DE1241640B

DE1241640B - Control device for Truebungsmesser

Info

Publication number: DE1241640B
Application number: DE1963M0058684
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ferdinand V Grundherr; Gerhard Schmidt; Dipl-Phys Guenter Suessbrich
Original assignee: Metrawatt AG
Current assignee: Metrawatt AG
Priority date: 1963-10-26
Filing date: 1963-10-26
Publication date: 1967-06-01

Description

Kontrollvorrichtung für Trübungsmesser Die Erfindung betrifft eine Kontrollvorrichtung für mit dem Tyndall-Effekt arbeitende Trübungsmesser.Control device for opacimeter The invention relates to a Control device for opacimeters working with the Tyndall effect.

Derartige Geräte sind beispielsweise so aufgebaut, daß ein paralleles, in seiner Intensität konstant gehaltenes Lichtbündel in eine Meßküvette geleitet wird. An der seitlich zur Richtung des Strahlenbündels liegenden Wand der Küvette sind lichtempfindliche Elemente angebaut, die das nach dem Tyndall-Effekt aus dem Strahlenbündel gestreute Licht empfangen und einer Meßvorrichtung zuführen (ATM J 36-1).Such devices are designed, for example, so that a parallel, Light bundle kept constant in its intensity is passed into a measuring cuvette will. On the side of the cuvette to the direction of the beam light-sensitive elements are built on, which according to the Tyndall effect from the Receiving beams of scattered light and supplying it to a measuring device (ATM J 36-1).

Um nun die Veränderung der Trübung mit der erforderlichen hohen Betriebssicherheit erfassen zu können, ist eine gelegentliche oder selbsttätig erfolgende, regelmäßige Kontrolle der Arbeitsweise des Trübungsmessers anzustreben. Die Kontrolle soll dabei ohne Einfluß auf die laufende Messung der Trübung und ohne zusätzliche Handhabungen für das Oberwachungspersonal durchführbar sein. Sie soll gleichzeitig Veränderungen bezüglich des Lichtstromes der Glühlampe, Veränderungen bezüglich der Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Elemente und Veränderungen bezüglich der Begrenzungsflächen der Meßküvette erfassen. In order now to change the turbidity with the required high operational reliability To be able to record is an occasional or automatic, regular one Strive to control the operation of the opacimeter. The control should thereby without affecting the ongoing measurement of the turbidity and without additional handling be feasible for the surveillance personnel. You should change at the same time regarding the luminous flux of the incandescent lamp, changes regarding the sensitivity of the photosensitive elements and changes in relation to the boundary surfaces of the measuring cuvette.

Diese Aufgaben werden nun gemäß der Erfindung an einem Trübungsmesser der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß an der der Lichteintrittsseite gegenüberliegenden lichtdurchlässigen Fläche außerhalb der Küvette mindestens ein Spiegel angeordnet ist, der in der Arbeitsstellung rechtwinklig zur Richtung des Strahlenbündels liegt und der um einen solchen Betrag schwenkbar ist, daß mindestens ein Teil des Strahlenbündels direkt und/ oder durch Reflexion zu dem lichtelektrischen Wandler (bzw. den lichtelektrischen Wandlern) gelangt. These objects are now carried out in accordance with the invention on an opacimeter of the type described above solved in that on the light entry side opposite translucent surface outside of the cuvette at least one Mirror is arranged, which is perpendicular to the direction of the in the working position The bundle of rays and is pivotable by such an amount that at least a part of the beam directly and / or by reflection to the photoelectric Converter (or the photoelectric converters) arrives.

Eine zweckmäßige Ausbildung besteht in zwei symmetrisch angeordneten Spiegeln, die durch elektromagnetische Schaltelemente von der Arbeitsin die Kontrollstellung schwenkbar sind. An appropriate training consists of two symmetrically arranged Mirroring the electromagnetic switching elements from the work to the control position are pivotable.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und in der Zeichnung dargestellt. The invention is shown below on the basis of an exemplary embodiment explained in more detail and shown in the drawing.

F i g. 1 zeigt die Kontrollvorrichtung am Trübungsmesser angesetzt in der Kontrollstellung; Fig.2 zeigt den Trübungsmesser in Arbeitsstellung, und Fig. 3 zeigt die Wirkungsweise der Kontrollvorrichtung an Hand eines von einem Registriergerät erzeugten Schriebes. F i g. 1 shows the control device attached to the opacimeter in the control position; Fig.2 shows the opacimeter in the working position, and Fig. 3 shows the mode of operation of the control device on the basis of a recording device generated writing.

Gemäß dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Kontrollvorrichtung aus zwei schwenkbar gelagerten Spiegeln, die an der Rückseite der der Lichteintrittsöffnung 2 gegenüberliegenden Küvettenwand3 angeordnet sind. In der üblichen Arbeitsstellung (F i g. 2) sind die Spiegel 1 rechtwinklig zur Richtung des Meßstrahlenbündels 4 angeordnet, während sie in der in F i g. 1 dargestellten Kontrollstellung um etwa 300 gegenüber dem Strahlenbündel 4 geschwenkt sind, so daß ein Teil der Meßstrahlen abgelenkt und über Reflexionen an den Küvettenwänden und/oder direkt zu den an den Seitenwänden befindlichen lichtelektrischen Wandlern, z. B. Fotoelementen 5, geleitet werden. In der Arbeitsstellung wird deshalb das in die Küvette gelangende Strahlenbündel4 durch die an der Küvettenrückwand 3 befindlichen Spiegel 1 wieder zurückgestrahlt, so daß eine Verstärkung in der Durchstrahlung der Meßflüssigkeit und damit eine Erhöhung der Empfindlichkeit der Meßanordnung eintritt. Die Kontrollvorrichtung ist so dimensioniert und justiert, daß in der Kontrollstellung die Fotoelemente 5 so stark beleuchtet werden, wie es etwa einer Trübung von zwei Drittel bis drei Viertel des Meßbereiches entsprechen würde. Bei der Füllung des Trübungsmessers mit Reinwasser muß das Anzeigeinstrument in der Arbeitsstellung der Spiegel auf einen ersten und in der Kontrollstellung der Spiegel auf einen zweiten Kontrollstrich einspielen, die auf der Skala des Kontrollinstrumentes angebracht sind (nicht dargestellt). Während des üblichen Betriebes, in dem also nur gering getrübtes Wasser die Küvette 2 durchfließt, befinden sich die Spiegel 1 in der in F i g. 2 gezeigten Arbeitsstellung. According to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, there is the control device consists of two pivoting mirrors attached to the back the cuvette wall 3 opposite the light inlet opening 2 are arranged. In the usual working position (FIG. 2), the mirrors 1 are at right angles to the direction of the measuring beam 4, while they are in the in F i g. 1 shown Control position are pivoted by about 300 relative to the beam 4, so that some of the measuring beams are deflected and caused by reflections on the walls of the cuvette and / or directly to the photoelectric converters located on the side walls, z. B. photo elements 5 are passed. In the working position, it is The bundles of rays 4 entering the cuvette through those on the rear wall 3 of the cuvette Mirror 1 is reflected back again, so that an amplification in the radiation the measuring liquid and thus an increase in the sensitivity of the measuring arrangement entry. The control device is dimensioned and adjusted so that in the Control position the photo elements 5 are illuminated as strongly as it is about one Turbidity would correspond to two thirds to three quarters of the measuring range. at when the opacimeter is filled with pure water, the display instrument must be in the Working position of the mirror on a first and in the control position of the mirror on a second control line, which is on the scale of the control instrument are attached (not shown). During normal operation, that is, in that only slightly cloudy water the cuvette 2 flows through The mirrors 1 are in the position shown in FIG. 2 working position shown.

Dabei ergibt sich je nach Stärke der Trübung ein Ausschlag 9 (F i g. 3) am Kontrollinstrument bzw. am Registriergerät, wodurch die richtige Arbeitsweise des Trübungsmessers erkennbar ist. Die von der Zeit »Null-Uhr« bis »17 Uhr 30« laufend ansteigende Kurve in Fig.3 zeigt an, daß die Trübung laufend von drei bis zu etwa elf Trübungsgraden zugenommen hat. Die laufende Betriebskontrolle wird zweckmäßigerweise selbsttätig mit Hilfe eines Zeitschaltgerätes durchgeführt, etwa in der Weise, daß jede Stunde einmal die in F i g. 1 gezeigte Kontrollstellung der Spiegel 1 eingeschaltet wird. Zu diesem Zweck sind die Spiegel 1 am Anker 6 von elektromagnetischen Schaltelementen 7 befestigt. In der Kontrollstellung der Spiegel wird das Meßstrahlenbündel 4 nicht mehr in sich selbst, d. h. in entgegengesetzter Richtung zurückgeworfen, sondern - wie in Fig. 1 mit 4 a angedeutet ist - teilweise direkt und teilweise nach mehrfacher Reflexion auf die Fotoelemente 5 geworfen. Dadurch erhalten die Fotoelemente wesentlich mehr Licht, was einen entsprechend größeren Ausschlag der Meßinstrumente zur Folge hat. Dieses Ergebnis registriert der Schreiber mittels der Linien 10. Depending on the degree of opacity, this results in a deflection 9 (F i G. 3) on the control instrument or on the recorder, which ensures the correct operation the opacimeter can be seen. Those running from the time »zero o'clock« to »5:30 p.m.« increasing curve in Fig.3 indicates that the turbidity is progressing from three to about has increased by eleven degrees of turbidity. The ongoing operational control is expedient carried out automatically with the help of a timer, for example in such a way that once every hour the one shown in FIG. 1 shown control position of the mirror 1 switched on will. For this purpose, the mirrors 1 on the armature 6 are electromagnetic switching elements 7 attached. In the control position of the mirror, the measuring beam 4 is not more in oneself, d. H. thrown back in the opposite direction, but rather - as indicated in Fig. 1 with 4 a - partly directly and partly after multiple Reflection thrown on the photo elements 5. This gives the photo elements essential more light, which results in a correspondingly larger deflection of the measuring instruments Has. The recorder registers this result by means of lines 10.

Der Trübungsmesser 2, 3, 5 an sich und die Kontrollvorrichtung 1, 6, 7 sind zweckmäßigerweise in nvei getrennten, aber gleichartigen Gehäusen untergebracht, die zusammengefianscht werden- können. The opacimeter 2, 3, 5 itself and the control device 1, 6, 7 are expediently housed in nvei separate but similar housings, that can be joined together.

Im Gehäuse der Kontrollvorrichtung 1, 6, 7 sind das Kontrollgerät mit Verstärker, Kontrollinstrument, Justierwiderstände, Netzanschlußgerät und Konstantspannungsquelle untergebracht. Je nach den räumlichen Verhältnissen können sie zusammengeflanscht oder auch getrennt angeordnet werden. Die in dem Zusatzgehäuse zum eigentlichen Trübungsmesser enthaltenen Justierwiderstände (nicht dargestellt) ermöglichen eine Nachjustierung des Trübungsmessers, die beispielsweise durch die im Lauf der Zeit eintretenden Veränderungen in der Empfindlichkeit der Fotoelemente oder des sich verändernden Lichtstromes der Glühlampe erforderlich werden kann.The control device is in the housing of the control device 1, 6, 7 with amplifier, control instrument, adjustment resistors, power supply unit and constant voltage source housed. Depending on the spatial conditions, they can be flanged together or can be arranged separately. The one in the additional housing to the actual Adjustment resistors (not shown) contained in opacimeters allow a Readjustment of the opacimeter, for example by the over time occurring changes in the sensitivity of the photo elements or the itself changing luminous flux of the incandescent lamp may be required.

Ist ein Überwachungsgerät mit Grenzwertfühler eingebaut, so kann durch eine Justierschaltung bei unveränderter Einstellung des Grenzwertfühlers während der Kontrolle die Empfindlichkeit des Kontrollinstrumentes so verändert werden, daß bei richtiger Arbeitsweise des Trübungsmessers in der Prüfschaltung der Grenzwert eben erreicht wird. Die Schaltung ist dann so getroffen, daß eine Warnung »Trübungsmesser gestört« bei der Kontrolle dann ausgelöst wird, wenn ein zu kleiner Ausschlag entsteht, während die übliche Warnung »Trübung unzulässig groß« im Normalbetrieb dann entsteht, wenn der Ausschlag des Kontrollinstrumentes zu groß ist. If a monitoring device with a limit value sensor is installed, then by an adjustment circuit with unchanged setting of the limit value sensor during the control, the sensitivity of the control instrument can be changed in such a way that that with correct operation of the opacimeter in the test circuit the limit value is just achieved. The circuit is then made in such a way that a warning »Opacimeter disturbed «is triggered during the check if the rash is too small, while the usual warning "Turbidity inadmissibly high" then arises in normal operation, if the deflection of the control instrument is too great.

Wie aus dem in F i g. 3 dargestellten Ausschnitt aus einem Diagrammstreifen 11 zu erkennen ist, zeigen die während der Kontrolle aufgezeichneten Striche 10 durch ihre Länge die änderungen in der Empfindlichkeit des Trübungsmessers an. Bei eventuellen Veränderungen der Lichtquelle und der Fotoelemente, die im jahrelangen Dauerbetrieb auftreten können, aber auch bei einer eintretenden Verschmutzung der Küvette, wird die Beleuchtung der Fotoelemente während der Kontrolle verringert, und es ergibt sich aus der oben beschriebenen Warnmeldung oder aus einer veränderten Länge der hori- zontalen AuslenkungenlO auf dem Diagrammstreifen 11 eine deutliche Anzeige dafür, daß eine Reinigung der Küvette notwendig ist. Am Ende des Diagramms (17.30 Uhr) ist durch Abschaltung eines der Fotoelemente eine künstliche Störung dargestellt, welche eine Verminderung der Größe der aufgezeichneten Trübung 9 a und des Kontrollstrichs 12 auf die Hälfte bewirkt, so daß also eine eingestellte Warneinrichtung zum Ansprechen gebracht würde. Eine stärkere Verschmutzung der Küvette würde sich ähnlich auswirken. Die Küvette ist ausschließlich aus planparallelem Glas hergestellt und verschweißt. Die Zuführungsleitungen einschließlich der Verbindungsteile sind aus chemisch widerstandsfähigem Kunststoff gefertigt, so daß der gesamte Trübungsmesser säurefest ist. Dadurch kann der Trübungsmesser auch mit Chrom-Schwefelsäure gereinigt werden, wodurch eine sichere Beseitigung aller bei üblicher Verwendungsweise zu erwartenden Niederschläge gewährleistet ist.As shown in FIG. 3 shown excerpt from a diagram strip 11 is shown by the lines 10 recorded during the control their length indicates the changes in the opacimeter's sensitivity. at possible changes in the light source and photo elements that have taken place over the years Continuous operation can occur, but also in the event of contamination of the Cuvette, the lighting of the photo elements is reduced during the inspection, and it arises from the warning message described above or from a modified one Length of hori- zontal deflections 10 on the diagram strip 11 a clear Indicates that the cuvette needs to be cleaned. At the end of the diagram (5.30 p.m.) is an artificial disturbance by switching off one of the photo elements shown, which a reduction in the size of the recorded turbidity 9 a and the control line 12 caused by half, so that a set Warning device would respond. Greater contamination of the cuvette would have a similar effect. The cuvette is made exclusively of plane-parallel Glass made and welded. The supply lines including the connecting parts are made of chemically resistant plastic, so that the entire opacimeter is acid-proof. This means that the opacimeter can also be cleaned with chromium-sulfuric acid thus ensuring safe disposal of all in normal use expected precipitation is guaranteed.

Für manche Verwendungszwecke wird eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Trübungsmessers gefordert. Diese ergibt sich zum Teil gemäß der Erfindung durch die in der Arbeitsstellung der Kontrollvorrichtung erfolgenden Reflexionen der Lichtstrahlen an den Spiegeln und des weiteren durch die Verwendung von mehreren Foto elementen mit erhöhter Empfindlichkeit sowie durch eine geeignete Anpassung des Gleichspannungsverstärkers. Damit wird eine Einschränkung des Meßbereiches auf fünf Trübungsgrade ermöglicht. Diese für manche Aufgabenstellungen bedeutsame Erweiterung des Anwendungsbereiches ist deshalb besonders vorteilhaft, weil auch bei dieser Ausführung des Trübungsmessers die ausschließliche Verwendung eines säurefesten Materials beibehalten ist. For some purposes, there will be an increase in sensitivity of the opacimeter required. This results in part according to the invention the reflections of the light rays occurring in the working position of the control device on the mirrors and further through the use of several photo elements with increased sensitivity and suitable adaptation of the DC voltage amplifier. This enables the measuring range to be restricted to five degrees of turbidity. This extension of the scope of application, which is important for some tasks is therefore particularly advantageous, because also with this version of the opacimeter the exclusive use of an acid-resistant material is retained.

Unter anderem kann der Trübungsmesser mit erhöhter Empfindlichkeit bei größeren Anlagen, in denen mehrere Trübungsmesser für Reinwasser in normaler Ausführung eingebaut sind, zur Prüfung des zu Kontrollzwecken verwendeten Reinwassers in einer gemeinsamen Zuleitung verwendet werden. Among other things, the opacimeter can be used with increased sensitivity in larger systems in which several opacimeters for pure water in normal Execution are installed to test the pure water used for control purposes can be used in a common supply line.

Die durch die Erfindung mögliche und bei den bekannten Trübungsmessern nicht vorgesehene Kontrolle der Meßküvette selbst stellt für die Anwendung des Trübungsmessers im Dauerbetrieb einen außerordentlich großen Fortschritt dar, macht sie doch die ohne diese Vorrichtung notwendige, turnusmäßige Reinigung der Küvette unnötig und gibt dem Betriebsleiter die Sicherheit, daß der eingebaute Trübungsmesser seine normale Empfindlichkeit besitzt und bei irgendwelchen Trübungen des untersuchten Mediums sofort anspricht. The possible by the invention and with the known opacimeters unintended control of the measuring cuvette itself provides for the use of the opacimeter in continuous operation represents an extraordinarily large step forward, as it does Without this device, the regular cleaning of the cuvette is unnecessary and gives the operations manager the assurance that the built-in opacimeter is his has normal sensitivity and any turbidity of the examined Medium responds immediately.

Claims

Claims: 1. Control device for with the Tyndall effect working opacimeter, with which on the side walls of the cuvette at least a photoelectric converter is arranged, d a - characterized in that an the transparent surface (3) opposite the light entry side (2) at least one mirror (1) is arranged outside the cuvette and is in the working position (Fig.2) at right angles to the direction of the beam (4) and around a such an amount is pivotable that at least part of the beam is direct and / or by reflection to the photoelectric Converter (5), or the photoelectric converters.

2. Control device according to claim 1, characterized by two symmetrically arranged mirrors (1), which are activated by electromagnetic switching elements (7) can be pivoted from the working to the control position.

3. Control device according to claim 1 or 2, characterized in that that the opacimeter consists of two housing parts of the same type that can be joined together one of which is the actual opacimeter (1 to 7) and the other housing the control device with amplifier, control indicator, adjustment resistors, Includes power supply unit and constant voltage source.

4. Control device according to claim 1 to 3, characterized by a switching device, which the control device at regular intervals switches on automatically.

5. Control device according to claim 1 to 4, characterized in that that the current supplied by the light-sensitive element or elements (5), if necessary after amplification, a recorder is fed that the control device is coordinated so that the light-sensitive during the control process Elements supplied current corresponds to about two thirds to three thirds of the measuring range and that the unchanged length of the transverse lines recorded during the control times (10) is a measure of the unchanged sensitivity of the opacimeter.

References considered: U.S. Patent No. 3,065 665.