DE1917628C3

DE1917628C3 - Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Feuchte oder der Konzentration anderer Substanzen in bewegten Meßgutbahnen

Info

Publication number: DE1917628C3
Application number: DE19691917628
Authority: DE
Inventors: Thomas 8520 Erlangen Schentzinger
Original assignee: Frieseke and Hoepfner GmbH
Current assignee: Frieseke and Hoepfner GmbH
Priority date: 1969-04-05
Filing date: 1969-04-05
Publication date: 1975-04-30
Also published as: DE1917628B2; DE1917628A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein zu erfassenden Sub» ^nnt smd aber ihre

Verfahren und line Vorrichtung zur'berührungslosen Konzentration im J*5g£ «^^J™SsSm^S

Messung der Feuchte oder der Konzentration gemäß sind bei der ^^JjL™™^^*"*

anderer Substanzen in bewegten Meßgutbahnen drei monochromatische Stillungenganz bestimmter

durch Beaufschlagung des Meßgutes mit von der 5 Wellenlängen'Voraussetzuni^- wahrend be dem be-

Meßsubstanz absorbierbarer Lichtstrahlung (Meß- kannten Verfahren diese BedW ™"^ ^

strahlung) und nicht absorbierbarer Lichtstrahlung vielmehr Lichtstrahlungen an ^ b^eb'ger Wetlen-

(Vergleichsstrahlung). Eine nach diesem Verfahren längen verwendbar smd, die beispielsweise auch

arbeilende Einrichtung ist beispielsweise in dem Ge- durch Betreiben e.ner einzige« Ljhtquelle mit ver-

brauchsmuster 1 997 108 beschrieben. Im beson- io schiedener Spannung erzeugt werden konnten

deren bezieht sich die Erfindung auf ein Meß- Die Erfindung wird nachstehend an HandI eines

verfahren der genannten Art, bei dem eine Ab- in der Zeichnung schematisiert veranschaulichten

sorptionsbande einer Störsubstanz im Bereich der Ausführungsbeispiels erläutert, fcs zeigt

Meßstrahlung liegt. Fig. 1 die Meßmechanik dieser Vorrichtung

Als derartige Störsubstanzen wirken z. B. Phenole, 15 Fig. 2 den zugehörigen Auswerteteil der Vor-

Melamint oder fetthaltige Imprägnierstoffe. Diese richtung nach Fig. \.

Stoffe haben eine Absorptionsbande, die beispiels- Gemäß Fig.l ist dem Meßgut 1 gegenüber der weise der Absorptionsbande von Wasser sehr eng Filterträger 2 angeordnet, der durch den Motor 3 benachbart ist, dieselbe teilweise überdeckt und eine angetrieben wird. Der Filtertrager 2 tragt die Schmalgenaue Messung des Wassergehaltes stört, weil sie ao band-Interferenzfilter 4,5 und 6. Von diesen blendet mit üblichen optischen Mitteln nicht von der eines eine für die Vergleichsstrahlung geeignete Wasserbande zu trennen ist. Wellenlänge, das andere eine der zu messenden Ab-

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein sorptionsbande entsprechende Wellenlange und das

Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, dritte eine für die weiter oben genannte Korrektur-

mit dem eine Eliminierung des Einflusses einer der- »5 strahlung geeignete Wellenlange aus dem Licht der

artigen Störsubstanz erzielt wird. Lampe 7 aus, welches noch von einem Kondensor 8

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß gesammelt und parallel gerichtet wird,
das Meßgut zusätzlich von einer dritten und auf eine In Zwangskupplung zum Filterträger 2 befindet weitere Absorptionsbande der Störsubstanz abge- sich eine Synchronisierscheibe 9. Diese ist mit drei stimmten Lichtstrahlung (Korrekturstrahlung) beauf- 30 winklig versetzten kreisbogenförmigen Durchbrüchen schlagt wird und daß die empfangene Intensität 10,11 und 12 versehen. Letztere befinden sich ebendieser Korrekturstrahlung als Maß für den Einfluß falls im Strahlungsbereich der Lampe 7 und geben der Störsubstanz im Meßgut verwendet und der Aus- bei Drehung der Scheibe 9 den Strahlungsweg zu werteelektronik als Korrekturgröße zugeführt wird. drei lichtelektrischen Elementen 13,14 und 15 frei. Das erfindungsgemäße Verfahren zieht also nicht 35 Die von letzteren über die Leitungen a, b, c abnehmden von der Störbande bewirkten und als solchen baren Impulse sind in ihrer zeitlichen Folge bei 16 bei der Messung kaum erfaßbaren Intensrtätsanteil symbolisiert. Je nach Ausbildung der den lichtselbst zur Korrektur heran, sondern bedient sich elektrischen Elementen nachfolgenden und weiter einer anderen Absorptionsbande der Störsubstanz, unten angeführten Schaltlogik kann man auch mit welche sich mit Hilfe einer dritten Strahlung leicht 40 zwei Durchbrüchen auf der Scheibe 9 und zwei lichterfassen läßt und deren spezifische Absorption in elektrischen Elementen auskommen,
bestimmtem, materialbedingtem Verhältnis zur spezi- Dem Meßgut ebenfalls benachbart, aber in unterfischen Absorption der genannten Störbande steht, schiedlichem Winkel zu der vom Filter 4 durchgedie die Absorptionsbande der zu messenden Sub- lassenen Primärstrahlung ist der Strahlungsdetektor stanz überdeckt. 45 17 angeordnet, dessen Ausgangsleitung mit e be-

Einc Vorrichtung zur Durchführung des er- zeichnet ist.

findungsgemäßen Verfahrens weist eine Lichtquelle Die Meßimpulse des Detektors 17 werden gemeinauf zum Beaufschlagen des Meßgutes mit Meß- sam vom Verstärker 18 (Fig. 2) verstärkt. An Strahlung und Vergleichsstrahlung sowie einen oder dessen Ausgang liegt ein elektronischer Umschalter mehrere Detektoren für die vom Meßgut auseehende 50 ans den Widerständen 19, 20, 21 und den Trar.-Strahlung und eine Auswerteclektronik und ist da- sistoren 22, 23 und 24. Der elektronische Umschalter durch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle auch zur wird von der Schaltlogik 25 angesteuert.
Beaufschlagung des Meßgutes mit Korrektur- Wie leicht ersichtlich, gibt der so gesteuerte elekstnihlung ausgebildet ist. Zur Erzeugung der Licht- ironische Umschalter jeweils einen der aus Längsstrahlen kann ein motorisch angetriebener rotieren- 55 widerstand und Transistor bestehenden Ausgänge der Filterträger mit drei verschiedenen Filtern vor- am Verstärker 18 frei. Einer derselben steht über gesehen sein, der über eine Synchronschaltung die eine Steuerleitung / mit zwei an sich bekannten drei Kanäle der Auswerteelektronik steuert. Die Quolientenbildnern Q₁ und Q₂ gemeinsam in VerFilter sind vorteilhafterweise sogenannte Schmal- bindung, während die beiden anderen Ausgänge über band-Interfercnzfilter. 60 Steuerlcitungen g, h jeweils mit einem dieser

Die Beaufschlagung von Meßgut mit drei oder Quotientcnbildner verbunden sind. Die Steuermehr Lichtstrahlen ist bereits aus der deutschen Aus- leitung / wird hier immer dann durchgeschaltet, legeschrift 1 235 630 bekannt. Dort handelt es sich wenn das die Vergleichswellenlänge ausblendende jedoch im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung um Filter der Gruppe 4, 5,6 sich zwischen Lampe 7 und die Identifizierung reiner Substanzen, d. h. von Sub- 65 Meßgut 1 befindet. Die beiden anderen Steuerleitunstanzen, die in bekannter Anzahl, jedoch in an sich gen g, h werden dann durchgeschaltet, wenn sich das unbekannter, aber reiner Art anfallen. Im Unter- die Korrekturstrahlung ausblendende Filter oder das schied hierzu geht die Erfindung davon aus, daß die die Meßstrahlung ausblendende Filter des Trägers 2

im Strahlengang zum Meßgut befindet, wie die weiter oben angeführte Verfahrensbeschreibung !ehrt. Dementsprechend werden die beiden zur verfahrensgerechten Arbeitsweise erforderlichen Quotienten in den Stufen Q₁ und Q₃ gebildet.

Die Ausgänge der Quotientenbildner sind an einen Differenzbildner D geführt, wobei mit dem Korrekturglied K eiAe einstellbare Korrekturgröße vorgegeben werden kann, die den spezifischen Absorptionen der Fremdsubstanz bei der die Absorptions- ίο bande der zu messenden Substanz überdeckenden Störbande einerseits und der von der Drittstrahlung erfaßten anderen Absorptionsbande der Fremdsubstanz andererseits entspricht.

Am Ausgang des Differenzbildners D steht der Meßwert unmittelbar zur Verfügung und wird vom Instrument 26 angezeigt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur berührungslosen Messung der Feuchte oder der Konzentration anderer Substanzen in bewegten Meßgutbahnen durch Beaufschlagung des Meßgutes mit von der Meßsubstanz absorbierbarer Lichtstrahlung (Meßstrahlung) und nicht absorbierbarer Lichtstrahlung (Vergleichsstrahlung), wobei eine Absorptionsbande einer Störsubstanz im Bereich der Meßstrahlung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eliminierung des Einflusses der Störsubstanz das Meßgut zusätzlich von einer dritten und auf eine weitere Absorptionsbande der Störsubstanz abgestimmter Lichtstrahlung (Korrekturstrahlung) beaufschlagt wird und daß die empfangene Intensität dieser Korrekturstrahlung als Maß für den Einfluß der Störsubstanz im Meßgut verwendet und der Auswerteelektronik als Korrekturgröße zugeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Lichtquelle zum Beaufschlagen des Meßgutes mit Meßstrahlung und Vergleichsstrahlung, einem oder mehreren Detektoren für die vom Meßgut ausgehende Strahlung und einer Auswerteelektronik, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle auch zur Beaufschlagung des Meßgutes mit Korrekturstrahlung ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Lichtstrahlen ein motorisch angetriebener rotierender Filterträger (2) mit drei verschiedenen Filtern (4, 5, 6) vorgesehen ist, der über eine Synchronschaltung (10,11,12) und einen Detektor (17) die drei Kanäle (/, g, A) der Auswerteelektronik steuert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter Schmalband-Interferenzfilter sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen