DE3210719A1 - Instrument for measuring the density of liquids - Google Patents

Instrument for measuring the density of liquids

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Abstract

Instruments for measuring the density of liquids or the concentration of a plurality of components of a liquid have a completely enclosed hollow glass body, which is weighted at its lower end and is provided with a scale and is known under the designation areometer, is based on Archimedes's principle and has undergone no fundamental changes since the times of Archimedes. Measurements are very laborious, and as a result densities and concentrations on the laboratory and industrial scale have been determined in the meantime by other methods. In order to modernise the measurement of densities or concentrations on the basis of Archimedes's principle, a congeneric instrument is to be extended and automated, so that accurate and largely automatic measurements are possible. To this end provision is made to arrange in the hollow glass body (4) a magnetisable body (8) oriented perpendicularly to the extension direction of the hollow glass body, at least one electromagnet (14) being arranged around a container (3), the coils of which electromagnet furthermore, as a function of the submersion of the glass tube (4), can have a current applied to them by means of an electronic unit (23). <IMAGE>

Description

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DR. INC. HANS LICHTI · DI PL.-NM G?* H ETN £ R LICHTI DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT PATENTANWÄLTEDR. INC. HANS LICHTI · DI PL.-NM G? * H ETN £ R LICHTI DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT PATENTANWÄLTE

D-7500 KARLSRUHE 41(CrOTZINCEN) ■ DURLAC HER STR. 31 (HOCHHAUS)D-7500 KARLSRUHE 41 (CrOTZINCEN) ■ DURLAC HER STR. 31 (HIGH-RISE)

TELEFON <072l> 48511TELEPHONE <072l> 48511

P 32 10 719.6 · 10. August 1982P 32 10 719.6 · August 10, 1982

Dr. Bernd Alber 6372/S LeDr. Bernd Alber 6372 / S Le

Vorrichtung zum Messen der Dichte von FlüssigkeitenDevice for measuring the density of liquids

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Dichte von Flüssigkeiten, insbesondere der Konzentration der Anteile eines Flüssigkeitsgemischs, mit einem in seinem unteren Teil beschwerten, gestreckten Hohlglaskörper, in dessen Erstreckungsrichtung eine Meßstrecke vorgesehen ist und mit einem die zu untersuchende Flüssigkeit aufnehmenden Behältnis.The invention relates to a device for measuring density of liquids, especially the concentration of the proportions of a liquid mixture, with one in its lower part weighted, elongated hollow glass body, in its direction of extension a measuring section is provided and with a container receiving the liquid to be examined.

Bekannte derartige Vorrichtungen sind in der Ausgestaltung eines Hohiglaskörpers, der an seinem unteren Ende beschwert ist und als Meßstrecke eine Skala aufweist als Aräometer bekannt. Die Messungen mit solchen Aräometern beruhen auf dem archimedischen Prinzip und ein Messen mittels Aräometern ist seit der Entdeckung des archimedischen Prinzips auch praktisch nicht mehr fortentwickelt worden. Das Messen mit bekannten Aräometern ist umständlich, aufwendig und oftmals nicht genau. Daher wird das Bestimmen von Dichten oder Konzentrationen vonKnown such devices are in the design of a hollow glass body, which is weighted at its lower end and has a scale as a measuring section known as a hydrometer. The measurements with such hydrometers are based on the Archimedean principle and a Measuring by means of hydrometers has been around since the discovery of the Archimedes Principle has not been further developed in practice. Measuring using known hydrometers is cumbersome, time-consuming and often not accurate. Hence determining densities or concentrations of

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Flüssigkeiten heute mittels andersartiger Meßprinzipien und Vorrichtungen durchgeführt.Liquids today using different measuring principles and devices carried out.

Der Erfindung liegt daher die Aμfgabe zugrunde, eine genauere Vorrichtung zum Messen der Dichte bzw. Konzentrationen von Flüssigkeiten zu schaffen, die insbesondere ein genaues, praktisches und weitgehend vollautomatisches Messen gestattet.The invention is therefore based on the task of a more precise device for measuring the density or concentration of liquids to create, in particular, an accurate, practical and largely fully automatic measuring permitted.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe zunächst dadurch gelöst, daß im Hohlglaskörper ein gestreckter, magnetisierbarer Körper mit einer senkrecht zur Achse des Hohlglaskörpers gerichteten Erstreckungskomponente angeordnet ist und daß am Umfang des Behältnisses mindestens ein Elektromagnet angeordnet ist.According to the invention, the stated object is initially achieved by that in the hollow glass body an elongated, magnetizable body with an extension component directed perpendicular to the axis of the hollow glass body is arranged and that at least one electromagnet is arranged on the circumference of the container.

Es ist zwar grundsätzlich möglich, mit dem magnetisierbaren Körper im Hohlglaskörper auszukommen, wenn dieser permanent vormagnetisiert ist; er wird sich dann, wie eine Kompaßnadel, in Nord-Süd-Richtung einstellen, soweit keine sonstigen ablenkenden Eisenteile oder Magnete vorhanden sind. Dies erfordert aber, daß die sonstigen Teile der Vorrichtung und beim Ablesen der Messung mit den Augen auch die Ausrichtung des Labor- oder Arbeitstisches derart ist, daß tatsächlich auch eine Messung an der Meßstrecke, die im allgemeinen eine einfache Skala ist, vorgenommen werden kann. Man könnte zwar von Hand einen Magneten an die Vorrichtung heranführen und so den Hohlglaskörper mit seinem magnet lsi erbaren Körper in einer gewünschten Weise ausrichten, doch ist dies mit Ungenauigkeiten und Unsicherheiten verbunden, wenn beispielsweise der von außen herangeführte Magnet zu hoch oder zu tief geführt wird. Es ist daher vorteilhafter in der dargestellten Weise am Umfang des Behältnisses mindestens einen Elektromagneten anzuordnen, der dann auch in wohl definierter Weise mit eingeschaltet und mit StromIt is in principle possible with the magnetizable body get along in the hollow glass body if it is permanently pre-magnetized is; it will then turn north-south like a compass needle set as long as there are no other distracting iron parts or Magnets are in place. However, this requires that the other parts of the device and when reading the measurement with the eyes also the Alignment of the laboratory or work table is such that actually a measurement on the measuring section, which is generally a simple one Scale is can be made. A magnet could indeed be brought up to the device by hand and so with the hollow glass body align its magnetically releasable body in a desired manner, but this is associated with inaccuracies and uncertainties, if For example, the magnet brought in from the outside is too high or too low to be led. It is therefore more advantageous in the manner shown on To arrange the scope of the container at least one electromagnet, which is then also switched on in a well-defined manner and with electricity

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beaufschlagt und wieder ausgeschaltet werden kann, wodurch unter Vermeidung von Rucken eine gleichmäßige Bewegung des Hohlglaskörpers in der im Behältnis befindlichen Flüssigkeit erzielbar ist. In bevorzugter Weiterbildung ist vorgesehen, daß zwei diametral gegenüberliegende Elektromagneten vorgesehen sind. Hierdurch wird ein divergentes Magnetfeld vermieden, das den Hohlglaskörper mit seinem in ihm befindlichen magnetisierbar en Körper unter der vom Elektromagneten erzeugten Anziehungs- oder Abstoßkraft radial im Behältnis bewegen könnte, so daß der Hohlglaskörper an die Innenwand des Behältnisses stößt und hierdurch die vorzunehmende Messung beeinträchtigt wird. AIs Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß die Spulen Eisenkerne enthalten.can be applied and switched off again, thereby avoiding by jerking a uniform movement of the hollow glass body in the liquid in the container can be achieved. In preferred Further development is provided that two diametrically opposite Electromagnets are provided. This creates a divergent magnetic field avoided that the hollow glass body with its magnetizable body located in it under the generated by the electromagnet Attraction or repulsion force could move radially in the container, so that the hollow glass body abuts the inner wall of the container and thereby the measurement to be made is impaired. As further training it can be provided that the coils contain iron cores.

Es ist nicht sinnvoll, daß die erläuterten Ausrichtspulen für den magnetisierbaren Körper in der Glasrohre schon vor dem Einbringen der Glasrohre in das Behältnis eingeschaltet sind. Es ist daher gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, daß die Spulen in Abhängigkeit vom Eintauchen der Glasröhre mittels einer elektronischen Einheit mit Strom beaufschlagbar sind.It does not make sense that the alignment coils explained for the magnetizable Body in the glass tube before the glass tube is inserted are switched on in the container. It is therefore provided according to a preferred development that the coils are dependent from immersing the glass tube by means of an electronic unit Electricity can be applied.

Bei herkömmlichen Aräometern besteht der Nachteil, daß diese beim Einführen in die zu bestimmende Flüssigkeit zu schnell eingebracht werden und daher zunächst über ihren Gleichgewichts-Schwimmzustand zu weit in die Flüssigkeit eintauchen und einen gedämpften Schwingungsprozeß ausführen, bis sie ihren stabilen Schwimmzustand erreichen. Hierbei wird dann der Außenumfang des Hohlglaskörpers in einem Bereich benetzt, der im Gleichgewichtszustand oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche liegt. Durch diese Benetzung kann ebenfalls das Meßergebnis beeinträchtigt werden. Grundsätzlich ist,bei der schon erläuterten Vorrichtung , insbesondere aber bei einer Vorrichtung, bei der ein im unteren Bereich des Hohlglaskörpers angeordnetes Gewicht aus magnet i si erbarem Material besteht, daher in bevorzugter Weiterbildung vorgesehen,In conventional hydrometers, there is the disadvantage that this at Insertion into the liquid to be determined too quickly and therefore initially immerse too far into the liquid via their equilibrium swimming state and carry out a damped oscillation process until they reach their stable swimming state. In this case, the outer circumference of the hollow glass body is then in one area wetted, which is in the equilibrium state above the liquid surface. This wetting can also affect the measurement result be affected. Basically, with the device already explained , but in particular in a device in which a weight arranged in the lower region of the hollow glass body is made of magnetizable Material consists, therefore provided in a preferred further development,

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daß symmetrisch um das Behältnis eine Vielzahl von radial ausgerichteten Elektromagneten angeordnet ist oder/ und daß koaxial um das Behältnis mindestens eine Elektrospule angeordnet ist. Durch die koaxial um das Behältnis herum angeordnete Elektro- oder Magnetspule wird dann erreicht, wenn diese Spule beim Einbringen des Hohlglaskörpers in die Flüssigkeit unter Strom steht, daß der Hohlglaskörper zunächst in einer Schwebestellung gehalten wird, die höher liegt als ihr stabiler Schwimmzustand, der durch das archimedische Prinzip bestimmt wird. Voraussetzung ist selbstverständlich, daß die Spule relativ zur Flüssigkeitsoberfläche in geeigneter Weise angeordnet ist, was der Fachmann aber nach dem Vorstehenden ohne weiteres selbst herausfinden kann. Die Spule soll also nicht zu weit unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet werden und insbesondere soll ihr Abstand zur Flüssigkeitsoberfläche nicht größer sein als die maximale Eintauchtiefe des Sc hwimm-Hohlglaskörpers bei der zu prüfenden Flüssigkeitsgattung. Der Stromdurchfluß durch die Spule kann dann nach Einbringen des Glaskörpers in das Behältnis kontinuierlich vermindert werden, wobei dann der Hohlglaskörper langsam bis zu seinem Schwimmzustand absinkt, ein zu tiefes Eintauchen mit nachträglichen gedämpften Schwingungen und einem Benetzen in nicht gewünschten Bereichen wird hierdurch vermieden. Es ist also durch diese Ausgestaltung eine bessere Benetzung zu erreichen.that a plurality of radially aligned electromagnets is arranged symmetrically around the container and / or that at least one electrocoil is arranged coaxially around the container. Due to the coaxially arranged electrical or magnetic coil is reached when this coil is energized when the hollow glass body is introduced into the liquid, that the hollow glass body is initially held in a floating position which is higher than its stable swimming state, which is caused by the Archimedean principle is determined. The prerequisite is of course that the coil is in a suitable position relative to the liquid surface Way is arranged, but what the expert can easily find out for himself after the above. So the coil is not supposed to are arranged far below the liquid surface and, in particular, their distance from the liquid surface should not be greater than the maximum immersion depth of the floating hollow glass body in the Type of liquid to be tested. The flow of current through the coil can then be continuous after the glass body has been introduced into the container be reduced, the hollow glass body then slowly sinks to its floating state, immersing too deeply with it subsequent dampened vibrations and a wetting in not This avoids the desired areas. Better wetting can therefore be achieved through this configuration.

Gleiches kann, wie gesagt, mit mehreren symmetrisch um das Behältnis angeordneten Elektromagneten erreicht werden, wobei diese radial ausgerichtet sind. In diesem Falle muß natürlich beim Einschalten dieser Elektromagneten ihr Eisen anziehender Teil nach innen zum Behältnis hingerichtet sein . Mit einer solchen Anordnung von Elektromagneten kann aber - und zwar unabhängig von ihrer Polarität soweit nur entweder die Polarität aller dieser Elektromagnete relativ zur Mittelachse des BehältnissesAs I said, the same can be done with several symmetrically around the container arranged electromagnets can be achieved, these are aligned radially. In this case, of course, this must be switched on when switching on Electromagnets their iron-attracting part inside to the container be executed. With such an arrangement of electromagnets can but - regardless of their polarity, only either the polarity of all these electromagnets relative to the central axis of the container

M ""Λ:..:Ύ"-: -::-^2:1 0719 M "" Λ: ..: Ύ "- : - :: - ^ 2: 1 0719

hingerichtet gleich ist - erreicht werden, daß der Hohlglaskörper in der Mitte des Behältnisses zentriert wird, wobei ein Berühren der Seitenwände des Behältnisses mit hierdurch bedingten Meßungenau igkeiten zusätzlich verhindert wird.executed is the same - achieved that the hollow glass body in the center of the container is centered, touching the side walls of the container with inaccuracies caused by this is additionally prevented.

'Jm die Spulen kontinuierlich ausschalten zu können, kann in bevorzugter Ausgestaltung beispielsweise ein Potentiometer vorgesehen sein. Es ist nun nicht sehr sinnvoll bevor überhaupt eine Messung durchgeführt und hierzu der Hohlglaskörper in das Behältnis eingetaucht wird, die Spulen erregt zu halten. Es ist daher in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß die Spulen mittels einer elektronischen Einheit direkt nach dem Eintauchen des G lashohl körpers auf ihre maximale Stärke einschaltbar sind. Es ist wichtig, daß sogleich nach dem Beginn des Eintauchens des Hohlglaskörpers in die Flüssigkeit die Spulen ihren Maximalwert haben, so daß sie mit maximaler Kraft den Hohlglaskörper in Schwebe halten und ihn dann danach beim langsamen Herunter fahren des Stromes auch langsam absenken können.To be able to switch off the coils continuously, in In a preferred embodiment, for example, a potentiometer can be provided. Well, it doesn't make very good sense before even one Measurement carried out and for this purpose the hollow glass body in the container is immersed to keep the coils energized. It is therefore provided in a further preferred embodiment that the coils by means of an electronic unit immediately after immersion of the hollow glass body can be switched to their maximum strength. It It is important that the coils have their maximum value as soon as the hollow glass body begins to be immersed in the liquid, so that they hold the hollow glass body in suspension with maximum force and then you can then slowly lower it by slowly turning down the current.

Während die vorstehenden Merkmale im wesentlichen die Genauigkeit einer mit einer gattungsgemäßen und erfindungsgemäßen Vorrichtung durchzuführenden Messung erhöhen, wobei das Ablesen grundsätzlich noch von Augen erfolgen kann, soweit eine übliche Skala als Meßstrecke vorgesehen ist, ist gemäß einer äußerst bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß neben dem Behältnis eine Strahlungsquelle und ein Strahlungsempfänger angeordnet sind, wobei der Strahlungsempfänger in dem, von der Strahlungsquelle zur Meßstrecke und durch diese bestimmten Lichtweg eines Lichtstrahls liegt, wobei die Strahlungsquelle insbesondere eine Lichtquelle und dann vorzugsweise ein Laser und der Strahlungsempfänger ein Lichtempfänger, beispielsweise in FormWhile the above features essentially the accuracy of a device of the generic type and according to the invention increase the measurement to be carried out, taking the reading as a matter of principle can still be done visually, as far as a conventional scale is provided as a measuring section, is provided according to an extremely preferred embodiment, that a radiation source and a radiation receiver are arranged next to the container, the radiation receiver in which, from the radiation source to the measuring section and through this certain light path of a light beam lies, the radiation source in particular a light source and then preferably a laser and the radiation receiver is a light receiver, for example in the form

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einer Fotodiode oder einer Reihe von Fotodioden ist. Es ist selbstverständlich, daß, soweit notwendig, noch geeignete Abbildungsoptiken vorgesehen sein können. Grundsätzlich kann, soweit die Meßstrecke im Hohlglaskörper eine herkömmliche Skala ist, eine Projektion dieser Skala auf einen Schirm od. dgl. - auch nach Vergrößerung - vorgenommen werden. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird der große Vorteil einer hohen Genauigkeit und gleichzeitig eines großen Meßbereichs bei wenigen handhabbaren Aräometern erreicht, während bisher für den häufigsten Dichtebereich eine Vielzahl von Meßröhren erforderlich war. Um aber eine automatische Ablesung des Meßergebnisses sowie Weiterverarbeitung und Registrierung zu gewährleisten, ist gemäß einer ersten weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß eine binär kodierte Meßstrecke vorhanden ist, die vorzugsweise dadurch ausgestaltet ist, daß die Meßstrecke aus einer Vielzahl von in ihrer Erstreckungsrichtung angeordneten, unterschiedlichen Reihen von Binärpunktelementen besteht. Hierdurch ist ein diskretes Ablesen möglich, wobei ein Fehler durch Verschmutzungen des Glasgefäßes od. dgl- aufgrund der digitalen Kodierung der jeweiligen Einsinktiefe des Hohlglaskörpers praktisch ausgeschlossen ist.a photodiode or a series of photodiodes. It goes without saying that, if necessary, suitable imaging optics can be provided. In principle, if the measuring section in the hollow glass body is a conventional scale, it can be projected Scale on a screen or the like - can be made - even after enlargement. This configuration according to the invention is the great advantage of a high accuracy and at the same time a large measuring range with a few manageable hydrometers achieved, while up to now a large number of measuring tubes for the most common density range was required. But to an automatic reading of the measurement result and to ensure further processing and registration is provided according to a first further preferred embodiment that a binary coded measuring section is present, which is preferably designed in that the measuring section consists of a plurality of in its direction of extension arranged, different rows of binary point elements consists. This enables discrete reading, with an error due to soiling of the glass vessel or the like the digital coding of the respective sinking depth of the hollow glass body is practically impossible.

Eine analoge, kontinuierliche Ablesung ist dadurch möglich, daß die Meßstrecke analog ausgebildet ist und in ihrer Erstreckungsrichtung kontinuierlich jeweils weniger oder mehr Licht hindurchläßt oder aber reflektiert. So kann in konkreter konstruktiver Ausgestaltung des vorgenannten analogen Prinzips vorgesehen sein, daß die Meßstrecke ein sich über ihre Länge hin kontinuierlich verbreiterndes undurchlässiges Dreieck aufweist, wobei entweder das Dreieck geschwärzt ist und einen benachbarten durchsieht igen Bereich aufweist oder aber daß das Dreieck verspiegelt ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß die Meßstrecke aus einem Kern mit sich in Erstreckungsrichtung änderndem Durchlaßvermögen für die Strahlung der Strahlungsquelle besteht, wobei wiederum entweder das unterschiedliche Durchlaßver-An analog, continuous reading is possible because the Measurement section is designed analogously and continuously lets through less or more light in its direction of extension or else reflected. So can in a concrete constructive embodiment of the above analogous principle that the measuring section is an impermeable one that continuously widens over its length Has triangle, with either the triangle being blackened and has an adjacent see-through area or else that the triangle is mirrored. However, it can also be provided that the measuring section consists of a core with a changing direction in the direction of extension There is a permeability for the radiation of the radiation source, whereby again either the different permeability

mögen durch einen in der Meßstrecke angeordneten Graukeil bedingt ist oder aber ein in der Meßstrecke befindliche Körper entlang "der Meßstecke unterschiedliches Absorptionsvermögen, also eine unterschiedliche optische Dichte aufweist. Durch die vorgenannten Ausgestaltungen wird eine automatische Registrierung des Meßergebnisses möglich. Dieses kann dann in vielfältiger Weise weiter verwendet werden und wird vorteilhafterweise zunächst über eine elektronische Einheit verarbeitet und sodann entweder digital oder analog angezeigt oder in einem Drucker ausgedruckt. Es sind also vorteilhafterweise bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Digital- oder Analoganzeigen oder/ und Drucker vorhanden.may be due to a gray wedge arranged in the measuring section or a body located in the measuring section along "the measuring section different absorption capacity, so a different one has optical density. Automatic registration of the measurement result is made possible by the aforementioned configurations. This can then be used further in a variety of ways and is advantageously first processed via an electronic unit and then displayed either digitally or analogue or in a printer printed out. There are therefore advantageous in the inventive Device digital or analog displays and / or printer available.

Die Messung der Dichte einer Flüssigkeit bzw. der Konzentrationen der Komponenten eines Flüssigkeitsgemischs ist temperaturabhängig, da die Dichten der Flüssigkeiten sich mit der Temperatur verändern und insbesondere bei mehreren Flüssigkeiten unterschiedlich verändern. Herkömmlicherweise muß man daher dafür sorgen, daß eine feste stabile Temperatur, die üblicherweise 20 C beträgt und als Normtemperatur bezeichnet werden soll, eingehalten wird. Um dies auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu gewährleisten, ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, daß zunächst im Behältnis ein Temperaturfühler angeordnet ist. In weiterer Ausgestaltung ist dann vorgesehen, daß mit dem Temperaturfühler eine Heizeinrichtung und/oder eine Kühleinrichtung mit Kühleinheit und Kühlschlangen im Behältnis angeordnet sind. Die Heizeinrichtung und die Kühl einheit sind dann vom Temperaturfühler steuerbar, so daß die gewünschte Temperatur, also eine Normtemperatur, aufrecht erhalten werden kann. In spezieller Ausgestaltung kann dabei die Heizeinrichtung und der Temperaturfühler als ein Teil, nämlich in Formeines PTC-Heizelements ausgebildet sein, da s sich bei einer vorgegebenen Temperatur selbst stabilisert und insbesondere die Temperatur vorsichtig anfährt. Eine solche Heizeinrichtung enthält ein sogenanntes PTC-Heizelement, also ein Heizelement mit positivenThe measurement of the density of a liquid or the concentrations of the Components of a liquid mixture is temperature dependent because the densities of the liquids change with the temperature and, in particular, change differently in the case of several liquids. Conventionally, one must therefore ensure that a fixed stable temperature, which is usually 20 C and should be referred to as the standard temperature, is maintained. To do this too To ensure the device according to the invention, it is provided in a preferred embodiment that first a temperature sensor in the container is arranged. In a further embodiment it is then provided that with the temperature sensor, a heating device and / or a cooling device with a cooling unit and cooling coils are arranged in the container are. The heating device and the cooling unit are then from the temperature sensor controllable so that the desired temperature, ie a standard temperature, can be maintained. In a special design the heating device and the temperature sensor can be as one part, namely be designed in the form of a PTC heating element, since s stabilizes itself at a given temperature and, in particular, approaches the temperature carefully. Includes such a heater a so-called PTC heating element, i.e. a heating element with positive

Temperaturkoeffizienten und besteht im allgemeinen aus Bärimtitanat od.dgl.- Die erfindungsgemäß bevorzugte Ausgestaltung mit Temperaturfühler entweder mit den vorgenannten Heiz- und Kühleinrichtungen oder ohne diese kann in bevorzugter Weise auch dadurch weitergebildet sein, daß das vom Strahlungsempfänger empfangene Meßsignal unter Berücksichtigung der durch den Temperaturfühler gemessenen aktuellen Temperatur mittels einer elektronischen Einheit auf eine Normtemperatur umrechenbar bzw. normierbar ist. Bei dieser Ausgestaltung ist ansich eine Heiz- oder Kühleinrichtung nicht notwendig, da der sich ergebende Dichte- bzw. Konzentrationswert automatisch durch die elektronische Einheit relativ zur vom Temperaturfühler gemessenen Temperatur korrigiert und dann als auf eine Normtemperatur reduzierter Wert ausgegeben wird. Diese Einrichtung kann aber auch zusammen mit der Heiz- oder/und Kühleinrichtung vorteilhaft sein, da durch diese Einrichtung zunächst eine grobe Temperatureinstellung der Flüssigkeit erreicht wird und dann verbleibende geringe Differenzen noch exakt durch die elektronische Einheit ausgeglichen werden können.Temperature coefficient and generally consists of bear titanate or the like.- The preferred embodiment according to the invention with Temperature sensor either with the aforementioned heating and cooling devices or without this, it can also be developed in a preferred manner that the received from the radiation receiver Measurement signal taking into account the current temperature measured by the temperature sensor by means of an electronic Unit can be converted or standardized to a standard temperature. In this embodiment there is a heating or cooling device per se not necessary, as the resulting density or concentration value is automatically generated by the electronic unit relative to the temperature sensor measured temperature and then corrected as to a standard temperature reduced value is output. However, this device can also be advantageous together with the heating and / or cooling device be because this device initially a rough temperature setting of the liquid is achieved and then the remaining low Differences are still exactly balanced by the electronic unit can be.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:Further advantages and features of the invention emerge from the claims and from the following description, in the preferred one Embodiments of the device according to the invention are explained in detail with reference to the drawing. Included shows:

Figur 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsFigure 1 shows a first embodiment of the fiction

gemäßen Vorrichtung zum Messen der Dichte von Flüssigkeiten in schematischer Darstellung;according to the device for measuring the density of liquids in a schematic representation;

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32-i07-13.: 32-i07-13. :

Figur 2 eine Sicht in Richtung des Pfeiles il derFigure 2 is a view in the direction of the arrow il

Figur 1 auf eine Meßstrecke; undFigure 1 on a measuring section; and

Figur 3 eine Teilansicht einer anderen bevorzugtenFigure 3 is a partial view of another preferred one

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Sicht entlang des Schnittes Ill-Ill derRgur 1.Embodiment of the device according to the invention in a view along the Section Ill-Ill derRgur 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Messen der Dichte von Flüssigkeiten und damit auch zur Konzentrationsbestimmung von Flüssigkeiten, wie beispielsweise des Alkoholgehaltes eines alkoholischen Getränks, wie Wein, weist ein die Flüssigkeit 2 aufnehmendes Behältnis 3 auf. Weiterhin gehört zur erfindungsgemäßen Vorrichtung eine in ihrem unteren Teil beschwerte, allseitig geschlossene Glasrohre 4, aiso ein sogenanntes Aräometer, die bzw. das in der Flüssigkeit 2 schwimmt und um so tiefer in diese eintaucht, je geringer die Dichte der Flüssigkeit ist. Das im unteren Teil der Glasröhre 4 befindliche beschwerende Gewicht 6 besteht vorzugsweise aus einem magnetisierbaren Stoff, wis Eisen und ist im unteren Teil der Glasrohre 4 weitgehend isotrop verteilt. Im oberen Teil der Glasrohre 4 ist eine Meßstrecke 7 angeordnet, die bei herkömmlichen Aräometern als Meßskala ausgebildet ist, bei der dargestellten erfindungsgemäßen Ausführung aber in einer weiter unten beschriebenen Weise ausgestaltet ist. Weiterhin ist in der Glasrohre 4 in einer Ebene senkrecht zur durch den Pfeil A-A angedeuteten Achse der Vorrichtung und der Glasröhre 4 ein magnetisierbarer gerichteter Kern 8 vorgesehen. Das Aräometer bzw. die Glasröhre 4 können in ihrem unteren Teil einelftermometerskala aufweisen, wie dies ansich bekannt ist, da die momentane Dichte einer Flüssigkeit von ihrer Temperatur abhängt und daher entweder von einer Normtemperatur auszugehen ist oder aber auf eine solche umzurechnen ist. Bei der dargestellten erfindungsgemäßenThe device 1 according to the invention for measuring the density of liquids and thus also for determining the concentration of Liquids, such as the alcohol content of an alcoholic one A beverage, such as wine, has a container 3 that holds the liquid 2. The device according to the invention also includes one in its lower part weighed down, glass tubes 4 closed on all sides, aiso a So-called hydrometer, which floats in the liquid 2 and dips deeper into it, the lower the density of the liquid. The weighing weight 6 located in the lower part of the glass tube 4 consists preferably of a magnetizable material, wis iron and is largely isotropically distributed in the lower part of the glass tubes 4. in the the upper part of the glass tubes 4 is a measuring section 7, which at conventional hydrometers is designed as a measuring scale in the illustrated embodiment according to the invention is designed in a manner described below. Furthermore, in the glass tube 4 in a plane perpendicular to the axis of the device and the glass tube 4 indicated by the arrow A-A, a magnetizable directed core 8 provided. The hydrometer or the glass tube 4 can in its lower Part of a meter scale, as is known per se, there the instantaneous density of a liquid depends on its temperature and therefore either a standard temperature can be assumed or it is based on such is to be converted. In the illustrated invention

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Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestimmen der Dichte einer Flüssigkeit ist kein Thermometer in der Glasrohre 4 erforderlich, da hierzu andere, weiter unten beschriebene Vorrichtungen getroffen werden.Embodiment of a device for determining the density of a liquid, no thermometer is required in the glass tube 4, since for this purpose other devices described below are made.

Um das Behältnis 3 ist in einem Bereich unterhalb eines vorgegebenen Flüssigkeitspegels 9 beim in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Spule 11 vorgesehen, die an eine Stromquelle 12 angeschlossen und deren Strom mittels eines Potentiometers 13 regelbar ist. Weiterhin sind auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Behältnisses 3 inener senkrecht zur Achse A liegenden Ebene zwei Magnetspulen 14 angeordnet, die aufeinander ausgerichtet sind. Die Magnetspulen 14 können jeweils einen Eisenkern aufweisen. Die Magnetspulen 14 sind an Stromquellen 16 angeschlossen und mittels Schaltern 17 einschaltbar. Dabei sind vorzugsweise entweder die Schalter 17 gemeinsam betätigbar oder aber die Spulen 14 sind an einer gemeinsamen Stromquelle 16 angeschlossen, wobei aber darauf zu achten ist, daß ihre Polarität gleich gerichtet ist, daß also ein Nordpol der einen Spule einen Südpol der anderen Spule entgegensteht, die Spulen 14 also mit verschiedenen Polaritäten zum Behältnis 3 und damit zur Glasrohre 4 und auch zum magnetisierbaren Kern 8 gerichtet sind.To the container 3 is in an area below a predetermined Liquid level 9 in the embodiment of the device according to the invention shown in Figure 1, a coil 11 is provided, which is connected to a current source 12 and whose current can be regulated by means of a potentiometer 13. Furthermore are on two opposite Sides of the container 3 inside perpendicular to the A axis lying level two magnet coils 14 are arranged, which are aligned with one another. The magnet coils 14 can each have an iron core exhibit. The magnetic coils 14 are connected to current sources 16 and can be switched on by means of switches 17. Here are preferred either the switches 17 can be operated together or the coils 14 are connected to a common power source 16, but care must be taken that their polarity is the same, i.e. that a north pole of one coil is a south pole of the other coil opposed, the coils 14 so with different polarities to the container 3 and thus to the glass tubes 4 and also to the magnetizable Core 8 are directed.

In einer der Flüssigkeitsmarke bzw. dem Flüssigkeitspegel 9 entsprechenden Ebene ist einerseits eine Strahlungsquelle 18, wie eine Lichtquelle und insbesondere ein Laser, und andererseits ein Strahlungsempfänger 19 , wie ein Detektor oder eine Detektormatrix derart angeordnet, daß Licht von der Strahlungsquelle 18 nach Reflektion im Bereich der Meßstrecke 7 oder - wie im vorliegenden Ausführungs-In one of the liquid mark or the liquid level 9 corresponding The plane is on the one hand a radiation source 18, such as a light source and in particular a laser, and on the other hand a radiation receiver 19, like a detector or a detector matrix arranged in such a way that light from the radiation source 18 after reflection in the Area of the measuring section 7 or - as in the present embodiment-

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J^ IU/ I CiJ ^ IU / I Ci

beispiel - nach Hindurchtreten durch die Meßstrecke 7 in den Strahlungsempfänger 19 fällt. Lichtquelle und/oder Detektor sind dabei in vertikaler Richtung beweglich. Zwischen Strahlungsquelle 18 einerseits und Meßstrecke 7 andererseits sowie Meßstrecke 7 einerseits und Strahlungsempfänger 19 andererseits können noch optische Abbildungselemente vorgesehen sein, die den von der Strahlungsquelle 18 ausgesandten Strahl in geeigneter Weise abbilden, beispielsweise parallelisieren, in einer Vorzugsrichtung senkrecht zur Strahl richtung aufprägen od. dgl. Diese optischen Abbildungselemente sind der besseren Übersicht wegen fortgelassen worden. Aufgrund der Kapillarwirkung der zu bestimmenden Flüssigkeit gibt es sozusagen zwei Ablesepunkte, einmal in der Ebene der Flüssigkeitsoberfläche und einmal der obere Abreißpunkt der an der Glasrohre durch die Oberflächenspannung aufsteigende Flüssigkeit, an der diese also weitgehend tangential an der Glasröhre anliegt.example - after passing through the measuring section 7 in the radiation receiver 19 falls. The light source and / or detector can be moved in the vertical direction. Between the radiation source 18 on the one hand and measuring section 7 on the other hand and measuring section 7 on the one hand and radiation receiver 19 on the other hand can also have optical imaging elements be provided, which image the beam emitted by the radiation source 18 in a suitable manner, for example parallelize, in a preferred direction perpendicular to the beam direction imprint od. The like. These optical imaging elements are the better Overview has been omitted. Due to the capillary effect of the liquid to be determined, there are, so to speak, two reading points, once in the plane of the liquid surface and once the upper tear-off point of the glass tube due to surface tension rising liquid, which is largely tangential to the glass tube.

Die Meßstrecke 7 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die aus der Figur 2 ersichtliche Ausgestaltung auf. In Richtung der Achse A-A ist die Meßstrecke 7 kontinuierlich breiter geschwärzt, so daß ein schmales, im wesentlichen in Richtung der Achse A gestrecktes geschwärztes Dreieck 21 entsteht. Durch den geschwärzten Teil der Meßstrecke 7 tritt kein Licht hindurch, sondern nur neben den daneben verbliebenen, sich ebenfalls entlang der Achse A kontinuierlich verändernden freien Teil 22. Hierdurch wird erreicht, daß von der Strahlungsquelle 18 auf den Strahlungsempfänger 19 je nach Eintauchtiefe des Glaskörpers 4 eine unterschiedliche Lichtmenge fällt.The measuring section 7 has in the illustrated embodiment from the figure 2 apparent configuration. In the direction of the axis A-A, the measuring section 7 is blackened continuously wider, so that a narrow one which is essentially stretched in the direction of the axis A blackened triangle 21 is created. No light passes through the blackened part of the measuring section 7, but only next to the one next to it remained, also along the axis A continuously changing free part 22. This achieves that of the radiation source 18 a different amount of light falls on the radiation receiver 19 depending on the immersion depth of the glass body 4.

Statt einer kontinuierlichen Meßstrecke, wie sie beim dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, können auch eine digitale Meßskala vorgesehen sein, die beispielsweise sich in Richtung der Achse A verändernde Binärzahlen aufweist, die in einer Reihe senkrecht zur Achse A jeweils angeordnet sind und von einer eben solchen Detektor-Instead of a continuous measuring section, as shown in the Embodiment is provided, a digital measuring scale can be provided, for example, in the direction of the A axis has changing binary numbers, which are arranged in a row perpendicular to the axis A and are of such a detector

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- --:- * ; :. . . - ;.. .... reihe empfangen werden. Im einfachsten Falle kann eine herkömmliche Meßskala mit vorgegebenen Wertangaben vorgesehen sein, die lediglich auf einen Schirm projiziert wird, so daß keine elektrische Verarbeitungsanordnung erforderlich ist. - -: - *; :. . . -; .. .... series are received. In the simplest case, a conventional measuring scale with predetermined values can be provided, which is only projected onto a screen, so that no electrical processing arrangement is required.

Eine weitere kontinuierliche Meßstrecke kann derart aussehen, daß die Transmissivität des oberen Teils der Glasrohre 4 sich entlang der Achse A-A kontinuierlich ändert, in dem entweder im Lichtstrahl ein seine Dicke in Richtung des Lichtstrahls kontinuierlich ändernder Graukeil vorgesehen ist, oder aber ein Körper mit über die Höhe bzw. in Richtung der Achse A kontinuierlich sich änderndem Absorptionskoeffizienten im Glasrohr 4 angeordnet ist. Another continuous measuring section can be designed in such a way that the transmissivity of the upper part of the glass tubes 4 is along the axis A-A changes continuously, in which either in the light beam a gray wedge that continuously changes its thickness in the direction of the light beam is provided, or a body with over the height or is arranged in the direction of the axis A continuously changing absorption coefficient in the glass tube 4.

Das vom Strahlungsempfänger 19 aufgefangene Signal kann in einer Elektronikeinheit 23 verarbeitet, wie digital- analog umgewandelt, verstärkt und dergleichen, werden und wird über analoge Anzeigeinstrumente 24 oder Digitalanzeigen 26 angezeigt oder aber mittels eines Druckers 27 ausgedruckt. Es sind selbstverständlich auch andere Speichermöglichkeiten für die Meßergebnisse denkbar.The signal captured by the radiation receiver 19 can be processed in an electronic unit 23, such as digital-analog converted, amplified and the like, are and is displayed via analog display instruments 24 or digital displays 26 or by means of a printer 27 is printed out. Of course, other storage options for the measurement results are also conceivable.

Zur Messung der Temperatur der Flüssigkeit 2 ist ein Temperaturfühler 28 im inneren des Behältnisses 3 angeordnet. Der Temperaturfühler 28 steuert über die Elektronikeinheit 23 eine Heizung 29, so daß für die Flüssigkeit 2 im Behältnis 3 die gewünschte Temperatur aufrecht erhalten wird. Es ist weiterhin eine Kühleinheit 31, beispielsweise eine Absorptionswärmepumpe, vorgesehen, mittels der über Kühlschlangen 32 die Temperatur der Flüssigkeit 2 reduziert werden kann. Die Kühleinheit 31 wird dabei wiederum vom Temperaturfühler 28 über die Elektronikeinheit 23 gesteuert. In einer einfachen Ausführungsform kann auch der Temperaturfühler zusammen mit dem Heizelement 29 als PTC-Element ausgebildet sein, das sich selbstständig stabilisert. Bevorzugterweise wird dann eine Stabilisierung bei einer Temperatur von 200C angestrebt.To measure the temperature of the liquid 2, a temperature sensor 28 is arranged in the interior of the container 3. The temperature sensor 28 controls a heater 29 via the electronic unit 23 so that the desired temperature for the liquid 2 in the container 3 is maintained. A cooling unit 31, for example an absorption heat pump, is also provided, by means of which the temperature of the liquid 2 can be reduced via cooling coils 32. The cooling unit 31 is in turn controlled by the temperature sensor 28 via the electronics unit 23. In a simple embodiment, the temperature sensor can also be designed together with the heating element 29 as a PTC element that stabilizes itself. Stabilization at a temperature of 20 ° C. is then preferred.

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JiIU/JiIU /

Der Temperaturfühler 28 ist darüberhinaus über die Elektronikeinheit ebenfalls mit einer analogen Anzeige 33, einer digitalen Anzeige 34 oder aber dem Drucker 27 verbunden, so daß ebenfalls die Temperatur angezeigt bzw. ausgedruckt wird. Im übrigen kann die Elektronikeinheit 23 einen Rechner beinhalten, der bei beliebiger Temperatur der Flüssigkeit das dann vom Strahlungsempfänger 19 erhaltene Meßergebnis in Abhängigkeit von der aktuellen, mit dem Temperaturfühler gemessenen Temperatur 28 auf eine Normtemperatur, beispielsweise 20 C umrechnet. In ι
richtungen entfallen.
The temperature sensor 28 is also connected via the electronic unit to an analog display 33, a digital display 34 or the printer 27, so that the temperature is also displayed or printed out. In addition, the electronic unit 23 can contain a computer which, at any temperature of the liquid, converts the measurement result then obtained from the radiation receiver 19 to a standard temperature, for example 20 C, depending on the current temperature 28 measured with the temperature sensor. In ι
directions are omitted.

20 C umrechnet. In diesem Falle können Heizungen bzw. Kühlein-20 C converted. In this case, heaters or cooling units can

Schließlich kann die Elektronikeinheit 23 das Potentiometer 13 für die Magnetspule 11 steuern, beispielsweise in Abhängigkeit vom vollständigen Unterbrechen der von der Strahl ungsquelle 18 ausgesandten Strahlung durch das Gewicht 6. Hierzu ist eine Steuerleitung 36 vorgesehen. In gleicher Weise kann durch die Elektronikeinheit nach wieder erfolgtem Ausschalten der Spule 11 ein Einschalten der Spulen 14 über die Schalter 17 erfolgen. Die hierzu notwendigen S teuer leitungen sind der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Durch die Elektronikeinheit 23 können auch weitere Einflußparameter kompensiert werden.Finally, the electronics unit 23 can use the potentiometer 13 for control the magnetic coil 11, for example as a function of the complete interruption of the radiation source 18 emitted by the radiation Radiation through the weight 6. A control line 36 is provided for this purpose. In the same way, the electronics unit after the coil 11 has been switched off again, the coils 14 are switched on via the switch 17. The necessary Expensive lines are not shown for the sake of clarity. Further influencing parameters can also be compensated for by the electronic unit 23.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet dabei folgendermaßen:The device according to the invention works as follows:

Zum Messen der Dichte der Flüssigkeit 2 bzw. der Konzentrationen ihrer Komponenten wird diese zunächst in das Behältnis 3 bis zur Flüssigkeitsmarke 9 eingefüllt. Anschließend wird die Glasröhre 4 in die Flüssigkeit eingesenkt. Beim Unterbrechen der von der Strahlungsquelle 18 zum Strahlungsempfänger 19 ausgesandten Strahlung S wird unverzüglich über die Elektronikeinheit 23, das Potentiometer die Magnetspule 11 mit ihrem maximalen Strom beaufschlagt. Hierdurch wird die Glasröhre 4 derart in Schwebe gehalten, daß das magnetisierbare Gewicht 6 etwa axial in der Mitte der Spule 11 gehalten wird, wobei diese Stellung oberhalb der durch das archimedische Prinzip bestimmtenTo measure the density of the liquid 2 or the concentrations of its components, this is first in the container 3 up to Liquid mark 9 filled. The glass tube 4 is then sunk into the liquid. When interrupting the from the radiation source 18 to the radiation receiver 19 emitted radiation S is immediately via the electronics unit 23, the potentiometer the solenoid 11 has its maximum current applied to it. Through this the glass tube 4 is held in suspension so that the magnetizable Weight 6 is held approximately axially in the center of the coil 11, wherein this position above that determined by the Archimedean principle

ZOZO

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Stellung der Glasröhre 4 in der Flüssigkeit 2 liegt. Anschließend wird langsam kontinuierlich über das Potentiometer 13 der Stromfluß in der Spule 11 und damit das durch die Spule 11 erzeugte Magnetfeld bis auf Null reduziert. Eine gewisse Restmagnetisierung kann ggfls. durch eine Gegenstrombeaufschlagung der Spule 11 (nicht dargestellt) kompensiert werden. Durch dieses Vorgehen wird erreicht, daß die Glasröhre 4 sich vorsichtig und langsam bis zu ihrem durch das archimedische Prinzip bestimmten Einsenkwert in die Flüssigkeit einsenkt. Es wird vermieden, daß durch ein zu tiefes Eintauchen, was beim Hereinfallenlassen der Glasröhre 4 in die Flüssigkeit 2 auftreten könnte, eine Benetzung oberhalb des durch das archimedischen Prinzips bestimmten Wert der Meßstrecke 7 erfolgt, wodurch das Meßergebnis beeinträchtigt werden könnte. Nach vollständigem Ausschalten der Spule 11 wird sodann, entweder von Hand oder durch die Elektronikeinheit 23 gesteuert der Schalter 17 geschlossen und damit ein gerichtetes Magnetfeld zwischen den Magneten 14 ausgeübt. Hierdurch wird der magnetisierbare Kern 8 derart ausgerichtet, daß die Meßstrecke 7 in geeigneter Weise zu der Strahlungsquelle 18 und dem Strahlungsempfänger 19 steht. Nach Ausrichten des Kerns 8 und damit der Glasröhre 4 sowie der Meßstrecke 7 wird der durch die Meßstrecke 7 gegebene Wert vom Strahlungsempfänger 19 detektiert und über die Elektronikeinheit 23 auf den Anzeigen 24, 26 angezeigt oder dem Drucker 27 ausgedruckt. Hierbei kann, wie schon erwähnt, eine Normierung im Hinblick auf die durch den Fühler 28 gemessene Temperatur durch die Elektronikeinheit erfolgen.Position of the glass tube 4 in the liquid 2 lies. The current flow is then slowly and continuously via the potentiometer 13 in the coil 11 and thus the magnetic field generated by the coil 11 is reduced to zero. Some residual magnetization can if necessary. by applying a countercurrent to the coil 11 (not shown) are compensated. This procedure ensures that the glass tube 4 is carefully and slowly up to its through the Archimedes' principle lowers a certain sinking value into the liquid. It is avoided that by immersing too deeply what occur when the glass tube 4 is dropped into the liquid 2 could, a wetting takes place above the value of the measuring section 7 determined by the Archimedes' principle, whereby the measuring result could be affected. After the Coil 11 is then either manually or by the electronics unit 23 controlled, the switch 17 is closed and thus a directed magnetic field between the magnets 14 is exerted. This will make the magnetizable core 8 aligned such that the measuring section 7 in suitably to the radiation source 18 and the radiation receiver 19 stands. After aligning the core 8 and thus the glass tube 4 and the measuring section 7, the value given by the measuring section 7 is from Radiation receiver 19 is detected and via the electronics unit 23 displayed on the displays 24, 26 or printed out on the printer 27. Here, as already mentioned, normalization with regard to the temperature measured by the sensor 28 can be carried out by the electronic unit take place.

Unabhängig davon, ob solch eine Temperaturnormierung erfolgt, in jedem Falle aber, wenn eine solche Temperaturnormierung nicht erfolgt, wird durch den Temperaturfühler'28 und die Elektronikeinheit 23 sowie die Heizelemente 29 und das Kühlelement 31, 32 eine konstante TemperaturRegardless of whether such a temperature normalization takes place, in everyone However, if such a temperature normalization does not take place, the temperature sensor 28 and the electronic unit 23 as well as the Heating elements 29 and the cooling element 31, 32 a constant temperature

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Z. I U /Z. I U /

der Flüssigkeit 2 aufrecht erhalten.the liquid 2 maintained.

Grundsätzlich kann die Gefahr bestehen, daß bei einem nicht zentrischen Eintauchen der Glasrohre 4 diese an die Außenwand des Behältnisses stößt und hierdurch eine Verfälschung des Meßergebnisses erfolgen kann. Zur Verhinderung einer solchen Verfälschung ist eine Ausgestaltung nach der Figur 3 vorgesehen. Bei dieser Ausgestaltung sind symmetrisch radial um das Behältnis 3 Elektromagneten 41 angeordnet, die jeweils einen Eisenkern aufweisen können und mit der Stromquelle 12 derart verbunden sind, daß sie alle zum Zentrumides Behältnisses 3 hin mit gleicher Polarität ausgerichtet sind, wobei dies vorzugsweise der magnetisch anziehende Pol ist. Durch diese Anordnung der Elektromagneten 41 kann zunächst in gleicher Weise, wie bei der Ausführungsform der Figur 1 die Glasrohre 4 in einer durch das Magnetfeld bewirkten schwebenden Stellung gehalten und damit ein zu tiefes Eintauchen der Glasrohre 4 in die Flüssigkeit 2 verhindert werden. Die Steuerung des Stromdurchflusses durch die Magnetspulen 41 erfolgt dabei in der gleichen Weise wie bei Figur 1. Weiterhin wird aber die Glasrohre 4 über ihr magnetisierbares Gewicht 6 zentrisch um die Achse A bzw. im Behältnis 3 gehalten, so daß ein Bewegen zur Wand des Behältnisses 3 und ein Anstoßen an derselben mit den oben erwähnten nachteiligen Folgen verhindert wird.In principle, there can be a risk that with a non-centric Immersing the glass tubes 4 these on the outer wall of the container and this can result in a falsification of the measurement result. To prevent such falsification, an embodiment according to FIG. 3 is provided. In this configuration are symmetrical arranged radially around the container 3 electromagnets 41, each may have an iron core and are connected to the power source 12 in such a way that they all face the center of the container 3 are aligned with the same polarity, this preferably being the magnetically attractive pole. This arrangement of the electromagnet 41 can initially in the same way as in the embodiment of Figure 1, the glass tubes 4 in a floating caused by the magnetic field This position is held and thus the glass tubes 4 are prevented from immersing too deeply in the liquid 2. The control of the current flow by means of the magnetic coils 41 takes place in the same way as in FIG. 1. Furthermore, however, the glass tube 4 becomes magnetizable by means of it Weight 6 centered around the axis A or held in the container 3, so that moving to the wall of the container 3 and bumping into it the same with the disadvantageous consequences mentioned above is prevented.

Es kann auch eine Kombination der Spule 11 mit den Elektromagneten 41 vorgesehen sein, wobei diese dann auch mit umgekehrter Polarität ausgerichtet werden können, da der magnetisch bedingte Schwebezustand der Glasrohre 4 dann durch die Spule 11 gewährleistet wird.It can also be a combination of the coil 11 with the electromagnet 41 can be provided, whereby these can then also be aligned with the opposite polarity, since the magnetically induced levitation state the glass tube 4 is then ensured by the coil 11.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird eine weitgehend automatisierte Meßmöglichkeit der Dichte einer Flüssigkeit bzw. der Konzentrationen der Flüssigkeitsanteile mittels des archimedischen Prinzips erreicht und damit ein Messen mittels Aräometern wesentlich verbessert.The device according to the invention provides a largely automated possibility of measuring the density of a liquid or the Concentrations of the liquid components using the Archimedes' principle achieved and thus a measurement by means of hydrometers significantly improved.

COPYCOPY

- 16 -- 16 -

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the above description, in the drawing and in the claims can both individually as well as in any combination for the realization be essential to the invention in its various embodiments.

OZ IU/OZ IU /

Bezugszeichenl iste 6372/82 Le Bezugszeichenl iste 6372/82 Le

1
2
3
4
1
2
3
4th
Vorrichtung
Flüssigkeit
Behältnis
Glasröhre
contraption
liquid
container
Glass tube
6
7
6
9
6th
7th
6th
9
Gewicht
Meßstrecke
Kern
Fl üssigke its marke
weight
Measuring section
core
Liquids brand
11
12
13
14
11th
12th
13th
14th
Spule
Stromquelle
Potentiometer
Magnetspule
Kitchen sink
Power source
Potentiometer
Solenoid
16
17
18
19
16
17th
18th
19th
Stromquelle
Schalter
Strahl ungsquel I e
Strahlungsempfänger
Power source
counter
Radiation source
Radiation receiver
22
23
24
22nd
23
24
Freier Teil
Elektronikeinheit
Anzeigeinstrumente
Free part
Electronics unit
Display instruments
26
27
28
29
26th
27
28
29
Digitalanzeige
Drucker
Temperatur füh I er
Heizung
Digital display
printer
I feel the temperature
heater
31
32
33
34
31
32
33
34
Kühleinheit
Kühlschlange
Analoganzeige
Digitalanzeige
Cooling unit
Cooling coil
Analog display
Digital display
3636 Steuer leitungControl line 4141 ElektromagnetElectromagnet

LeerseiteBlank page

Claims (31)

NACHOEFcE1CV-J . . .- -- .-..-. 3210719NACHOEFcE 1 CV-J. . .- -.-..-. 3210719 DR. ING. HANS LICHTI "--'DITL." ΓΝ G?" H ElTsI E K' LiC HTI DIPL.-PHYS. DR. ÜOST LEMPERT PATENTANWÄLTEDR. ING. HANS LICHTI "- 'DITL." ΓΝ G? "H ElTsI E K ' LiC HTI DIPL.-PHYS. DR. ÜOST LEMPERT PATENTANWÄLTE D-75OO KARLSRUHE 4I(CRÖTZ1NCEN) · DURLAC H ER STR. 31 < H OC H HAUS)D-75OO KARLSRUHE 4I (CRÖTZ1NCEN) DURLAC H ER STR. 31 <H OC H HOUSE) TELEFON (0721) 4Ö5I!TELEPHONE (0721) 4Ö5I! P 32 10 719.6 6372/82 LeP 32 10 719.6 6372/82 Le Dr. Bernd Alber 10. August 1932Dr. Bernd Alber 10 . August 1932 PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS Vorrichtung zum Messen der Dichte von Flüssigkeiten, insbesondere der Konzentration der Anteile eines Flüssigkeitsgemiscrs mit einem in seinem unteren Teil beschwerten, gestreckten Hohlglaskörper, in dessen Erstreckungsrichtung eine Meßstrecke vorgesehen ist und mit einem die zu untersuchende Flüssigkeit aufnehmenden Behältnis, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlglaskörper (4) ein gestreckter, magnetisierbarer Körper (8) mit einer senkrecht zur Achse des Hohlg^askörpers (4) gerichteten Erstreckungskomponente angeordnet ist und daß am Umfang des Behältnisses (3) mindestens ein Elektromagnet (14) angeordnet ist.Device for measuring the density of liquids, in particular the concentration of the proportions of a liquid mixture with a stretched hollow glass body weighted in its lower part, a measuring section is provided in the direction of its extension and with one the liquid to be examined receiving container, characterized in that in the hollow glass body (4) an elongated, magnetizable body (8) with a perpendicular to the axis of the hollow body (4) Extension component is arranged and that at least one electromagnet (14) is arranged on the circumference of the container (3) is. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegenüberliegende Elektromagneten vorgesehen sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that two diametrically opposed electromagnets are provided. COPYCOPY mumust NACHaERElCHTREALLY 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen Eisenkerne enthalten.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that the coils contain iron cores. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen in Abhängigkeit vom Eintauchen der Glasröhre (4) mittels einer elektronischen Einheit (23) mit Strom beaufschlagbar sind.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the coils depending on the immersion of the glass tube (4) by means of an electronic unit (23) with Electricity can be applied. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die im Hohl glaskörper (4) enthaltenen magnetisierbaren Körper (8) von elektrischen Leiterschleifen umgeben sind.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the glass body (4) contained in the hollow magnetizable body (8) are surrounded by electrical conductor loops. 6. ' Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei insbesondere6. 'Device according to one of claims 1 to 5, wherein in particular ein im unteren Bereich des Hohlglaskörpers (4) angeordnetes Gewicht (6) aus magnet isierbarem Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß symmetrisch um das Behältnis (3) eine Vielzahl von radial ausgerichteten Elektromagneten (41) angeordnet ist.one in the lower area of the hollow glass body (4) Weight (6) consists of magnetizable material, characterized in that symmetrically around the container (3) a A plurality of radially aligned electromagnets (41) are arranged is. 7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei insbesondere ein im unteren Bereich des Hohlglaskörpers (4) angeordnetes Gewicht (6) aus magnet isierbarem Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial um das Behältnis (3) mindestens eine Elektrospule angeordnet ist.7. Device according to one of the preceding claims, wherein in particular a in the lower region of the hollow glass body (4) arranged weight (6) consists of magnetizable material, characterized in that coaxially around the container (3) at least one electrical coil is arranged. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Spulen (41) bzw. die koaxiale elektrische Spule (11) kontinuierlich mit Strom beaufschlagbar sind.8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the electrical coils (41) or the coaxial electrical coil (11) can be continuously supplied with current. COPYCOPY 9- Vorrichtung nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (11, 41) mittels eines Potentiometers (13) kontinuierlich beaufschlagbar sind.9- Device according to claim 8, characterized in that the coils (11, 41) by means of a potentiometer (13) can be continuously acted upon. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (11, 41) mittels einer elektronischen Einheit (23) direkt nach dem Eintauchen des G lashohl körpers (4) auf ihre maximale Stärke einschaltbar sind.10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that that the coils (11, 41) by means of an electronic unit (23) directly after immersing the hollow glass body (4) can be switched on to their maximum strength. 11. Vorrichtung zum Messen der Dichte von Flüssigkeiten, insbesondere der Konzentration der Anteile eines Flüssigkeitsgemischs, mit einem in seinem unteren Teil beschwerten, gestreckten Hohiglaskörper, in dessen Erstreckungsrichtung eine MeSstecke vorgesehen ist und mit einem die zu untersuchende Flüssigkeit aufnehmenden Behältnis, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Behältnis11. Device for measuring the density of liquids, in particular the concentration of the proportions of a liquid mixture with an elongated hollow glass body weighted down in its lower part, A measuring section is provided in the direction of its extension is and with a container receiving the liquid to be examined, in particular according to one of the preceding Claims, characterized in that in addition to the container (3) eine Strahlungsquelle (18) und ein Strahlungsempfänger (19) angeordnet sind, wobei der Strahlungsempfänger (19) in dam, von der Strahlungsquelle (18) zur Meßstrecke (7) urd durch diese bestimmten Lichtweg eines Lichtstrahls (S) liegt.(3) a radiation source (18) and a radiation receiver (19) are arranged, the radiation receiver (19) in dam, from the radiation source (18) to the measuring section (7) and through this certain light path of a light beam (S) lies. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (18) eine Lichtquelle und der Strahlungsempfänger (19) ein Lichtempfänger ist.12. The device according to claim 11, characterized in that the radiation source (18) a light source and the radiation receiver (19) is a light receiver. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsqualle (18) ein Laser ist.13. Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that that the radiation jellyfish (18) is a laser. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsempfänger (19) aus einer senkrecht zur Erstreckungsrichtung (A) der Glasröhre (4) bzw. des Behältnisses (3) angeordneten Detektorreihe besteht.14. Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that that the radiation receiver (19) consists of a perpendicular to the extension direction (A) of the glass tube (4) or the Container (3) arranged detector row consists. -ΌΡΥ-ΌΡΥ NACHGEREtCHTREQUIRED 15» Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke aus einer herkömmlichen Skala besteht.15 »Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the measuring section consists of a conventional Scale exists. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke aus einer Vielzahl von in ihrer Erstreckungsrichtung (A) angeordneten, unterschiedlichen Reihe von Binärpunktelementen besteht.16. Device according to one of claims 11 to 14, in particular in connection with claim 14, characterized in that the measuring section from a multiplicity of different series of binary point elements arranged in its direction of extension (A) consists. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke (7) ein sich über ihre Länge hin kontinuierlich verbreiterndes undurchlässiges Dreieck aufweist.17. Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the measuring section (7) is one over their Impermeable triangle that widens continuously towards its length having. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreieck (7) geschwärzt ist und einen benachbarten durchsichtigen Bereich aufweist.18. Device according to one of claims 11 to 14, characterized characterized in that the triangle (7) is blackened and has an adjacent transparent area. 19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreieck verspiegelt ist.19. The device according to claim 17, characterized in that the triangle is mirrored. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke aus einem Kern mit sich in Erstreckungsrichtung (A) änderndem Durchlaßvermögen für die Strahlung der Strahlungsquelle (19) besteht.20. Device according to one of claims 11 to 14, characterized characterized in that the measuring section consists of a core with a permeability that changes in the direction of extension (A) for the radiation from the radiation source (19). 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das unterschiedliche Durchlaßvermögen durch einen in der Meßstrecke (7) angeordneten Graukeil bedingt ist.21. Apparatus according to claim 20, characterized in that the different transmittance through one in the measuring section (7) arranged gray wedge is conditional. COPYCOPY NACHGERElCHTj ■'" ·:-FOLLOW-UPJ ■ '" · : - 22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Meßstrecke (7) befindlicher Körper ein entlang der Meßstrecke (A) unterschiedliches Absorptionsvermögen aufweist.22. The device according to claim 20, characterized in that a body located in the measuring section (7) along the Measuring section (A) has different absorption capacities. 23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Strahlungsquelle (19) empfangene Signal über eine elektronische Einheit (23) verarbeitbar ist.23. Device according to one of claims 11 to 22, characterized characterized in that the radiation source (19) received signal can be processed via an electronic unit (23) is. 24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Strahlungsempfänger (19) empfangene Meßsignal über eine Analoganzeige (24) anzeigbar ist.24. Device according to one of claims 11 to 23, characterized in that that the measurement signal received by the radiation receiver (19) can be displayed via an analog display (24). 25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 23, dadurch • gekennzeichnet, daß das vom Strahlungsempfänger (19) empfangene Meßsignal über eine Digitalanzeige (25) anzeigbar ist.25. Device according to one of claims 11 to 23, characterized • marked that the radiation receiver (19) received measurement signal can be displayed on a digital display (25). 26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Strahlungsempfänger (19) empfangene Signal über einen Drucker (27) ausdruckbar ist.26. Device according to one of claims 11 to 25, characterized in that that the signal received by the radiation receiver (19) can be printed out on a printer (27). 27. Vorrichtung zum Messen der Dichte von Flüssigkeiten, insbesondere der Konzentration der Anteile eines Flüssigkeitsgemischs, mit einem in seinem unteren Teil beschwerten, gestreckten Hohlglaskörper, in dessen Ersteckungsrichtung eine Meßstrecke vorgesehen ist und mit einem dies zu untersuchende Flüssigkeit aufnehmenden Behältnis, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Behältnis (3) ein Temperaturfühler (28) angeordnet ist.27. Device for measuring the density of liquids, in particular the concentration of the proportions of a liquid mixture, with an elongated hollow glass body weighted down in its lower part, In the direction of extension of which a measuring section is provided and with a liquid to be investigated Container, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that a Temperature sensor (28) is arranged. COPYCOPY »JACHGEREICHT 1»JACHGEICHT 1 28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Strahlungsempfänger (19) empfangene Meßsignal unter Berücksichtigung der durch den Temperaturfühler (28) gemessenen aktuellen Temperatur mittels einer elektronischen Einheit (23) auf eine Normtemperatur umrechenbar bzw. nor mi er bar ist.28. The device according to claim 27, characterized in that the measurement signal received from the radiation receiver (19) taking into account the current temperature measured by the temperature sensor (28) by means of an electronic Unit (23) can be converted to a standard temperature or can be standardized. 29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizeinrichtung (29) vorgesehen und mit dem Temperaturfühler (28) gekoppelt ist.29. The device according to claim 27 or 28, characterized in that that a heating device (29) is provided and coupled to the temperature sensor (28). 30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekenn-. zeichnet, daß der Temperaturfühler (28) und Heizeinrichtung (29) gemeinsam als PTC-Heizeinrichtung ausgebildet sind.30. Device according to one of claims 27 to 29, characterized. shows that the temperature sensor (28) and heating device (29) are designed together as a PTC heating device. 31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühleinheit (31) mit Kühlschlangen (32) im Behältnis (3) vorgesehen ist, wobei die Kühleinheit von dem Temperaturfühler (28) steuerbar ist.31. Device according to one of claims 27 to 30, characterized in that that a cooling unit (31) with cooling coils (32) is provided in the container (3), the cooling unit of the temperature sensor (28) can be controlled. COPYCOPY
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