration von in einer Flüssigkeit enthaltenen Teilchen.

Photoelektrischer Trübungsmesser zum Messen der Konzentration von in einer strömenden Flüssigkeit enthaltenen Teilchen mit einem Aufnahmegefäß für die Flüssigkeit, einer Lichtquelle, deren Lichtstrahlen durch die Flüssigkeit geleitet werden, und einer photoelektrischen Zelle zum Anzeigen der Lichtreflektion bzw. Lichtstreuung durch die in der Flüssigkeit vorhandenen Teilchen sind bekannt. Bei einer bekannten Vorrichtung erfolgt eine laufende Zufuhr von Flüssigkeiten in und durch das Gefäß, wobei ein im wesentlichen konstanter Flüssigkeitsspiegel aufrechterhalten wird.

Bei einem anderen Gerät wird ein geschlossenes Gefäß benutzt, so daß sich keine freie Flüssigkeitsoberfläche einstellen kann. Das Licht tritt durch ein durchsichtiges Glas oder durch eine durchsichtige Wand, wobei bisher stets der Nachteil in Kauf genommen werden mußte, daß sich die festen Teile an den Wänden absetzen und laufend entfernt werden müssen. Andernfalls würde sich die Intensität des Lichts allmählich vermindern, was zu falschen Messungen Anlaß gäbe. Dieser Nachteil wird mit der vorliegenden Erfindung vermieden, weil die Meßstrahlen stets in der Luft über dem Flüssigkeitsspiegel verlaufen und die zu untersuchende Flüssigkeit an der Meßstelle mit Glas oder einem anderen durchsichtigen Material nicht in Berührung kommt.

Der Trübungsmesser zum Messen der Konzentration von in einer dauernd fließenden Flüssigkeit enthaltenen Teilchen mit einem Gefäß zur Aufnahme der Flüssigkeit, Vorrichtungen zur ununterbrochenen Zufuhr von Flüssigkeit in und durch das Gefäß, einer Lichtquelle, die einen Lichtstrahl in die Flüssigkeit sendet, und eine photoelektrischen Zelle, um die zerstreuten Reflektionen des Lichts der Teilchen in der Flüssigkeit anzuzeigen, besteht erfindungsgemäß aus einem Gefäß, das die Flüssigkeit mit einem frei liegenden Flüssigkeitsspiegel in konstanter Höhe hält, Trübungsmesser zum Messen der Konzentration von in einer dauernd fließenden Flüssigkeit
enthaltenen Teilchen

Anmelder:

Courtaulds Limited, London

ίο Vertreter:

Dr. O. Dittmann, Patentanwalt,
München 9, Bereiteranger 15

Als Erfinder benannt:
Mohd Aktar,
Derek Bullas, London

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 30. Oktober 1958
(Nr. 34 793)

sowie einer Lichtquelle und einer Photozelle, die über dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet sind.

Die Lichtquelle ist so angeordnet, daß sie einen Lichtstrahl auf den Flüssigkeitsspiegel in dem Gefäß werfen kann, der dort reflektiert wird. Die Photozelle befindet sich derart über dem Flüssigkeitsspiegel, daß sie nur das Licht empfängt, das durch die in der Flüssigkeit dispergierten Teile diffus reflektiert wird.

Der Flüssigkeitsspiegel kann dadurch konstant gehalten werden, daß man die Flüssigkeit über den Rand des Gefäßes ständig ablaufen läßt. Der Überlauf kann durch einen Flüssigkeitszufuhrbehälter mit konstanter Oberfläche geregelt werden, so daß die Zuflußmenge gleich der gewünschten Überlaufmenge ist, oder wenn das Gefäß einen zusätzlichen Auslaß besitzt, gleich den vereinigten Mengen der durch den zusätzlichen Auslaß und dem Überlauf des Gefäßes abfließenden Flüssigkeit ist. Die Überlaufmenge wird zweckmäßig so eingestellt, daß sich eine im wesentliehen glatte und wellenfreie Flüssigkeitsoberfläche einstellt.

Das Gefäß mit der frei liegenden Oberfläche ist vorzugweise trichterförmig ausgebildet und mit einem Auslaßrohr an der Trichterspitze sowie mit einem Einlaß unterhalb des Rands versehen, der als Überlauf für die Flüssigkeit dient. Da der Trichter keine Stellen mit ruhender Flüssigkeit hat, können sich keine

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Ansammlungen von Niederschlagen in der zu untersuchenden Flüssigkeit bilden.

Die Richtung des einfallenden Lichtstrahls und die Anordnung der Wände des Gefäßes sollen so sein, daß von den Wänden keine Reflektion gegen die Photozelle gerichtet wird.

Um Licht von außen auszuschließen, kann sich der obere Teil des Gefäßes in einem undurchsichtigen Behälter befinden, der ein Abzugsrohr zum Entfernen des Überlaufs aus dem Gefäß und eine Deckplatte besitzt, an der die Lichtquelle und die Photozelle angebracht sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt dargestellt.

Wasser 1 wird dauernd in einen Behälter 2 gepumpt, wobei sich eine Oberfläche einstellt, weil das Wasser 1 gleichmäßig durch ein Rohr 3 in ein konisches Gefäß 4 gelangt, von dem es über den Rand S und durch ein Auslaßrohr 6 abfließt. Der Überlauf gelangt in einen Behälter 7, aus dem er durch ein Abflußrohr 8 abströmt. Der Behälter 7 hat eine Deckplatte 9, an der ein Lampengehäuse 10 durch Schrauben 11 über einer Öffnung 12 befestigt ist. Das Lampengehäuse 10 enthält eine Wolframfadenlampe 13 sowie Linsen 14 und 15, die ein Bild des Wendeis der- Lampe 13 auf die Wasseroberfläche 16 werfen. Das durch die Oberfläche 16 nach oben reflektierte Licht wird durch Linsen 17 und 18 auf eine runde öffnung 19 geworfen, wodurch eine Schichtgitterphotozelle 20 gesteuert wird. Die Photozelle 20 ist in einem Gehäuse 21 über der Öffnung 22 an der Platte 9 durch Schrauben 23 befestigt.

In einem nicht dargestellten elektrischen Stromkreis ist die Photozelle 20 eingeschaltet. Der Strom ist der Intensität des Lichts proportional, das auf die Photozelle 20 fällt. Der Strom wird zu einem magnetischen, nicht gezeigten Verstärker geleitet, dessen Leistung auf einem nicht dargestellten Zähler aufgezeichnet werden kann oder dazu benutzt wird, eine Registrier- und eine Alarmvorrichtung (beide nicht dargestellt) zu betätigen.

Der Trübungsmesser wird für eine bestimmte Art suspendierter Stoffe mit Hilfe einiger Wasserproben, die bekannte Konzentrationen der suspendierten Stoffe enthalten, geeicht. Die Proben werden dauernd durch das Meßgerät umgewälzt, indem man das aus dem Auslaßrohr 6 und dem Abflußrohr 8 strömende Wasser in den Behälter 2 zurückführt. Die Konzentration des in der ersten Probe suspendierten Stoffes ist die höchste Konzentration, die in der Praxis erwartet wird. Der Ausgangsstrom des Verstärkers, erzeugt von der diffusen Reflektion der ersten Probe, wird abgeändert, bis man einen vollen Zeigerausschlag am Meßinstrument erhält. Hierauf werden andere Wasserproben, die bekannte niedrigere Konzentrationen von suspendierten Stoffen enthalten, durch die Vorrichtung geführt und weitere Meßinstrumentablesungen vorgenommen. Die Ergebnisse werden als Kennlinien aufgezeichnet und bilden eine Eichkurve.

Dann läßt man das Wasser aus der Vorrichtung ablaufen und bringt einen Einstellschirm 24, der an einem in einer Führung 26 und durch die Deckplatte 9 gleitbaren Arm 25 angebracht ist, nach unten, bis der Lichtstrahl der Lampe 13 auf seiner Oberfläche gesammelt ist. Der Meßinstrumentausschlag, erzeugt durch die diffuse Reflektion von dem Einstellschirm 24, dient dann als dauernder Einstellungspunkt für den Zustand des Instrumentes, der konstant bleiben oder nachjustiert werden muß, damit die Eichung richtig bleibt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Trübungsmesser zum Messen der Konzentration von in einer dauernd fließenden Flüssigkeit enthaltenen Teilchen mit einem Gefäß zur Aufnahme der Flüssigkeit, Vorrichtungen zur ununterbrochenen Zufuhr von Flüssigkeit in und durch das Gefäß, einer Lichtquelle, die einen Lichtstrahl in die Flüssigkeit sendet, und einer photoeiektrischen Zelle, um die zerstreuten Reflektionen des Lichts der Teilchen in der Flüssigkeit anzuzeigen, gekennzeichnet durch ein Gefäß (4), das die Flüssigkeit mit einem frei liegenden Flüssigkeitsspiegel (16) in konstanter Höhe hält, sowie eine Lichtquelle (13) und eine Photozelle (21), die über dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet sind.

2. Trübungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (4) trichterförmig ausgebildet ist und mit einem Einlaß (3) unter seinem Rand besteht und der Rand (5) als Überlauf für die Flüssigkeit dient.

3. Trübungsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (4) in undurchsichtiges Material eingebaut ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 969 449; USA.-Patentschrift Nr. 2 411 092.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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