DE1187397B

DE1187397B - Einrichtung zur Messung und UEberwachung des Salzgehaltes von temperaturveraenderlichen Loesungen

Info

Publication number: DE1187397B
Application number: DEM42879A
Authority: DE
Inventors: Maxwell Ingram
Original assignee: Mcnab Inc
Current assignee: Mcnab Inc
Priority date: 1958-09-30
Filing date: 1959-09-26
Publication date: 1965-02-18

Description

Einrichtung zur Messung und Überwachung des Salzgehaltes von temperaturveränderlichen Lösungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Messung und Überwachung des Salzgehaltes von temperaturveränderlichen Lösungen mittels einer in die Lösung eintauchenden Leitfähigkeits-Meßstelie, deren Elektroden in Serie mit einem Stromstärke-Meßinstrument an eine konstante Spannungsquelle angeschlossen sind. Bei derartigen Einrichtungen spricht eine Alarmvorrichtung an, wenn der Salzgehalt einer Flüssigkeit einen bestimmten Wert erreicht.
Anzeigevorrichtungen und Alarmsysteme überwachen Tag und Nacht, Jahr um Jahr Destillationseinrichtungen, um zu verhindern, daß Salzwasser in die Kessel rohre von Dampfmaschinenanl agen eintritt. Die Alarmvorrichtung muß sofort ausgelöst werden, wenn der Salzgehalt einen bestimmten Wert erreicht. Mit der Alarmvorrichtung läßt sich ein Steuer system koppeln, so daß unerwünschtes Wasser, dessen Maximalwert an Salz oder festen Chloriden überschritten ist, sofort abgeführt wird. Derartige Anzeigevorrichtungen und Alarmsysteme sollen möglichst genau und zuverlässig bei dauerndem Gebrauch arbeiten.
Die Erfindung besteht darin, daß parallel zu den Elektroden ein in Serie mit einem festen Widerstand liegender, ebenfalls in die Lösung eintauchender Widerstand mit negativen Temperaturkoeffizienten geschaltet ist, dem seinerseits ein Spannungsteiler parallel geschaltet ist, zwischen dessen Abgriff und dem Endanschluß des festen Widerstands eine von der Temperatur der Lösung unabhängige und nur von der Leitfähigkeit der Lösung beeinflußte Spannung steht, die als Speisespannung einem spannungsempfindlichen, mit einer Alarmvorrichtung verbundenen Grenzwertschalter zugeführt wird.
Durch die Erfindung wird das obenerwähnte Alarmsystem zu einem einheitlichen System kombiniert, und die Alarmvorrichtung wird bei einer bestimmten Salzgehalteinstellung ausgelöst, unabhängig von Temperaturänderungen der Flüssigkeit in einem Temperaturbereich von 4,5 bis 1200 C.
Die elektrische Leitfähigkeit des Wassers ist derart, daß sie bei Temperaturanstieg zunimmt und aufgetragen eine logarithmische Kurve darstellt. Umgekehrt nimmt die Leitfähigkeit des Wassers ab, oder der Widerstand nimmt zu, wenn die Temperatur ab sinkt, vorausgesetzt der Salzgehalt blieb konstant. Da das vorliegende System auf der Messung des Salzgehaltes in Werten der Leitfähigkeit beruht, müssen Änderungen der Leitfähigkeit, die auf Änderungen der Temperatur zurückzuführen sind, ausgeschaltet werden. Das vorgeschlagene System bewirkt die erforderliche Beseitigung der Leitfähigkeitsänderungen, die durch Temperaturänderungen herbeigeführt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Alarmvorrichtung kann der Wert, bei dem der Alarm ausgelöst wird, von Hand in Bezug zu einer kalibrierten Skala eingestellt und, falls erforderlich, später geändert werden, ohne daß die Genauigkeit der Ablesung oder des Punktes, an dem der Alarm ausgelöst wird, beeinträchtigt wird.
Das erfindungsgemäße System erfordert nur einfachs zuverlässige elektrische Schaltungen, die keine teuren Transformatoren oder unzuverlässige und komplizierte elektronisohe Schaltkreise umfassen, die hohe Wartungskosten haben und wertlos werden, wenn Röhrenschäden auftreten, was verhältnismäßig häufig vorkommt. Derartige elektronische Schaltungen sind auch deshalb unbefriedigend, weil sie nicht stabil sind auf Grund der Änderungen der Röhreneigenschaften bei zunehmendem Alter oder verschiedener Röhreneigenschaften, die durch Auswechseln von Röhren bedingt sind.
Das erflndungsgemdße Alarmsystem arbeitet außerordentlich präzise, da die Ablesungen und die Auslösung des Alarms unabhängig von Änderungen in der Spannung und in der Frequenz erfolgen.
Außerdem ist es billig herzustellen, d. h. sowohl hinsichtlich des erforderlichen Materials als auch hinsichtlich der Montage. Dadurch sind auch die allgemeinen Überwachungskosten niedrig. Diese fertigungstechnischen Fortschritte sind erreicht worden, ohne daß die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit des Systems geopfert oder beeinträchtigt ist.
Das erfindungsgemäße Alarmsystem kann gleichzeitig mehrere Zellen enthalten, wobei ein einziges Meßinstrument verwendet wird, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen Ablesungen an irgendeiner ausgewählten Zelle durchgeführt werden können, ohne dadurch die Alarmschaltung für irgendeine der anderen Zellen, die dem System angeschlossen sind, zu stören.
Die Erfindung wird nun an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
F i g. 1 zeigt den Grundschaltplan des elektrischen Systems bei Verwendung einer Zelle; F i g. 2 ist ein Schaltdiagramm, das die Verwendung der Erfindung für mehrere Zellen zeigt, wobei die Figur in drei Teile unterteilt ist, die der Übersicht wegen mit F i g. 2a, 2b und 2c bezeichnet sind.
In F i g. 1, die die Grundschaltung zeigt, mit der die obenerwähnten außerordentlich wertvollen Ergebnisse erzielt werden, zeigt die Schaltung in stromlosem Zustand, und die Bezugszeichen 5 und 7 bezeichnen Leiter, die mit einer Wechselspannungsquelle, beispielsweise von 115 V und 60 Hz verbunden sind. Eine die Spannung regelnde Röhre VR ist in den Leiter 5 in Serie eingeschaltet. Die Röhre VR dient dazu, die Alarmgenauigkeit von Stromschwankungen unabhängig zu machen. Wenn jedoch die Eingangsspannung konsatant ist, kann diese Röhre wegfallen. An Stelle der Röhre und des nicht regelbaren Transformators kann ein Transformator für konstante Spannung verwendet werden. TR ist ein Isoliertransformator, von dessen Sekundärseite ein Leiter 9 ausgeht, der an dem Punkt C mit einem Leiter 11 verbunden ist, an dessen einem Ende eine Elektrode 13 zweier Elektrodenl3,15 befestigt ist, die ein Teil der Leitfähigkeitszelle darstellen und in einem bestimmten Abstand zueinander in die Flüssigkeit, deren Salzgehalt gemessen werden soll, eingetaucht werden.
Der Leiter 11 geht über den Anschlußpunkt C hinaus und ist an dem Anschluß X mit einem Leiter 17 verbunden, der mit einem Thermistor R3 verbunden ist, der selbstverständlich in der Leitfähigkeitszelle untergebracht ist, so daß er in unmittelbar thermischer Nachbarschaft mit dem Wasser ist, dessen Wi*and sich rríit der Temperatur ändert.
Zwei Widerstände R6 und R7 liegen in Serie in einem Kreis parallel zum Thermistor R3, und zwar einmal vermittels eines Leiters 19, der mit dem Anschlußpunkt X und mit dem Leiter 17 verbunden ist, und einmal vermittels eines Leiters 21, der über den Anschlußpunkt V mit einem Leiter 23 verbunden ist, der wiederum mit dem Thermistor R3 verbunden ist.
Ein Leiter 25 geht von dem Anschlußpunkt Z zwischen den beiden Widerständen R6 und R7 aus und verbindet diese mit einem Relais R über Leiter 31, einem Gleichrichter 33 und ein Relais R rnit einem drahtgewickelten linearen Potentiometer veränderlichen Widerstandes R8 über einen Leiter 35.
Der Widerstand R8 ist mit dem Widerstand R9 über einen Leiter37 verbunden und mit dem Anscilußpunkt Y vermittels eines Leiters 39. Ein Widerstand R10 ist parallel zum Relais R geschaltet, damit eine größere Relaisstabilität gegen Vibrationen und Stromschwankungen erzielt wird. Der Widerstand R10 ist über Leitungen 41 und 43 in die Schaltung einbezogen.
Eine Leitung 45 ist bei 47 mit dem Leiter 19 verbunden und bei 49 rnit dem Leiter 29. In der Leitung 45 liegt ein Druckschalter S. Der Zweck des Druck- schalters wird weiter unten besohrieben. Die Anschlußpunkte V und Y werden durch einen Leiter 51 verbunden, in dem der Widerstand R4 liegt.
Das Relais R besitzt eine Kontaktfeder 53, die durch eine Feder 55 belastet ist und den Alarmkreis emschließlich einer Glocke BL oder einem anderen Signalgerät, welches in den einen Leiter 59 der Leiter 57 und 59 geschaltet ist, schließt, Die Stromquelle für die Glocke ist durch die Leiter 57 und 59 angeschlossen. Das Meßinstrument ist ein Leistungsmesser und wird zum Messen eines Stromverhältnisses verwendet. Es mißt weder den Leistungsfaktor noch die Phasenlage. Der Schaltkreis des Meßinstrumen,tes enthält LeitungenA und B für seine Feldspule61, deren Anschlußleitungen mit einer getrennten Sekundärwicklung des Transformators TR durch die Leiter 63 bzw. 65 verbunden sind. Das Meßinstrument enthält zwei innere Luftspulen 67 und 67A, die mechanisch mit einem Zeiger 69 und magnetisch mit der Feldspule 61 verbunden sind, so daß ein Drehfeld entsteht. Dadurch werden die Luftspulen 67 und 67A so lange in Drehung versetzt, bis ein statischer Punkt erreicht ist, bei dem die magnetischen Kraftlinien der Rotor- und Feldspulen keine Drehung mehr bewirken. Dieser Punkt ist durch die Lage des Zeigers 69 in Bezug zu der kalibrierten Skala bestimm,t. Es ist zu erkennen, daß die Richtung der Drehung durch die relative Strommenge in den Spulen 67 und 67A bestimmt wird. Eine Eingangsleitung 1 ist über den Leiter 71 und den Strombegrenzungswiderstand R 2 mit der ElektrodelS verbunden. Die Eingangsleitung 1 ist ferner über die beiden Leiter 75 und 73 mit den beiden Luftspulen 67 und 67A verbunden. Eine Eingangsleitung 2 ist mit der Anschlußstelle Y des Thermistorkreises durch den Leiter 77 verbunden, mit der Luftspule 67 und weiterhin mit der Luftspule 67A vermittels der Leiter 79, 75 und 73, wobei die Luftspule 67A durch einen Leiter 81 mit einem Widerstand R5 verbunden ist, der wiederum mit einer Anschlußleitung3 des Meßinstrumentes verbunden ist.
Die Anschlußleitung 3 ist durch den Leiter 83 mit dem Transformator verbunden. Falls mehr als eine Zelle verwendet wird, aber nur ein Meßinstrument, so wird eine Schalteinrichtung verwendet, mit der das Meßinstrument von Zelle zu Zelle weitergeschaltet wird, indem die Eingangsleitungen 1 und 2 jeweils der Zellenschaltung, die abzulesen ist, angelegt werden. Für die anderen Stellun,gen, die nicht in der Meßstellung sind, werden zwei Widerstände als Ersatz für die entsprechenden Meßgerätsimpedanzen zwischen den Eingangsleitungen 1 und 3 und zwischen 2 und 3 ausgeschaltet. Auf diese Weise werden die Alarmvorrichtungen immer bei jeder Zelle belassen und durch die Anlegung oder Wegnahme des Meßinstrumentes nicht berü,hrt.
Ausgezeichnete und genaue Ergebnisse sind durch Schaltelemente mit den folgenden ungefähren Werten erhalten worden. Diese Werte sind nur beispielsweise angegeben und sollen keine beschränkende Wirkung haben.
R2 ............... 400 # R4 ............... 1 000 # R5 ............... 1 625 # R6 ............... 3 000 # R7 ............... 8 500 # R9 ... 20 000 Q R 10 ... 20 000 Q Es sind vorgesehen ein »The-rTnistorkreis« XVY, ein »Alarmrelaiskreis« ZWY und ein »Zellenkreis« CAQ.
Löst das Alannsystem ein Warnsignal aus, wenn der Salzgehalt des Wassers einen bestimmten Wert erreicht, arbeitet das System in folgender Weise.
R 6 und R 7 sind parallel zum Thermistor gesshaltet, so daß eine Teilspannung zwischen X-V abgegriffen wird, die der Spannung an R4 zwischen den Punkten V-Y zugeführt wird. Somit wird die dem AlarmrelaiskreisZY zugefiibrte Spannung teilweise sowohl von dem Thennistor R 3 und dem Widerstand R 4 abgenommen. Aus Berechnungen und Versuchen hat sich ergeben, daß für die besten Ergebnisse R 7 ungefahr 226/o der Summe von R6 und R7 betragen sollte. Dieser Wert erzeugt eine Spannung zwischen Z und Y, die sich nicht merklich ändert, wenn der Temperaturbereich des zu prüfenden Wassers in der Nähe des Thlermistors sich zwischen 4,5 und 1200 C ändert bei irgendeinem Salzgehalt. Damit ist die Spannung des Relais praktisch unabhängig von Temperaturänderungen und wird nur durch Änderungen im Salzgehalt beeinflußt.
Wenn die Wassertemperatur zunimmt, nimmt der Widerstand des Thermistors R 3, der in der Zelle in unmittelbarer wärmeaustauschender Nachbarschaft mit dem Wasssr liegt, ab und gestattet einen proportional größeren Stromdurchfluß in dem Kreis XVY.
Der Widerstandswert von R 4 ändert sich jedoch nicht. Die Spannung am Thermistor oder an den Punkten X-V nimmt ab, und ein entsprechender Spannungsanstieg tritt an R 4 oder zwischen V und Y auf. Die resultierende Summe erzeugt keine Spannungsänderungen an XVY und demzufolge keine Änderungen an dem Alarmrelaiskreis ZWY, in dem das Relais R liegt. Durch diese ausgleichende Funktionsweise der Zufügung und Wegnahme von Spannungen innerhalb des XVY-Kreises durch Spannungsänderungen an dem Widerstand R 3 (Thermistor) und dem festen Widerstand R 4 durch Temperaturänderungen werden die gleichen Spannungen an dem Alarmrelaiskreis ZWY über den gesamten Temperaturbereich aufrechterhalten bei allen Salzgehalten im Alarmbereich. Dadurch werden die Relaisspamungen nur durch Stromänderungen auf Grund der Salzgehaltänderungen hervorgerufen, so daß der Alarm nur ausgelöst wird bei zu hohem Salzgehalt.
Die Alarmvorrichtung wird auch durch Frequenzänderungen nicht beeinträchtigt, da der Relaiseingang einen Selengleichrichter besitzt, dessen Ausgangsspannung über einen großen Frequenzbereich unverändert bleibt.
Das Relais ist sehr empfindlich und hat eine hohe Eingangsimpedanz. Ein vorgeschalteter Gleich richter gestattet den Betrieb an einer Gleichspannung. Das Potentiometer R 8 ist einstellbar, so daß der Relaisstrom und der Spannungsabfall an dem Relais R auf einen entsprechenden Salzgehalt eingestellt werden können, bei dem das Relais den Alarm auslöst. R 9 ist ein laastwterstand, damit der Potentiometerwiderstand auf einem Minimum gehalten werden kann und eine große Drehung der Skala zur Einstellung des Alarmpunktes möglich wird. Die Impedanz des Alarmkreises ist ausreichend hoch, damit irgendwelche Änderungen weder den Thermistorkreis noch die Relaisgenauigkeit beeinträchtigen. Der Widerstand R 10 ist parallel zum Relais R geschaltet, wo- durch eine höhere Stabilität gegen Vibration und Stromschwankungen erzielt wird.
Beim Messen eines Salzgehaltes 0 ist der Widerstand an den Elektroden praktisch unendlich, während bei einem maximalen Salzgehalt der Widerstand in der Größenordnung einiger 100 Q liegt. Die Schaltung ist so ausgelegt, daß bei niedrigen Salzgehalten, wenn niedrige Salzgehalte wünschenswert und erforderlich sind, das Zellenrelais R unter Strom ist und den Glockenkreis offen hält, so daß die Glocke nicht läutet. Wenn bei irgendeiner Temperatur ein überhöhter Salzgehalt auftritt, so wird der Widerstand an den Elektroden beträchtlich verringert. Diese liegen parallel zu dem Thermistor und dem Widerstand R4 (Schaltung XVY), denn beide Kreise sind innerhalb des Meßinstrumentes verbunden. Dadurch überbrückt der Kreis CAQ den KreisXVY. Die Zellensohaltung wird den meisten Strom in der Schaltung XVY überbrücken, wodurch sich der Strom in XVY verringern und der Strorniluß in CQ verstärken wird. Die Stromverringerung in XVY bewirkt einen proportionalen Spannungsabfall an ZWY bis zu einem Punkt, an dem die Federspannung der Kontaktfeder in dem Relais R die magnetische Kraft überwindet und die Relaiskontakte schließt. Die Alarmglocke wird dadurch unter Strom gesetzt und läutet. Die Auslösung der Kontaktfeder kann auf irgendeinen Salzgehalt durch Drehen des Knopfes des Potentio meters R 8 (veränderlicher Widerstand) eingestellt werden. Für irgendeine gewünschte Alarmspannung an ZWY bewirkt eine Änderung des Widerstandes von R8 eine proportionale Änderung im Spannungsabfall an dem Relais R und den Widerständen R 8 und R9. Demgemäß verringert eine Zunahme im Widerstand' R 8 den Strom und den Spannungsabfall an dem Relais R und umgekehrt. Die kleinen Änderungen im Widerstand von R8 innerhalb des hohen Gesamtwiderstandes des Kreises ZWY haben keine Wirkung auf die Spannung oder den Strom in XVY und A Q. Deswegen tritt kein Fehler bei der Ablesung des Meßinstrumentes auf. Eine Veränderung von R8 von einem Ende seines Widerstandsbereiches zum anderen bewegt den Zeiger des Meßinstrumentes nicht merklich. Ein Zeiger auf der Welle von R8 gleitet über eine kalibrierte Skala, um eine genaue Alarmeinstellung zu ermöglichen. Diese Skala kann auf der Potentiometerwelle verdreht und festgesetzt werden, damit eine konzentrische Verschiebung möglich ist, die eine Kompensation verschiedener Relaischarakteristiken gestattet.
Dadurch, daß das Relais unter Strom ist, wenn ein zulässiger oder niedriger Salzgehalt gemessen wird, wird ein weit zuverlässigeres System geschaffen, welohes auch bei Zerstörung eines Schaltungselementes oder bei Stromausfall z. B. beim Durchbrennen des Relais oder einer unterbrochenen Sekundärwicklung usw. den Alarm auslöst. Hinsichtlich der Ablesung des Meßinstrumentes ändert sich der Widerstand des Thermistors R 3 umgekehrt mit der Temperatur, so daß mehr oder weniger Strom in der Spule des Meßinstrumentes, die mit der Leitung 2 verbunden ist, fließt, so daß eine ähnliche Zunahme oder Abnahme des Stromes in der mit der Leitung 1 verbundenen Spule des Meßinstrumentes ausgeglichen wird, die durch umgekehrte Änderungen im Widerstand des Wassers zwischen den Elektroden auf Grund von Temperaturänderungen bewirkt wird.
Dieser Stromausgleich zwischen den Kreisen ermöglicht die gleiche Ablesung des Salzgehaltes und schaltet Fehler auf Grund von Temperaturänderungen aus.
Der Druckschalter S dient zum momentanen Unterstromsetzen des Relais durch eine höhere Spannung, indem der Widerstand kurzgeschlossen wird und die volle Spannung von XVY an ZWY gelegt wird, wobei die Spannung des ersteren Kreises höher ist als die des letzteren. Dadurch wird die Kontaktfeder angezogen und der Glockenkreis geöffnet. Falls der abgelesene Salzgehalt kleiner ist als die Einstellung der Alarmvorrichtung, wird die Kontaktfeder angezogen bleiben, nachdem der Druckschalter losgelassen wird.
Ist die Ablesung des Salzgehaltes höher, wird die Kontaktfeder nach Loslassen des Druckschalters wieder abfallen, und die Glocke wird weiterläuten.
Dieser Schalter ist erforderlich, da es praktisch unmöglich ist, das Relais so auszubilden, daß die Differenz zwischen Anzugs- und Abfallspannung Null oder vernachlässigbar ist. Daraus folgt auch, daß die Relaisarmatur nicht angezogen wird, um das Läuten zu unterbrechen, wenn sich der Salzgehalt von einem oberhalb der Einstellung der Alarmvorrichtung liegenden Wert auf einen Wert eben unterhalb der Alarmeinstellung verringert. Durch Kurzschließen von R6 durch den Druckschalter wird eine viel höhere Spannung vurübergehend an das Relais angelegt, wodurch das Anziehen der Armatur bewirkt wird. Danach wird in dem angenommenen Fall die normale Relaisspannung die Armatur festhalten.
Ohne diesen Schalter würde erst bei einem sehr viel niedrigeren Salzgehalt der Alarm unterbrochen, was unnötigen Zeitaufwand und Mühe kostet, da das Bedienungspersonal annehmen würde, daß ein Fehler zwischen der Alarmeinstellung und der Ablesung des Meßinstrumentes besteht, was aber nicht der Fall ist, da in Wirklichkeit die Differenz nur in dem Unterschied zwischen Anzug und Abfall der Kontaktfeder liegt, wenn sich die Arbeitsweise des Relais umkehrt.
Die Widerstände R2 und R4 sind so ausgewählt, daß eine nichtlineare oder logarithmische Skalenablesung erzielt wird, d. h., bei niedrigen Salzgehaltwerten ist die Skala anseinandergezogen und bei hohen Werten zusammengedrängt. Nur die niedrigen Ablesunge in dem Arbeitsbereich sind von Bedeutung, während ale hohen Werte selten vorkommen, so daß dieser Skalenbereich nur zur Information und Übersicht dient.
In F i g. 2 der Zeichnung ist beispielsweise eine abgeänderte Schaltung der F i g. 1 dargestellt, und zwar für die Verwendung mehrerer Zellen zusammen mit einer Schalteranordnung. Obgleich F i g. 2 die Erfindung an sechs Zellen darstellt, kann sie auch gleichermaßen für eine größere oder geringere Anzahl von Zellen verwedet werden.
Bei der Beschreibung der Schaltung nach F i g. 2 werden für ähnliche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie bei der Beschreibung der F i g. 1. Die Schaltung nach F i g. 2 ist im stromlose Zustand gezeigt.
In F i g. 2 ist ein System dargestellt, welches sechs Leitfhigkeitszellen C1, C2, C3, C4, C5 und C6 aufweist, die mehr oder weniger schematisch dargestellt sind mit Ausnahme der Zelle C3, bei der die Elektroden 13 und 15 und der Thermistor R3 gezeigt sind. Der Schaltkreis der Zelle C3 wird ausführlich beschrieben. Alle Zellenkreise sind ähnlich. Die Bezugszeichen 5 und 7 bezeichnen Leiter, die die Ver- bindung zwischen einer elektrischen Spannungsquelle, beispielsweise von 115V und 60 Hz, in Form der Primärwicklung eines Isoliertransformators TR herstellen. Eine Röhre VR zur Spannungsregelung ist in Serie zur Leitung 5 eingeschaltet.
Jede der Leitfähigkeitszellen kann in die zu messenden Flüssigkeiten eingetaucht werden, wobei eine Zelle an einer Meßstelle liegt und eine andere an einer anderen Meßstelle. Bezugnehmend auf Zelle C3 ist zu erkennen, daß die Elektrode 13 in die Schaltung durch den Leiter 11 einbezogen ist, der die Elektrode mit zwei Widerständen R6 und R7, welche in Serie liegen, verbindet. Der Thermistor R3 ist mit dem Leiter 11 bei 85 verbunden und liegt parallel zu den Widerständen R6 und R7 über dem Leiter 19 und 19'. Ein weiterer Widerstand R4 ist an dem Anschlußpunkt 87 mit dem Leiter 19 verbunden und an seinem anderen Ende mit einem drahtgewickelten Potentiometer R8, das mit seinem anderen Anschluß mit der Wicklung eines empfindlichen Alarmrelais R verbunden ist. Der andere Anschluß des Relais ist über den Leiter 89 mit einem Druckschalter SW5 verbunden, der für jede Zelle einen Kontakt besitzt.
Die Schaltung führt über den Schalter SW5 und die Leitung 91 hinaus zur Sekundärwicklung des Isoliertransformators TR, und eine Leitung 93 führt von dem anderen Ende der Sekundärwicklung zu der Eingangsleitung 3 des Meßinstrumentes M, welches oben bereits beschrieben wurde. Ein veränderlicher Widerstand R18 ist parallel zu den Leitern 91 und 93 geschaltet. Der Leiter 95 ist mit der Eingangsleitung 1 des Meßinstrumentes M und mit dem Widerstand R2 verbunden, der durch den Leiter 97 mit einem Anschluß des Druckschalters SW2 verbunden ist, damit die Schaltung zur Ablesung eines festen Wertes auf einer Skala geprüft werden kann, um sicherzustellen, daß die Schaltung ordnungsgemäß arbeitet. Die Widerstände R11 und R12 sind Blindlastwiderstände und bestimmen den abgelesenen Wert. Der Widerstand R11 kann verändert werden, damit er mit dem erforderlichen Ablesewert übereinstimmt. Dieser Wert kann zahlenmäßig 0,261 ppm oder 1,0 g Salz/ 3,8 cbm betragen. Ein Kontakt des Schalters SW2 ist über den Leiter 127 mit einem Anschluß der Ebene C des Schalters SW (der noch beschrieben werden wird) verbunden. Ein Leiter 129 führt von dem Leiter 127 zu einer Anschlußleitung des Schalters SW2. Die Widerstände R11 und R12 sind an dem Punkt 99 durch den Leiter 101 mit dem Leiter 91 verbunden.
Ein weiterer Widerstand R13 ist durch den Leiter 102 mit dem Schalter SW2 und dem Leiter 103 verbunden, wobei der Leiter 103 den Anschluß 3 des Meßinstrumentes mit der Ebene D eines Drehschalters SW1 verbindet, der vier Ebenen A, B, C, D besitzt. Der Schalter SW2 ist durch die Leitung 105 mit der Ebene A verbunden, während der Kontakt 3 der Ebene A mit der Leitung 107 durch den Leiter 109 und mit der Elektrode 15 durch den Leiter 111 verbunden ist. In der Schaltung ist eine Anzeigelampe LR1 enthalten, die durch das Relais R gesteuert wird, ähnlich wie bei einer Transformatoralarmanlage. Die Lampe LR1 gibt ein optisches Signal, wenn der Salzgehalt der Flüssigkeit an der Zelle C3 einen bestimmten Wert erreicht hat. Die eine Seite der Primärwicklung von LR1 ist mit dem Relais R über den Leiter 111' verbunden, während die andere Seite der Primärwicklung über den Leiter 112 mit einer Anschlußleitung eines Schalters SW3 verbunden ist, durch den die Glocke abgeschaltet werden kann. Die andere Seite des Schalters SW 3 ist über den Leiter 141 mit dem Alanasteuerrelais RS verbunden. Eine weitere Leitung des Schalters SW3 ist über den Leiterll4 mit der Primärwicklung eines Transformators für die Lampe LR 2 verbunden, während die andere Seite der Primärwicklung über den Leiter 139 mit dem Leiter 135 verbunden ist, der mit dem Relais R verbunden ist und sich zwischen diesem und der Leitung 137 erstreckt, die mit dem einen Ende an die Stromversorgungsleitung angeschlos sen ist.
Das Alarmsteuerrelals RS liegt in dem Leiter 141 zur Alarmlampe. Parallel zur Spule des Relais ist ein fester Widerstand R14 angeordnet, der so bemessen ist, daß an ihm ein solcher Spannungsabfall auftritt, damit das Relais, als Folge des Stromes einer Lampe, erregt wird, so daß die Glocke läutet. Irgendwelche Einschaltung weiterer Lampen bewirkt eine Erhöhung der Spannung, die jedoch keine Auswirkung mehr besitzt, da das Relais bereits unter Strom ist. Eine Rückkopplung tritt nicht auf, da dieses Relais nicht mit einbezogen ist, sondern nur die Spule, die allen Lampen gemeinsam ist.
Wenn der Schalter SW3 in der »Glocke-eingeschaltet« -Stellung ist (das Relais R ist wieder stromlos), wird die Schaltung bei hohem Salzgehalt über den Leiter 141 mit dem Alarmsteuerrelais R 1 verbunden, so daß demselben und damit auch über die Kontakte 143 bis 145 der Alarmglocke B1 Strom zugeführt wird, wodurch diese in Tätigkeit tritt. Der Strom fließt auch durch die Leiter 147, 149, 151 und 153 zum Leiter 5.
Bei niedrigem Salzgehalt ist das Relais CR 1 erregt.
Über den Leiter 155 wird das Ableserelals DR ebenfalls erregt, so daß es angezogen bleibt und damit auch das elektromagnetische Ventil V über den Leiter 156 unter Strom steht und geschlossen ist. Die Glocke und die Lampe LR 1 sind stromlos, wenn DR über den Leiter 155 mit Strom versorgt wird. Die gemeinsame Verbindung von DR erhält über den Leiter 158 Strom und führt über den Leiter 107 zur Strom versorgung. Ist das Relais DR stromlos, werden die Blitzvorrichtung FL und die Lampe LR 1 über den Leiter 159, Schalter SW4 und Leiter 160 betrieben.
Wenn die Anzeigevorrichtung für den Salzgehalt ausfällt, wird der SchalterSW4 durch Hand betätigt, um Wasserverlust zu vermeiden. Wenn SW4 für Handbetätigung geschaltet ist, leuchtet die Lampe LR 3 auf, um diese Situation anzuzeigen. Die bes schriebene Relais- und Alarmschaltung gestattet die Verwendung von nur einer Glocke zur Erzeugung eines akustischen Alarmsignals für irgendeine oder alle Zellenstellungen, wenn ein übermäßig hoher Salzgehalt vorhanden ist. Sie kann auch für irgend eine Zelle arbeiten, ohne daß irgendwelche elektrischen Rückwirkungen auftreten, die auch jene Lampen aufleuchten lassen, die mit solchen anderen Alarmzellen verbunden sind, an denen keine Alarmbedingungen herrschen.
SW1 ist ein Wählschalter mit Ebenen A, B, C und D, der mehrere Funktionen erfüllt. Er wählt die Zelle aus, die abgelesen werden soll, legt das Meßinstrument an die ausgewählte Zelle zum Ablesen an und ersetzt entsprechende Impedanzen des Meßinstrumentes an jenen Zeilen, von denen das Meßinstrument abgenommen worden ist, um eine genaue Alarmgabe zu gewährleisten, da eine Wegnahme des Meßinstrumentes die Zellenschaltwerte verändert.
Die Alarmrelais werden in allen Schaltstellungen in ihrem Betriebszustand gehalten, unabhängig davon, ob das Meßinstrument an eine bestimmte Zelle angelegt ist oder nicht. Fehler auf Grund des Ersatzes der Meßinstrumentenimpedanz in einem Kreis, nachdem das Meßinstrument weggenommen ist, bewirken beträchtliche Unterschiede in der Alarmeinstellung zwischen der Überwachungsstellung (wenn das Meßinstrument nicht eingeschaltet ist) und der Ablese stellung. Der Widerstand R 19 ist ein drahtgewickelter justierbarer Widerstand, der so eingestellt ist, daß er die beiden Spulen innerhalb des Meßinstrumentes und den inneren begrenzenden Widerstand des Meßinstrumentes ersetzt. R20 ersetzt R 19, der in Serie mit dem Meßinstrument liegt um den Strom in dem Zellenkreis zu begrenzen.
Die Ebene A des Schalters SW 1 dient zur Auswahl des gewünschten Zellen-Elektroden-Kreises und zum Einschalten des Meßinstrumentes in diesen bestimmten Kreis, damit der Salzgehalt abgelesen werden kann. Das ist oben in Verbindung mit Zelle 3 bes schrieben worden, wo;bei die Kontakte der Ebene den Leiter 105 der Meßschaltung mit dem Leiter 111 des Kreises der Zelle C3 verbinden. Die EbeneB des Schalters SW1 kann einen oder so viele Kontakte haben, wie Zellen vorhanden sind, um die Widerständers9 und R 20 in jene Kreise einzuschalten, aus denen das Meßinstrument herausgenommen ist, so daß die Meßinstrumentimpedanzen ersetzt werden.
Die Widerstände R 19 und R 20 sind in Serie durch die Leiter 113 verbunden und die entsprechenden Kontakte der Ebene B durch die Leiter 115.
Die EbeneC des SohaltersSW1 dient zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Thermistorkreis und dem Meßinstrument und den zum Messen ausgewählten Zellen. Diese Verbindung wird z. B. bei der Zelle C 3 durch die Leiter 19, 117 und 119 hergestellt, welch letzterer mit dem Kontakt3 des Schalters verbunden ist. Die EbeneD des Schalters SW1 ist zur Einschaltung von Ersatzwiderständen R 19 und R 20 in jene Zellenkreise bestimmt, an welche das Meßinstrument nicht angeschlossen ist.
Diese Ebene ist so konstruiert und angeordnet, daß der V-Ausschnitt 121 die Leitungsführung unterbricht, so daß der Schaltkreis, an den das Meßinstrument angelegt ist, keine Verbindung zu den Ersatzwiderständen R 19 und R 20 hat. Durch die Verwendung dieser Ersatzeinrichtung lassen sich immer sehr genaue Alarmemstellungen erzielen, und außerdem können die genauen Alarmeinstellungen über den ge samten Temperaturbereich vorgenommen werden.
Die Leiter 123 sind wie die Leiter 125 mit den Kontakten des Schalters verbunden und stellen eine Verbindung mit den ErsatzwiderständenRfl9 her. Der Kreis, der mit dem Kontakt 1 verbunden ist, enthält, wie in den Zeichnungen gezeigt, keine Widerstände 19 und 20.
Der Schalter SW5 dient dazu; daß sich die Unterschiede des Relais zwischen Anzug und Abfall nicht auswirken. Der Schalter SW3 dient zur Ausschaltung des akustischen, aber nicht des optischen Signals.
Er bringt eine zusätzliche Alarmlampe zum Aufleuchten, die anzeigt, daß die akustische Anzeige abgeschaltet ist. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist ein solcher Alarmschalter in den Kreisen C1 und C2 nicht dargestellt.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Messung un Überwachung des Salzgehaltes von temperaturveränderlichen Lösungen mittels einer in die Lösung eintauchenden Leitfähigkeits-Meßstelle, deren Elektroden in Serie mit einem Stromstärke-Meßinstrument an eine konstante Spannungsquelle angeschlossen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß parallel zu den Elektroden (13, 15) es in Serie rnit einem festen Widerstand (R4) liegender, ebenfalls in die Lösung eintauchender Widerstand (R3) mit negativen Temperaturkoeffizienten geschaltet ist, dem seinerseits ein Spannungsteiler (R6/R7) parallel geschaltet ist, zwischen dessen Abgriff (Z) und dem Endanschluß (Y) des festen Widersts (R 4) eine von der Temperatur der Lösung unabhängige und nur von der Leitfähigkeit der Lösung beeinflußte Spannung steht, die als Speisespannung einem spannungsempfindlichen, mit einer Alarmvorrichtung (BL) verbundenen GreUzPtschalteP fW) zugeiihrt wKd 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (13, 15) und der temperaturabhängige Widerstand (R3) über einen gemeinsamen Begrenzungswiderstand (R5) zwischen die Spannungsquelle (TR) und das Meßinstrument (M) geschaltet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (K6/RX aB zwei in Serie geschalteten festen Widerständen von ungleichem Widerstandswert besteht, zwischen denen sich der Abgriff (Z) be findet.

4. Einrichtung nach Anspfuoh 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der Widerstände (R7) des Spannungsteilers (R6/R7) einen Widerstandswert von ungefähr 22% des Gesamtwiderstandes hat.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (R3) ein Thermistor ist.

6. EiNtxg nach einem der AnsZüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsempfindliche Grenzwertschalter (W) ein Relai; (R) on, dessen Kontakte (53) in einem Stromkreis für die Alarmvorrichtung (BL) liegen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (539 des Relais (R) oberhalb eines vorbestimmten Pegels der Speisespannung offen sind und die Alarmvorrichtung (BL) stromlos halten, sich jedoch unterhalb dieses Pegels schließen.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bi; 7, dad}Yxih gekennzeichnet, daß der zwischen dem Abgriff (Z) und dem vom festen Widerstand (R4) abgelegenen Ende des temperaturabhängigen Widerstandes (R3) angeordnete Teil (R6) des Spannungsteilers (R6/R7) durch einen normalerweise offenen Schalter (S) überbrückt ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justierung des vorbestimmten Spannungspegels ein einstellbarer Widerstand (R8) in Serie mit dem Relais (R) geschaltet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein fester Widerstard (R 10) parallel zum Relais (R) geschattet ist.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Meßsystemen (C1 bis C6), bestehend jeweils aus einem gesonderten, an verschiedenen Stellen in zu messende Flüssigkeiten eintauchenden Elektrodenpaar (13, 15) mit zugeordnetem temperaturabhängigem Widerstand (R3) sowie einem gesonderten Grenzwertschalter (R) mit zugeordneter Alarmvorrichtung, ständig an eine gemeinsame Spannungsquelle (TR) angeschlossen sind und mittels eines Wahlsohalters (SW1) selektiv an ein gemeinsames Meßinstrument (M3 anschaltbar sind (F i g. 2).

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wahlschalter (SW1) bei den vom Meßinstrument (M) abgeschalteten Meßsystemen eine Impedanz (R19, R20) in den Stromkreis einschaltet, die die Impedanz des Meßinstrumentes ersetzt und die Meßsysteme im unveränderten Betriebszustand hält.

13. Ei,nrichtung nach Anspruch 12, daduroh gekennzeichnet, daß die zugeschalteten Lampe danzen (R 19, R 20) in Serie liegende Widerstände sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß einer der in Serie liegenden Widerstände (R19) ein variabler Widerstand ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem der Meßsysteme (C1 bis C6) der Grenzwertschalter (R3 eine gesonderte Alarmlampe (z B.

LR1) betätigt, die über einen Kontrollschalter (z. B. SW3) mit einem Alarmsteuerrelais (RS) verbunden ist, das seinerseits eine akustische Alarmeinrichtung (BL) auslöst, wobei zwischen dem Grenzwertschalter und dem Kontrollschalter eine Signallampe (z. B. LR2) angeordnet ist, die ein Abschalten des Alarmsteuerrelais durch den Kontrollschalter anzeigt.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollschalter (SW3) aller Meßsysteme (C1 bis C6) an ein gemeinsames Alarmsteuerrelais (RS) angeschlossen sind und damit eine einzige akustische Alarmvorrichtung betätigen.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung einer rückkopplungsartigen Beeinflussung der Alarmlampen der übrigen Meßsysteme infolge einer Betätigung des Alarmsteuerrelais (RS) durch eines der Meßsysteme ein festes Relais (DR) parallel zu dem Alarmsteuerrelais geschaltet ist.