-
Verfahren und Einrichtung zur Beseitigung der Temperaturabhängigkeit
bei Leitfähigkeitsmessungen an Flüssigkeiten
Die Erffiidung betrifft ein Verfahren
zur Beseitigung der Temperaturabhängigkeit bei der Messung der Leitfähigkeit, in.sbesondere
zu Salzgehaltmessungen, von vorzugsweise strömenden Fliüslsigkeiten und ist dadurch
gekennzeichnet, daß einerseits der Geber für einen verhältnismäßig kleinen Bereich
in an sich bekannter Weise temperaturkompensiert und andererseits die ihm zugeführte
Meßflüssigkeit auf eine annähernd konstante, in dilesem Bereich liegende Temperatur
geregelt wird.
-
Bisher benutzte man zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit bei
Leitfähigkeitsmessungen im allgemeinen allein Kompensationsschaltungen mit Widerstandsthermometern.
Derartige Schaltungen bedingen jedoch, insbesondere wenn hohe Genauigkeit innerhalb
eines großen Temperaturbereiches verlangt wird, wie dies praktisch meist der Fall
ist, eine umfangreiche Rechenarbeit sowie experimentelle Untersuchungen, die dem
Zweck dienen, die Genauigkeit der erzielten Temperaturkompensation festzustellen.
Diese Arbeiten sind sehr langwierig und dementsprechend teuer.
-
Man hat auch Leitfähigkeitsmessungen bei konstanter Temperatur vorgenommen,
wobei Temp eraturregler daz.u dienten, die Temperatur der Flüssigkeit auf den gewünseliten
Wert zu bringen, indem
man dieser die Zufuhr von Heiz- oder Kühlmitteln
beeinflussen ließ. Mit der Anwendung dieses Meßprinzips entstand jedoch bei der
Messung strömender Flüssigkeiten der Nachteil, daß zeitweise erhebliche Fehlanzeigen
auftreten, weil die Regelung bei Änderung der Strömungsgeschwindigkeit im allgemeinen-
nicht ausreichend verz.ögerungsfrei nachkommt.
-
Durch das neue Verfahren werden diese Mißstände beseitigt, denn es
ist nunmehr möglich, die Temperaturregelung wesentlich gröber und somit mit einfacheren
Hilfsmitteln, als sie bisher erforderlich waren, durchzuführen, da ja geringe Temperaturschwankungen
durch die Temperaturkompensation des Gebers beseitigt werden. Wollte man. ohne eine
solche Kompensation eine Genauigkeit von z. B.
-
I O/o des Meßwertes erreichen,. so .müßte die Regelung der Temperatur
etwa auf 0,4 bis 0,50 C genau sein, und eine Temperaturänderung bei Strömungsänderung
dürfte nicht eintreten. Bei der neuen Anordnung hat jedoch eine vorübergehende Temperaturänderung,
die durch Schwanken der Strömungsgeschwindigkeit bedingt ist, keinen Einfluß auf
das Meßergebnis mehr.
-
Andererseits sind an die Güte der Temperaturkompensationsschaltungen
wesentlich geringere Anforderungen zu stellen. Das bedeutet, daß man lediglich z.
B. rechnungsmäßig eine annähernde Temperaturkompensation in einem nur kleinen Temperaturintervall
durchzuführen hat. Infolgedessen fallen die obenerwähnten umständlichen und langwierigen
Rechnungsoperationen und E icharbeiten fort, so daß durch die Erfindung eine erhebliche
Verkürzung der Fabrikationszeit und damit Verringerung der Unkosten gegeben ist.
Man kann auch für verschiedenartige Salze, Säuren oder Laugen mit einem einzigen
Temperaturkoeffizienten rechnen, trotzdem diese sich zum Teil erheblich unterscheiden,
und deshalb für verschiedenartige Lösungen immer die gleiche Bemessung der Schaltung
beibehalten.
-
Die Durchführung der Erfindung kann- in verschiedener Wei-s e erfolgen.
Zweckmäßig wird jedoch die Heizung oder Kühlung der Flüssigkeit in einer Rohrstrecke,
die unmittelbar vor dem Leitfähigkeitsgeber angebracht, z.. B'. an ihn angeflanscht
ist, vorgenommen. Dadurch ist eine Anpassung des Heiz- bzw. Kühlrohres an die jeweiligen
Verhältnisse, unabhängig von der Ausführung des Gebers, der zweckmäßig wärmeisoliert
wird, möglich.
-
Jedoch kann m.an natürlich auch den Geber selbst mit einem Heiz-
bzw. Kühlkörper versehen. Im allgemeinden wird man die Einrichtung in Nebenschluß
zur Hauptflüssigkeitsleitung anordnen, um so nur eine geringe Flüssigkeitsmenge
auf konstanter Temperatur halten zu müssen; jedoch ist es durchaus möglich, den
Geber auch so auszubilden, daß er in die Meßflüssigkeit, z. B. in die Maßleitung,
eintaucht, wobei dann zweckmäßig ebenfalls nur ein Teilstrom erwärmt bzw. gekühlt
wird.
-
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 und 2
wiedergegeben, und zwar in Fig. 1 eine Form, die zum Einbau in eine Nebenschlußleitung
gedacht ist, wohingegen Fig.-2 eine Tauchelektrode wiedergibt, die in die Flüssigkeitsleitung
eingeschraubt oder eingeflauscht wird.
-
Die dem Geber zufließende meßflüssigkeit (Fig. 1) durchströmt zunächst
den Heizkörper 1, der eine elektrische Heizwicklung 2 trägt und durch Isoliermaterial
3 gegen Wärmeverlust in den Außenraum geschützt ist.
-
Die Flüssigkeit gelangt dann zu den beiden Meßelektroden 4 und 5,
die im Beispiel auf ein einseitig abgeschlossenes. Glasrohr 6 aufgesetzt sind. Die
Zu- -leitungen 7 und 8 zu diesen Elektroden führen durch das Innere dieses Glasrohres,
dessen offenes Ende in das Kopfstück 9 des Gebers ragt, zu der Kabelanschlußklemmenleiste
I0, an der die Adern des durch den Kabelanschlußstutzen 11 geführten, hier nicht,
gezeichneten Kabels angeschlossen werden. In dem Geber ist ferner ein Widerstandsthermometer
12 vorgesehen, das zui femperaturkompensation der Anzeige dient, und ein Temperaturfühler,
für den hier ein Ausdehnungsstab 13 verwendet i'st, der auf den als Membranregler
ausgebildeten Temperaturschal-ter I4 arbeitet, der ebenfalls im Kopf des Gebers
mit untergebracht ist. Die entsprechenden Leitungen I5, r6 vom Widerstandsthermometer
und I7, I8 vom Regler führen ebenfalls zur Klemmenleiste 10. Um eine günstige Verteilung
der strömenden Ftüssigkeit im Geber zu erzielen, ist noch ein Durchflußrohr 19 vorgesehen,
das eine seitliche Ausflußöffnung hat, die dem Ausflullstutzen 20 gegenüberliegt.
Ferner ist auch beim Geber entsprechend wie beim Heizkörper eine Isolationsschicht
211 vorgesehen, die ihn vor Wärmeverlust schützt.
-
Bei diesem Beispiel ist der Heizkörper mitl dem eigentlichen Geber
durch Flansche verbunden. Es i.st jedoch auch möglich, wie es Fig. 2 zeigt, d*n
Heizkörper mit dem Geber zu einer konstruktiven Einheit zu verbinden, indem die
Heizwicklung22 über das als Zufluß rohr 23 dienende untere Ende des. Gebers sowie
um seinen oberen Teil gewickelt wird Im übrigen weist der- Geber im wesentlichen
den gleichen Aufbau auf wie der nach Fig. I, lediglich init dem obenerwähnten Unterschied,
daß es sich bei diesem Ausführungsbeispiel um eine Tauchelektroden handelt. Aus
diesem Grunde fallen die Flansche zum Befestigen der Zu- und Abflußleitungen fort,
und es ist dafür ein Gewinde 24 vorgesehen, mit dem der Geber beispielsweise in
eine Flüssigkeitsleitung geschraubt werden kann. Ferner ist der Geber an seinem
unteren Ende abgeschrägt, wobei er so in die Flüssigkeit zu setzen ist, daß die
-Pfeile ihre Strömungsrichtung angeben. Dies bezweckt, ein dynamisches Druckgefälle
entstehen zu lassen, das für den Durchfluß eines Teilstromes der am Geber vorbeifließenden
Flüssigkeit durch den Geber sorgt. Ein weiterer Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel
nach Fig I ist noch der, daß hier der Anschluß der Heizwicklung mit in das Kopfstück
des Gebers gelegt i;st (Leitungen 215 und 26), wohingegen der Anschluß dort direkt
am Heizkörper erfolgte.
-
An die Stelle- einer Heizwicklung kann natürlich
auch
ein Behälter zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit treten. Ferner' ist es. möglich, einen
anderen Temperaturregler als den bezeichneten vorzusehen, wie auch der Geber den
jeweiligen Erfordernissen entsprechend in anderer bekannter Weise aufgebaut sein
kann.