DE4215839A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ozonbestimmung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Kon­ zentration von Ozon in Wasser sowie eine Vorrichtung hierzu.

Zur Ozonbestimmung in Wasser ist es bekannt, das das ozon­ enthaltende Wasser an den Elektroden eines galvanischen Ele­ mentes vorbeizuführen, die so aufeinandner abgestimmt sind, daß bei Abwesenheit von Ozon kein Strom fließt. Bei kleinsten Spuren von Ozon im Wasser wird die Elektrode depolarisiert und es fließt ein Strom. Als Beispiel für eine derartige gal­ vanische Zelle ist eine Zelle mit einer Elektrode aus Nickel und einer Elektrode aus Silber bekannt.

Es hat sich herausgestellt, daß bei Dauerbetrieb die Empfind­ lichkeit der galvanischen Zelle abnimmt. Daher ist diese Me­ thode prozeßtechnisch nicht verwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die prozeßtechnisch verwendbar sind und über lange Zeiträume re­ produzierbare Werte ergeben.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, zur Wie­ derauffrischung der Zelle durch diese einen Strom gleicher Richtung wie der Meßstrom zu schicken.

Es hat sich herausgestellt, daß durch diesen Strom die Meß­ zelle regeneriert wird, so daß sie wieder ihre ursprüngliche Empfindlichkeit annimmt.

Insbesondere soll der Auffrischungsstrom größer, vorzugsweise groß gegenüber dem Meßstrom sein.

Im Dauerbetrieb schlägt die Erfindung vor, diese Wiederauf­ frischung durch den angelegten Strom in regelmäßigen zeit­ lichen Abständen zu wiederholen.

Während des Wiederauffrischens der Zelle wird die eigentliche Messung unterbrochen. Damit jedoch auch während dieser Zeit ein Meßergebnis zur Verfügung steht, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, das jeweils vor dem Wiederauf­ frischen vorhandene Meßergebnis weiter anzuzeigen.

Es hat sich herausgestellt, daß nach Durchführen der Wieder­ auffrischung die Zelle eine gewisse Zeit benötigt, bis sie wieder ihre ursprüngliche Empfindlichkeit erhält. Auch wäh­ rend dieser Erholungszeit wird das vorher angezeigte Meßer­ gebnis weiterhin angezeigt.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, zur Beseitigung mecha­ nischer Ablagerungen und zur Vergleichmäßigung der Messung die Elektroden zu säubern, beispielsweis durch Bürsten. Dies kann bei rotationssymmetrischer Anordnung der galvanischen Zelle insbesondere durch eine rotierende Bürste erfolgen.

Die Erfindung schlägt ebenfalls eine Vorrichtung zur Bestim­ mung der Konzentration von Ozon in Wasser bei, die eine gal­ vanische Zelle mit einer Meßeinrichtung für den Strom der Zelle sowie eine Anzeigeeinrichtung aufweist. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Einrichtung zum Anlegen eines Stroms der gleichen Richtung wie der Meßstrom an die gal­ vanische Zelle auf. Insbesondere enthält die Vorrichtung eine Zeitsteuerung, die den Auffrischstrom in regelmäßigen Abstä­ nden an die galvanische Zelle anlegt.

Damit auch während des Auffrischvorgangs ein Meßergebnis abgelesen werden kann, kann die Vorrichtung erfindungsgemäß eine Schaltung zur Meßwertfesthaltung aufweisen, die von der Zeitsteuerung immer dann angesteuert wird, wenn diese den Auffrischstrom an die galvanische Zelle anlegt.

Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung eine angetriebene Bürste zur Reinigung der Elektroden der galvanischen Zelle aufwei­ sen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung er­ geben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung;

Fig. 2 einen Teil des Blockschaltbildes während des Wie­ derauffrischens der galvanischen Zelle.

Die galvanische Zelle 1 enthält zwei Elektroden, beispiel­ weise eine Elektrode 2 aus Nickel und eine Elektrode 3 aus Silber. Beide Elektroden weisen jeweils die Form der Wand eines halben Zylinders auf und sind voneinander durch jeweils einen kleinen Spalt getrennt. Zwischen den Elektroden 2, 3 befindet sich Wasser, in dem Ozon vorhanden ist. Beide Elek­ troden sind über einen Widerstand R1 miteinander verbunden. Die an den Enden des Widerstands R1 anliegende Spannung wird an den Eingang 4 eines Meßverstärkers mit hochohmigem Eingang angelegt, der den Spannungsabfall am Widerstand R1 und damit den durch den Widerstand R1 fließenden Strom mißt. Der Aus­ gang des Meßverstärkers 5 wird einer Meßwertfesthalteschal­ tung (sample and hold) 6 zugeleitet, die ein Meßsignal auf ihrem Ausgang 7 ausgibt.

Ist in der galvanischen Zelle 1 Ozon vorhanden, so führt dies zu einem Stromfluß durch die Zelle und damit durch den Wider­ stand R1, der am Widerstand R1 einen Spannungsabfall hervor­ ruft, der am Ausgang 7 angezeigt wird. Damit erhält man eine Anzeige für den Ozongehalt im Wasser.

Die Empfindlichkeit der galvanischen Zelle ist jedoch nicht konstant, sondern nimmt im Laufe der Zeit ab, beispielweise pro Stunde um 1 %. Die Erfindung schlägt nun vor, periodisch an die galvanische Zelle 1 einen Strom anzulegen, der die gleiche Richtung aufweist wie der Meßstrom. Zu diesem Zweck ist parallel zum Widerstand R1 eine Reihenschaltung aus dem Widerstand R2 und einer Batterie 8 geschaltet, wobei in der Reihenschaltung ein Schalter 9 angeordnet ist. Dieser Schal­ ter 9 kann von einer Zeitsteuerschaltung 10 angesteuert und in regelmäßigen Abständen geschlossen werden. Wird der Schal­ ter 9 geschlossen, so bilden die Widerstände R1 und R2 einen Spannungsteiler. Über R1 liegt bei geschlossenem Schalter 9 eine Teilerspannung an. Daher fließt ein Strom bestimmter Höhe und gleicher Richtung wie der Meßstrom durch die gal­ vanische Zelle. Beispielsweise kann der Meßstrom bei einer Ozonkonzentration von 1 g/m³ Wasser einen Wert von 35 µ- Ampere aufweisen, während der Auffrischungsstrom im Größen­ bereich von einigen m-Ampere liegt. Der Schalter 9 bleibt für einige Sekunden, beispielsweise 3 bis 15 Sekunden, geschlos­ sen. Nach Öffnen des Schalters braucht die Meßzelle eine Erholzeit von einigen Minuten, beispielsweise 1 bis 4 Minut­ en, bis der Meßsignalstrom wieder der Ozonkonzentration entspricht. Unmittelbar nach Öffnen des Schalters 9 ist der Meßstrom zunächst negativ, geht dann ins positive über und ist zunächst zu klein, bis die Erholzeit abgelaufen ist. Während der gesamten Zeitspanne des Auffrischens, also vom Schließen des Schalters 9 bis zum Ende des Erholzeit, sorgt die Meßwertfesthalteschaltung 6 dafür, daß der vorher aus­ gegebene Meßwert weiter angezeigt wird. Zu diesem Zweck ist die Zeitschaltung 10 mit einer Steuerleitung 11 mit der Meßwertfesthalteschaltung verbunden.

Die Stellung des Schalters 9 während des Wiederauffrischens ist in Fig. 2 dargestellt. Es ist hier auch die Spannungs­ teilerschaltung bestehend aus den Widerständen Rl und R2 zu sehen.

Das Zeitsteuerglied 10 wiederholt den Vorgang in regelmäßigen Abständen, beispielsweise in einem Zeitraum von 20 bis 60 Mi­ nuten.

Erfindungsgemäß ist es möglich, zwei galvanische Zellen zu verwenden, so daß immer dann, wenn bei der einen galvanischen Zelle der Auffrischungsvorgang und der anschließende Erhol­ vorgang abläuft, die andere Zelle die aktuelle Messung über­ nehmen kann.

Die angegebenen Werte sind nur ungefähre Größenangaben, die je nach Anwendungsfall variiert werden können.

Claims (10)

1. Verfahren zum Bestimmen der Konzentration von Ozon in Wasser, bei dem das Wasser durch eine galvanische Zelle (1) geleitet und der durch das Vorhandensein von Ozon ausgelöste Strom der Zelle gemessen wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Wiederauffrischung der Zelle durch diese ein Strom gleicher Richtung wie der Meßstrom ge­ schickt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffrischstrom größer ist als der Meßstrom, insbe­ sondere groß gegenüber dem Meßstrom.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wiederauffrischung in regelmäßigen Abstän­ den erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Auffrischens die Messung unterbrochen und der jeweils zuletzt gemessene Meßwert angezeigt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Auf­ frischen die Messung unterbrochen bleibt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2, 3) der gal­ vanischen Zelle (1) zur Beseitigung mechanischer Abla­ gerungen gesäubert werden, insbesondere gebürstet wer­ den.

7. Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von Ozon in Wasser, mit einer galvanischen Zelle (1), durch die das Wasser geleitet wird, einer Meßeinrichtung für den Strom der Zelle (1) sowie mit einer Anzeigeeinrichtung zum An­ zeigen des Stroms, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zum Anlegen eines Stroms gleicher Richtung wie der Meßstrom an die galvanische Zelle aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, mit einer Zeitsteuerung, die den Auffrischstrom in regelmäßigen Abständen ein­ schaltet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8 mit einer Schaltung zur Meßwertfesthaltung (6), die von der Zeitsteuerung (10) angesteuert wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 mit einer angetriebenen Bürste zur Reinigung der Elektroden (2, 3) der galvanischen Zelle (1).