DE2462281C3 - - Google Patents
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- DE2462281C3 DE2462281C3 DE19742462281 DE2462281A DE2462281C3 DE 2462281 C3 DE2462281 C3 DE 2462281C3 DE 19742462281 DE19742462281 DE 19742462281 DE 2462281 A DE2462281 A DE 2462281A DE 2462281 C3 DE2462281 C3 DE 2462281C3
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/4163—Systems checking the operation of, or calibrating, the measuring apparatus
-
- G—PHYSICS
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- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eichen der Empfindlichkeit eines in einem Sensorgehäuse angeordneten
Sensorelementes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der Literaturstelle Hartmann & Braun
Prospekt Leitblatt zur Listengruppe CF »Analysatoren und Meßwertgeber für Flüssigkeiten«, Ausgabe Dezember
1969, Seiten 1—7, insbesondere Seite 6, bekannt Dabei wird bei der Bestimmung des Wasserstoffgehalts
in Flüssigkeiten mit Hilfe eines Meßumformers für den Oxyflux zu Eichzwecken eine definierte Sauerstoffmenge
dem Meßgut zugeführt Die Sauerstoffmenge wird mit Hilfe von Elektrolyse gewonnen. Das bedeutet, daß
das Eichgas sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff enthält Der Wasserstoff läßt sich nicht vollständig
beseitigen. Zudem wird das Eichgas dem Meßgut zugegeben, weshalb die Gefahr besteht, daß die Eichung
auch noch durch das Meßgut selbst beeinflußt wird Wie
im einzelnen die Eichung automatisch durchgeführt werden soll, ist in der Literaturstelle nicht angegeben.
Aus ATM August 1969 R109 und aus der Chemikerzeitung/Chem. Apparatur/Verfahrenstechnik
93. Jahrgang 1969, Seite 19, ist es bei Meßumformern für
die Messung von pH-Werten oder Redox-Potentialen bekannt, eine Steilheitskorrektur in der die Meßsignale
auswertenden Aufbereitungsschaltung oder mit Hilfe einer geeichten Steilheitseinstellung eine Überwachung
der Elektrodenalterung am Gerät durchzuführen. Wie die Steilheitskorrektur bzw. -einstellung in der Praxis
erfolgen soll, ist diesen Literaturstellen jedoch ebenfalls
nicht zu entnehmen.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, mit denen bei in Jer zu
ίο untersuchenden Flüssigkeit eingetauchtem Sensorgehäuse
die Eichung trotzdem unbeeinflußt von dem Meßgut allein in Abhängigkeit von dem Eichmedium
durchgeführt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird, soweit es das "erfahren betrifft, auf die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 und so weit es die Vorrichtung betrifft, auf die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 2 verwiesen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird, soweit es das "erfahren betrifft, auf die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 und so weit es die Vorrichtung betrifft, auf die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 2 verwiesen.
automatische Eichung der Empfindlichkeit des Sensorelementes erzielen, ohne daß dieses aus dem Meßgut
während der Eichung entfernt werden muß.
Die Erfindung wird anhand der Figuren, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen, näher
erläutert Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles
der Erfindung,
Fig.2 und 3 schematische Schnittbilder von Sensoren,
welche in Verbindung mit der Vorrichtung der
Wie in Fig. 1 dargestellt kann über eine Leitung 14 ein Sensorgehäuse 9, das ein Sensorelement 8 enthält,
entweder beim öffnen eines Ventils 3 an eine Eichmediumsquelle 20, welche ein Eichgas oder eine
Eichflüssigkeit liefert, oder beim öffnen eines Ventils 4
an die Saugseite einer Pumpe 7 angeschlossen werden. Ein Ausgangsverstärker 21 leitet vom Sensorelement 8
kommende Signale an ein Anzeigetnstniment 12 weiter.
Dieses Signal ist proportional zum Gehalt an gelöstem
«ο Sauerstoff.
Ein Servomotor 22 ist zur Einstellung des Verstärkungsgrades des Ausgangsverstärkers 21 vorgesehen.
Eine Vergleichseinrichtung 23 empfängt das Ausgangssignal des Ausgangsverstärkers 21 und vergleicht es mit
einem Vergleichssignal, und steuert den Servomotor 22 in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis. Ein Zeitgeber
24 dient zur Steuerung der Ventile 3 und 4 der Pumpe 7 und der Vergleichseinrichtung 23. Die Zeitsignale
werden dabei in einer vorbestimmten Zeitfolge
5C geliefert
Die F i g. 2 und 3 zeigen Einzelheiten der Sensorgehäuse 9 und Sensoren 8, welche in F i g. 1 Verwendung
finden können. In F i g. 2 weist das Sensorgehäuse 9 als Sensorelement 8 eine Elektrode mit seitlichen Sensor-
« flächen 31 auf, beispielsweise eine Mackereth-Elektrode.
In F i g. 2 ist im Sensorgehäuse 9 als Sensorelement 8 eine Elektrode untergebracht, welche an ihrem vorderen
Ende eine Sensorfläche 31 aufweist beispielsweise eine Clack-Elektrode.
«> In F i g. 2 ist im unteren Teil des Sensorgehäuses 9
bzw. der Leitung 14 das Sensorelement 8 untergebracht. Das Sensorelement 8 erstreckt sich axial vom untersten
Ende des Gehäuses 9 nach oben und wird von einem Träger 30 getragen, der so ausgestaltet ist, daß er den
Fluß des zu prüfenden Wassers nicht störL Der Träger 30 erstreckt sich quer zur Leitung 14 und ist an deren
Innenwand befestigt. Die Montage des Sensorelementes 8 am Träger 30 kann durch Verschrauben erfolgen. Es
sind hierzu Gewinde im Sensorelement 8 und im Träger
30 vorgesehen. Der untere Teil der Leitung 14 kann zum Innenraum hin eine abgeschrägte Fläche aufweisen, so
daß das Einfließen des zu prüfenden Wassers in das Gehäuse 9 erleichtert wird. Ein Rohraufsatz 25 mit
einem Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser der Leitung 14, umgibt den unteren
Teil der Leitung 14. Der Roliraufsatz 25 ist mittels eines
Abstandshalters 26 und einer Mutter 27 an der Leitung 14 befestigt und zwischen der Leitung 14 und dem
Rohraufsatz 25 ist ein radialer Abstand 28a und ein vertikaler Abstand 28Z>
vorgesehen. Die innere Oberfläche des Bodens des Rohraufsatzes 25 ist im wesentlichen
kegelstumpfförmig ausgebildet, so daß ein Nachobenfließen des zu prüfenden Wassers erleichtert
wird. Weiterhin wird hierbei vermieden, daß der Wasserdruck am Boden des Sensorgehäuses 9 zu hoch
wird. Eine Signalleitung 29 erstreckt sich vom Sensorelement 8 zum Ausgangsverstärker 21.
Da das zu prüfende Wasser zunächst durch den Spalt 28a nach unten geleitet wird und dann in die Leitung 14
gelangt, wie das durch die Pfeile in F i g. 2 dargestellt ist,
werden Luftblasen im zu prüfenden Wasser, welche ein relativ geringes spezifisches Gewicht aufweisen, nicht
nach unten mitgenommen und sie gelangen daher nicht in das Sensorgehäuse 9.
Der Boden des Rohraufsatzes 25 des Sensorgehäuses 9 in der F i g. 3 ist kegelförmig ausgebildet, so daß der
nach oben gerichtete Wasserfluß durch die Leitung 14 unterstützt wird. Das Sensorelement 8 ist innerhalb des
zylindrisch ausgebildeten Trägers 30 angeordnet, der mit der Wand der Leitung 14 in der Nähe des unteren
Endes der Leitung 14 verbunden ist und sich radial nach außen erstreckt. Das Sensorelement 8 ist im Träger 30
abgedichtet, ausgenommen die Sensorfläche 31, welche in das Innere der Leitung 14 hin frei liegt Die
Sensorfläche 31 fluchtet im wesentlichen mit der Innenwand der Leitung 14. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Signalleitung 29 von dem Ende des Sensorelementes 8, welches entgegengesetzt der Sensorfläche
31 liegt, weggeführt. Die Sensorfläche 31 kann entweder als Membranoberfläche ausgebildet sein oder
es kann die Elektrodenoberfläche selbst sein.
In den Fig.2 und 3 ist die Sensorfläche 31 des
Sensorelementes 8 einem turbulenten Fluß des zu prüfenden Wassers ausgesetzt
Der Betrieb soll in Verbindung mit den Figuren beschrieben werden. Der Zeitgeber 24 arbeitet nach
einem automatischen Eichplan. Beim normalen Meßbetrieb ist die Pumpe 7 eingeschaltet und in einem Tank 10
befindliches und zu untersuchendes Wasser wird in das Sensorgehäuse 9 in Pfeilrichtung (Fig.2 und 3)
gebracht und fließt nach oben durch die Leitung 14, das geöffnete Ventil 4, die Pumpe 7 und eine Leitung 6
zurück in den Tank 10.
Die Menge des gelösten Sauerstoffes im zu prüfenden Wasser wird vom Sensorelement 8 festgestellt und ein
entsprechendes Signal wird über den Ausgangsverstärker 21 an das Anzeigeinstrument 12 geliefert Die
Vergleichseinrichtung 23 ist dabei noch nicht in Betrieb gesetzt
Wenn die Zeit zur automatischen Eichung erreicht wird, liefert der Zeitgeber 24 ein Steuersignal, durch
welches das Ventil 3 geöffnet, das Ventil 4 geschlossen, die Pumpe 7 abgeschaltet und die Vergleichseinrichtung
23 in Betrieb gesetzt wird Daraufhin wird Eichmedium, z. B. Luft von der Eichmediumsquelle 20, durch das
Ventil 3 und die Leitung 14 in das Sensorgehäuse 9 eingebracht, so daß das Sensorelement 8 dem
Eich medium ausgesetzt wird. Überschüssiges Eichmedium gelangt dabei durch die Abstände 28 bzw. 28a und
286 in den Tank. Während der Zeit, während der das
Sensorelemtnt 8 dem Eichmedium ausgesetzt ist, ermittelt das Sensorelement 8 den Sauerstoffgehalt des
Eichmediums und gibt ein entsprechendes "Signal an den
Ausgangsverstärker 21 ab. Das Ausgangssignal des Ausgangsverstärkers 21 wird in der eingeschalteten
Vergleichseinrichtung 23 mit dem Bezugssignal, das in der Ver£*'eichseinrichtung festgelegt ist, verglichen. In
Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis wird der Servomotor 22 in Betrieb gesetzt Dabei wird der Verstärkungsgrad
des Ausgangsverstärkers 21 eingestellt
Das bedeutet daß die Verringerung dt-r Empfindlichkeit
des Sensors während des Gebrauchs automatisch durch Einstellung des Verstärkungsgrades des Ausgangsverstärkers
21 kompensiert wird. Nach Beendigung des Eichvorganges erzeugt der Zeitgeber 24 wiederum ein Signal, durch welches das Ventil 3
geschlossen und das Ventil 4 geöffnet wird Die Pumpe 7 wird wieder eingeschaltet und die Vergleichseinrichlung
23 abgeschaltet.
Durch Wiederholung dieses Arbeitsablaufes wii ά die
automatische Eichung bei der Vorrichtung zur Bestimmung von gelöstem Sauerstoff periodisch durchgeführt
Hie,durch wird die Genauigkeit der Messung während einer langen Zeit konstant gehalten und außerdem wird
die wartungsfreie Zeit wesentlich verlängert.
Das zu prüfende Wasser wird von der Pumpe 7 nach oben gezogen. Somit ist auch eine Verwendung in
stehenden Gewässern, z. B. in einem See möglich. Da darüber hinaus das zu prüfende Wasser parallel zur
Sensorfläche 31 des Sensorelementes 8 fließt, werden Verunreinigungen an der Sensorfläche weggespült
Als Eichmedium eignet sich wegen des konstanten Sauerstoffgehalts Luft oder Wasser mit einem bestimmten
Sauerstoffgehalt.
Claims (2)
1. Verfahren zum Eichen der Empfindlichkeit eines in einem Sensorgehäuse angeordneten Sensorelementes,
das zur Bestimmung von Stoffmengen, insbesondere Sauerstoff, in einer Probenflüssigkeit
wie Wasser eingetaucht wird und das in Abhängigkeit von der in der Probenflüssigkeit vorhandenen
zu bestimmenden Stoffmenge über einen Ausgangsverstärker ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt,
bei dem an das Sensorelement zu Eichzwecken eine bestimmte Menge an fließfähigen Eichmedium
geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Meßvorganges die zu untersuchende
Probenflüssigkeit in einer bestimmten Richtung durch das Sensorgehäuse hindurchgeleitet wird und
daß während des Eichvorgangs das fließfähige Eichmedium in Gegenrichtung in das Sensorgehäuse
eingeleitet wird und dabei das Scnsorclement dem EichmediuK ausgesetzt wird und gleichzeitig der
Verstärkungsgrad des Ausgangsverstärkers in Abhängigkeit vom Vergleich des Verstärkerausgangs
mit einem Bezugssignal durch eine Servoeinrichtung eingestellt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem in einem Sensorgehäuse
angeordneten Sensorelement, welches mit einem Ausgangsverstärker in Verbindung steht, und einer
Eichmediumsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorgehäuse (9) über eine Leitung (14) sowohl
an die Eichoiediumsquelle (20) als auch an die
Saugseite einer Pumpe (7) und eine Servoeinrichtung (22,23) zur Einstellung dei Verstärkungsgrades
an den Ausgangsverstärker (21) angeschlossen sind und daß ein Zeitgeber (24), der c"e Beschickung des
Sensorgehäuses (9) mit dem Eichmedium sowie die Servoeinrichtung (22,23) einschaltet, vorgesehen ist
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JP3436873A JPS5340479B2 (de) | 1973-03-26 | 1973-03-26 |
Publications (3)
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FR (1) | FR2215620B1 (de) |
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GB2269674B (en) * | 1992-08-13 | 1995-10-11 | Lawrence Alexander Campbell | Electrochemical membrane sensor |
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CN113514364B (zh) * | 2021-05-28 | 2022-11-25 | 浙江致远环境科技股份有限公司 | 一种用于监控污水管道污水浓度的实时检测设备 |
CN118225996B (zh) * | 2024-05-24 | 2024-08-02 | 江西省水产科学研究所(江西省鄱阳湖渔业研究中心、江西省渔业资源生态环境监测中心) | 一种稻田养鳖水质检测装置 |
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-
1974
- 1974-01-25 GB GB367474A patent/GB1462684A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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FR2215620A1 (de) | 1974-08-23 |
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DE2462281B2 (de) | 1979-08-16 |
GB1462684A (en) | 1977-01-26 |
DE2404190B2 (de) | 1977-06-02 |
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