FI116320B - Järjestely veden laadun mittaamiseksi - Google Patents

Description

116320 Järjestely veden laadun mittaamiseksi

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen laitteistoon veden laadun jatkuvatoimiseksi mittaamiseksi sekä patenttivaatimuk-5 sen 11 johdanto-osan mukaiseen menetelmään veden laadun jatkuvatoimiseksi mittaamiseksi.

Vesistöjen ja vesialueiden veden laadun mittaamiseen käytettään tunnetun tekniikan mukaisesti pistemittauksia, jolloin kustakin valituista mittauspisteistä otetaan erillinen vesinäyte, joka analysoidaan. Näytteitä kerättäes-10 sä joudutaan käytetty alus siirtämään aina uuteen mittauspisteeseen ja pysäyttämään mittausnäytteen keräämisen ajaksi, minkä jälkeen jälleen ajetaan uuteen mittauspisteeseen. Näin saadut mittaustulokset koostuvat yksittäisistä paikoista saaduista mittaustuloksista eivätkä anna täysin todellista kuvaa mitattavien suureiden alueellisista arvoista ja arvojen muutoksista eri mittauspistei-15 den välillä.

Ongelmana yllä kuvatussa järjestelyssä on yksittäisiä pistemittauksia voidaan suorittaa vuorokaudessa 20 - 40. Tämä ei ole riittävästi, koska kartoitettaessa esimerkiksi suurien vesialueiden veden laatua joudutaan mittauksia tekemään hyvin paljon, jotta paikallisista veden laadun arvoista saataisiin :·. 20 kattava koko vesialueen vedenlaatua kuvaava kartta, josta olisi mahdollista havaita myös veden laadun muuttuminen mittauspisteiden välillä. Lisäksi pis-temittauksien tekeminen vie runsaasti aikaa, koska joudutaan ajamaan aina

I M t I

’,. ’ uuteen mittauspisteeseen ja pysäyttämään alus. Tämä saattaa vääristää tulok- siä, koska veden laatu saattaa vaihdella ajallisesti pitkään kestävien mittausten i 25 aikana. Pistemittausten suorittaminen on myös kallista siihen kuluvan pitkän ajan takia. Yksittäisten näytteiden automaattinen sitominen paikkatietoon on teknisesti vaikeaa, joten pistemittauksia käytettäessä joudutaan mittaustuloksil-: :': le suorittamaan merkittäviä jälkikäsittelyltä.

Vesistön, vesialueen tai vastaavan veden laadun jatkuvatoiminen • · * 30 mittaaminen ei ole aikaisemmin ollut mahdollista veden oton yhteydessä mitta-uslinjaan päätyvien ilmakuplien takia. Ilmakuplat vääristävät erityisesti optisia *·;·’ mittauksia sekä johtokykymittauksia, joiden avulla määritetään vesimassojen : sekoittumista sekä niissä olevien aineiden konsentraatioita. Ilma- / kaasukuplat voivat aiheuttaa ongelmia myös teollisuusprosessien nesteitä mitattaessa, jol-35 loin tätä keksintöä voidaan hyödyntää myös niissä kuplien poistamiseksi. Yk- 2 116320 sinkertaisuuden vuoksi tästä eteenpäin puhutaan ainoastaan vedestä, jolloin sillä tarkoitetaan myös muita nesteitä.

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on siten kehittää patenttivaatimuksen 1 tun-5 nusmerkkiosan mukainen laitteisto ja patenttivaatimuksen 11 tunnusmerk-kiosan mukainen menetelmä veden laadun tai teollisuusprosessin liittyvän nesteen jatkuvatoimiseksi mittaamiseksi siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoite saavutetaan laitteistolla, joille on tunnusomaista se, että laitteisto käsittää mittauslinjaan ennen mittausantureita asennetun kup-10 lanpoistokammion mittauslinjaan johdetun veden sisältämien ilmakuplien poistamiseksi

Keksinnön tavoite saavutetaan edelleen menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet - otetaan mitattavaa vettä sisälle laitteistoon veden sisäänottoyhteen 15 kautta, - johdetaan laitteistoon otettu vesi mittauslinjaa pitkin kuplanpoisto-kammioon vedessä mahdollisesti olevien ilma- ja/tai kaasukuplien poistamiseksi, - johdetaan ilma- ja/tai kaasukuplista puhdistettu vesi mittauslinjaa 20 pitkin edelleen ainakin yhteen mittausanturiin mittausten suorittamiseksi lait- # ‘ . t teistoon johdetusta vedestä, - esitetään ja/tai tallennetaan ja/tai prosessoidaan mittausantureilla mitattuja tietoja tiedonhallintavälineiden avulla, ja ’; ; * - johdetaan vesi mittauslinjaa pitkin vedenpoistoyhteen kautta ulos i 25 laitteistosta.

:: Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaa timusten kohteena.

i Keksintö perustuu siihen, että mitattavan veden annetaan virrata • · * » jatkuvatoimisesti mittauslaitteiston läpi. Tavallisimmassa sovelluksessa laitteis- • · · 30 to asennetaan vesialukseen siten, että laitteiston putkimainen veden sisäänot-toyhde sijoitetaan veteen ja sen aukkopää suunnataan kulkusuuntaan, jolloin *···* analysoitava vesi virtaa jatkuvatoimisesti sisälle laitteistoon kun aluksella aje- : taan. Laitteistoon sisään johdetun veden painetta tasataan paineennostopum- pulla. Sisään otetussa vedessä on tai siihen muodostuu ilmakuplia, jotka hait-35 taavat ja jopa estävät luotettavien mittaustulosten saamista. Tämän takia vesi johdetaan ennen mittausantureita kuplanpoistokammioon, jossa vesi pakote- 3 116320 taan pyörivään liikkeeseen, jolloin siinä olevat kuplat ajautuvat syntyvän pyörteen keskelle, josta ne poistetaan. Kuplista poistettu vesi puolestaan johdetaan eteenpäin mittausantureille, jotka suorittavat tarvittavat mittaukset ja lähettävät saadut tulokset eteenpäin tiedonhallintavälineille, jotka esittävät ja/tai tallenta-5 vat ja/tai prosessoivat saatuja mittaustuloksia. Mittausantureista poistuva vesi johdetaan edelleen pois laitteistosta. Yhdistämällä laitteistoon paikkatietoväli-neet voidaan saadut mittaustulokset kytkeä automaattisesti ja reaaliaikaisesti saatuihin mittaustuloksiin.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja järjestelmän etuna on se, että 10 se mahdollistaa vesistön, vesialueen tai vastaavan veden laadun jatkuvatoimisen luotettavan mittaamisen esimerkiksi aluksella ajettaessa. Tällöin luotettavia yksittäisiä mittaustuloksia saadaan 5000 - 15000 kappaletta 2-5 tunnissa, riippuen käytetystä aluksen ajonopeudesta tai vastaavasta muusta keräysno-peudesta. Tällöin mittausten keräysnopeus saadaan myös suureksi, jolloin väl-15 tytään pitkän mittausajan aiheuttamilta tulosten ajalliselta vääristymiseltä sekä kustannusten kasvulta. Lisäksi aineiston jälkikäsittely saadaan minimoitua, kun myös mittausten paikkatiedot saadaan yhdistettyä automaattisesti saatuihin mittaustuloksiin.

Keksinnön mukaisen laitteiston edullisessa suoritusmuodossa lait-20 teisto käsittää lisäksi paineennostopumpun mittauslinjassa kulkevan vedenpai-:'j'; neen tasaamiseksi halutun suuruiseksi.

. Eräässä toisessa esillä olevan keksinnön edullisessa suoritusmuo- dossa laitteisto käsittää edelleen paikkatietovälineet mitattavasta vedestä saa-

* I

(..,t tujen mittaustulosten yhdistämiseksi paikkatietoon.

25 Edelleen keksinnön mukaisen laitteiston edullisessa suoritusmuo- dossa kuplanpoistoyhde käsittää tuloyhteen veden syöttämiseksi kuplanpois-'··** tokammioon, poistoyhteen veden poistamiseksi kuplanpoistokammiosta ja kup- lanpoistoyhteen kuplien poistamiseksi kuplanpoistokammiosta. Tällöin kuplan- i.i · poistokammio on muotoiltu ja kuplanpoistokammion tuloyhde on sijoitettu siten, 30 että kammioon sisälle virtaava vesi pakotetaan kammiossa pyörivään liikkee-seen.

Eräässä toisessa keksinnön mukaisen laitteiston edullisessa suori- • » tusmuodossa kuplanpoistokammio on tuloyhteen kautta kuplanpoistokammi-‘,i,‘ oon tulevan veden virtaussuunnassa suoritetulta poikkileikkaukseltaan olen- 35 naisesti ympyrän muotoinen, edullisesti se lieriön muotoinen tai kartion muotoinen.

4 116320

Edelleen eräässä toisessa esillä olevan keksinnön mukaisen laitteiston edullisessa suoritusmuodossa kuplanpistokammion tuloyhde on sijoitettu kuplanpoistokammion vaippaosion alaosaan pohjaosion yläpuolelle tangenti-aalisesti vaippaosioon nähden siten, että kammioon sisälle tuleva vesi joutuu 5 pyörimisliikkeeseen, jolloin kuplanpoistoyhde on sijoitettu kuplanpoistokammi-oon sama-akselisesti kuplanpoistokammiossa syntyvän vesipyörteen keskuksen akselin kanssa ja poistoyhde on sijoitettu kuplanpoistokammion pohjaosi-oon.

Keksinnön mukaisen menetelmän edullisessa suoritusmuodossa 10 veden painetta ohjataan paineennostopumpulla ennen sen johtamista kuplan-poistokammioon veden paineen tasaamiseksi halutulle tasolle.

Eräässä toisessa esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän suoritusmuodossa ainakin yhteen mittausanturiin ja/tai tiedonhallintavälineisiin on yhdistetty paikkatietovälineet mittaustulosten yhdistämiseksi paikkatietoihin. 15 Edelleen keksinnön mukaisen menetelmän edullisessa suoritus muodossa vesi johdetaan kuplienpoistokammioon siten, että vesi joutuu kammiossa pyörivään liikkeeseen, jolloin mahdolliset ilma- ja/tai kaasukuplat ajautuvat syntyneen pyörteen keskelle, josta ne poistetaan.

Edelleen eräässä toisessa esillä olevan keksinnön mukaisen mene-20 telmän edullisessa suoritusmuodossa mitattavaa vettä otetaan sisälle laitteis-toon liikuttamalla ainakin veden sisäänottoyhdettä suhteessa vesistössä, vesi-. alueessa tai vastaavassa olevaan veteen ja/tai käyttämällä pumppua veden .*’ ’; imemiseksi vesistöstä, vesialueesta tai vastaavasta.

I · * * t

Kuvioiden lyhyt selostus - .* 25 Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh- teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:

Kuvio 1 esittää esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mu-: kaista mittauslaitteistoa.

I t t ·

Kuvio 2a esittää esillä olevan keksinnön mukaisen mittauslaitteiston 30 erään suoritusmuodon mukaista kuplanpoistokammiota sivulta katsottuna.

Kuvio 2b esittää esillä olevan keksinnön mukaisen mittauslaitteiston 1 ·; ‘ erään suoritusmuodon mukaista kuplanpoistokammiota ylhäältä katsottuna.

: Kuvio 3 esittää esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mu- : ·.: kaista mittauslaitteistoa asennettuna alukseen.

5 116320

Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuviossa 1 on esitetty kaaviokuva eräästä esillä olevan keksinnön mukaisen suoritusmuodon mittauslaitteista, jotka on asennettu vesistössä, vesialueella tai vastaavalla liikkuvaan alukseen. Laitteistossa on putkimainen ve-5 den sisäänottoyhde 2, jonka kautta analysoitava vesi johdetaan mittauslinjaan 50. Sisäänottoyhteen 2 suuaukkoa voidaan laajentaa suppilolla, muhivilla tai vastaavalla riittävän veden sisään virtauksen aikaansaamiseksi. Laajennuksen halkaisija on tyypillisesti kaksi kertaa suurempi kuin mittauslinjan putken halkaisija. Sisäänottoyhde 2 sijoitetaan mittauksen aikana veteen siten, että sen 10 avoin suuaukko suuntautuu olennaisesti aluksen kulkusuuntaan, jolloin aluksen liikkuessa vesi pääsee virtaamaan sisäänottoyhteen 2 suuaukon kautta mittauslinjaan 50. Tällöin sisäänottoyhteen 2 pää on tyypillisesti taivutettu kuvion 3 mukaisesti eteenpäin.

Sisäänottoyhde 2 ja mittauslinjan 50 voidaan kiinnittää kiinteästi tai 15 irrotettavasti alukseen. Sisäänottoyhde 2 voidaan sijoittaa esimerkiksi aluksen perään tai vaihtoehtoisesti aluksen kylkeen. Sisäänottoyhteen 2 veden pinnan alapuolelle tulevat osat on muotoiltu siten, ettei veden kulkureitillä ole teräviä kulmia tai muotoja, jotka voisivat estää veden sujuvaa virtausta sisälle laitteistoon. Sisäänottoyhde 2 voidaan valinnaisesti tehdä joko kiinteäksi siten, että 20 sisäänottoyhteen 2 syvyys vedessä on vakio, tai se voidaan tehdä säädettä-: väksi siten, että mittaussyvyyttä voidaan tarpeen mukaan säätää.

: ·. Edellä kuvatun veden sisään oton yhteydessä syntyy sisään otet- tuun veteen kuplia, jotka estävät luotettavien mittausten tekemistä, jolloin opti- , · · ·, set mittaukset ja johtokykymittaukset vesimassojen sekoittumisen ja niissä ole- • · .!'! 25 vien ainesten konsentraatioiden määrittämiseksi eivät ole mahdollisia. Juuri mittauslinjaan pääsevät ilmakuplat estävät jatkuvatoimisten mittausten tekemi-'···* sen perinteisillä laitteistoilla, sillä tehtäessä yksittäisiä pistemittauksia ei ilma- kuplia synny. Tämän takia mainitut ilmakuplat on poistettava mittauslinjassa 50 : kulkevasta vedestä ennen kuin vesi johdetaan mittausantureille 8, 10.

30 Sisäänottoyhteestä 2 analysoitava vesi johdetaan paineennosto- pumppuun 4, jonka avulla saavutetaan mittauslinjassa vakiopaine, joka on tyy-pillisesti 2-8 bar. Lisäksi paineennostopumppu 4 mahdollistaa aluksen ajono-peudenmuutokset sekä aluksen pysäyttämisen vaarantamatta laitteistoon si-:,j,: sälle tulevan veden riittävää tasaista virtausta. Pumppu 4 poistaa myös ulkois- “*: 35 ten olosuhteiden, esimerkiksi sään, aiheuttamat vaihtelut mittauslinjassa sekä 6 116320 synnyttää kaikissa tilanteissa riittävän vedenpaineen tehokkaan kuplanpoiston saavuttamiseksi.

Kuvion 1 mukaisesti vesi johdetaan paineennostopumpulta mittaus-linjaa 50 pitkin kuplanpoistokammioon 6. Paineennostopumpun 4 synnyttä-5 mässä korkeassa paineessa oleva vesi johdetaan kuplanpoistokammioon 6 tu-loyhdettä 28 pitkin siten, että se tulee sisälle kammioon 6 hiukan sen pohjaosi-on 34 yläpuolella, edullisesti muutamia senttimetrejä pohjaosion yläpuolella kuvion 2a mukaisesti. Kuviossa 2 olevat nuolet osoittavat veden kulkusuuntia. Kuplanpoistokammio 6 on muotoiltu siten, että paineella sinne sisälle tuleva 10 vesi joutuu voimakkaaseen pyörimisliikkeeseen kuvion 2b mukaisesti. Tällöin myös kuplakammion 6 tuloyhde 28 on sijoitettava siten, että se edistää vesi-pyörteen syntymistä kammiossa 6.

Kuvioissa 2a ja 2b on esitetty kuplanpoistokammion 6 eräs edullinen suoritusmuoto. Näissä kuvioissa kuplanpoistokammio 6 on olennaisesti lieriön 15 muotoinen, jolloin kammion 6 vaippaosion 36 ympyränmuotoinen poikkileikkaus mahdollistaa kammioon tulevan veden saamisen pyörivään liikkeeseen. Kuplanpoistokammio 6 voi olla muodoltaan myös kartion muotoinen, jolloin sen vaippaosion 36 poikkileikkaus pienenee kammion alapäätä tai yläpäätä kohti. Kammion 6 vaippaosion 36 poikkileikkauksen ei tarvitse välttämättä olla ympy-20 ränmuotoinen, vaan se voi olla esimerkiksi monikulmio tai symmetrinen tai epäkeskeinen soikio tai jokin muu vastaava, kunhan se mahdollistaa kuplan-. poistokammioon 6 sisälle tulevan veden saattamisen tehokkaasti pyörivään liikkeeseen.

* · t...t Kuplanpoistokammion 6 muodon ohella toinen tärkeä veden pyöri- * * !'! 25 miseen vaikuttava tekijä on kammion 6 tuloyhteen 28 sijoittelu ja suuntaus. Tu- ti;’ loyhde 28 on tässä esimerkinomaisessa suoritusmuodossa sijoitettu ja suun- '**>* naitu olennaisesti tangentiaalisesti kammion 6 vaippaosion 36 seinämään nähden hiukan kammion 6 pohjaosion 38 yläpuolelle kuvion 2a mukaisesti. ;,· j Näin suoritettu tuloyhteen 28 läpivienti kuplanpoistokammion 6 seinämän läpi 30 yhdessä edullisesti muotoillun kammion 6 ja korkeassa paineessa kammioon 6 ,v, tulevan veden kanssa saavat aikaan veden voimakkaan pyörimisliikkeen kup- #!.! lanpoistokammion 6 sisällä.

·;* Tuloyhde 28 voidaan sijoittaa ja suunnata kammioon myös jollakin :,j,: muulla vaihtoehtoisella tavalla. Esimerkiksi tilanteessa, jossa kammio 6 on 35 vaippaosion 36 poikkileikkaukseltaan monikulmion muotoinen voi tuloyhde 28 olla sijoitetut yhteen monikulmion kulmaan vaippaosion 36 poikkileikkauksen 116320 7 suuntaisesti siten, että se on yhdensuuntainen veden virtaussuunnassa seu-raavan monikulmion sivun kanssa. Tuloyhteen 28 tangentiaalista sijoittelua ja suuntausta voidaan hyödyntää kaikille vaippaosion 36 poikkileikkaukseltaan kaarevia muotoja omaaville kammioille 6. Tuloyhde 28voi olla suunnattu myös 5 ylä- tai alaviistoon kohti kuplanpoistokammion 6 kansiosiota 38 tai pohjaosiota 34, vastaavasti.

Edellä kuvattujen ratkaisujen mukaisesti kuplanpoistokammioon 6 sisälle johdettava vesi joutuu voimakkaaseen pyörimisliikkeeseen kuvion 2b mukaisesti. Syntyneen pyörimisliikkeen vaikutuksesta kuplanpoistokammioon 10 6 syntyy voimakas ja nopea pyörre, jolloin mittauslinjaan 50 otetussa vedessä olevat ilma- / kaasukuplat ohjautuvat veden pyörimisliikkeen seurauksena pyörteen keskelle. Pyörteen keskelle imeytyneet kuplat poistetaan kuplanpois-tokammiosta 6 sen kansiosion 38 läpiviedyn kuplanpoistoyhteen 32 kautta. Kuplanpoistiyhde 32 on sijoitettu kuplanpoistokammion 6 poikkileikkaukseltaan 15 ympyrän muotoisen vaippaosion 36 keskiakselin kohdalle, johon myös vesi-pyörteen keskusta sijoittuu. Pyörteen keskelle ajautuneet kuplat poistetaan nyt kammiosta 6 pitkin kuplanpoistoyhdettä 32. Kuplien mukana laitteistosta poistuu myös hieman vettä, koska pelkkien kuplien poistaminen ei ole mahdollista. Tärkeää kuplanpoistoyhteen 32 sijoittelussa on se, että se on tarkasti samassa 20 linjassa, sama-akselisesti, kuplanpoistokammioon 6 syntyvän pyörteen kes-kuksen akselin kanssa, toisin sanoen pyörreakselin kanssa kuviossa 2b esite-. tyllä tavalla. Syntyvän pyörteen muotoon ja voimakkuuteen voidaan vaikuttaa , ’ ’ ’: tehokkaasti kammion 6 muodolla.

... Kuplienpoistokammion 6 edellä kuvatusta muodosta riippuen täytyy : ; 25 jokaiselle kammiotyypille määrittää oma kuplanpoistoyhteen 32 sijainti siten, : että se kammiotyypistä tai sen muodosta riippumatta on olennaisesti kohdak- '···* käin, edullisesti sama-akselisesti, syntyvän vesipyörteen keskuksen kanssa.

Tällöin mahdollistetaan kuplien tehokas poistaminen kuplanpoistokammiosta 6.

I » · Kuplanpoistoyhde 32 on edullisesti sijoitettu kammion 6 kansiosioon, koska il- 30 makuplilla on luontainen taipumus nousta vedessä ylöspäin, mutta kuplanpois-toyhde 32 voidaan joissakin tapauksissa sijoittaa myös kammion 6 pohjaosi-oon 34. Kuplien poistamista voidaan tarvittaessa tehostaa asentamalla kup-lanpoistoyhteeseen 32 pumppu, joka imee pyörteen keskelle ajautunutta vettä : t; t: kuplineen pois kammiosta 6.

·:·'· 35 Kuplanpoistokammion 6 reunoille ajautunut vesi on olennaisesti kuplatonta ja näin ollen jatkuvatoimiseen veden laadun mittaamisen sopivaa.

8 116320

Koska kuplilla on lisäksi taipumus nousta vedessä ylöspäin, on poistoyhde 30 sijoitettu tässä esimerkinomaisessa suoritusmuodossa kuplanpoistokammion 6 pohjaosioon 34 lähelle reunaa, joka liittää pohjaosion 34 ja vaippaosion 36 toisiinsa, kuten kuviossa 2a on esitetty. Poistoyhde 30 on mahdollista sijoittaa 5 myös esimerkiksi vastaavaan kohtaan kansiosiota 38 tai vaippaosioon, kunhan varmistetaan ettei mittauslinjaan 50 pääse kammiosta 6 ilmakuplia. Poistoyh-teen 30 yhteydessä voidaan käyttää myös pumppua veden poiston tehostamiseksi.

Kuplanpoistokammio 6 tehdään tilavuudeltaan mahdollisimman pie-10 neksi, jotta mitattavassa vesimassassa tapahtuvat ajalliset ja paikalliset muutokset eivät häviä sekoittumisen seurauksena. Kammio 6 myös osaltaan tasaa mittauslinjaan 50 päätyvän veden paineenvaihteluita, jotka aiheutuvat vesistön tai vastaavan aallokosta ja muista ulkoisista olosuhteista. Kuplanpoistokammio 6 toimii myös varajärjestelmänä mikäli veden sisäänottoyhde 2 nousee hetkek-15 si kokonaan pois vedestä esimerkiksi kovalla tuulella tai aluksen kallistuessa voimakkaasti.

Kuplanpoistokammiosta 6 kuplaton vesi johdetaan mittauslinjaa 50 pitkin mittausantureihin 8, 10. Anturit 8, 10 on sijoitettu mittauslinjaan 50 peräkkäin mahdollisimman lähelle toisiaan, jotta analysoitava vesi kulkee mah-20 dollisimman nopeasti ja samanaikaisesti läpi kaikista antureista. Mittausanturit j'j ; 8, 10 voivat olla sekä teollisuuskäyttöön tarkoitettuja prosessivalvonta- . , , antureita, jotka toimivat läpivirtausmenetelmällä, että erikseen vedessä olevien ,*’ · epäpuhtauksien havaitsemiseen tarkoitettuja optisia laitteistoja, joissa näyte ,,, kulkee lasisten tai muovisten mittauskyvettien läpi. Kyvetit on suunniteltu siten, 25 että analysoitava vesi voi virrata niiden läpi jatkuvatoimisesti. Mitattavien pa- : ' rametrien kokoonpanoa voidaan muuttaa tarpeiden mukaan lisäämällä tai pois- *...: tamalla antureita käytöstä.

Mittausantureilta 8, 10 saadut mittausparametrit tallennetaan data-j,· i loggeriin, joista ne siirretään tietokoneelle prosessoitaviksi tai tallennettaviksi 30 tai näytölle suoraan esitettäviksi. Kerätyn tiedonhallintavälineillä 22, 24 saadut mittaustulokset esitetään, tallennetaan ja prosessoidaan, tai ne voidaan tulostaa suoraan paperille. Mittaustulokset voidaan lähettää myös suoraan tieto- » » verkkoon, josta ne kulkeutuvat edelleen verkkopalvelimen kautta vastaanottavia jalle.

: · · 35 Mittausantureihin 8, 10 ja tiedonhallintavälineisiin 22, 24 on edulli sesti yhdistetty myös paikkatietovälineet 18, 20, joiden avulla mittaustulokset 9 116320 voidaan sitoa paikkatietoihin. Paikkatietovälineinä voivat toimia esimerkiksi GPS- tai DGPS-järjestelmät tai jokin muu vastaava järjestelmä. Paikkatieto voidaan ottaa myös aluksen paikkatietojärjestelmästä. Paikkatietojen avulla voidaan tehdä kulkeutumistutkimuksia, laimenemistutkimuksia sekä luoda eri-5 laisia veden laatukarttoja tai hyödyntää saatuja paikkatietoon sidottuja mittaustuloksia erilaisissa vesialueiden äärelle rakennettavien laitosten suunnittelussa.

Lopulta mittausantureilta poistuva vesi johdetaan ulos laitteistosta mittauslinjaa 50 ja veden poistoyhdettä 12 pitkin.

Käytettäessä edellä kuvattu laitteistoa otetaan mitattavaa vettä si-10 sälle laitteistoon veden sisäänottoyhteen 2 kautta, minkä jälkeen mittauslinjaan 50 otettu vesi johdetaan mittauslinjaa 50 pitkin kuplanpoistokammioon 6 vedessä mahdollisesti olevien ilma- ja/tai kaasukuplien poistamiseksi siten, että vesi joutuu kammiossa pyörivään liikkeeseen, jolloin vedessä olevat ilmakuplat ajautuvat syntyvän pyörteen keskelle, josta ne poistetaan. Seuraavaksi kaasu-15 kuplista puhdistettu vesi johdetaan mittauslinjaa 50 pitkin edelleen ainakin yhteen mittausanturiin 8, 10 mittausten suorittamiseksi laitteistoon johdetusta vedestä. Mittaustulokset esitetään ja/tai tallennetaan ja/tai prosessoidaan tiedon-hallintavälineiden 22, 24 avulla ja yhdistetään paikkatietovälineiden 18, 20 avulla saatuun paikkatietoon, ja lopulta vesi johdetaan mittauslinjaa 50 pitkin 20 vedenpoistoyhteen 12 kautta ulos laitteistosta.

. Edellä kuvatulla tavalla voidaan suorittaa jatkuvatoimista veden laa- ' . dun mittausta samalla kun aluksella liikutaan vesistöalueella. Edellä kuvattu laitteisto mahdollistaa sen, että aluksella voidaan liikkua halutulla nopeudella esimerkiksi 0-50 km/h ja silti saada samalla luotettavia mittaustuloksia veden ·* 25 laadusta. Lisäksi mittaustuloksia saadaan lyhyessä ajassa suuria määriä, jopa ; 5000 - 15000 kappaletta 2-5 tunnissa. Täten tämän laitteiston ja menetelmä edut ovat hyvin huomattavia verrattuna perinteiseen pistemittauksella tapahtuvaan näytteiden keräämiseen.

’ Edellä kuvattua laitteistoa ja menetelmää voidaan soveltaa myös * ! · ·; 30 teollisuuden prosessinesteiden mittauksessa tapahtuvaan kuplanpoistoon. Täl löin analysoitava neste otetaan jostakin prosessin vaiheesta sisälle mittauslait-teistoon.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksin- t : nön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritus- I < * ....: 35 muodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdel la patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (16)

116320 Patentti vaati m u kset

1. Laitteisto vesistön, vesialueen tai vastaavan veden laadun jatkuvatoimiseksi mittaamiseksi liikkuvasta vesialuksesta, tunnettu siitä, että 5 laitteisto käsittää vesialuksesta veteen asennetun veden sisäänottoyhteen (2) mitattavan veden johtamiseksi mittauslinjan (50) avulla laitteistoon vesialuksen liikkuessa, ainakin yhden mittausanturin (8, 10) mittausten suorittamiseksi laitteistoon johdetusta vedestä, tiedonhallintavälineet (22, 24) mitattujen tietojen esittämistä ja/tai tallentamista ja/tai prosessointia varten sekä veden poistoyh- 10 teen (14) mittauslinjan (50) läpi kulkeneen veden poistamiseksi laitteistosta sekä mittauslinjaan (50) ennen mittausantureita (8, 10) asennetun kuplanpoisto-kammion (6) mittauslinjaan (50) johdetun veden sisältämien ilma- ja/tai kaasu-kuplien poistamiseksi vesistön, vesialueen tai vastaavan veden laadun jatkuvatoimista mittaamista varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, et tä se käsittää lisäksi paineennostopumpun (4) mittauslinjassa (50) kulkevan vedenpaineen tasaamiseksi halutun suuruiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää edelleen paikkatietovälineet (18, 20) mitattavasta vedestä 20 saatujen mittaustulosten yhdistämiseksi paikkatietoon.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laitteisto, : tunnettu siitä, että kuplanpoistoyhde (6) käsittää tuloyhteen (28) veden syöttämiseksi kuplanpoistokammioon (6), poistoyhteen (30) veden poistami-.··. seksi kuplanpoistokammiosta (6) ja kuplanpoistoyhteen (32) kuplien poistami- 25 seksi kuplanpoistokammiosta (6).

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kuplanpoistokammio (6) on muotoiltu ja kuplanpoisto-kammion (6) tuloyhde (28) on sijoitettu siten, että kammioon (6) sisälle virtaava * » · · vesi pakotetaan kammioissa (6) pyörivään liikkeeseen.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kuplanpoistokammio (6) on tuloyhteen (28) kautta kup-.·*·. lanpoistokammioon (6) tulevan veden virtaussuunnassa suoritetulta poikkileik kaukseltaan olennaisesti ympyrän muotoinen.

* ·: * 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että *:: 35 kuplanpoistokammio (6) on olennaisesti lieriön muotoinen. 116320

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kuplanpoistokammio (6) on olennaisesti kartion muotoinen.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kuplanpistokammion (6) tuloyhde (28) on sijoitettu kup- 5 lanpoistokammion (6) vaippaosion (36) alaosaan pohjaosion (34) yläpuolelle tangentiaalisesti vaippaosioon (36) nähden siten, että kammioon sisälle tuleva vesi joutuu pyörimisliikkeeseen.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kuplanpoistoyhde (32) on sijoitettu kuplanpoistokammi- 10 oon (6) sama-akselisesti kuplanpoistokammiossa (6) syntyvän vesipyörteen keskuksen akselin kanssa.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että poistoyhde (30) on sijoitettu kuplanpoistokammion (6) pohjaosioon (30).

12. Menetelmä vesistön, vesialueen tai vastaavan veden laadun veden laadun jatkuvatoimiseksi mittaamiseksi liikkuvasta vesialuksesta, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet - otetaan vesistön, vesialueen tai vastaavan mitattavaa vettä jatku-vatoimisesti sisälle laitteistoon veden sisäänottoyhteen (2) kautta vesialuksen 20 liikkuessa, :T: - johdetaan laitteistoon otettu vesi mittauslinjaa (50) pitkin kuplan- : poistokammioon (6) vedessä mahdollisesti olevien ilma- ja/tai kaasukuplien ....: poistamiseksi ennen mittauksien suorittamista laitteistoon otetusta vedestä, .··. - johdetaan ilma- ja/tai kaasukuplista puhdistettu vesi mittauslinjaa 25 (50) pitkin edelleen ainakin yhteen mittausanturiin (8, 10) jatkuvatoimisten mit- 1,.! tausten suorittamiseksi laitteistoon johdetusta vedestä, s ·’ - esitetään ja/tai tallennetaan ja/tai prosessoidaan mittausantureilla (8, 10) mitattuja tietoja tiedonhallintavälineiden (22, 24) avulla, ja ί - johdetaan vesi mittauslinjaa (50) pitkin vedenpoistoyhteen (12) * 30 kautta ulos laitteistosta.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu sii- • I .···. tä, että veden painetta ohjataan paineennostopumpulla (4) ennen sen johta mista kuplanpoistokammioon (6) veden paineen tasaamiseksi halutulle tasolle. :.i.:

14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen menetelmä, tun- 35. ettu siitä, että ainakin yhteen mittausanturiin (8, 10) ja/tai tiedonhallintavä- 116320 lineisiin (22, 24) on yhdistetty paikkatietovälineet (18, 20) mittaustulosten yhdistämiseksi paikkatietoihin.

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 12-14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesi johdetaan kuplienpoistokammioon (6) siten, 5 että vesi joutuu kammiossa (6) pyörivään liikkeeseen, jolloin mahdolliset ilma-ja/tai kaasukuplat ajautuvat syntyneen pyörteen keskelle, josta ne poistetaan.

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 12-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitattavaa vettä otetaan sisälle laitteistoon liikuttamalla ainakin veden sisäänottoyhdettä (2) suhteessa vesistössä, vesialuees- 10 sa tai vastaavassa olevaan veteen ja/tai käyttämällä pumppua veden imemiseksi vesistöstä, vesialueesta tai vastaavasta. • I · tili» i · * H · * I 1 > · • > · » * * > • » » * · » · I » * · * > * 116320