DE2459224A1

DE2459224A1 - Durchfluss- und zeitproportionales probenahme- und messystem

Info

Publication number: DE2459224A1
Application number: DE19742459224
Authority: DE
Inventors: Wendall Charles Gates; James Gordon Schontzler
Original assignee: Manning Environmental Corp
Current assignee: Manning Environmental Corp
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1974-12-14
Publication date: 1975-10-02
Also published as: SE7503609L; US4022059A; CA1025691A; GB1489391A

Description

MANNING ENVIRONMENTAL CORPORATION, Santa Cruz, Kalif. (V.St.A.)

Durchfluß- und zeitproportionales Probenahme- und Meßsystem.

Für diese Anmeldung werden die Prioritäten aus den U.S.-Anmeldungen Serial No. 455,879 vom 28. März 1974 und Zusatzanmeldung Serial No. 497,569 vom 15. August 1974 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine über längere Zeiträume hinweg unbeaufsichtigt erfolgende Probenahme aus einer strömenden Flüssigkeit und insbesondere auf ein durchfluß- oder zeitproportionales Probenahme- und Meßsystem, das dem Durchfluß durch einen Kanal repräsentative Flüssigkeitsproben von bestimmtem Probenvolumen entnimmt.

Die in bekannten Durchfluß-Probenahmesystemen verwendeten Durchflußmesser bieten nur eine fragliche Durchflußmengengenauigkeit, was auf bekannte Ursachen in den auf den Durchfluß ansprechbaren Einrichtungen und auf Verstopfung zurückzuführen ist, welche in Durchflußmeßvorrichtungen mit Laufrad, Düsenmundstück oder Venturirohren auftreten kann. Außerdem unterliegen Probenehmer, die in Verbindung mit derartigen Durchflußmessern verwendet werden, einer inneren Korrosion, dem Verstopfen, Schwankungen in der Probengröße und können zur

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Probenahme von nicht repräsentativen Proben führen, so daß eine anschließend erfolgende Analyse der entnommenen Proben entsprechend fragwürdig ist, wenn die genaue Beschaffenheit der überwachten strömenden Flüssigkeit bestimmt werden soll. Probenehmer für die Probenentnahme in regelmäßigen Zeitintervallen eignen sich nicht zur Anwendung in den Fällen, in welchen Proben bei bestimmten Durchflußmengenzuwachsbeträgen innerhalb eines Kanals entnommen werden sollen.

Aufgabe der Erfindung ist nunmehr die Schaffung eines auf unterschiedliche Betriebszustände und -bedingungen einstellbaren oder nach Wunsch auch von Hand in Tätigkeit setzbaren durchfluß- und zeitproportionalen Probenahme- und Meßsystems, das die Entnahme genau abgemessener und repräsentativer Proben zwecks zutreffender Überwachung der Eigenschaften einer strömenden Flüssigkeit ermöglicht.

Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene durchfluß- und zeitproportionale Probenahme- und Meßsystem ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen Durchflußprobenehmer, der durch ein Eingangssignal ansteuerbar ist und besteht aus einer Grundplatte, einem Verdichter mit einem Druckstutzen und einem Saugstutzen, einer an der Grundplatte befestigten Probenkammer mit einem oberen Deckel und einer unteren Bodenplatte, welche das Fassungsvermögen vorgeben, einem die Probenkammer mit der zu messenden Strömung verbindenden Schlauch, der mit einem Füllrohr verbunden ist, dessen Auslaß in bezug auf die Probenkammer-Bodenplatte dieser so weit wie möglich

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benachbart, jedoch so weit von dieser entfernt angeordnet ist, daß in der Probe enthaltene Feststoffe ungehindert austreten können, eine in dem Füllrohr oberhalb der Austrittsöffnung angeordnete Ausnehmung, ein mit Druck- und Saugstutzen verbundenes Druckregelventil, wobei die Probenkammer vermittels dieser Anordnung abwechselnd unter Über- oder Unterdruck setzbar ist, einen mit der Probenkammer verbundenen und zur Entnahme von Proben aus der Probenkammer dienenden Probenspeicher, eine zum Überleiten von Proben aus der Probenkammer in den Probenspeicher dienende Überleitvorrichtung, ein in der Überleitvorrichtung angeordnetes und zur Steuerung der Rückleitung von Flüssigkeitsproben dienendes Probenzumeßventil, und ein zur wahlweisen Betätigung von Druckregelventil und Probenmeßventil zwecks Reinigen und Befüllen der Probenkammer durch das innerhalb der Probenkammer befindliche Füllrohr und zum Überleiten der Probe dienendes Steuergerät, wobei ein Reinigungsvorgang bei Anliegen von Überdruck an das Füllrohr beendbar ist.

Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Probenahme- und Meßsystem werden Proben vermittels des Durchflußprobenehmers entnommen und für eine spätere Analyse gespeichert. Aufgrund eines Eingangssignals führt der Durchflußprobenehmer eine Probeentnahmefolge aus. Das Eingangssignal kann dabei von einem integral eingebauten Taktgeber geliefert werden, der auf Zeitbasis arbeitet, oder es kann ein Handschalter betätigt werden. Auch kann das Eingangssignal von einem Flüssigkextsdurchfluß-

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messer ausgehen, der eine Probenahme auf der Grundlage von Flüssigkeitsvolumen veranlaßt. Der Durchflußmesser tastet den Pegelstand der strömenden Flüssigkeit in einem Flüssigkeitskanal ab und enthält einen servogesteuerten, mechanischen Pegel-Durchfluß-Wandler, welcher auf unterschiedliche Querschnittsprofile und unterschiedliche Querschnittsabmessungen einstellbar ist. Bei einer Probenahmefolge wird durch das Eingangssignal zunächst ein Verdichter angeschaltet, welcher Überdruck und Unterdruck liefert. Gleichzeitig wird ein zeitlicher Arbeitsablauf eingeleitet. Dieser zeitliche Arbeitsablauf umfaßt das Reinigen der Probenkammer, das Befüllen derselben, das Abmessen der Probengröße, das Speichern von Proben und die Rückstellung sämtlicher Teile des Systems in einen Bereitschaftszustand für den Eingang des nächstfolgenden Eingangssignals.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Probenahme- und Meßsystem ermöglicht genaue quantitative und qualitative Messungen an einer strömenden Flüssigkeit, weist Einstellvorrichtungen zur Einstellung für genaue Durchflußmessung durch Kanäle unterschiedlichen Querschnitirprofils und unterschiedlicher Querschnittsabmessungen bei !beliebigem Querschnittsprofil auf und zeigt sowohl den Momentanwert des Durchsatzes als auch den Gesamtdurchsatz an. Das ganze System ist als tragbares und leicht aufstellbares Gerät ausgebildet. Die Probenentnahme erfolgt innerhalb Sekunden, so daß echt repräsentative Durchflußproben erhalten werden. Die Probenmenge ist

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dabei konstant und unabhängig von der Größe der Entnahmevorrichtungen, der Höhe der Speisespannung, dem Pegelstand und anderen Parametern. Das System reinigt sich selbst und speichert die entnommenen Proben je nach Wunsch in einzelnen, getrennten Speicherbehältern oder in einem einzigen Speicherbehälter. Es ist darüber hinaus für einen Multiplexbetrieb ausgelegt, indem entweder eine vorbestimmte Probenmenge in jedem Speicherbehälter, oder eine vorbestimmte Probe in einer vorbestimmten Anzahl von Speicherbehältern gespeichert wird. Aufgrund der Zeitproportionalität können Proben aus der Flüssigkeitsströmung in vorbestimmten Zeitintervallen entnommen werden. Weiterhin ist möglich, einen Probenahmevorgang von Hand einzuleiten. Nachdem das System eine vorbestimmte Anzahl von Proben aufgenommen hat, wird es abgeschaltet, um eine Veränderung der bereits aufgenommenen Proben zu verhindern. Das System muß daher in diesem Falle erst gewartet werden.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Probenahme- und Meßsystems werden im nachfolgenden anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbexspxels näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Aufrißansicht eines durchfluß- und zeitproportionalen Probenahme- und Meßsystems, das in einem Abwasserkanal-Einstiegschacht eingebaut ist.

Fig. 2 ist eine isometrische Zerlegungsdarstellung eines tragbaren Probenehmergeräts.

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Fig. 3 ist ein Blockschaltbild des Probenahmegeräts. Fig. 4 ist eine schematische mechanische Darstellung

des Probenehmers der Figuren 3 und 4.
Fig. 5 ist ein schematischer elektrischer Schaltplan

des Probenehmers.
Fig. 6 ist eine isometrische Ansicht eines tragbaren Durchflußmessers.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild des Durchflußmessers. ,- Fig. 8 ist eine schematische mechanische Darstellung

des Durchflußmessers der Figuren 6 und 7.
Fig. 9 ist ein schematischer elektrischer Schaltplan

des Durchflußmessers.
Fig.10 ist eine Draufsicht auf die Schalttafel des

Durchflußprobenehmers.
Fig.11 ist eine Draufsicht auf die Schalttafel des

Durchflußmessers.

Fig.12 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform des Durchflußprobenehmers.
Fig.13 ist eine schematische mechanische Darstellung

des Probenehmers von Fig. 12.
Fig.14 ist eine schematische mechanische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Probenkammer.

Systeme für die Probenahme aus strömenden Flüssigkeiten sind in Anbetracht der allgemein erlassenen Umweltschutzbestimmungen von großem Interesse für die industrielle Verfahren süberwachung. In Fig. 1 ist ein Probenahmesystem darge-

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stellt, das Proben in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Durchsatzmenge in einem offenen Durchflußkanal entnimmt. Das System ist zu diesem Zweck beispielsweise in einem Abwasserkanal-Einstiegschacht 11 angeordnet, der zwischen der Straßenoberfläche 12 und einem darunter verlaufenden Abwasserkanal 13 ausgebildet ist. Das obere Ende des Einstiegschachts 11 ist vermittels eines Einstiegdeckels 14 abgedeckt. Ein Durchflußprobenehmer 16 ist vermittels Gurten, Seilen, Ketten od. dgl. 17 beispielsweise an einem Haken 18 an der Innenwandung des Einstiegschachts 11 aufgehängt. Ein Ansaugstutzen 19 ist in einen Flüssigkeits- oder Abwasserstrom 21 eingetaucht, der durch den Abwasserkanal 13 hindurchströmt. Ein Schlauch 22 verbindet den Ansaugstutzen 19 mit dem Durchflußprobenehmer 16.

Eine Halterung 2 3 unmittelbar unterhalb des Einstiegdeckels 14 trägt einen Durchflußmesser 24. Der Durchflußmesser 24 weist ein nach unten hängendes Kabel 26 auf, an dessen Ende eine Sonde 27 befestigt ist, welche in Berührung mit der Oberfläche des Flüssigkeitsstroms 21 gebracht wird. Ein elektrisches Verbindungskabel 28 verbindet den Durchflußmesser 24 mit dem Durchflußprobenehmer 16.

Fig. 2 veranschaulicht den Aufbau des Durchflußprobenehmers 16. Eine obere Abdeckhaube 29, welche aus vakuumgeformtem Kunststoff hergestellt sein kann, weist Vertiefungen 31 zur Führung der Gurte, Seile, Ketten od. dgl. 17 auf. Eine Grundplatte oder

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ein Chassis 32 trägt die Abdeckhaube 29 und weist bei der hier dargestellten Äusführungsform die Form eines umgekehrten, kreisförmigen Napfes auf. Die Grundplatte 32 ist an Ihrem Umfang mit Handgriffen 33 und Klemmbügeln 34 versehen. Auf der Grundplatte 32 ist ein Naßelement-Akkumulator 36 vermittels eines Bügels 37 befestigt. Neben dem Akkumulator 36 ist auf der Grundplatte 32 ein Steuergerät 38 angeordnet. Außerdem befindet sich auf der Grundplatte 32 eine Probenkammer 39.

Ein Probenspeicher Ul wird unterhalb der Grundplatte 32 angeordnet und trägt Haken 42, welche mit den Klemmbügeln 34 verbindbar sind. Bei der In Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind mehrere keilförmig ausgebildete Speicherbehälter 43 mit nach oben weisenden freien Öffnungen 44 auf einem gemeinsamen Halbmesser um den Mittelpunkt des Probenspeichers 41 vorgesehen. Ein ringförmiger Niederhalter 46 am Probenspeicher 41 dient zur Befestigung der Speicherbehälter 43 an diesem. Der Ansaugstutzen 19 Ist mit dem unteren Ende des Schläuche 22 verbunden, der hier aus einem biegsamen Kunststoffschlauch von angenähert 9,5 mm Durchmesser besteht und an einem oberen Ende eine Anschlußkupplung 48 trägt.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild des Durclflußprobenehmers 16. Ein zur Auslösung eines Probenahmevorgangs dienendes Eingangssignal wird beispielsweise von einem Durchflußmesser geliefert und an die Anschlußklemme 49 angelegt. Das Eingangssignal kann auch von einem Taktgeber 51 oder von einem Schalter

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52 für Handbetrieb geliefert werden.

Die Steuerung der Betriebsweise erfolgt vermittels eines Betriebsartschalters 53, der bei der hier dargestellten Ausführungsform drei Betriebsartstellungen aufweist, die hier mit "Zeit", "Aus" und "Durchfluß" bezeichnet sind. Der Taktgeber 51 ist mit der mit "Zeit" bezeichneten Klemme des Betriebsartschalters 53 verbunden, ein Durchflußmesser ist mit der "Durchfluß" bezeichneten Klemme des Betriebsartschalters

53 verbunden, und die nicht verbundene Klemme "Aus" des Betriebsartschalters 53 stellt die Ausschaltstellung dar. Der Betriebsartschalter 53 ist mit der Ansteuerklemme eines EIN-AÜS-Schalters 54 verbunden. Außerdem ist der Handschalter 52 mit der Ansteuerklemme des EIN-AUS-Schalters 54 verbunden. Der Schalter 54 liefert ein Ausgangssignal, durch das eine Verdichtersteuerung 56 und ein Zweitakt-Taktgeber 57 in Betrieb gesetzt werden. Der Zweitakt-Taktgeber 57 gibt Signale an eine Elektromagnetventilsteuerung 58 und einen Füll- und Meßtaktgeber 59 für die Probenkammer ab. Die Ausgangssignale des-Füll- und Meßtaktgebers 59 werden an eine Probenventilsteuerung 6l und einen Endreinigungs-Taktgeber 62 angelegt. Das Ausgangssignal des Endreinigungs-Taktgebers 62 dient zur Rückstellung des Zweitakt-Taktgebers 57> und wird außerdem an eine Mehrfachproben-Multiplex- und Füllarmantriebs-Schaltung 63 angelegt, welche dazu dient, eine vorbestimmte Anzahl von Proben vorzugeben, welche in einem einzigen Speicherbehälter wie z.B. einem der keilförmigen Speicherbehälter 43 oder

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Flaschen gespeichert werden sollen. Das Ausgangssignal des Endreinigungs-Taktgebers 62 ist außerdem an eine Mehrfachbehälter-Multiplexschaltung 64 angelegt, welche eine vorbestimmte Anzahl von Speicherbehältern oder Flaschen 43 vorgibt, in welche Teile einer einzigen Probe eingefüllt werden. Die Mehrfachbehälter-Multiplexschaltung 64 erzeugt ein Ausgangssignal, das wiederum an den EIN-AUS-Schalter 5 4 angelegt wird und die Speisespannung abschaltet. Die Mehrfachproben-Multiplexschaltung 6 3 liefert ein Ausgangssignal, das an eine Schrittmotorsteuerung 66 angelegt wird, welche in der nachstehend beschriebenen Weise einen Füllarm um einen Schritt weiterschaltet. Außerdem ist der Ausgang der Mehrfachproben-Multiplexschaltung 6 3 mit einer Schrittzählschaltung 6 7 verbunden, deren Ausgang wiederum an dem EIN-AUS-Schalter 54 liegt und dazu dient, ein erneutes Anschalten nach Ausführung einer vorbestimmten Anzahl von Schaltschritten zu verhindern. Der Zweitakt-Taktgeber 57 liefert bei jedem Arbeitsvorgang ein Reinigungs- und ein Füllsignal. Ein zusätzliches Eingangssignal am Zweitakt-Taktgeber 57 dient zur Beendigung des Füllsignals und zur Unterdrückung des zweiten, vom Zweitakt-Taktgeber 57 gelieferten Ausgangssignals vor Beendigung des Füllvorgangs. Das letztgenannte Eingangssignal für den Zweitakt-Taktgeber 57 wird von einer Füllpegelsonde 6 8 geliefert.

Fig. 4 zeigt den mechanischen Aufbau einer Ausführungsform des Durchflußprobenehmers. Die Probenkammer 39 weist eine durchsichtige, zylindrische Wand 71 mit einer seitlichen

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Skaleneinteilung 72 auf. Ein in senkrechter Richtung verschiebbares Rohr 73 ist durch einen oberen Deckel 74 an dem Zylinder 71 in die Probenkammer 39 eingeführt. Das Rohr 73 weist die Form eines auf dem Kopf stehenden ¹¹U" auf und ist mit dem Schlauch 22 verbunden, welcher zum Ansaugstutzen 19 außerhalb der Probenkammer 39 führt. Bei dieser Ausführungsform ist ein elektrischer Kontaktgeber 76 innerhalb der Probenkammer 39 in der Weise angeordnet, daß er einen elektrischen Stromkreis bei Vorhandensein einer Probe schließt. Der Kontaktgeber 76 spricht an, sobald die Probenkammer 39 bis zu einem vorbestimmten Pegelwert mit Probe gefüllt ist. Zur Pegelstandsanzeige lassen sich auch andere Vorrichtungen wie z.B. kapazitive Taster, auf Ultraschalldurchlässigkeit oder auf das Probengewicht ansprechbare Taster oder dgl. anstelle des Kontaktgebers 76 verwenden.

Ein elektrisch leitfähiges Druckeinlaßrohr 77 ist durch die Bodenplatte 78 der Probenkammer 39 durchgeführt und innerhalb der Probenkammer 39 mit einem Isoliermaterial 79 überzogen. Das Isoliermaterial 79 isoliert das Druckeinlaßrohr gegenüber der in der Probenkammer 39 befindlichen Probe bis zum vorbestimmten Füllpegelstand und verhindert bei der hier beschriebenen Ausführungsform, daß der elektrische Kontaktgeber 76 durch einen Fehlerstrom über andere Bauteile des Durchflußprobenehmers unwirksam gemacht wird. Der elektrische Abtastkreis für einen vorbestimmten Füllpegelstand schließt den Abschnitt des Druckeinlaßrohrs 77 ein, welcher sich ober-

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halb des Isoliermaterials 79 befindet.

Das Druckeinlaßrohr 77 steht in Verbindung mit einem Durchlaß 81 in dem oberen Deckel 74, welcher in das Innere der Probenkammer 39 "führt. Ein Kugel-Einwegventil 82 Ist an der Stelle angeordnet, an welcher der Durchlaß 81 in die Probenkammer 39 einmündet und befindet sich oberhalb der Kontakthöhe für den elektrischen Kontaktgeber 76. Der obere Deckel 74, der Zylinder 71 und die Probenkammer-Bodenplatte 7 8 sind beispielsweise durch einen (nicht dargestellten) Bolzen zusammengehalten, auf den eine Rändelmutter 83 aufgeschraubt ist. Zur Feststellung der senkrecht verstellbaren Klammer 84 kann eine beliebige Vorrichtung vorgesehen sein.

Weiterhin ist ein Verdichter 86 mit einem Druckstutzen 87 und einem Saugstutzen 88 vorgesehen. Druckleitungen 89 verbinden den Verdichter 86 mit einem Druckregelventil 91. Eine weitere Druckleitung 92 verbindet das Druckregelventil 91 mit dem Druckeinlaßrohr 77 an der Probenkammer 39.

Eine Probenauslaßleitung 93 verbindet eine Öffnung in der Probenkammer-Bodenplatte 78 mit einer abgedichteten Drehfüllverbindung 94. Ein Probenzumeßventil 96, das beispielsweise entsprechend Fig. 4 als Klemmventil ausgebildet sein kann, befindet sich in der Probenauslaßleitung 93 beispielsweise unmittelbar unterhalb der Probenkammer 39. Ein Schrittmotor 97 Ist durch ein Getriebe oder Zahnräder 98 mit der Drehfüllverbindung 94 gekoppelt und dient dazu, den unteren Teil der-

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selben in bezug auf den oberen Teil zu verdrehen. Ein Auslaufoder Füllarm 99 ist mit dem unteren Teil der Drehfüllverbindung 94· verbunden und beschreibt einen solchen Halbmesser, daß die Proben einer Stelle zugeführt werden, welche genau"oberhalb der nach oben weisenden freien Öffnungen 44 in den Speicherbehältern 4-3 liegt.

Ein Steuergerät 101 ist durch Leitungen 102 elektrisch mit dem Verdichter 86, dem Druckregelventil 91, dem Probenzumeßventil 96 und dem Schrittmotor 9 7 verbunden. Das Steuergerät 101 weist die in Fig. 5 dargestellte Schaltung auf. In diesem Schaltplan ist der anhand Fig. 3 bereits erwähnte Taktgeber 51 in einem gestrichelt angedeuteten Kasten dargestellt. Der Betriebsartschalter 5 3 dient zur Auswahl des Signals, auf welches ein Probenahmevorgang ansprechen soll, nämlich auf ein Zeit- oder ein Durchflußsignal. Der Handschalter 52 dient gleichzeitig zur Signalgabe zwecks Einleitung einer Probenahmefolge. Das ausgewählte ,Signal., durch welches ein Probenahmevorgang eingeleitet wird, wird an den EIN-AUS-Schalter 54· angelegt, welcher zum Anschalten des Steuergeräts eine Einschalt-Halteschaltung 103 aufweist. Die Ausgangsseite des EIN-AUS-Schalters 54 ist mit dem Zweitakt-Taktgeber 5 7 und der Verdichtersteuerung 56 verbunden. Der Zweitakt-Taktgeber 57 ist außerdem elektrisch mit der Elektromagnetventilsteuerung 5 8 und dem Füll- und Meßtaktgeber 59 verbunden. Der Füll- und Meßtaktgeber 5 9 ist elektrisch mit der Probenventilsteuerung 61 und dem Endreinigungs-Taktgeber 62 verbunden. Der Takt-

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geber 62 erzeugt ein Ausgangssignal, das dem Zweitakt-Taktgeber 57 zugeführt wird und diesen zurückstellt. Dieses Signal ist außerdem auch an die Mehrfachproben-Multiplexschaltung 63 und die Mehrfachbehälter-Multiplexschaltung 64 angelegt. Die letztere enthält einen Wählschalter 104, durch den ein bis vier Behälter oder Flaschen 43 zur Aufnahme von Teilen einer vorbestimmten Probe anwählbar sind. Ein weiterer Wählschalter 106 ist für die Mehrfachproben-Multiplexschaltung 6 3 zur Auswahl einer vorbestimmten Probenanzahl zwischen eins bis fünf vorgesehen, welche in jeden Speicherbehälter 43 eingeführt werden sollen. Der Ausgang der Mehrfachproben-Multiplex- und Füllarmantriebs- Schaltung 6 3 ist mit der Schrittmotorsteuerung 66 verbunden und steuert die schrittweise Fortbewegung des drehbar gelagerten Füllarms 99. Die Mehrfachproben-Multiplex- und Füllarmantriebs-Schaltung 6 3 gibt ein Ausgangssignal an die Schrxttzählschaltung 67 ab, welche wie aus dem Schaltschema ersichtlich, mit der Einschalt-Halteschaltung 103 verbunden ist, wobei dieses Signal dazu dient, den EIN-AUS-Schalter 54 zu sperren. Der elektrische Kontaktgeber 76 der Füllpegelsonde 68 ist mit dem Zweitakt-Taktgeber 5 7 verbunden und beendet den FüllVorgang, sobald der Kontaktgeber 76 in Berührung kommt mit der Oberfläche einer in der Probenkammer 39 befindlichen. Probe.

Der Taktgeber 51 weist einen Kristalloszillator 107 und mehrere integrierte Schaltungen IC2 bis IC6 auf, durch welche mehrere Zeitintervalle vorgebbar sind, welche eingangsseitig

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an.die Einsehalt-Halteschaltung 103 angelegt werden können, wenn sich der Probenehmer in der Betriebsartstellung "Zeit" befindet. Vermittels des Wählschalters 108 wird das gewünschte Zeitintervall vorgewählt. Ein Bandschalter 109 für Füllarmfortschaltung und ein Handschalter 111 für Reinigung dienen gleichfalls bei Betätigung zur Speisung der Schrittmotorsteuerung 66 bzw. der Verdichtersteuerung 56»

Der in Fig. 6 dargestellte tragbare Durchflußmesser 24 ist mit einer Halterung 23 versehen, welche aus drei Gewinde-Befestigungsarmen 112 bestehta die durch Gewindebohrungen an den Enden von Halterungsarmen 113 durchgeführt sind. Der Durchflußmesser 24- ist in einen wasserdicht abgeschlossenen Kasten mit einem Unterteil 114 und einem abgedichteten Deckel 116 eingesetzt. Der Deckel 116 ist durch Klemmbügel 117 mit dem 'Unterteil 114 verbunden. Wasserdichte elektrische Durchführungen 118 sind an einer Seite des Kastenunterteils 114 angeordnet.

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild des Durchflußmessers.. Die Sonde 27 hängt an dem Kabel 26 von der Trommel 119 nach unten. Die Sonde 27 und das Kabel 26 bilden Teile eines elektrischen Stromkreises und liefern einen elektrischen Massenschluß, wenn die Sonde 27 in Berührung mit dem Flüssigkeitsstrom 21 in einem Kanal wie z.B. dem Abwasserkanal 13 gelangt. Die Trommel 119 wird von einem Trommelantriebsmotor 121 angetrieben und ist außerdem über eine Kupplung 122 mit einem Pegelstandsabtaster 123 verbunden_s welcher den relativen Pegelstand der Flüssig-

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keitsströmung 21 abtastet. Ein Pegelsichtanzeiger 124 wird ebenfalls durch die Kupplung 12 2 angetrieben. Der Pegelstandsabtaster 12 3 liefert ein elektrisches Ausgangssignal, das abhängig ist von dem Pegelstand in dem Kanal 13, und dieses Signal wird an die Servosteuerung 126 angelegt. Die Servosteuerung 126 treibt einen Servomotor 127 an, der auf mechanische Weise einen Pegel-Durchfluß-Wandler 12 8 antreibt. Der Pegel-Durchfluß-Wandler 128 treibt seinerseits mechanisch ein Servo-Rückkopplungspotentiometer 129, ein Aufzeichnungsgerät 131 für die zeitliche Aufzeichnung des Strömungsdurchsatzes und eine Sichtanzeige 132 an, welche eine Sichtanzeige des prozentualen Durchflusses liefert.

Fig. 7 zeigt weiterhin eine Analog-Durchflufösxgnalsteuerung 133, die aus einem Potentiometer bestehen kann, das von dem Pegel-Durchfluß-Wandler 128 angetrieben wird und eine Ausgangsspannung liefert, welche an einen durchflußproportionalen Impulsgeber 134· angelegt wird. Der letztere kann aus einem spannungsgeregeIten Oszillator bestehen, wird jedoch bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform als torgesteuerter Oszillator ausgebildet. Der Impulsgeber 134 liefert mehrere Ausgangsimpulse, die einem Frequenzteiler 136 zugeführt werden, der eine kleinere Anzahl Ausgangsimpulse liefert, die proportional ist der Anzahl der Eingangsimpulse. Die vom Frequenzteiler 136 abgegebenen Ausgangsimpulse werden in der nachstehend beschriebenen Weise eingestellt und liefern eine ■ Anzeige für Durchflußmenge in einem Gesamtdurchflußmesser 137,

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und zwar in Minuten vom vollen Durchfluß durch den Kanal Die Ausgangsseite des Frequenzteilers 136 ist außerdem mit einem Probenintervallwähler 138 verbunden, der bei vorbestimmten Gesamtdurchflußzuwachsraten ein Ausgangssignal liefert. Das Aus gangs signal des Probenintervallwählers 13.8 wird an ein Relais 139 angelegt, welches einen Stromkreis schließt, durch den wiederum ein Signal dem Durchflußprobenehmer 16 zugeführt wird, so daß in diesem eine Probenahmefolge ausgelöst wird, sofern sich der Probenehmer 16 in der Betriebsartstellung "Durchfluß" befindet.

Ein Maximalpegel- oder Verstärkungsgradeinsteller dient zur Einstellung des Verstärkungsgrades der Servosteuerung 126. Der Durchflußmesser 24 weist mehrere Pegel-Durchfluß-Wandler 128 auf, welche vermittels eines Kanalwählers 142 anwählbar sind, so daß sich für jeden Querschnitt,eines Kanals 13 ein entsprechender Pegel-Durchfluß-Wandler 12 8 vorgeben läßt.

Fig. 8 zeigt den mechanischen Zusammenhang zwischen den mechanischen Bauteilen des Durchflußmessers 24. Die Trommel 119 und der Trommelantriebsmotor 121 sind zusammen mit dem Kabel 26 dargestellt, an welchem die Sonde 27 nach unten in Berührung mit der Oberfläche des Flüssigkeitsstroms 21 abgehängt ist. Die Skala des Pegelsichtanzeigers 124 wird über die Kupplung 122 wie dargestellt von dem Trommelantriebsmotor 121 angetrieben. Die gleiche Vorrichtung dient ebenfalls zum Antrieb des Pegelstandsabtasters 12 3, der bei der hier be-

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trachteten Ausführungsform aus einem Potentiometer besteht, dessen Ausgangsseite mit der Servosteuerung 126 verbunden ist. Der Maximalpegel- oder Verstärkungsgradeinsteller 141 besteht hier ebenfalls aus einem Potentiometer, dessen Ausgangsseite mit der Servosteuerung 126 verbunden ist. Der Servomotor 127 wird durch die Servosteuerung 126 angetrieben und treibt seinerseits den Pegel-Durchfluß-Wandler 128, der bei der hier dargestellten Ausführungsform aus mehreren Nocken 143 besteht. Die Welle, welche diese Nocken 143 trägt, treibt den Servo-Rückkopplungspotentiometer 129 an und schließt den Regelkreis der Servosteuerung 126. Mitnehmer 124 sind auf einer Drehscheibe 146 gelagert, welche ihrerseits von einer Schlitzscheibe 147 angetrieben wird, welche zur Vorgabe vorbestimmter Winkelstellungen in Klinken einrastet. Die Schlitzscheibe 147 und die Drehscheibe 146 stellen den Kanalwähler 142 dar. Der Ausgang des Pegel-Durchfluß-Wandlers 128 treibt mechanisch über eine Zahnradübersetzung 148 den Schreibarm des Aufzeichnungsgeräts 131, welches den Prozentwert vom Maximaldurchsatz aufzeichnet. Außerdem treibt die Zahnradübersetzung 148 die Sichtanzeige 132 an, welche den momentanen Prozentwert vom Maximaldurchsatz im Kanal 13 anzeigt.

Eine mit der Zahnradübersetzung 148 verbundene Welle treibt die Analog-Durchflußsignalsteuerung 133 an, welche bei der hier betrachteten Ausführungsform aus einem Potentiometer besteht. Der durchflußproportionale Impulsgeber 134, der Frequenzteiler 136, der Gesamtdurchflußmesser 137 und der

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Probenintervallwähler 138 entsprechen der Beschreibung anhand Fig. 7.

Fig. 9 ist ein elektrischer Schaltplan des Durchflußnies sers 24. Eine Eintauch-Logik oder Pegelabtastlogik 149 zeigt an, ob die Sonde 27 den Flüssigkeitsstrom 21 berührt oder nicht. Die Pegelabtastlogik 1%9 ist mit einer Motorantriebs steuerung 151 für die Trommel 119 verMinden, welche ein Aus gangs signal an den Trommelaiitriebsmotor 121 abgibt und die Sonde 27 anhebt oder absenkt, je nachdem, ob die Sonde 27 die Oberfläche des Flüssigkeitsstroms 21 berührt oder nicht. Das Servo-Rückkopplungspotentiometer 129 bildet einen Eingang für die Servosteuerung 12£, Außerdem liefert der Pegelstandsabtaster 123 ein Eingangssignal für die Servosteuerung 126. Der Maximalpegel- oder ¥erstärkungsgradeinsteller IUl liefert seinerseits ein Eingangssignal für die Servosteuerung 126. Die Analog-Durehflußsignalsteuerung besteht hier aus einem Potentiometer, dessen Ausgangsspannung an den Eingang des durchflußproportionalen Impulsgebers angelegt wird, welcher mehrere Ausgangsimpulse erzeugt, die dem Frequenzteiler 136 zugeführt werden, welcher aus den integrierten Schaltungen IC5 und ICB besteht, vermittels welcher das Ausgangssignal des Impulsgebers 131 geteilt wird. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, ist das Ausgangssignal des Frequenzteilers 136 an eine Ausgangsimpulsformersehaltung 140 angelegt, welche durchflußproportionale Impulse an die Eingangsklemmen des Gesamtdurchflußmessers 137 abgibt. Das Ausgangssignal der

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Ausgangs impulsformerschaltung IW ist außerdem an den Probenintervallwähler 13 8 angelegt, der zu Ende eines vorbestimmten Vielfachen von 1, 2, 4, 8 oder 16 eines vorbestimmten Zeitintervalls für den vollen Durchfluß durch den Kanal 13 ein Probenahme-Ausgangssignal liefert. Der Probenintervallwähler 138 ist mit dem Relais 139 verbunden, das im Änzugzustand ein Ausgangssignal liefert, das eine vorbestimmte Anzahl von Minuten voller Flüssigkeitsströmung durch den Kanal 13 anzeigt*

Die Art und Weise, in welcher der Impulsgeber 134 Ausgangssignale erzeugt, soll anhand Fig.. 9 näher veranschaulicht werden. Ein Sägezahngenerator Xl, der eine Ausgangsspannung mit positivem Gradienten liefert, ist mit der negativen Eingangsklemme eines Vergleichers 150 verbunden. Das Ausgangssignal des Potentiometers der Analog-Durchflußsignalsteuerung 133 ist mit dem positiven Eingang des Vergleichers 150 verbunden. Der Vergleicher 150 erzeugt somit ein Ausgangssignal, wenn die Sägezahnspannung niedriger ist als die Ausgangsspannung des Potentiometers der Analog-Durchflußsignalsteuerung 133, Das Ausgangssignal des Vergleichers 150 wird an die Basis eines Transistors 155 angelegt, der hier als UND-Gatter arbeitet. Ein Festfrequenzgenerator X2 ist ausgangsseitig mit dem Kollektor des Transistors 155 verbunden, welcher bei der hier betrachteten Ausführungsform die vom Festfrequenzgenerator X2 gelieferten Impulse durchläßt, sobald er durch das an seine Basis angelegte Ausgangssignal des Vergleichers 150 aufgesteuert

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ist. Mehrere Impulse werden somit dem Frequenzteiler 136 zugeführt. Diese Impulse sind das zeitliche Äquivalent, gemessen in Minuten, eines vorbestimmten maximalen Durchflußstroms in Kanal 13, Wie bereits oben angedeutet, verstellt sich die Welle des Servomotors 12 7 um den gleichen Drehwinkel für einen vorbestimmten Maximaldurchflußpegel im Kanal 13 vermittels des Maximalpegel- oder Verstarkungsgradeinstellers 141, durch den der Verstärkungsgrad in der Servosteuerung 126 eingestellt wird. Durch eine Feineinstellung wird gewährleistet, daß das Ausgangssignal des Potentiometers der Analog-Durchflußsignalsteuerung 133 den vollen Hub vom niedrigen bis zum hohen Bereich des Ausgangssignals des Sägezahngenerators Xl ausnutzen kann. Dazu sind die Regelpotentiometer Rl und R2 mit den äußeren Klemmen'des Potentiometers der Analog-Durchflußsignalsteuerung 133 verbunden.

Die Servosteuerung 126 ist mit einer Servomotorantriebsschaltung 152 verbunden, welche zum Antrieb der Nocken 143 dient, welche auf der Welle des Servomotors 127 angeordnet sind. Ein Spannungsregler 153 dient dabei zur Beschickung des Potentiometers 129, des Potentiometers des Pegelstandsabtasters 123 und des Potentiometers der Analog-Durchflußsignalsteuerung 133 mit einer stabilisierten Erregungsspannung.

Fig. 10 zeigt eine Schalttafel 154 für das Steuergerät 38 des Durchflußprobenehmers 16. Die Schalttafel 154 ist versehen mit dem Zeitwählschalter 108, dem Mehrfachbehälter-Wählschalter 104, dem Mehrfachproben-Wählschalter 106, dem Be-

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triebsartschalter 53, dem Handschalter 111 für Reinigung, dem Schalter 5 2 für Handbetrieb und dem Handschalter 109 für Füllarmfort schaltung.

In Fig. 11 ist die Schalttafel 156 für den Durchflußmesser 24 dargestellt. Ein Aufzeichnungsblatt 157 ist auf einer umlaufenden Zeitscheibe 158 befestigt. Das Aufzeichnungsblatt 157 wird vermittels eines Schreibarms 15 9 mit Schreibstift beschrieben. Eine Durchbrechung 161 in der Schalttafel 156 gestattet einen Zugriff zur Schlitzscheibe 147, auf welcher der Nocken 143 und der Mitnehmer 144, welche miteinander in Eingriff stehen, vermittels einer Ziffer zur Anzeige gebracht sind. Die Gesamtdurchflußanzeige erscheint in einem Fenster 162 und bedeutet den Gesamtdurchfluß in äquivalenten Minuten des vollen Durchflusses durch den Kanal 13, gemessen vermittels des Gesamtdurchflußmessers 137. Ein Schalter 16 3 dient zum An- und Ausschalten, sowie zum Rückstellen des Durchflußmessers 24, wobei im letzteren Falle die Sonde 27 in Richtung des Unterteils 114 des Durchflußmesserkastens zurückgezogen wird. Auf diese Weise ist gleichzeitig eine Eichung möglich. Der Probenintervallwähler 138 befindet sich ebenfalls an der Schalttafel 156, genauso wie auch der Pegelsichtanzeiger 124 und die prozentuale Durchflußsichtanzeige 132. Ein Stellknopf 164 für den Potentiometer des Maximalpegel- oder Verstärkungsgradeinstellers 141 gestattet, die den momentanen Durchfluß anzeigende Sichtanzeige 132 bei Messung zu eichen.

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Im nachfolgenden soll kurz die Arbeitsweise von Durchflußmesser 24 und Durchflußprobenehmer 16 beschrieben werden. Zunächst wird eine Spannung an den Durchflußmesser 24 angelegt und dieser in einem Labor, einer Werkstatt oder im Gerätewagen geeicht. Entsprechend der Darstellung In TIg. 11 wird der Schalter 16 3 in die Stellung "Eichen-Rückstellen" umgelegt. Durch Einstellen der Schlitzscheibe 147 In eine entsprechende Rastklinke wird ein gewünschter Nocken 143 vorgegeben, wobei die Zifferbezeichnung des Nockens durch die Durchbrechung 161 hindurch angezeigt wird. Der Gesamtdurchfluß wird aufgezeichnet. Dann wird der Pegelsichtanzeiger 124 auf die maximale Durchflußhöhe im Kanal 13 eingestellt. Der Stellknopf 164 des Potentiometers für den Maximalpegel- oder Verstärkungsgradeinsteller 141 wird dann so weit verstellt, daß sich für einen offenen Durchflußkanal eine Ablesung 100% an der momentanen prozentualen Durchfluß-Sichtanzeige 132 ergibt. Für geschlossene Durchflußkanäle wie z.B. Rohre wird der Stellknopf 164 in gleicher Richtung über die 100%-Marke hinaus verstellt, bis die Kennzahl des Durchflußkanals erscheint. Die Kennzahl ist das Verhältnis von vollem Durchsatz durch das Rohr zu maximalem Durchfluß durch das Rohr, welcher dann vorhanden ist, wenn das Rohr zu weniger als 100% gefüllt Ist, jedoch alle anderen Durchflußbedingungen identisch sind. Die Kennzahl für Rohre von kreisrundem Querschnitt beträgt 92,6%. Ein Prüfintervall wird berechnet und vermittels des Probenintervaliwählers 138 eingestellt» Der Durchflußprobenehmer 16 und der Durchflußmesser 24 werden dann in der Nähe des zu überwachenden

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Flüssigkeitsstroms aufgestellt, wie beispielsweise in Fig. 1 anhand des hier betrachteten Ausführungsbeispiels dargestellt ist. Der Ansaugstutzen 19 wird in den Flüssigkeitsstrom 21 eingeführt, und die Sonde 27 wird so weit abgesenkt, bis sie in Berührung gelangt mit der Oberfläche des Flüssigkeitsstroms. Dazu wird der Schalter 163 des Durchflußmessers in die-Betriebsstellung gebracht. Die vorhandene Strömungstiefe im Kanal 13 wird auf beliebige, bekannte Weise gemessen, und dieser Meßwert wird von Hand am Pegelsichtanzeiger 124 eingestellt. Der Durchflußmesser 24 befindet sich somit in der Betriebsbereitschaftsstellung.

Wenn die Oberfläche des Flüssigkeitsstroms 21 ansteigt oder abfällt, gelangt die Sonde 27 abwechselnd in und außer Eingriff mit der Oberfläche des Flüssigkeitsstroms 21 und wird entsprechend angehoben bzw* abgesenkt. Der momentane Flüssxgkeitspegelstand wird am Pegelsichtanzeiger 124 angezeigt. Der momentane Durchfluß wird auf dem Aufzeichnungsblatt 157 aufgezeichnet und vermittels der Sichtanzeige 132 als Prozentwert des Maximaldurchflusses angezeigt.

Das Potentiometer des Pegelstandsabtasters 12 3 wird durch die Trommel 119 angetrieben und liefert in der vorstehend beschriebenen Weise ein elektrisches Eingangssignal an die Servosteuerung 126. Der Stellknopf 164 gibt die Maximalhöhe für das Potentiometer des Maximalpegel- oder Verstärkungsgradeinstellers 141 vor, welcher ebenfalls ein Ausgangssignal an

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die Servosteuerung 126 abgibt. Der Maximalpegeleinsteller IUl bewirkt, daß sich die Ausgangswelie des Servomotors 127 für unterschiedlich hohe maximale Ausgangssignale des Potentiometers des Pegelstandsabtasters 12 3 aufgrund unterschiedlicher angenommener maximaler Durchflußpegelhöhen jeweils um den gleichen Höchstdrehwinkel dreht.

Die mechanische Umsetzung von Pegelstand zu Durchfluß erfolgt vermittels der Nocken 143 und der Mitnehmer .144. Diese Umwandlung von Höhen- zu Durchflußmeßwert kann für Rohre und offene oder geschlossene Kanäle jeder beliebigen Formgebung erfolgen. Jeder Nocken entspricht einem bestimmten Querschnittsprofil des Durchflußkanals. Der Durchfluß durch einen V-förmigen Kanal ist beispielsweise gleich dem Produkt aus einer Konstante multipliziert mit dem Durchflußpegel im Kanal hoch drei Halbe. Andere Kanalquerschnittsprofile weisen einen bekannten Zusammenhang zwischen dem Durchfluß und dem Durchflußpegel im Querschnitt auf. Sobald der Durchfluß als Funktion des Durchflußpegels bekannt ist, läßt sich auf bekannte Weise ein Nocken herstellen und auf einer Welle anordnen, so daß die Verstellung eines Nockenfolgers abhängig ist vom Durchfluß, wenn die Welle in Abhängigkeit von dem Durchflußpegel verdreht wird.

Wie oben ausgeführt, wird die Welle des Potentiometers der Analog-Durchflußsignalsteuerung 13 3 durch die Ausgangsseite des -Pegel-Durchfluß-Wandlers 128 angetrieben. Am Ausgang

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des Potentiometers der Steuerung.13 3 erscheint eine Spannung, vermittels welcher die Impulsgabe des durchflußproportionalen Impulsgebers 134 gesteuert wird. Der Frequenzteiler 136 liefert ein Ausgangssignal an den Gesamtdurchflußmesser 137, welches den Durchfluß in äquivalenten Minuten des vollen Durchflusses durch den Kanal anzeigt. Das Gesamtdurchflußvolumen wird dadurch erhalten, daß die Differenz zwischen den ursprünglichen und den tatsächlichen äquivalenten Minuten von vollem Durchfluß im Gesamtdurchflußmesser 137 mit dem vollen Durchfluß pro Minute durch den betreffenden Kanal 13 multipliziert wird. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 136 wird außerdem dem Probenintervallwähler 138 zugeführt, der seinerseits in ausgewählten Minutenvielfachen des vollen Durchflusses oder der Durchflußmenge ein Ausgangssignal erzeugt. Das Ausgangssignal des Probenintervallwählers 13 8 betätigt das Relais 139 und liefert ein Durchflußmengenanzeigesignal, welches an den Eingang des Durchflußprobenehmers 16 angelegt wird. Der Durchflußmesser 2k mißt somit den Pegelstand im Durchflußkanal auf mechanische Weise und ist so einstellbar, daß der Verstärkungsgrad der Servosteuerung für jede Maximalhöhe des Flüssigkeitsstroms 21 eine volle Servomotordrehung ergibt, die in linearer Beziehung zum Durchflußpegel steht. Der Durchflußmesser 24 wandelt mechanisch den Pegel zu einem Durchflußwert um, indem ein dem Querschnittsprofil des Durchflußkanals entsprechender, vorher ausgewählter Nocken auf der Eingangswelle angetrieben wird und zu einer entsprechenden Drehbewegung des Nockenmit-

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nehmers auf der Ausgangsseite führt. Die ¥erstellung des Nockenmitnehmers bewirkt die Durchflußaufzeichnung, eine Sichtanzeige des momentanen Durchflusses, eine Gesamtdurchflußmessung und führt zur Erzeugung eines Signals, mit dem eine Probenahmefolge ausgelöst wird.

Die Arbeitsweise des Probenehmers 16 des Probenahme- und· Meßsystems wird anhand Fig- 10 erläutert. Die Betriebsart des Probenehmers 16 wird vermittels des Betriebsartschalters 53 eingestellt, wenn sich dieser in der Stellung "Durchfluß" befindet , und der Durchflußmesser 2¹J elektrisch mit dem Durchflußprobenehmer 16 verbunden Ist, wird das zur Auslösung einer Probenahmefolge dienende Eingangssignal In der vorstehend beschriebenen Weise durch den Durchflußmesser 2U geliefert. Das Signal wird dabei bei vorbestimmten Durchflußmengenzuwachsbeträgen erzeugt, die vermittels des Probenintervallwählers 138 an der Schalttafel 126 des Durchflußmessers m eingestellt sind. Wenn beispielsweise der Maximaldurchfluß durch einen Kanal 227 l/min beträgt und nach jeweils 1817 1 Durchfluß eine Probe entnommen werden SoIl₃ wird der Probenintervallwähler 138 auf den Einstellwert 8 eingestellt. Dadurch wird eine Probe nach jeweils 8 mal 227 1 oder 1817 1 des Durchflusses entnommen.

In Abhängigkeit von den Anforderungen an das Durchflußüberwachungsprogramm kann durch entsprechende Einstellung des Wählschalters 106 eine bestimmte Anzahl von Proben ausge-

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wählt und in jedem Speicherbehälter 43 gespeichert werden. Bei der hier dargestellten Ausführungsform lassen sich in jedem einzelnen Speicherbehälter 43 von 1 bis S Proben speichern, bevor in der Probenahmefolge der Füllarm 99 zum nächstfolgenden Behälter 43 weitergestellt wird. Wenn zur Durchflußüberwachung erforderlich ist, daß unmittelbar nacheinander identische Proben in verschiedenen Speicherbehältern 43 gespeichert werden, läßt sich vermittels des Wählschalters 104 die entsprechende Einstellung vornehmen, so daß diese Proben in von 1 bis 4 einander benachbarten Speicherbehältern 43 gespeichert werden. Ein einziges Eingangssignal, das an den Durchflußprobenehmer 16 angelegt wird, leitet die vermittels des Wählschalters 104 eingestellte Anzahl von Probenahmevorgängen ein, bei welchen eine Probe in eine ausgewählte Anzahl von Flaschen oder Behältern 43 abgefüllt wird.

Unabhängig von der Einstellung des Betriebsartschalters 53 kann durch Betätigung des Handschalters 111 für Reinigung ein Reinigungsvorgang von Hand ausgelöst werden. Durch Betätigung des Schalters 52 für Handbetrieb kann außerdem jederzeit eine Probenahmefolge von Hand eingeleitet werden. Der Füllarm 99 kann durch Niederdrücken des Handschalters 109 für Füllarmfortschaltung in eine Stellung fortgeschaltet werden, in welcher er den nächstfolgenden Behälter 43 überlagert.

Das an den Durchflußprobenehmer 16 angelegte Eingangssignal hat die Form eines Impulses, welcher der Einschalt-

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Halteschaltung 103 für den EIN-AUS-Schalter 54 zugeführt wird, welcher die Speisespannung für den Probenehmer einschaltet. Durch Einschaltung der Verdichtersteuerung 56 entsprechend den Figuren 3 und 5 wird der in Fig. 4 dargestellte Verdichter 86 in Betrieb gesetzt. Der Zweitakt-Taktgeber 57 wird ebenfalls angeschaltet und führt den ersten Arbeitstakt aus. Der Zweitakt-Taktgeber 57 befindet sich innerhalb des Steuergeräts 101 und steuert seinerseits zunächst die Elektromagnetventilsteuerung 58 an, vermittels welcher das Druckregelventil 91 verstellt und der Druckstutzen 87 des Verdichters 86 über die Druckleitung 92 in Verbindung mit dem Innenraum der Probenkammer 39 gebracht wird. Dadurch wird diö Probenkammer 39 über das Rohr 83 und den Ansaugstutzen 19 gereinigt und von etwa zurückgebliebener Probe befreit. Nach Ablauf einer Reinigungszeit von 15 Sekunden betätigt der Zweitakt-Taktgeber 5 7 die Elektromagnetventilsteuerung 58, so daß das Druckregelventil 91 den Saugstutzen 88 mit dem Innenraum der Probenkammer 39 verbindet. Durch den in der Probenkammer 39 erzeugten Unterdruck wird durch den Ansaugstutzen 19, den Schlauch 22 und das in senkrechter Richtung verschiebbare Rohr 7 3 eine Probe in die Probenkammer 39 angesaugt.

Das Rohr 73 wird in dem oberen Deckel 74 der Probenkammer in der Weise in senkrechter Richtung,eingestellt, daß zwischen dem unteren Ende des Rohrs 83 und der Bodenplatte 7 8 der Probenkammer 39 ein gewünschtes Probenvolumen in der Probenkammer

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39 erhalten wird. Der Unterdruck in der Probenkammer 39 wird für höchstens 30 Sekunden lang während dieses ersten Arbeitstaktes des Taktgebers 57 aufrecht erhalten. Während sich die Probenkammer 39 füllt, steigt der Probenpegelstand über das untere Ende des Rohrs 83 gegen den oberen Deckel 74 an. Die obere Flüssigkeitsoberfläche der Probe gelangt schließlich in Kontakt mit dem von dem oberen Deckel 74 nach unten vorstehenden elektrischen Kontaktgeber 76. Der als Pegelabtaster dienende Kontaktgeber 76 beendet das Ansaugen von Probe in die Probenkammer 39 vermittels des Zweitakt-Taktgebers 57 und der Elektromagnetventilsteuerung 58, indem das Druckregelventil 91 in der Weise umgesteuert wird, daß die Verbindung zwischen Saugstutzen 88 und Probenkammer 39 unterbrochen wird.

Sollte der Ansaugstutzen 19 verstopft oder der Kanal 13 trocken sein, kann der Fall eintreten, daß die Probenkammer nicht genügend Probenvolumen enthält, um die obere Oberfläche der Probe binnen 30 Sekunden in Berührung mit dem Pegelstand-Kontaktgeber 76 zu bringen. In diesem Falle beginnt der Zweitakt-Taktgeber 57 mit seinem zweiten Arbeitstakt, indem er ein Signal auslöst, durch welches vermittels des Druckregelventils 91 ein Überdruck an die Probenkammer 39 angelegt und diese 15 Sekunden lang gereinigt wird. Anschließend wird die Probenkammer 39 wie vorstehend beschrieben wiederum unter Unterdruck gesetzt, um Probe in die Kammer anzusaugen.

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Da die Möglichkeit besteht, daß nach Beendigung des
zweiten Reinigungsvorgangs noch etwas Probe unterhalb des
unteren Endes des Rohrs 73 innerhalb der Probenkammer 39-zurückbleibt, kann es während des zweiten Ansaugvorgangs vorkommen, daß die Probenkammer sehr rasch gefüllt wird und der Pegelstand-Kontaktgeber 76 anspricht, wodurch die Befüllung der Probenkammer 39 in der vorstehend beschriebenen Weise unterbrochen wird. In beiden Fällen, wenn entweder der Kontaktgeber 76 ein Füllsignal abgibt, oder 30 Sekunden im zweiten Arbeitsgang dieser Probenahmefolge abgelaufen sind, wird dem Füll- und Meßtaktgeber S9 ein Signal zugeführt, unabhängig davon, ob die Probenkammer 39 gefüllt ist oder nicht. Das Druckregelventil 91 bringt dann den Druckstutzen 87 während 7 Sekunden in Verbindung mit der Probenkammer 39, wodurch die letztere über das Rohr 7 3 und den Ansaugstutzen 79 so weit geleert wird, bis die Oberfläche der Probe der Höhe des unteren Endes des Rohrs 73 entspricht. Die Probekammer 39 enthält dann ein vorbestimmtes Probenvolumen. Der Füll- und Meßtaktgeber 59 betätigt dann die Probenventilsteuerung 61, vermittels welcher das Probenzumeßventil 96 geöffnet wird, so daß das vorbestimmte Probenvolumen durch die Probenauslaßleitung 93 hindurch zur abgedichteten Drehfüllverbindung 94 gelangen und über den
Füllarm 99 durch eine obere Öffnung 44 hindurch in einen oder mehrere Speicherbehälter M-3 entsprechend der vorstehend beschriebenen Einstellung der Wählschalter 106 und 104 abgegeben werden kann. Zur Befüllung der Probenbehälter 43 stehen 15 Sekunden zur Verfugung. Dann wird ein Signal an den End-

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reinigungs-Taktgeber 62 abgegeben, dessen Arbeitszeit 5 Sekunden beträgt. Überdruck wird über das Druckregelventil 91 wiederum an die Probenkammer 39 angelegt, wobei die Endreinigung erfolgt, bei welcher der Ansaugstutzen 19 und der Schlauch 22 gereinigt werden. Die Probenkammer 39 ist dabei bereits während der vorhergehenden 15 Sekunden geleert worden, während welcher das Probenzumeßventil 96 geöffnet war. Zu Ende der 5 Sekunden lang andauernden zweiten Endreinigung wird der Zweitakt-Taktgeber 57 vermittels eines von dem Endreinigungs-Taktgeber 62 ausgehenden Signals rückgestellt. Das Ausgangssignal des Endreinigungs-Taktgebers 62 wird außerdem der Mehrfachbehälter-Multiplexschaltung 64 und der Mehrfachproben-Multiplex- und Füllarmantriebs-Schaltung 63 zugeführt, so daß eine einzige Probe in eine vorbestimmte Anzahl von Speicherbehältern 43 oder eine vorbestimmte Anzahl von Proben in einen einzigen Speicherbehälter 43 eingefüllt wird, wie durch die Wählschalter 104 bzw. 106 vorgegeben ist. Die Füllarmantriebsschaltung 63 erzeugt dabei einen Impuls, der in der Schrittzählschaltung 67 gezählt wird und außerdem an die Schrittmotorsteuerung 6 6 angelegt ist und den Schrittmotor 97 anschaltet, welcher den Füllarm 99 in eine Überlagerungsstellung mit dem nächstfolgenden Speicherbehälter 43 bringt. Die Fortschaltung des Füllarms 99 stellt den letzten Arbeitsschritt in einer einzigen Probenahmefolge dar.

Unmittelbar unterhalb des oberen Deckels 74 der Probenkammer 39 ist wie aus Fig. 4 ersichtlich ein Kugel-Einwegventil

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82 als Schutz für die Druckleitung 92, das Druckregelventil 91 und den Verdichter 8 6 angeordnet. Wenn der Pegelstand-Kontaktgeber 76 nicht einwandfrei arbeiten und das Anlegen von Unterdruck an die Probenkammer 39 beenden sollte, könnte die Probenkammer so weit gefüllt werden, daß Probenflüssigkeit durch den Durchlaß 81 und das Druckeinlaßrohr 7 7 hindurch in die Druckleitung 92 gelangen könnte. Um ein solches Versagen zu verhindern, ist das Kugel-Einwegventil 82 vorgesehen, welches durch die Oberfläche der Probenflüssigkeit angehoben und bei Ansteigen des Füllpegels in die. Nähe des oberen Deckels 74- in Sitzeingriff gebracht wird, so daß kein Unterdruck mehr an die Probenkammer 39 angelegt wird und das Befüllen der Probenkammer unterbrochen wird.

Das nächste, vom Durchflußmesser 24 erzeugte Signal zeigt an, daß die nächste, vorbestimmte Durchflußmenge durch den Kanal 13 hindurchgeströmt ist und löst eine weitere Probenahmefolge wie vorstehend beschrieben aus. Jede Probenahmefolge wird in der Schrittzählschaltung 67 für den Füllarm aufgezeichnet, so lange bis der Füllarm 99 eine vorbestimmte Anzahl von Fortschaltungen ausgeführt hat. Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung können 2M Speicherbehälter 44 vorgesehen sein, wobei die Schrittzählschaltung 67 ein Ausgangssignal liefert, das nach Aufzeichnung von 24 Schaltschritten an den EIN-AUS-Schalter 54 angelegt wird, wodurch dieser in einen Sperrzustand versetzt wird, so daß keine wei-

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tere Probenahme erfolgen kann bis das Gerät gewartet worden ist. Damit wird eine unerwünschte Verdünnung von Proben verhindert, die dann auftreten würde, wenn der Füllarm 99 einen Arbeitsweg von 360° oder mehr durchlaufen dürfte.

Die vorstehend beschriebene Probenahmefolge kann statt auf Durchflußmengenbasis durch Umschalten des Betriebsartschalters 53 in die Stellung "Zeit" auch auf Zeitbasis erfolgen. Bei Zeitbetrieb läßt sich vermittels des Zeitwählschalters 108 ein Zeitraum vorgeben, nach dessen Ablauf die Probenahmefolge ausgelöst wird. Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind Zeitintervalle von einer Viertelstunde bis zu 2k Stunden einstellbar. Der schematisch in Einzelheiten in Fig. 5 dargestellte Taktgeber 51 weist einen Kristalloszillator Xl auf, dessen Frequenzausgang geteilt wird, so daß Impulse in vorbestimmten Zeitintervallen erhalten werden. Das Zeitintervall für den Impuls wird vermittels des Wählschalters 108 ausgewählt, das den Impuls dann als Eingangssignal zur Einleitung der Probenahmefolge abgibt, bei welcher Durchflußproben in den vorbestimmten Zeitintervallen gesammelt werden. Alle anderen Arbeitsgänge bei Zeitbetrieb entsprechen den vorstehend beschriebenen für Durchflußbetrieb.

In Fig. 12 ist ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung dargestellt. Der Unterschied zwischen den in den Figuren 12 und 3 dargestellten Ausführungsformen besteht teilweise darin, daß der in Fig. 13 dargestellte Durchflußprobenehmer nur einen einzigen Speicherbehälter 166

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aufweist. Aus diesem Grunde ist im Blockschaltbild von Fig. keine Mehrfachproben-Multiplex- und Füllarmantriebs-Schaltung 63, keine Schrittzählschaltung 67, keine Mehrfachbehälter-Multiplexschaltung 64 und keine Schrittmotorsteuerung 66 für den Füllarm dargestellt. Alle übrigen Bauteile von Fig. 12 entsprechen denen von Fig. 3, und entsprechend sind einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die in Fig. 13 dargestellte Probenkammer 39 weist ein in senkrechter Richtung verschiebbares Rohr 73 auf, das mit der Anschlußkupplung 48 am Schlauch 22 verbunden ist. Eine Sonde 167 oder mehrere Sonden 167 sind in das Innere der Probenkammer 39 eingeführt. Die Sonde 167 trägt ein Tastelement, das mit einer Abtaststeuerschaltung 168 verbunden ist, welche ein Ausgangssignal liefert, das einem Aufzeichnungsgerät 169 zugeführt wird. Der Verdichter 86 weist einen Druckstutzen 87 und einen Saugstutzen 88 auf, und beide Stutzen sind über das Druckregelventil 91 und über eine weitere Druckleitung 92 mit dem Inneren der Probenkammer 39 verbindbar. Das Steuergerät 101 ist über Leitungen 102 mit dem Verdichter 86, dem Druckregelventil 91, dem Probenzumeßventil 96 und dem Pegelstand-Kontaktgeber 76 entsprechend der in Fig. 4 dargestellten Ausfuhrungsform verbunden. Im oberen Bereich der Probenkammer 39 befindet sich ein Kugel-Einwegventil 82, und von der Probenkammer- Bodenplatte 78 geht eine Probenauslaßleitung 9 3 aus. Die Probenkammer 39 weist genau wie bei der anhand Fig. 4 be-

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schriebenen Ausführungsform eine durchsichtige zylindrische Wand 71 auf. Die Probenauslaßleitung 9 3 ist vermittels einer Verlängerung 171 auf der Abstromseite des Probenzumeßventils 96 mit dem Einlaß des einzigen Speicherbehälters 166verbunden.

Ein Sprung in der Durchflußkennlinie tritt auf, wenn dem Durchflußstrom etwas Substanz zugesetzt wird, so daß eine vorübergehende hohe Substanzkonzentration erscheint, die dadurch wiederum abgemindert wird, daß die Proben in einem einzigen Speicherbehälter gespeichert werden. Eine degradierte Durchfluß-Kennlinie wird erhalten, wenn eine Substanz kontinuierlich oder plötzlich zugesetzt wird und von solcher Beschaffenheit ist, daß sie nur zeitlich beschränkt im Flüssigkeitsstrom vorhanden ist. Flüchtige Substanzen oder Substanzen, die zum Ausfällen neigen oder sonstwie aus den Proben entweichen, führen zu degradierenden Kennlinien. Vorübergehende Durchflußkennzeichen lassen sich vermittels der in den Figuren 4 und 13 dargestellten Ausführungsformen ermitteln, wohingegen degradierbare Kennzeichen oder Kennlinien nur vermittels der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform zuverlässig erkennbar sind.

Die Arbeitsweise der in den Figuren 12 und 13 dargestellten Ausführungsform erlaubt eine Probenahme zur Erkennung vorübergehender oder degradierbarer Durchflußmerkmale. Messungen von Hyperacidität, hohen Basenkonzentrationen, chemischen Verunreinigungen oder des Gehalts an flüchtigen Bestandteilen

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lassen sich ausführen. Eine entsprechende Anzahl von Sonden I87 ist erforderlich, um sämtliche Durchflußmerkmale dieses Typs zu überwachen. Die Sonden 187 sind innerhalb der Probenkammer 39 in Berührung mit der in die Probenkammer 39 angesaugten Flüssigkeitsprobe angeordnet. Die Verweilzeit der Probe innerhalb der Probenkammer 39 kann vermittels des Füll- und Meßtaktgebers 59 auf die-erforderliche Zeitspanne zur Messung vorübergehender oder degradierbarer Durchflußmerkmale verlängert werden. Die Probenahmefolge wird in gleicher Weise wie für die Ausführungsform von Fig. 3 beschrieben eingeleitet. Das Eingangssignal wird erzeugt auf Zeit- oder Durchflußbasis oder von Hand, indem der EIN-AUS-Schalter 54 eingeschaltet wird. Der Verdichter 96 wird angeschaltet, und der Zweitakt-Täktgeber 57 beginnt mit seinem Arbeitsablauf. Wie vorstehend beschrieben, wird die Probenkammer 39 zunächst 15 Sekunden lang gereinigt, und anschließend während eines Zeitraums von 30 Sekunden gefüllt. Sobald die innerhalb der Probenkammer befindliche Probe in Berührung mit dem Pegelstand-Kontaktgeber 76 gelangt, wird die Arbeitsweise auf Reinigung der Probenkammer 39 umgeschaltet, so daß lediglich das unterhalb des unteren Endes des Rohrs 73 vorhandene Probenvolumen innerhalb der Probenkammer 39 zurückbleibt. Dann wird das Probenzumeßventil 96 in die Öffnungsstellung erregt, so daß das Probenvolumen aus der Probenkammer 39 auslaufen und durch die Probenauslaßleitung 93 und die Verlängerung 17I hindurch in den Speicherbehälter.166 einlaufen kann. Anschließend wird die

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Probenkammer 39 5 Sekunden lang unter Druck gesetzt, um das Ausdrücken der Probe zu verbessern und das Rohr 73, den Schlauch 22 und den Ansaugstutzen 19 zu reinigen. Zu Ende dieser zweiten fünfminütigen Reinigung wird der Zweitakt-Taktgeber 57 rückgestellt, so daß sich der Durchflußprobenehmer in Bereitschaftsstellung für eine weitere Probenahmefolge befindet, welche durch Anlegen des Eingangssignals entsprechend der Einstellung der Schalter 5 3 oder 52 ausgelöst wird.

Wenn während des Füllvorgangs der Pegelstand von Probe innerhalb der Probenkammer 39 ansteigt, wird die Sonde 167 in die Probenflüssigkeit eingetaucht und tastet dabei eine vorbestimmte Eigenschaft der Durchflußprobe ab. Die Sonde 16 7 gibt somit ein entsprechendes Signal an die Abtaststeuerschaltung 168 ab. Die Abtaststeuerschaltung 16 8 bereitet das Abtastsignal auf und führt dieses dem Aufzeichnungsgerät 169 zu, welches auf Zeitbasis eine dauerhafte Aufzeichnung der überwachten Eigenschaft anfertigt. In- der strömenden Flüssigkeit können beliebig viele Eigenschaften überwacht werden, indem entsprechend viele Sonden 16 7, Abtaststeuerschaltungen 16 8 und Aufzeichnungsgeräte 169 vorgesehen werden.

In Fig. 14· ist eine weitere Ausführungsform der Probenkammer 39 dargestellt. Ein Pegelabtaster 172 tastet den Pegelstand der innerhalb der Probenkammer der Probenkammer 39 befindlichen Flüssigkeit ab, gelangt dabei jedoch nicht in Berührung mit der Flüssigkeitsprobe. Zu diesem Zweck kann als

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Pegelabtaster 172 beispielsweise ein kapazitiv wirkender Taster verwendet werden. Der Pegelabtaster 172 läßt sich in senkrechter Richtung entlang einer Stange 173 verstellen und vermittels einer Rändelmutter 174 in einer ausgewählten senkrechten Lage feststellen. In Fig. 14 ist weiterhin ein Probenfüllrohr dargestellt, welches sich vom oberen Deckel 74 der Probenkammer 39 bis zu einer vorgegebenen festen Lage in einem bestimmten Abstand von der Probenkammer-Bodenplatte 78 erstreckt. In dem innerhalb der Probenkammer 39 befindlichen Abschnitt des Probenfüllrohrs 176 ist ein Langloch 177 ausgebildet, und eine Manschette 178 ist auf dem Füllrohr 176 in senkrechter Richtung verschiebbar gelagert. Eine Ausnehmung 179 in der Manschette 178 wird zur Ausrichtung mit dem Langloch

177 gebracht, wobei eine Feststellschraube 181 in eine (nicht dargestellte) Gewindebohrung an der Manschette 17 8 eingreift, gegen das Probenfüllrohr 176 anziehbar ist und dazu dient, die'Manschette 178 in einer ausgewählten senkrechten Lage auf dem Füllrohr 176 festzustellen.

Die Arbeitsweise der in Fig. 14 dargestellten Probenkammer 39 ist kurz wie folgt: Zunächst wird die Manschette

178 auf dem Probenfüllrohr 176 in senkrechter Richtung so weit verstellt, bis die Ausnehmung 179 ein vorbestimmtes Probenvolumen zwischen der Höhe der Ausnehmung 179 und der Probenkammer-Bodenplatte 7 8 innerhalb des Zylinders 71 vorgibt. Dann wird die Manschette 178 durch Anziehen der Feststellschraube 181 gegen das Probenfüllrohr 176 in der ge-

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wünschten Höhe festgestellt. Da die Ausnehmung 179 mit dem Langloch 177 ausgerichtet ist, wird die bei der auf den Füllvorgang folgenden Druckphase aus der Probenkammer 39 herausgedrückte Flüssigkeitsprobe durch das Probenfüllrohr 17 6 hindurch aus der Probenkammer herausgedrückt, bis der Flüssigkeitspegelstand auf die vorbestimmte Pegelhöhe der Ausnehmung 179 abgefallen ist. Druck kann dabei aus der Probenkammer nicht durch die Ausnehmung 179, das Langloch 177, das Probenfüllrohr 176 und den Schlauch 22 hindurch entweichen. Daher wird eine Flüssigkeitsprobe vom Boden her in die Probenkammer 39 unter sehr geringem Verspritzen eingeführt, so daß nur minimal zusätzlicher Sauerstoff in der zugeführten Flüssigkeitsprobe aufgelöst werden kann. Die Aufnahme von zusätzlichem Sauerstoff erfolgt bei Verspritzen, welches dann auftritt, wenn das untere Ende des Probenfüllrohrs 176 in einem größeren Abstand oberhalb der Probenkammer-Bodenplatte 78 angeordnet ist. Im letzteren Falle können Analysemeßfehler hervorgerufen werden, die zu Fehlinterpretationen bei der Bestimmung der Beschaffenheit der Meßprobe führen.

Der Pegelabtaster 172 ist wie dargestellt außerhalb des Zylinders 71 angeordnet und steht daher nicht in Berührung mit der innerhalb der Probenkammer 3 9 enthaltenen Flüssigkeitsprobe, so daß er auch nicht von ätzenden Flüssigkeitsproben oder Proben, die Fremdstoffe in hoher Dichte enthalten, beeinträchtigt werden kann. Der Pegelabtaster wird auf der Stange 17 3 in senkrechter Richtung verstellt und

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vermittels der Rändelmutter 174 in der gewünschten senkrechten Lage gerade etwas oberhalb der Höhe der Ausnehmung 179 vermittels der Rändelmutter 174 festgestellt. Bei Einstellung der Ausnehmung 179 in senkrechter Lage, d.h. wenn das Probenvolumen innerhalb der Kammer 39 geändert werden soll, wird der Pegelabtaster 172 in entsprechender Weise nachgestellt, so daß er sich in senkrechter Richtung nur ganz wenig oberhalb der Ausnehmung 179 befindet. Dadurch wird verhindert, daß sich schwere, zur Sedimentbildung neigende Stoffe beim Einströmen der Probe absondern und absetzen und bei der anschließenden Reinigung nur die leichteren Bestandteile der Probe aus der Kammer entfernt werden, wobei der Pegelstand der Probe auf die Höhe der Ausnehmung 179 abgesenkt wird. Wenn sich der Pegelabtaster 172 und die Ausnehmung 179 nicht in angenähert gleicher Höhe befinden, kann eine überproportional große Menge an schweren Sedimentierungsstoffen aus der Probe nach der Reinigung 'zurückbleiben, so daß bei der anschließenden Probenanalyse falsche Ergebnisse erzielt werden. Es ist hierbei unbedingt darauf hinzuweisen, daß sich das untere Ende des Probenfüllrohrs 176 in einem genau festgelegten, unveränderlichen Abstand oberhalb der Probenkammer-Bodenplatte 78 befindet, damit ein ungehinderter Probenzufluß und -ausfluß möglich ist. Dieser Abstand kann durch Versuche für die zu untersuchenden Flüssigkeitsproben ermittelt werden. Weiterhin muß sich der Pegelabtaster 172 in einer nur geringfügig größeren Höhe etwas oberhalb der Höhe der Ausnehmung 179 befinden. Eine der Ausnehmung 179 entsprechende Öffnung

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kann in senkrechter Richtung entlang dem Probenfüllrohr verstellbar angeordnet sein und dazu dienen, das Austreten von Probe aus der Probenkammer 39 während der zur Festlegung des Probenvolumens dienenden Überdruck- oder Reinigungsphase zu unterbrechen.

In Fig. 5 sind weiterhin Schaltungsbauteile für die weiterhin beschriebene Durchflußprobenehmerausführung, welche auf Überlaufen ansprechbar ist, dargestellt. Die Ausgangsseite des Taktgebers 51 ist mit der Eingangsseite des EIN-AUS-Schalters 54 verbunden. Ein (nicht dargestellter) Schwimmerschalter bekannter Ausbildung ist vermittels des Flüssigkeit spegelstands der durch einen Überlaufkanal hindurchtretenden Flüssigkeit betätigbar. Wenn sich der Betriebsartschalter 53 in der Stellung "Durchfluß" befindet, ist der Schwimmerschalter zwischen den Klemmen 182 und 183 geschaltet und schließt oberhalb eines vorbestimmten Pegelstands der durch den Überlauf hindurchtretenden Flüsigkeit den Überlaufkanal. Dadurch wird ein Eingangssignal für den EIN-AUS-Schalter 54 erhalten, wenn die Klemme 182 an Masse liegt. Diese Arbeitsgänge wiederholen sich für- wiederholte Probenahme, da die Eingangsklemme am Taktgeber 151 ebenfalls mit Masse verbunden ist. Auf diese Weise werden Flüssigkeitsproben aus einem Überlaufkanal während eines Zeitraums entnommen, in welchem im Überlaufkanal ein vorbestimmter Pegelstand überschritten wird. Es hat sich nämlich gezeigt, daß es von großem Interesse ist, die Probenzusammensetzung während solcher Überlaufzustände zu überwachen.

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Das vorstehend beschriebene durchfluß- und zeitproportionale Probenahme- und Meßsystem ist vielseitig einsetzbar und gestattet die Probenahme als Funktion der Zeit, als Funktion eines Durchflußvolumens, durch Handauslösung oder als Funktion eines hohen. DurchflußpegeIstands in einem Über lauf kanal. In jedem Falle werden genaue Probengrößen geliefert, die innerhalb bestimmter Bereiche nach Wunsch einstellbar sind. Die Probengröße und der Probengehalt lassen sich mit hoher Zuverlässigkeit bestimmen, indem Änderungen der Probenzusammensetzung und Probengröße im Verlauf von Probenentnahmefolgen weitgehend verringert werden.

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Claims

Patentansprüche

1.)Durchfluß- und zeitproportionales Probenahme- und Meßsystem, gekennzeichnet durch einen Durchflußprobenehmer (16), der durch ein Eingangssignal ansteuerbar ist und besteht aus einer Grundplatte (32), einem Verdichter (86) mit einem Druckstutzen (87) und einem Saugstutzen (88), einer an der Grundplatte (32) befestigten Probenkammer (39) mit einem oberen Deckel (74) und einer unteren Bodenplatte (78), welche das Fassungsvermögen vorgeben, einem die Probenkammer mit der zu messenden Strömung verbindenden Schlauch (22), der mit einem Füllrohr (176) verbunden ist, dessen Auslaßöffnung in bezug auf die Probenkammer-Bodenplatte (78) dieser so weit wie möglich benachbart, jedoch so weit von dieser entfernt angeordnet ist, daß in der Probe enthaltene Feststoffe ungehindert austreten können, eine in dem Füllrohr (176) unterhalb der Austrittsöffnung angeordnete Ausnehmung (179), ein mit Druck- und Saugstutzen (87, 88) verbundenes Druckregelventil (91), wobei die Probenkammer (39) vermittels dieser Anordnung abwechselnd unter Über- oder Unterdruck setzbar ist, einen mit der Probenkammer (39) verbundenen und zur Aufnahme von Proben aus der Probenkammer dienenden Probenspeicher (4-1), eine zum Überleiten von Proben aus der Probenkammer in den Probenspeicher dienende Überleitvorrichtung (93, 94, 95), ein in der Überleitvorrichtung angeordnetes und zur Steuerung der Überleitung von Flüssigkeitsproben dienendes Probenzumeßventil (96), und ein zur wahlweisen

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Betätigung von Druckregelventil (91) und Probenmeßventil (96) zwecks Reinigen und Befüllen der Probenkammer (39) durch das innerhalb der Probenkammer befindliche Füllrohr (176) und zum Überleiten der Probe dienendes Steuergerät (101), wobei ein Reinigungsvorgang bei Anliegen von Überdruck an das Füllrahr (176) beendbar ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (IOD einen zur Erzeugung einer an das Druckregelventil (91) anlegbaren ersten Ausgangssignalfolge dienenden ersten Taktgeber (97), wobei durch die erste Ausgangssignalfolge das Druckregelventil (91) betätigbar und während vorbestimmter Zeitspannen Überdruck und Unterdruck an die Probenkammer (39) anlegbar, diese reinigbar und vermittels des Schlauchs (22) befüllbar ist, aufweist, in der Probenkammer (39) ein zur Anzeige des Füllgrads dienender Pegelabtaster (172) vorgesehen ist, welcher dazu dient, bei gefüllter Probenkammer ein dem Druckregelventil (91) zuführbares Ausgangssignal zu erzeugen, durch welches die Probenkammerbefüllung vor dem Ende der ersten Ausgangssignalfolge beendbar ist, das Steuergerät (IOD einen zur Erzeugung einer an das Druckrege!ventil (91) und das Probenzumeßventil (96) anlegbaren zweiten Ausgangssignalfolge dienenden zweiten Taktgeber (59), wobei durch die zweite Ausgangssignalfolge das Druckregelventil (91) betätigbar, Überdruck an die Probenkammer (39) anlegbar und Flüssigkeitsprobe durch den in Verbindung mit dem zu messenden Flüssigkeitsstrom stehenden Schlauch (22) so lange ablassbar ist

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bis ein vorbestimmtes Probenvolumen zwischen der Füllrohrausnehmung (179) und der Probenkammer-Bodenplatte (78) zurückbleibt, und anschließend das Probenzumeßventil (96) in eine zur Probenüberleitung dienende Öffnungsstellung betätigbar ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Füll- und Meßtaktgeber (59) vorgesehen ist, der dazu dient, erneut die erste Ausgangssignalfolge auszulösen, wenn das von dem zur Anzeige des Füllgrads dienenden Pegelabtaster, erzeugte Signal nicht vor Ablauf der ersten Ausgangssignalfolge erscheint.

4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Druckregelventil (91) ein zur Erzeugung einer dritten Ausgangssignalfolge dienender dritter Taktgeber (62) verbunden ist, wobei durch die dritte Ausgangssignalfolge vermittels des Druckregelventils (91) während einer vorbestimmten Zeitspanne ein Überdruck an die Probenkammer (39) anlegbar, diese reinigbar und der erste Taktgeber (57) rückstellbar ist.

5. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Erzeugung des Eingangssignals und zeitproportionalen Steuerung des Systems dienender Taktgeber (51) vorgesehen ist.

6. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Abgabe des Eingangssignals dienender Schalter (52) für Handbetrieb vorgesehen ist.

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7. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Erzeugung des Eingangssignals in vorbestimmten Gesamtdurchflußintervallen und zur durchflußproportionalen Steuerung des Systems dienender Durchflußmesser (2¹+) vorgegeben ist.

8. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Abtasten des Flüssigkeitsoberflächenpegels und Erzeugen eines als Eingangssignal für den Durchflußprobenehmer (16) dienenden Signals dienende Sonde (27) vorgesehen ist, wobei bei Überschreiten eines vorbestimmten Flüssigkeitspegels die Sonde zum Erzeugen des Signals dient und das System periodisch Proben aus der Flüssigkeit entnimmt.

9. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser (24) eine zur Ermittlung des Flüssigkeitspegelstands in einem Kanal (13) dienende Sonde (27), einen zur Abgabe eines in Beziehung zu dem Flüssigkeitspegelstand stehenden Ausgangssignals dienenden Pegelstandsabtaster (123), eine Servosteuerung (126), der das pegelstandsabhängige Signal zuführbar ist, einen durch die Servosteuerung ang'etriebenen Servomotor (127), einen durch den Servomotor angetriebenen mechanischen Pegel-Durchfluß-Wandler (128), der dazu dient, den Pegelstand in einem Kanal (13) von vorgegebenem Querschnittsprofil in einen Durchflußwert umzusetzen, einen Verstärkungsgradeinsteller (IM-I) für die Servosteuerung (126), mit welcher der Pegel-Durchfluß-Wandler (128) für Durchflußmessungen in Durchflußkanälen (13) mit einem dem vorgegebenen Querschnittsprofil ähnlichen Querschnitt einstellbar ist, und

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ein durch den Pegel-Durchfluß-Wandler (12 8) angesteuertes,
zur Anzeige des Gesamtdurchflusses durch den Kanal (13) dienendes ALufzeichnungsgerät (131) aufweist.

10. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zusätzliche, mechanische Pegel-Durchfluß-Wandler (128) und eine zum Auswählen eines vorbestimmten Pegel-Durchfluß-Wandlers für die Durchflußmessung in einem Kanal (13) mit
einem entsprechenden, bekannten Querschnittsprofil dienende
Wählvorrichtung vorgesehen sind, wobei der Durchfluß in einer Vielzahl von Kanälen (13) mit bekanntem Querschnittsprofil
meßbar ist.

11. System nach Anspruch. 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Probenxntervallwähler (138) vorgesehen und diesem das an das Steuergerät (101) angelegte Eingangssignal erst nach Abtastung einer vorbestimmten Durchflußmenge durch den DurctELußmesser (2¹+) zuführbar ist.

12. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die Sonde (27) antreibbarer Pegelsichtanzeiger (124) und ein durch den mechanischen Pegel-Durchfluß-Wandler (128) antreibbares, zur Anzeige des zeitlichen Durchflußverlaufs
dienendes Aufzeichnungsgerät (157) vorgesehen sind.

13. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch den mechanischen Pegel-Durchfluß-Wandler (128) antreibbare, zur Anzeige des prozentualen Durchflusses dienende

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Sichtanzeige (132) vorgesehen ist.

14. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenspeicher (41) mehrere Speieherbehälter (43), eine mit dem Probenzumeßventil (96) in Verbindung stehende Drehfüllverbindung (94), deren Auslauf sich in jedem Zeitpunkt oberhalb der Öffnung (4M-) eines einzigen Speicherbehälters (43) befindet, und zum schrittweisen Antrieb der Drehfüllverbindung (9¹O und aufeinanderfolgenden Befüllen der Speicherbehälter (43) dienende Antriebsvorrichtungen (97, 98) aufweist.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Antrieb der Drehfüllverbindung (94) dienenden Antriebsvorrichtungen (97, 98) eine Mehrfachproben-Multiplex-Schaltung (63) umfassen, welche dazu dient, eine vorbestimmte Anzahl von Proben auszuwählen, welche kumulativ in die mehreren Speicherbehälter (43) eingefüllt werden.

16. System nach Anspruch 14,dadurch gekennzeichnet, daß die zum Antrieb der Drehfüllverbindung (94) dienenden Antriebsvorrichtungen (97, 98) eine Mehrfachbehälter-Multiplex-Schaltung (64) umfassen, welche dazu dient, in der Probenkammer (39) eine vorbestimmte Anzahl von Proben auszuwählen, welche bei jedem Eingangssignal ein^Ln in eine entsprechende Anzahl von Speicherbehältern (43) eingefüllt werden.

17. System nach Anspruch 14,dadurch gekennzeichnet, daß eine Schrittzählschaltung (67) vorgesehen ist, welche dazu

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dient, die ausgeführten Fortschaltschritte der Drehfüllverbxndung (94) zu zählen und nach einer vorbestimmten Anzahl von FortschaItschritten der Drehfüllverbxndung ein zur Sperrung .des Durchflußprobenehmers (16) dienendes Ausgangssignal zu erzeugen.

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