DE1598652A1 - Messanordnung zur Ermittlung der Leitfaehigkeit der Fluessigkeitskomponente in einem Fluessigkeits-Feststoffgemisch - Google Patents

Description

• Meßanordnung zur Ermittlung der leitfhigkeit der Flüssigkeitskomponente in einem Flüssigkeits-Feststoffgemisch Oftmals ist es wichtig, in eine Gemisch aus elektrisch leitender Flüssigkeit und einem elektrisch nicht- oder schlechtleitenden Feststoff die elektrische Leitfähigkei der Trägerflüssigkeit zu ermitteln, z.B. wenn der Feststoffanteil des Gemisches bestimmt werden soll.
• Es ist dann notwendig, durch Filtrieren, Abzentrifugiere oder andere bekannte Trennmaßnahmen den Feststoff von de Flüssigkeit abzutrennen, um die Leitfähigkeitsmessung durchführen zu können.
• Diese Verfahren sind für den technischen einsatz weniger geeignet, weil sie nur diskontinuierlich arbeiten oder unter rauhen Beanspruchungen zu Verschleiß, Verstopfen und anderen störungen neigen. Insbesondere sind die ober genannten Verfahren nur schlecht verwendbar, wenn die Korngröße des Feststoffes in der Flüssigkeit sehr gering ist.
• Diese Nac@toile sollen durch die tirfindung behoben werde Ausgangspunkt ist eine bekannte, von lord Rayleigh angegebene Beziehung zwischen dem elektrischen Widerstandeines Flüssigkeits-Feststoffgemisches zwischen zwei Elek troden und dem Gehalt an elektrisch isolierendem Best-Stoff p: R1 = R10 1 + 1/2P (1) 1 - p Dabei ist R10 der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden, wenn der Feststoffanteil nicht vorhanden wäre.
• Der Erfindungsgedanke besteht darin, zwei Meß-zellen mit Elektroden der zwischen ihnen liegenden Widerstandsstrecke, die im zu messenden Material verläuft, vorzusehen, wobei jedoch in der einen der Wicierstand zwischen den Elektroden durch einbringen eines zusätzlichen Feststoffanteils q - vorzugsweise in Form eines dimensionsstabilen und verschleiBfesten, zusammenhängenden elektrisch isolierenden Körpers - künstlich erhöht worden ist.
• Werden beide Zellen vom gleichen Flüssigkeits-Feststoffgemisch durchflossen, so gilt für den Widerstand R2 der zwiten Meßzelle: Der@Strom durchläuft in diesem Falle streckenweise das Gemisch und streckenweise den elektrisch isolierenden Körper.
• Durch Vergleich der Formeln (1) und (2) gelangt man schließlich zu der einfachen Beziehung: mit a = R 20 R 10 Es genügt also, eine Differenz der mit densich aus Formel (3) ergebenden Faktoren multiplizierten Widerstandswerte R1 und R2 zu bilden, um den Widerstand einer Zellenanordnung beim Vorhandensein nur der irägerflüssigkeit allein berechnen zu können.
• Bestimmt man zusätzlich die Zellenkonstanten C1 und C2, so ergibt sich daraus der spezifische Wiuerstand q der reinen Trägerflüssigkeit.
• Eine technische Ausführung einer derartigen Meßzellenanordnung ist in Figur 1 wiedergegeben.
• Das Flüssigkeits-Feststoffgemisch 1 strömt in eine Rohrleitung 2 ein, die an ihrer Innenseite mit einer elektrisch isolierenden und für bestimmte Verwendungszwecke auch besonders abriebfesten Auskleidung versehen ist. In diese Auskleidung sind elektrisch gegeneinander und gegen die Rohrleitung isoliert zunächst zwei elektroden 4 und 5 eingesetzt, zwischen denen die erste Meßstrecke verläuft.
• Diese Einrichtung stellt die erste Meßzelle dar.
• Im weiteren Teil der Rohrleitung befinden sich zwei weitere in der gleichen Art angebrachte Elektroden 6 und 7, zwischen denen sich zusätzlich ein Körper aus elektrisch isolierendem Mat@rial 8 befindet. Dieses stellt die zweite Meßzellenanordnung dar.
• Der elektrisch isolierende Körper 8 kann vermittels einer Stange 9 mit Feingewinde, die durch eine Dichtung 10 nach außen geführt ist, feinfühlig hin und her bewegt werden, um einen genauen mechanischen Abgleich des künstlichen Feststoffanteils herbeizuführen. Die beiden Meßzellenhälften können durch eine Flanschverbindung 11 miteinande@ verbunden sein, so daß die Rohrhälften sich zu Reinigungszwecken leicht trennen lassen.
• Für besonders genaue Messungen emp@ie@@t es sich, eie gesamte, durch die zwei Meßzellen gebildete Strecke gut wärmezuisolieren oder in bekannter Weise auf gleichbleibender Temperatur zu halten.
• @eiternin ist es nützlich, durch senkrechte anordnung der @e@anordnung zu v@r@indern, da@ Teststoffteile sion @n de@ Ro@@en oder zwischen der Elektrode@ abl@@@@@.
• Bei wesentlichem Anteil von groben Feststoffen oder Schmutzstoffen empfiehlt es sich ferner, vor dem Einlauf in die Meßanordnung einen Rechen oder ein Sieb in bekannter Ausführung anzubringen.
• In Figur 2 ist beispielsweise eine Blockschaltung zur selbsttätigen elektrischen Verarbeitung-der Widerstandswerte R1 und R2 dargestellt. Die Großen R1 und R2 werden zunächst in an sich bekannter Weise in elektrische Spannungen umgesetzt, die den Verstärkern mit dem Verstärkungsgrad A bezw. B zugeführt werden.
• Dabei ist: 2 (1-q) A = 2/q B = a # q Die Ausgangsspannungen der Verstärker A x R1 bezw.
• B x R2 werden mit entgegengesetzter Polarität auf ein Summierglied gegeben, dessen Spannungsausgang dem Widerstandswert R@ proportional ist. Multipliziert man diesen Wert mit der Zellenkonstante C1, so erhält man den gesuchten spezifischen Widerstand qo der reinen Trägerflüssigkeit. Die letzte Multiplikation kann auch bereits in die Verstärkungsfaktoren A und B mit einbezogen weraen.
• Der @eststoffkörper kann homogen und einstückig sein, kann aber beispielsweise auch aus einem Hohlkörper @@@ ein@eschlossener Masse, gegebenenfalls sogar einer ein@eschlossenen Flüssigkeit bestehen. Weiter kann der Feststoffkörper auch aus zwei oder mehreren Teilen beste@en, etwa aus zwei Teilen, die beiderseits der Str@@ungsmitte in der @iderstandsstre@@e liegen.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1) Meßanordnung zur Bestimmung des spezifischen Widerstandes der i1rägerflüssigkeit in einem Gemisch aus elektrisch leitender Flüssigkeit und elektrisch weniger leitenden, insbesondere isolierenden Festkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß im gleichen Flüssigkeitsstrom hintereinander zwei Meßzellen angeordnet sind, zwischen deren Elektroden eine vom Gemisch durchflossene Widerstands strecke verläuft und von denen eine Meßzelle einen Körper mit definiertem Feststoffgehalt (Feststoff-@@örper 8) in der Widerstandsstrecke aufweist.
2. 2) Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet,- daß der Widerstandskörper aus zwei oder mehreren getrennten, im Slüssigkeitsstrom liegenden Körpern besteht.
3. 3) Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Qeststoffkörper verschiebbar angeordnet ist.
4. 4) Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzellen übereinander in einem senkrechten Meßrohr angeordnet sind.
5. 5) Meßanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch elektrische Schaltglieder zur Ermittlung des Widerstandes Ro oder des spezifischen Widerstandes9 o der reinen Trägerflüssigkeit mit Hilfe der Meßzellen nach Anspruch 1 - 3.
6. 6) Anspruch nach 1, gekennzeichnet durch eine Isolierung zur Rerbeiführung der ienperaturgleichheit beider Eeßzellen.
7. 7) Anspruch nach 1, gekennzeichnet durch einen Rechen zum fernhalten grober Feststoffteile vor den Meßzellen im Flüssigkeitsstrom.