DE858321C

DE858321C - Verfahren und Vorrichtung zur selbsttaetigen, registrierenden, kontinuierlichen Analyse von Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE858321C
Application number: DEF5301A
Authority: DE
Inventors: Otto Dr Petersen
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1950-12-22
Filing date: 1950-12-22
Publication date: 1952-12-04

Description

Verfahren und Vorrichtung zur selbsttätigen, registrierenden, kontinuierlichen Analyse von Flüssigkeiten Diskontinuierlich arbeitende Vorrichtungen zur selbsttätigen registrierenden Analyse von Flüssigkeiten sind bekannt. Bei diesen Vorrichtungen wird z. B. die zu untersuchende Flüssigkcit aus eine Meßgefäß automatisch in ein Reaktionsgefäß entleert. In dieses fließt aus einem weiteren Meßgefäß die Titerlösung. I)er IGmsclllagspulllit wird mit @ Hilfe eines Fühlers ermittelt. Als derartiger Fühler kann Z. B. für Farb- und Trübungsreaktionen eine mit einem lichtempfindlichen Empfänger, wie z. B. Fotozelle, einem Fotoelement, einem Fotowiderstand. einer Thermosäule oder einem Bolometer kombinierte Lichtituelle dienen Bi i Reaktionen. für die int Umschlagspunkt eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit oder des pH-Wertes charakteristich ist, können z. B. Leitfähigkeitsmeßelektroden oder pH-Elektroden als Fühler Ver,vendung finden. Zur Regis trierung der verbrauchten Titerlösung befindet sich das Meßgefäß z. B. auf einer Wägeeinrichtung, in die beim Umschalgspunkt durch Einwirkung des Fühlers eine Hemmung eingreift. Der Ausschlag der Waage während des Leerlaufens des Meßgefäßes registriert auf einem ablaufenden Registrierstreifen einen Strich dessen Länge ein Maß für die brauchte Titerlösung gibt. Mit dem Fühler ist außerdem ein automatische Vorrichtung verbunden, mit deren Hilfe die Entleerung des Reaktionsgefäßes und die Füllung der Meßgefäße bewirkt wird. Der Aus- schlag des Registrierinstrumentes geht dabei auf die nullinie zurück, und die Vorrichtullg wird so für eine neue Titration vorbereitet.
Die vorliegende Erfindung gestattet, die selbsttätig registrierende Analyse von Flüssigkeiten in kontinuierlicher Weise durchzuführen. Das Wesen der Erfindung wird durch Abb. I schematisch wieder gegeben. Die zu untersuchende Lösung fließt mit einer durch den Konstanthalter K konstant eingestellten Geschwindigkeit zusammen mit der aus dem Vorratsgefäß V zuströmenden Titerlösung durch eine Äfeßstrecke R. Mit Hilfe eines geeigneten Fühlers F, z. B. einer Lichtquelle mit Fotozelle, wird der Wert einer für die jeweilige analytische Bestimmung charakteristischen Kenngröße, z. B. der Lichtdurchlässigkeit, ermittelt und das Ergebnis der Ermittlung einem Regelorgan RD zugeleitet. Dieses Regel organ regelt den Zufluß der Titerlösung aus dem Gefäß V mit Hilfe des Steuerorgans St derart, daß gerade die zur Aufrechterhaltung des Umschlagpunktes benötigte Menge an Titerlösung zufließt. Die Zuflußgeschwindigkeit der Titerlösung wird dabei mit Hilfe des Schreibers Sch registriert. bb. II zeigt eine Vorrichtung, die zur kontinuierlichen Registrierung der Härte von Kesselspeisewasser nach dem vorliegenden Verfahren verwendet werden kann. Hierbei wird als kennzeichnende Größe die optische Dichte von Seifenschaum benutzt, der iii bekannter Weise nach Zusatz von Seifenlösung zu dem zu untersuchenden Wasser mit Hilfe von durchgeleiteter Luft erzeugt wird. Das zu untersuchende Wasser verläßt die Leitung 1 und strömt durch ein als Konstanthalter dienendes Überlaufgefäß 2. Das überlaufende Wasser wird durch die Leitung 3 in die Abflußleitung I8 abgeführt. Eine konstante Menge des Wassers fließt durch die Leitung 4 über die Trichterleitung 5 in das Reaktionsgefäß 10 und von dort über die Meßstrecke 11 durch die Leitung 17 in den Abfluß 18. Die Seifenlösung befindet sich im Vorratsbehälter 6, tropft über die Tropfvorrichtung 7 in die Trichterleitung 8 und wird dort mit Wasser, das durch die Leitung 5 zuströmt, vermischt. Die zur Schaumerzeugung dienende Luft gelangt durch die Leitung 19 über eine als Verteiler dienende Glasfritte 12 in das Gefäß 10 und erzeugt je nach der Wasserhärte einen mehr oder weniger dichten Schaum, der gemeinsam mit dem Wasser in die Meßstrecke 11 und schließlich ebenfalls in den Abfluß 18 gelangt. Die Dichte des Schaumes wird mit Hilfe eines Lämpchens 14 und eines Fotoelements 15 gemessen. Je nach der Dichte des Schaumes liefert das Fotoelement 15 einen mehr oder weniger starken Fotostrom, der mittels eines empfindlichen, einen Minimal- und Maximalkontakt führenden Drehspulinstruments 37 gemessen wird.
Ist der Ausschlag des Instruments 37 zu gering, d. h. der Schaum zu dicht, so wird über den Minimalkontakt und die Leitung 39L der Motor 30 mit Getriebe 29 für Linkslauf eingeschaltet. Dabei dreht sich ein Kettenrad 28 in dem Sinne, daß der Verdränger 26 im U-förmigen Gefäß 25 gehoben wird.
In den linken Schenkel dieses Gefäßes 25 taucht eine I)ruckluftleitung 3I. Der Stand des Verdrängers 26 bestimmt auf diese Weise den Luftdruck. der auf die Vorratsflasche 6 übertragen wird. Der Druck nimmt beim Heben des Verdrängers 26 ab. Eine Abnahme der Ausflußgeschwindigkeit von Seifenlösung aus der Tropfvorrichtung 7 ist die Folge, die Dichte des Schaumes wird geringer, der \ussclilag des Instruments 37 löst sich vom Kontakt, der Motor steht still. Wenn die Härte des Wassers sich nicht ändert, bleibt der Luftdruck in der Flasche G und somit die Ausflußgeschwindigkeit aus der Vorrichtung 7 konstant. Die Ausflußgeschwindigkeit ist nach dem Poiseulleschen Gesetzt proportional dem auf der Ausflußöffnung lastenden Druck, der mit Hilfe der Vorrichtung 32 his bis 35, die aus einem mit Quecksilber gefüllten U-Gefäß 32, einem Schwimmer 33, einer Aufhängung mit Gegengewicht 34 und einem Potentiometer 35 besteht, geniesseil und durch ch den Schreiher 40 registriert wird Schreiberskala, ltegistrierpapier und Skala des Drucksteigrohres 9 können direkt in Wasserhärtegraden geeicht werden.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel zeigt Abb. III, NIit Ililfe der dort abgebildeten N'orrichtung kank der Gehalt einer Ferro- und Ferriionen enthaltenden Lösung an Ferroionen selbstätig kontinuerlich registriert werden. Die zu analysierende Lösung tritt durch das Zuleitungsrohr 1 in tlas Überlaufgefäß 2 ein. Das Überlaufrohr 3 bewirkt eine Konstanthaltung der Flüssigkeitshöhe. I)urch das Ablaufrohr 4 fließt ein konstater Flüssigkeitsstrom in das Trichterrohr 5. Im Vorratsbehälter 6 befindet sich eine Kaliumpermanganatlösung mit bekanntem Titer. Diese Lösung tropft durch die Tropfkapillaranordnung 7 und das Ablaufrohr 8 in das Trichterrohr 10 und fließt zusammen mit der zu analysierenden Flüssigkeit in die Äfefistrecke ii. Diese ist mit einer kleinen Heizplatte I7 beheizt, mit deren Hilfe eine Temperatur von 60 bis 70 eingestellt wird. Ein durch den Motor 14 angetriebener Rührer sorgt für gute Durchmischung. I)urcll die Elektrodenanordnung 12. die aus einer blanken Platinelektrode und einer Vergleichskalomelelektrode besteht, wird das Redoxpotential mit hilfe eines Anzeigegerätes 32 gemessen. Dieses besitzt ebenso wie l>ei dem oben beschriebenen Beispiel einen Minimal- und Maximalkontakt. Auf diese Weise werden Links- bzw.
Rechtslauf des Motors 25 und des Getriebes 24 Illit Ketten rad 23 bewirkt, so daß der Tauchkörper 2I an einer Kette mit Gegengewicht 22 jeweils in die Sperrflüssigkeit 20 getaucht und damit der Steuerluftdruck aus der Leitung 19 so eingeregelt wird, daß eine solche Ätenge Kaliumpermanganatlösung in der Zeiteinheit ausíließt, wie sie zur Oxydation der Ferroionen benötigt wird. Ein Übersclluß an Kaliumpermanganatlösung bewirkt ein rasches Ansteigen des Redoxpotentials und damit eine Auslösung des hlaximalkontaktes. während im entgegengesetzten Fall ein Absinken des Redoxpotentials und eine Auslösung des Minimalkontaktes eintritt. Der Ferroionengehalt der konstant fließend zu untersuchenden Lösung und die zugließende Menge an Kaliumpermanganatlösung werden also auf diese Weise zwangsläufig miteinander verknüpft. Die zufließende Menge Kaliumpermanganatlösung ist aber propor- tional dem Gesamtbodendruck (Höhe der Flüssigkeitssäule und Steuerluftdruck). Dieser wird gemessen und registriert mit Hilfe der Anordnung 31, 27, 28, 29, 30 und 35, wie im vorigen Beispiel beschrieben.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E : I. Verfahren zur kontinuierliche, selbsttätigen, registrierenden Analyse von Flüssigkeiten durch automatische Zugabe einer Titerflüssigkeit zu der zu analysierenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die zu untersuchende Lösung mit konstanter Strömungsgeschwindigkeit nach Zugabe der Titerlösung über eine Meßstrecke an einem Fühler vorbeigeleitet, innerhalb dieser Strecke eine für die jeweilige analytische Bestimmung charakteristische Kerngröße mit Hilfe dieses Fühlers ermittelt und das Ergebnis dieser Ermittlung einem Regelorgan zugeleitet wird, das den Zufluß der Titerlösung mit Hilfe eines Steuerorgans derart regelt, daß die zur Aufrechterhaltung des Umschlagpunktes benötigte Menge Titerlösung zufließt, wobei die Zuflußgeschwindigkeit registriert wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet. daß man mit Hilfe des Steuerorgans den auf der Titerlösung lastenden Gasdruck derart regelt, daß die zur Aufrechterhaltung des Umschlagpunktes benötigte Menge Titerlösung zufließt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Hilfe des Steuerorgans geregelte l)ruck registriert wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach . \nspruch 2, dadurch gekenozeichnet. daß als Steuerorgan für den Gasdruck ein U-förmiges, mit einer Sperrflüssigkeit gefülltes Gefäß 25 (Abb. 2) mit einem durch das Regelorgan betätigten Verdränger 26 verwendet wird.
5. Verfahren zur kontinuierlichen, selbsttätigen, registrierenden Bestimmung der Härte von W Wasser nach Anspruch 1 bis 3 mit Hilfe von Seifen-Titerlösung unter Verwendung der optischen Dichte des Seifenschaumes als Kenngröße.