DE2521817C2

DE2521817C2 - Vorrichtung zum feststellen einer aus einer nichtleitenden fluessigkeit bestehenden schicht auf wasser und zum ermitteln von deren staerke

Info

Publication number: DE2521817C2
Application number: DE19752521817
Authority: DE
Inventors: Volker Nientiedt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-05-16
Filing date: 1975-05-16
Publication date: 1977-01-20
Also published as: DE2521817B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen einer aus einer nichtleitenden Flüssigkeit bestehenden Schicht auf Wasser und zum Ermitteln von deren Stärke.

Häufig stellt sich die Aufgabe, das Vorhandensein und die Stärke einer aus einer nichtleitenden Flüssigkeit bestehenden Schicht auf Wasser an einer unzugänglichen und tiefer gelegenen Stelle zu messen. Ein praktischer Fall ergibt sich bei einer vermuteten oder tatsächlichen ölverschmutzung eines Brunnens. Das Öl schwimmt in einer mehr oder weniger dicken Schicht auf dem Wasser auf. Die Wasseroberfläche und die auf dieser aufschwimmende Ölschicht ist bei einem schmalen Brunnenschachi schon bei geringer Tiefe nicht mehr sichtbar. Eine qualitative Analyse wäre noch mit einer Schöpfvorrichtung möglich. Eine quantitative Analyse ist jedoch nicht möglich. Beim Eintauchen der Schöpfvorrichtung, bei deren Herausheben und insbesondere beim Einlaufen der Flüssigkeit in die Schöpfvorrichtung wird die ölschicht aufgerissen und zerstört. Ein Messen mit einer Sonde, deren Boden sich von außen bzw. oben öffnen läßt, stößt auf mechanische Schwierigkeiten bei ihrer Bedienung.

Hiervon ausgehend, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das Vorhandensein und die Stärke einer aus einer nichtleitenden Flüssigkeit bestehenden Schicht auf Wasser in einem Brunnen ermittelt und gemessen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch einen in das Wasser absenkbaren Rahmen, einen am Rahmen befestigten Kaltleiter und zwei in der gleichen Horizontalebene nebeneinander angeordnete Elektroden, eine Spannungsquelle für Kaltleiter und Elektroden, Einrichtungen zum Anzeigen eines Stromflusses durch den Kaltleiter bzw. die Elektroden und eine Einrichtung zum genauen Anzeigen der Absenktiefe des Rahmens.

Bei der Arbeit mit dieser Vorrichtung wird sie mit eingeschalteter Spannungsquelle in einen Brunnen abgesenkt. Als Kaltleiter wird ein Typ verwendet, der wenige Sekunden nach Einschalten der Spannung seine Betriebstemperatur annimmt und damit nichtleitend wird. Bei Einschalten der Spannung wird der Kaltleiter damit kurze Zeit leitend und durch den damit auftretenden Stromfluß die Betriebsbereitschaft der Vorrichtung anzeigen. Bei Erreichen seiner Betriebstemperatur sinkt der Stromfluß auf Null. Es sei nun angenommen, daß eine ölschicht auf dem Wasser aufschwimmt. Kaltleiter und Elektroden stoßen zum gleichen Zeitaugenblick auf diese Ölschicht. Bei Berührung mit dem öl wird der Kaltleiter durch diese abgekühlt. Schlagartig wird er leitend. Stromfluß tritt auf und wird angezeigt. Bei den Elektroden tut sich dagegen nichts. Statt durch Luft sind sie jetzt durch Öl voneinander getrennt. Luft wie Öl sind nichtleitend. Ein Stromfluß kommt nicht zustande. Bei weiterem Absenken werden die Elektroden irgendwann in die Wassermasse eintauchen. Wasser ist leitend. In diesem Zeitaugenblick fließt Strom aus den Elektroden durch das Wasser. Dieser Stromfluß wird angezeigt. Nun braucht lediglich noch gemessen zu werden, um welche Strecke der Rahmen zwischen Beginn des Stromflusses durch den Kaltleiter und durch die Elektroden abgesenkt wurde. Diese Strecke ist gleich der Stärke der ölschicht.

Mit sehr einfachen mechanischen Mitteln läßt sich damit die Stärke der ölschicht oder allgemein einer aus nichtleitender Flüssigkeit bestehenden Schicht auf einer Wassermasse anzeigen. Falls lediglich eine qualitative Analyse gewünscht wird, so ergibt sich diese bei Beobachten des Auftretens des Stromflusses durch den Kaltleiter und Beobachten dessen Auftretens durch die Elektroden. Die dazwischen liegende weitere Absenkung des Rahmens braucht nicht ermittelt zu werden.

Zweckmäßig ist der Rahmen an einer Meßschnur aufgehangen und deren Abrollänge ist meßbar. Durch einfaches Beobachten des Abrollens der Meßschnüre zwischen dem Auftreten des Stromflusses durch den Kaltleiter und Beginn des Stromflusses durch die Elektroden läßt sich damit die Stärke der Ölschicht ermitteln.

Entlang der Meßschnur sind an dieser zweckmäßig Längenmarken angebracht und eine ortsfeste Anzeigevorrichtung ist an einer Stelle entlang der Abrollstrecke der Meßschnüre angeordnet.

Die Einrichtungen zum Anzeigen des Stromflusses durch den Kaltleiter und die Elektroden sind vorzugsweise einfache Anzeigelampen. Statt dessen oder zusätzlich läßt sich der Stromfluß durch Kaltleiter und Elektroden auch akustisch anzeigen. Zweckmäßig

verwendet man ein oder zwei einfache Tongeneratoren, einfache Schwingungskreise, und ein oder zwei kleine Summer, die bei Stromfluß durch Kaltleiter und Elektroden Töne verschiedener Frequenz abstrahlen. Damit wird der Beginn des Stromflusses durch Kaltleiter und Elektroden eindeutig angezeigt, ohne daß man dieser Anzeige besondere Aufmerksamkeit widmen muß.

Nach obiger Beschreibung sind für das Ausmessen der Absenktiefe des Rahmens und die sich daraus ergebende Bestimmung der Stärke der Ölschicht einfache mechanisch-optische oder -akustische Mittel vorgesehen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung lassen ^ich die gleichen Messungen jedoch auch elektronisch durchführen. Die Meß^chnur kann zum Beispiel zwischen zwei Rollen durchgeführt werden. Deren Drehung und damit die Länge der abgelaufenen Meüschnur lassen sich elektronisch bestimmen. Von der elektronisch bestimmten Absenkstrecke des Rahmens wird dann dasjenige Teilstück herausgegriffen, das zwischen dem Beginn des Stromflusses durch den Kaltleiter und dem Beginn des Stron.flusses durch die Elektroden liegt. Dieses Teilstück ist gleich der Stärke der Ölschicht.

Zum mechanischen Schutz des empfindlichen Kaltlei· ters kann dieser in einer weiteren Ausgestaltung auf dem Rahmen in einem Rohrstück angeordnet sein, das nahe seinem unteren und seinem oberen Ende je eine Bohrung aufweist. Durch die untere Bohrung strömt die Flüssigkeit ein, während die verdrängte Luft durch die obere Bohrung abströmt.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung näher erläutert.

Im Rahmen 12 ist das Rohrstück 14 mit den Bohrungen 16 nahe seinem unteren und seinem oberen Ende angeordnet. Im Rohrstück 14 selbst befindet sich der Kaltleiter 18. Im Rahmen 12 befindet sich noch ein Steg 20, von dem die beiden Elektroden 22 unter gegenseitigem Abstand abgehen. Die Spitzen der Elektroden 22 liegen mit dem Kaltleiter 18 in einer Ebene. Der Kaltleiter 18 ist über eine Leitung 24 und die Elektroden 22 sind über eine Leitung 26 mit einer Spannungsquelle 30 verbunden. Der Stromkreis schließt sich über eine gemeinsame Rückleitung 28. Die Spannungsquelle 30 wird über einen zweipoligen Schalter 32 eingelegt. Eine Anzeigelampe 34 liegt im Stromkreis des Kaltleiters 18 und eine Anzeigelampe 36 liegt im Stromkreis der beiden Elektroden 22. Statt der beiden Anzeigelampen 34 und 36 können auch die beiden Summer 35 und 37 eingesetzt werden. Diese geben akustische Signale verschiedener Frequenz ab. Der Rahmen 12 ist an einer Meßschnur 38 aufgehangen. Diese ist über eine Umlenkrolle 40 geführt und läuft von einer Trommel 42 ab. Auf ihr befinden sich schematisch dargestellte Längenmarken 44. Diese laufen beim Abrollen an einer ortsfesten Anzeigevorrichtung 46 vorbei.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird zuerst der Schalter 32 eingelegt. Dann wird die Meßschnur 38 von der Trommel 42 abgewickelt. Sie wird durch das Gewicht des Rahmens 12 mit den an diesen befestigten Teilen von selbst nach unten in den Brunnen herabgezogen. Nachdem die Anzeigelampe 34 zuerst aufgeleuchtet oder der Summer 35 ein akustisches Signal gegeben hat, erlischt die Anzeigelampe 34 oder verstummt der Summer 35 sehr schnell, sobald der Kaltleiter 18 Temperatur angenommen hat. Beim Absenken des Rahmens 12 gerät dieser auf die angenommenerweise auf einer Wassermasse befindliche ölschicht. Diese dringt durch die untere Bohrung 16 ein und erreicht den Kaltleiter 18. Dieser wird abgekühlt und damit elektrisch leitend. Die Anzeigelampe 34 leuchtet auf oder der Summer 35 ertönt. Die in diesem Augenblick an der Anzeigevorrichtung 4ό befindliche Längenmarke 44 wird im Gedächtnis festgehalten oder aufgezeichnet. Beim weiteren Absenken des Rahmens 12 leuchtet nun die Anzeigelampe 36 auf, oder der Summer 37 ertönt. Die Spitzen der Elektroden 22 sind auf die Wasseroberfläche gestoßen. Der Stromkreis durch die Anzeigelampe 36 oder den Summer 37 schließt sich. Bei Aufleuchten dieser Anzeigelampe 36 oder Ertönen des Summers 37 wird wieder festgestellt, welche Längenmarke 44 gerade über der Anzeigevorrichtung 46 steht. Der Abstand zwischen den beiden dann festgehaltenen Längenmarken 44 ist gleich der Stärke der ölschicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

!. Vorrichtung zum Feststellen einer aus einer nichtleitenden Flüssigkeit bestehenden Schicht auf Wasser und zum Ermitteln von deren Stärke, gekennzeichnet durch einen in das Wasser absenkbaren Rahmen (12), einen am Rahmen (12) befestigten Kaltleiter (18) und zwei in der gleichen Ebene nebeneinander angeordnete Elektroden (22), eine Spannungsquelle (36) für Kaltleiter (18) und Elektroden (22), Einrichtungen (34, 36) zum Anzeigen eines Stromflusses durch den Kaltleiter (18) und die Elektroden (22) und eine Einrichtung (44,46) zum genauen Anzeigen der Absenktiefe des Rahmens (12).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) an einer Meßschnur (38) aufgehängt und deren Abrollänge meßbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschnur (38) Längenmarken (44) aufweist und eine ortsfeste Anzeigevorrichtung (46) an einer Stelle entlang der Abrollstrecke der Meßschnur (38) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anzeigen des Stromflusses durch den Kaltleiter (18) und die Elektroden (22) Anzeigelampen (34, 36) aufweisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anzeigen des Stromflusses durch den Kaltleiter (18) und die Elektroden (22) Summer (35, 37) verschiedener Tonhöhe aufweisen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (18) geschützt in einem Rührstück (14) auf dem Rahmen (12) angeordnet ist und das Rohrstück (12) nahe seinem unteren und oberen Ende je eine Bohrung (16) aufweist.