DE4121397C2 - Einrichtung zur Erfassung von Wasserzustandsdaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung von Wasserzustandsdaten gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind Durchflußarmaturen bzw. Eintaucharmaturen bekannt, die zur Befestigung und zum Schutz von Meßwertsaufnehmern z. B. Leitfähigkeitsmeßzellen benötigt werden. Solche Armaturen werden vorwiegend bei Wasseraufbereitungsanlagen, Kondensatüberwachung, Frischwasserdosierung für Galvanikspülbäder, Überwachung von Kesselspeisewasser, Abwasser-, Klima-, Kältetechnik usw. eingesetzt. Die Armaturen und Meßzellen sind aufwendige Konstruktionen und enthalten Durchfluß-, Eintauch- oder Einschraubkörper aus Kunststoff bzw. Edelstahl mit den in diesem Körper eingebetteten Elektroden.

Aus der DE 36 29 870 A1 ist eine Einrichtung zur Probenahme von Flüssigkeiten bekannt, welche Dialysemembranen durchdringen beziehungsweise durch Dialysemembranen permeieren, und diese Einrichtung umfaßt Zellen, die mittels solcher Membranen begrenzt sind. Dabei ist Modularität nicht generell durchgeführt, sondern beschränkt sich auf den fortführenden oder erweiternden Einbau von Dialysezellen in ein langes Rohr mit Querlöchern und darauf, daß das Rohr um Verlängerungsstücke verlängerbar ist, in die ebenfalls eine Anzahl weiterer Dialysezellen einsetzbar ist. Mit dieser Einrichtung kann lediglich die Leitfähigkeit einer Flüssigkeit gemessen werden, wenn nach einer Diffusion Ionen in den Bereich der Dialysezellen gewandert sind. Dieser Vorgang kann Stunden bis Tage dauern.

Der Erfindung lag die folgende Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche es in unaufwendiger Weise ermöglicht, Gewässer auf ihren Zustand zu überwachen. Die Einrichtung sollte eine geringe Größe aufweisen und möglichst wartungsfrei sein.

Diese Aufgabe wurde gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Unteransprüche.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ergeben sich die Vorteile, daß aufgrund der Sequentierung die Aufnahme von Mehrfachsensoren und jeweils in der gewünschten oder erforderlichen Zusammensetzung von Sensortypen gestattet wird. Auch ist die Einrichtung aufgrund der Modulbauweise jederzeit erweiterbar, falls die Aufnahme weiterer Sensordaten erforderlich werden. Die Kompaktsensoreinrichtung weist eine geringe Größe auf und ist relativ unaufwendig. Die Abdichtung mit O-Ringen ist einfach und wirkungsvoll. Die Röhren, durch die das zu messende Wasser fließt, weisen günstige Durchströmungsverhältnisse auf und bieten aufgrund der Verengung des Durchflußquerschnittes und der dadurch bedingten Erhöhung der Durchflußgeschwindigkeit einen erhöhten Reinigungseffekt, so daß beispielsweise eine Verkalkung und Veralgung verhindert wird. Hergestellt aus Chrom-Nickel bzw. anderen rostfreien Stählen oder aber auch aus beständigem Kunststoff bietet der Kompaktsensor eine lange Lebensdauer und eine hohe Wartungsfreiheit.

Mit der erfindungsgemäßen Kompaktsensoreinrichtung ist es möglich, schnell ein Netz zur Überwachung unserer Flüsse und Seen aufzubauen, welches wiederum in der Lage ist, schnell die Umwelt störende Wasserzustände zu melden, so daß in schneller Reaktion gezielte Gegenmaßnahmen ergriffen werden können, um die Umweltbedrohung zu verhindern oder wenigstens zu reduzieren.

Der weitere Vorteil ist der, daß eine Überwachung rund um die Uhr ermöglicht wird, während bisher die Wasserqualität zumeist vor Ort, sporadisch untersucht werden mußte, was sehr personalaufwendig ist und keinen allgemeinen Überblick bietet.

Das weiter oben angesprochene aufzubauende Umweltschutznetz, mit dem Flüsse, Seen, aber auch Grundwasser überwacht werden sollen, müßte zentrale Erfassungen der Wasserzustandsdaten vorgesehen. Eine Übertragung der Meßwerte mittels Fernwirksystemen an zentrale Stellen ist kein Problem. Die Erfassung, Verarbeitung der Wasserzustandsdaten mittels Rechner sowie eine entsprechende benutzerfreundliche Graphiksoftware würde es den Wasserschutzämtern und den Wasserwerken zu jeder Zeit möglich machen, eine klare Darstellung der Wasserqualität an jedem beliebigen Ort sowie einen umfassenden Überblick zu bekommen.

Es folgt nun die Beschreibung der Erfindung anhand der Figuren.

Die Fig. 1 zeigt einen vertikalen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Kompaktsensor.

Die Fig. 2 zeigt ebenfalls einen vertikalen Querschnitt durch einen leicht modifizierten Kompaktsensor sowie einen horizontalen Querschnitt.

Die Fig. 1 zeigt oben eine Aufhängungsvorrichtung AV, an der die Kompaktsensoreinrichtung befestigt ist und mittels der sie in das zu messende Gewässer eingetaucht wird. Der oberste Hohlzylinder, ein Deckel D, enthält die Kabeldurchführung KD des Anschlußkabels K sowie eine Steckerbuchsenkopplungseinheit zum Anschluß der Meßwertfühler bzw. dazwischengeschalteter Elektronik. An den Deckel D sind eine Reihe darunterliegender nach oben offener Hohlzylinder HZ mittels Schrauben S angeschraubt. Zur Abdichtung sind jeweils O-Ringe zwischen den Wänden vorgesehen. Im Innern der Hohlzylinder HZ sind jeweils erkennbar die hermetisch abgeschlossenen Röhren R, welche Fühlerelektroden E aufnehmen, so z. B. für die Sauerstoffmessung, für die PH-Wertmessung und Salzfrachtmessung (Leitfähigkeitsmessung usw.). Für die kontinuierliche Temperaturmessung genügt ein vom Innenraum des Hohlzylinders her eingebrachte Sackbohrung in den Röhrenkörper zur Aufnahme eines Temperaturfühlers, beispielsweise eines PT 100. Die Röhre des untersten Hohlzylinders weist eine Lichtschrankeneinrichtung auf P, L, mit der eine Trübung des Wassers erfaßt werden kann.

In Fig. 2 ist ein ähnlicher Aufbau der erfindungsgemäßen Kompaktsensoreinrichtung zu erkennen. Der Deckel D weist ebenfalls eine Steckerbuchsenkopplung SBK auf, welche das Anschlußkabel K mit den einzelnen Sensorelektroden bzw. dazwischenliegende Elektronik verbindet. Zum Anschluß der Sensoren, welche in den unteren Hohlzylindern eingebettet sind, sind Durchbrüche DB für Verbindungskabel vorgesehen. Im obersten Hohlzylinder HZ ist in der Mitte die Röhre R erkennbar. Hier sind vertikale Elektroden E angebracht, welche mittels O-Ringen gegen den Innenraum der Hohlzylinder HZ abgedichtet sind. Die Hohlzylinder HZ sind gegeneinander durch O-Ringe abgedichtet, welche zwischen den jeweils ausgesparten Wänden W, a eingelagert sind.

Im unteren Teil der Fig. 2 ist ein horizontaler Querschnitt durch die Kompaktsensoreinrichtung gezeichnet. Angedeutet ist die Aufhängevorrichtung AV mit dem Kabel K. Die gestrichelten Linien R symbolisieren die Röhre R. Vier Vertikalbohrungen an den Außenwänden sind zur Aufnahme von Schrauben S vorgesehen, welche die einzelnen Hohlzylinder und den Deckel D verbinden.

Claims (13)

1. Einrichtung zur Erfassung von Wasserzustandsdaten mittels elektrischer Messung der Temperatur, des PH-Wertes, der Leitfähigkeit, der Trübung und/oder des Sauerstoffgehaltes, mit einem Block, der die erforderlichen Sensoren und mindestens einen konzentrischen Hohlzylinder (HZ) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Hohlraum des Hohlzylinders (HZ) von Zylinderwand (W) zu Zylinderwand eine hermetisch vom Hohlraum abgeschlossene Röhre (R) geführt ist, durch welche das zu überprüfende Wasser leitbar ist und welche Elektroden (E) aufnimmt, und daß der Hohlraum des Blockes hermetisch abgeschlossen ist und zur Aufnahme von elektrischen Bauelementen dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hohlzylinder (HZ) übereinander angeordnet sind, wobei zwischen ihren Wänden (W) zur Abdichtung ein oder mehrere O-Ringe (O) vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hohlzylinder (HZ) beidseitig offen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hohlzylinder (HZ) einseitig offen sind.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hohlzylinder (HZ) an den beiden Block-Enden, also an Kopf und Fuß, einseitig geschlossen sind oder mittels eines konzentrischen Deckels (D) und eines Bodens abgeschlossen sind, wobei zur Abdichtung ein oder mehrere O-Ringe (O) zwischen den Wänden der oder des jeweiligen Hohlzylinders (HZ) und dem Deckel (D) oder dem Boden vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hohlzylinder (HZ), der Deckel (D) und der Boden kreiszylindrisch sind.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtungen zwischen den Hohlzylindern (HZ) untereinander und zwischen dem oder den Hohlzylinder(n) (HZ) und dem Deckel (D) dem dem Boden an den jeweiligen Außenwandungen und/oder an den jeweiligen Innenwandungen Aussparungen (a) zur Aufnahme von O-Ringen (O) aufweisen.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hohlzylinder (HZ), der Deckel (D) und der Boden aus Metall bestehen.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (RK) der jeweiligen Röhre (R) vom Innenraum des oder der Hohlzylinder (HZ) her eine Sackbohrung zur Aufnahme eines Temperaturfühlers (PT100) aufweist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre oder Röhren (R) Löcher aufweist/aufweisen zur Aufnahme von kreiszylindrischen Elektroden (E) und von rohrförmigen Isolatoren und daß die Zwischenräume zwischen denselben und der jeweiligen Röhrenwand und zwischen den Elektroden (E) und Isolatoren mittels O-Ringen (O) abgedichtet sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (E) und/oder die Isolatoren einen T-förmigen Längsschnitt aufweisen, wobei der Kopfdurchmesser größer ist als der Lochdurchmesser in der Röhrenwand, und daß die O-Ringe (O) jeweils zwischen Röhrenwand und Kopf der Isolatoren und zwischen dem Kopf der Isolatoren und dem Kopf der Elektroden (E) eingepreßt sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des oder der Hohlzylinder (HZ) oder des Deckels vertikale Bohrungen aufweisen zur Aufnahme einer oder mehrerer die Hohlzylinder und den Deckel miteinander verbindenden Schrauben (S).

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hohlzylinder (HZ) und der Deckel abgedichtete Durchbrüche (DB, KD) zur Aufnahme von Steckverbindern und von elektrischen Anschlußkabeln (K) zwischen Sensoren und einer die Wasserzustandsdaten aufnehmenden Station oder Zentrale aufweisen.