DE4233218A1 - Vorrichtung zur Trübungsmessung in wäßrigen Meßmedien - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die sich allgemein zur Erfassung von ein Primärsignal durch ihre Anwesenheit verändernden Einflußgrößen in der analytischen Chemie eignet und speziell auf den Bereich der Trübungsmes­ sung in wäßrigen Meßmedien gerichtet ist. Verfahren und Vorrichtung, die über die Wasserbeschaffenheit Auskunft geben, also speziell dessen Trübung bestim­ men, sind in vielfältiger Form bekannt, wobei allge­ mein verwiesen werden kann auf die Veröffentlichung DIN 38 404 Teil 2.

Trübung entsteht in Flüssigkeiten durch die Anwesen­ heit ungelöster Stoffe, wobei die durch solche unge­ lösten feindispersen Stoffe erzeugte Trübung entweder durch die Schwächung der Intensität einer durch die Flüssigkeit durchgehenden Strahlung oder der Intensi­ tät des durch die Trübung hervorgerufenen gestreuten Lichts gemessen werden können, wobei die Streuung der Strahlung eine Eigenschaft von Flüssigkeiten ist und zur Trübungsmessung angewendet werden kann.

Die nachfolgenden Erläuterungen sowie die spezielle Beschreibung der Erfindung beschäftigen sich hauptsäch­ lich mit einer solchen Streuungsmessung, wobei ange­ strebt wird, daß der von einem optischen Sender ausge­ hende, in das Meßmedium eindringende Strahl, beispiels­ weise Infrarotstrahlung, sich mit dem Empfängerstrahl, also der Strahlrichtung, in welcher gestreutes Licht beispielsweise auf eine Empfangs-Fotodiode gelangt, unter Einbeziehung der Brechungsverhältnisse bei etwa 90° kreuzt. Die Wellenlänge der Meßstrahlung liegt dabei üblicherweise bei 880 nm.

Bekannte Trübungsmeßvorrichtungen koppeln dabei übli­ cherweise das Nah-Infrarotstreulicht mit Hilfe zylindri­ scher Glasprismen ein und aus, in denen sich wiederum in geeigneter Positionierung die Sendediode bzw. die Empfangsdiode befinden. Die Glasprismen sind ihrerseits in einer Endplatte eines üblicherweise rohrförmigen, also zylindrischen Sensorkörpers eingebettet, wobei die Endplatte den zylindrischen Sensorkörper nach Art einer Kappe horizontal verschließt.

Um zu der gewünschten 90°-Überkreuzung von Sende- und Empfangsstrahl zu gelangen, sind die Glasprismen in der Endplatte gegeneinanderstehend in einem vorgegebe­ nen Winkel positioniert, der üblicherweise aber weniger als 90° beträgt, so daß sich unter Einbeziehung der Brechungsverhältnisse beim Medienübergang innerhalb des Meßmediums effektiv ein 90°-Winkel zwischen Sende- und Empfangsstrahl ergibt.

Hierbei ist es ferner bekannt, den gesamten Sensor bei seinem Einbau in eine Meßanordnung unter einem bestimmten Anstellwinkel zu montieren, um Verschmutzun­ gen und Anbackungen, beispielsweise bei Einströmungen zu vermeiden, was allerdings eine aufwendige Verrohrung unter Einschluß von Y-Stücken erforderlich macht, damit es gelingt, den gesamten Sensor in seiner Einbauarma­ tur schräg zu halten. Probleme können sich durch die notwendige Schrägstellung des Sensors ferner dadurch ergeben, daß trotz einer in diesem Falle dann notwendi­ gen räumlichen Aufweitung des Durchflußgefäßes stets ein bestimmter Anteil an rückreflektierter Strahlung auftritt, der also nicht auf Streuung zurückzuführen ist.

Da aber andererseits gerade aufgrund der angestrebten Meßbedingungen (beispielsweise hat bei dem angestrebten 90°-Winkel die Strahlungsrichtungsempfindlichkeit ein Minimum, wobei hier auch noch die Frequenz des Meß­ strahls eine Rolle spielt) an minimalen Streueffi­ zienzpunkten gemessen werden muß, können solche stö­ renden Rückreflexionen die Meßgenauigkeit unter Um­ ständen erheblich beeinflussen.

In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, gerade weil auch Messungen in Gewässern mit größerer Trübung durchgeführt werden müssen, bei denen auch Strömungs­ einflüsse auftreten, die Austrittsfenster von Sende- und Empfangsstrahl am Sensorkörper bzw. an dessen End­ platte durch eine Art Wischerfunktion wiederholt zu reinigen, wozu üblicherweise ein Wischarm Verwendung findet, der auf der Ausgangsachse eines ebenfalls im Sensorgehäuse angeordneten Antriebsmotors sitzt und über die Fenster der Empfangs- und Sendediode bzw. der Apparaturöffnungen der Meßprismen eine Reziprok­ bewegung durchführt.

Um die Wischerfunktion steuern zu können, ist es be­ kannt, die Position des Wischers über die ohnehin not­ wendige Empfangsdiode durch das Empfangsprismen-Fenster zu detektieren. Dies ist allerdings deshalb problema­ tisch, weil sich hierdurch eine Abhängigkeit vom Ver­ schmutzungsgrad ergibt mit einer entsprechenden Stör­ anfälligkeit; ein völlig verschmutztes Fenster führt notwendigerweise zur gestörten Wischerfunktion, d. h. daß das Fenster selbst möglicherweise nicht mehr kon­ trolliert gereinigt werden kann. Darüber hinaus könnte eine aus einer solchen Störung resultierende Fehlpla­ zierung des Wischers neben der Ruheposition im Meß­ strahlengang zu Fehlmessungen selbst führen.

In diesem Zusammenhang ist es auch schon bekannt, auf der Wischer-Antriebsachse, die im Sensorkörper einge­ bettet ist, mit Hilfe von LED- und Fotodioden eine Lichtschrankeneinrichtung anzuordnen, die die Steue­ rung des Wischermotors übernimmt. Eine solche Lage­ kontrolle mittels einer Lichtschrankenbeschaltung auf der Wischerantriebsachse im Sensorkörper birgt aller­ dings als Unsicherheit die mangelnde Kontrolle einer stabilen Fixierung und relativen Plazierung des Wi­ scherarms selbst zur Antriebsachse, und nur darauf kommt es an.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung, die sich speziell zur Trübungsmessung in wäßrigen Meßmedien eignet, so auszubil­ den, daß schwach und stark streuende Medien mit gleichem Erfolg und hoher Sensorempfindlichkeit gemessen werden können, wobei gleichzeitig ein verschmutzungsunempfind­ licher, mechanisch kompakter und stoßgeschützter Sensor­ aufbau erreicht wird.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, daß bei hervorra­ gender Empfindlichkeit über den gesamten Meßbereich eine sichere Handhabung und geringe Wartung gegeben ist, wobei insbesondere auch der stoßgeschützte Sen­ soraufbau durch die schräggesetzte Endplatte im rohr­ förmigen Sensoraufbau von Bedeutung ist. Durch die Schrägstellung sind nämlich die sich in der Endplatte befindenden Wirkungskomponenten wie Fenster für Empfangs- und Sendeprisma und insbesondere der Wischer­ arm mit seiner Wischerachse gegen Stöße oder das Auf­ prallen des Sensors beim Einsetzen in eine Meßappara­ tur auf deren Boden sicher geschützt.

Dabei stellt die spezielle Steuerung für die Wischer­ armbewegung der Reinigungseinrichtung sicher, daß der Wischerarm niemals über den Fenstern für Sende- und Empfangsdiode stehen bleiben kann, sondern stets auf eine vorgegebene Ruheposition zurückläuft, die zur Vermeidung von Rückstreuungen bevorzugt auf der Sende­ seite vor der Sendediode bzw. dessen zugeordnetem Sende­ prismafenster befindlich ist, wobei der Sendestrahl zur gegenüberliegenden Seite austritt.

Die spitzwinklige Ausformung der sich verjüngenden Randkante im Sensorkopfbereich dient nicht nur dazu, daß es nunmehr möglich ist, den eigentlichen rohrför­ migen Sensorkörper in der üblichen Weise senkrecht durch Verwendung allgemein unkomplizierter Einbauarmaturen (rechtwinklige T-Stücke) einzubauen, sondern ermög­ licht auch die problemlose Positionierung so, daß die Endplattenfläche leeseitig, d. h. auf der zu einer even­ tuell vorhandenen Strömung abgewandten Seite angeord­ net werden kann, so daß schon aufgrund einer solchen Einbauposition größeren Verschmutzungen entgegengewirkt wird.

Dabei ist ferner von besonderem Vorteil, daß durch die einfache Einbauform mittels rechtwinkliger T-Stücke, bei Kläranlagen also Einbau beispielsweise über ein senkrechtes Tauchrohr ohne gewinkelte Ansatzstücke, neben der Vermeidung von Schmutzabsetzungen auch auf­ kommende Luftblasen in der gleichen Weise abperlen können, nämlich an der schrägen Sensorendplatte nach oben, ohne daß hierzu ein Anwinkeln des gesamten Sen­ sorkörpers notwendig wird.

Es ist ferner nicht mehr notwendig, übliche Rohrleitun­ gen, in denen das Sensortauchrohr montiert wird, mit Ausbauchungen zu versehen, die lediglich zu störenden Rückreflexionen führen können; im Gegenteil wirken übliche Rohrleitungen, in welche der rohrförmige Sen­ sorkörper senkrecht mit einfachem T-Stück eingeführt werden kann, als Lichtfalle für den Sendestrahl, so daß sowohl komplizierte Installationsmaßnahmen vermie­ den sind als auch störende Reflexionen gar nicht auftre­ ten können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der Fenster für Sende- und Empfangsprisma, die wiederum die Sendediode und die Fotodiode enthal­ ten, in der unteren Hälfte der schrägen Endplatte, so daß sich eine optimale Reinigung über den Wischer­ arm ergibt und dennoch der Stoßschutzeffekt durch die schräge Endplatte sich sowohl auf die Fenster von Sende- bzw. Empfangsprisma auswirkt als auch, wie weiter vorn schon erwähnt, ein besonders wirksamer Stoßschutz mit Bezug auf die Wischerachse erzielt werden kann.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die üblicherweise zylindrischen Prismen, die die Sende-LED und die Empfangs-Fotodiode enthalten, dort, wo sie einander gegenüberstehen, seitlich abgeflacht sind, d. h. eine Seite der zylindrischen Prismen ist abgeschliffen, wodurch es gelingt, diese mit ihren Zentren höherer Strahlungsdichte näher zusammenzubrin­ gen, was speziell Vorteile hinsichtlich des Meßverfah­ rens selbst sichert. So werden, bedingt durch eine solche Prismengestalt, selbst reduzierte effektive optische Weglängen, die sich beim Vorliegen von hohen Trübstoffgehalten einstellen, anteilig besser mit der Anregungs- und Detektionsapertur erfaßt, wobei gleich­ zeitig die erzielten Strahlungsdichteverteilungen bei mittleren (40-1000 FTE) und bei niedrigen (0-40 FTE) Trübungsgehalten einwandfreie Ausleuchtungseffekte im Aperturbereich gewährleisten, zur deutlichen Detek­ tion selbst von Spurentrübungen (0 . . . 0,2 FTE). Tat­ sächlich ergibt sich durch die zugrunde gelegte seit­ lich abgeschliffene Prismengestalt eine Kompensation von störenden Reabsorptionseffekten beim Vorliegen von Meßmedien mit Trübstoffgehalten größer als 2000 FTE. Insgesamt resultiert so eine Einsatzfähigkeit des Sen­ sors in einem Meßbereich von 0,01-4000 FTE und höher, was sowohl meßtechnisch als auch rechnerisch unter Zugrundelegung der effekten Eindringtiefen bei schwach und stark streuenden Medien nachgewiesen werden kann.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Ansicht schräg von unten perspekti­ visch als Ausschnitt den unteren Teil des Trü­ bungssensors mit schräg angesetzter Endplatte, wobei auch die Reinigungseinrichtung und die Fenster von optischem Sender und optischem Empfänger erkennbar sind;

Fig. 2 in Draufsicht die Endplatte des Trübungssen­ sors mit Wischarm, Wischarmlagerachse und Fenstern;

Fig. 3 in einer Längsdarstellung den unteren Abschnitt des rohrförmigen Sensorkörpers mit schräg ange­ setzter Endplatte und Darstellung des Antriebs­ motors für die Reinigungseinrichtung;

Fig. 4 schematisiert perspektivisch die Relativposi­ tionierung von Sende- und Empfangsprisma zu­ einander mit einander zugewandten abgeschliffe­ nen Seiten;

Fig. 5 einen Schnitt durch die Lagerung von Sende- und Empfangsprisma mit zusätzlicher Leistungs­ kontrolldiode in der Endplatte;

Fig. 6 eine bevorzugte Ausführungsform der elektrischen Verschaltung des Antriebsmotors für den Wischer­ arm der Reinigungseinrichtung mit darunter ange­ ordnetem Zeitdiagramm der Motoransteuerspannung und

Fig. 7 eine mögliche Einbauform des Trübungssensors in einem Rohrstück mit vereinfachter Einbauarma­ tur als rechtwinkliges T-Stück.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, bei einem rohrförmigen Sensorkörper für die Trübungsmes­ sung in wäßrigen oder sonstigen flüssigen Meßmedien die Endplatte schräg zur Längsachse des Sensorkörpers anzuordnen, so daß sich nicht nur ein wirksamer Stoß­ schutz- und falls gewünscht, Strömungsschutz für die Fenster von Sende- und Empfangsstrahl sowie für den Wischerarm und dessen Achslagerung ergeben, sondern auch hinsichtlich der Meßfunktion selbst Vorteile er­ zielt werden, beispielsweise Abperlen von Luftblasen und eine Lichtfallenkonstellation bei Einbau in übli­ chen Rohrleitungen oder an sonstiger Stelle.

Dabei ist weiterhin die spezielle Art des seitlichen Anschliffs der beiden, jeweils die Sende-LED bzw. die Empfangsfotodiode enthaltenden Sende- und Empfangs­ prismen von Bedeutung sowie die Art der Ausbildung und Lagerung der Wischerarmachse und deren Betätigung durch einen speziellen Motorantrieb.

In Fig. 1 ist der Sensorkörper in Form eines nur teil­ weise dargestellten, beispielsweise zylindrischen Roh­ res mit 10 und die an das untere Ende des Rohres schräg angesetzte Endplatte mit 11 bezeichnet. Die Endplatte lagert bzw. kann jedenfalls lagern wesentliche Teile der Reinigungseinrichtung 12 für die Fenster für die optische Meßwertgewinnung, die sich im Überdeckungsbe­ reich eines Wischarms 13 befinden, der von einer die Endplatte 11 durchsetzenden und vorzugsweise in dieser gelagerten Achse 14 getragen ist. In Fig. 1 ist ein Sendefenster mit 14 und ein Empfangsfenster mit 15 bezeichnet; Sende- und Empfangsfenster können Durch­ brechungen in der Endplatte sein und bestehen üblicher­ weise aus den Endflächen von in der Endplatte 11 einge­ betteten Sende- und Empfangsprismen 14′ bzw. 15′ (siehe Fig. 4), in denen sich ihrerseits in geeigneter Posi­ tionierung ein optischer Sender, üblicherweise eine im Infrarotbereich arbeitende Leuchtdiode sowie eine Fotodiode auf der Empfangsseite befinden.

Die Prismen 14′, 15′ dienen dabei der Strahlenleitung und sind mit Vorzug so ausgebildet und positioniert, wie in perspektivischer Darstellung in Fig. 4 gezeigt, d. h. jedes der Prismen weist eine seitliche Abflachung (anstelle einer ansonsten üblichen kreisrunden Konfigu­ ration) auf, wobei diese Abflachung, die man durch das Abschleifen einer Zylinderseite gewinnen kann, jeweils so positioniert wird, daß sich die Abflachungen gegenüber liegen und Sende- und Empfangsprisma 14′, 15′ sich mit ihren abgeflachten, in der Zeichenebene der Fig. 4 unteren Kanten im engen Abstand zueinander ange­ ordnet finden, während sich die Zylinderkörper zuneh­ mend im Winkel nach oben voneinander entfernen. Diese in Fig. 4 gezeigte Position von Sende- und Meßprisma 14′, 15′ ist auch die Position, in welcher die beiden Prismen in der Endplatte 11 eingebettet sind, wobei der Winkel zwischen den flachen Seiten der abgeflach­ ten Prismen so bemessen ist, daß sich für den mit A bezeichneten Sendestrahl sowie den mit B bezeichneten Empfängerstrahl unter Einbeziehung der Brechungsver­ hältnisse an den Übergangsbereichen innerhalb des Meß­ mediums so genau wie möglich eine 90°-Beziehung ergibt.

Durch die seitlichen Abflachungen der beiden Prismen ist es, wie aus der Fig. 4 ohne weiteres zu erkennen, möglich, die Zentren höherer Strahlungsdichten der beiden Prismen näher aneinander zu bringen, so daß bedingt durch diese Prismengestalt, selbst redu­ zierte effektive optische Weglängen, die sich beim Vorliegen von hohen Trübstoffgehalten einstellen, an­ teilig besser mit den so gebildeten Anregungs- und Detektions-Aperturen (Fenster) erfaßt werden können. Gleichzeitig gewährleisten die erzielten Strahlungs­ dichteverteilungen bei dieser Konfiguration sowohl bei mittleren (40-1000 FTE) und niedrigen (0-40 FTE) Trübungsgehalten hervorragend geeignete Ausleuchtungs­ effekte im Aperturbereich, die auch eine deutliche Detektion selbst von Spurentrübungen (0 . . . 0,2 FTE) ermöglichen.

Die erzielten höheren Strahlungsdichten ermöglichen ferner die Kompensation von störenden Reabsorptions­ effekten beim Vorliegen von Meßmedien mit hohen Trüb­ stoffgehalten, die größer als 2000 FTE sind. Insgesamt ergibt sich allein durch eine solche Konfiguration eine Einsatzfähigkeit eines Trübstoffsensors mit einem Meßbereich von 0,01-4000 FTE.

Aus der Darstellung der Fig. 1 in Verbindung mit der Fig. 2 wird auch erkennbar, daß sich die Aperturen oder Fenster für Sende- und Empfangsprisma 14′, 15′ in der einen, mit Bezug auf die Neigung der Endplatte 11 unteren Endplattenhälfte befinden, während die Lager- und Antriebsachse 16 für den Wischerarm 13 in der obe­ ren Hälfte der Endplatte 11 angeordnet ist. Hierdurch erge­ ben sich einwandfreie Wisch- und Reinigungsverhältnisse, wobei gerade die schräge Positionierung der Endplatte einen wirksamen Stoßschutz für Wischerarm und Wischer­ achse ermöglicht, denn beim normalerweise senkrechten Einbau des Sensorkörpers 11 (was im übrigen gerade durch die Schrägstellung der Endplatte möglich ist, worauf weiter unten noch eingegangen wird) schützt natürlich die untere, sich verjüngende Randkante 17 sowohl die ebenfalls schon insofern höher liegenden Fenster 14, 15 als auch die Achse und den Wischerarm der Reinigungseinrichtung wirksam gegen Stöße von unten, die beispielsweise schon dann auftreten können, wenn man das Sensorrohr in der Einbauarmatur zur Endpositionie­ rung nach unten drückt.

Ferner ermöglicht die Schrägstellung der Endplatte 11 die Positionierung der Endplatten-Komponenten (Fen­ ster und Reinigungseinrichtung) leeseitig, wenn eine Strömung im Meßmedium vorliegt oder sich ergibt, so daß Schmutzabsetzungen vermieden werden. Desgleichen gelingt es durch die Schrägstellung der Endplatte, daß aufkommende Luftblasen problemlos nach oben abperlen können, ohne daß ein sonst notwendiges Anwinkeln des gesamten Sensorkörpers erforderlich wird. Tatsächlich ist es nämlich durch die Schrägstellung ferner möglich, einen solchen Sensor in Einbauarmaturen in besonders einfacher Einbauform mittels rechtwinkliger T-Stücke auszuführen, wobei auch nicht, wie sonst notwendig, bei einem insgesamt schrägen Anstellwinkel für den Sensorkörper Aufweitungen im Durchflußrohr mit zusätzlicher aufwendiger Verrohrung (Y-Stücke) erforderlich sind.

Die Darstellung der Fig. 7 läßt im übrigen erkennen, daß sich auf diese Weise, also bei nunmehr möglichem senkrechten Einbau auf Reflexionen zurückzuführende Meßprobleme von selbst erledigen, da durch die ein­ fache T-Stückmontage bei schräger Sensorfläche die üblichen Rohrleitungen selbst als Lichtfalle für den Sendestrahl A wirken, nachdem dieser sich mit dem Empfangs­ strahl B gekreuzt hat. In Fig. 7 ist bei hier angenommener nur geringer Strömung der Einbau so getroffen, daß man in Querrichtung zum das Meßmedium führenden Rohr 18 auf die schräge Endplatte blickt, - man erkennt, daß der Sendestrahl A ohne mögliche störende Reflexionen in Längsrichtung des Rohrs 18 verschwindet, entgegen Empfangsstrahl B.

Die Darstellung der Fig. 3, die die Schrägstellung der Endplatte sowie die Wischerarmkonfiguration nicht maßstäblich zeigt, läßt erkennen, daß die Reinigungs­ einrichtung neben dem schon erwähnten Wischerarm 13 und seiner Lagerachse noch einen im Inneren des Sensor­ körpers 10 gelagerten Antriebsmotor 19 umfaßt, der so angesteuert wird, daß der Wischarm 13 eine Reziprok­ bewegung, also eine hin- und hergehende Schwenkbewe­ gung aus einer in Fig. 2 dargestellten Ruheposition durchführt, in welcher er die Fenster überstreicht. Zu Reinigungszwecken kann, wie Fig. 2 zeigt, dort, wo die Wischarmunterfläche die Fenster 14, 15 über­ streicht, ein Schwamm, eine Gummilippe, ein Gummipol­ ster oder ein sonstiges Reinigungskissen 20 noch ange­ ordnet sein.

Die Ruheposition des Wischarms ist so wie in den Fig. 1 und 2 erkennbar orientiert, d. h. nach außen angren­ zend zum Sendefenster 14, so daß, wie Fig. 1 deutlich zeigt, der Sendestrahl A vom Wischarm 13 abgewendet in die andere Richtung verläuft. Auf diese Weise werden auf dem Wischarm zurückzuführende Reflexionen vermie­ den.

Die Ansteuerung des antreibenden Elektromotors 19 er­ folgt so, daß stets sichergestellt ist, daß der Wisch­ arm bei seiner Schwenkbewegung beide Fenster 14, 15 überstreicht, bis seine rückwärtige Kante, wie in Fig. 2 bei 13′ gezeigt, außerhalb auch des Empfangsfensters 15 zu liegen kommt. Anschließend bewegt sich der Wisch­ arm wieder rückwärts über die Fenster 14 und 15 bis in die in Fig. 2 gezeigte Position, die beispielsweise 27° außerhalb einer horizontalen Mittellinie der End­ platte 11 liegen kann, wobei dieser numerische Wert für die Erfindung nicht als einschränkend zu verstehen ist.

Um sicherzustellen, daß der Wischarm bei seiner Wisch­ bewegung stets beide Fenster über läuft und in seine Ausgangsposition zurückkehrt, ist eine sinnreiche An­ steuerung unter Einbeziehung eines Reedrelaisschalters vorgesehen, die so wie in den Fig. 3 und 6 gezeigt aufgebaut ist.

Für die Bewegung des Wischarms ist ein Gleichstrom­ motor 19 vorgesehen, da dieser am einfachsten durch Um­ polen der zugeführten Speisespannung in seiner Dreh­ richtung umgesteuert werden kann. Es versteht sich natürlich, daß hier auch andere Motoren, beispielsweise Universalmotoren Verwendung finden können, wenn durch zusätzliche Schaltungsmittel für eine vergleichbare Funktion gesorgt ist, wie im folgenden erläutert.

Die ansteuernde, in ihrer Polarität jeweils umgesteuer­ te, insofern eine Art Rechteckversorgungsspannung dar­ stellende Spannung für den Antrieb des Wischarms ist im kleinen Diagramm unterhalb der Fig. 6 gezeigt und umfaßt jeweils Periodendauern T, die so bemessen sind, daß sichergestellt ist, daß während einer positiven Halbschwingung, die am Eingangsanschluß E zugeführt wird, Versorgungsspannung über eine für positive Span­ nungen durchlässig gepolte Reihendiode 22 zum Motor 19 gelangt. Der Motor läuft daraufhin an und führt den Wischarm 13 über die beiden Fenster 14, 15 bis zu einer Position, in welcher sich der Wischarm zuverlässig außerhalb der Fensterorientierungen befindet. Anschlie­ ßend schaltet die Versorgungsspannung um, wobei die Impulsdauer T einer Halbwelle an sich nicht kritisch ist und lediglich sichergestellt sein muß, daß diese so lange andauert, daß der Wischarm einen vorgegebenen äußeren Umkehrpunkt erreicht.

Durch die Polaritätsumkehr der Versorgungsspannung gelangt nunmehr die darauffolgende negative Halbwelle zum Motor, und zwar über einen Relaiskontakt 23 pa­ rallel zur Diode 22, der durch die vom Motor selbst veranlaßte Bewegung gesteuert lediglich in der Wischarm­ endlage, wie in Fig. 2 gezeigt, offen, sonst geschlossen ist.

Da sich der Wischarm bei anstehender negativen Versor­ gungsspannungs-Halbwelle in seiner ausgefahrenen Posi­ tion befindet, ist der Schalter 23 geschlossen und durch die Reversierung des Motors 19 wird der Wischarm in seine Ausgangsposition zurückgeführt, in welcher der Schalter 23 als Reedkontakt öffnet. Daraufhin kommt der Motor zur Ruhe.

Der Reedschalter 23 wird dabei von dem Wischarm 13 selbst gesteuert, und zwar vorzugsweise mittels eines kleinen permanenten Stabmagneten 24, der ein ihm in der Ruheposition des Wischarms gegenüberliegendes, in der Endplatte 11 oder an sonstiger geeigneter Stelle angeordnetes Reedrelais 25, welches den Schalter 23 bildet, öffnet.

Auch wenn daher die negative Halbwelle noch andauert, bleibt der Wischarm in seiner vorgegebenen Position durch Selbststeuerung stehen und beginnt einen neuen Wischzyklus erst dann wieder, wenn dem Motor über die polaritätsgerecht angeordnete Diode 22 erneut positive Halbwellen-Versorgungsspannung zugeführt wird, wodurch dann gleichzeitig auch der Schalter 23 des Readrelais 25 geschlossen wird, nach Anlauf.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß einerseits der Wischarm sich auf jeden Fall außerhalb der Einfluß­ sphäre der Fenster 14, 15 befindet, wenn er zum Still­ stand kommt, denn vorher kann das Reedrelais 25 nicht öffnen, wobei ein jeweiliger erneuter Vortrieb auch extern eingeleitet werden kann, wie überhaupt die ver­ schiedenen, dem Motoranschluß E zugeführten Polaritäten der Speisespannung nicht aus einer Rechteckspannung abgeleitet sein müssen, sondern auch durch einfaches Umschalten manuell zugeführt werden können.

Es versteht sich, daß zwischen Wischarm und antreibendem Gleichstrommotor 19 ein Untersetzungsgetriebe geeigneter Bauart geschaltet sein kann.

Die Darstellung der Fig. 5, die einem Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 3 entsprechen kann, zeigt schließlich noch die durch entsprechend seitlich ange­ schnittene Prismen in dem entsprechenden Abschnitt der Endplatte 11 gebildete Schrägkanäle, die nach unten aufeinander zu laufen und in der Endplattenfläche die Fenster 14 für das Sendeprisma und 15 für das Empfangs­ prisma bilden. Die Sende-LED ist in Fig. 5 mit 25, die Empfangs-LED mit 26 und eine ergänzend noch vorge­ sehene Leistungskontrollfotodiode mit 27 bezeichnet; diese befindet sich angrenzend zur Sendediode 25 und empfängt über eine kleinere Öffnung von der Sendediode ausgehendes Licht, so daß die jeweilige Intensität der Sendediode in die Berechnung der Trübungsmessung mit einbezogen werden kann.

Abschließend wird darauf hingewiesen, daß die Ansprü­ che und insbesondere der Hauptanspruch Formulierungs­ versuche der Erfindung ohne umfassende Kenntnis des Stands der Technik und daher ohne einschränkende Prä­ judiz sind. Daher bleibt es vorbehalten, alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung darge­ stellten Merkmale sowohl einzeln für sich als auch in beliebiger Kombination miteinander als erfindungs­ wesentlich anzusehen und in den Ansprüchen niederzu­ legen sowie den Hauptanspruch in seinem Merkmalsge­ halt zu reduzieren.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Erfassung von ein Primärsignal durch ihre Anwesenheit verändernden Einflußgrößen in der analytischen Chemie, insbesondere zur Trübungs­ messung in wäßrigen Meßmedien, mit einem optischen Sender und einem zugeordneten Empfänger, der ein durch den Einfluß des Meßmediums verändertes (ge­ schwächtes) Meßsignal erzeugt, dadurch gekennzeich­ net, daß die den optischen Sender (Sendediode 25, mit Sendeprisma 14′) sowie den optischen Empfänger (Fotodiode 26 mit Empfangsprisma 15′) tragende End­ platte (11) des in das Meßmedium eintauchenden rohr­ förmigen Sensorkörpers (10) schräg zur Sensorkör­ perlängsachse angesetzt ist und daher auch schräg in das Meßmedium eintaucht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer nach Art eines Scheibenwischers die Strahlaustrittsöffnungen (Fenster 14, 15) von optischem Sender und optischem Empfänger reinigenden Einrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die einen Wischarm (13) der Reini­ gungsvorrichtung (12) tragende Achse (16) zur unte­ ren sich aufgrund der schrägen Anordnung der End­ platte (11) spitzwinklig verjüngenden Randkante der Endplatte (11) entfernt in der mit Bezug auf die Einbauposition oberen Hälfte angeordnet ist, gegenüber liegend zu dem in der unteren Hälfte ange­ ordneten Fenster (14, 15) für Sendestrahl (A, B), die von dem Wischarm (13) überstrichen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Sendediode (25) und Empfangsdiode (26) aufnehmende Sende- und Empfangsprismen (14′, 15′) seitlich abgeflacht sind und mit ihren abge­ flachten Seiten im Bereich der Fenster (14, 15) angrenzend in der Endplatte (11) angeordnet sind, wobei die Prismenhauptkörper zur Erzielung einer 90°-Überkreuzung von Sendestrahl (14) und Empfangsstrahl (15) im Meßmedium unter Einbeziehung jeweiliger Brechungsverhältnisse in den Übergangs­ bereichen einen vorgegebenen Winkel zueinander einschließen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der von einem Antriebsmotor über seine Lagerachse (16) bewegte Wischarm (13) für eine vorgegebene Polarität der dem Antriebsmo­ tor (19) zugeführten Speisespannung diese Stromzufuhr in seiner Ausgangsruheposition selbst unterbricht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausgangsruheposition des Wischarms (13) durch einen von ihm getragenen Permanentmagneten ein in der Speisezuleitung zum als Gleichstrommotor ausgebildeten Antriebsmotor (19) liegender Schalter (23) eines Reedrelais (25) aufgesteuert und hierdurch die weitere Stromzufuhr unterbrochen wird, wobei parallel zum Schalter (23) des Reedrelais (25) eine lediglich für Versorgungs­ spannungen einer vorgegebenen Polarität durchläs­ sige Diode (22) geschaltet ist, derart, daß ein Wischerarmanlauf bis zu einer ausgeschwenkten maxi­ malen Endposition des Wischarms außerhalb der Fen­ ster (14, 15) lediglich durch Zuführung einer Ver­ sorgungsspannung vorgegebener Polarität möglich ist, bei dann gleichzeitig erfolgendem Schließen des zur Diode (22) parallelen Schalters (23), wobei die Rückführung des Wischarms in seine Ruheposition durch Zuführung von Motorspeisespannung nunmehr entgegengesetzter Polarität so lange erfolgt, bis bei Sperren der Diode (22) der Wischarm den Reed­ relaisschalter selbsttätig öffnet, so daß eine erneu­ te Vortriebsphase auch extern durch die Wahl der Speisespannungspolarität einleitbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruheposition des Wischarms angrenzend, jedoch außerhalb zum Fenster (14) des Sendeprismas (14′) liegt, derart, daß der aus dem Sendefenster (14) austretende Sendestrahl (A) ent­ gegengesetzt zur Wischarmruheposition verläuft.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß bei aufgrund der durch die Schrägstellung der Endplatte (11) ermöglichten ver­ tikalen Einbauposition des rohrförmigen Sensorkör­ pers (10) mittels einfacher rechtwinkliger Einbau- T-Stücke den Einbauort umgebende Rohrleitungen als Lichtfallen für den Senderstrahl (A) wirken, nach dessen angenäherter 90°-Überkreuzung mit dem Empfangs­ strahl angrenzend zu den Fenstern (14, 15).