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Prüfeinrichtung für ein fließfähiges Medium Die Erfindung bezieht
sich auf eine Prüfeinrichtung für ein fließfähiges Medium. Gemäß der Erfindung besteht
eine Prüfeinrichtung für ein fließfähiges Medium aus einer Mehrzahl von Meßzellen,
die in einer Rohrleitung für ein fließfähiges Medium in Reihe geschaltet sind, um
eine Angabe der vorbestimmten Eigenschaften eines durch diF Rohrleitung gehenden
fließfähigen Mediums zu erhalten, wobei die Meßzellen im Betrieb mit einem Anzeige-
und/ oder Aufzeichnungsgerät zusammenarbeiten.
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Das Anzeige- und/oder Aufzeichnungsgerät kann ein Datenspeicher sein.
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Die in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Meßzellen erhaltenen
Signale können durch den Datenspeicher nacheinander abgetastet, werden, so daß der
Speicher mit den Meßzellen auf der Basis einer Zeitaufteilung zusanmenarbeitet.
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Die Einrichtung kann unter der Steuerung von Signalen betrieben werden,
die von einem Zeitgeber gemäß einem vorbestimmten Programm abgeleitet werden. Auf
diese Weise können die von den Meßzellen erhaltenen Signale nacheinander abgetastet
und gespeichert-werden und die Abtast- und Speichervorgänge können in vorbestimmten
Intervallen wiederholt werden, so daß die Eigenschaften eines durch die Rohrleitung
hindurchgehenden fließfähigen Mediums in diesen Reihenfolgen aufgezeichnet werden
können.
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Alternativ oder zusätzlich zu dem Datenspeicher kann eine Alarmvorrichtung
vorgesehen sein, die in Abhängigkeit von dem Zustand einer oder mehrerer Meßzellen
betätigt wird. Wenn ein Alarm gegeben wurde, kann vorgesehen sein, daß eine Probe
des fließfähigen Mediums, das sich in den Meßzellen befindet, gezogen wird. Zu diesem
Zweck kann ein Magnetventil betätigt werden, wenn der Alarm gegeben wird, um so
das fließfähige Medium aus den Meßzellen zur Analyse in einen Alarmvorratsbehälter
umzuleiten.
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Dies kann so vorgesehen sein, daß in Intervallen ein fließfähiges
Medium mit einer bekannten Eigenschaft aus einem Eichvorratsbehälter durch die Meßzellen
für ihre Eichung hindurchgeführt wird, so daß die Reihen der Standardsignale durch
den Datenspeicher aufgezeichiiet werden können.
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Es ist insbesondere beabsichtigt, daß die Einrichtung zur Wasseruntersucliung
verwendet werden kann und n;Ießzellen können zum Messen einer oder mehrerer der
nachfolgenden Wassereigenschaften vorgesehen sein: Leitfähigkeit, Temperatur, schwebende
Feststoffe, Ph--rext,
Chloride oder einige andere beso>dere Ionen
und gelöster Sauerstoff. Die Einrichtung kann eine Pumpe zum Führen des Wassers
entweder kontinuierlich oder in Intervallen durch die in Reihe geschalteten Meßzellen
und wenn es erforderlich ist, zum Führen der Blüssigkeit zu dem Alarmvorratsbehälter
und/oder zum Führen der Flüssigkeit von dem Eichvorratsbehälter zur Eichung durch
die in Reihe geschalteten Meßzellen haben.
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Zusätzlich zu dieser Pumpe kann eine Pumpe außerhalb der Einrichtung
vorgesehen sein, die beispielsweise in einem Fluß oder in einem Speicher eingetaucht
ist, um Flüssigkeit von dem Fluß oder von dem Speicher zu der Einrichtung zu pumpen.
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Zusätzlich zu dem Datenspeicher und dem Alarmsystem kann ein Registrieraufzeichnungsgerät
und/oder ein direkt anzeigendes Meßgerät vorhanden sein, das mit den von den Meßzellen
abgeleiteten Signalen versorgt wird.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfinden und zwar sind:
Fig.1 eineim allgemeinen schematische Blockdarstellung einer Stationseinrichtung
zur Wasserprüfung und Fig.2 ein Blockdiagramm ähnlich dem der Fig.1, in dem jedoch
eine andere Ventilanordnung dargestellt ist, wobei die gleichen Bezugszahlen in
beiden Figuren verwendet sind.
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Die in Fig.1 dargestellte Einrichtung umfaßt fünf in Reihe geschaltete
Meßzellen 1, zu denen zu prüfendes Wasser
von einer eingetauchten
Pumpe 2 durch eine Rohrleitung 3 gepumpt wird. Jede Meßzelle umfaßt einen gleichen
hohlen aus durchsichtigem Kunststoffmaterial hergestellten Behälter, wobei die gegenüberliegenden
Enden jedes Behälters jeweils mit flüssigkeitsdichten Stecker- und Steckerdosenkupplungen
versehen sind, so-daß eine Reihenverbindung der Meßzellen erleichtert ist, bei der
ein Ende an das andere angeschlossen ist. Der hohle Teil jeder Zelle kann ein Meßgerät
von beliebiger bekannter Art aufnehmen, das entsprechend dem gewünschten Parameter
oder der Eigenschaft des zu prüfenden fließfähigen Mediums ausgewählt ist.
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Elektrische Signale, die in Abhängigkeit von einer Eigenschaft erzeugt
sind, werden von dem Meßgerät jeder Zelle über hierzu vorgesehene Leitungen weggeführt.
Da jede Zelle gleich ist und einen gleichen Widerstand für die hindurchzupumpende
Flüssigkeit darstellt, ist die Strömungsgeschwindigkeit durch jede Meßzelle im wesentlichen
die gleiche. Da die Meßzellen aus durchsichtigem Material hergestellt sind, kann
der Zustand des Inneren jeder !Ceßzelle, beispielsweise das Algenwachstum, leicht
durch Betrachten überwacht weiden.
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Von der Pumpe 2 geht Wasser durch ein Einlaßventil 4, durch die Meßzellen,
durch ein Rohr 5 und durch ein Auslaßventil 6 in eine Auslaßleitung 7. Von einem
mit den Meßzellen zusammenarbeitendem oberlauf- oder Sammelbehälter 4a ist eine
uslaßablaufleitung 7a vorgesehen. Ausgangssignale aus den Meßgeräten der Zellen,
die jeweils den Parametern und den Eigenschaften des gepumpten fließfähigen Mediums
entsprechen, werden über Zwischengeräte 8,
von denen eins zu jeder
Meßzelle gehört, zu-einem Abgriffschalter 9 geleitet. Die Meßstellenzwischengeräte
8 sind übliche elektronische Grenzschichtschaltkreise, die die Signale von den einzelnen
Meßzellen in entsprechende Gleichstromsignale mit einem Wert zwischen null und fünf
Volt umwandeln, der zur Zuführung zu dem Anzeige- und Aufzeichnungsgerät und/oder
zu anderen Geräten geeignet ist. Somit kann das Ausgangssignal von einer der Meßzellen,
das beispielsweise die Temperatur des gepumpten Wassers anzeigt, sich um wenige
Millivolt, beispielsweise über den zugehörigen Temperaturbereich zwischen Oo und
250 C verändern. Dieses Signal, das sich mit der Temperatur über einen relativ kleinen
Betrag ändert, wird von dem Meßgerät zu einem der entsprechenden Meßwertzwischengeräte
8 geleitet, das ein Gleichstromsignal in dem Bereich von 0 bis 5 Volt erzeugt, wobei
0 Volt den Temperaturwert 0° C und 5 Volt dem Temperaturwert 25° C entspricht. Der
Abgriffschalter 9 wird unter der Regelung einer Zeitgebereinheit 10 betätigt, die
auch einen Datenspeicher 11 steuert, so daß die von den Meßzellen 1 über die Zwischengeräte
8 erhaltenen Signale nacheinander durch den Datenspeicher 11 auf eine Tätigkeit
des Abgriffschalters 9 unter der Regelung der Zeitgebereinheit 10 abgetastet und
gesammelt werden. Die Signale von den Meßzellenzwischengeräten 8 werden, wenn sie
durch den Abgriffschalter zur Verfügung stehen, sowohl zu dem Datenspeicher als
auch zu einem Registrieraufzeichnungsgerät 12 sowie zu direkt anzeigenden Meßgeräten
13 geleitet. Das Registrieraufzeichnungsgerät und die direkt anzeigenden Meßgeräte
sind so vorgesehen, daß für jede Meßzelle ein Meßgerät oder ein Aufzeichnungsgerät
vorhanden ist.
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Damit die-Meßzellen geeicht werden können, ist ein Vorratsbehälter
14 von geeichter Flüssigkeit vorgesehen.
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Die geeichte Flüssigkeit geht von dem Vorratsbehälter 14 durch die
Rohrleitung 15 über eine Eichpumpe 16, die von der Zeitgebereinheit 10 gesteuert
wird, zu den keßzellen 1- über ein Ventil 4. Von den Meßzellen kehrt die Flüssigkeit
längs der Verbindungsrohrleitung 5 zu dem Auslaßventil zurück, wo sie entweder in
die Auslaßleitung 7 abgeführt oder zu dem Eichflüssigkeitsvorratsbehält er 14 in
Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Auslaßventiles 6 zurückgeführt wird. Damit
die Eichflüssigkeit durchlüftet werden kann, ist ein Durchlüftungsgerät 16a zum
Betrieb dem Ventil 6 zugeordnet.
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Falls eine oder mehrere der Meßzellen ein Signal erzeugen, das in
dem Datenspeicher als mit einer vorbestimmten unerwünschten Eigenschaft erkannt
wird, wird ein Alarm betätigt und ein Signal wird von der Zeitgebereinheit abgegeben,
um ein Magnetventil 17 zu betätigen, das das Wasser von dem Auslaßventil6durch die
Rohrleitung 18 zu einem Alarmvorratsbehälter 19 umleitet. Auf diese Weise kann erreicht
werden, daß eine Wasserprobe, die ein Alarmsignal durch den Datenspeicher veranlaßt
hat, in dem Alarmvorratsbehälter für eine nachfolgende Analyse gesammelt wird.
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Es sei bemerkt, daß die Tätigkeit der Anlage durch die Zeitgebereinheit
10 so gesteuert wird, daß die Meßzellen in vorbestimmten Intervallen und-in einer
vorbestimmten Reihenfolge abgetastet werden. Der Zeitgebermechanismus kann aus einer
batteriegetriebenen Uhr bestehen, die alle 15, 30 oder 60 Minuten einen Abgriffwyklus
einleitet.
- Der Datenspeicher kann üblicherweise ein Magnetbandaufzeichnungssystem
sein und er kann auch einen Lochstreifenübertrager umfassen, der die aufgezeichneten
Werte auf einen Papierlochstreifen überträgt. Die Meßgeräte der Meßzellen können
eine beliebige bekannte Art sein und die Zellen können in einem leicht abgedunkelten
Behälter eingeschlossen sein, um dasbakteriologische Wachstum in den Zellen zu verringern.
Natürlich kann die eingetauchte Pumpe 2'. kontinuierlich betrieben werden oder sie
kann in Intervallen eines Zeitabstandes, der zwischen dem Start der Pumpe und dem
Abtastintervall programmiert ist, mehr angepaßt betätigt werden, damit die Meßzellen
von abgestandenem Wasser gereinigt werden können.
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In Fig.2 ist eine Anordnung dargestellt'die ähnlich der der Fig.1
ist. Bei dieser Anordnung sind die Zeitgebereinheit, der Datenspeicher, die direkt
anzeigenden Meßgeräte und das sechskanalige Registriergerät der Fig.1 weggelassen.
In Fig.2 ist ebenfalls das Auslaßventil 6 weggelassen und das Ventil 4a ist durch
ein zusammengesetztes Umschaltventil 20 ersetzt.
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Beim Betrieb der in Fig.2 dargestellten Anlage, wird von der Pumpe
2 Wasser über die Einlaßleitung 3 und das Ventil 20 durch die Meßzellen 1 geführt.
Die Meßzellen sind ineinandergreifende Einheiten mit Stecker-und Steckdosenkupplungselementen,
wie dies in Verbindung mit Fig.1 beschrieben ist. Jedoch haben die Zellen für die
Verwendung in der Anordnung der Fig.2 einen vollständigen Rückführungsweg für das
fließfähige Medium, der so angeordnet ist, daß das fließfähige Medium von der Einlaßleitung
3 über das Ventil 20 gepumpt werden kann, um durch die Zellen zu strömen
und
durch die angekuppelte Auslaßleitung 21, die mit der Auslaßleitung 7 verbunden ist,
über das Magnet ventil 17 surückzufließen. Das Ventil 20 ist eine Umschaltventilanordnung,
die in einer Stellung ermöglicht, daß das zu prüfende fließfähige Medium aus der
Einlaßleitung 3 durch die Zellen zu der Auslaßleitung 21 gepumpt wird oder alternativ
in einer anderen Stellung ermöglicht, daß Eichflüssigkeit von einem Vorratsbehälter
14 über eine Eichflüssigkeitseinlaßleitung 22 zu den Meßzellen geleitet und dann
durch die Eichflüssigkeitsauslaßleitung 23 zu dem Vorratsbehälter 14 zurückgeführt
wird. Bei der in Fig.2 schematisch dargestellten Anordnung ist es möglich, wenn
der Prüfzyklus abgeschlossen ist, die in die Meßzellen durch die Pumpe 2 gepumpte
Flüssigkeit aus den Meßzellen, ehe eine weitere Prüfung beginnt oder ehe ein Eichzyklus
beginnt, abzulassen. Dieser Ablaßvorgang erfolgt aus zwei Gründen.
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1) wird den Meßzellen ermöglicht, zu trocknen, wodurch die Algenbildung
verringert wird und 2) wird das Risiko einer Verschmutzung der Eichflüssigkeit durch
die getestete Flüssigkeit verhindert, wenn die Eichflüssigkeit durch das System
gepumpt wird. Um das Ablassen der Flüssigkeit aus dem System zu erleichtern, kann
das Ventil mit einer Entlüftung versehen sein, die automatisch oder auf andere Weise
geöffnet wird, um Luftsperrungen in dem System zu verhindern und um zu ermöglichen,
daß die Flüssigkeit aus den Zellen zu der Auslaßleitung 7 abfließt.
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Das Ventil 20 kann elektrisch betätigt werden oder die Anordnung kann
alternativ so erfolgen, daß das Ventil 20 durch den Druck der Flüssigkeit betätigt
wird, die durch das System gepumpt wird. Dies ermöglicht sowohl die Einsparung von
elektrischer Energie als auch eine Vereinfachung in der Ausführung des Ventils 20.