JP4976390B2 - 導電性液体の流量容量を決定する測定装置及び導電率測定装置と測定素子及び方法 - Google Patents
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Description
底壁、液体入口、及び、液体出口を有する容器と、
電圧源、評価装置、及び、容器内に配置され、評価装置に接続され、z方向に延び、z方向と垂直方向に間隔を空けて配置された少なくとも2個の電極を有し、Zmaxが(z=0における)電極の第1の端部(下端部)から電極の第2の端部(上端部)までの距離を表す、少なくとも1個の測定素子から構成される導電率測定装置と、
から構成される測定装置に関連する。
bMが零又は1に等しくない数であり、
fM(V(z))〜f(fPl(V(z) 但し、l=1...m)〜bM V(z)
が当てはまるように、少なくとも容器(5)及び/又は導電率測定装置がV(z)に依存する少なくとも1個のパラメータ関数
fPl(V(z))(但し、l=1...m)
によって記述可能であるように構成されていることを特徴とし、
評価装置が少なくとも測定値の商を生じ、商の対数を取得できるように構成されていることをさらに特徴とする、
測定装置によって解決される。
bMが零又は1に等しくない数であり、
fM(V(z))〜f(fPl(V(z) (但し、l=1...m))〜bM V(z)
が当てはまるように、導電率測定装置がV(z)に依存する少なくとも1個のパラメータ関数
fPl(V(z))(但し、l=1...m)
によって記述可能であるように構成されていることを特徴とし、
評価装置が少なくとも測定値の商を生じ、商の対数を取得できるように構成されていることをさらに特徴とする、
導電率測定装置によっても解決される。
fPl(V(z))〜bPl V(z)
が当てはまることが規定されている。
A(V(z))=fPl(V(z))〜bAl V(z)
が当てはまる。この例では、たとえば、容器の形状を記述するような他のパラメータ関数は線形依存性を有する。よって、液体容器は円筒型、立方体、又は、長方形プリズム形状を有することがあってもよい。
F(V(z))=fPl(V(z))〜bF V(z)
が当てはまる。好ましくは、F(V(z))は、
D(V(z))=fPl(V(z))〜bD −V(z)
が当てはまる。
A(V(z))〜bA1 V(Z) かつ
A(V(z))〜A(z)≒B(z)〜bA2 Z
である。
・V(z)に依存する少なくとも1つのパラメータ関数
fPl(V(z)) (但し、l=1...m)
によって記述できるように少なくとも容器及び/又は導電率測定装置を構成する工程と、
・導電性測定装置によって生じさせられた測定値に対して、
M(V(z))〜LF・fM(V(z))〜f(fPl(V(z)))〜bM V(z)
であるように、少なくとも1つのパラメータ関数fPl(V(z))を案出又は適合させる工程と、
・基底bMを決定するために測定を実行する工程と、
・時間間隔ti−ti−1(但し、i=1...n)における測定値Mti(V(z))を決定する工程と、
・dViを決定するために、商Mti+1/Mtiを決定し、このような商の対数を決定する工程と、
・貫流した総量dVを決定するために、n重の[このような]値dViを一緒に加算する工程と、
を具備することよって特徴付けられている。
M1は、V1、すなわち、時点t1における測定値であり、
M2は、V2、すなわち、時点t2における測定値であり、
V1は、体積変化前の絶対体積であり、
V2は、体積変化後の絶対体積であり、
dV=V1−V2(差分体積)であり、
K=比例定数であり、特に、LFに依存する。Kに影響を与えるその他のパラメータは、セル定数、体積定数、及び、測定増幅器の比例定数であり、
bM=指数関数の基数であり、基数は、導電率測定セルの幾何学的性質及び容器の寸法(体積変化に関連した測定値変化)によって決定される。
(B)中間導電率:K=3.6363;M1=20;V1=1.789;M2=10;V2=1.061;dV=0.727
(C)高導電率:K=7.7272;M1=20;V1=1.061;M2=10;V2=0.334;dV=0.727
同じ体積変化が、Kとは独立に、したがって、液体の導電率(LF)とは独立に、それぞれの場合で測定された。
2 水差し型容器
3 ハンドル
4 カバー
5 液体容器
5a 給水漏斗
6a 周壁
6b 底壁
7a 入口
7b 出口
8 原水
9 濾過水
10 測定装置
10a 導電率測定装置
11 電気接続線
12 評価装置
13 ディスプレイユニット
20 測定素子
21 サポートプレート
22a,22b 脚部
23 凹部
24 中央ウェブ部材プレート
25a,25b フランジ
26 プレート
26a,26b プレート
27 前方縁部
30a,30b 測定電極
31 第1の電極端部
32 第2の電極端部
33 接点素子
34 接続金具(「接点ピル」)
35 棒状拡幅領域
36 電界線
37 包絡曲線
38 ステップ
40 液体表面
41 液体
42 液体レベルの最大高度
50 フィルターカートリッジ
Claims (25)
- 液体レベルが垂直方向(z方向)で変化する容器(5)の中を流れる導電率LFを
有する導電性液体の流量dV(z)を決定する測定装置(10)であって、
底壁(6b)、液体入口(7a)、及び、液体出口(7b)を有する前記容器(5)と、
導電率測定装置(10a)とを具備し、この導電率測定装置は、
電圧源と、
評価装置(12)と、
少なくとも1個の測定素子(20)とを具備し、前記測定素子は、
前記容器(5)内に配置され、前記評価装置(12)に接続され、少なくとも2個の電極(30a,30b)を有し、
これら電極は、上方へとz方向に延び、前記z方向と垂直方向に互いに離間して配置され、Zmaxが(z=0における)前記各電極の第1の端部(下端部)(31)から前記各電極の第2の端部(上端部)(32)までの距離を表わす、測定装置において、
時間間隔ti−ti−1(但し、i=1...n)において、前記導電率測定装置(10a)が複数の測定値
Mti(v)=M(V(z))〜LF・fM(V(z))
を出力し、
fM(V(z))〜f(fPl(V(z) 但し、l=1...m)〜bM V(z)
が適用されるように、少なくとも前記容器(5)及び/又は前記導電率測定装置(10a)が、V(z)に依存する少なくとも1個のパラメータ関数fPl(V(z))(但し、l=1...m)によって記述可能であるように構成されており、ここで、bMは零又は1に等しくない数であり、Vは、前記容器内の液体の体積であり、
さらに、前記評価装置(12)は、時間の経過に基く複数の測定値の商を計算し、前記商の対数を得ることにより、前記導電性液体の流量dV(z)を決定するように構成されていること、
を特徴とする測定装置。 - 前記パラメータPlは、充填体積を決定するための前記容器の構造Fを表し、Fが、
F(V(z))=fPl(V(z))〜bF V(z)
によって表わされ、ここで、bFは、前記容器に係るパラメータである、ことを特徴とする、請求項1に記載の測定装置。 - 前記測定素子(20)は、前記容器(5)の周壁(6a)に一体化されていること
を特徴とする、請求項1に記載の測定装置。 - 前記容器は(5)、水フィルター装置(1)の給水漏斗(5a)を備えることを特徴とする、請求項1に記載の測定装置。
- 電圧源と、
評価装置(12)と、
この評価装置(12)に接続され、また、上方へとz方向に延び、前記z方向と垂直方向に互いに間隔を空けて配置された少なくとも2個の電極(30a,30b)を有し、Zmaxが(z=0における)前記各電極の第1の端部(下端部)(31)から前記各電極の第2の端部(上端部)(32)までの距離を表す、少なくとも1個の測定素子(20)と、から構成され、液体レベルが垂直方向(z方向)で変化する状、導電率LFを有する況で導電性液体の流量dV(z)を決定する導電率測定装置(10a)において、
時間間隔ti−ti−1(但し、i=1...n)において、前記導電率測定装置(10a)が複数の測定値
Mti(v)=M(V(z))〜LF・fM(V(z))
を出力することと、
さらに、bMが零又は1に等しくない数であり、Vは、容器内の前記導電性液体の体積であり、LFは、導電性液体の導電率であり、
fM(V(z))〜f(fPl(V(z) 但し、l=1...m)〜bM V(z)
が当てはまるように、前記導電率測定装置(10a)がV(z)に依存する少なくとも1個のパラメータ関数fPl(V(z))(但し、l=1...m)によって記述可能であるように構成されていることと、
前記評価装置(12)は、時間の経過に基く複数の測定値の商を計算し、前記商の対数を取得することにより、前記導電性液体の流量dV(z)を決定するように構成されていることと、
を特徴とする測定装置。 - 少なくとも1つのパラメータ関数に対して、
fPl(V(z))〜bPl V(z)
が適用され、ここで、好ましくは、0<bPl≦5、かつ、bPl≠1であり、また、zがセンチメートルで表わされていることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の測定装置。 - 少なくとも1個のパラメータPlが、
fPl(V(z))〜bPl V(z)
であり、好ましくは、1<bPl≦1.5であり、ここで、zがセンチメートルで表わさ
れるように選択されることを特徴とする、請求項6に記載の測定装置。 - 前記パラメータPlは、前記少なくとも2個の電極(30a,30b)の少なくとも1個の面積Aであることと、
前記面積Aが、
A(V(z))=fPl(V(z))〜bAl V(z)
として表されていることと、
を特徴とする、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の測定装置。 - 前記パラメータPlは、前記少なくとも2個の電極(30a,30b)の間の距離Dであることと、
前記距離Dが、
D(V(z))=fPl(V(z))〜bD −V(z)
として表わされていることと、
を特徴とする、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の測定装置。 - 前記測定素子(20)は、サポート部材(21)を有することと、
前記少なくとも2個の電極(30a,30b)が前記サポート部材(21)の両側(又は両面)に配置されていることと、
を特徴とする、請求項1もしくは2項に記載の測定装置。 - 前記測定素子(20)は、前記各電極の幅の広い第2の端部(32)が上端に配置され
るように、前記容器(5)内に配置されていることを特徴とする、請求項1ないし8
のいずれか1項に記載の測定装置。 - 前記評価装置(12)は、ディスプレイユニット(13)に接続されていることを特徴
とする、請求項1ないし11のいずれか1項に記載の測定装置。 - 少なくとも前記電圧源、前記評価装置(12)、及び、少なくとも1つの前記測定素子
(20)は、単一モジュール又は部分組立品に一体化されていることを特徴とする、請求項12に記載の測定装置。 - 前記ディスプレイユニット(13)が前記単一モジュール又は部分組立品に一体化されていることを特徴とする、請求項13に記載の測定装置。
- 前記少なくとも2個の電極(30a,30b)の間に形成される電界線(36)の経路長を変更する少なくとも1個の素子が、前記少なくとも電極(30a,30b)の間に配置されていることを特徴とする、請求項1ないし9のいずれか1項に記載の測定装置。
- 前記少なくとも1個の素子は、前記電界線(36)の前記経路長が、zの値の増加と共に指数的に減少するように、構成されていることを特徴とする、請求項15に記載の測定装置。
- 前記少なくとも1個の素子は、湾曲した自由前方縁部(27)を有するプレート(26,26a−d)であることを特徴とする、請求項15又は16に記載の測定装置。
- 前記測定素子(20)は、サポート部材(21)を有することと、
前記少なくとも2個の電極(30a,30b)は、前記サポート部材(21)上に並んで配置されることと、
前記プレート(26,26a−d)は、前記少なくとも2個の電極(30a,30b)の間に配置されることと、
を特徴とする、請求項17に記載の測定装置。 - 前記測定素子(20)は、サポート部材(21)を有することと、
前記少なくとも2個の電極(30a,30b)は、前記サポート部材(21)の両側(又は両面)に配置されていることと、
前記各電極(30a,30b)は、各電極の側面に沿って、かつ、各電極の近くに配置されている前記プレート(26,26a−d)を有することと、
を特徴とする、請求項17に記載の測定装置。 - 前記プレート(26,26a−d)は、前記サポート部材(21)に対して垂直に配置
されていることを特徴とする、請求項18又は19に記載の測定装置。 - フィルターカートリッジのための体積負荷測定装置としての請求項1ないし20のいず
れか1項に記載の測定装置(10)の使用。 - 前記測定装置(10)は、前記フィルターカートリッジを交換すべき時点を示すディス
プレイユニット(13)を有することを特徴とする、請求項21に記載の使用。 - 容器及び導電率測定装置を利用して、液体レベルが垂直方向(z方向)に変化する前記容器の中を通る導電率LFである導電性液体の総流量dVを決定する方法において、
・V(z)に依存する少なくとも1つのパラメータ関数
fPl(V(z)) (但し、l=1...m)
によって表されるように、前記容器と前記導電率測定装置との少なくとも一方を構成する工程と、
・前記導電率測定装置によって発生された測定値に対して、
M(V(z))〜LF・fM(V(z))〜f(fPl(V(z)))〜bM V(z)であるように、前記少なくとも1つのパラメータ関数fPl(V(z))を案出又は適合させる工程と、
・基底bMを決定するために測定を実行する工程と、
・時間間隔ti−ti−1(但し、i=1...n)における測定値Mti(V(z))を決定する工程と、
・dViを決定するために、商Mti+1/Mtiを決定し、このような商の対数を決定する工程と、
・貫流した総量dVを決定するために、n重の値dViを一緒に加算する工程と、
を具備することによって特徴付けられている方法。 - 前記測定値Mtiは、1ないし100秒の範囲内の時間間隔で決定されることを特徴と
する、請求項23に記載の方法。 - 前記測定値Mtiは、1ないし20秒の範囲内、好ましくは、2ないし10秒の範囲内
の時間間隔で決定されることを特徴とする、請求項23又は24に記載の方法。
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