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Tauchs onde Die Erfindung betrifft eine Tauchsonde, welche eine Stütze
aufweist, an deren unterem Ende ein Halter mit einem Messwertgeber und an deren
oberem Ende eine Einriehtung angeordnet ist, die einerseits zur Befestigung der
Tauchsonde und andererseits zur Anordnung der Anschlüsse für den Messwertgeber dient,
wobei die Verbindungsleitung zwischen der Befestigungseinrichtung und dem Messwertgeber
zugentlaet angeordnet ist.
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Solche Tauchsonden eignen sich beispielsweise für die verschiedensten
Messwertgeber zur Erfassung physikalischer Grössen, wie beispielsweise Druck, Temperatur,
Füllstand und pH-Wert.
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Es sind bereits Tauchsonden bekannt, die die verschiedensten Messwertgeber
tragen, insbesondere eine pH-Elektrode, die aus einem äusseren fest in einem Behälter
montierten Rohrteil bestehen und einen ausziehbaren starren Einsatz besitzen.
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Letzterer weist dabei am unteren Ende eine Bodenplatte mit
einer
Durchführung zur Aufnahme der Elektrode auf. Der Nachteil der bekannten Tauchsonde
besteht allerdings darin, dass die Länge des starren Einsatzes etwa der Länge des
festmontierten Rohrteiles entsprechen muss und dass damit beim Ein-und Ausbau ter
Elektroden eine gleich grosse Ausziehhöhe notwendig wird. Bei grossen Tauchtiefen
ergeben sich dabei dcrart lange Einsätze, dass diese bei normalen Raumhöhen nicht
mehr gehandhabt werden können und zum Einbau der Elektroden spezielle bauliche Massnahmen
an den Gebäuden, wie Deckendurchbrüche, erforderlich sind.
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Bei den bekannten kombinierten pH-Elektroden, welche eine Bezugselektrode
und eine Messelektrode aufweisen, besteht die Messelektrodenzelle in der Regel aus
einer länglichen Kammer, die von einer zweiten ringförmigen Kammer der Bezugselektrodenzelle
umgeben wird. An dieser Elektrodenzelle ist ein seitlicher Anschluss zur Zuführung
der Bezugslösung angeordnet.
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Bei solchen Elektrodeneinheiten besteht nun der Nachteil, dass sie
bei Tauchsonden im horizontalen Zustand des Einsatzes montiert werden müssen. Zum
Einbau des Einsatzes in den Rohrteil oder in einen Behälter muss nun der Einsatz
aufgestellt werden.
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Dabei ist aber die Entlüftung der Zuleitung für die Beæugslösung aufgrund
des einseitigen Abbaus der Zuleitung nicht gewährleistet und kann auch nicht kontrolliert
werden.
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Dies führt meist dazu, dass Luftblasen das Nachfliessen der Bezugs
lösung verhindern und die einwandfreie Funktion der Bezugselektrode nicht gegeben
ist.
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Zweck der Erfindung ist es nun, eine Tauchsonde der eingangs genannten
Art so auszubilden, dass eine solche Tauchsonde auch bei grosser Tauchtiefe in einem
Raum mit geringer Deckenhöhe einwandfrei ein- und ausgebaut werden kann. Dies wird
bei der eingangsgenannten erfindungsgemässen Tauchsonde dadurch erreicht, dass die
Stütze als mehrgelenkige Gelenkstütze ausgebildet ist.
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Die neuartige Tauchsonde kann nun bei minimalster Raumhöhe über der
Oeffnung eines Behälters oder einer rohrartigen Hülle, die im Behälter vorgesehen
sein kann, ein- und ausgebaut werden.
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Es ist möglich, die Tauchsonde direkt in einen Behälter einzudauern,
indem sie rei hängen kann, oder in dem sie durch eine Führung geführt sein kann.
Zweckmässigerweise weist die Tauchsonde eine äussere starre, rohrartige Hülle mit
einem Boden auf, der eine zum Durchtritt des Messwertgebers bestimmte Oeffnung aufweist.
Die rohrartige Hülle ist zum Einbau an einem das Messobjekt enthaltenden Behälter
bestimmt. In der rohrartigen Hülle ist die Gelenkstütze mit den an ihr befestigten
Teilen als herausnehmbarer Einsatz angeordnet.
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Die Gelenkstütze dient auch zur Führung der Verbindungsleitung zwischen
der Befestigungseinrichtung und dem Messwertgeber.
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Die Gelenkstütze weist vorzugsweise Gelenkkörper suf, die Oeffnungen
oder Ausnehmungen enthalten, welche zur Vervçirklichung der Führung der Verbindungsleitung
dienen. Zweckmässigeleise sind die Gelenkkörper noch mit Führungsansätzen ausgestattet,
mit denen sie beispielsweise an im Behälter vorgesehenen Führungseinrichtungen oder
an einer rohrartigen Hülle der Tauchsonde geführt werden können. Die Tauchsonde
eignet sich, wie bereits erwähnt, für die verschiedensten Zwecke.
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Vorzugsweise ist-sie mit einem Messwertgeber ausgestattet, der als
pH-Elektrode ausgebildet ist. Besonders zweckmässig ist es, wenn eine kombinierte
Mess-Bezugselektrodeneinheit zum Einsatz kommt. Die Zuleitung besteht dann vorzugsweise
aus einem flexiblen Schlauch zur Führung.der Bezugslösung für die Bezugselektrodenzelle
und im Schlauch angeordneten elektrischen -Leitungen, vorzugsweise einem Koaxialkabel,
für die Mess-bzw. Bezugselelctrodenzelle. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
ergibt sich, wenn die kombinierte Mess-Bezugselektrodeneinhcit
eine
Bezugselektrodenzelle aufweist, die eine zylindrisch verlaufende Ringkammer enthält,
deren Innenwandung einen zentralen, axial verlaufenden Hohlraum bildet. In letzterem
kann auf einer Seite der elektrische Anschluss für die Elektroden und auf der anderen
weite die Messelektrodenzelle angeordnflt sein. Ferner ist eine solche kombiiierte
Mess-Bezugselektrodenzelle vorzugsweise mit einem Sockel ausgestattet, der mit einer
zentralen Ausnehmung versehen ist, in der die Ringkammer mit ihrer Ansch'ussseite
eingesetzt ist.
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Die Ringkammer kann an der Aussenwand mindestens zwei im Umfang gleichmässig
verteilte, innerhalb des Sockels liegende Oeffnungen aufweisen, die über entsprechende
Kanäle mit dem Inneren des flexiblen Schlauclies in Verbindung stehen. Besonders
zweckmässig ist es,wenn mindestens drei oder vier gleichmässig am Umfang der Aussenwand
der Ringkammer verteilte Oeffnungen vorgesehen sind, mit vier entsprechenden Kanälen
im Sockel kommunizieren und eine Verbindung zum Inneren des flexiblen Schlauches
herstellen.
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Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Tauchsonde werden nachfolgend,
insbesondere anhand der Zeichnungen, näher beschricben, dabei zeigen: Fig. 1 eine
Tauchsonde mit in einem Behälter angeordneter rohrförmigcr Hülle und bei teilweise
ausgezogenem Einsatz, in schematischer Darstellung und im Längsschnitt; Fig. 2 den
oberen Teil des in einer rohrförmigen Hülle eingesetzten Einsatzes im Längsschnitt;
Fig. 3 den unteren Teil eines in einer rohrförmigen Hülle eingesetzten Einsatzes;
und Fig. 4 eine kombinierte Mess-Bezugselektrodeneinheit in Längsschnitt.
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Fig. 1 stellt die Anordnung einer Tauchsonde 1 in einem Behälter 2,
z.-B. einer Klärgrube, dar. Die Tauchsonde weist eine rohrartige Hülle 3 auf, in
der ein Einsatz 4 herausnehmbar ange ordnet ist.
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Der Einsatz besteht aus einer mehrgelenkigen Gelenkstütze 5, die an
ihrem unteren Ende einen Halter 6 mit einem Messwertgeber 7 und an ihrem oberen
Ende eine Befestigungseinrichtung 8 enthält, wobei letztere nicht nur zur Befestigung
des Einsatzes an der rohrartigen Hülle 3 dient, sondern auch zur Anordnung der Anschlüsse
9 für den Messwertgeber 7.
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Die rohrartige Hülle 3 weist an ihrem oberen Ende einen Flansch 10
für die- Befestigung der Befestigungseinrichtung 8 des Einsatzes 4 auf, sowie einen
weiteren Flansch 11 zur -Befestigung der Hülle am Behälter 2. Das untere- Ende der
Hülle ist mit einem Boden 12 versehen, in dem eine Oeffnung 13 zum Durchtritt des
Messwertgebers 7 vorgesehen ist.
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In den Fig. 2 und 3 sind Einzelheiten des Einsatzes 4 gezeigt, wobei
die Darstellung gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Darstellung um 90° versetzt ist.
Aus den Figuren geht hervor, dass die Gelenkstütze 5 mehrere Gelenkkörper 14 und
zwei diametral gegenüberliegende Reihen von Verbindungsgliedern 15 aufweist, die
eine gelenkige Verbindung zwischen der oberen Befestigungseinrichtung 8 und einem
Gelenkkörper 14, zwischen den Gelenkkörpern 14 und zwischen dem untersten Gelenkkörper
und dem unteren Halter 6 bilden. Die Verbindungsglieder sind über Bolzen 16 mit
den einzelnen Teilen gelenkig verbunden.
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Die Galenkkörper 14 sowie der untere Halter 6 und die obere Befestigungseinrichtung
8 sind vorzugsweise mit Führungsansätzen 17 ausgestattet, die bei der Darstellung
der
Fig. 2 und 3 unterhalb der Bildebene liegen und aus der Fig.
1 entnommen werden können. Ausserdem sind die Gelenkkörper mit längs der Tauchsonde
ausgerichteten Oeffnungen oder Ausnehmungen 18 versehen, die vorzugsweise jeweils
i;n Zentrum der Gelenkkörper 14 liegen. Diese Ausnehmungen dienen zur Führung der
Verbindungsleitungen 19 für den Messwertgeber 7.
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Im vorliegenden Beispiel ist der Messwertgeber alX kombinierte Mess-Bezugselektrodeneinheit
zur Bestimmung des pH-Wertes ausgebildet. Die Verbindungsleitung 19 besteht in diesem
Falle aus einem flexiblen Schlauch 20 zur Führung der Bezugslösung für die Bezugselektroderzelle
21 sowie aus den elektrischen Leitungen für die Bezugselektrode und die Messelektrode.
Die elektrischen Leitungen 23 sind im vorliegenden Fall in Form eines Koaxialkabels
angeordnet. Der flexible Schlauch 20 mündet an der Befestigungseinrichtung in ein
Schauglas 24, in dem der Stand der Bezugs lösung, im vorliegenden Fall eine gesättigte
KCL-Lösung, überprüft werden kann. Das Koaxialkabel ist am oberen Enue des Schauglases
über eine Dichtung 25 herausgeführt.
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Die Befestigungseinrichtung 8 weist eine flanschartige Platte 26 aufs
die über eine Schraubverbindung 27 mit dem Flansch 10 der rotrartigen Hülle 3 verbunden
ist. Eine über der flanschartigen Platte 26 angeordnete Schutzeinrichtung 28 dient
zum Schutz der auf der Platte 26 angeordneten Armaturen.
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Die Fig. 4 zeigt im Detail die kombinierte Mess-Bezugselektrodeneinheit
im Längsschnitt. Ihre Bezugselektrodenzelle 21 weist eine zylindrisch verlaufende
Ringkammer 29 auf, deren Innenwandung 30 einen zentralen, axial verlaufenden Hohlraum
31 bildet. In diesem ist auf der oberen Seite der elektrische Anschluss 32 für die
Bezugselektrodenzelle 21 und die Messelektrodenzelle 22 vorgesehen. Im unteren Teil
liegt die Messelektrodenzelle 22. Die Mess-Bezugselektrodeneinheit ist
schliesslich
mit einem Sockel 33 ausgestattet, der eine zentrale Ausnehmung 34 enthalt, in der
die Ringkammer 29 mit ihrer Anschlussseite eingesetzt ist. Die Ringkammer weist
an der Aussenwandung 35 mindestens zwei, vorzugsweise drei oder vier, gleichmässig
am Unfang verteilte Oeffnungen 36 auf, die über Kanäle 77 mit dem Inneren des flexiblen
Schlauches 20 in Verbindung stehen. Zweckmässige@weise ist im Sockel 33 im Bereich
der Oeffnungen 36 der Ringkammer 29 eine Ringnut 38 vorgesehen, welche sowohl die
einzelnen Kanäle 37 wie die Oeffnungen 36 untereinander verbindet. Zu beiden Seiten
der Oeffnungen 36 sind ferner im Sockel um die Ringkammer verlaufende Dichtungen
39 angeordnet. Die Ringkammer ist im Sockel befestigt, vorzugsweise in diesen eingeklebt.
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Der Sockel 33 weist weiter auf der der Ringkammer abgewandten Seite
eine zentrale Bohrung 40 auf, durch die die elektrisehen Leitungen 23 bis in den
zentralen Hohlraum zu der i4esselektrodenzelle und der Bezugselektrodenzelle geführt
sind.
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Die elektrischen Leitungen sind vorzugsweise ebenfalls in die zentrale
Bohrung eingeklebt. Schliesslich ist der Sockel auf seiner der Ringkammer abgewandten
Seite noch mit einem Stutzen 41 ausgestattet, an dem der flexible Schlauch befestigt,
vorzugswois e ebenfalls angeklebt ist Auf die weitere Ausbildung der Mess-Bezugseleictrodeneinheit
braucht in diesem Zusammenhang nicht weiter eingegangen zu werden, da sie allgemein
bekannt ist. Durch die vorliegende Ausbildung der Mess-Bezugselektrodeneinheit wird
sichergestellt, dass beim Bewegen der Mess-Bezugselektrodeneinheit aus einer beliebigen
Stellung in die Senkrechte eingeschlossene Luft einwandfrei aus der Bezugselektrodenzelle
in den Schlauch entweichen kann. Fehlmessungen infolge ungenügender Auffüllung der
Bezugselektrodenzelle mit Bezugslösung sind damit völlig ausgeschlossen.