DE2924048A1

DE2924048A1 - Anordnung zur ueberwachung der elektrischen leitfaehigkeit von hochreinem wasser

Info

Publication number: DE2924048A1
Application number: DE19792924048
Authority: DE
Inventors: Erich Alhaeuser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-06-15
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1980-12-18

Description

Anordnung zur Überwachung der elektrischen
Leitfähigkeit von hochreinem Wasser Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Überwachen der elektrischen Leitfähigkeit von beliebig aus einem Erzeuger oder Speicher zapfbarem hochreinen Wasser mittels einer an eine elektrische Energiequelle anschließbaren Anzeige -und/oder Betätigungseinrichtung, die von dem elektrischen StromfluB zwischen zwei mit Abstand in der Strömungsbahn des gezapften Wassers angeordneten und an eine feste Spannung anlegbaren Elektroden steuerbar ist.
Die Qualität von hochreinem Wasser kann durch verschiedene Methoden bestimmt werden. Insoweit das hochreine Wasser auf dem pharmazeutischen Gebiet verwendet wird, gibt es hierzu die Prüfvorschriften nach dem Deutschen Arzneibuch bzw. dem Europäischen Arzneibuch und ähnliche Prüfvorschriften in anderen nationalen Arzneibüchern. Dabei handelt sich im Wesentlichen um Einzeluntersuchungen auf chemischem Wegen, die beispielsweise genaue Aussagen im Bezug auf das Vorhandensein und die Menge von Schwermetallionen liefern oder die Überprüfung auf Chloridionen u.a. ermöglichen. Diese Prüfungen müssen im Wesentlichen nach der Methode der Nass-Chemie durchgeführt werden und sind sehr zeitaufwendig.
Es ist ferner allgemein bekannt, daß man die Qualität von destilliertem bzw. voll-entsalztem Wasser auch mit Hilfe der elektrischen Leitfähigkeit beurteilen kann. Dabei werden die Leitwerte des Reinwassers durch elektrische Meßinstrumente ermittelt und angezeigt. Man mißt der elektrischen Leitfähigkeit in zunehmendem Maße Bedeutung bei und weiß bei den verschiedenen Anwendern, daß beispielsweise für die Atomabsorption nur ein Reinwasser verwendbar ist, ds eine maxiamale Leitfähigkeit von o,o6µS hat. Für Arbeiten in der Elektronik-Industrie duldet man ein Wasser bis zu einer Leitfähigkeit von o,1µS, für die meisten pharmazeutischen Anwendungsbereiche kann ein Wasser mit einer Leitfähigkeit bis zu 1,opS verwendet werden. Akkumulatoren kann ein Wasser mit einer Leitfähigkeit bis zu 5µS zugemutet werden.
Die bekannten Meßeinrichtungen zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit werden bisher überwiegend mit Netzspannung von 220 V bzw., soweit vorhanden, 11o V betrieben. Dabei besteht das Problem der Sicherheit, da nach den bestehenden Vorschriften nur mit einer Spannung von maximal 18 V gemessen werden darf. Die Netzspannung muß also unter Verwendung von Sicherheitstransformatoren reduziert werden, was einen erheblichen apparativen Aufwand für die elektrische Leitfähigkeitsmessung in der Praxis mit sich bringt.
Zur Herabsetzung des apparativen Aufwandes sind auch bereits batteriebetriebene Meßgeräte eingesetzt worden. Damit die Batterien nicht unnötig beansprucht werden, ist es dabei allerdings erforderlich, die Stromversorgung nur für die Dauer der Inbetriebnahme einzuschalten und nach Beendigung der Messung wieder abzuschalten. Derartig batteriegetriebene Einrichtungen sind deshalb vollends ungeeignet für Überwachungssysteme, bei denen die elektrische Leitfähigkeit ständig zu kontrollieren ist und bei Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes Warn- oder Abschalteinrichtungen zu betätigen sind, die in der Regel einen beträchtlichen Energieverbrauch haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die elektrische Leitfähigkeitsmessung insbesondere unter dem Gesichtspunkt des Einsatzes von Batterien weiter zu verbessern und dabei energiesparend zu automatisieren.
Ausgehend von einer Anordnung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Schalteinrichtung, welche die Anzeige- und/oder Betätigungseinrichtung nur dann an die elektrische Energiequelle anschließt, wenn die Elektroden von Wasser umspült sind.
Der Erfindung liegt somit der Gedanke zugrunde, die Überwachung nur dann und nur solange vorzunehmen, wie tatsächlich das zu überwachende Reinwasser verbraucht, d.h. von dem Erzeuger oder Speicher gezapft wird, und dadurch den Energieverbrauch beträchtlich zu vermindern. Die dazu erfindungsgemäß verwendete Schalteinrichtung kann vqn verschiedenster Art sein.
In vielen Fällen eignet sich hierfür eine Schalteinrichtung, die nach einem ersten Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mechanisch vom gezapften Wasser betätigbar ist.
Auch derartig mechanisch betätigbare Schalteinrichtung lassen sich im Rahmen der Erfindung verschieden ausgestalten. So sieht ein erstes Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung einer solchen Schalteinrichtung vor, daß sie aus einem vom Wasserdruck betätigbaren Schalter besteht, wobei zweckmäßig in der Strömungsbahn des gezapften Wasser ein Stau-oder Drosselorgan zur Erzeugung des Schaltducks angeordnet ist.
Dabei ist der vom Wasserdruck betätigbare Schalter vorzugsweise ein Differenzdruckschalter.
Nach einem anderen Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung besteht die Schalteinrichtung aus einem von der Wasserströmung betätigbaren Schalter, der in diesem Fall zweckmäßig ein Quecksilberschalter ist.
Noch eine weitere Ausgestaltungsform der mechanisch vom gezapften Wasser betätigbaren Schalteinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß diese von einem vom Pegel des gezapften Wassers betätigbaren Schalter gebildet ist, wobei der Schalter zweckmäßig ein Schwimmerschalter ist.
Neben diesen mechanisch. betätigbaren Schalteinrichtungen sieht ein besonderes Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung jedoch auch vor, daß die Elektroden ständig an eine elektrische Spannung angeschlossen sind und die Schalteinrichtung elektrisch oder elektronisch von dem beim Zapfen zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Strom betätigbar ist. Die hierbei verwendete Spannung und demgemäß der sich dabei einstellende Strom können vor allem bei der Verwendung elektronischer Bauelelemente, die eine hohe Empfindlichkeit besitzen, sehr klein sein, so daß der hierbei anfallende ständige Energieverbrauch im Vergleich zu dem Verbrauch einer Meß- oder einen bestimmten Vorgang auslösenden Betätigungseinrichtung Vergleichsweise sehr gering ist. Erreicht die Leitfähigkeit dann einen für den betreffenden Anwendungsbereich kritischen Grenzwert, schaltet die Schalteinrichtung ein den Grenzwert anzeigendes Meßinstrument ein oder gibt ein optisches oder akustisches Warnsignal. Auch kann dann beispielsweise durch Abschalten eines Magnetventils der Zapfvorgang selbsttätig unterbrochen werden.
Um zu gewährleisten, daB nach Beendigung des Zapfens sobald als möglich der Stromfluß zwischen den Elektroden unterbrochen wird, sieht ein weiteres Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung vor, daß die Strömungsbahn des Wassers im Bereich der Elektroden geneigt ist und/oder eine Entlüftung vorgesehen ist, die für eine schnelle Beseitigung des Wassers aus dem Bereich der Elektroden sorgt.
In Fig.1 ist in einem Blockschaltbild die Funktion einer Ausgestaltungsform der Erfindung mit elektrisch betätigbarer Schalteinrichtung dargestellt. Das zentrale Bauteil ist dabei eine an eine Stromversorgung angeschlossene Meßelektronik, die einerseits die in einer (nicht gezeigten) Zapfleitung angeordneten Elektroden mit Spannung versorgt und andererseits von dem Stromfluß durch die Elektroden gesteuert wird.
Die Meßelektronik versorgt ferner eine Stand-by-Elektronik für einen elektronischen Schalter, der beim Zapfen über die Meßelektronik angesteuert wird und eine Anzeige wie beispielsweise ein Meßinstrument einschaltet. Anstelle eines Meßinstrumentes kann die Anzeige auch aus einer akustischen oder elektrischen Warneinrichtung bestehen, die dann über die Meßelektronik und den elektronischen Schalter betätigt wird, wenn ein bestimmter Leitfähigkeitswert von der Meßelektronik festgestellt wird.
Fig. 2 zeigt demgegenüber ein Ausführungsbeispiel für eine mechanisch vom gezapften Wasser betätigbare Schalteinrichtung.
In dieser Figur ist mit 1o ein hier horizontal liegendes Rohrstück einer Zapfleitung bezeichnet, die von einem Erzeuger für hochreines Wasser wie beispielsweise einem Ionenaustauschgerät oder einem entsprechenden Speicher für hochreines Wasser ausgeht, wobei zwischen dem Gerät bzw. dem Speicher und dem gezeigten Rohrstück ein Zapfventil angeordnet ist Das Rohrstück 10 enthält eine Blende 12 zum Aufbau eines bestimmten Wasserdrucks beim Zapfen, der über eine Membran 14 einen elektrischen Schalter 16 einschaltet, über welchen von einer Stromversorgung 18 ein Leitwertmesser 20 mit elektrischer Energie versorgbar ist.
Hinter der Blende 12 befindet sich im Rohrstück 1o eine Elektrodenanordnung 22, die in den Meßkreis des Leitwertmessers einbezogen ist und den bei fließendem Wasser zwischen den Elektroden fließenden Strom als Indiz für die Leitfähigkeit zur Anzeige im Leitwertmesser bringt.
Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zum Überwachen der elektrischen Leitfähigkeit von beliebig aus einem Erzeuger oder Speicher zapfbarem hochreinen Wasser mittels einer an eine elektrische Energiequelle anschließbaren Anzeige- und/oder Betätigungseinrichtung, die von dem elektrischen Stromfluß zwischen zwei mit Abstand in der Strömungsbahn des gezapften Wassers angeordneten und an eine feste Spannung anlegbaren Elektroden steuerbar ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Schalteinrichtung, welche die Anzeige-und/oder Betätigungseinrichtung nur dann an die elektrische Energiequelle anschließt, wenn die Elektroden von Wasser umspült sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r ch g e k e n n -z e i c h n e t , das die Schalteinrichtung mechanisch vom gezapften Wasser betätigbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Schalteinrichtung aus einem vom Wasserdruck betätigbaren Schalter besteht.
4. Anordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t ., daß in der Strömungsbahn des gezapften Wassers ein Stau- oder Drosselorgan zur Erzeugung des Schaltdrucks angeordnet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der vom Wasserdruck betätigbare Schalter ein Differenzdrucksöhalter ist.
6. Anordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Schalteinrichtung aus einem von der Wasserströmung betätigbaren Schalter besteht.
7. Anordnung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß der Schalter ein Quecksilberschalter ist.
8. Anordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Schalteinrichtung von einem vom Pegel des gezapften Wassers betätigbaren Schalter gebildet ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t , daß der Schalter ein Schwimmerschalter ist.
10. Anordnung nach Anspruch 1, « a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Elektroden ständig an eine elektrische Spannung angeschlossen sind und die Schalteinrichtung elektrische oder elektronisch von dem beim Zapfen zwischen den Elektroden fließenden elektrischen Strom betätigbar ist.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Strömungsbahn des Wassers im Bereich der Elektroden geneigt ist.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daB die Strömungsbahn des Wassers im Bereich der Elektroden entlüftbar ist.