DE2037497C3 - Excess chlorine meter - Google Patents
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- DE2037497C3 DE2037497C3 DE19702037497 DE2037497A DE2037497C3 DE 2037497 C3 DE2037497 C3 DE 2037497C3 DE 19702037497 DE19702037497 DE 19702037497 DE 2037497 A DE2037497 A DE 2037497A DE 2037497 C3 DE2037497 C3 DE 2037497C3
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- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/404—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
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Description
Die Erfindung betrifft ein Chlorüberschußmeßgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a chlorine excess measuring device according to the preamble of claim 1.
Meßgeräte dieser Art sind aus der DE-PS 669628 und der US-PS 2370871 bekannt.Measuring devices of this type are from DE-PS 669628 and U.S. Patent 2,370,871.
Bei der aus der US-PS 2370871 bekannten Meßanordnung sind die beiden Elektroden durch eine durchlässige Zwischenwand voneinander getrennt in einem gemeinsamen Elektrodengefäß angeordnet, wobei die Kathode mit gechlortem Wasser, die Anode von nichtgechlortem Wasser, Säure oder einer Salzlösung umflossen wird, wozu außer der Zwischenwand im Elektrodengefäß gesonderte Flüssigkeitsanschlüsse und zusätzliche Leitungsanordnungen notwendig sind. Aus der DE-PS 669628 ist zu entnehmen, daß bei Verwendung von Anode und Kathode aus gleichem Werkstoff die Trennung beider Elektroden zumindest durch die besagte Zwischenwand für ein einwandfreies Arbeiten einer amperometrischen Zelle vorausgesetzt wird.In the measuring arrangement known from US Pat. No. 2,370,871 the two electrodes are separated from each other by a permeable partition a common electrode vessel, the cathode with chlorinated water, the anode is surrounded by non-chlorinated water, acid or a salt solution, including in addition to the partition Separate fluid connections and additional line arrangements are necessary in the electrode vessel are. From DE-PS 669628 it can be seen that when anode and cathode made of the same material are used, the two electrodes are separated at least through the said partition for proper operation of an amperometric Cell is assumed.
Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein über lange Zeitspannen unabhängig von etwa vorhandenem Chlorüberschuß genau messendes Chlorüberschußmeßgerät nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, das mit einem einzigen Zufluß- und Abflußanschluß für eine amperometrische Zelle ohne durchlässige Zwischenwand auskommt, wobei die Zelle ausschließlich von gechlortem Wasser durchströmt wird.The invention is based on the object of a Excess chlorine meter accurately measuring long periods of time regardless of any excess chlorine present to create according to the preamble of the main claim, which with a single inflow and a drain connection for an amperometric cell does not have a permeable partition wall, wherein only chlorinated water flows through the cell.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches.The task at hand is achieved with the characterizing features of the main claim.
Bei der Überwachung und kontinuierlichen Messung des Chlorübersebusses von Wasser mit schwankender Temperatur ist im Einlaß des Kunststoffkörpers ein vom strömenden Wasser beeinflußter temperaturabhängiger Kompensationswiderstand an-When monitoring and continuously measuring the excess chlorine in water with fluctuating The temperature in the inlet of the plastic body is influenced by the flowing water temperature-dependent compensation resistor
geordnet, der mit dem einen Pol der Spannungsquelleordered, the one with one pole of the voltage source
sowie mit der Meßelektrode leitend verbunden ist.and is conductively connected to the measuring electrode.
Auf den Auslaß des Kunststoffkörpers kann einOn the outlet of the plastic body can a
einstellbarer Durchflußmesser aufgesetzt sein, der dann mit der Zelle eine Baueinheit bildet, die als Gan-ο zes in den Wasserkreislauf eingefügt bzw. ausgewechselt werden kann.adjustable flow meter, which then forms a structural unit with the cell, which is called Gan-ο zes inserted or replaced in the water cycle can be.
Die Erfindung ist für ein Ausführungsbeispiel inThe invention is for an embodiment in
der Zeichnung dargestellt und näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 in vereinfachter Form ein an eine Spannungsquelle angeschlossenes Chlorüberschußmeßgerät, the drawing shown and explained in more detail. It shows 1 shows, in simplified form, a chlorine excess measuring device connected to a voltage source,
F:g. 2 eine Spannungs-Strom-Kennlinie der Zelle nach Fig. 1.Q: g. 2 shows a voltage-current characteristic curve of the cell according to FIG. 1.
Das Chlorüberschußmeßgerät zur Überwachung des gechlorten Wassers von Schwimmbädern, von Trinkwasserreservoiren, von Kühltürmen in Verbindung mit Kraftwerken, Klimaanlagen oder dergleichen, wobei Chlor als Desinfektionsmittel oder als Algazid zur Vermeidung einer Bildung von Mikroorganismen zugesetzt ist, weist eine Zelle 10, einen Durchflußmesser 11 mit Ventil 12, ein Amperemeter 14 und einen Thermistor mit großen negativen Widerstandstemperaturkoeffizienten als Kompensationswiderstand 13 auf. Die Zdte 10 besteht aus einem gegen gechlortes Wasser unempfindlichen durchsichtigen Kunststoffkörper mit einem Einlaß 15, in dem der Thermistor 13 so ragt, daß er in unmittelbaren Kontakt zum durchfließenden Wasser steht. Im hohlen Mittelteil des Kunststoffkörpers ist ein Tragteil mitThe chlorine excess meter for monitoring the chlorinated water of swimming pools, from Drinking water reservoirs, of cooling towers in connection with power plants, air conditioning systems or the like, using chlorine as a disinfectant or as an algazide to prevent the formation of microorganisms is added, a cell 10, a flow meter 11 with valve 12, an ammeter 14 and a thermistor with large negative temperature coefficient of resistance as a compensation resistor 13 on. The Zdte 10 consists of a transparent, insensitive to chlorinated water Plastic body with an inlet 15 in which the thermistor 13 protrudes so that it is in direct contact to the flowing water. In the hollow middle part of the plastic body is a support part
J5 der Meßelektrode 17 vorgesehen, die im Abstand von der Bezugselektrode 18 konzentrisch umgeben ist. Zwischen der ringförmigen Bezugselektrode 18 und der ebenfalls ringförmigen oder scheibenförmigen Meßelektrode 17 ist eine ringförmige Durchflußöffnung 16, der die beiden ringförmigen aktiven Flächen der aus Kupfer bestehenden Elektroden frei zugewandt sind, so daß das Wasser in der Zelle in Kontakt mit den beiden Elektroden steht. Die ringförmige Durchflußöffnung ist mit einem oben auf den Kunststoffkörper aufgesetzten Schwebekörperdurchflußmesser mit konischem Meßrohr 19 und Schwebekörper 20 sowie Ventil 12 und Auslaß 21 verbunden. Durch das Ventil 12 kann die Menge des die Zelle 10 durchfließenden Wassers im Parallelpfad einge·J5 of the measuring electrode 17 is provided, which at a distance of the reference electrode 18 is concentrically surrounded. Between the annular reference electrode 18 and the likewise ring-shaped or disk-shaped measuring electrode 17 is an annular flow opening 16, which faces the two ring-shaped active surfaces of the electrodes made of copper so that the water in the cell is in contact with the two electrodes. The ring-shaped The flow opening is with a variable area flow meter placed on top of the plastic body connected to conical measuring tube 19 and float 20 as well as valve 12 and outlet 21. The valve 12 can be used to control the amount of water flowing through the cell 10 in the parallel path.
vt stellt und durch die Schwebekörperstellung im Meßrohr angezeigt werden. Die Änderung der Durchflußmenge kann beispielsweise bis zu V4 l/min betragen, wobei die Messung des Chlorüberschusses stabil bleibt. vt and are indicated by the float position in the measuring tube. The change in the flow rate can be, for example, up to V 4 l / min, the measurement of the excess chlorine remaining stable.
r, Die Meßelektrode 17 ist unmittelbar mit dem negativen, die Bezugselektrode 18 über den Thermistor 13 mit dem positiven Pol einer Batterie 22 verbunden. Parallel zum Thermistor 13 ist ein Amperemeter 14 geschaltet, so daß bei steigenden Wassertemperaturenr, The measuring electrode 17 is directly connected to the negative, the reference electrode 18 via the thermistor 13 connected to the positive pole of a battery 22. An ammeter 14 is parallel to the thermistor 13 switched so that with rising water temperatures
der Widerstandswert des Thermistors entsprechend abnimmt und umgekehrt.the resistance of the thermistor decreases accordingly and vice versa.
InFig. 2 ist der jeweilige Zusammenhang zwischen der äfi die Elektroden angelegten Spannung in Volt und dem von diesem dem Amperemeter zugeführtenInFig. 2 is the respective relationship between the voltage applied to the electrodes in volts and the one supplied by this to the ammeter
h<-, Strom in Mikroampere dargestellt, und zwar
Kurve A bei ungechlortem Wasser,
Kurve B bei Wasser mit freiem Chlor und
Kurve C bei Wasser mit freiem und gebundenemh <-, current shown in microamps, namely
Curve A for unchlorinated water,
Curve B for water with free chlorine and
Curve C for water with free and bound
Chlor,Chlorine,
Aus Kurve B geht hervor, daß bei freiem Chlorüberschuß im Wasser die Spannungsänderung an der Zelle bei zunehmender negativer Spannung durch die Chlorminderung an der Meßelektrode schließlich ein Kathodenstrom erhalten wird, der mit weiterer Vergrößerung der negativen Spannung innerhalb einer Sättigungszone auf einem Grenzwert bleibt. Der Grenzstrom rührt vom Massentransport des Chlors aus der Lösung zur Meßelektrodenoberfläche her und ist proportional der hauptsächlichen Chlorkonzeritration im Wasser. Erst bei weiterer Zunahme der negativen Spannung über die Sättigungszone hinaus erfolgt durch Reduktion des Elektrolyten ein Ansteigen des Stromes über den Grenzwert.Curve B shows that if there is free excess chlorine in the water, the change in voltage at the cell with increasing negative voltage due to the reduction in chlorine at the measuring electrode ultimately results in a cathode current which remains at a limit value with further increase in negative voltage within a saturation zone. The limit current is due to the mass transport of chlorine from the solution to the measuring electrode surface and is proportional to the main chlorine concentration in the water. Only with a further increase in the negative voltage beyond the saturation zone does a reduction in the electrolyte cause the current to rise above the limit value.
Der Übergang des ansteigenden Stromes in den gleichbleibenden Grenzstrom bei 1 [ppm] freiem Chlor im Wasser erfolgt bei der optimalen Spannung von beispielsweise — 0,15 Volt, bei der im ungechlorten Wasser nach Kurve A kein Strom fließt.The transition from the increasing current to the constant limit current at 1 [ppm] free chlorine in the water takes place at the optimal voltage of, for example - 0.15 volts, at which curve A no current flows in unchlorinated water.
Die sich bei höherer Chlorkonzentration (2, 3 usw. [ppm] freies Chlor) bei unveränderter optimaler Spannung ergebenden Grenzströme sind proportional den jeweiligen Konzentrationen.The higher chlorine concentration (2, 3 etc. [ppm] free chlorine) with unchanged optimal The limit currents that result in voltage are proportional to the respective concentrations.
Wenn man also die Spannung innerhalb der Sättigungszone auf oder um den optimalen Wert hält, gibt die Anzeige des Amperemeters 14 ein Maß für den Gehaltan freiem Chlorüberschuß des die Zelle durchfließenden gechlorten Wassers, Die Anzeige ist dabei innerhalb eines Bereiches der pH-Werte des Wassers zwischen 5,5 und 9,0 genau.So if you keep the voltage within the saturation zone at or around the optimal value the display of the ammeter 14 is a measure of the Content of free excess chlorine of the cell flowing through chlorinated water, the display is within a range of the pH values of the water between 5.5 and 9.0 exactly.
Wenn zusätzlich noch gebundenes Chlor in Wasser vorhanden ist, das gemäß Kurve C erst bei merklich negativerer Spannung als der optimalen Spannung einen Einfluß auf den Strom hat, dann kann dieser Einfluß durch Einhalten dieser Spannung dennoch eine genaue Messung des maßgebenden freien Chlorüberschusses allein ermöglichen, da in diesem Spannungsbereich das Meßgerät unempfindlich gegen gebundenes Chlor ist.If there is also bound chlorine in water, which, according to curve C, only has an influence on the current when the voltage is noticeably more negative than the optimal voltage, this influence can nevertheless enable an exact measurement of the decisive free chlorine excess alone by maintaining this voltage, since In this voltage range the measuring device is insensitive to combined chlorine.
In der Zelle mit Kupferelektroden bleibt die Empfindlichkeit der Meßelektrode über mehrere Monate ohne Zusatz von Pufferreagenzien oder dergleichen erhalten. Da die Ausgangsgröße der Zelle dem Chlorgehalt proportional ist, kann sie zur Prozeßregelung bei automatischer Chlordosierung in Schwimmbädern usw. eingesetzt werden, um eine gewünschte Chlorüberschußkonzentration dauernd einzuhalten.In the cell with copper electrodes, the sensitivity of the measuring electrode remains for several months obtained without the addition of buffer reagents or the like. Because the output size of the cell is the chlorine content is proportional, it can be used for process control with automatic chlorine metering in swimming pools etc. can be used to achieve a desired excess chlorine concentration to be adhered to at all times.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
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Family Applications (1)
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1970
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