DE2728310B2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen optischen Messen der Dichte einer Flüssigkeit, insbesondere der Dichte des Elektrolyten eines Bleiakkumulators - Google Patents

Vorrichtung zum kontinuierlichen optischen Messen der Dichte einer Flüssigkeit, insbesondere der Dichte des Elektrolyten eines Bleiakkumulators

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DE2728310B2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (DE-OS 048), Hierbei führt der an die Lichtquelle anschließende, schräg durch den lichtdurchlässigen Körper verlaufende Strahlenweg zu einem an dem lichtdurchlässigen Körper gebildeten ersten Reflektor, der das Licht zu der am unteren Ende des lichtdurchlässigen Körpers liegenden Grenzfläche hin umlenkt. Dabei trifft das Licht die Grenzfläche unter einem Einfallswinkel, der im vorgegebenen Meßbereich geringer ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion, so daß ein Teilstrom des die Grenzfläche treffenden Lichtstromes in die Flüssigkeit hineingebrochen wird. An der Grenzfläche reflektiertes Licht wird nicht ausgenutzt, sondern mittels eines in den lichtdurchlässigen Körper eingefügten, lichtundurchlässigen Teils vernichtet Der in die Flüssigkeit hineingebrochene Teillichtstrom wird von einem nach unten ragenden Fortsatz des lichtdurchlässigen Körpers aufgefangen,
ίο tritt in diesen ein und wird an einem an diesem Fortsatz gebildeten zweiten Reflektor zum Lichtempfänger hin reflektiert, wobei der zwischen dem zweiten Reflektor und dem Lichtempfänger liegende Strahlenweg den zwischen der Lichtquelle und dem ersten Reflektor liegenden Strahlenweg kreuzt
Bei der vorgenannten, bekannten Vorrichtung ändert sich bei einer Änderung der Dichte der Flüssigkeit der vom zweiten Reflektor zum Lichtempfänger hin umgelenkte Gesamtlichtstrom nur geringfügig; ein auswertbares Meßergebnis wird im wesentlichen dadurch erhalten, daß sich mit der Dichteänderung der Flüssigkeit derjenige Winkel ändert, unter dem der die Grenzfläche durchsetzende Teillichtstrom in die Flüssigkeit hineingebrochen wird, wodurch sich auch die Richtung des am zweiten Reflektor reflektierten Lichtstrahls ändert und das zum Lichtempfänger umgelenkte Lichtbündel nach Art eii.es Lichtzeigers über den Lichtempfänger hinweg wandert Durch entsprechende Ausbildung des Lichtempfängers kann dafür gesorgt werden, daß bei dieser Bewegung unterschiedlich grsße Flächen des Lichtempfängers von Licht getroffen werden, und es kann durch Vorsatz eines Graukeils vor den Lichtempfänger dafür gesorgt werden, daß bei der Bewegung des empfangenen Lichtbündels unterschiedliche Anteile des empfangenen Lichts zum optischelektrischen Wandlerelement des Lichtempfängers gelangen. In meßtechnischer Hinsicht ist dabei von Nachteil, daß innerhalb eines Teilbereichs des vorgegebenen Meßbereichs nicht die gesamte Empfangsfläche des Lichtempfängurs mit Licht beaufschlagt wird, daß die dann nicht mit Licht beaufschlagte Teilfläche des Lichtempfängers ebenso wie die mit Licht beaufschlagte Teilfläche StöreinflUssen unterliegt und daß daher das Meßergebnis stärker Störungen unler- Hegt und Toleranzen aufweist als dies bei Lichtbeauf schlagung der gesamten Empfangsfläche des Lichteinpfängers der Fall ist. In baulicher Hinsicht erfordert die Bewegung des empfangenen Lichtbündels einen Lichtempfänger mit relativ großer Empfangsfläche, um bei
so jeder Stellung des Lichtbündels zumindest einen Teil davon zu erfassen, und diese Größe sowie der ggf. vorgeschaltete Graukeil bedingen einen erhöhten Konstruktionsaufwand. Dieser Konstruktionsaufwand wird auch dadurch nachteilig beeinflußt, daß der lichtdurchlässige Körper eine Ausnehmung zur Aufnahme des lichtundurchlässigen Teils aufweisen muß, daß dieser lichtundurchlässige Teil hergestellt und montiert werden muß, daß der Fortsatz des lichtdurchlässigen Körpers, in den der in die Flüssigkeit hineingebrochene
Teillichtstrom wieder in den lichtdurchlässigen Körper
eintritt, eine besonders bearbeitete Eintrittsfläche aufweisen muß, und daß zwei Reflektoren vorhanden sind.
Es ist weiter eine Vorrichtung ähnlich der eingangs
genannten Art bekannt (DE-OS 22 47 095), wobei zwecks Messung des an der Grenzfläche reflektierten Lichtstroms der zwischen der Grenzfläche und dem einzig vorgesehenen Reflektor vorhandene Strahlen-
weg innerhalb des lichtdurchlässigen Körpers liegt. Hierbei trifft jedoch anders als bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ein Lichtstrahl die Grenzfläche nicht unter einem einzigen Einfallswinkel, sondern dieser von der Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahl divergiert, und die ebene Grenzfläche hat eine derartige Stellung, daß im Inneren des vorgegebenen Meßbereichs eine Teilfläche der Grenzfläche vollständig reflektierend wirkt, während eine andere Teilfläche nur teilreflektiert; bei Dichteänderungen der Flüssigkeit verschiebt sich die Grenze zwischen den Flächenbereichen der Totalreflexion und der Teilreflexion. Der Lichtempfänger »sieht« also auf einem Teilbereich seiner Empfangsfläche eine aufgrund der Totalreflexion relativ helle Teilfläche der Grenzfläche und auf dem restlichen Teilbereich seiner Empfangsfläche eine aufgrund der Teilreflexion relativ dunkle Teilfläche der Grenzfläche. Dichteänderungen der Flüssigkeit führen dabei zu nur einer relativ geringen Änderung des erhaltenen Meßsignals, da dieses einen starken, auf der Totalreflexion beruhenden Signalanteil aufweist, dem sich nur relativ geringe, auf der Teilreflexion beruhende Signalanteile übenagem. In baulicher Hinsicht ist dabei wiederum von Nachteil, daß der Lichtempfänger eine relativ große Empfangsfläche 2s aufweisen muß, um das Wandern der Grenze zwischen Totalreflexion und Teilreflexion erfassen zu können, und weiter sind bei der bekannten Vorrichtung Lichtempfänger und lichtquelle unter schräg zueinander und schräg zur Achse des lichtdurchlässigen Körpers verlaufenden Achsen angeordnet, was die Herstellung der Vorrichtung erschwert
Es ist weiter eine Vorrichtung ähnlich der vorstehenden Art bekannt (DE-OS 19 26 760), wobei wiederum das Wandern der Grenze zwischen Totalreflexion und Teilreflexion an einer unter unterschiedlichen Einfallswinkeln getroffenen Grenzfläche ausgewertet wird und zwecks Messung des an der Grenzfläche reflektierten Lichtstroms der zwischen der Grenzfläche und dem einzig vorgesehenen Reflektor vorhandene Strahlenweg innerhalb des lichtdurchlässigen Körpers liegt Bei dieser Vorrichtung liegt am oberen Ende des lichtdurchlässigen Körpers eine Skala, anhand der dus Wandern der genannten Grenze beobachtet werden kann, während der Lichtempfänger durch einen teildurchlässigen Spiegel hindurch mit dem an der Grenzfläche reflektierten Licht getroffen wird. Der Spiegel und die Anbringung des Lichtempfängers am unteren Ende des lichtdurchlässigen Körpers erhöhen dabei merklich den Herstellungsaufwand. Weiter ist die Grenzfläche in aufwendiger Weise gewölbt ausgebildet um die unterschiedlichen Einfallswinkel des die Grenzfläche treffenden Lichtbündels zu erzielen. Zwar kann gemäß einer ebenfalls in diesem Zusammenhang bekannten Abänderung die Grenzfläche eben ausgebildet werden, jedoch ist dann keine kontinuierliche Messung innerhalb eines vorgegebenen Meßbereichs mehr möglich, sondern es wird vom Lichtempfänger lediglich noch der Obergang von Totalreflexion zu Teilreflexion erfaßt, so daß das Über- oder Unterschreiten eines einzigen, vorgegebenen Grenzwertes der Dichte der Flüssigkeit angezeigt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art in konstruktiv einfacher Weise hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit zu e> verbessern.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 ausgebildet ist
Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergibt sich. wegen der gegenseitig parallelen Anordnung von Lichtquelle und Lichtempfänger am lichtdurchlässigen Körper zusammen mit den vollständig innerhalb des lichtdurchlässigen Körpers liegenden Strahlenwegen eine sehr einfache Gestalt des lichtempfindlichen Körpers und eine einfache Anbringung von Lichtquelle und Lichtempfänger. Weiter wird bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht das Wandern eines in die Flüssigkeit hineingebrochenen Teillichtstromes oder das Wandern der Grenze zwischen den Bereichen der Totalreflexion und der Teilreflexion auf der Grenzfläche ausgewertet sondern die Bereichsgrenze der Totalreflexion liegt im vorgegebenen Meßbereich außerhalb des beleuchteten Bereichs der Grenzfläche, in dem gesamten beleuchteten Bereich tritt eine Tdlreflexion auf, und es wird ausschließlich ausgewertet wie stark diese Teilreflexion ist, deren Grad sich mit der gemessenen Dichte der Flüssigkeit ändert Da tfsr Lichiempfänger somit mit Licht beaufschlagt wird, das ausschließlich aus einer Teilreflexion herrührt und keinen Anteil aufweist der aus einer Totalreflexion herrührt, verändert sich der empfangene Lichtstrom kontinuierlich und sehr viel stärker als bei Vorhandensein eines auf Totalreflexion beruhenden, starken Meßsignalanteils.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt
F i g. 1 eine teilweise, schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Messen der Dichte des Elektrolyten eines Bleiakkumulators,
F i g. 2 ein Diagramm mit mehreren Kurven, welche die Beziehung zwischen dem an der Grenzfläche reflektierten Lichtfluß und dem Einfallswinkel des auf die Grenzfläche fallenden Lichtstrahls sowie der Dichte eines untersuchten Elektrolyten zeigen,
I i g. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Akkumulators mit einer Vorichtung zum Messen der Dichte seines Elektrolyten gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Fig.4 eine teilweise schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform und
F i g. 5 eine der Darstellung in F i g. 1 entsprechende Ansicht einer vierten Ausführungsform.
In F i g. 1 erkennt man eine beispielsweise von einer Leuchtdiode gebildete Lichtquelle 1, die von einer nicht dargestellten Stromquelle gespeist ist Die Lichtquelle 1 ist in einem Fußteil eines transparenten Körpers 2 angeordnet Dieser besteht aus einem Glas oder einem Kunstharz wie beispielsweise Acrylharz und weist einen im wesentlichen kreisförmigen oder 1 echteckigen Querschnitt auf. Am unteren Ende des lichtdurchlässigen Körpers 2 sind eine in die zu untersuchende Flüssigkeit 3 eintauchende Grenzfläche 4 und ein Reflektor 5 gebildet Der Reflektor 5 wird beispielsweise dadurch hergestellt daß eine Schicht aus Aluminium, Silber oder Gold auf den lichtdurchlässigen Körper 2 aufgedampft wird. Ferner ist in dem Fußteil des lichtdurchlässigen Körpers 2 parallel zur Lichtquelle 1 als Lichtempfänger ein lichtempfindliches Element 6 angeordnet, das beispielsweise von einem Fototransistorgebildet ist.
Ein von der Lichtquelle 1 ausgesandter Lichtstrahl L
durchläuft den lichtdurchlässigen Körper 2 und trifft unter einem Schrägwinkel λ auf die Grenzfläche 4, wobei der Lichtstrahl L geteilt wird. Der eine Teilstrahl L\ dringt in die zu untersuchende Flüssigkeit 3 ein. Der andere Teilstrahl L2 wird an der Grenzfläche 4 sowie an dem Reflektor 5 innerhalb des lichtdurchlässigen Körpers 2 reflektiert und trifft danach auf das lichtempfindliche Element 6.
Für den Fall, daß der Wert des Einfallswinkels nahe bei 0° und damit der Wert des zu ihm komplementären Schrägwinkels <x bei 90° liegt, wird der Lichtfluß des reflektierten Teilstrahls L2 durch die folgende aus dem Reflexionsgesetz abgeleitete Formel gegeben:
L2 = K-L
Ui)
Dabei ist K eine durch den Einfallswinkel oder den Schrägwinkel * bestimmte Konstante, L der gesamte von der Lichtquelle 1 ausgesandte Lichtstrom, ι/, der Brechungsindex des lichtdurchlässigen Körpers 2 und Ui der Brechungsindex der untersuchten Flüssigkeit 3.
Im folgenden wird angenommen, daß der lichtdurchlässige Körper 2 aus einem Glas mit dem Brechungsindex 1.512 hergestellt ist. Es weiden mehrere Proben von Schwefelsäure unterschiedlicher Dichte untersucht. Dann erhält man für den Schrägwinkel λ aufgrund der Grenzwinkelberechnung folgende Werte:
Tabelle 1 Kurve
A
B C I)
28.40°
1.000
1,330
26,68°
1.100
1,351
25.29°
1.200
1.367
24,04°
1,300
1,381
Schrägwinkel, a
Dichte der
Schwefelsäure
Brechungsindex
In den Kurven A, B, Cund D sind der Einfallswinkel und damit der Schrägwinkel λ so bestimmt, daß jeweils bei einer Dichte von 1,0, 1,1, 1.2 bzw. 13 Totalreflexion auftritt.
Kurve A soll nun näher beschrieben werden. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem transparenten Körper 2 verwendet wird, dessen Grenzfläche 4 einen Schrägwinkel et von 28,4° relativ zum einfallenden Lichtstrahl L aufweist und mehrere Schwefelsäureproben unterschiedlicher Dichte untersucht werden, so ergibt sich der maximale Wert für den reflektierten Lichtstrom bei Totalreflexion, die bei einer Dichte der untersuchten Schwefelsäureprobe von 1,0 auftritt Wenn dieser Wert gleich 100% gesetzt wird, so reduziert sich der reflektierte Lichtfluß auf 25% bei einer Dichte von 1,0 und auf 10% bei einer Dichte von 1,2. Das heißt, mit dem Anwachsen der Dichte verringert sich der Lichtstrom des reflektierten Lichtes. Kurve A in F i g. 2 stellt diese Beziehung dar. Die Kurven B, Cund D sind in der gleichen Weise erhalten worden wie die Kurve A und zeigen die gleichen Beziehungen für unterschiedliche Winkelstellungen der Grenzfläche 4.
Wie die vorstehenden Erläuterungen zeigen, bietet
die Vorrichtung die Möglichkeit, die Änderung dei Konzentration einer Lösung, wie beispielsweise die Dichte von Schwefelsäure, auf einfache Weise genau zi messen, indem man eine Beziehung zwischen der Dichte der Schwefelsäure und der Menge des reflektierter Lichtes im Verhältnis zu dem gesamten von dei Lichtquelle ausgesandten Licht herstellt.
Fig.3 zeigt eine modifizierte Atisführungsform dei •Vorrichtung. Diese ist in der Darstellung der Fig.3 ir eine Blei-Säure-Batterie eingesetzt und dazu bestimmt die Dichte des Elektrolyten oder das Ausmaß dei Ladung oder Entladung der Batterie zu messen. Diese Vorrichtung soll im folgenden näher erläutert werden.
In Fig. 3 erkennt man eine Lichtquelle 7. die vor einer Leuchtdiode gebildet und in einem Teil 8 eine: lichtdurchlässigen Körpers 9 angeordnet ist. Dei Körper 9 hat die Form eines runden Stabes und ist au; Glas oder einem Kunstharz hergestellt. Der Körper 5 weisi ati -.,einem linieren, freien Riiue Mniäg /u mcimci Achse verlaufende Umfangsflächen 10, 10' sowie ar seiner Spitze eine achsnormale Fläche auf. Die Flächer 10,10' bilden Grenzflächen, und die achsnormale Fläche ist als Reflektor 11 ausgebildet. .
Der Reflektor 11 ist zu seinem Schütze mit einen Deckel 1Γ bedeckt. Im Teil 8 des transparenten Körper: 9 ist ferner als Lichtempfänger ein lichtempfindliche: Element 12 angeordnet, das von einem parallel zui Lichtquelle 7 angeordneten Fototransistor gebildet ist Lichtquelle 7 und lichtempfindliches Element 12 sine beide an einem Sockel 13 befestigt. Der Sockel 13 unc der Körper % sind in eine ringförmige Buchse U eingesetzt, die auf einem Teil iiires Außenumfangs mi einem Außengewinde 15 versehen ist. Diese Buchse U ist in eine mit einem Innengewinde 16 versehene Bohrung im Deckel 17 der Batterie eingeschraubt Hierdurch taucht der Körper 9 mit seinem unteren Ende in den Elektrolyten 18 ein, der von Schwefelsäure mii der gewünschten Dichte gebildet ist Mit 19 ist ein« Platte der Batterie bezeichnet, die zusammen mit den Elektrolyten IB in einer Akkumulatorzelle angeordnei ist; mehrere zusammen die Batterie bildende Akkumula torzellen sind in einem gemeinsamen Batteriegehäuse 20 untergebracht.
Ein von der Lichtquelle 7 erzeugter Lichtstrahl L fäll· zunächst auf die erste Grenzfläche 10 des Körpers 9 unc wird an der ersten Grenzfläche 10 in einen in der Elektrolyten 18 eintretenden Teilstrahl L\ und einer reflektierten Lichtstrahl L2 zerlegt Der Lichtstrahl L. wird von dem Reflektor 11 reflektiert und fällt auf die zweite Grenzfläche 10', an der er in einen in der Elektrolyten 18 eintretenden Lichtstrahl Li unc. einer reflektierten Lichtstrahl La geteilt wird. Der Lichtstrah L4 schließlich Mit auf das lichtempfindliche Element 12 Der empfangene Lichtfluß ändert sich dabei stark mi der Dichte des Elektrolyten 18.
Die Beziehung zwischen der Dichte der Schwefelsäu re und dem Liditfluß, wie er durch das lichtempfindliche Element 12 als elektrischer Meßstrom gemessen wird läßt sich der folgenden Tabelle entnehmen.
Tabelle 2
Dichte der 1,100 1,150 UOO 1,250 UOO
Schwefelsäure
Meßstrom 1,50 1,12 0,80 0,48 0,35
(mA)
Die Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung bei einer Blei-Säure-Batterie hut besondere Vorteile. Da mehr als eine Grenzfläche an dem lichtdurchlässigen Körper vorgesehen ist. auf die das Licht einfällt, erfolgt eine stärkere Verringerung des Lichtstromes, der das lichtempfindliche Element erreicht. Folglich können auch sehr kleine Änderungen der i ichte der Schwetelsäure leichter gemessen werden. Da die Grenzflächen gegenüber der Horizontalen geneigt verlaufen, können sich während des Gebrauchs der Batterie erzeugter Sauerstoff Lind Wasserstoff nicht als Gasblasen an den schrägen Grenzflächen absetzen. Polglich können auch keine Meßfehler dadurch auftreten, daß sich an den Grenzflächen absetzende Gasblasen das Licht zeitweise stören und dadurch zu fehlerbehafteten Meßwerten führen. Um jedoch s?anz sicherzugehen, daß sich keine Gasblasen an den Grenzflächen ansetzen, kann ggf. eine
AUrnu;PmnL» :—u— j^„ Ai.i i.,..,.—i„.» j„_
MUJLIUIlIl^KtIlI. f. « l.7t_ll\-ll U(^U ΛΛ l\ f\ U I I I U I CI H Π (>ICI llt-l I L'Ui. I eine Reinigungsvorrichtung für die Grenzflächen vorgesehen sein.
Es ist bekannt, daß eine Blei-Säure-Batterie am günstigsten entladen wird, wenn die Schwefelsäuredichte des Elektrolyten etwa 1.150 beträgt. Eine ideale Aufladung erfolgt bei einer Dichte von 1.280. Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung der Säuredichte in einer Blei-Säure-Batterie ist man also in der Lage, auf einfache Weise die Dichte der Schwefelsäure aus dem oben beschriebenen Lichtfluß und das Laden oder Entladen des Akkumulators festzi stellen.
Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform. Bei der dort gezeigten Vorrichtung ist der lichtdurchlässige Körper mit dem lichtaussendenden Element der Lichtquelle und dem lichtempfindlichen Element des Lichtempfängers jeweils durch lichtleitende Glasfasern verbunden. Dies hat den Vorteil, daß der lichtdurchlässige Körper einerseits und die genannten Elemente andererseits örtlich getrennt voneinander angeordnet sein können. Die Vorrichtung wird im folgenden beschrieben.
Ein von einem lichtaussendenden Element 21 ausgehender Lichtstrahl L gelangt durch einen aus optischen Fasern bestehenden Lichtleiter 22 in einen lichtdurchlässigen Körper 23. In diesem wird der Lichtstrahl L an einem Reflektor 24 so reflektiert, daß er auf eine Grenzfläche 25 fällt. An der Grenzfläche 25 wird der Lichtstrahl L in einen in die zu messende Lösung 26 eintretenden Teilstrahl L\ und einen in den Körper 23 reflektierten Teilstrah! L2 geteilt. Der reflektierte Teilstrahl L2 wird durch einen aus optischen Fasern bestehenden Lichtleiter 22' auf ein lichtempfindliches Element 27 geleitet. Der Lichtflulj dieses reflektierten Lichtstrahls L2 wird über einen Verstärker auf einem Anzeigegerät mittels eines Zeigers oder digital angezeigt.
Durch diese Vorrichtung kann also die Dichte des Elektrolyten sowie das Laden und Entladen der Blei-Säure-Batterie über eine gewisse Entfernung hin gemessen werden. Dadurch ergibt sich eine bessere Überwachungs- und Wartungsmöglichkeit.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung. Sie ähnelt in ihrem Aufbau der Vorrichtung gemäß Fig. I, und gleiche Teile sind daher mit den in F i g. 1 verwendeten Bezugszeichen bezeichnet. Ein von einer Lichtquelle 1 ausgehender Lichtstrahl L durchläuft einen lichtdurchlässigen Körper 2 und wird von einem Reflektor 5 am freien Ende des Körpers 2 so reflektiert, daß er auf eine Grenzfläche 4 fällt. An dieser wird der Lichtstrahl L in einen in eine zu messende
ten Lichtstrahl L2 geteilt. Der reflektierte Lichtstrahl L2 fällt auf ein lichtempfindliches Element 6.
Gegenüber der Ausführungsform in Fig. I. bei der der von der Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahl von dem Reflektor nach dem Auftreffen des Lichtstrahls auf die Grenzfläche des transparenten Körpers reflektiert wird und dann auf das lichtempfindliche Element trifft, hat die Ausführungsform gemäß F i g. 5 den Vorteil, daß die Messung noch weitgehender ohne Störung durch von außen und oben her einfallendes Licht durchgeführt werden kann.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nicht auf die oben beschriebene Anwendung zur Messung des Elektrolyten einer Blei-Säure-Batterie beschränkt. Die erfinJungsgemäße Vorrichtung kann vielmehr auch für andere Zwecke verwendet werden, wie beispielsweise zur Bestimmung der Konzentration einer wäßrigen Lösung von Ätznatron oder NaCI oder eines Petroleumdestillates oder eines Transformatorenöles.
Die Vorrichtung muß auch nicht notwendigerweise an der Blei-Säure-Batterie befestigt sein. Sie kann vielmehr so ausgebildet sein, daß ein lichtdurchlässiger und transportabler Körper von Hand in den Elektrolyten während der für die Messung benötigten Zeit eingetaucht wird.
Von dem obenerwähnten Vorteil der Lösung gemäß F i g. 5 abgesehen, kann frei gewählt werden, ob der von der Lichtquelle kommende Lichtstrahl zunächst auf einen Reflektor und dann auf die Grenzfläche oder zunächst auf die Grenzfläche und dann auf den Reflektor fallen soll.
Hierzu 3 Blatt Zeichnuneen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen optischen Messen der Dichte einer Flüssigkeit, insbesondere der Dichte des Elektrolyten eines Bleiakkumulators, in einem vorgegebenen Meßbereich, mit einem sich in die Flüssigkeit hinein erstreckenden, langgestreckten, lichtdurchlässigen Körper, einer an dessen oberem Ende vorgesehenen Lichtquelle, an die ein innerhalb des lichtdurchlässigen Körpers verlaufender erster Strahlenweg anschließt, einer in die Flüssigkeit eintauchenden, an dem lichtdurchlässigen Körper gebildeten, von der Lichtquelle beabstandeten Grenzfläche, einem an dem lichtdurchlässigen Körper gebildeten Reflektor, zwischen dem und der Grenzfläche ein zweiter Strahlenweg liegt, und einem am oberen Ende des lichtdurchlässigen Körpers vorgesehenen Lichtempfänger, der von dem mittels der Grenzfläche beeinflußten und mittels de« Reflektors umgelenkten licht über einen innerhalb des lichtdurchlässigen Körpers liegenden, dritten Strahlenweg beaufschlagt ist, wobei ein Lichtstrahl die Grenzfläche unter einem einzigen Einfallswinkel trifft, der im vorgegebenen Meßbereich geringer ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion, dadurch «gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1; 7; 21, 22) und der Lichtempfänger (6; 12; 22', 27) am lichtdurchlässigen Körper (2; 9; 23) achsparallel zueinander angeordnet sind und daß zwecks Messung des an der im Meßbereich ausschließlich teilreflektierenden Grenzfläche (4; 10; 25>,refleki:2rten Lichtstroms der zwischen der Grenzfläche (4; 10; 25) und dem einzig vorgesehenen'Reflektor (5; Jf; 24) vorhandene, zweite Strahlenweg innerhalb des lichtdurchlässigen Körpers (2; 9; 23) liegt
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Reflektor (11) am unteren Ende des lichtdurchlässigen Körpers (9) senkrecht zu dessen Achsrichtung erstreckt, daß die Grenzfläche (10) unmittelbar von der Lichtquelle (7) bestrahlt ist und daß eine weitere, im Meßbereich ausschließlich teilreflektierende Grenzfläche (10') an dem lichtdurchlässigen Körper (9) gebildet ist, die vom Reflektor (11) mit Licht beaufschlagt ist und die den Lichtempfänger (12) mit dem an ihr reflektierten Licht beaufschlagt
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (21,22) und der Lichtempfänger (22', 27) mit dem lichtdurchlässigen Körper (23) verbundene Lichtleitfasern (22, 22') umfassen.
DE2728310A 1976-10-20 1977-06-23 Vorrichtung zum kontinuierlichen optischen Messen der Dichte einer Flüssigkeit, insbesondere der Dichte des Elektrolyten eines Bleiakkumulators Expired DE2728310C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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DE2728310C3 DE2728310C3 (de) 1981-08-13

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