DE3716779A1 - Elektronische wasserchemische analysiereinrichtung mit linearer saeulenschaubildablesung - Google Patents
Elektronische wasserchemische analysiereinrichtung mit linearer saeulenschaubildablesungInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit Überwachungssystemen für das
Wasser in Becken, Kurbädern und dergleichen und insbesondere
mit einem Überwachungssystem, das eine Oxidations-Reduktions-
Potential (ORP)-sensoreinrichtung hat, die im Wasserkreislaufsystem
angeordnet ist.
Die zunehmende Popularität von Swimming Pools, Kurbädern und
heißen Wannen hat zu zahlreichen hygienischen Problemen geführt,
die ihre Ursache in der Schwierigkeit haben, das entsprechende
chemische Gleichgewicht im Wasser aufrecht zu erhalten.
Unzulänglich behandeltes Wasser führt zur starken
Vermehrung der Keime und Bakterien. Ähnliche hygienische Schwierigkeiten
treten auch bei anderen Wasservorratsanwendungen,
wie bei privaten oder halb-öffentlichen Trinkwasservorratshaltungen,
Wasservorratsbehältern in Wohnmobilen, Kühlturmsystemen
usw. auf.
Standardisierte Wasserdesinfektionsverfahren basieren auf
der Verwendung von chemischen Desinfektionsmitteln, wie Chlor,
Brom oder Ozon. Damit diese Verfahren wirksam sind, muß das
Desinfektionsmittel konstant in genau bestimmten Konzentrationen
im Wasser vorhanden sein, d. h. weder in zu hoher
noch in zu geringer Konzentration. Dies ist häufig schwierig
bei Swimming Pools zu erreichen und es ist noch schwieriger
bei Kurbädern und heißen Wannen, da hier eine hohe Wassertemperatur
vorhanden ist und Luftstrahlen angewandt werden, wobei
beides zu einem schnellen Abbau des Desinfektionsmittels
im Wasser oder zum Abführen desselben führen kann. Wenn zusätzlich
mehrere Personen in diese kleinen Wassermengen gehen,
so erzeugen sie relativ große Mengen an Körperausscheidungen
(Schweiß, usw.), wodurch sich ebenfalls das Desinfektionsmittel
verbraucht.
Besitzer von Schwimmbecken oder Kurbädern sollten daher die
chemische Zusammensetzung des Wassers überprüfen, bevor
irgend jemand ins Wasser geht und sie sollte auch nach einer
gewissen Zeitdauer des Aufenthalts im Wasser überprüft werden.
Auch ist es notwendig, genaue Desinfektionsmittelmengen
zuzugeben, um den entsprechenden und sicheren Konzentrationspegel
derselben in erforderlicher Weise konstant zu halten.
Heutzutage gibt es nur einen praktischen Weg zur Feststellung
des chemischen Gleichgewichts des Wassers von den meisten
Schwimmbecken und Kurbädern, wobei kalorimetrische, chemische
Testsets zur Anwendung kommen, die entweder flüssige Tropfen,
Teststreifen oder lösbare Tabletten in einer solchen Form nutzen,
wie dies schematisch mit 10 in Fig. 1 angedeutet ist.
Bei einem solchen Testsatz wird eine Testprobe des Wassers 12
aus dem Schwimmbecken oder dem Kurbad in die Bohrung 14 geschöpft.
Ein Färbungsmittel 16 wird dann mit Hilfe des Tropfenzählers
18 zugegeben. Der Färbungsgrad des Wassers 12 wird
theoretisch durch die Menge des Desinfektionsmittels im Wasser
bestimmt. Diese Menge wird dann ermittelt, indem der Färbungsgrad
des Wassers 12 mit jenem einer vorgedruckten Testskala
20 verglichen wird. Solche Testsätze sind unbequem bei
der Anwendung, kompliziert und nicht sehr genau. Es können
sogar vollständig falsche Ergebnisse auftreten, wenn Desinfektionsmittel
in übergroßem Maße enthalten ist, was auf die
Bleichwirkung der Färbungslösung zurückzuführen ist. Als Folge
hiervon vernachlässigen viele Leute die grundlegenden Test-
und chemischen Wartungserfordernisse und laufen das Risiko,
daß sie Infektionen und Krankheitserregern ausgesetzt werden.
Diese gefährlichen, unhygienischen und gesundheitsschädigenden
Bedingungen wurden erkannt und die Gesundheitsbehörden in den
Vereinigten Staaten von Amerika, Kanada und Europa berichten
darüber alle, insbesondere im Zusammenhang mit betriebsmäßig
genutzten Kurbädern und heißen Wannen, aber auch im Zusammenhang
mit zahlreichen Schwimmbädern.
Komplizierte Steuereinrichtungen, die automatisch
die chemische Zusammensetzung des Wassers überwachen
und konstant halten, sind mit Erfolg hergestellt und über
viele Jahre hinweg auch mit Erfolg von den verschiedensten
Herstellern vertrieben worden. Jedoch sind diese Einrichtungen
zu teuer und zu kompliziert im Umgang mit Leuten mit wenigem
technischen Sachverstand und dem Durchschnittshausbesitzer
oder kleineren Anwendern. Auch machen sie einen beträchtlichen
Wartungsaufwand insbesondere im Hinblick auf
die chemischen Zugabestoffe erforderlich. Daher werden sie
nahezu ausschließlich bei großen Schwimmbädern und Kurbädern
angewandt und nicht bei den hunderttausenden von kleinen
Anlagen, kommerziellen oder privaten Anlagen, bei denen auch
ein derartiger Schutz mindestens so notwendig wie bei größeren
Anlagen ist.
Hygienefachleute haben erst kürzlich beim jährlichen Treffen
der Nationalen Umweltgesundheitsvereinigung mitgeteilt, daß
das Oxidations-Reduktionspotential (ORP) - eine verbindliche
Vorschrift für die Messung der Wasserqualität in den öffentlichen
Schwimm- und Kurbädern in Westdeutschland - zu einer
Bestimmung für die öffentliche Gesundheit auch in den Vereinigten
Staaten von Amerika erhoben werden sollte.
Eine erst jüngst fertiggestellte Studie über chemische und
mikrobiologische wasserqualitätsbestimmende Bestandteile bei
dreißig öffentlichen Kurbädern im Bereich von Portland, Oregon,
hat nur einen unbedeutenden Zusammenhang zwischen den
freien Chlorresten, die normalerweise bei der Überwachung
als Ergebnisse angezeigt werden, und der bakteriologischen
Qualität der Heilquellen selbst zu Tage gebracht.
Normalerweise wird angenommen, daß, wenn man einen freien
Chlorrest von 2 mg/l oder 2 Teile pro Million (2 ppm) aufrechterhält,
eine gute Wasserqualität hat. Die vorstehend
genannte Studie hat gezeigt, daß dies aber nicht zutrifft.
Der einzige Parameter, der vermutlich alle Bestandteile
einschließlich Öl und Fettkonzentrationen berücksichtigt,
dürfte ORP sein. Es hat sich gezeigt, daß jedesmal dann,
wenn der ORP-Rest gleich oder größer als 650 Millivolt war,
das Wasser bakteriologisch akzeptabel war.
Die Nationale Hygienische Vereinigung (NSF) und dessen Aufgabenkommitee,
die gegenwärtig Schwimmbäder- und Kurbädereinrichtungen
hinsichtlich den geforderten Standards überprüfen,
haben deutlich zu erkennen gegeben, daß ORP eine
allseits bekannte Maßeinheit auf dem Gebiet der Abwasserbehandlung
ist. Leute, die sich auf diesem Gebiet auskennen,
sind direkt überrascht, daß ORP nicht zur Überwachung und
Regelung von Schwimmbecken und Kurbädern angewandt wird.
Öffentliche Kurbäder sind insbesondere eine Hauptzielgruppe
für ORP, da organische Belastungen eine potentielle Krankheitsübertragung
wesentlich leichter bei öffentlichen Kurbädern
als bei Schwimmbecken machen.
Der vorstehend genannte Bericht regt an, daß die Badbelastung,
ORP und die Chloreffektivität in direktem Zusammenhang
untereinander stehen. Der OTO Chlortestsatz nach Fig. 1,
der üblicherweise in Zubehörläden für Schwimmbäder
erhältlich ist, ist unzuverlässig, da er keine Unterscheidung
zwischen freiem und gebundenem Chlor macht. Die parts-
per-million-Ablesung, die man durch den Färbungsgradvergleich
erhält, kann auch auf kombiniertes Chloramin zurückgeführt
werden, das Badende nicht vor Bakterien und Viren schützt.
Da organische und chemische Belastungen beträchtlich das
Vermögen des freien Chlors reduzieren, Bakterien zu vernichten,
sind auch DPD-freie Chlortesteinrichtungen von fraglichem
Wert, es sei denn, daß der genaue Wert der organischen
Kontaminierung und der pH-Wert im Kurbadwasser bestimmt werden
können.
Die gesundheitsbehördlichen Vorschriften in Westdeutschland
führen zu einer Wasser- und Kurwasserqualität in diesem
Land, das zumindestens die Vorschriften der Umweltschutzorganisation
hinsichtlich des Trinkwassers in den Vereinigten
Staaten erfüllt oder sogar noch weiter als diese geht.
In Westdeutschland werden freie Chlorwerte von 0,2 bis 0,5 ppm
als mehr als ausreichend betrachtet, solange ORP einen akzeptierbaren
Wert von 650 Millivolt oder mehr hat.
ORP ist als das Oxidations-Reduktions-Potential eines Desinfektionsmittels,
wie Chlor, Brom oder Ozon, definiert.
Diese Oxidationsmittel "verbrennen" Verunreinigungen im Wasser,
einschließlich Körperausscheidungen, Algen und Bakterien.
Ein ORP-Sensor mißt das Potential, das durch die aktive Form
des Desinfektionsmittels erzeugt wird und nicht durch die
inaktiven Formen, wie gebundenes Chlor. Im Unterschied zu
dem OTO oder DPD "Sicht"-Test der zuvor beschriebenen Art ist
ORP ein fortlaufender elektronischer Prozeß, der keine chemischen
Teststoffe oder Reaktionsmittel erforderlich macht
und konstant den Desinfektionsgrad überwacht.
Die Anwender und Nutzer von Schwimmbädern und Kurbädern sowie
den offiziellen Vertretern für die allgemeine Gesundheit
von der Notwendigkeit der Erfassung von ORP zu überzeugen,
ist eine Frage der Aufklärung und Kosten. NSF sagt
voraus, daß eventuell eine ORP-Norm für öffentliche und
halb-öffentliche Schwimmbäder und Kurmitteleinrichtungen
angenommen wird. Gegenwärtig produziert eine handvoll Hersteller
ORP-Sonden, üblicherweise als eine Komponente eines
automatisierten chemischen Zuschlagstoffsystems. In ironischer
Weise ist es selbst Betreibern von Schwimmbädern und
Kurmitteleinrichtungen, die auf ihre chemische Automatisierung
schwören, nicht bekannt, daß eine ORP-Messung mit
diesen Systemen vorhanden ist. Dieses Akronym ist nichts
anderes als ein Alltagswort oder geflügeltes Wort. ORP-Sonden
liegen hinsichtlich des Preises in der Größenordnung
von $80,- bis 100,-, die heutzutage erhältlich sind, und
sie können das Wasser auf einer kontinuierlichen Basis überwachen.
An einigen Stellen ist die chemische automatische Überwachung
bereits verbindlich. In Warren County, Ohio beispielsweise
erfordert die allgemeine Gesundheitsdistriktbehörde den Einbau
einer elektronischen Wasserkontrolleinrichtung bei allen
öffentlichen Kurbädern und heißen Wannen, um das freie Chlor
und pH-Wert zu überwachen und zu regeln. Gleiches gilt
auch für Anchorage, Alaska, wo ein automatischer Chlornator
mit einem Sensor erforderlich ist, um die entsprechenden
Chlorwerte sicherzustellen.
In einer Studie aus dem Jahre 1986 in San Diego, die Gesundheitseinrichtungen
und allgemeine Kurbäder von fünfzig öffentlichen
Kurbädern überwachte, haben die durchführenden Personen
gefunden, daß 24% davon eine Quelle für parasitische Infektionen
und daß mehr als 50% davon unterchloriert waren
und gesundheitsschädliche Bakterien enthielten. Somit ist
unabhängig von den Kosten deutlich vor Augen geführt, daß
etwas unternommen werden muß, um die Gesundheit der Schwimmbäder
und Kurmittelanlagen unter allen Umständen zu garantieren.
Die Erfindung gibt ein mit geringen Kosten verbundenes System,
das die ORP-Bestimmung miteinschließt, zur Überwachung von
Schwimmbädern, Kurmitteleinrichtungen und dergleichen an.
Die erfindungsgemäße Überwachung für Schwimmbäder, Kurmitteleinrichtungen
und dergleichen kann zur Handhabung von komplizierten
elektronischen Signalen genutzt werden, die in
einfach ablesbare Werte und Bedienungsinstruktionen umgewandelt
werden, ohne daß man kostenintensive und komplizierte
elektronische Schaltungen benötigt.
Das Überwachungssystem nach der Erfindung für Pools, Bäder
und dergleichen enthält einen Behälter, der mit Wasser zum
Halten von einem oder mehreren Badenden gefüllt ist und ein
Rezirkulationssystem, um Wasser von dem Behälter abzuführen,
es zu filtern und zum Behälter zurückzuleiten. Das Überwachungssystem
weist eine Oxidations-Reduktions-Potential (ORP)
-Sensoreinrichtung auf, die im Rezirkulationssystem angeordnet
ist und die als einen Ausgang ein elektrisches Signal liefert,
das direkt der aktiven Form eines im Wasser enthaltenen Desinfektionsmittels
zugeordnet ist; eine pH (PH)-Sensoreinrichtung,
die im Rezirkulationssystem angeordnet ist, um als einen
Ausgang ein elektrisches Signal zu liefern, das direkt dem
Säuregrad/Basizität des Wassers zugeordnet ist, einen erste
Säulenschaubildanzeige, eine zweite Säulenschaubildanzeige,
eine erste elektrische Treibereinrichtung, die zwischen dem
Ausgang der ORP-Sensoreinrichtung und der ersten Säulenschaubildanzeige
angeordnet ist, um diese erste Säulenschaubildanzeige
in Stufeninkrementen zwischen oberen und unteren Grenzwerten
entsprechend "mehr als notwendig" und "weniger als notwendig"
-Werten für das Desinfektionsmittel im Wasser zu bewegen,
eine zweite elektrische Treibereinrichtung, die zwischen
dem Ausgang der PH-Sensoreinrichtung und der zweiten
Säulenschaubildanzeige in Betriebsverbindung vorgesehen ist,
um die zweite Säulenschaubildanzeige in Stufeninkrementen zwischen
oberen und unteren Grenzwerten entsprechend "geringerer
Säuregrad als optimal" und "höherer Säuregrad als optimal" für
das Wasser zu bewegen, eine erste Skaleneinrichtung, die in
der Nähe der ersten Säulenschaubildanzeige angeordnet ist,
um das Millivoltsignal von dem Ausgang der ORP-Sensoreinrichtung
anzuzeigen und um die Teile der ersten Säulenschaubildanzeige
anzuzeigen, bei denen ein Desinfektionsmittel dem
Wasser zugegeben werden sollte, wenn die erste Säulenschaubildanzeige
innerhalb dieses Bereiches liegt, und eine zweite
Skaleneinrichtung aufweist, die in der Nähe der zweiten Säulenschaubildanzeige
angeordnet ist, um den pH-Wert entsprechend
dem elektrischen Signal von dem Ausgang der PH-Sensoreinrichtung
anzuzeigen und jene Teile der zweiten Säulenschaubildanzeige
anzuzeigen, bei denen Säure dem Wasser und eine Base
dem Wasser zugegeben werden sollte, wenn die Anzeige der zweiten
Säulenschaubildanzeige in diesem Bereich liegt.
Auch bezieht sich die Erfindung auf ein vereinfachtes Verfahren
zum Anbringen eines Sensors in der Rezirkulationsleistung.
Die Anbringung von Sensoren, üblicherweise etwa 12,5 mm
im Durchmesser (1/2 inch im Durchmesser) bei einer Schwimmbad-
oder Kurbad-Rezirkulationsleitung (normalerweise mit einem
Durchmesser von etwa 38 mm oder 50 mm (1 1/2 oder 2 inch))
bringt bei den meisten üblichen Methoden hauptsächlich Installationsprobleme
mit sich, da Leitungen durchgetrennt, ein
Reduktions-T-Stück eingesetzt und angeklebt oder angelötet
werden müssen und ein Druckverbindungsstück eingesetzt werden
muß. Diese Arbeiten sind für die meisten Hauseigentümer
zu kompliziert und meist ist eine teuere Installation durch
den Fachmann erforderlich. Eine vereinfachte und billige
Methode zum Anbringen des Sensors, die nach der Erfindung bereitgestellt
wird, ermöglicht eine freie Installation des
Sensors, die von den meisten Hauseigentümern vorgenommen werden
kann oder die mit minimalen Kosten von einem Fachmann vorgenommen
werden kann.
Beim Verfahren nach der Erfindung ist es lediglich erforderlich,
eine etwa 12,5 mm (1/2 inch) Öffnung in die Leitung
zu bohren und den Sensor mit einer speziell ausgelegten Schlauchklemme
und einer O-Ringanordnung anzubringen.
Die Dichtung wird von einem O-Ring gebildet, der dicht
schließend um den Sensorkörper paßt. Ein Einschnürringlein
um den O-Ring verhindert dessen Expansion, wenn er durch
die Schlauchklemme zusammengedrückt wird. Bisherige Versuche,
einen O-Ring anzuwenden ohne das Einschnürringlein
führte lediglich zu Leckstellen und einem Versagen des Rezirkulationssystems.
Das vorliegende System ist sehr effektiv
und arbeitet praktisch immer, so daß man beträchtlich
Zeit und Geld bei dieser Installation einsparen kann.
Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei beliebigen
Leitungsabmessungen oder Durchmessergrößen von Sensoren anwendbar.
Die Anbringungsweise ist nicht auf die Anwendung
bei Becken und Heilbädern beschränkt. Sie ist immer dann
zweckmäßig, wenn irgendeine Leitung mit irgendeiner anderen
Leitung verbunden werden soll, die eine Flüssigkeit oder
gasförmiges Fluid führen. Die T-Verbindung kann verwendet werden,
um ein Fluid in ein anderes Fluid in dosierter Weise einzugeben
oder sie kann einfach dazu verwendet werden, eine
Zweigverbindung herzustellen. Beispielsweise kann die modifizierte
Klemme nach der Erfindung verwendet werden, um
eine Eisherstellungsleitung in eine vorhandene Wasserleitung
einzubauen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten
Ausbildungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines üblichen Beckenwassertestsatzes,
der eine Bauart hat, bei der eine
visuelle Bestimmung des Desinfektionsmittelanteils
dadurch vorgenommen wird, daß man den Verfärbungsgrad
mit einer vorgedruckten Farbskala vergleicht,
Fig. 2 ein vereinfachtes Blockdiagramm zur Verdeutlichung
des Überwachungssystems nach der Erfindung,
Fig. 3 eine detaillierte Ansicht des Anzeigefeldes für
eine kommerzielle Ausbildungsform der Überwachungseinrichtung
nach der Erfindung mit ORP-Millivolt-
und pH-Skalen,
Fig. 4 eine elektronische Schaltung, die bei der kommerziellen
Ausbildungsform nach der Erfindung gemäß Fig. 3
zur Anwendung kommt,
Fig. 5 ein Anzeigefeld für die Überwachungseinrichtung nach
der Erfindung gemäß einer alternativen Ausbildungsform,
die ppm-freies Chlor und pH-Skalen hat,
Fig. 6 ein Diagramm mit Kurvenzügen, die den Zusammenhang
zwischen ppm von freiem Chlor und ORP-Millivoltangaben
als eine Funktion eines pH-Wertes bei Abwesenheit
von Cyanstabilisatoren verdeutlicht, die für die
Herstellung der Skalen in Verbindung mit der linearen
Säulenschaubildanzeige nach der Erfindung verwendet
werden,
Fig. 7 ein Diagramm mit Kurvenzügen zur Verdeutlichung von
ORP-Millivoltwerten sowie pH-Werten für die aktive
Form des freien Chlors, wobei diese Ausbildungsform
zur Anwendung für die Herstellung der Doppelskala
kommt, die inFig. 5 gezeigt ist,
Fig. 8 eine schematische Ansicht einer Anordnung zum Anbringen
eines Sensors in einer Rezirkulationsleitung,
Fig. 9 eine Schnittansicht längs der Linie 9-9 in Fig. 8,
und
Fig. 10 eine weitere Schnittansicht längs der Linie 10-10
in Fig. 9.
Das Überwachungssystem nach der Erfindung, das nachstehend
näher beschrieben wird, verwendet dieselbe Bauart von elektronischen
Sensoren, die auch bei den teureren automatischen
Regeleinrichtungen für Schwimmbecken oder Bäder zum Einsatz
kommen. Diese Sensoren werden als ORP- und PH-Elektroden bezeichnet
und sie sind von den verschiedenen Herstellern in
den Vereinigten Staaten von Amerika und in Übersee, wie z. B.
von Broadley-James Corp. in Santa Ana, Kalifornien erhältlich.
Wenn billigere Sensoren verfügbar sind, so können diese anstelle
der heutzutage erhältlichen teureren Sensoren verwendet
werden, so daß man die Vorteile nach der Erfindung bei
noch geringeren Kosten erhält. Diese Sensoren überwachen das
Desinfektionsmittel und den pH-Wert im Wasser und sie erzeugen
elektronische Signale, die sich mit der chemischen Zusammensetzung
des Wassers ändern. Bei der Erfindung werden diese
Signale elektronisch mittels einer Verstärkerschaltung umgewandelt
und dann in Form von linearen Säulenschaubildern angezeigt.
Gebrauchshinweisskalen sind in der Nähe der Säulenschaubilder
angeordnet. Diese Skalen werden verwendet, um die
chemischen Konzentrationswerte in einfachen, nicht technischen
Ausdrücken anzugeben und um zusätzlich direkte Betriebsanweisungen
für die manuelle Regelung der Wasserdesinfektion und
anderer konditionierender chemischer Zusatzstoffen in leicht
verständlicher Sprache zu geben.
Eine bevorzugte Ausbildungsform nach der Erfindung, die von
der Anmelderin hergestellt und unter dem Warenzeichen AQUASENSE
vertrieben wird, ist in Fig. 2 gezeigt und dort insgesamt in
Form einer Analysiereinrichtung 22 dargestellt. Wie sich aus
dem schematischen Blockdiagramm nach Fig. 2 ergibt, ermitteln
die ORP- und PH-Sensoren 24 und 26 jeweils kontinuierlich das
zirkulierende Wasser und sie sind mit Leitungen 28 und 30 jeweils
an die Analysiereinrichtung 22 angeschlossen, die eine
Doppelsäulenschaubild-Flüssigkeitsanzeige 32 hat, die
nachstehend noch näher beschrieben wird und die sowohl eine
pH-Skala von 7,2 bis 7,8 und eine ORP-Skala für Millivolt
(mV) des Oxidations-Reduktionspotentials für das Desinfektionsmittel
von 500 mV bis 900 mV enthält. Wie sich aus der
vereinfachten Darstellung nach Fig. 2 ergibt, hat das Überwachungssystem
nach der Erfindung einen Hauptvorteil gegenüber
den "Sicht"-Testeinrichtungen, die normalerweise bei
Privatbädern und Privatpools verwendet werden, der darin zu
sehen ist, daß das zu untersuchende Wasser nicht auf ein
festes Volumen (das normalerweise aus dem Pool an der Oberfläche
und in der Nähe eines Randes entnommen wird und das
nicht zwangsläufig repräsentativ für den Großteil des Wasservolumens
ist, beschränkt ist, sondern daß eine konstante Überwachung
des durch die Rezirkulationsleitung 34 von dem Pool
oder dem Kurbad gehenden Wassers erfolgt, das zur Pumpe 36,
dem Filter 38, einer Heizeinrichtung 40 und dann zurück zu
dem Pool oder dem Kurbad fließt.
Wie in den Fig. 8 bis 10 gezeigt ist, lassen sich die
pH- und Wassersensoren 24, 26 leicht in die Rezirkulationsleitung
34 mit Hilfe einer Klammeranordnung 200 nach der Erfindung
einbauen. Die Anordnung 200 umfaßt eine Schlauchklemme
202, die eine kreisförmige Öffnung 204 mit einem Durchmesser
hat, der gleich dem Durchmesser des Schafts 206 des
Sensors 24, 26 ist, und einen O-Ring 208 sowie ein Einschnürringlein
210. Die Klemme umfaßt ein übliches, mit Schlitzen
versehenes Band 212, das ein Ende 214 hat, das mit einer Anzugsschraube
216 zusammenarbeitet, die in einer Hülse 218 aufgenommen
ist. Der O-Ring 208 hat einen solchen Innendurchmesser,
daß er eng sitzend auf den Schaft 206 des Sensors paßt.
Das Einschnürringlein 210 hat einen Innendurchmesser, der
größer als der Außendurchmesser des O-Rings 208 ist, so daß
der O-Ring 208 lose in das Ringlein paßt. Das Ringlein 210
ist aus einem starreren Material als der elastomere O-Ring hergestellt.
In vorteilhafter Weise wird das Ringlein aus technischem
Kunststoff, wie Nylon (ein Polyamid) hergestellt.
Das Ringlein kann einen kreisförmigen oder viereckigen Querschnitt
haben. Ein flaches Ringlein läßt sich leicht dadurch
herstellen, daß man von einem Schlauchlängsstück ein Ringlein
abtrennt. Das Ringlein muß eine Höhe haben, die kleiner als
jene des O-Rings ist, um den O-Ring zum Greifen und diesen
dicht in der Leitung zu halten.
Zweckmäßigerweise hat das Ringlein eine Höhe in der Größenordnung
von 40 bis 60% des Durchmessers des O-Rings.
Die Sensoren werden dadurch installiert, daß man zwei Öffnungen
220 in die Rezirkulationsleitung 34 bohrt, die einen
Durchmesser gleich dem Durchmesser des Schafts der Sensoren
haben. Vor dem Bohren der Öffnungen muß natürlich die Umwälzpumpe
ausgeschaltet und das Wasser abgelassen werden,
wenn die Pumpe niedriger als die Wasserleitung liegt. Für
jeden Sensor wählt man eine entsprechende Montagestelle, d. h.
vor der Pumpe auf der Oberseite der Leitung und wenigstens
etwa 78 mm (3 inch) hiervon entfernt. Unter Verwendung eines
12,5 mm (1/2 inch) Bohrwerkzeuges werden zwei Öffnungen gebohrt,
so daß die Sensoren (mit abgenommenen Kappen) leicht
eingeführt werden können. Die Öffnungen sollen nicht zu weit
gebohrt werden, da dies zu einem Luftaustritt und zu einer
Beschädigung der Pumpe führen kann. Die Schutzkappen an der
Spitze der Sensoren werden abgenommen und sie werden an einer
sicheren Stelle für die Winterumstellung oder für eine mögliche
Rücksendung der Sensoren aufbewahrt. Jeder Sensor 24,
26 wird mit Sorgfalt durch die Öffnung 204 in der Stahlkammer
202 eingeführt unter Verwendung eines O-Rings 208 und einem
Einschnürringlein 210. Diese Anordnung wird auf dem Sensor ausgerichtet,
so daß die Spitze 222 des Sensors sich etwa in der
Mitte der Leitung 34 befindet. Nach dem Einführen der Sensoren
24, 26 in die Leitung wird die Klemme so ausreichend angezogen,
daß das Band straff wird. Ein zu starkes Anziehen kann
zu Luftverlusten führen. Auch ist sicherzustellen, daß das
lose Ende des Bandes nicht in den Sensorkörper einschneidet.
Die Pumpe wird durch Auffüllen zum Ansaugen vorbereitet und
es erfolgt ein Probelauf, um Leckstellen um die Sensoren aufzufinden.
Wenn eine Leckstelle vorhanden ist, wird die Spannschraube
um ein oder mehrere Drehungen weiter angezogen oder
es kann zusätzlich ein Silikondichtmittel verwendet werden.
Wie vorstehend bereits erwähnt worden ist, steht ORP in ummittelbarem
Zusammenhang mit der Konzentration und Aktivität des
Desinfektionsmittels im Wasser und er wurde von den Internationalen
Gesundheitsbehörden als eine gute Anzeige für die
Wasserqualität erkannt. 1972 gab die Weltgesundheitsorganisation
in ihren Richtlinien für Trinkwasser an, daß bei einem
ORP-Wert von 650 Millivolt das Wasser desinfiziert ist und
kaum mehr eine Erregeraktivierung vorhanden ist. Bei dem Analysesystem
nach der Erfindung werden die ORP-Angaben in Millivolt
an die Anzeige 32 übertragen und dort werden einfache Anweisungen
für Eigentümer oder Serviceleute angezeigt, um zu
verdeutlichen, ob das Wasser nicht gesundheitsschädlich ist
und ob chemische Zusätze zugegeben werden müssen. Die Anzeige
32 nach der Erfindung bei der kommerziellen Ausführungsform
nach der Erfinndung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die
Fig. 3 näher erläutert. Säulenschaubildanzeigen bei 42 und 44
werden verwendet, um die ORP- und die pH-Werte jeweils anzuzeigen.
Skalen 46 und 48, die in der Nähe der Anzeigen 42, 44
angeordnet sind, geben dem Hauseigentümer oder dem Servicepersonal
eine direkte und leicht verständliche Anzeige der
jeweiligen ORP- und pH-Werte zusammen mit einer direkten Anzeige
hinsichtlich den Maßnahmen, die gegebenenfalls zu treffen
sind. Die Vorteile bei der Verwendung einer ORP-Skala bei
46 anstelle einer an sich üblicheren parts-per-million (ppm)
Anzeige des freien Chlors liegt darin, daß man ORP direkt anzeigen
kann und man keine Eichung benötigt, daß eine solche
Anzeige für alle Desinfektionsmittel oder Kombinationen von
Desinfektionsmitteln anwenden kann. Zusätzlich gibt eine solche
Anzeige automatisch die Auswirkungen des pH-Wertes oder anderer
chemischer Substanzen, wie Cyansäurestabilisatoren auf die
Aktivität des Desinfektionsmittels wieder.
Die elektrische Schaltung der Analysiereinrichtung 22 bei
der kommerziellen Ausbildungsform ist in Fig. 4 gezeigt.
Nähere Angaben über Einzelheiten dieser Bauteile sind in
Tabelle I enthalten. Zur Anwendung in der Umgebung eines
Schwimmbeckens/Kurbades handelt es sich bei den elektrischen
Schaltern und Kontakten um sogenannte Bauteile der "Membran"-
Bauart und sie sind hinter flexiblen Teilen des Feldes 56 der
Anzeige 32 in Fig. 3 angeordnet. Das Arbeiten der Schaltung
nach Fig. 4 ist für den Fachmann leicht verständlich und
aus Gründen der Vereinfachung werden daher die Einzelheiten
nur allgemein und nicht minuziös in Einzelheiten erläutert.
Die Spannung der 9 Volt-Batterie 50 liegt ständig an den integrierten
Schaltungen IC1 und IC4 (52 und 54 jeweils) an, so
daß der Laufzähler IC1 in Bereitschaft mit Strom versorgt wird
und der pH-Sondeneichzähler/Speicher seinen Stromwert hält.
Wenn der /TEST/-Kontaktschalter 58 gedrückt wird, wird IC1
(52), ein Oszillator/Zähler auf Null initialisiert und die
Stromversorgung wird mit +8 Volt aufgenommen. Beim Loslassen
des /TEST/-Schalters 58 kann IC1 (52) oszillieren und zählen.
Nach etwa 30 Sekunden schaltet IC1 (52) die +8 Volt-Spannung
ab und es wird ein weiteres Schwingen verhindert, bis er
wiederum dadurch zurückgesetzt wird, daß der /TEST/-Schalter
58 niedergedrückt wird. Der Zweck des Schalters und automatischen
Abschaltens ist darin zu sehen, daß man Batterieladung
sparen kann, so daß deren Standzeit zwischen Auswechselungen
der Batterie verlängert werden kann. Dieser Teil der Schaltung
kann weggelassen oder umgangen werden, wenn die Einheit direkt
mit einer Netzstromversorgung anstelle einer Batterieversorgung
(wie gezeigt) verbunden ist.
Wenn die +8 Volt-Spannung eingeschaltet ist, setzt IC7 (60)
eine 5,00 Volt-Differenz zwischen den 4,0 und den -1,0 geregelten
Volt der Spannungen. IC2a (62) bildet eine Quelle mit
niedriger Impedanz für 0 Voltspannung (Bezugsschaltung oder
"Masseschluß"). Andere Vorspannungen und Testspannungen werden
von den Widerstandsteilern bei 64 abgegriffen.
Die elektronischen Signale von den beiden Sensoren 24, 26,
die man ORP EIN und PH EIN erhält, werden gefiltert, dann durch
nicht invertierende Verstärker IC2b und IC3b (66, 68) jeweils
gepuffert.
Auf der ORP-Seite bewirken Rückkopplungsvorspannungswiderstände,
daß das ORP-Signal in geeigneter Weise für den entsprechenden
Bereich zur Anzeige an dem links liegenden Säulenschaubild
(42) der Flüssigkeitskristallanzeige verarbeitet wird,
die eine Gesamtskala von 500 bis 900 Millivolt hat. IC8 (70)
wandelt den Eingang der Gleichspannung für die Anwendung des
Flüssigkristallanzeige-Säulenschaubilds 42 um.
Auf der pH-Seite ist der Ausgang des pH-Verstärkers ein Eingang
einer Summierverknüpfungsstelle. Der andere Eingang dieser
Verknüpfungsstelle ist der pH-Sondeneichstrom. Diesen
Strom und das pH-Puffer/Verstärkersignal werden von IC3a
(72) so verarbeitet, daß eine Anzeige bei dem Säulenschaubild
44 auf der rechten Seite der Flüssigkristallanzeige möglich
ist, im vorliegenden Fall in einem Bereich von 0 bis
-50 Millivolt. IC4 (74) ist ein binärer Aufwärtszähler. Dieser
wird inkrementiert, wenn zwei Kontaktberührungsschalter
76 und 78, die mit /CAL/ und /PH/ bezeichnet sind, gleichzeitig
betätigt werden. Da dieser Zähler inkrementiert wird,
schaltet IC5 (80) die fünf Widerstände 82 zwischen -1,0 Volt
und einer offenen Schaltung durch. Da die Widerstände 82 normalerweise
mit der voranstehend genannten Summierverknüpfungsstelle
verbunden sind, kann die anzuzeigende Spannung ingrementell
ansteigen. Die Werte der Widerstände sind so gewählt,
daß man Inkremente von 10% an der Anzeige erhält. IC9 (84)
wandelt die Eingangsgleichspannung in einen Bereich für die
Flüssigkristall-Säulenschaubildanzeige 44 um.
Wenn der /ORP CHECK/-Berührungsschalter (86) gedrückt wird,
erzwingt eine feste Spannung, daß der Sondenpuffereingang
einen vorbestimmten Wert von 650 Millivolt annimmt, so daß
das Arbeiten des Puffers und das Arbeiten der Anzeigeschaltungen
überprüft werden kann.
Wenn der /PH CHECK/-Berührungsschalter 88 gedrückt wird, erzwingt
eine feste Spannung, daß sich der Sondenpuffereingang
auf einem vorbestimmten Wert von -30 Millivolt befindet. Um
die Einnahme dieses vorbestimmten Wertes zu gewährleisten,
wird die pH-Sonde auch immer wieder auf ihren Mittelwert zurückgeführt.
Wenn der /BAT CHECK/-Berührungsschalter 90 gedrückt wird, werden
sowohl die ORP- als auch die pH-Spannungen an den Anzeigeeingangsteilen
zu Beginn auf einen niedrigen Wert (auf außerhalb
der Skala nach unten) mit Hilfe von IC6a (92) gebracht.
Zugleich werden sowohl die ORP- als auch die pH-Spannungen
an der Anzeige 32 zur Einnahme ihrer Maximalwerte durch IC6b
(94) gezwungen. Zwei Serienwiderstände verhindern den Durchgang
eines zu großen Stromes. Wenn die Batteriespannung groß
genug ist, wird die Skalenverriegelung nach einer kurzen
Zeitverzögerung aufgehoben und der Anzeigeteil erhält nunmehr
die innerhalb der Skala liegende Spannung. Das Ergebnis ist
zu Beginn eine Blankanzeige und dann erhält man eine Gesamtskalenanzeige,
wenn die Batterie gut und ausreichend ist.
Bei einer weiteren möglichen Ausbildungsform nach der Erfindung
ist die Skala, die dem elektronischen Signal von der
Oxidations-Reduktionspotential (ORP)-elektrode 24 zugeordnet
ist, mit parts-per-million (ppm) für freies Chlor bezeichnet,
wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Das elektronische Signal (in
Millivolt), das von der ORP-Elektrode 24 erzeugt wird, verändert
sich auf komplexe Weise mit der Konzentration (ppm) und
der chemischen Form des Desinfektionsmittels im Wasser. Es
ändert sich auch mit dem pH-Wert des Wassers und mit der Konzentration
von weiteren chemischen Stoffen, die im Wasser vorhanden
sein können, wie z. B. Cyansäure, einem Stabilisator,
der üblicherweise verwendet wird, um Chlor vor einer Zersetzung
durch ultraviolette Strahlen der Sonne zu schützen.
Die in Fig. 6 gezeigte Gruppe von Kurven ist eine Darstellung
des Sensorsignals als eine Funktion der Chlorkonzentration
und des pH-Wertes. Hieraus kann man erkennen, daß sich jede
Kurve nicht linear auf sehr komplizierte Weise ändert und daß
ein gesamter Satz von Kurvenzügen erforderlich ist, um die Auswirkungen
der Änderungen des pH-Pegels darstellen zu können.
Ferner treffen diese Kurven nur zu, wenn kein Cyanstabilisator
im Wasser ist. Wenn ein Cyanstabilisator im Wasser ist, so ist
ein kompletter Satz von Kurven für jeden unterschiedlichen Konzentrationswert
des Stabilisators erforderlich. Bis heute hat
niemand den Versuch unternommen, diese Kurven zu bestimmen.
In anderen Worten ist es unmöglich, die Komplexität des Zusammenhangs
zwischen dem elektrischen Signal des Sensors
und den chemischen Bedingungen im Wasser auf mathematische
Weise darzustellen und es ist auch äußerst schwierig und
teuer, dies elektronisch zu reproduzieren. Dies ist einer
der Gründe dafür, daß keine elektronische Überwachungseinrichtung
dieser Bauform bis heute auf dem Markt ist.
Bei der Ausbildungsform nach Fig. 5 wird die lineare Säurenschaubildanzeige
42′ für das Desinfektionsmittel verwendet,
um die Änderungen des Sensorsignals zu verdeutlichen. Anstatt
das Signal elektronisch umzuwandeln, erfolgt die Umwandlung
graphisch mit einer nicht linearen Skala 46′, die sich in der
Nähe der Säulenschaubildanzeige 42′ befindet. Die Skala 46′
ist aus Kurven abgeleitet, wie z. B. von jenen Kurven, die in
Fig. 6 gezeigt sind. Der Benutzer braucht nur die Einheit zu
eichen und dann kann man die Änderungen hinsichtlich des Desinfektionsmittels
und der pH-Werte auf den Skalen ablesen.
Die bevorzugte Methode zur Eichung der pH-Skala ist darin zu
sehen, den pH-Sensor im Wasser mit einem bekannten pH-Wert,
vorzugsweise einer Pufferlösung, mit einem festen pH-Wert zu
bringen. Wenn eine solche Lösung nicht verfügbar ist, kann
das Wasser im Pool oder dem Kurbad verwendet werden, nachdem
sein pH-Wert mit einem zuverlässigen pH-Testset, wie einer
Phenolrot-Lösung, bestimmt worden ist.
Ein weiterer Vorteil der linearen Säulenschaubildanzeigen,
die bei der Erfindung verwendet werden, ist darin zu sehen,
daß sie sehr ähnlich wie kolormetrische Skalen aussehen, die
man bei chemischen Testsets verwendet. Die meisten Schwimmbecken
oder Kurbadbesitzer haben Erfahrungen im Umgang mit
diesen Skalen und daher ist es für sie leicht, die linearen
Säulenschaubildskalen auszulegen.
Wie ebenfalls in Fig. 5 gezeigt ist, kann die gleiche Säulenschaubildanzeige
42′ auch für zwei unterschiedliche chemische
Stoffe mit unterschiedlichen Variationsraten verwendet
werden, wie dies mit unterschiedlichen Skalen verdeutlicht
ist, die als Teil für die Skala 46′ vorgesehen sind. Bei diesem
Anwendungsbeispiel wird die Säulenschaubildanzeige 42′
auf der linken Seite für zwei gesonderte Skalen, eine für
Chlor (96) mit Ablesungen von 0,5 bis 5 ppm (parts-per-million
oder Milligram pro Liter) und eine für Brom (98) mit einer Ablesung
von 1 bis 10 ppm genutzt. Selbstverständlich sind beide
Desinfektionsmittelskalen 96, 98 sehr genau von den Kurven,
wie z. B. jenen, die in Fig. 7 gezeigt sind, abgeleitet. Diese
sind nicht linear, d. h. der Abstand zwischen 1 und 2 ppm (parts-
per-million) ist größer als der Abstand zwischen 3 und 4 und
selbst noch größer als der Abstand zwischen 8 und 10.
Ein wesentlicher Gedanke nach der Erfindung ist in den einfachen
Anweisungen, wie dies bei 100 angedeutet ist, zu sehen,
die zusätzlich an den Skalen 42 vorgesehen sind, um dem Benutzer
Hinweise dahingehend zu geben, daß der Konzentrationswert
ausreichend ist oder daß korrigierende Maßnahmen ergriffen
werden sollen und welche korrigierenden Maßnahmen vorgenommen
werden sollen. Die speziellen Einzelheiten der Korrektur werden
direkt auf der Skala angezeigt, wie z. B. mit "Zugabe von
Säure", "Zugabe einer Base", "Zugabe von Chlor" usw.. Über
Jahre hinwegreichende Untersuchungen von den Schwimmbecken-
und Heilbäderbetrieben haben gezeigt, daß nicht über ausreichende
technische Kenntnisse verfügende Personen leicht verwirrt
werden können und daß sie daher von der Anwendung von
chemischen Konzepten, wie pH-Werten oder ppm-Werten unter Verwendung
von Ziffern Abstand nehmen, die auf metrischen oder
digitalen Anzeigen angegeben werden. Die Erfindung überwindet
diese Problematik, indem einfache Anweisungen in allgemein
verständlicher Sprache angegeben werden. Selbstverständlich
können auch gegebenenfalls die üblichen chemischen Bezeichnungen
oder Warenbezeichnungen der einzelnen chemischen Stoffe
verwendet werden. Die Tatsache, daß die Analysiereinrichtung
nach der Erfindung, die vorangehend gezeigt und beschrieben
worden ist, dem Benutzer Anweisungen gibt, auf welche Weise
die nicht ordnungsgemäße chemische Wasserzersetzung zu korrigieren
ist, ergibt Vereinfachungen hinsichtlich der Anwendung
einer solchen Analysiereinrichtung, da bei dieser nicht die
chemischen Stoffe tatsächlich zugemessen werden, so daß Schwierigkeiten
im Zusammenhang mit chemischen Aufgabeeinrichtungen
vermieden werden. Daher arbeitet diese Analysiereinrichtung
praktisch wartungsfrei und die einzigen Wartungsarbeiten, die
man ausführen muß, sind das Reinigen der Sensoren, wenn sie
schmutzig geworden sind. Auch wird nur sehr wenig Strom verbraucht,
was dazu führt, daß die Vorrichtung ein Jahr lang
oder länger mit einer Batterie geringer Leistung betrieben werden
kann, so daß man keine elektrischen Anschlüsse benötigt.
Obgleich die Analysiereinrichtung nach der Erfindung hauptsächlich
zur Verwendung bei Hauseigentümern und Kleinanwendern
bestimmt ist, kann sie auch zweckmäßigerweise von Schwimmbad-
und Heilbad-Serviceleuten benutzt werden, um die Wasserqualität
schnell und genau zu testen. Da die Notwendigkeit einer Eichung
vermieden ist, ist die Einheit transportabel und die ORP-Ablesung
kann an unterschiedlichen Pools und Kurmitteleinrichtungen
genutzt werden, um die Wasserqualität zu bestimmen. Wenn die
ORP-Anzeige über einen bestimmten Wert, wie z. B. 650 Millivolt
ist, weiß das Wartungspersonal, daß das Wasser die Anforderungen
für Trinkwasser erfüllt. Wenn der Wert niedriger als der
vorstehend genannte ist, so weiß das Wartungspersonal, daß man
Desinfektionsmittel zugeben muß oder daß man den pH-Wert und
den Cyansäurewert überprüfen muß.
Die Säulenschaubildanzeige der vorstehend beschriebenen Art,
die bei der Erfindung zur Anwendung kommt, ist eine hoch technologische
elektronische Einrichtung, die sich leicht mit Hilfe
einer Flüssigkeitskristallanzeige oder einem Satz von Leuchtdioden
verwirklichen läßt. Für einen Batteriebetrieb, der
bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, werden
bevorzugt Flüssigkeiten verwendet, da diese einen
wesentlich geringeren Stromverbrauch in Verbindung mit einem
Batteriebetrieb haben.
Vorstehende Ausführungen haben somit gezeigt, daß die Erfindung
ein neuartiges und zweckmäßiges Wasseranalysiersystem
zur Verwendung bei Bädern, Heilbädern und dergleichen angibt,
das wesentlich genauere Informationen liefert, das leicht
zu bedienen ist und das direkte Anweisungen für korrigierende
Maßnahmen gegebenenfalls gibt, was bei bisher üblichen Analysiersystemen
nicht möglich war.
Claims (19)
1. Wasseranalysieranlage für Schwimmbecken, Kurbäder und
dergleichen, die einen mit Wasser für einen oder mehrere
Badende(n) gefüllten Behälter und ein Rezirkulationssystem
zum Ableiten des Wassers von dem Behälter, zum Filtern
desselben und zum Zurückleiten zu dem Behälter hat, und
die einen Oxidations-Reduktionspotential (ORP)-Sensor
enthält, der im Zirkulationssystem angeordnet ist, um am
Ausgang ein elektrisches Signal zu liefern, das in direktem
Zusammenhang mit der aktiven Form eines im Wasser enthaltenen
Desinfektionsmittels steht und einen pH (PH) Sensor
enthält, der in dem Zirkulationssystem zum Liefern
eines Ausgangs in Form eines elektrischen Signals angeordnet
ist, das direkt dem Acidität/Basizität des Wassers
zugeordnet ist, gekennzeichnet durch:
- a) eine erste Säulenschaubildanzeige (42),
- b) eine zweite Säulenschaubildanzeige (44),
- c) eine erste elektrischen Treibereinrichtung, die zwischen dem Ausgang des ORP-Sensors (24) und der ersten Säulenschaubildanzeige (42) im Betriebszustand als Verbindung vorgesehen ist, um die erste Säulenschaubildanzeige (42) in Stufeninkrementen zwischen oberen und unteren Grenzwerten entsprechend "mehr als notwendig" und "weniger als notwendig" betreffend das Desinfektionsmittel im Wasser zu bewegen,
- d) eine zweite elektrische Treibereinrichtung, die im Betriebszustand als Verbindung zwischen dem Ausgang des PH-Sensors (26) und der zweiten Säulenschaubildanzeige (44) vorgesehen ist, um die zweite Säulenschaubildanzeige (44) in Stufeninkrementen zwischen oberen und unteren Grenzwerten entsprechend "geringerem Säuregrad als optimal" und "höherem Säuregrad als optimal" betreffend des Wassers zu bewegen,
- e) eine erste Skaleneinrichtung (46), die in der Nähe der ersten Säulenschaubildanzeige (42) angeordnet ist, um das Millivoltsignal von dem Ausgang des ORP- Sensors (24) anzuzeigen und um Teile der ersten Säulenschaubildanzeige (42) anzuzeigen, in denen angegeben wird, daß Desinfektionsmittel dem Wasser zugegeben werden sollte, wenn dies die erste Säulenschaubildanzeige (42) anzeigt, und
- f) eine zweite Skaleneinrichtung (48), die in der Nähe der zweiten Säulenschaubildanzeige (44) angeordnet ist, um den pH-Wert entsprechend dem elektrischen Signal von dem Ausgang des pH-Sensors (26) anzuzeigen und um jene Teile der zweiten Säulenschaubildanzeige (44) anzuzeigen, in denen angegeben wird, daß dem Wasser eine Säure zugegeben werden sollte oder dem Wasser eine Base zugegeben werden sollte, wenn dies die zweite Säulenschaubildanzeige (44) anzeigt.
2. Wasseranalysieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß:
- a) die erste elektrische Treibereinrichtung derart eingerichtet ist, daß sie die erste Säulenschaubildanzeige (42) zwischen oberen und unteren Grenzwerten von 900 mV und 500 mV betreibt, und
- b) die zweite elektrische Treibereinrichtung derart eingerichtet ist, daß sie die zweite Säulenschaubildanzeige (44) zwischen oberen und unteren Grenzwerten entsprechend den pH-Werten 7,8 und 7,2 betreibt.
3. Wasseranalysieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß
die erste Skaleneinrichtung (46), die in der Nähe der
ersten Säulenschaubildanzeige (42) angeordnet ist, um
das Millivoltsignal von dem Ausgang des ORP-Sensors (24)
anzuzeigen, Eicheinheiten enthält, so daß die erste Skaleneinrichtung
(46) parts-per-million freies Chlor anzeigt.
4. Wasseranalysieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß
die erste Skaleneinrichtung (46), die in der Nähe der
ersten Säulenschaubildanzeige (42) angeordnet ist, um
das Millivoltsignal von dem Ausgang des ORP-Sensors (24)
anzuzeigen, Eichangaben enthält, so daß die erste Skaleneinrichtung
(46) das Vorhandensein zweier verschiedener
Desinfektionsmittel angibt.
5. Wasseranalysieranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß
die erste Skaleneinrichtung (46) erste Anngaben für die
Ablesung von 0,5 bis 5 parts-per-million zum Anzeigen
des Vorhandenseins von Chlor und zweite Angaben von 1
bis 10 parts-per-million zum Anzeigen des Vorhandenseins
von Brom enthält.
6. Wasseranalysieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Rezirkulationssystem
eine erste Leitung (34) und eine Druckklemmanordnung (200)
zum Anbringen wenigstens einer der Sensoren (24, 26) in
einer Öffnung (204) in der Leitung (304) enthält, welche
einen O-Ring (208) aufweist, der am Sensor (24, 26) oberhalb
des Rohres (34) aufgenommen ist, einen härteren Einschnürring
(210), der den O-Ring (208) umgibt, und eine
Andrückeinrichtung (212 bis 218) aufweist, um den O-Ring
(208) dicht schließend um die Öffnung (204) in der Leitung
(34) anzuordnen.
7. Verfahren zur Wasseranalyse in Schwimmbecken, Bädern und
dergleichen, bei dem ein Behälter vorhanden ist, der mit
Wasser zur Aufnahme für einen oder mehrere Badende(n) gefüllt
ist, und bei dem ein Zirkulationssystem zum Abführen
des Wassers von dem Behälter, zum Filtern desselben und
zum Zurückleiten zum Behälter vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verfahren zum Analysieren
des hygienischen/chemischen Zustands des Wassers
und zur Anweisung von korrigierenden Maßnahmen folgende
Schritte aufweist:
- a) Anordnen eines Oxidations-Reduktionspotential (ORP) -Sensors (24) in einem Zirkulationssystem, um einen Ausgang in Form eines elektrischen Signals zu haben, das direkt der aktiven Form des im Wasser enthaltenen Desinfektionsmittels zugeordnet ist,
- b) Anordnen eines pH (PH)-Sensors (26) in dem Zirkulationssystem um einen Ausgang in Form eines elektrischen Signals zu erhalten, das direkt dem Säuregrad/der Basizität des Wassers zugeordnet ist,
- c) Vorsehen einer ersten Säulenschaubildanzeige (42),
- d) Vorsehen einer zweiten Säulenschaubildanzeige (44),
- e) betriebsmäßiges Verbinden einer ersten elektrischen Treibereinrichtung zwischen dem Ausgang des ORP-Sensors (24) und der ersten Säulenschaubildanzeige (42), um die erste Säulenschaubildanzeige in Stufeninkrementen zwischen oberen und unteren Grenzwerten entsprechend "mehr als notwendig" und "weniger als notwendig" im Hinblick auf das Desinfektionsmittel im Wasser zu bewegen,
- f) betriebsmäßiges Verbinden eines zweiten elektrischen Treibers zwischen dem Ausgang des PH-Sensors (26) und der zweiten Säulenschaubildanzeige (44), um die zweite Säulenschaubildanzeige (44) in Stufeninkrementen zwischen oberen und unteren Grenzwerten entsprechend "niedrigerem Säuregrad als optimal" und "höherem Säuregrad als optimal" bezüglich des Wassers zu bewegen,
- g) Anordnen einer ersten Skaleneinrichtung (46) in der Nähe der ersten Säulenschaubildanzeige (42), um das Millivoltsignal von dem Ausgang des ORP-Sensors (24) anzuzeigen und jene Teile der ersten Säulenschaubildanzeige (42) anzuzeigen, in denen angegeben wird, daß Desinfektionsmittel dem Wasser zugegeben werden sollte, wenn dies die erste Säulenschaubildanzeige (42) anzeigt, und
- h) Anordnen einer zweiten Skaleneinrichtung (48) in der Nähe der zweiten Säulenschaubildanzeige (44), um den pH-Wert entsprechend dem elektrischen Signal von dem Ausgang des PH-Sensors (26) anzuzeigen und jene Teile der zweiten Säulenschaubildanzeige (44) anzuzeigen, in denen Säure dem Wasser oder eine Base dem Wasser zugegeben werden sollte, wenn dies die zweite Säulenschaubildanzeige (44) angibt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, das folgende Schritte enthält:
- a) Betreiben der ersten Säulenschaubildanzeige zwischen oberen und unteren Grenzwerten von 900 mV und 500 mV, und
- b) Betreiben der zweiten Säulenschaubildanzeige zwischen oberen und unteren Grenzwerten entsprechend den pH-Werten von 7,8 und 7,2.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt zum Anordnen der ersten Skaleneinrichtung
in der Nähe der ersten Säulenschaubildanzeige zum
Anzeigen des Millivoltsignals von dem Ausgang des ORP-Sensors
den zusätzlichen Schritt enthält:
Vorsehen von Angaben, die die erste Skaleneinrichtung zur Anzeige von parts-per-million freies Chlor eicht.
Vorsehen von Angaben, die die erste Skaleneinrichtung zur Anzeige von parts-per-million freies Chlor eicht.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt zum Anordnen der ersten Skaleneinrichtung
in der Nähe der ersten Säulenschaubildanzeige zum
Anzeigen des Millivoltsignals von dem Ausgang ds ORP-Sensors
den zusätzlichen Schritt enthält:
Angaben vorzusehen, die die erste Skaleneinrichtung für die Anzeige des Vorhandenseins von zwei unterschiedlichen Desinfektionsmitteln eicht.
Angaben vorzusehen, die die erste Skaleneinrichtung für die Anzeige des Vorhandenseins von zwei unterschiedlichen Desinfektionsmitteln eicht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich folgender Schritt vorgesehen ist:
Eichen der ersten Skaleneinrichtung unter Einschluß der ersten Angaben für Ablesungen von 0,5 bis 5 parts-per-million zum Anzeigen des Vorhandenseins von Chlor und zweite Angaben zum Anzeigen von 1 bis 10 parts-per-million für das Anzeigen des Vorhandenseins von Brom geeicht wird.
Eichen der ersten Skaleneinrichtung unter Einschluß der ersten Angaben für Ablesungen von 0,5 bis 5 parts-per-million zum Anzeigen des Vorhandenseins von Chlor und zweite Angaben zum Anzeigen von 1 bis 10 parts-per-million für das Anzeigen des Vorhandenseins von Brom geeicht wird.
12. Vorrichtung für ein Schwimmbecken oder eine Badanlage,
die eine Leitung für die Umwälzung des Wassers hat, in
der ein chemischer Sensor mit einem rohrförmigen Schaft
angeordnet ist, der ein Sensorelement trägt, gekennzeichnet
durch:
eine Einrichtung (200) zum Anbringen des Sensors in einer Öffnung in der Leitung, wobei das Sensorelement im Wasserstrom in der Leitung angeordnet ist,
einen O-Ring (208) zum Anbringen auf dem Schaft (206),
einen Einschnürring (210), der eine größere Härte als der O-Ring (208) hat, wobei dieser den O-Ring (208) umgibt,
eine zylindrische Klemmeinrichtung (202), die eine Öffnung (204) zur Aufnahme des Schafts (206) hat, wobei der O-Ring (208) und der Einschnürring (210) unterhalb der Klemmfläche angeordnet sind, und
eine Einrichtung (212 bis 218), die an der Klemme angebracht ist, um eine Druckkraft auf den O-Ring (208) auszuüben.
eine Einrichtung (200) zum Anbringen des Sensors in einer Öffnung in der Leitung, wobei das Sensorelement im Wasserstrom in der Leitung angeordnet ist,
einen O-Ring (208) zum Anbringen auf dem Schaft (206),
einen Einschnürring (210), der eine größere Härte als der O-Ring (208) hat, wobei dieser den O-Ring (208) umgibt,
eine zylindrische Klemmeinrichtung (202), die eine Öffnung (204) zur Aufnahme des Schafts (206) hat, wobei der O-Ring (208) und der Einschnürring (210) unterhalb der Klemmfläche angeordnet sind, und
eine Einrichtung (212 bis 218), die an der Klemme angebracht ist, um eine Druckkraft auf den O-Ring (208) auszuüben.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der O-Ring (208) aus einem Elastomer
und der Einschnürring (210) aus einem starren technischen
Kunststoff besteht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Einschnürring (210)
eine Höhe hat, die kleiner als der Durchmesser des O-Rings
(208) ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Einschnürring (210) aus Nylon hergestellt
ist.
16. Verbindungseinrichtung für die Bildung einer T-Verbindung
zwischen einer ersten Leitung und einer zweiten Leitung,
wobei die erste Leitung eine Öffnung zum dichtenden Aufnehmen
der zweiten Leitung hat, gekennzeichnet
durch:
einen kompressiblen O-Ring (208), der einen Durchmesser hat, der etwa gleich dem Außendurchmesser der ersten Leitung ist,
einen Einschnürring (210), der aus einem härteren, weniger kompressiblen Material als der O-Ring (208) besteht und der einen Innendurchmesser hat, der etwa gleich dem Außendurchmesser des O-Rings (208) ist und der eine Höhe hat, die kleiner als der Durchmesser des O-Rings (208) ist,
eine ringförmige Klemme (200, 202), die eine Öffnung zur Aufnahme der zweiten Leitung hat, und
eine Einrichtung (212 bis 218), mittels der die Klemme um die erste Leitung unter klemmendem Eingriff anziehbar ist.
einen kompressiblen O-Ring (208), der einen Durchmesser hat, der etwa gleich dem Außendurchmesser der ersten Leitung ist,
einen Einschnürring (210), der aus einem härteren, weniger kompressiblen Material als der O-Ring (208) besteht und der einen Innendurchmesser hat, der etwa gleich dem Außendurchmesser des O-Rings (208) ist und der eine Höhe hat, die kleiner als der Durchmesser des O-Rings (208) ist,
eine ringförmige Klemme (200, 202), die eine Öffnung zur Aufnahme der zweiten Leitung hat, und
eine Einrichtung (212 bis 218), mittels der die Klemme um die erste Leitung unter klemmendem Eingriff anziehbar ist.
17. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzugseinrichtung (212
bis 218) eine Reihe von axialen Schlitzen in der ringförmigen
Klemmeinrichtung (212) und einen Gewindebolzen (216)
aufweist, der an der Klemme derart angebracht ist, daß
beim Drehen des Gewindebolzens der Umfang der Klemmeinrichtung
(212) vermindert wird.
18. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Leitung aus
einem synthetischen Harz besteht.
19. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Leitung aus Polyvinylchlorid
besteht.
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US06/864,477 US4752740A (en) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | Electronic water chemistry analysis device with linear bargraph readouts |
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US4801886A (en) | 1989-01-31 |
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