DE2053316A1 - Method and device for determining the level of sludge layers in sedimentation systems, ponds or the like - Google Patents
Method and device for determining the level of sludge layers in sedimentation systems, ponds or the likeInfo
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Description
■ . Λ -.; j -;^s;;: Essen, den 29. Okt. 197ο■. Λ - .; j -; ^ s ;;: Essen, Oct. 29, 197ο
· ^onk, (35 851/By) ^ Onk, (35 851 / By)
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Verfahrpn und Vnrrirhtung 7iir Miveaubestimmuno von Schlamm-Traversing and turning 7 for the level determination of sludge
in Spdimentiprunqsanianen, Teichen oder dergleichen.in Spdimentiprunqsanianen, ponds or the like.
Din vorli^nende Erfindung betrifft pin Verfahren und eine Vorrichtlina 7ur Bestinmunn des Srhlammriehaltes in verschiedenen Tiefen oder Schichten flüssiger Medien und kann vorteilhaft für eine fortlaufende Laqesbestinmung der Tiefe eines im Voraus bestimmten Schlammnehaltes in SedimentationqePissen, Teichen und dernl^ichen vorhandenen Flüssiokei+en verwendet werden, wo pin Konzentrationsnra-'!i?nt oder eine Schichtbildung bezi'fjlich des Gehalts an suspendiertem oder aufqeschlnmmten Material vorlient.The present invention relates to a method and a device for Bestinmunn of the lambs in different depths or layers more fluid Media and can be beneficial for a continuous determination of the depth of a sludge content determined in advance in sedimentation piss, ponds and the like Existing liquids can be used wherever there is a concentration limit or a stratification with regard to the content of suspended or slurry Material available.
Aus prozesstechnischen Gesichtspunkten ist es bei einer Sediment!erung oder Flotation bedeutunnsvoll, den Abtrennverlauf und die Tiefe des Schlammes in den Anlanen folq»n 7\i können damit die Beschickung und Entnahme von Schlamm aus derartigen Anlaqfin automatisch gesteuert v/erden kann. Bei bisher bekannten Verfahren wird der Schlammgradient hierbei gewöhnlich durch eine manuelle Probeentnahme bestimmt, fine Massnahine, die natürlich ein entschiedener Prozesstechnischer Nacht?i1 ist.For process-technical point of view it is at a sediment! Augmentation or flotation bedeutunnsvoll, the Abtrennverlauf and the depth of the sludge in the Anlanen folq "n 7 \ i can allow the loading and removal of sludge from such Anlaqfin automatically controlled v / can ground. In previously known methods, the sludge gradient is usually determined by manual sampling, a fine measure that is of course a decisive process-technical night.
7wick vorliegender Erfindung ist deshalb die Schaffung einer vollautomatischen FifiStimmunn d<?s Srhlimmgradienten um dadurch notwendige Voraussetzungen für eine chi? PotrifHsrogelunn bei bei?nielswTise Schlamnabtronnanlagen zu er-7wick of the present invention is therefore to create a fully automatic FifiStimmunn d <? S glimmer gradient to thereby make necessary prerequisites for a chi? PotrifHsrogelunn at? NielswTise sludge separation systems
1098 L0/1435 BAD ORIQINAL1098 L 0/1435 BAD ORIQINAL
zielen. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe, d.h. das Aufsuchen und Verfolgen eines vorbestimmten Schlammgehaltes in verschiedenen Tiefen flüssiger Medien, durch Verwendung eines zwecks kontinuierlicher Messung des Schlammgehalte«5 in das Medium einführbares, auf und nieder bewegliches Messgerät, gelöst.aim. According to the invention, this task, i.e. searching and tracking a predetermined sludge content in different depths of liquid media, by using a for the purpose of continuous measurement of the sludge content «5 in the medium insertable, up and down movable measuring device, solved.
Kennzeichnend für das erfindungsgemäss vorgeschlagene Verfahren ist hauptsächlich, dass das Messgerät automatisch den im voraus auf einem mit dem Messgerät zusammenwirkenden Regulator eingestellten Schlammgehalt im Medium aufsucht und in Abhängigkeit von fortlaufenden Messungen diese Schlammgehaltslokalisierung im Medium durch entsprechendes Anheben und Herabsenken im Medium folgt, so dass das Messgerät während des gesamten MessVerlaufes automatisch die Tiefe im Medium einnimmt, die dem im voraus am Regulator eingestellten Schlammgehalt entspricht und die jeweilige Lage des Messgerätes im Medium die Tiefe des vorausbestimmten Schlammgehaltes im Medium anzeigt.The main characteristic of the method proposed according to the invention is that the measuring device automatically switches to the one in advance with the measuring device interacting regulator seeks out the set sludge content in the medium and depending on ongoing measurements, this sludge content localization in the medium by corresponding raising and lowering in the medium, so that the measuring device automatically assumes the depth in the medium during the entire measuring process that corresponds to the sludge content set in advance on the regulator and the respective position of the measuring device in the medium the depth of the predetermined sludge content in the medium indicates.
Zur Durchführung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahren kann zweckmässig eine Vorrichtung verwendet werden, bestehend aus einem, den Schlammgehalt im Untersuchungsmedium mit Hilfe einer Lichtquelle auf optischem Weq kontinuierlich registrierenden Messgerät, einem im Abstand von der Lichtquelle in der Strahlungsrichtung des Lichtes angeordneten Messraum sowie einem zwischen der Lichtquelle und dem genannten Raum vorhandenen Abschirmorgan, das Intermittent den Lichtstrahl abschirmt, sowie einem Fotoelement zur Registrierung der Lichtreflexion, wobei die Signale des Fotoelementes abwechselnd zu einer Messbrücke mit einem Brückenteil für erhaltenen Messtrom gespeist werden, so dass die in der Messbrücke entstandene Spannungsdifferenz der Lichtintensität des Lichtflusses entspricht. Kennzeichnend für diese Vorrichtung 1st, dass das Messgerät in Abhängigkeit von einem mit dem Messgerät zusammenwirkenden Regulator, der die vom Messgerät kontinuierlich abgebenden Messwerte (Ist-Werte) mit einem am Renulator einstellbaren Wert (Soll-Wert) vergleicht, im Untersuchungsmedium mittels eines vom Regulator beeinflussten und mit dem Messgerät verbundenen Kabel oder dergleichen angehoben oder gesenkt wird.In order to carry out the method proposed according to the invention, it is expedient to use a device consisting of a sludge content in the examination medium with the help of a light source on an optical Weq continuously recording measuring device, one at a distance from the light source in the Direction of radiation of the light arranged measuring room and one between the Light source and the said space existing shielding element, the intermittent shields the light beam, as well as a photo element for registering the light reflection, the signals of the photo element alternating to a measuring bridge be fed with a bridge part for the received measurement current, so that the in The voltage difference created by the measuring bridge corresponds to the light intensity of the light flux. A characteristic of this device is that the measuring device is in Dependence on a regulator that interacts with the measuring device and that controls the compares the measured values (actual values) continuously emitted by the measuring device with a value that can be set on the renulator (target value) in the test medium using a cable or the like influenced by the regulator and connected to the measuring device is raised or lowered.
diesen Teintthis complexion
- 3 -109820/1435 BAD ORIGINAL- 3 -109820/1435 BAD ORIGINAL
inur 1 isf das Prinzip-Blockschema der dazugehörigen elektronischen Ausri'stunn.inur 1 is the principle block diagram of the associated electronic f Ausri'stunn.
Ir Hour 1 wird das Prinzip der Erfindung bei Verwendung bei kontinuierlicher Ugebsstiminüng des Schlammniveaus in einem Sedimentierungsgefäss veranschaulicht. Mit 1 ist ein Messgerät, in Form eines, mittels eines Kabels 2, anhebbaren und senkbaren Lotes bezeichnet. Das Messgerät 1 ist, wie nachstehend näher beschrieben wird, mit einer Pumpenvorrichtunq versehen, die ein Untersuchungsmedium 3 durch einen Messpalt 4 in das Gerät 1 fördert, worauf der Schlammgehalt des Mediums auf optischem Weg mittels eines fotoelektrischen Elements analysiert wirr. Has von fotoelektrischen Element erhaltene Sinnal wird darauf in einer Differentialhriicke R mit Messverstärker abaefühlt, d^r den Messwert (Ist-Wert) zu pinen Regulator 6 überführt, der seinerseits diesen Wert mit einem im voraus einoestellten Soll-Wert vergleicht. Besteht eine Differenz zwischen dem "Ist" Wort UT^ dem "Soll" - Wert, nibt der Regulator £ pin Sional an einen Stellmotor? weiter, der eine, das Kabel 2 des Messgeräts tränende Kabeltrommel 8 dreht, v/odurrh das Messgerät 1 je nach dem Vorzeichen der Ahwpichung im Untersuchungsmediup' angehoben oder qesenkt wird. Diese Tiefeneinstellung des Lotes qeht so lang* vor sich bis der "Ist"-Wert mit dem "Soll"-Wert übereinstimmt. An der Kabeltrommel 3 befindet sich ein Lagegeber 9, dessen ausgehendes Signal auf einem 7pioprinstrument 10 oder einem aufzeichnenden Flement Π angezeigt werden und geqebenenfalls an einen Prozessregler 1? angeschlossen werden kann. Mit A ist das FVicSini<eitsniveau und mit B das Schlammniveau bezeichnet.In Hour 1, the principle of the invention is illustrated when used with continuous reduction of the sludge level in a sedimentation vessel. With 1 is a measuring device in the form of a, by means of a cable 2, raised and lowered plumb bob. As will be described in more detail below, the measuring device 1 is provided with a pump device which conveys an examination medium 3 through a measuring gap 4 into the device 1, whereupon the sludge content of the medium is analyzed optically using a photoelectric element. The sensor obtained from the photoelectric element is then sensed in a differential tube R with a measuring amplifier, which transfers the measured value (actual value) to the pin regulator 6, which in turn compares this value with a previously set target value. Is there a difference between the "actual" word UT ^ and the "target" value, does the regulator pin Sional to a servomotor? Furthermore, the one, the cable 2 of the measuring device drenched cable drum 8 rotates, v / or the measuring device 1 is raised or lowered depending on the sign of the adjustment in the examination medium. This depth adjustment of the plumb line continues * until the "actual" value corresponds to the "target" value. On the cable drum 3 there is a position encoder 9, the outgoing signal of which is displayed on a 7pioprinstrument 10 or a recording element Π and, if necessary, to a process controller 1? can be connected. With the A FVic S ini <denoted eitsniveau and B, the sludge level.
Di^ Ausbildung des verwendeten Messgeräts 1 geht aus Fig. 2 hervor. Das elektrische Kabel 2, das gleichzeitig zum Anheben und Senken des Messgeräts verwendet wird, mündet im Inneren des Messgeräts in ein elektrisches Anschlussstück über, das über eine Leitung 14 eine Lichtquelle 15 speist. Die Lichtquelle 15 sendet über ein Linsensystem 16 ein Lichtbündel durch einen in einem Lagerklotz 17 anneordneten Lichtschacht 18 und den Messpalt 4 zu einem schräggestellten Spiegel 19, Von hier wird das Lichtbündel auf pinen oeoenüberstehenden, schrägqestellten zweiten Spiegel 20 reflektiert. Der SDiegel ?0 richtet das Strahlenbündel auf ein fotoelektrisches Element ?1 über einen zweiten Lichtschacht °? im Lagerklotz 17. Das Lichtbündel passiert hierbei zum zweiten Mal den Messpalt 4, der über eine Seitenöffnung 23 im Messgerät mit dem flüssigen Medium 3 in Verbindung steht. Oberhalb der Spieoel 19, 20 befinden sich zwei im Abstand voneinanderThe design of the measuring device 1 used is shown in FIG. The electrical cable 2, which is used to raise and lower the measuring device at the same time, opens into an electrical connection piece inside the measuring device, which feeds a light source 15 via a line 14. The light source 15 sends a light bundle via a lens system 16 through a light shaft 18 arranged in a bearing block 17 and the measuring gap 4 to an inclined mirror 19. From here the light bundle is reflected on a pin protruding, inclined second mirror 20. The SDiegel? 0 directs the beam onto a photoelectric element? 1 via a second light shaft °? in the bearing block 17. The light beam passes through the measuring gap 4 for the second time, which is connected to the liquid medium 3 via a side opening 23 in the measuring device. Above the mirror 19, 20 there are two spaced apart
RAD ORIGINAL 109820/U35 BAU υ WHEEL ORIGINAL 109820 / U35 BAU υ
angeordnete Glasscheiben 24, 24a, die die untere und obere Begrenzung des Messspaltes 4 bilden. Im Messpalt 4 befindet sich eine Pumpenvorrichtung in Form einer oder mehrerer auf einer zentralen Achse 25 drehbar angeordneten Pumpenschaufpln ?6. Die Pumpenschaufeln 26 können wie aus Figur 3a - 3c naher hervorgeht, zweckmässig mit steifem Blatt ?8 mit seiner Ebene in der Umlaufrichtung und einem rechtwinklig zum Blatt 2P in einem länglichen Schlitz 28a befestigten Blatt 27 aus Gummi, Kunststoff oder weichem Metall ausgebildet sein. Die Breite des Blattes 27 ist so bemessen, dass dieses Blatt entlang der Glasscheibe 24, 24a streicht und diese dadurch reinigt. Die Rotation der Achse 25 wird mittels eines Motors 29 erzielt. Zwischen dem ersten Lichtschacht 18 und der Lichtquelle 15 befindet sich nine auf der Achse 25 befestigte Sektorscheibe 30, dip zwerkmässig die in Figur 4 näher veranschaulichte Form haben kann. Durch die Rotation der Sektorscheibe 30 wird ein intermittentes Abschirmen des von der Lichtquelle 15 zum Spiegel 19 gerichteten Lichtbündels erreicht und somit ein pulsierender Lichtfluss erzeugt. Ausserdem ist ein Abfühlorgan 31 angeordnet, das die partielle Abschirmung der Lichtquelle 15 abfühlt. Die Schaufeln der Pumpenvorrichtung v/erden hinter den Flügeln der Sektorscheibe 30 in optischer Abdeckung montiert.arranged glass panes 24, 24a, which form the lower and upper boundaries of the measuring gap 4. In the measuring gap 4 there is a pump device in the form of one or more pump blades 6 rotatably arranged on a central axis 25. As can be seen in more detail in FIGS. 3a-3c, the pump blades 26 can expediently be designed with a rigid blade 8 with its plane in the direction of rotation and a blade 27 made of rubber, plastic or soft metal fastened at right angles to the blade 2P in an elongated slot 28a. The width of the sheet 27 is dimensioned such that this sheet brushes along the glass pane 24, 24a and thereby cleans it. The rotation of the axis 25 is achieved by means of a motor 29. Between the first light shaft 18 and the light source 15 there is nine sector disk 30 which is fastened on the axis 25 and which can have the shape illustrated in more detail in FIG. The rotation of the sector disk 30 achieves an intermittent shielding of the light bundle directed from the light source 15 to the mirror 19 and thus generates a pulsating light flux. In addition, a sensing element 31 is arranged, which senses the partial shielding of the light source 15. The blades of the pump device are mounted behind the blades of the sector disk 30 in an optical cover.
In Figur 4 ist ein Blockschema über das Messprinzip gezeigt. Bei Umdrehung der Sektorscheibe 30 entsteht ein pulsierender Lichtfluss, der über die Spiegel 19 bzw. 20 durch die im Messpalt 4 befindliche Flüssigkeit geführt wird. Der Lichtfluss zum Fotoelement 21 wechselt daher von Null bis zu einem Niveau, das der Menge der, in der Flüssigkeit vorhandenen Partikeln entspricht. Gleichzeitig mit der Rotation der Sektorscheibe und der Erzeugung eines pulsierenden Lichtflusses fühlt das Abfühlorgan 38, das in einem Winkel von etwa 120° gegenüber dem Licht angeordnet ist, wenn des Lichtbündel abgeschirmt ist. Das Signal vom Fotoelement 21, gegebenenfalls in einem Verstärker 33 verstärkt, speist abwechselnd ühpr pine Synchronisierungselektronik 22 und die Relaisfunktion RL eine Messbrücke 34. Die Messbriirke 34 besitzt zwei Brürkenteile, d.h. pinen linken Brückenteil für Dunkplstrom und pinen rechten Brückenteil für Messtrom. Die in der Brücke entstandene Spannunosdifferenz wird in einem Endverstärker 35 geinessen, der ein Signal zur Anzeige unri Regelung der Tiefe des Lotes auf ein Niveau, das dem im voraus auf dein Regulator 6 eingestellten Srhlawngehalt entspricht, abgibt. Mittels de«; Regulierwiderstanries R2 wird der Null-Wert der Vorrichtung bei klarer Flüssigkeit im Mpssspalt 4 eingestellt und mittels des Regulierwiderstandes R. wird der Messbereich angepasst. - (Patentansprüche) -A block diagram of the measuring principle is shown in FIG. When the sector disk 30 rotates, a pulsating light flux is produced which is guided via the mirrors 19 or 20 through the liquid located in the measuring gap 4. The light flux to the photo element 21 therefore changes from zero to a level which corresponds to the amount of particles present in the liquid. Simultaneously with the rotation of the sector disk and the generation of a pulsating light flux, the sensing element 38, which is arranged at an angle of approximately 120 ° with respect to the light, senses when the light beam is shielded. The signal from the photo element 21, possibly amplified in an amplifier 33, alternately feeds via pin synchronization electronics 22 and the relay function RL to a measuring bridge 34. The measuring bridge 34 has two bridge parts, that is, the pin left bridge part for dark current and the pin right bridge part for the measurement current. The voltage difference created in the bridge is measured in an output amplifier 35, which emits a signal to display and regulate the depth of the plumb bob to a level that corresponds to the level that is set in advance on the regulator 6. By means of de «; Regulierwiderstanries R 2 , the zero value of the device is set in the case of clear liquid in the pressure gap 4 and the measuring range is adjusted by means of the regulating resistor R. - (claims) -
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