DE1951009C3

DE1951009C3 - Device for determining the solids content in a fluid

Info

Publication number: DE1951009C3
Application number: DE19691951009
Authority: DE
Inventors: Kenneth John; Webb Terence Wilfrid; St. Austell Cornwall Burr (Großbritannien)
Original assignee: English Clays Lovering Poe hin & Co. Ltd., St. Austell, Cornwall (Großbritannien)
Priority date: 1968-10-09
Filing date: 1969-10-09
Publication date: 1977-04-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung /um Bestimmen des Feststoffgehalls in einem Fluid, mit einem Fenster, das auf der einen Seite mit dem Fluid in Kontakt ist und die Vorrichtung gegenüber dem Fluid abdichtet, einer Lichtquelle, die das Fluid durch das Fenster beleuchtet, einer ersten Photozelie, die durch das Fenster von den Feststoffteilchen zurückgestreutes Licht empfängt, und einer zweiten Photozelle, die von den Feststoffteilchen ungestreutes Licht von der Lichtquelle empfängt.The invention relates to a device / to determine the solid content in a fluid with a window which is in contact with the fluid on one side and the device opposite the fluid seals, a light source that illuminates the fluid through the window, a first photocell that passes through the window receives light backscattered by the particulate matter, and a second photocell, emitted by the solid particles receive unscattered light from the light source.

Mit derartigen Trübungsmessern laßt sich beispielsweise im Oberlauf eines Absetzbehälters, im Filtrat einer Druckfiltereinrichtung oder in einem zu einem Bach oder Fluß führenden Abfluß bestehende Konzentration von suspendierten Feststoffen messen und somit feststellen, ob die Feststoffkonzentration einen bestimmten Grenzwert übersteigt.With such opacimeters, for example in the overflow of a sedimentation tank, in the filtrate of a pressure filter device or in one to one Stream or river leading runoff to measure the existing concentration of suspended solids and thus determine whether the solids concentration exceeds a certain limit value.

Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind vergleichsweise einfach im Aufbau. Es ist eine Vorrichtung bekannt (JA-Gbm 32 797/1965), die den größten Teil der Merkmale der oben angegebenen Gattung der Erfindung aufweist. Bei der Vorrichtung gemäß diesem Stand der Technik ist das Fenster jedoch durch ein offenes Ende der Vorrichtung gebildet, so daß das Fenster nicht mit dem Fluid in Kontakt steht und die Vorrichtung gegenüber dem Fluid nicht abgedichtet ist. Infolgedessen besteht die Gefahr, daß sich auf den Bauteilen dieser bekannten Vorrichtung Rückstandsbeläge bilden. Außerdem muß dort sowohl die von der Lichtquelle in das zu untersuchende Fluid eintretende als auch die in dem Fluid in Richtung auf die erste Photozelle reflektierte Lichtstiahlung jeweils eine Grenzfläche Fluid/Luft durchdringen, an der infolge von Strömungsturbulenzen, Wellenbildung, Blasen- bzw. Schaumbildung stets wechselnde und kaum erfaßbare Reflektionsbedingui gen herrschen. All dies führt dazu, daß die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt ist.Devices of the type mentioned are comparatively simple in structure. It is one Device known (JA-Gbm 32 797/1965), which has most of the features of the above Has genus of the invention. In the device according to this prior art, however, the window is formed by an open end of the device so that the window is not in contact with the fluid and the Device is not sealed against the fluid. As a result, there is a risk that the Components of this known device form residue deposits. In addition, both the Light source entering the fluid to be examined as well as that in the fluid towards the first Photocell reflected light rays penetrate a fluid / air interface at which as a result of Flow turbulence, wave formation, bubble or foam formation always changing and hardly detectable Reflection conditions prevail. All of this leads to the fact that the accuracy of the measurement is impaired.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit gesteigerter Meßgenauigkeit zu schaffen.The invention is based on the object of providing a device of the type mentioned at the beginning with increased To create measurement accuracy.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die gattungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die erste Photozelie im Material des Fensters eingebettet ist derart, daß zwischen ihr und dem Fluid ein Abstand besteht.To solve this problem, the generic device is characterized in that the first Photocelia is embedded in the material of the window in such a way that there is a distance between it and the fluid consists.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist also der Abstand Grenzfläche des zu messenden Fluids/erste Photozelle definiert festgelegt. Außerdem ergibt sich durch die Zurückversetzung der ersten Photozelle vor der fluidseitigen Oberfläche des Fensters eine Vergrößerung des Winkelraums, aus dem von Feststoffteilcher im Fluid reflektierte Lichtstrahlung auf die erste Photozelle fällt, so daß die erste Photozelle größere unc damit genauere Meßwerte liefert. Diese Verhältnisse werden weiter unten noch näher erläutert.In the device according to the invention, the interface between the fluid to be measured and the first is the distance Photocell defined. In addition, the first photocell is set back the fluid-side surface of the window an enlargement of the angular space from which solid particles light radiation reflected in the fluid falls on the first photocell, so that the first photocell is larger and unc thus provides more accurate measured values. These relationships are explained in more detail below.

Die Bildung des eigentlichen Meßwerts der Vorrich tung geschieht durch Vergleich der von der ersten unc von der zweiten Photozelle gelieferten Signale, wöbe die beiden Photozellen vorzugsweise mit einen Photowiderstand arbeiten. Die Signale der beider Photozellen können in einer Widerstandsbrückenschal tung erfaßt werden. Dabei kann die Schaltung se gewählt sein, daß bei unabgeglichener Brücke ein< Anzeige der Feststoffkonzentration des Fluids beispiels weise in ppm oder eine Aufzeichnung des Meßwert: mittels eines Blattschreibers erfolgt. Die erfindungsge mäße Vorrichtung kann auch zur Betätigung eine: optischen oder akustischen Warnanlage dienen, die ditThe formation of the actual measured value of the Vorrich device is done by comparing the values of the first unc signals supplied by the second photocell, wöbe the two photocells preferably work with a photoresistor. The signals of both Photocells can be detected in a resistor bridge circuit. The circuit can se be selected that with an unbalanced bridge a <display of the solid concentration of the fluid example in ppm or a recording of the measured value: by means of a chart recorder. The inventive Appropriate device can also be used to operate a: optical or acoustic warning system that dit

Überschreitung eines bestimmten Grenzwerts der Feststoffkonzentration angibt Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann schließlich auch als Fühler einer Regeleinrichtung dienen, die bei Überschreiten eines Grenzwerts der Feststoffkonzentration eine automatische Korrektur auslöstExceeding a certain limit value of the solids concentration indicates the invention Finally, the device can also serve as a sensor of a control device which, when a The limit value of the solids concentration triggers an automatic correction

Die wirksame Länge des Weges, den das Liciit im Fluid zurücklegt, hängt von der Feststoffkonzentration ab. Bei niedrigen Feststoffkonzentrationen ist dieThe effective length of the path that the licit travels in the fluid depends on the solids concentration away. At low solids concentrations, the

ab. Im Fall einer Lichtquelle mit 6 W, die einen Lichtstrahl mit einem Durchmesser von 2,5 cm beim Eintritt in die Meßkammer liefert, und eines Meßbereichs von 0 bis 1000 ppm liegt die Länge der Meßkammer vorteilhafterweise im Bereich von 15,2 bis 30,5 cm. — Vorzugsweise ist der Lichtstrahl der Lichtquelle gegenüber der Senkrechten geneigt, insbesondere horizontal verlaufend, wodurch die Bildung von Luftblasen oder Ölfilmen auf dem Fenster verhindert ist.away. In the case of a 6 W light source that emits a light beam with a diameter of 2.5 cm at Entrance into the measuring chamber supplies, and a measuring range of 0 to 1000 ppm is the length of the Measuring chamber advantageously in the range from 15.2 to 30.5 cm. - Preferably, the light beam of the light source is inclined relative to the vertical, in particular running horizontally, which prevents the formation of air bubbles or oil films on the window.

Weglänge kurz, so daß sich eine große Empfindlichkeit io _ Die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids durch die der Vorrichtung bei niedrigen Feststoffkonzentratio- Meßkammer muß einerseits hoch genug sein, nämlich nen, beispielsweise unter 200 ppm, ergibt. Die größte
Genauigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhält
man im übrigen bei der Konzentrationsbestimmung vonPath length short, so that there is great sensitivity. The flow rate of the fluid through the measuring chamber of the device at low solids concentration must on the one hand be high enough, namely, below 200 ppm, for example. The largest
Accuracy of the device according to the invention is obtained
one incidentally when determining the concentration of

über 0,012 m/s, um das Absetzen von Stoffen in der Meßkammer sowie eine Verschmutzung des Fensters zu verhindern und um ein rasches Ansprechen derover 0.012 m / s to prevent substances from settling in the measuring chamber and soiling of the window prevent and rapid response to the

hellfarbigen Teilchen, beispielsweise weißen Pigment- 15 Vorrichtung auf Änderungen der Feststoffkonzentra-light-colored particles, for example white pigment- 15 device for changes in the solids concentration

teüchen.teuchen.

Als Material des Fensters ist transpa-entes Kunststoffmaterial bevorzugt, beispielsweise Polymethacrylate, klare Epoxidharze und klare Polyesterharze.The window material is transparent plastic preferred, for example polymethacrylates, clear epoxy resins and clear polyester resins.

tion zu ermöglichen. Andererseits darf die Strömungsgeschwindigkeit nicht so hoch sein, daß Kavitation auftritt oder Luftblasen in größerer Zahl gebildet werden. Im Fall einer zylindrischen Meßkammer mittion to enable. On the other hand, the flow rate may not be so high that cavitation occurs or large numbers of air bubbles are formed will. In the case of a cylindrical measuring chamber with

Vorzugsweise ist die erste Photozelle so weit von der 20 einem Innendurchmesser von etwa 10.2 cm beispielsPreferably, the first photocell is so far from the 20 an inside diameter of about 10.2 cm, for example

weise liegt die Strömungsgeschwindigkeit günstigerweise im Bereich von 0,018 m/s bis 0,488 m/s. was einer Strömungsmenge von 9,09 l/min bis 27.28 l/min entspricht. the flow velocity is conveniently in the range from 0.018 m / s to 0.488 m / s. what one Flow rate of 9.09 l / min to 27.28 l / min corresponds.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to drawings of two exemplary embodiments. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a device according to the invention,

F i g. 2 den Meßkopf aus Fig. 1 im Detail,F i g. 2 the measuring head from FIG. 1 in detail,

F i g. 3 einen elektrischen Schaltplan der Vorrichtung nach Fi g. 1 und 2,F i g. 3 shows an electrical circuit diagram of the device according to FIG. 1 and 2,

Fig.4 eine schematische Darstellung eines zweiten4 shows a schematic representation of a second

äußeren Oberfläche des Fensters zurückversetzt, daß sie bzw. keines ihrer Teile näher als 3,2 mm an der äußeren Oberfläche des Fensters liegt, so daß der von der Photozelle geworfene Schatten des Lichts der Lichtquelle nahezu ganz in das Material des Fensters fällt und nicht wesentlich in das Fluid hinausreicht.The outer surface of the window is set back so that it or none of its parts is closer than 3.2 mm to the outer Surface of the window lies so that the shadow cast by the photocell is the light of the light source falls almost entirely into the material of the window and does not extend significantly into the fluid.

Weitere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 4 bis 11. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in Form eines Meßkopfes durch eine Öffnung in eine das zu untersuchende Fluid enthaltende Meßkammer ragt, kann diese Meßkammer als periodisch gefüllte und dann wieder entleerte Meßkammer oder vorzugsweise als Durchfluß-Meßkammer gestaltet sein. In beiden FällenFurther preferred developments of the invention emerge from the subclaims 4 to 11. If the device according to the invention in the form of a measuring head through an opening in a to Examining fluid containing measuring chamber protrudes, this measuring chamber can be periodically filled and then again emptied measuring chamber or preferably designed as a flow measuring chamber. In both cases

soll die Meßkammer zumindest so weit mit dem zu 35 Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vormessenden Fluid gefüllt werden, daß keine Fluid/Luft- richtung,should the measuring chamber at least so far with the 35 embodiment of a pre-measuring end according to the invention Fluid are filled so that no fluid / air direction,

Trennfläche vor dem Fenster liegt. — Die Meßkamnier F i g. 5 einen Teil einer Kaolin-Entwässerungsanlage,Separation surface is in front of the window. - The Meßkamnier F i g. 5 part of a kaolin drainage system,

hat vorteilhafterweise eine insgesamt regelmäßige, die die in F ig. 4 gezeigte Vorrichtung enthält, vorzugsweise zylindrische Gestalt. Der Durchmesser F i g. 6 und 7 einen Vergleich der geometrischenadvantageously has an overall regularity that corresponds to that shown in Fig. 4 contains the device shown, preferably cylindrical shape. The diameter F i g. 6 and 7 a comparison of the geometric

bzw. die Weite der Meßkammer ist günstigerweise so 40 Reflexionsverhältnisse zwischen einem Fenster mit gewählt, daß das von den Scitenwänden der Meßkam- zurückgesetzter erster Photozelle und einem Fenster mer reflektierte Licht nur einen unbedeutenden Anteil
der auf die erste Photozelle fallenden Strahlung beträgt.
Geeignet hierfür ist ein Durchmesser bzw. eine Weiteor the width of the measuring chamber is expediently chosen so that the reflection ratios between a window are also chosen so that the light reflected from the walls of the measuring chamber and a window mer reflected only an insignificant proportion
the radiation falling on the first photocell.
A diameter or a width is suitable for this

von mindestens 7,6 cm. Der Meßkopf ist vorzugsweise 45 _mer 1 und" einen Meßkopf 5. Die Meßkammer 1 ist in einer Stirnwand der Meßkammer angeordnet und zylindrisch mit einem Innendurchmesser von 10,2 cm längs der Achse der Meßkammer ausgerichtet. — Die und besitzt einen Einlaß 2, einen Auslaß 3 sowie eine dem Meßkopf gegenüberliegende Stirnwand der Meß- öffnung 4, in die der Meßkopf 5 eingepaßt ist. Der kammer weist vorzugsweise eine lichtreflektierende Meßkopf 5 weist ein Fenster 22 in Form eines Blocks Oberfläche, beispielsweise aus weißem Polyvinylchlorid 50 aus lichtdurchlässigem Harz auf. Eine Dichtung in Form oder einem weißen Farbüberzug, auf. Hierdurch ergibt eines O-Ringes 6 ist zwischen der Meßkammer 1 und sich auch bei Füllung der Meßkammer mit klarem dem Meßkopf 5 vorgesehen. Die dem Meßkopf 5 Wasser eine reflektierte Lichtstrahlung wodurch eine gegenüberliegende Stirnwand 7 der Meßkammer 1 ist exakte Eichung der Vorrichtung mit klarem Wasser weiß angestrichen, und die Länge der Meßkammer erleichtert wird. — Die Länge der Meßkammer wird 55 zwischen dieser Stirnwand 7 und der Außenfläche desof at least 3 inches. The measuring head is preferably 45 r _me 1 and "a measuring head 5. The measuring chamber 1 is arranged in an end wall of the measuring chamber and cylindrical with an inside diameter of 10.2 cm along the axis of the measuring chamber aligned -. The and has an inlet 2, a Outlet 3 as well as an end wall of the measuring opening 4 opposite the measuring head, into which the measuring head 5 is fitted. This results in an O-ring 6 between the measuring chamber 1 and the measuring head 5, even when the measuring chamber is filled with clear water the measuring chamber 1 is painted white for exact calibration of the device with clear water, and the length of the measuring chamber is made easier tert is. - The length of the measuring chamber is 55 between this end wall 7 and the outer surface of the

mit nicht zurückgesetzter erster Photozelle.with first photocell not reset.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeisp'el der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt eine Meßkam-The exemplary embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 1 comprises a measuring chamber

vorzugsweise so bemessen, daß bei Füllung der Meßkammer mit klarem Wasser die Intensität des von der dem Meßkopf gegenüberliegenden Stirnwand reflektierten Lichts der Intensität von Licht entspricht, welches in einer Meßkammer von unendlicher Länge von einer Suspension reflektiert würde, die etwa 10 ppm Feststoffteilchen enthält. Besonders geeignete Längen der Meßkammer, gemessen zwischen dem Fenster undpreferably dimensioned so that when the measuring chamber is filled with clear water, the intensity of the the end wall of the reflected light opposite the measuring head corresponds to the intensity of light, which would be reflected in a measuring chamber of infinite length from a suspension containing about 10 ppm Contains solid particles. Particularly suitable lengths of the measuring chamber, measured between the window and

' ' bis' ' until

Fensters 22 beträgt 17,8 cm. Im Betrieb wird eine Suspension von Feststoffen in einer zu prüfenden ¹ lüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von etwc 22,7 l/min durch die Meßkamnier geleitet.Window 22 is 17.8 cm. In operation, a suspension of solids in a test is conducted to lüssigkeit ¹ at a rate of etwc 22.7 l / min through the Meßkamnier.

Der Meßkopf 5 ist im ein/einen in F i g. 2 dargestellt und umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Messing gehäuse 21, in dessen einem Ende ein zylindrische: Fenster 22 aus einem klaren Epoxidharz verklebt ist Am anderen Ende des Messinggehäuses 21 ist in eineiThe measuring head 5 is shown in FIG. 2 shown and comprises a substantially cylindrical brass housing 21, in one end of which a cylindrical: Window 22 made of a clear epoxy resin is glued to the other end of the brass housing 21 is in eini

der gegenüberliegenden Stirnwand, betragen 5.1the opposite end wall, amount to 5.1

50.8 cm. Der optimale Abstand hängi jedoch außerdem 65 Lampenfassung 23 eine b W starke elektrische Birne 2' 50.8 cm. The optimal distance depends, however, also 65 lamp holder 23 a b W strong electric bulb 2 '

von der Leistung der Lichtquelle, dem Durchmesser des angebracht. Der zylindrische Harzblock des Fensters T. on the power of the light source, the diameter of the attached. The cylindrical resin block of the window T.

Lichtstrahls beim Eintritt in die Meßkammer und dem ' ' ' -^;-~ ---·'Light beam entering the measuring chamber and the '''-^; - ~ --- · '

Rpreich der zu bestimmenden FeststoffkonzentrationRpreich of the solids concentration to be determined

denen eine erstewhich one first

ist mit Bohrungen versehen, in Cadmiumsulfid-Photozelle 25, eine zweite Cadmiumsulis provided with holes, in cadmium sulfide photocell 25, a second cadmium sulfide

fid-Photozelle 26 sowie ein neutrales optisches Filter 27 aufgenommen sind. Die erste Photozeile 25 ist um etwa 3,2 mm gegenüber der Außenfläche des Fensters 22 zurückversetzt, und die zweite Photo/.ellc 26 ist der Birne 24 zugewandt.fid photocell 26 and a neutral optical filter 27 are included. The first photo line 25 is around Set back 3.2 mm from the outer surface of the window 22, and the second Photo / .ellc 26 is the Facing pear 24.

Das neutrale optische Filter 27 ist vorgesehen, damit die zweite Photozelle 26 im beleuchteten Zustand einen Widerstand hat, der in dergleichen Größenordnung wie der der ersten Photozelle 25 liegt. Die erste Photozelle 25 empfängt also Licht, das von der Birne 24 ausgeht und unter einem Winkel von etwa 180° von den in dem Fluid suspendierten Feststoffteilchen reflektiert wird. Die zweite Photozelle 26 empfängt Licht direkt durch das optische Filter 27 von der Birne 24. Die beiden Photozellen 25 und 26 liefern der Intensität des ausfallenden Lichts proportionale Signale.The neutral optical filter 27 is provided so that the second photocell 26 in the illuminated state has a resistance which is of the same order of magnitude as that of the first photocell 25 is located. The first photocell 25 thus receives light emanating from the bulb 24 and is reflected at an angle of about 180 ° from the solid particles suspended in the fluid. The second photocell 26 receives light directly through the optical filter 27 from the bulb 24. The two Photocells 25 and 26 supply signals proportional to the intensity of the light emitted.

Die beiden Pholozellen 25 und 26 und das Filter 27 sind dadurch in ihrer Lage festgehalten, daß sie mit einer Lösung aus Epoxidharz umgeben wurden, welches man dann härten ließ. Eine Dichtung in Form eines O-Rings 28 ist zwischen dem Messinggehäuse 21 und dem Fenster 22 vorgesehen. Ein Endverschluß 29 ist mit dem Ende des Messinggehäuses 21 verschraubl. Als Dichtung zwischen dem Endverschluß 29 und dem Messinggehäuse 21 dient ein O-Ring 30. Ein Kabel 31, welches die Bauelemente des Meßkopfes 5 mit einem elektronischen Gerät verbindet, verläuft durch eine Kabelbüchse 32 nach außen, die eine Flüssigkeitsdichtung bildet. Im Gehäuse des Meßkopfes 5 ist eine Nut 42 ausgebildet, damit der Meßkopf mit Hilfe von hier nicht gezeigten Spannern an der Meßkammer 1 befestigt werden kann.The two Pholo cells 25 and 26 and the filter 27 are held in their position by the fact that they are with a Solution of epoxy resin were surrounded, which was then allowed to cure. A seal in the form of an O-ring 28 is provided between the brass housing 21 and the window 22. An end closure 29 is with the The end of the brass housing 21 screwed. As a seal between the end cap 29 and the Brass housing 21 is an O-ring 30. A cable 31, which the components of the measuring head 5 with a Electronic device connects to the outside through a cable gland 32 that has a liquid seal forms. A groove 42 is formed in the housing of the measuring head 5 so that the measuring head does not use this shown clamps can be attached to the measuring chamber 1.

Der Schaltplan für das elektronische Gerät ist im einzelnen in F i g. 3 gezeigt, aus der hervorgeht, daß das Gerät eine stabilisierende Gleichstromzufuhr 38. die den Strom für die Birne 24 liefert, sowie eine Brückenschaltung 39 umfaßt, die von der gleichen Quelle versorgt wird. Der Arbeitsbereich der Vorrichtung ist auf einfache Weise durch Verstellen variabler Widerstände 40 und 41 in der Brückenschaltung veränderbar. Die erste Photozelle oder Meßzelle 25 empfängt Licht, welches von suspendierten Teilchen reflektiert wird, die sich in der Lichtbahn befinden. Jc mehr Teilchen also vorhanden sind, um so mehr Licht wird reflektiert und um so größer ist das den unabgegiichenen Zustand anzeigende Signal von der Brückenschaltung. Die zweite Photozelle 26 oder Bezugszelle dient dazu, die Auswirkungen von Temperaturänderungen und Änderungen in der Lampenhelligkeit abzuschwächen. Wenn das Gerät dauerhaft für einen kontinuierlichen Durchlauf einer Suspension durch die Meßkammer eingebaut ist, z. B. für einen Abfluß, dessen Feststoffgehalt überwacht werden soll, muß die Vorderseite des das Fenster 22 bildenden Kunstharzblocks in Abständen von 1 bis 7 Tagen je nach Art der Suspension gereinigt werden.The circuit diagram for the electronic device is shown in detail in FIG. 3, which shows that the A stabilizing direct current supply 38 which supplies the current for the bulb 24, and a bridge circuit 39, which is supplied by the same source. The working area of the device is open easily changeable by adjusting variable resistors 40 and 41 in the bridge circuit. the first photocell or measuring cell 25 receives light which is reflected by suspended particles, the are in the light path. The more particles there are, the more light is reflected and the greater the signal from the bridge circuit indicating the unadjusted state. the Second photocell 26 or reference cell is used to monitor the effects of temperature changes and changes to be weakened in the lamp brightness. If the device is permanent for a continuous cycle a suspension is installed through the measuring chamber, e.g. B. for a drain whose solids content is to be monitored, the front of the resin block forming the window 22 must be spaced cleaned from 1 to 7 days depending on the type of suspension will.

Bei einer Abwandlung der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung ist die Achse der Meßkammmer im Betrieb gegenüber der Horizontalen geneigt, und der Auslaß ist in der Kammer so angeordnet, daß er im Betrieb am niedrigsten Punkt der Meßkammer liegt, während der Einlaß im oberen Bereich der Meßkammer am vom Auslaß entfernten Ende liegt Auf diese werden feste Stoffe, die sich in der Meßkammer absetzen, durch die Strömung der Suspension durch den Auslaß herausgespült. Bei einer solchen Anordnung ist es auch vorteilhaft, am obersten Teil der Meßkammer ein Hilfsauslaßrohr vorzusehen, welches außerhalb der Kammer mit einem Rohr verbunden ist, das Suspension vom Auslaß abführt. Dies ermöglicht ein Entweichen von in der Meßkammmer eingeschlossener Luft und verhindert, daß die Meßkammer durch eine Absaugwirkung geleert wird, falls der Zustrom der Suspension durch den Einlaß unterbrochen ist.In a modification of the FIG. The device shown in 1 and 2 is the axis of the measuring chamber inclined to the horizontal during operation, and the The outlet is arranged in the chamber so that it is at the lowest point of the measuring chamber during operation, while the inlet is in the upper region of the measuring chamber at the end remote from the outlet solid substances that settle in the measuring chamber through the flow of the suspension flushed out through the outlet. In such an arrangement it is advantageous to provide an auxiliary outlet pipe at the uppermost part of the measuring chamber, which outside of the Chamber is connected to a pipe that discharges the suspension from the outlet. This allows it to escape of air trapped in the measuring chamber and prevents the measuring chamber from being sucked off is emptied if the flow of suspension through the inlet is interrupted.

Fig.4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem in einer Meßkammer 101 angebrachten Meßkopf 105. Die4 shows another embodiment of the device according to the invention with one in one Measuring chamber 101 attached measuring head 105. The

ίο Meßkammer 101 umfaßt ein genormtes 6-Zoll-Rohr-T-Stück aus Polyvinylchlorid, an das ein Polyvinylchloridflansch 110 angeschweißt ist. Gegenüber dem aufrechten Teil des T-Stücks ist eine öffnung zur Aufnahme einer Hülse 111 mit einem Flansch 112 vorgesehen. Der Meßkopf 105 ist in die Hülse Ul eingesetzt und mit Hiife von hier nicht gezeigten Klammern in seiner Lage gehalten. Ein O-Ring 106 ist zwischen dem Meßkopf 105 und der Hülse 111 angeordnet. Mit dem Flansch UO ist eine Dichtung 113, eine lichtreflektierende Platte 107 aus weißem Polyvinylchlorid und schließlich noch eine schützende Deckplatte 108 verschraubt.ίο Measuring chamber 101 comprises a standardized 6-inch pipe T-piece made of polyvinyl chloride to which a polyvinyl chloride flange 110 is welded. Compared to the upright Part of the T-piece is an opening for receiving a sleeve 111 with a flange 112. the The measuring head 105 is inserted into the sleeve U1 and, with the aid of brackets (not shown here), is in its position held. An O-ring 106 is between the measuring head 105 and the sleeve 111 arranged. With the flange UO is a gasket 113, a light reflecting plate 107 made of white polyvinyl chloride, and finally another one protective cover plate 108 screwed.

Wie aus F i g. 5 deutlicher hervorgeht, handelt es sich bei der Meßkammer 101 um eine Durchflußkammer. die in eine Vorrichtung zum Überwachen des Feststoffgehalts eines wäßrigen Abflusses zum Einleiten in einen Bach oder Fluß eingebaut ist Das wäßrige Abwasser gelangt durch eine Reihe von Leitungen, beispielsweise Leitungen 102, in die Anlage und strömt durch einen U-förmigen Rohrabschnitt 114, in dessen einem Schenkel die Meßkammer 101 angebracht ist. Die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers darf nicht unter 0,012 m/s und nicht über 0.12 m/s liegen. Wenn der Feststoffgehalt des durch die Meßkammer 101 fließenden Abwassers über einen gewissen vorherbestimmten Wert ansteigt, öffnet ein Signal vom Meßkopf ein pneumatisch betätigtes Membranventil 115, und das Abwasser fließt durch eine Leitung 116 zu einer Nachbehandlungsanlage. Liegt der Feststoffgehalt des Abwassers innerhalb annehmbarer Grenzen, so verläßt das Abwasser die Anlage durch eine Leitung 103 und wird in einen Fluß oder einen Strom abgegeben. Eine Leitung 117 mit offenem Ende ist vorgesehen, um Absaugwirkungen zu verhindern.As shown in FIG. 5 it can be seen more clearly, the measuring chamber 101 is a flow chamber. the to a device for monitoring the solids content of an aqueous drain for discharge into a Stream or river is built in. The aqueous waste water passes through a number of pipes, for example Lines 102, into the system and flows through a U-shaped pipe section 114, in one of which Leg the measuring chamber 101 is attached. The flow velocity of the sewage must not below 0.012 m / s and not above 0.12 m / s. If the The solids content of the waste water flowing through the measuring chamber 101 is above a certain predetermined one Value increases, a signal from the measuring head opens a pneumatically operated diaphragm valve 115, and that Wastewater flows through line 116 to an aftertreatment facility. Is the solids content of the Wastewater is within acceptable limits, the wastewater leaves the plant through line 103 and is discharged into a river or stream. An open ended conduit 117 is provided to To prevent suction effects.

Um das Fenster des Meßkopfes reinigen zu können,To be able to clean the window of the measuring head,

sind Ventile 118 und 119 vorgesehen, mit deren Hilfe der U-förmige Rohrabschnitt 114, in dem die Meßkammer angebracht ist. abgesperrt werden kann. Wenn die Ventile 118 und 119 geschlossen sind, kann ein Ventil 120 geöffnet werden, um das gesamte Abwasser zur Nachbehandlungsanlage fließen zu lassen. Ein Ablaßventil 109 ist vorgesehen, dami der U-förmige Rohrabschnitt, wenn nötig, geleert werden kann. Es ist wichtig, daß der Meßknopf bei brennender Birne ständig in Wasser eingetaucht ist damit er kühl bleibt.Valves 118 and 119 are provided, with the help of which the U-shaped pipe section 114 in which the measuring chamber is mounted. can be locked. If the Valves 118 and 119 are closed, a valve 120 can be opened to supply all wastewater Allow aftertreatment system to flow. A drain valve 109 is provided, thus the U-shaped one Pipe section, if necessary, can be emptied. It is It is important that the measuring button is constantly immersed in water when the pear is burning so that it stays cool.

Zu diesem Zweck ist der U-förmige Rohrabschnitt vorgesehen. Es ist auch wichtig, den Meßkopf beim Betrieb der Vorrichtung in Wasser eingetaucht zu halten, um zu verhindern, daß eine Luft/Wasser-Grenzfläche auf das Fenster trifftThe U-shaped pipe section is provided for this purpose. It is also important to have the measuring head when Operation to keep the device immersed in water to prevent an air / water interface hits the window

Die Leistung der verwendeten Lichtquelle soll einerseits im Interesse einer hohen intensität des von Feststoffteilchen gestreuten Lichts groß sein, darf andererseits aber zur Vermeidung unnötiger Erhitzung der Vorrichtung auch nicht zu groß gewählt werden. EinThe power of the light source used should on the one hand in the interest of a high intensity of the Solid particles of scattered light may be large, on the other hand, to avoid unnecessary heating the device should also not be chosen to be too large. A

bevorzugter Leistungsbereich liegt zwischen 3 und 12 W.preferred power range is between 3 and 12 W.

Anhand der Fig.6 und 7 wird erläutert, wie sich ein Zurückversetzen der ersten Photozellc 25 von derUsing FIGS. 6 and 7, it is explained how a Moving back the first photocell 25 from the

fluidseitigen Oberfläche des Fensters 22 auf die geometrischen Reflexionsverhältnisse auswirkt.fluid-side surface of the window 22 affects the geometric reflection conditions.

In Fig.6 ist der Fall dargestellt, bei dem eine erste Photozelle 25' an der fluidseitigen Oberfläche des Fensters 22' angeordnet ist. Mit 200 ist Lichtstrahlung bezeichnet, die in vergleichsweise großem seitlichem Abstand von der ersten Photozelle 25' in das Fluid, in dem Feststoffteilchen 220 suspendiert sind, eintritt. Von dieser Lichtstrahlung 200 gelangt praktisch keine von den Feststoffteilchen 220 gestreute Lichtstrahlung auf die erste Photozelle 25', da vorher Sekundärstreuung an weiteren Feststoffteilchen stattfindet. Mit 202 ist Lichtstrahlung bezeichnet, die in vergleichsweise geringem seitlichem Abstand von der ersten Photozelle 25' in das Fluid eintritt. Von dieser Lichtstrahlung gelangt ein merklicher, von den Feststoffteilchen 22 rückgestreuter Anteil auf die erste Photozelle 25'. Derjenige Fluidraum, in dem es noch nicht in großem Umfang zu Sekundärstreuungen kommt und aus dem infolgedessen der größte Teil der von der ersten Photozelle 25' empfangenen Sireustrahlung stammt, ist mit 204 bezeichnet. Es fällt derjenige Teil der Strahlung 202 auf die erste Photozelle 25' auf, der im Winkelbereich Θ' gestreut worden ist.In Figure 6 the case is shown in which a first photocell 25 'is arranged on the fluid-side surface of the window 22'. Light radiation is designated by 200 and enters the fluid in which solid particles 220 are suspended at a comparatively large lateral distance from the first photocell 25 ′. From this light radiation 200 , practically no light radiation scattered by the solid particles 220 reaches the first photocell 25 ', since secondary scattering on further solid particles takes place beforehand. 202 denotes light radiation which enters the fluid at a comparatively small lateral distance from the first photocell 25 '. A noticeable proportion of this light radiation, backscattered by the solid particles 22, reaches the first photocell 25 '. The fluid space in which secondary scattering does not yet occur to a large extent and from which, as a result, most of the sire radiation received by the first photocell 25 ′ originates, is designated 204. That part of the radiation 202 hits the first photocell 25 'which has been scattered in the angular range Θ'.

In F i g. 7 ist der Fall dargestellt, daß die erste Photozelle 25 mit Abstand von der fluidseitigen Oberfläche des Fensters 22 in diesem eingebettet istIn Fig. 7 shows the case in which the first photocell 25 is embedded in the window 22 at a distance from the fluid-side surface of the latter

ίο Man erkennt, daß der Winkelbereich θ, in dem aus dem Raum 204 ein Teil der Lichtstrahlung 202 auf die este Photozelle 25 rückgestreut wird, vergrößert ist. E« ergibt sich also eine Vergrößerung des von dei Photozelle 25 gelieferten Signals, was insbesondere be steigender Feststoffkonzentration im Fluid von Wich tigkeit ist, da mit steigender Feststoffkonzentration dei Raum 204 immer kleiner wird.It can be seen that the angular range θ in which part of the light radiation 202 from the space 204 is backscattered onto the first photocell 25 is enlarged. Thus, the result is an increase in the signal supplied by the photocell 25, which is particularly important when the concentration of solids in the fluid increases, since the space 204 becomes smaller and smaller as the concentration of solids increases.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Claims: 1951 2>

1. Device for determining the solids content in a fluid, with a window on the one side is in contact with the fluid and the device seals against the fluid, one Light source that illuminates the fluid through the window, a first photocell that shines through the Window receives light scattered back by the solid particles, and a second photocell that receives light unscattered by the solid particles from the light source, characterized in that that the first photocell (25) is embedded in the material of the window (22) in such a way that «5 there is a gap between it and the fluid.

2. Device according to claim 1, characterized thereby that the window (22) is made of transparent plastic material and that the first Photocell (25) spaced from the outer surface of the window (22) in the transparent one Plastic material is embedded.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the first photocell (25) is set back at least 3.2 mm from the outer surface of the window (22).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second photocell (26) is also embedded in the transparent plastic material of the window (22). 3 "

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first photocell (25), the second photocell (26) and the light source

(24) lie on the same axis.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a neutral optical Filter (27) between the second Phoiozellc (26) and the light source (24) is arranged, which the Intensity of the light radiation received by the second photocell (26) in the same order of magnitude brings like the one from the first photocell

(25) received light radiation.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that that the neutral optical filter (27) also in the transparent plastic material of the window (22) is embedded.

8. Device according to one of claims i to 7, characterized in that the device in In the form of a measuring head (5; 105) with an end window (22).

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the measuring head (5; 105) in the to examining fluid is immersible.

10. The device according to claim 8, characterized in that the measuring head (5; 105) with the end window (22) protrudes into a measuring chamber (1; 101) containing the fluid to be examined.

11. The device according to claim 10, characterized in that the measuring chamber (1; iOl) with an inlet (2) and an outlet (3) is provided, and that means is provided which one Flow of the fluid to be examined with a linear flow velocity of at least 0.012 m / s generated at the window.

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