WO2024074603A1 - Sensor block for analyzing a liquid - Google Patents

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WO2024074603A1
WO2024074603A1 PCT/EP2023/077545 EP2023077545W WO2024074603A1 WO 2024074603 A1 WO2024074603 A1 WO 2024074603A1 EP 2023077545 W EP2023077545 W EP 2023077545W WO 2024074603 A1 WO2024074603 A1 WO 2024074603A1
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WO
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channel
measuring chamber
liquid
optical prism
measuring
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/077545
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German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred SCHNEEBERGER
Original Assignee
Liquidtool Systems Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/4133Refractometers, e.g. differential
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/15Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path

Definitions

  • the invention relates to a measuring chamber for use in an analysis device for analyzing a liquid, and to an analysis device comprising a refractometer, wherein the measuring chamber and the analysis device are designed such that the contamination of the optical prism of the refractometer by components of the liquid is reduced and/or the cleaning of the optical prism is facilitated.
  • Cooling lubricant emulsions are often used in the metalworking industry for metal cutting.
  • CLU emulsions are often made from CLU concentrates by stirring them into water.
  • CLU concentrates usually consist of an oil component, buffer component(s), emulsifier(s) and various additives.
  • CLU concentrates are homogeneous liquid products with an oily consistency.
  • the fine spraying of the cooling lubricant emulsion at the high pressures used in the machines causes water to evaporate. This causes an enrichment of the active components such as oils, additives and the like in the cooling lubricant emulsion.
  • cooling lubricant emulsion of low concentration must be regularly refilled, which is referred to as "refilling".
  • the refill quantity and concentration can be calculated from the current actual and target concentration and the fill level difference in the tank.
  • the current actual concentration can be determined in particular using a refractometer, since the refractive index of the cooling lubricant emulsion depends on the concentration of the active components in the liquid.
  • the refractometer is preferably integrated in the form of a process refractometer directly into an apparatus that conveys and processes the cooling lubricant emulsion.
  • Conventional process refractometers can be used in equipment, e.g. for preparing cooling lubricant emulsions, and can be integrated into a process control system, but are complex and expensive compared to hand-held refractometers.
  • a portable refractometer which comprises a prism with an inclined surface onto which a sample of a liquid can be applied.
  • a lens system is arranged on the back of the prism, through which light is projected onto a CCD.
  • the CCD is connected to an evaluation unit which determines the refractive index of the sample from a signal from the CCD.
  • an automatic hand-held refractometer in which a prism is illuminated by an LED and reflected light is directed to a CCD.
  • the well-known hand-held refractometers are comparatively inexpensive and simple in construction, but cannot be integrated into liquid circuits or liquid tanks.
  • EP-A 0 337173 describes a device for detecting the alcohol content in fuel by determining the refractive index.
  • DE 29703860 U1 relates to an arrangement for determining transmitted light refraction in liquids and gases.
  • US 4,650,323 discloses a device for determining the sugar concentration in a sample liquid by means of light refraction.
  • US-A 2015/0029496 describes a method for measuring lime deposits by determining the refractive index.
  • EP 3 963310A1 discloses a device for analyzing a liquid, in particular a cooling lubricant emulsion, in which a refractometer is used to determine the refractive index and at least one further parameter of the cooling lubricant emulsion which is independent of the refractive index.
  • a common problem with known devices is that the measuring prisms (optical prisms) of the refractometers become dirty with components of the liquids being measured during continuous operation and therefore need to be cleaned regularly.
  • this is done regularly by wiping the prism with a soft cloth soaked in a volatile solvent.
  • cleaning the optical prisms in processes in which the refractive index is continuously monitored often presents greater difficulties.
  • An object of the present invention is to provide an analysis device comprising an optical prism for analyzing a liquid, wherein the analysis device is designed such that the contamination of the optical prism by components of the liquid is reduced and/or the cleaning of the optical prism is facilitated.
  • the contamination rate of the optical prism by components of the liquid can also be significantly reduced during long-term use, and easier cleaning of the optical prism is made possible.
  • optical prisms made of soda-lime glass are significantly less susceptible to contamination by components of the liquid when continuously monitoring the refractive index of liquids, particularly cooling lubricant emulsions, than optical prisms made of borosilicate crown glass typically used in refractometers (e.g. N-BK7 from Schott). It was also found that optical prisms made of soda-lime glass are significantly easier to clean after continuous use if they are contaminated by components of the liquid than optical prisms made of borosilicate crown glass.
  • the subject matter of the invention is a measuring chamber for an analysis device for analyzing a liquid, comprising a base, a wall and a measuring window, wherein the base and the wall are made of a solid material and are connected to one another, and the measuring window represents an opening which is designed in such a way that an optical prism can be arranged adjacent to the measuring window in order to close it, wherein the base, the wall and the measuring window enclose a cavity, and wherein a first channel and a second channel penetrate the base and open into the cavity, wherein the first channel and the second channel do not touch one another and are arranged at a distance n from one another, and wherein the first channel is designed to guide a liquid into the cavity and the second channel is designed to guide a liquid out of the cavity, wherein the first channel leads obliquely to the cavity and/or the base additionally comprises a recess on the side of the cavity which is connected to the second channel and does not penetrate the base, wherein the recess does not touch the first channel and takes up part
  • the measuring chamber can be part of a support device for passing a liquid through the measuring chamber, comprising the measuring chamber, a supply line connected to the first channel of the measuring chamber, a discharge line connected to the second channel of the measuring chamber, and optionally a fastening means adapted for fastening and/or aligning an optical prism or a refractometer to the measuring window of the measuring chamber. Accordingly, the measuring chamber is intended for use in a refractometer.
  • the invention also relates to an analysis device for analyzing a liquid, comprising a measuring chamber with a measuring window and a refractometer arranged adjacent to the measuring chamber, wherein the refractometer comprises an optical prism which is arranged adjacent to the measuring window of the measuring chamber, and wherein the refractometer is set up to determine the refractive index of a liquid which flows through the measuring chamber and flows past the optical prism, wherein at least the part of the optical prism which is arranged at the measuring window, preferably the entire optical prism, consists of soda-lime glass (KNG), and/or the measuring chamber is the measuring chamber according to the invention.
  • KNG soda-lime glass
  • Another subject of the invention is a method for determining the refractive index of a liquid, preferably a cooling lubricant emulsion, comprising the steps: a) passing the liquid through the measuring chamber of the analysis device according to the invention, past the optical prism of the refractometer, preferably by applying a negative pressure; b) measuring the refractive index of the liquid in the measuring chamber with the refractometer; c) optionally passing another liquid through the measuring chamber in order to clean the optical prism.
  • soda-lime glass as a material in an optical prism of a refractometer, as well as the use of the inventive Measuring chamber to reduce contamination of the optical prism of the refractometer by components of the liquid and/or to facilitate cleaning of the optical prism are also the subject of the invention.
  • the analysis device comprises a measuring chamber with a measuring window and a refractometer arranged adjacent to the measuring chamber.
  • the refractometer comprises an optical prism, as well as a light source on one side of the optical prism, which is directed towards the optical prism, and an evaluation unit on the other side of the optical prism for detecting the light emerging from the optical prism.
  • the evaluation unit can, for example, comprise a light-sensitive array, e.g. a CCD detector, which transmits a signal to a computer when light hits it, where the refractive index is determined from the signal.
  • the evaluation unit can also comprise a scale and a lens for projecting the light emitted by the optical prism onto the scale, so that a user can read the refractive index.
  • the evaluation unit preferably comprises a light-sensitive array.
  • the measuring chamber is designed to be flowed through by the liquid to be analyzed and that the refractometer is designed to determine the refractive index from the measurement signal.
  • the refractive index is continuously monitored.
  • the refractometer is adjacent to a measuring chamber through which the liquid to be analyzed flows.
  • the measuring chamber can be configured to be connected to liquid-carrying lines or the analysis device can have corresponding means to generate a liquid flow through the measuring chamber when the analysis device is at least partially immersed in the liquid to be analyzed.
  • This allows the liquid to be analyzed to be brought into contact with the optical prism of the refractometer for a measurement.
  • low contamination rates of the optical prism are achieved if at least the part of the optical prism that is in direct contact with the liquid to be analyzed, and thus at least the part that is arranged at the measuring window of the measuring chamber, is made of soda-lime glass.
  • the entire optical prism is made of soda-lime glass.
  • the optical prism has no coating on the soda-lime glass surface, at least in the area that is in direct contact with the liquid to be analyzed, i.e. in the area that is arranged at the measuring window of the measuring chamber.
  • the entire optical prism has no coatings.
  • some such coatings e.g. hydrophilic coatings
  • Another possibility to reduce the contamination rate of the optical prism is to suitably design the measuring chamber, as described above.
  • the measuring chamber may comprise the oblique embodiment of the first channel without a recess connected to the second channel, or comprise the recess connected to the second channel without the first channel leading obliquely to the cavity.
  • the measuring chamber may comprise both the oblique embodiment of the first channel and the recess.
  • the first channel leads obliquely to the cavity, it is preferably at an angle of between 20° and 70°, preferably between 30° and 65°, more preferably between 35° and 50° to the surface of the base.
  • the second channel is preferably substantially perpendicular to the surface of the base. If the measuring chamber comprises a recess in the base, the first channel can also be substantially perpendicular to the surface of the base. “Substantially vertical” in this context means that the angle of the duct or the ground is between 88° and 92°.
  • the cross-sections of the channels can have any shape.
  • the channels can have a circular, oval or rectangular cross-section.
  • rounded corners are preferred, as these reduce deposits of components of the flowing liquid and flow irregularities.
  • Circular cross-sections are particularly preferred because they can be produced particularly easily (e.g. by drilling, milling or cutting, in particular drilling).
  • the channels can have cross-sectional areas of different sizes.
  • the first and second channels have cross-sectional areas of equal size, for example in the range from 5 to 30 mm 2 , preferably 8 to 25 mm 2 , more preferably 10 to 15 mm 2 .
  • the channels have a diameter of 2 to 10 mm, preferably 2.5 to 8 mm, more preferably 3 to 5 mm, more preferably 3.5 to 4.5 mm at the narrowest point, and an aspect ratio (perpendicular to the central axis of the respective channel) of preferably 1:3 to 1:1, more preferably 1:2 to 1:1, more preferably 1:1.5 to 1:1.
  • the wall is substantially perpendicular to the floor.
  • the cavity the cross-section of which is defined by the shape of the wall, can also have different cross-sections.
  • the cavity can have a circular, oval or rectangular cross-section. It is also preferred that the cavity has rounded corners.
  • the cavity is particularly preferably designed such that the edge of the cavity in the flow direction of the liquid is flush with the edge of the first channel and the second channel, or extends slightly beyond them, ie the length of the cavity preferably corresponds to the sum of the diameter of the first channel and the second channel and the distance n between the channels in the flow direction, or is at most 10% longer than this sum.
  • the cavity in the flow direction can have a diameter of 6 to 30 mm, preferably 7 to 20 mm, more preferably 8 to 15 mm, more preferably 10 to 12 mm.
  • “In the direction of flow” and “perpendicular to the direction of flow” when describing the dimensions in the measuring chamber refers to the flow direction lateral to the floor and the measuring window (ie not the flow direction through the channels).
  • the cavity at its widest point preferably has a width that corresponds at least to the diameter of the wider of the two channels perpendicular to the flow direction, and at most twice, more preferably at most 1.8 times, more preferably at most 1.5 times the diameter of the wider of the two channels perpendicular to the flow direction.
  • the first channel and the second channel have the same diameter perpendicular to the flow direction.
  • the first channel and the second channel have the same cross-section.
  • the height of the cavity which is defined by the distance between the bottom and the measuring window, and thus also the height of the wall, is preferably selected at least such that an unhindered flow of the flowing liquid through the cavity remains possible, and at most selected such that a constant exchange of the liquid can take place at the measuring window.
  • the height of the cavity is preferably at least 0.5 mm, more preferably at least 1 mm.
  • the height of the cavity is preferably selected at most such that the product of the height and the width of the cavity at the widest point perpendicular to the flow direction corresponds to the cross-sectional area of the first channel.
  • the height of the cavity can be 1 to 5 mm, preferably 1.5 to 4.5 mm, more preferably 2 to 4 mm.
  • the wall is preferably essentially perpendicular to the measuring window (i.e. the bottom and measuring window are essentially parallel).
  • Distance n refers to the shortest distance between the edges of the first channel and the second channel that are closest to each other.
  • the distance n between the first channel and the second channel is selected so that the channels do not touch each other.
  • the distance n is at least 0.5 mm, more preferably at least 1 mm.
  • the distance n preferably corresponds at most to the diameter of the wider of the two channels and in the flow direction of the liquid.
  • the distance n can be 20 to 100%, preferably 30 to 90%, more preferably 40 to 80% of the diameter of the wider of the two channels in the flow direction of the liquid.
  • the distance n can be in the range of 1 to 10 mm, preferably in the Range of 1.5 to 8 mm, more preferably in the range of 2 to 6 mm, more preferably in the range of 2.5 to 4.5 mm.
  • the recess if present, preferably occupies 50 to 99%, preferably 60 to 95%, more preferably 70 to 90% of the distance n in the flow direction of the liquid.
  • the width of the recess preferably corresponds to 20 to 80%, more preferably 30 to 70%, more preferably 45 to 55% of the width of the second channel perpendicular to the flow direction of the liquid.
  • the width of the recess perpendicular to the flow direction of the liquid can be 1 to 6 mm, preferably 1.5 to 3 mm.
  • the depth of the recess (distance from the base of the cavity to the deepest point of the recess) is preferably at least 0.5 mm, more preferably at least 1 mm, more preferably 2 to 6 mm, more preferably 3 to 5 mm.
  • the depth of the recess is chosen at most such that it does not form a continuous channel through the base.
  • the base in the area around the recess is preferably at least 0.5 mm thicker than the depth of the recess, i.e. the remaining thickness of the base below the recess is preferably at least 0.5 mm.
  • the base in the area around the recess has a thickness of at least 1.5 mm, preferably at least 3 mm, more preferably 4 to 30 mm, more preferably 5 to 20 mm.
  • the measuring chamber of the analysis device reduces the contamination rate of the optical prism in continuous operation, regardless of the material of the optical prism of the refractometer, and facilitates its subsequent cleaning. It can therefore also be used in analysis devices in which the optical prism is not made of soda-lime glass. Therefore, the measuring chamber as such, as described above, is the subject of the invention. However, it has been found that particularly low contamination rates are achieved when soda-lime glass and the measuring chamber according to the invention are used in combination.
  • the measuring chamber according to the invention can, for example, be present as part of a carrying device for passing a liquid through the measuring chamber according to the invention. Therefore, a corresponding carrying device is also the subject of the present invention.
  • the carrying device according to the invention comprises the measuring chamber, a supply line connected to the first channel of the measuring chamber, a discharge line connected to the second channel of the measuring chamber, and can further optionally comprise one or more fastening means adapted for fastening and/or aligning an optical prism or a refractometer to the measuring window of the measuring chamber.
  • this carrying device can have further features, such as a connection for a pump for conveying a liquid through the carrying device, for example a pump for generating a negative pressure on the side of the discharge line or a pump for generating an overpressure on the side of the supply line; connections for pressure valves on the side of the supply line or the discharge line to compensate for the negative pressure or overpressure if necessary (e.g. for cleaning purposes); connections for peripheral devices which, for example, examine certain properties (such as temperature, conductivity, pH value, etc.) of the liquid flowing through; fastenings to align and/or attach pumps or other peripheral devices to the carrying device; viewing windows to enable the user to check the liquid by inspection.
  • a connection for a pump for conveying a liquid through the carrying device for example a pump for generating a negative pressure on the side of the discharge line or a pump for generating an overpressure on the side of the supply line
  • connections for pressure valves on the side of the supply line or the discharge line to compensate for the negative pressure or overpressure if necessary (e
  • the optional fastening means can be any fastening means that enable alignment and/or fastening of a refractometer to the carrying device.
  • the fastening means can be holes through which the carrying device is screwed to a refractometer using screws. This can form a particularly strong but reversible connection between the carrying device and the refractometer. If the carrying device does not comprise fastening means, the refractometer can be attached to the carrying device using external fastening means such as clamps.
  • the liquid is conveyed through the carrying device by means of a negative pressure on the side of the discharge line. It has been found that by using a negative pressure on the side of the discharge line, the contamination rate can be reduced compared to using a positive pressure on the side of the supply line. At the same time, the use of a negative pressure on the side of the discharge line enables the analysis device according to the invention, in which the carrying device according to the invention is installed, to can be immersed directly in the sample to be analyzed with the supply line without the need for additional connections.
  • the supply line can be connected to a liquid inlet, for example a hose.
  • the discharge line is preferably designed such that it can be connected to a suction device, preferably a pump.
  • the carrying device consists of a block of material from which material has been removed in order to form the features of the measuring chamber, in particular the cavity, the first channel and the second channel and optionally the recess, as well as the other features of the carrying device, in particular the supply line, the discharge line and optionally the fastening means.
  • the material is removed from the block of material by milling, cutting and/or drilling to form the features.
  • the material is removed by drilling, as this allows the support device to be manufactured with particularly little effort.
  • the material of the material block and thus of this support device can be any material that can be used for the passage of liquids, in particular cooling lubricant emulsions.
  • the material block preferably consists of a corrosion-resistant metal, particularly preferably stainless steel.
  • the analysis device preferably comprises the carrying device according to the invention for passing a liquid through the measuring chamber and past the optical prism of the refractometer.
  • the analysis device can be designed to be at least partially immersed in the liquid to be analyzed.
  • the analysis device is preferably constructed such that the carrying device according to the invention comes into contact with the liquid via the supply line.
  • the analysis device also comprises a pump to generate a liquid flow through the measuring chamber, in particular by generating a negative pressure on the side of the discharge line.
  • the pump can additionally be designed to convey the liquid from the discharge line back into the container with the liquid to be analyzed.
  • floating bodies can be provided, for example, to generate a defined buoyancy in the liquid.
  • the analysis device can simply be inserted into a container or tank in which the liquid to be analyzed is stored.
  • the analysis device floats freely in the container, so that no anchor points or fastenings are required. Nevertheless, it is of course possible to provide corresponding fastening means on the analysis device.
  • the analysis device may comprise a filter. If the analysis device is designed to float in the liquid to be analyzed or to be immersed in the liquid to be analyzed, the analysis device may comprise a filter basket which, for example, surrounds the pump and the refractometer of the analysis device and only allows liquid to pass through a filter.
  • the invention further relates to a method for determining the refractive index of a liquid, preferably a coolant-lubricant emulsion, comprising the steps: a) passing the liquid through the measuring chamber of the analysis device according to the invention, past the optical prism of the refractometer, preferably by applying a negative pressure; b) measuring the refractive index of the liquid in the measuring chamber with the refractometer.
  • the liquid is preferably passed through the first channel into the cavity of the measuring chamber and through the second channel out of the cavity by applying a negative pressure on the side of the second channel.
  • the method may include a step of passing another liquid through the measuring chamber to clean the optical prism.
  • This step can be carried out, for example, with water, optionally containing additives for cleaning, and/or with alcohols, preferably with water without additives or alcohols, more preferably with demineralized water (DE water) or ethanol, more preferably with ethanol.
  • water optionally containing additives for cleaning
  • alcohols preferably with water without additives or alcohols, more preferably with demineralized water (DE water) or ethanol, more preferably with ethanol.
  • DE water demineralized water
  • ethanol more preferably with ethanol.
  • the method can be used, for example, to determine the quality of a cooling lubricant emulsion.
  • the idea is to introduce a cooling lubricant emulsion as the liquid to be analyzed into the described analysis device, to determine the refractive index of the cooling lubricant emulsion, to determine the concentration of the cooling lubricant emulsion from the refractive index of the cooling lubricant emulsion and, optionally, to examine other quality characteristics of the cooling lubricant emulsion using other connected peripheral devices.
  • soda-lime glass as the material of the optical prism of the refractometer is particularly advantageous. Therefore, the use of soda-lime glass as the material in an optical prism of a refractometer when determining the refractive index of a liquid, preferably a cooling lubricant emulsion, in order to reduce contamination of the optical prism by components of the liquid and/or to facilitate cleaning of the optical prism, is also the subject of the invention.
  • the invention also relates to the use of the measuring chamber according to the invention alone or of a measuring chamber according to the invention in determining the refractive index of a liquid, preferably a cooling lubricant emulsion, by means of a refractometer arranged adjacent to the measuring chamber and comprising an optical prism in order to reduce contamination of the optical prism by components of the liquid and/or to facilitate cleaning of the optical prism.
  • a refractometer arranged adjacent to the measuring chamber and comprising an optical prism in order to reduce contamination of the optical prism by components of the liquid and/or to facilitate cleaning of the optical prism.
  • FIG. 1 shows a simplified schematic representation of a measuring chamber according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a simplified schematic representation of the bottom of the
  • Measuring chamber from FIG. 1 Measuring chamber from FIG. 1 ;
  • FIG. 3 is a simplified schematic representation of the bottom of a
  • FIG. 4 is a simplified schematic representation of the bottom of a
  • FIG. 5 is a simplified schematic representation of the measuring chamber of FIG. 1, in which the measuring window is closed by an optical prism;
  • FIG. 6 is a simplified schematic representation of the analysis device according to the invention comprising the measuring chamber from FIG. 1 with an adjacently arranged refractometer;
  • FIG. 7a shows a detailed schematic representation (cross section) of a carrying device according to the invention according to a first preferred embodiment, comprising a measuring chamber according to a fourth preferred embodiment;
  • FIG. 7b Oblique view of the carrying device according to FIG. 7a;
  • FIG. 8a shows a detailed schematic representation (cross section) of a carrying device according to the invention according to a second preferred embodiment, comprising a measuring chamber according to a fifth preferred embodiment.
  • FIG. 8b Oblique view of the carrying device according to FIG. 8a;
  • FIG. 9a is a schematic representation of a section of a measuring chamber not according to the invention.
  • FIG. 9b is a schematic representation of a carrying device for passing a liquid through the non-inventive measuring chamber according to FIG. 9a;
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a measuring chamber 100 according to the invention in a simplified schematic view.
  • the measuring chamber 100 comprises a base 101, a wall 102 and a measuring window 103, wherein the base 101 and the wall 102 are connected to one another and the measuring window 103 represents an opening.
  • the base 101, the wall 102 and the measuring window 103 enclose a cavity 104.
  • a first channel 105 and a second channel 106 penetrate the base 101 and open into the cavity 104.
  • the first channel 105 and the second channel 106 do not touch one another and are arranged at a distance n from one another.
  • the first channel 105 leads obliquely to the cavity 104, and the base 101 additionally comprises a recess 107 which does not penetrate the base 101 and does not touch the first channel 105, but is connected to the second channel 106.
  • the cavity 104 has an oval-shaped cross-section, and the channels 105 and 106 are cylindrical bores and have an equal cross-sectional area.
  • the arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
  • FIG. 2 shows the bottom 101 of the first embodiment of the measuring chamber 100 for clarity, with the outline of the wall 102 being drawn in without showing the wall 102 itself.
  • the arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
  • FIG. 3 shows the bottom 101 of a second embodiment of the measuring chamber 100, with the outline of the wall 102 drawn in, similar to FIG. 2.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the first channel 105 leads perpendicularly to the cavity 104.
  • the arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
  • FIG. 4 shows the bottom 101 of a third measuring chamber 100, with the outline of the wall 102 drawn in, similar to FIG. 2.
  • the third embodiment differs from the first embodiment in that the bottom does not include a recess.
  • the wall 102 has a rectangular outline, and the first channel 105 and the second channel 106 have a rectangular cross-sectional area.
  • the arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
  • FIG. 5 shows the positioning of an optical prism 302 on the measuring window 103 of the measuring chamber according to the first embodiment.
  • FIG. 6 shows the arrangement according to FIG. 5, wherein in addition to the measuring chamber 100 and the prism 302, a light source 303 and an evaluation unit 304 of a refractometer 301 are also shown.
  • the combination of the refractometer 301 and the measuring chamber 100 forms an embodiment of the analysis device 300 according to the invention.
  • An approximate beam path of the light emitted by the light source 303 is shown.
  • FIG. 7a shows the cross section of a carrying device 200 according to the invention according to a first preferred embodiment, comprising a measuring camera 100 according to a fourth preferred embodiment.
  • FIG. 7b shows an oblique view of the carrying device 200 according to FIG. 7a.
  • the arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
  • the support device 200 comprises a measuring chamber 100 in which the outline of the wall 102 and thus the cross section of the cavity 104 has an oval shape with flattened sides, and the first channel 105 and the second channel 106 have a round cross section. Furthermore, the bottom 101 of the measuring chamber 100 comprises a recess 107.
  • the support device 200 also comprises a supply line 201 connected to the first channel 105 and a discharge line 202 connected to the second channel 106, as well as a plurality of fastening means 203 in the form of profiles and holes, by means of which a refractometer with complementary fastening means can be aligned and fastened to the support device 200.
  • the supply line also has a further connection 204, through which, for example, a temperature sensor can be passed in order to measure the temperature of the liquid flowing through in order to determine the refractive index.
  • the support device (200) can be made, for example, from a stainless steel block by removing material from the block by drilling and milling (profiles). The pointed ends of the supply line 201 and the discharge line 202 shown are due to the shape of the drill used.
  • Alternative materials for the support device can be, for example, plastics that are insoluble in the cooling lubricant emulsion used, or corrosion-resistant metals and alloys.
  • FIG. 8a shows the cross section of a carrying device 200 according to the invention according to a second preferred embodiment, comprising a measuring chamber 100 according to a fifth preferred embodiment.
  • FIG. 8b shows an oblique view of the carrying device 200 according to FIG. 8a.
  • the arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
  • the support device 200 comprises a measuring chamber 100 in which the outline of the wall 102 and thus the cross section of the cavity 104 has a rectangular shape with rounded corners, and the first channel 105 and the second channel 106 have a rectangular cross section with rounded corners. Furthermore, the first channel 105 leads obliquely to the cavity 104 (not shown).
  • This support device 200 also comprises a supply line 201 connected to the first channel 105 and a discharge line 202 connected to the second channel 106, as well as a plurality of fastening means 203 in the form of profiles and holes, by means of which a refractometer with complementary fastening means can be aligned and fastened to the support device 200.
  • the supply line also has a further connection 204 through which, for example, a temperature sensor can be passed in order to measure the temperature of the liquid flowing through in order to determine the refractive index.
  • the support device can be made from a stainless steel block by removing material from the block by drilling, cutting (laser) and milling. The pointed ends of the supply line 201 and the discharge line 202 shown are due to the shape of the drill used.
  • the fastening means 203, the measuring chamber 100 and the connector 204 can be arranged at the same distances as the corresponding features of the support device 200 according to FIGS. 7a and 7b, and the support device 200 according to FIGS. 8a and 8b can have the same dimensions as the support device 200 according to FIGS. 7a and 7b, so that both can be connected to the same refractometers and can be interchanged if necessary.
  • FIG. 9a shows a section of a non-inventive measuring chamber 100 and FIG. 9b shows a section of a support device 200 for passing a liquid through it.
  • the non-inventive support device 200 differs from the inventive support device 200 according to FIGS. 7a and 7b essentially in that no recess 107 is provided in the base 101 of the measuring chamber.
  • the arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
  • the degree of contamination of the optical prisms was examined by optically examining the prisms in daylight. For this purpose, the prisms were removed from the refractometer using tweezers. The contamination was classified into three categories:
  • Contaminated Streaks strongly visible, more than 20% of the surface contaminated with white opacities.
  • sensor blocks according to the invention and sensor blocks not according to the invention were used as described above to measure the refractive index. After the tests were completed, the sensor block was emptied but not cleaned further and taken out of service for 2 weeks so that the remains of the cooling-lubricating emulsion could dry on the optical prism. After drying, all prisms could be classified as contaminated. Cleaning was carried out by rinsing the prism with ethanol or with the respective cooling-lubricating emulsion under increased pressure.
  • the cooling-lubricating emulsions used were:
  • Vasco 6000 (Blaser Swisslube AG);
  • the sensor blocks used included support devices for passing a liquid through the measuring chamber, as shown in FIGS. 7a and 7b, as shown in FIGS. 8a and 8b, and for comparison purposes support devices as shown in FIG. 9b.
  • the prism material used was soda-lime glass (uncoated) and N-BK7 borosilicate crown glass (Schott AG) coated with a standard glass coating (Glasskote SC 100; Total Specialties USA Inc.). Borosilicate crown glass without a coating showed contamination within a few days and was therefore not used for the tests.

Abstract

The invention relates to a measuring chamber (100) for use in an analysis device for analyzing a liquid and to an analysis device for analyzing a liquid, comprising a refractometer which is designed such that the soiling of the optical prism of the refractometer by components of the liquid is reduced and/or the process of cleaning the optical prism is simplified. The measuring chamber (100) comprises a floor (101), a wall (102), and a measuring window (103) which enclose a cavity (104), and a first channel (105) and a second channel (106) pass through the floor (101) and open into the cavity (104), wherein the first channel (105) and the second channel (106) do not contact each other and are arranged at a distance n to each other, and the first channel (105) leads diagonally into the cavity (104) and/or the floor (101) additionally comprises a recess (107) which is connected to the second channel (106) and does not pass through the floor (101).

Description

Sensorblock für die Analyse einer Flüssigkeit Sensor block for the analysis of a liquid
Die Erfindung betrifft eine Messkammer zur Verwendung in einer Analysevorrichtung zur Analyse einer Flüssigkeit, und eine Analysevorrichtung, umfassend ein Refraktometer, wobei die Messkammer und die Analysevorrichtung derart gestaltet sind, dass die Verschmutzung des optischen Prismas des Refraktometers durch Bestandteile der Flüssigkeit verringert und/oder die Reinigung des optischen Prismas erleichtert wird. The invention relates to a measuring chamber for use in an analysis device for analyzing a liquid, and to an analysis device comprising a refractometer, wherein the measuring chamber and the analysis device are designed such that the contamination of the optical prism of the refractometer by components of the liquid is reduced and/or the cleaning of the optical prism is facilitated.
Stand der Technik State of the art
Zur Analyse von Flüssigkeiten ist es seit Jahrzehnten bekannt, Refraktometer einzusetzen. Hierbei wird ausgenutzt, dass der Brechungsindex einer Flüssigkeit stark von der Art der Flüssigkeit bzw. der Art und Menge von in der Flüssigkeit gelösten Stoffen abhängig ist. So kann beispielsweise die Menge von in Wasser gelöstem Zucker oder der Frostschutzmittelgehalt einer Kühlflüssigkeit durch Bestimmen des Brechungsindexes der jeweiligen Flüssigkeit berechnet werden. The use of refractometers to analyse liquids has been known for decades. This takes advantage of the fact that the refractive index of a liquid is strongly dependent on the type of liquid or the type and amount of substances dissolved in the liquid. For example, the amount of sugar dissolved in water or the antifreeze content of a cooling liquid can be calculated by determining the refractive index of the respective liquid.
Auch bei industriellen Prozessen ist es notwendig, die genauen Eigenschaften der im Prozess verwendeten Flüssigkeiten zu kontrollieren, wozu entweder eine Probe entnommen und z.B. mit einem Handrefraktometer der Brechungsindex gemessen wird oder der Brechungsindex direkt über ein integriertes Prozess-Refraktometer bestimmt wird. Even in industrial processes, it is necessary to control the exact properties of the liquids used in the process. For this purpose, a sample is either taken and the refractive index is measured, for example, with a hand-held refractometer, or the refractive index is determined directly using an integrated process refractometer.
Ein Anwendungsgebiet für Prozess-Refraktometer ist die Überwachung der Qualität und der Zusammensetzung von Kühl-Schmierstoffemulsionen. Kühl- Schmierstoffemulsionen (KSS-Emulsionen) werden in der Metall-verarbeitenden Industrie oftmals zur zerspanenden Metallbearbeitung eingesetzt. KSS- Emulsionen werden oft aus KSS-Konzentraten durch Einrühren in Wasser hergestellt. KSS-Konzentrate bestehen in der Regel aus einer Ölkomponente, Puffer-Komponente(n), Emulgatore(n) und verschiedenen Additiven. KSS- Konzentrate sind homogene flüssige Produkte mit öliger Konsistenz. Während des Einsatzes der Kühl-Schmierstoffemulsion wird diese aufgefangen und zusammen mit aus dem Zerspan-Prozess entnommenen Spänen ausgetragen. Die Kühl-Schmierstoffemulsion haftet dabei an den ausgetragenen Spänen. Vor einer erneuten Verwendung der Kühl-Schmierstoffemulsion muss diese somit von den Spänen und anderen Verunreinigungen befreit werden. Zudem erfolgt durch das feine Versprühen der Kühl-Schmierstoffemulsion bei den in den Maschinen eingesetzten, hohen Drücken eine Verdunstung von Wasser. Dies bewirkt eine Anreicherung der Aktivkomponenten wie Ölen, Additiven und dergleichen in der Kühl-Schmierstoffemulsion. One application area for process refractometers is monitoring the quality and composition of cooling lubricant emulsions. Cooling lubricant emulsions (CLU emulsions) are often used in the metalworking industry for metal cutting. CLU emulsions are often made from CLU concentrates by stirring them into water. CLU concentrates usually consist of an oil component, buffer component(s), emulsifier(s) and various additives. CLU concentrates are homogeneous liquid products with an oily consistency. When the cooling lubricant emulsion is in use, it is collected and discharged together with chips removed from the machining process. The cooling lubricant emulsion adheres to the discharged chips. Before the cooling lubricant emulsion can be used again, it must be freed of chips and other contaminants. In addition, the fine spraying of the cooling lubricant emulsion at the high pressures used in the machines causes water to evaporate. This causes an enrichment of the active components such as oils, additives and the like in the cooling lubricant emulsion.
Zum Ausgleich der ausgetragenen Kühl-Schmierstoffemulsion und der Wasserverdunstung muss regelmäßig Kühl-Schmierstoffemulsion niedriger Konzentration nachgefüllt werden, was als „Nachfahren“ bezeichnet wird. Die Nachfahr-Menge und -Konzentration lässt sich aus der aktuellen Ist- und Soll-Konzentration und der Füllstands-Differenz im Tank berechnen. Die aktuelle Ist-Konzentration kann insbesondere unter Verwendung eines Refraktometers bestimmt werden, da der Brechungsindex der Kühl-Schmierstoffemulsion von der Konzentration der Aktivkomponenten in der Flüssigkeit abhängt. Bevorzugt wird das Refraktometer dazu in Form eines Prozessrefraktometers direkt in eine Apparatur integriert, welche die Kühl-Schmierstoffemulsion fördert und aufbereitet. To compensate for the discharged cooling lubricant emulsion and the water evaporation, cooling lubricant emulsion of low concentration must be regularly refilled, which is referred to as "refilling". The refill quantity and concentration can be calculated from the current actual and target concentration and the fill level difference in the tank. The current actual concentration can be determined in particular using a refractometer, since the refractive index of the cooling lubricant emulsion depends on the concentration of the active components in the liquid. The refractometer is preferably integrated in the form of a process refractometer directly into an apparatus that conveys and processes the cooling lubricant emulsion.
Übliche Prozessrefraktometer können in Apparaturen, z.B. zum Aufbereiten von Kühl-Schmierstoffemulsion eingesetzt und in eine Prozessteuerung integriert werden, sind jedoch im Vergleich zu Handrefraktometern aufwändig und teuer. Conventional process refractometers can be used in equipment, e.g. for preparing cooling lubricant emulsions, and can be integrated into a process control system, but are complex and expensive compared to hand-held refractometers.
Aus KR 10 2018080835 A ist ein tragbares Refraktometer bekannt, welches ein Prisma mit einer geneigten Oberfläche umfasst, auf das eine Probe einer Flüssigkeit aufgetragen werden kann. Auf der Rückseite des Prismas ist ein Linsensystem angeordnet, über das Licht auf ein CCD abgebildet wird. Das CCD ist mit einer Auswerteinheit verbunden, welche aus einem Signal des CCD den Brechungsindex der Probe bestimmt. From KR 10 2018080835 A, a portable refractometer is known which comprises a prism with an inclined surface onto which a sample of a liquid can be applied. A lens system is arranged on the back of the prism, through which light is projected onto a CCD. The CCD is connected to an evaluation unit which determines the refractive index of the sample from a signal from the CCD.
Aus WO 2002/088663 ist ein automatisches Handrefraktometer bekannt, bei dem ein Prisma von einer LED beleuchtet wird und reflektiertes Licht auf ein CCD geleitet wird. Die bekannten Handrefraktometer sind vergleichsweise preiswert und einfach aufgebaut, lassen sich jedoch nicht in Flüssigkeitskreisläufe oder Flüssigkeitstanks integrieren. From WO 2002/088663 an automatic hand-held refractometer is known in which a prism is illuminated by an LED and reflected light is directed to a CCD. The well-known hand-held refractometers are comparatively inexpensive and simple in construction, but cannot be integrated into liquid circuits or liquid tanks.
EP-A 0 337173 beschreibt eine Vorrichtung zum Erkennen des Alkoholgehalts in Treibsoff durch Bestimmung des Brechungsindex. EP-A 0 337173 describes a device for detecting the alcohol content in fuel by determining the refractive index.
DE 29703860 U1 betrifft eine Anordnung zur Durchlicht-Refraktionsbestimmung an Flüssigkeiten und Gasen. DE 29703860 U1 relates to an arrangement for determining transmitted light refraction in liquids and gases.
US 4,650,323 offenbart eine Vorrichtung zur Bestimmung der Zuckerkonzentration in einer Probeflüssigkeit mit Hilfe von Lichtbrechung. US 4,650,323 discloses a device for determining the sugar concentration in a sample liquid by means of light refraction.
US-A 2015/0029496 beschreibt ein Verfahren zur Messung von Kalkablagerungen durch Bestimmung des Brechungsindex. US-A 2015/0029496 describes a method for measuring lime deposits by determining the refractive index.
EP 3 963310A1 offenbart eine Vorrichtung zum Analysieren einer Flüssigkeit, insbesondere Kühl-Schmierstoffemulsion, bei der ein Refraktometer verwendet wird, um den Brechungsindex und zumindest einen weiteren Parameter der Kühl- Schmierstoffemulsion, der vom Brechungsindex unabhängig ist, zu bestimmen. EP 3 963310A1 discloses a device for analyzing a liquid, in particular a cooling lubricant emulsion, in which a refractometer is used to determine the refractive index and at least one further parameter of the cooling lubricant emulsion which is independent of the refractive index.
Ein häufiges Problem der bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass die Messprismen (optische Prismen) der Refraktometer bei dauerhaftem Betrieb durch Bestandteile der gemessenen Flüssigkeiten verschmutzen, und daher regelmäßig gereinigt werden müssen. Bei Handrefraktometern, in denen einzelne Proben gemessen werden (z.B. im Labormaßstab) erfolgt dies regelmäßig durch Abwischen des Prismas mit einem weichen Tuch, das mit einem flüchtigen Lösungsmittel getränkt ist. Größere Schwierigkeiten bereitet jedoch häufig die Reinigung der optischen Prismen in Verfahren, bei denen der Brechungsindex kontinuierlich überwacht wird. A common problem with known devices is that the measuring prisms (optical prisms) of the refractometers become dirty with components of the liquids being measured during continuous operation and therefore need to be cleaned regularly. In hand-held refractometers in which individual samples are measured (e.g. on a laboratory scale), this is done regularly by wiping the prism with a soft cloth soaked in a volatile solvent. However, cleaning the optical prisms in processes in which the refractive index is continuously monitored often presents greater difficulties.
Da hierbei typischerweise ein Teil der zu analysierenden Flüssigkeit kontinuierlich durch die an das Messprisma angrenzende Messkammer geleitet wird, ist es oft erforderlich, den Prozess, in dem die Flüssigkeit verwendet wird, zu unterbrechen, um das Prisma zum Zwecke der Reinigung auszubauen. Eine Unterbrechung von industriellen Prozessen ist jedoch aus ökonomischen Gründen ungünstig. Since a portion of the liquid to be analyzed is typically continuously passed through the measuring chamber adjacent to the measuring prism, it is often necessary to interrupt the process in which the liquid is used in order to remove the prism for cleaning purposes. However, interrupting industrial processes is not advisable for economic reasons.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Analysevorrichtung, umfassend ein optisches Prisma zur Analyse einer Flüssigkeit bereitzustellen, wobei die Analysevorrichtung derart gestaltet ist, dass die Verschmutzung des optischen Prismas durch Bestandteile der Flüssigkeit verringert und/oder die Reinigung des optischen Prismas erleichtert wird. An object of the present invention is to provide an analysis device comprising an optical prism for analyzing a liquid, wherein the analysis device is designed such that the contamination of the optical prism by components of the liquid is reduced and/or the cleaning of the optical prism is facilitated.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Es wurde überraschend gefunden, dass bei bestimmten Ausgestaltungen der Messkammer, die an dem optischen Prisma eines Refraktometers angeordnet ist, die Verschmutzungsrate des optischen Prismas durch Bestandteile der Flüssigkeit bei dauerhaftem Einsatz ebenfalls deutlich verringert werden kann, und eine leichtere Reinigung des optischen Prismas ermöglicht wird. It was surprisingly found that with certain designs of the measuring chamber arranged on the optical prism of a refractometer, the contamination rate of the optical prism by components of the liquid can also be significantly reduced during long-term use, and easier cleaning of the optical prism is made possible.
Es wurde ferner überraschend gefunden, dass optische Prismen aus Kalk-Natron- Glas (KNG) bei der dauerhaften Überwachung des Brechungsindex von Flüssigkeiten, insbesondere von Kühl-Schmierstoff-Emulsionen, deutlich weniger anfällig für Verschmutzungen durch Bestandteile der Flüssigkeit sind, als optische Prismen aus dem typischerweise in Refraktometern eingesetzten Borosilikat- Kronglas (z.B. N-BK7 der Firma Schott). Ebenso wurde gefunden, dass optische Prismen aus Kalk-Natron-Glas bei vorhandener Verschmutzung durch Bestandteile der Flüssigkeit nach dauerhaftem Einsatz deutlich leichter zu reinigen sind als optische Prismen aus Boro-silikat-Kronglas. It was also surprisingly found that optical prisms made of soda-lime glass (KNG) are significantly less susceptible to contamination by components of the liquid when continuously monitoring the refractive index of liquids, particularly cooling lubricant emulsions, than optical prisms made of borosilicate crown glass typically used in refractometers (e.g. N-BK7 from Schott). It was also found that optical prisms made of soda-lime glass are significantly easier to clean after continuous use if they are contaminated by components of the liquid than optical prisms made of borosilicate crown glass.
Gegenstand der Erfindung ist eine Messkammer für eine Analysevorrichtung zum Analysieren einer Flüssigkeit, umfassend einen Boden, eine Wand und ein Messfenster, wobei der Boden und die Wand aus einem festen Material gebildet sind und miteinander verbunden sind, und das Messfenster eine Öffnung darstellt, die derart ausgestaltet ist, dass ein optisches Prisma an dem Messfenster angrenzend angeordnet werden kann, um dieses zu verschließen, wobei der Boden, die Wand und das Messfenster einen Hohlraum umschließen, und wobei ein erster Kanal und ein zweiter Kanal den Boden durchdringen und in dem Hohlraum münden, wobei der erste Kanal und der zweite Kanal sich nicht berühren und in einem Abstand n voneinander angeordnet sind, und wobei der erste Kanal eingerichtet ist, eine Flüssigkeit in den Hohlraum zu leiten, und der zweite Kanal eingerichtet ist, eine Flüssigkeit aus dem Hohlraum zu leiten, wobei der erste Kanal schräg auf den Hohlraum zuführt und/oder der Boden zusätzlich eine Aussparung auf der Seite des Hohlraums umfasst, die mit dem zweiten Kanal verbunden ist und den Boden nicht durchdringt, wobei die Aussparung den ersten Kanal nicht berührt und einen Teil des Abstands n einnimmt. „Schräg“ in dem vorliegenden Kontext bedeutet, dass der Winkel zwischen der Mittelachse des ersten Kanals nicht senkrecht zu dem Boden steht, und nicht parallel zu diesem verläuft. The subject matter of the invention is a measuring chamber for an analysis device for analyzing a liquid, comprising a base, a wall and a measuring window, wherein the base and the wall are made of a solid material and are connected to one another, and the measuring window represents an opening which is designed in such a way that an optical prism can be arranged adjacent to the measuring window in order to close it, wherein the base, the wall and the measuring window enclose a cavity, and wherein a first channel and a second channel penetrate the base and open into the cavity, wherein the first channel and the second channel do not touch one another and are arranged at a distance n from one another, and wherein the first channel is designed to guide a liquid into the cavity and the second channel is designed to guide a liquid out of the cavity, wherein the first channel leads obliquely to the cavity and/or the base additionally comprises a recess on the side of the cavity which is connected to the second channel and does not penetrate the base, wherein the recess does not touch the first channel and takes up part of the distance n. “Slanted” in this context means that the angle between the central axis of the first channel is not perpendicular to the ground, and not parallel to it.
Die Messkammer kann Teil einer Tragevorrichtung zum Durchleiten einer Flüssigkeit durch die Messkammer sein, umfassend die Messkammer, eine Zuführleitung, die mit dem ersten Kanal der Messkammer verbunden ist, eine Abführleitung, die mit dem zweiten Kanal der Messkammer verbunden ist, und optional ein Befestigungsmittel, das für die Befestigung und/oder Ausrichtung eines optischen Prismas oder eines Refraktometers an dem Messfenster der Messkammer eingerichtet ist. Demnach ist die Messkammer für die Verwendung in einem Refraktometer vorgesehen. The measuring chamber can be part of a support device for passing a liquid through the measuring chamber, comprising the measuring chamber, a supply line connected to the first channel of the measuring chamber, a discharge line connected to the second channel of the measuring chamber, and optionally a fastening means adapted for fastening and/or aligning an optical prism or a refractometer to the measuring window of the measuring chamber. Accordingly, the measuring chamber is intended for use in a refractometer.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Analysevorrichtung zum Analysieren einer Flüssigkeit, umfassend eine Messkammer mit einem Messfenster und ein an die Messkammer angrenzend angeordnetes Refraktometer wobei das Refraktometer ein optisches Prisma umfasst, welches an dem Messfenster der Messkammer angrenzend angeordnet ist, und wobei das Refraktometer für die Bestimmung des Brechungsindex einer Flüssigkeit, die die Messkammer durchströmt und an dem optischen Prisma vorbeiströmt, eingerichtet ist, wobei zumindest der Teil des optischen Prismas, der an dem Messfenster angeordnet ist, vorzugsweise das gesamte optische Prisma aus Kalk-Natron-Glas (KNG) besteht, und/oder die Messkammer die erfindungsgemäße Messkammer ist. The invention also relates to an analysis device for analyzing a liquid, comprising a measuring chamber with a measuring window and a refractometer arranged adjacent to the measuring chamber, wherein the refractometer comprises an optical prism which is arranged adjacent to the measuring window of the measuring chamber, and wherein the refractometer is set up to determine the refractive index of a liquid which flows through the measuring chamber and flows past the optical prism, wherein at least the part of the optical prism which is arranged at the measuring window, preferably the entire optical prism, consists of soda-lime glass (KNG), and/or the measuring chamber is the measuring chamber according to the invention.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung des Brechungsindexes einer Flüssigkeit, bevorzugt einer Kühl-Schmierstoff-Emulsion, umfassend die Schritte: a) Durchleiten der Flüssigkeit durch die Messkammer der erfindungsgemäßen Analysevorrichtung, an dem optischen Prisma des Refraktometers vorbei, vorzugsweise durch Anlegen eines Unterdrucks; b) Messen des Brechungsindex der Flüssigkeit in der Messkammer mit dem Refraktometer; c) optional Durchleiten einer anderen Flüssigkeit durch die Messkammer, um das optische Prisma zu säubern. Another subject of the invention is a method for determining the refractive index of a liquid, preferably a cooling lubricant emulsion, comprising the steps: a) passing the liquid through the measuring chamber of the analysis device according to the invention, past the optical prism of the refractometer, preferably by applying a negative pressure; b) measuring the refractive index of the liquid in the measuring chamber with the refractometer; c) optionally passing another liquid through the measuring chamber in order to clean the optical prism.
Die Verwendung von Kalk-Natron-Glas als Material in einem optischen Prisma eines Refraktometers, sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen Messkammer, um die Verschmutzung des optischen Prismas des Refraktometers durch Bestandteile der Flüssigkeit zu verringern, und/oder die Reinigung des optischen Prismas zu erleichtern, sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung. The use of soda-lime glass as a material in an optical prism of a refractometer, as well as the use of the inventive Measuring chamber to reduce contamination of the optical prism of the refractometer by components of the liquid and/or to facilitate cleaning of the optical prism are also the subject of the invention.
Die erfindungsgemäße Analysevorrichtung umfasst eine Messkammer mit einem Messfenster und ein an die Messkammer angrenzend angeordnetes Refraktometer. Das Refraktometer umfasst ein optisches Prisma, sowie eine Lichtquelle auf einer Seite des optischen Prismas, die auf das optische Prisma gerichtet ist, und eine Auswerteinheit auf der anderen Seite des optischen Prismas zum Detektieren des aus dem optischen Prisma austretenden Lichts. The analysis device according to the invention comprises a measuring chamber with a measuring window and a refractometer arranged adjacent to the measuring chamber. The refractometer comprises an optical prism, as well as a light source on one side of the optical prism, which is directed towards the optical prism, and an evaluation unit on the other side of the optical prism for detecting the light emerging from the optical prism.
Die Auswerteinheit kann beispielsweise ein lichtempfindliches Array, z.B. einen CCD-Detektor umfassen, der bei Lichteinfall ein Signal an einen Rechner weitergibt, auf dem der Brechungsindex aus dem Signal ermittelt wird. Ebenso kann die Auswerteinheit eine Skala und eine Linse zum Abbilden des vom optischen Prisma ausgehenden Lichts auf der Skala umfassen, sodass ein Ablesen des Brechungsindex durch einen Nutzer ermöglicht wird. Vorzugsweise umfasst die Auswerteinheit ein lichtempfindliches Array. The evaluation unit can, for example, comprise a light-sensitive array, e.g. a CCD detector, which transmits a signal to a computer when light hits it, where the refractive index is determined from the signal. The evaluation unit can also comprise a scale and a lens for projecting the light emitted by the optical prism onto the scale, so that a user can read the refractive index. The evaluation unit preferably comprises a light-sensitive array.
Es ist vorgesehen, dass die Messkammer eingerichtet ist, von der zu analysierenden Flüssigkeit durchströmt zu werden, und dass das Refraktometer eingerichtet ist, aus dem Messsignal den Brechungsindex zu bestimmen. Vorzugsweise wird der Brechungsindex kontinuierlich überwacht. It is intended that the measuring chamber is designed to be flowed through by the liquid to be analyzed and that the refractometer is designed to determine the refractive index from the measurement signal. Preferably, the refractive index is continuously monitored.
Die Funktionsweise solcher Refraktometer ist dem Fachmann im Prinzip bekannt und z.B. in EP-A 3 963310 beschrieben. The functioning of such refractometers is known in principle to the person skilled in the art and is described, for example, in EP-A 3 963310.
In der vorgeschlagenen Analysevorrichtung grenzt das Refraktometer an eine Messkammer an, welche dazu eingerichtet ist, von der zu analysierenden Flüssigkeit durchströmt zu werden. Hierzu kann die Messkammer eingerichtet sein, mit Flüssigkeit-führenden Leitungen verbunden zu werden oder die Analysevorrichtung kann entsprechende Mittel aufweisen, um eine Flüssigkeitsströmung durch die Messkammer zu erzeugen, wenn die Analysevorrichtung in die zu analysierende Flüssigkeit zumindest teilweise eintaucht. Dadurch lässt sich die zu analysierende Flüssigkeit in Kontakt mit dem optischen Prisma des Refraktometers für eine Messung bringen. Es wurde gefunden, dass geringe Verschmutzungsraten des optischen Prismas erzielt werden, wenn zumindest der Teil des optischen Prismas, der in direktem Kontakt mit der zu analysierenden Flüssigkeit steht, und damit zumindest der Teil, der an dem Messfenster der Messkammer angeordnet ist, aus Kalk-Natron-Glas besteht. Hierdurch kann die Verschmutzungsrate des optischen Prismas durch Bestandteile der zu analysierenden Flüssigkeit während des Betriebs der Analysevorrichtung geringgehalten werden, und eine leichte Reinigung des optischen Prismas wird möglich. Vorzugsweise besteht das gesamte optische Prisma aus Kalk-Natron-Glas. In the proposed analysis device, the refractometer is adjacent to a measuring chamber through which the liquid to be analyzed flows. For this purpose, the measuring chamber can be configured to be connected to liquid-carrying lines or the analysis device can have corresponding means to generate a liquid flow through the measuring chamber when the analysis device is at least partially immersed in the liquid to be analyzed. This allows the liquid to be analyzed to be brought into contact with the optical prism of the refractometer for a measurement. It has been found that low contamination rates of the optical prism are achieved if at least the part of the optical prism that is in direct contact with the liquid to be analyzed, and thus at least the part that is arranged at the measuring window of the measuring chamber, is made of soda-lime glass. This makes it possible to keep the contamination rate of the optical prism by components of the liquid to be analyzed low during operation of the analysis device, and easy cleaning of the optical prism is possible. Preferably, the entire optical prism is made of soda-lime glass.
Es wurde ferner gefunden, dass die geringsten Verschmutzungsraten erzielt werden, wenn das optische Prisma zumindest in dem Bereich, der in direktem Kontakt mit der zu analysierenden Flüssigkeit steht, d.h. in dem Bereich, der an dem Messfenster der Messkammer angeordnet ist, keine Beschichtung auf der Kalk-Natron-Glas-Oberfläche aufweist. Vorzugsweise weist das gesamte optische Prisma keine Beschichtungen auf. Manche solcher Beschichtungen (z.B. hydrophile Beschichtungen) zeigen zwar bei anderen Gläsern, z.B. Boro-silikat- Kronglas im Hinblick auf die Verschmutzungsrate positive Ergebnisse, im Falle von Kalk-Natron-Glas erweisen sich solche Beschichtungen jedoch als nachteilig. It was also found that the lowest contamination rates are achieved when the optical prism has no coating on the soda-lime glass surface, at least in the area that is in direct contact with the liquid to be analyzed, i.e. in the area that is arranged at the measuring window of the measuring chamber. Preferably, the entire optical prism has no coatings. Although some such coatings (e.g. hydrophilic coatings) show positive results with other glasses, e.g. borosilicate crown glass, in terms of the contamination rate, such coatings prove to be disadvantageous in the case of soda-lime glass.
Eine weitere Möglichkeit, die Verschmutzungsrate des optischen Prismas zu verringern, besteht in einer geeigneten Ausgestaltung der Messkammer, wie oben beschrieben. Another possibility to reduce the contamination rate of the optical prism is to suitably design the measuring chamber, as described above.
Die Messkammer kann die schräge Ausführung des ersten Kanals ohne eine Aussparung, die mit dem zweiten Kanal verbunden ist, umfassen, oder die Aussparung, die mit dem zweiten Kanal verbunden ist, umfassen, ohne dass der erste Kanal schräg auf den Hohlraum zuführt. Alternativ kann die Messkammer sowohl die schräge Ausführung des ersten Kanals als auch die Aussparung umfassen. The measuring chamber may comprise the oblique embodiment of the first channel without a recess connected to the second channel, or comprise the recess connected to the second channel without the first channel leading obliquely to the cavity. Alternatively, the measuring chamber may comprise both the oblique embodiment of the first channel and the recess.
Wenn der erste Kanal schräg auf den Hohlraum zuführt, steht dieser vorzugsweise in einem Winkel zwischen 20° und 70°, bevorzugt zwischen 30° und 65°, mehr bevorzugt zwischen 35° und 50° zu der Fläche des Bodens. Der zweite Kanal steht bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zu der Fläche des Bodens. Wenn die Messkammer eine Aussparung im Boden umfasst, kann der erste Kanal auch im Wesentlichen senkrecht zu der Fläche des Bodens stehen. „Im Wesentlichen senkrecht“ im vorliegenden Kontext bedeutet, dass der Winkel des Kanals oder zum Boden zwischen 88° und 92° liegt. If the first channel leads obliquely to the cavity, it is preferably at an angle of between 20° and 70°, preferably between 30° and 65°, more preferably between 35° and 50° to the surface of the base. The second channel is preferably substantially perpendicular to the surface of the base. If the measuring chamber comprises a recess in the base, the first channel can also be substantially perpendicular to the surface of the base. “Substantially vertical” in this context means that the angle of the duct or the ground is between 88° and 92°.
Die Querschnitte der Kanäle können eine beliebige Form haben. Beispielsweise können die Kanäle einen kreisförmigen, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Im Fall von rechteckigen Querschnitten sind abgerundete Ecken bevorzugt, da diese Ablagerungen von Bestandteilen der durchströmenden Flüssigkeit und Strömungsunregelmäßigkeiten vermindern. The cross-sections of the channels can have any shape. For example, the channels can have a circular, oval or rectangular cross-section. In the case of rectangular cross-sections, rounded corners are preferred, as these reduce deposits of components of the flowing liquid and flow irregularities.
Besonders bevorzugt sind kreisförmige Querschnitte, da diese besonders leicht (z.B. durch Bohren, Fräsen oder Schneiden, insbesondere Bohren) erzeugt werden können. Abhängig von der Durchsatzmenge der zu analysierenden Flüssigkeit können die Kanäle verschieden große Querschnittsflächen haben. In einigen Ausführungsformen haben der erste und der zweite Kanal gleich große Querschnittsflächen, die beispielsweise im Bereich von 5 bis 30 mm2, bevorzugt 8 bis 25 mm2, mehr bevorzugt 10 bis 15 mm2 betragen. In einigen Ausführungsformen haben die Kanäle einen Durchmesser von 2 bis 10 mm, bevorzugt 2,5 bis 8 mm, mehr bevorzugt 3 bis 5 mm, mehr bevorzugt 3,5 bis 4,5 mm an der engsten Stelle, und ein Seitenverhältnis (senkrecht zur Mittelachse des jeweiligen Kanals) von bevorzugt 1 :3 bis 1 :1 , mehr bevorzugt 1 :2 bis 1 :1 , mehr bevorzugt 1 :1 ,5 bis 1 :1. Circular cross-sections are particularly preferred because they can be produced particularly easily (e.g. by drilling, milling or cutting, in particular drilling). Depending on the throughput of the liquid to be analyzed, the channels can have cross-sectional areas of different sizes. In some embodiments, the first and second channels have cross-sectional areas of equal size, for example in the range from 5 to 30 mm 2 , preferably 8 to 25 mm 2 , more preferably 10 to 15 mm 2 . In some embodiments, the channels have a diameter of 2 to 10 mm, preferably 2.5 to 8 mm, more preferably 3 to 5 mm, more preferably 3.5 to 4.5 mm at the narrowest point, and an aspect ratio (perpendicular to the central axis of the respective channel) of preferably 1:3 to 1:1, more preferably 1:2 to 1:1, more preferably 1:1.5 to 1:1.
Die Wand steht im Wesentlichen senkrecht auf dem Boden. Auch der Hohlraum, dessen Querschnitt durch die Form der Wand definiert wird, kann verschiedene Querschnitte aufweisen. Beispielsweise kann der Hohlraum einen kreisförmigen, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Auch bei dem Hohlraum ist bevorzugt, dass dieser abgerundete Ecken aufweist. Besonders bevorzugt ist der Hohlraum derart gestaltet, dass der Rand des Hohlraums in Fließrichtung der Flüssigkeit mit dem Rand des ersten Kanals und des zweiten Kanals abschließt, oder geringfügig darüber hinausgeht d.h. die Länge des Hohlraums entspricht bevorzugt der Summe des Durchmessers des ersten Kanals und des zweiten Kanals und des Abstands n zwischen den Kanälen in Fließrichtung, oder ist höchstens 10% länger als diese Summe. Beispielsweise kann der Hohlraum in Fließrichtung einen Durchmesser von 6 bis 30 mm, bevorzugt 7 bis 20 mm, mehr bevorzugt 8 bis 15 mm, mehr bevorzugt 10 bis 12 mm aufweisen. „In Fließrichtung“ und „senkrecht zur Fließrichtung“ bei der Beschreibung der Dimensionen in der Messkammer bezieht sich auf die Fließrichtung lateral zum Boden und dem Messfenster (d.h. nicht die Fließrichtung durch die Kanäle). The wall is substantially perpendicular to the floor. The cavity, the cross-section of which is defined by the shape of the wall, can also have different cross-sections. For example, the cavity can have a circular, oval or rectangular cross-section. It is also preferred that the cavity has rounded corners. The cavity is particularly preferably designed such that the edge of the cavity in the flow direction of the liquid is flush with the edge of the first channel and the second channel, or extends slightly beyond them, ie the length of the cavity preferably corresponds to the sum of the diameter of the first channel and the second channel and the distance n between the channels in the flow direction, or is at most 10% longer than this sum. For example, the cavity in the flow direction can have a diameter of 6 to 30 mm, preferably 7 to 20 mm, more preferably 8 to 15 mm, more preferably 10 to 12 mm. “In the direction of flow” and “perpendicular to the direction of flow” when describing the dimensions in the measuring chamber refers to the flow direction lateral to the floor and the measuring window (ie not the flow direction through the channels).
Senkrecht zur Fließrichtung der Flüssigkeit hat der Hohlraum an seiner breitesten Stelle bevorzugt eine Breite, die mindestens dem Durchmesser des breiteren von beiden Kanälen senkrecht zur Fließrichtung entspricht, und höchstens dem doppelten, mehr bevorzugt höchstens dem 1 ,8-fachen, mehr bevorzugt höchstens dem 1 ,5-fachen Durchmesser des breiteren von beiden Kanälen senkrecht zur Fließrichtung entspricht. Vorzugsweise haben der erste Kanal und der zweite Kanal den gleichen Durchmesser senkrecht zur Fließrichtung. Besonders bevorzugt haben der erste Kanal und der zweite Kanal den gleichen Querschnitt. Perpendicular to the flow direction of the liquid, the cavity at its widest point preferably has a width that corresponds at least to the diameter of the wider of the two channels perpendicular to the flow direction, and at most twice, more preferably at most 1.8 times, more preferably at most 1.5 times the diameter of the wider of the two channels perpendicular to the flow direction. Preferably, the first channel and the second channel have the same diameter perpendicular to the flow direction. Particularly preferably, the first channel and the second channel have the same cross-section.
Die Höhe des Hohlraums, die durch den Abstand zwischen dem Boden und dem Messfenster definiert wird, und damit auch die Höhe der Wand, ist bevorzugt mindestens so gewählt, dass ein ungehinderter Durchfluss der durchströmenden Flüssigkeit durch den Hohlraum möglich bleibt, und höchstens so gewählt, dass ein ständiger Austausch der Flüssigkeit an dem Messfenster stattfinden kann. Bevorzugt beträgt die Höhe des Hohlraums mindestens 0,5 mm, mehr bevorzugt mindestens 1 mm. Ferner ist die Höhe des Hohlraums bevorzugt höchstens so gewählt, dass das Produkt der Höhe und der Breite des Hohlraums an der breitesten Stelle senkrecht zur Fließrichtung der Querschnittsfläche des ersten Kanals entspricht. Beispielsweise kann die Höhe des Hohlraums 1 bis 5 mm, bevorzugt 1 ,5 bis 4,5 mm, mehr bevorzugt 2 bis 4 mm betragen. Demnach ist die Wand vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zum Messfenster (d.h. Boden und Messfenster sind im Wesentlichen parallel). The height of the cavity, which is defined by the distance between the bottom and the measuring window, and thus also the height of the wall, is preferably selected at least such that an unhindered flow of the flowing liquid through the cavity remains possible, and at most selected such that a constant exchange of the liquid can take place at the measuring window. The height of the cavity is preferably at least 0.5 mm, more preferably at least 1 mm. Furthermore, the height of the cavity is preferably selected at most such that the product of the height and the width of the cavity at the widest point perpendicular to the flow direction corresponds to the cross-sectional area of the first channel. For example, the height of the cavity can be 1 to 5 mm, preferably 1.5 to 4.5 mm, more preferably 2 to 4 mm. Accordingly, the wall is preferably essentially perpendicular to the measuring window (i.e. the bottom and measuring window are essentially parallel).
Abstand n bezeichnet den kürzesten Abstand zwischen den am nächsten aneinander liegenden Rändern des ersten Kanals und des zweiten Kanals. Der Abstand n zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal ist so gewählt, dass die Kanäle sich nicht berühren. Bevorzugt beträgt der Abstand n mindestens 0,5 mm, mehr bevorzugt mindestens 1 mm. Ferner entspricht der Abstand n bevorzugt höchstens dem Durchmesser des breiteren der beiden Kanäle und in Fließrichtung der Flüssigkeit. Zum Beispiel kann der Abstand n 20 bis 100%, bevorzugt 30 bis 90%, mehr bevorzugt 40 bis 80% des Durchmessers des breiteren der beiden Kanäle in Fließrichtung der Flüssigkeit betragen. Beispielsweise kann der Abstand n im Bereich von 1 bis 10 mm, bevorzugt im Bereich von 1 ,5 bis 8 mm, mehr bevorzugt im Bereich von 2 bis 6 mm, mehr bevorzugt im Bereich von 2,5 bis 4,5 mm liegen. Distance n refers to the shortest distance between the edges of the first channel and the second channel that are closest to each other. The distance n between the first channel and the second channel is selected so that the channels do not touch each other. Preferably, the distance n is at least 0.5 mm, more preferably at least 1 mm. Furthermore, the distance n preferably corresponds at most to the diameter of the wider of the two channels and in the flow direction of the liquid. For example, the distance n can be 20 to 100%, preferably 30 to 90%, more preferably 40 to 80% of the diameter of the wider of the two channels in the flow direction of the liquid. For example, the distance n can be in the range of 1 to 10 mm, preferably in the Range of 1.5 to 8 mm, more preferably in the range of 2 to 6 mm, more preferably in the range of 2.5 to 4.5 mm.
Die Aussparung, sofern vorhanden, nimmt bevorzugt 50 bis 99%, bevorzugt 60 bis 95%, mehr bevorzugt 70 bis 90% des Abstands n in Fließrichtung der Flüssigkeit ein. The recess, if present, preferably occupies 50 to 99%, preferably 60 to 95%, more preferably 70 to 90% of the distance n in the flow direction of the liquid.
Die Breite der Aussparung entspricht bevorzugt 20 bis 80%, mehr bevorzugt 30 bis 70%, mehr bevorzugt 45 bis 55% der Breite des zweiten Kanals senkrecht zur Fließrichtung der Flüssigkeit. Beispielsweise kann die Breite der Aussparung senkrecht zur Fließrichtung der Flüssigkeit 1 bis 6 mm, bevorzugt 1 ,5 bis 3 mm betragen. Die Tiefe der Aussparung (Abstand von der Grundfläche des Hohlraums zum tiefsten Punkt der Aussparung) beträgt bevorzugt mindestens 0,5 mm, mehr bevorzugt mindestens 1 mm, mehr bevorzugt 2 bis 6 mm, mehr bevorzugt 3 bis 5 mm. Ferner ist die Tiefe der Aussparung höchstens so gewählt, dass diese keinen durchgehenden Kanal durch den Boden bildet. Der Boden im Bereich um die Aussparung ist vorzugsweise mindestens 0,5 mm dicker als die Tiefe der Aussparung, d.h. , die verbleibende Dicke des Bodens unterhalb der Aussparung ist vorzugsweise mindestens 0,5 mm. In einigen Ausführungsformen hat der Boden im Bereich um die Aussparung eine Dicke von mindestens 1 ,5 mm, bevorzugt mindestens 3 mm, mehr bevorzugt 4 bis 30 mm, mehr bevorzugt 5 bis 20 mm. The width of the recess preferably corresponds to 20 to 80%, more preferably 30 to 70%, more preferably 45 to 55% of the width of the second channel perpendicular to the flow direction of the liquid. For example, the width of the recess perpendicular to the flow direction of the liquid can be 1 to 6 mm, preferably 1.5 to 3 mm. The depth of the recess (distance from the base of the cavity to the deepest point of the recess) is preferably at least 0.5 mm, more preferably at least 1 mm, more preferably 2 to 6 mm, more preferably 3 to 5 mm. Furthermore, the depth of the recess is chosen at most such that it does not form a continuous channel through the base. The base in the area around the recess is preferably at least 0.5 mm thicker than the depth of the recess, i.e. the remaining thickness of the base below the recess is preferably at least 0.5 mm. In some embodiments, the base in the area around the recess has a thickness of at least 1.5 mm, preferably at least 3 mm, more preferably 4 to 30 mm, more preferably 5 to 20 mm.
Die Messkammer der Analysevorrichtung verringert unabhängig von dem Material des optischen Prismas des Refraktometers die Verschmutzungsrate des optischen Prismas im kontinuierlichen Betrieb und erleichtert dessen spätere Reinigung. Daher kann sie auch in solchen Analysevorrichtungen eingesetzt werden, in denen das optische Prisma nicht aus Kalk-Natron-Glas besteht. Daher ist die Messkammer als solches, wie oben beschrieben, Gegenstand der Erfindung. Allerdings hat sich herausgestellt, dass bei Verwendung von Kalk-Natron-Glas und der erfindungsgemäßen Messkammer in Kombination besonders geringe Verschmutzungsraten erzielt werden. The measuring chamber of the analysis device reduces the contamination rate of the optical prism in continuous operation, regardless of the material of the optical prism of the refractometer, and facilitates its subsequent cleaning. It can therefore also be used in analysis devices in which the optical prism is not made of soda-lime glass. Therefore, the measuring chamber as such, as described above, is the subject of the invention. However, it has been found that particularly low contamination rates are achieved when soda-lime glass and the measuring chamber according to the invention are used in combination.
Die erfindungsgemäße Messkammer kann beispielsweise als Teil einer Tragevorrichtung zum Durchleiten einer Flüssigkeit durch die erfindungsgemäße Messkammer vorliegen. Daher ist eine entsprechende Tragevorrichtung ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die erfindungsgemäße Tragevorrichtung umfasst die Messkammer, eine Zuführleitung, die mit dem ersten Kanal der Messkammer verbunden ist, eine Abführleitung, die mit dem zweiten Kanal der Messkammer verbunden ist, und kann ferner optional ein oder mehrere Befestigungsmittel umfassen, die für die Befestigung und/oder Ausrichtung eines optischen Prismas oder eines Refraktometers an dem Messfenster der Messkammer eingerichtet ist. The measuring chamber according to the invention can, for example, be present as part of a carrying device for passing a liquid through the measuring chamber according to the invention. Therefore, a corresponding carrying device is also the subject of the present invention. The carrying device according to the invention comprises the measuring chamber, a supply line connected to the first channel of the measuring chamber, a discharge line connected to the second channel of the measuring chamber, and can further optionally comprise one or more fastening means adapted for fastening and/or aligning an optical prism or a refractometer to the measuring window of the measuring chamber.
Des Weiteren kann diese Tragevorrichtung weitere Merkmale aufweisen, wie zum Beispiel einen Anschluss für eine Pumpe zum Befördern einer Flüssigkeit durch die Tragevorrichtung, beispielsweise eine Pumpe zum Erzeugen eines Unterdrucks auf der Seite der Abführleitung oder eine Pumpe zum Erzeugen eines Überdrucks auf der Seite der Zuführleitung; Anschlüsse für Druckventile auf der Seite der Zuführleitung oder der Abführleitung, um bei Bedarf (z.B. zu Reinigungszwecken) den Unterdrück oder Überdruck auszugleichen; Anschlüsse für Peripheriegeräte, die beispielsweise bestimmte Eigenschaften (wie Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, etc.) der durchströmenden Flüssigkeit zu untersuchen; Befestigungen, um Pumpen oder andere Peripheriegeräte an der Tragevorrichtung auszurichten und/oder zu befestigen; Sichtfenster, um dem Anwender eine Kontrolle der Flüssigkeit durch Begutachtung zu ermöglichen. Furthermore, this carrying device can have further features, such as a connection for a pump for conveying a liquid through the carrying device, for example a pump for generating a negative pressure on the side of the discharge line or a pump for generating an overpressure on the side of the supply line; connections for pressure valves on the side of the supply line or the discharge line to compensate for the negative pressure or overpressure if necessary (e.g. for cleaning purposes); connections for peripheral devices which, for example, examine certain properties (such as temperature, conductivity, pH value, etc.) of the liquid flowing through; fastenings to align and/or attach pumps or other peripheral devices to the carrying device; viewing windows to enable the user to check the liquid by inspection.
Die optionalen Befestigungsmittel können beliebige Befestigungsmittel sein, die eine Ausrichtung und/oder Befestigung eines Refraktometers an der Tragevorrichtung ermöglichen. Beispielsweise können die Befestigungsmittel Bohrungen sein, durch die die Tragevorrichtung an ein Refraktometer mithilfe von Schrauben geschraubt wird. Hierdurch kann eine besonders feste, jedoch reversible Verbindung zwischen Tragevorrichtung und Refraktometer gebildet werden. Wenn die Tragevorrichtung keine Befestigungsmittel umfasst, kann das Refraktometer beispielsweise durch externe Befestigungsmittel wie Klemmen an der Tragevorrichtung befestigt werden. The optional fastening means can be any fastening means that enable alignment and/or fastening of a refractometer to the carrying device. For example, the fastening means can be holes through which the carrying device is screwed to a refractometer using screws. This can form a particularly strong but reversible connection between the carrying device and the refractometer. If the carrying device does not comprise fastening means, the refractometer can be attached to the carrying device using external fastening means such as clamps.
Vorzugsweise wird die Flüssigkeit durch die Tragevorrichtung mit Hilfe eines Unterdrucks auf der Seite der Abführleitung befördert. Es wurde gefunden, dass durch Verwendung eines Unterdrucks auf der Seite der Abführleitung die Anschmutzungsrate gegenüber der Verwendung eines Überdrucks auf der Seite der Zuführleitung gesenkt werden kann. Gleichzeitig ermöglicht die Verwendung eines Unterdrucks auf der Seite der Abführleitung, dass die erfindungsgemäße Analysevorrichtung, in die die erfindungsgemäße Tragevorrichtung eingebaut werden kann, mit der Zuführleitung direkt in die zu analysierende getaucht wird, ohne dass weitere Anschlüsse erforderlich werden. Alternativ kann die Zuführleitung an einen Flüssigkeitszulauf, beispielsweise einen Schlauch angeschlossen werden. Preferably, the liquid is conveyed through the carrying device by means of a negative pressure on the side of the discharge line. It has been found that by using a negative pressure on the side of the discharge line, the contamination rate can be reduced compared to using a positive pressure on the side of the supply line. At the same time, the use of a negative pressure on the side of the discharge line enables the analysis device according to the invention, in which the carrying device according to the invention is installed, to can be immersed directly in the sample to be analyzed with the supply line without the need for additional connections. Alternatively, the supply line can be connected to a liquid inlet, for example a hose.
Daher ist die Abführleitung bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie an eine Saugvorrichtung, vorzugsweise eine Pumpe, angeschlossen werden kann. Therefore, the discharge line is preferably designed such that it can be connected to a suction device, preferably a pump.
Bevorzugt besteht die Tragevorrichtung aus einem Materialblock, aus dem Material entfernt wurde, um die Merkmale der Messkammer, insbesondere den Hohlraum, den ersten Kanal und den zweiten Kanal und gegebenenfalls die Aussparung, sowie die übrigen Merkmale der Tragevorrichtung insbesondere die Zuführleitung, die Abführleitung und gegebenenfalls das Befestigungsmittel zu formen. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass das Risiko von Verlusten der Flüssigkeit bei der Beförderung durch die Tragevorrichtung gemindert wird, da keine Nähte oder Klebestellen in dem Materialblock vorhanden sind, die undicht werden könnten. Preferably, the carrying device consists of a block of material from which material has been removed in order to form the features of the measuring chamber, in particular the cavity, the first channel and the second channel and optionally the recess, as well as the other features of the carrying device, in particular the supply line, the discharge line and optionally the fastening means. This has the advantage, among others, that the risk of loss of liquid during transport through the carrying device is reduced, since there are no seams or adhesive points in the block of material that could become leaky.
Bevorzugt wird das Material aus dem Materialblock durch Fräsen, Schneiden und/oder Bohren entfernt, um die Merkmale zu formen. Besonders bevorzugt wird das Material durch Bohren entfernt, da hierdurch die Tragevorrichtung mit besonders wenig Aufwand hergestellt werden kann. Preferably, the material is removed from the block of material by milling, cutting and/or drilling to form the features. Particularly preferably, the material is removed by drilling, as this allows the support device to be manufactured with particularly little effort.
Das Material des Materialblocks und damit dieser Tragevorrichtung kann ein beliebiges Material sein, das für die Durchleitung von Flüssigkeiten, insbesondere von Kühl-Schmierstoffemulsionen eingesetzt werden kann. Bevorzugt besteht der Materialblock aus einem korrosionsbeständigem Metall, besonders bevorzugt aus Edelstahl. The material of the material block and thus of this support device can be any material that can be used for the passage of liquids, in particular cooling lubricant emulsions. The material block preferably consists of a corrosion-resistant metal, particularly preferably stainless steel.
Die erfindungsgemäße Analysevorrichtung umfasst vorzugsweise die erfindungsgemäße Tragevorrichtung zum Durchleiten einer Flüssigkeit durch die Messkammer und an dem optischen Prisma der Refraktometers vorbei. The analysis device according to the invention preferably comprises the carrying device according to the invention for passing a liquid through the measuring chamber and past the optical prism of the refractometer.
Die Analysevorrichtung kann eingerichtet sein, zumindest teilweise in die zu analysierende Flüssigkeit eingetaucht zu werden. In diesem Fall ist die Analysevorrichtung bevorzugt derart aufgebaut, dass die erfindungsgemäße Tragevorrichtung über die Zuführleitung mit der Flüssigkeit in Kontakt tritt. Bevorzugt umfasst die Analysevorrichtung zudem eine Pumpe, um eine Flüssigkeitsströmung durch die Messkammer zu erzeugen, insbesondere durch Erzeugung eines Unterdrucks auf der Seite der Abführleitung. Die Pumpe kann zusätzlich eingerichtet sein, die Flüssigkeit aus der Abführleitung zurück in den Behälter mit der zu analysierenden Flüssigkeit zu befördern. The analysis device can be designed to be at least partially immersed in the liquid to be analyzed. In this case, the analysis device is preferably constructed such that the carrying device according to the invention comes into contact with the liquid via the supply line. Preferably, the analysis device also comprises a pump to generate a liquid flow through the measuring chamber, in particular by generating a negative pressure on the side of the discharge line. The pump can additionally be designed to convey the liquid from the discharge line back into the container with the liquid to be analyzed.
Ist die Analysevorrichtung dazu ausgebildet, um zumindest teilweise in die zu analysierende Flüssigkeit eingetaucht zu werden, können beispielsweise Schwimmkörper vorgesehen sein, um einen definierten Auftrieb in der Flüssigkeit zu erzeugen. If the analysis device is designed to be at least partially immersed in the liquid to be analyzed, floating bodies can be provided, for example, to generate a defined buoyancy in the liquid.
Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, dass die Analysevorrichtung an der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmt und beispielsweise für eine Reinigung oder Wartung gut zu erreichen ist. In dieser Ausführungsform kann die Analysevorrichtung einfach in einen Behälter oder Tank eingesetzt werden, in dem die zu analysierende Flüssigkeit gelagert wird. Die Analysevorrichtung schwimmt frei in dem Behälter, so dass keine Ankerpunkte oder Befestigungen erforderlich sind. Dennoch ist es selbstverständlich möglich, entsprechende Befestigungsmittel an der Analysevorrichtung vorzusehen. This can, for example, ensure that the analysis device floats on the surface of the liquid and is easy to reach, for example for cleaning or maintenance. In this embodiment, the analysis device can simply be inserted into a container or tank in which the liquid to be analyzed is stored. The analysis device floats freely in the container, so that no anchor points or fastenings are required. Nevertheless, it is of course possible to provide corresponding fastening means on the analysis device.
Um die Analysevorrichtung vor Fremdkörpern und/oder Partikeln zu schützen, welche in der zu analysierenden Flüssigkeit enthalten sein können, kann die Analysevorrichtung einen Filter umfassen. Ist die Analysevorrichtung dazu ausgebildet, in der zu analysierenden Flüssigkeit zu schwimmen oder in die zu analysierende Flüssigkeit eingetaucht zu werden, kann die Analysevorrichtung einen Filterkorb aufweisen, der beispielsweise die Pumpe und das Refraktometer der Analysevorrichtung umgibt und Flüssigkeit nur durch einen Filter passieren lässt. In order to protect the analysis device from foreign bodies and/or particles which may be contained in the liquid to be analyzed, the analysis device may comprise a filter. If the analysis device is designed to float in the liquid to be analyzed or to be immersed in the liquid to be analyzed, the analysis device may comprise a filter basket which, for example, surrounds the pump and the refractometer of the analysis device and only allows liquid to pass through a filter.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung des Brechungsindexes einer Flüssigkeit, bevorzugt einer Kühl-Schmierstoff-Emulsion, umfassend die Schritte: a) Durchleiten der Flüssigkeit durch die Messkammer der erfindungsgemäßen Analysevorrichtung, an dem optischen Prisma des Refraktometers vorbei, vorzugsweise durch Anlegen eines Unterdrucks; b) Messen des Brechungsindexes der Flüssigkeit in der Messkammer mit dem Refraktometer. Vorzugsweise wird die Flüssigkeit durch den ersten Kanal in den Hohlraum der Messkammer und durch den zweiten Kanal aus dem Hohlraum geleitet, indem ein Unterdrück auf der Seite des zweiten Kanals angelegt wird. Zusätzlich kann das Verfahren einen Schritt des Durchleitens einer anderen Flüssigkeit durch die Messkammer umfassen, um das optische Prisma zu säubern. The invention further relates to a method for determining the refractive index of a liquid, preferably a coolant-lubricant emulsion, comprising the steps: a) passing the liquid through the measuring chamber of the analysis device according to the invention, past the optical prism of the refractometer, preferably by applying a negative pressure; b) measuring the refractive index of the liquid in the measuring chamber with the refractometer. The liquid is preferably passed through the first channel into the cavity of the measuring chamber and through the second channel out of the cavity by applying a negative pressure on the side of the second channel. Additionally, the method may include a step of passing another liquid through the measuring chamber to clean the optical prism.
Dieser Schritt kann beispielsweise mit Wasser, optional enthaltend Zusätze für die Reinigung, und/oder mit Alkoholen, bevorzugt mit Wasser ohne Zusätze oder Alkoholen, mehr bevorzugt mit vollentsalztem Wasser (VE-Wasser) oder Ethanol, mehr bevorzugt mit Ethanol durchgeführt werden. This step can be carried out, for example, with water, optionally containing additives for cleaning, and/or with alcohols, preferably with water without additives or alcohols, more preferably with demineralized water (DE water) or ethanol, more preferably with ethanol.
Das Verfahren kann beispielsweise zur Bestimmung der Qualität einer Kühl- Schmierstoffemulsion eingesetzt werden. Hierbei ist vorgesehen, eine Kühl- Schmierstoffemulsion als zu analysierende Flüssigkeit in die beschriebene Analysevorrichtung einzuleiten, den Brechungsindex der Kühl- Schmierstoffemulsion zu bestimmen, aus dem Brechungsindex der Kühl- Schmierstoffemulsion die Konzentration der Kühl-Schmierstoffemulsion zu bestimmen und optional durch weitere angeschlossene Peripheriegeräte weitere Qualitätsmerkmale der Kühl-Schmierstoffemulsion zu untersuchen. The method can be used, for example, to determine the quality of a cooling lubricant emulsion. The idea is to introduce a cooling lubricant emulsion as the liquid to be analyzed into the described analysis device, to determine the refractive index of the cooling lubricant emulsion, to determine the concentration of the cooling lubricant emulsion from the refractive index of the cooling lubricant emulsion and, optionally, to examine other quality characteristics of the cooling lubricant emulsion using other connected peripheral devices.
Wie oben beschrieben, ist die Verwendung von Kalk-Natron-Glas als Material des optischen Prismas des Refraktometers besonders vorteilhaft. Daher ist die Verwendung von Kalk-Natron-Glas als Material in einem optischen Prisma eines Refraktometers bei der Bestimmung des Brechungsindex einer Flüssigkeit, vorzugsweise einer Kühl-Schmierstoffemulsion, um die Verschmutzung des optischen Prismas durch Bestandteile der Flüssigkeit zu verringern und/oder die Reinigung des optischen Prismas zu erleichtern, ebenfalls Gegenstand der Erfindung. As described above, the use of soda-lime glass as the material of the optical prism of the refractometer is particularly advantageous. Therefore, the use of soda-lime glass as the material in an optical prism of a refractometer when determining the refractive index of a liquid, preferably a cooling lubricant emulsion, in order to reduce contamination of the optical prism by components of the liquid and/or to facilitate cleaning of the optical prism, is also the subject of the invention.
Auch Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Messkammer allein oder einer erfindungsgemäßen bei der Bestimmung des Brechungsindexes einer Flüssigkeit, bevorzugt einer Kühl-Schmierstoffemulsion, mittels eines an die Messkammer angrenzend angeordneten Refraktometers umfassend ein optisches Prisma, um die Verschmutzung des optischen Prismas durch Bestandteile der Flüssigkeit zu verringern und/oder die Reinigung des optischen Prismas zu erleichtern. Kurze Beschreibung der Figuren The invention also relates to the use of the measuring chamber according to the invention alone or of a measuring chamber according to the invention in determining the refractive index of a liquid, preferably a cooling lubricant emulsion, by means of a refractometer arranged adjacent to the measuring chamber and comprising an optical prism in order to reduce contamination of the optical prism by components of the liquid and/or to facilitate cleaning of the optical prism. Short description of the characters
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. They show:
FIG. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Messkammer gemäß einer ersten Ausführungsform; FIG. 1 shows a simplified schematic representation of a measuring chamber according to a first embodiment;
FIG. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung des Bodens derFIG. 2 is a simplified schematic representation of the bottom of the
Messkammer aus FIG. 1 ; Measuring chamber from FIG. 1 ;
FIG. 3 eine vereinfachte schematische Darstellung des Bodens einerFIG. 3 is a simplified schematic representation of the bottom of a
Messkammer gemäß einer zweiten Ausführungsform; Measuring chamber according to a second embodiment;
FIG. 4 eine vereinfachte schematische Darstellung des Bodens einerFIG. 4 is a simplified schematic representation of the bottom of a
Messkammer gemäß einer dritten Ausführungsform; Measuring chamber according to a third embodiment;
FIG. 5 eine vereinfachte schematische Darstellung der Messkammer aus FIG. 1 , bei der das Messfenster durch ein optisches Prisma verschlossen ist; FIG. 5 is a simplified schematic representation of the measuring chamber of FIG. 1, in which the measuring window is closed by an optical prism;
FIG. 6 eine vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Analysevorrichtung umfassend die Messkammer aus FIG. 1 mit einem angrenzend angeordneten Refraktometer; FIG. 6 is a simplified schematic representation of the analysis device according to the invention comprising the measuring chamber from FIG. 1 with an adjacently arranged refractometer;
FIG. 7a eine detaillierte schematische Darstellung (Querschnitt) einer erfindungsgemäßen Tragevorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform, umfassend eine Messkammer gemäß einer vierten, bevorzugten Ausführungsform; FIG. 7a shows a detailed schematic representation (cross section) of a carrying device according to the invention according to a first preferred embodiment, comprising a measuring chamber according to a fourth preferred embodiment;
FIG. 7b Schrägansicht auf die Tragevorrichtung gemäß FIG. 7a; FIG. 7b Oblique view of the carrying device according to FIG. 7a;
FIG. 8a eine detaillierte schematische Darstellung (Querschnitt) einer erfindungsgemäßen Tragevorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, umfassend eine Messkammer gemäß einer fünften, bevorzugten Ausführungsform. FIG. 8b Schrägansicht auf die Tragevorrichtung gemäß FIG. 8a; FIG. 8a shows a detailed schematic representation (cross section) of a carrying device according to the invention according to a second preferred embodiment, comprising a measuring chamber according to a fifth preferred embodiment. FIG. 8b Oblique view of the carrying device according to FIG. 8a;
FIG. 9a eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer nichterfindungsgemäßen Messkammer; FIG. 9a is a schematic representation of a section of a measuring chamber not according to the invention;
FIG. 9b eine Schematische Darstellung einer Tragevorrichtung zum Durchleiten einer Flüssigkeit durch die nicht-erfindungsgemäße Messkammer gemäß FIG. 9a; FIG. 9b is a schematic representation of a carrying device for passing a liquid through the non-inventive measuring chamber according to FIG. 9a;
In der vorliegenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. In the present description of the embodiments of the invention, identical or similar components are designated by identical reference numerals, whereby a repeated description of these is omitted in individual cases. The figures only represent the subject matter of the invention schematically.
FIG. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messkammer 100 in einer vereinfachten schematischen Ansicht. Die Messkammer 100 umfasst einen Boden 101 , eine Wand 102 und ein Messfenster 103, wobei der Boden 101 und die Wand 102 miteinander verbunden sind, und das Messfenster 103 eine Öffnung darstellt. Der Boden 101 , die Wand 102 und das Messfenster 103 umschließen einen Hohlraum 104. Ein erster Kanal 105 und ein zweiter Kanal 106 durchdringen den Boden 101 und münden in dem Hohlraum 104. Der erste Kanal 105 und der zweite Kanal 106 berühren sich nicht und sind in einem Abstand n voneinander angeordnet. FIG. 1 shows a first embodiment of a measuring chamber 100 according to the invention in a simplified schematic view. The measuring chamber 100 comprises a base 101, a wall 102 and a measuring window 103, wherein the base 101 and the wall 102 are connected to one another and the measuring window 103 represents an opening. The base 101, the wall 102 and the measuring window 103 enclose a cavity 104. A first channel 105 and a second channel 106 penetrate the base 101 and open into the cavity 104. The first channel 105 and the second channel 106 do not touch one another and are arranged at a distance n from one another.
In dieser ersten Ausführungsform führt der erste Kanal 105 schräg auf den Hohlraum 104 zu, und der Boden 101 umfasst zusätzlich eine Aussparung 107, die den Boden 101 nicht durchdringt und den ersten Kanal 105 nicht berührt, jedoch mit dem zweiten Kanal 106 verbunden ist. Ferner hat in dieser Ausführungsform der Hohlraum 104 einen ovalförmigen Querschnitt, und die Kanäle 105 und 106 sind zylindrische Bohrungen, und haben eine gleiche Querschnittsfläche. Der Pfeil 10 kennzeichnet die Fließrichtung der zu analysierenden Flüssigkeit. In this first embodiment, the first channel 105 leads obliquely to the cavity 104, and the base 101 additionally comprises a recess 107 which does not penetrate the base 101 and does not touch the first channel 105, but is connected to the second channel 106. Furthermore, in this embodiment, the cavity 104 has an oval-shaped cross-section, and the channels 105 and 106 are cylindrical bores and have an equal cross-sectional area. The arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
FIG. 2 zeigt den Boden 101 der ersten Ausführungsform der Messkammer 100 zur Übersichtlichkeit, wobei der Grundriss der Wand 102 eingezeichnet ist, ohne die Wand 102 selbst zu zeigen. Der Pfeil 10 kennzeichnet die Fließrichtung der zu analysierenden Flüssigkeit. FIG. 3 zeigt den Boden 101 einer zweiten Ausführungsform der Messkammer 100, wobei der Grundriss der Wand 102, ähnlich wie in FIG. 2, eingezeichnet ist. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der erste Kanal 105 senkrecht auf den Hohlraum 104 zuführt. Der Pfeil 10 kennzeichnet die Fließrichtung der zu analysierenden Flüssigkeit. FIG. 2 shows the bottom 101 of the first embodiment of the measuring chamber 100 for clarity, with the outline of the wall 102 being drawn in without showing the wall 102 itself. The arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed. FIG. 3 shows the bottom 101 of a second embodiment of the measuring chamber 100, with the outline of the wall 102 drawn in, similar to FIG. 2. The second embodiment differs from the first embodiment in that the first channel 105 leads perpendicularly to the cavity 104. The arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
FIG. 4 zeigt den Boden 101 einer dritten der Messkammer 100, wobei der Grundriss der Wand 102, ähnlich wie in FIG. 2, eingezeichnet ist. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Boden keine Aussparung umfasst. Außerdem hat die Wand 102 einen rechteckigen Grundriss, und der erste Kanal 105 und der zweite Kanal 106 haben eine rechteckige Querschnittsfläche. Der Pfeil 10 kennzeichnet die Fließrichtung der zu analysierenden Flüssigkeit. FIG. 4 shows the bottom 101 of a third measuring chamber 100, with the outline of the wall 102 drawn in, similar to FIG. 2. The third embodiment differs from the first embodiment in that the bottom does not include a recess. In addition, the wall 102 has a rectangular outline, and the first channel 105 and the second channel 106 have a rectangular cross-sectional area. The arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
FIG. 5 zeigt die Positionierung eines optischen Prismas 302 auf dem Messfenster 103 der Messkammer gemäß der ersten Ausführungsform. FIG. 5 shows the positioning of an optical prism 302 on the measuring window 103 of the measuring chamber according to the first embodiment.
FIG. 6 zeigt die Anordnung gemäß FIG. 5, wobei zusätzlich zur Messkammer 100 und dem Prisma 302 auch eine Lichtquelle 303 und eine Auswerteinheit 304 eines Refraktometers 301 eingezeichnet sind. Die Kombination des Refraktometers 301 und der Messkammer 100 bildet eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Analysevorrichtung 300. Ein ungefährer Strahlengang des von der Lichtquelle 303 emittierten Lichts ist eingezeichnet. FIG. 6 shows the arrangement according to FIG. 5, wherein in addition to the measuring chamber 100 and the prism 302, a light source 303 and an evaluation unit 304 of a refractometer 301 are also shown. The combination of the refractometer 301 and the measuring chamber 100 forms an embodiment of the analysis device 300 according to the invention. An approximate beam path of the light emitted by the light source 303 is shown.
FIG. 7a zeigt den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Tragevorrichtung 200 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform, umfassend eine Messkamer 100 gemäß einer vierten, bevorzugten Ausführungsform. FIG. 7b zeigt eine Schrägansicht auf die Tragevorrichtung 200 gemäß FIG. 7a. Der Pfeil 10 kennzeichnet die Fließrichtung der zu analysierenden Flüssigkeit. FIG. 7a shows the cross section of a carrying device 200 according to the invention according to a first preferred embodiment, comprising a measuring camera 100 according to a fourth preferred embodiment. FIG. 7b shows an oblique view of the carrying device 200 according to FIG. 7a. The arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
Die Tragevorrichtung 200 umfasst eine Messkammer 100, bei der der Grundriss der Wand 102 und damit der Querschnitt des Hohlraums 104 eine ovale Form mit abgeflachten Seiten aufweist, und der erste Kanal 105 und der zweite Kanal 106 haben einen runden Querschnitt. Ferner umfasst der Boden 101 der Messkammer 100 eine Aussparung 107. Die Tragevorrichtung 200 umfasst außerdem eine Zuführleitung 201 , die mit dem ersten Kanal 105 verbunden ist, und eine Abführleitung 202, die mit dem zweiten Kanal 106 verbunden ist, sowie mehrere Befestigungsmittel 203 in Form von Profilen und Bohrungen, mit deren Hilfe ein Refraktometer mit komplementären Befestigungsmitteln an der Tragevorrichtung 200 ausgerichtet und befestigt werden kann. The support device 200 comprises a measuring chamber 100 in which the outline of the wall 102 and thus the cross section of the cavity 104 has an oval shape with flattened sides, and the first channel 105 and the second channel 106 have a round cross section. Furthermore, the bottom 101 of the measuring chamber 100 comprises a recess 107. The support device 200 also comprises a supply line 201 connected to the first channel 105 and a discharge line 202 connected to the second channel 106, as well as a plurality of fastening means 203 in the form of profiles and holes, by means of which a refractometer with complementary fastening means can be aligned and fastened to the support device 200.
Die Zuführleitung hat zudem einen weiteren Anschluss 204, durch den beispielsweise ein Temperaturfühler geführt werden kann, um die Temperatur der durchströmenden Flüssigkeit für die Bestimmung des Brechungsindex zu messen. Die Tragevorrichtung (200) kann z.B. aus einem Edelstahlblock gefertigt werden, indem Material aus dem Block durch Bohren und Fräsen (Profile) entfernt wurde. Die dargestellten spitzen Enden der Zuführleitung 201 und der Abführleitung 202 sind bedingt durch die Form des verwendeten Bohrers. Alternative Materialien der Tragevorrichtung können beispielsweise Kunststoffe sein, die in der jeweils verwendeten Kühl-Schmierstoffemulsion unlöslich sind, oder korrosionsbeständige Metalle und Legierungen. The supply line also has a further connection 204, through which, for example, a temperature sensor can be passed in order to measure the temperature of the liquid flowing through in order to determine the refractive index. The support device (200) can be made, for example, from a stainless steel block by removing material from the block by drilling and milling (profiles). The pointed ends of the supply line 201 and the discharge line 202 shown are due to the shape of the drill used. Alternative materials for the support device can be, for example, plastics that are insoluble in the cooling lubricant emulsion used, or corrosion-resistant metals and alloys.
FIG. 8a zeigt den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Tragevorrichtung 200 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, umfassend eine Messkamer 100 gemäß einer fünften, bevorzugten Ausführungsform. FIG. 8b zeigt eine Schrägansicht auf die Tragevorrichtung 200 gemäß FIG. 8a. Der Pfeil 10 kennzeichnet die Fließrichtung der zu analysierenden Flüssigkeit. FIG. 8a shows the cross section of a carrying device 200 according to the invention according to a second preferred embodiment, comprising a measuring chamber 100 according to a fifth preferred embodiment. FIG. 8b shows an oblique view of the carrying device 200 according to FIG. 8a. The arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
Die Tragevorrichtung 200 umfasst eine Messkammer 100, bei der der Grundriss der Wand 102 und damit der Querschnitt des Hohlraums 104 eine rechteckige Form mit abgerundeten Ecken, und der erste Kanal 105 und der zweite Kanal 106 haben einen rechteckigen Querschnitt mit runden Ecken. Ferner führt der erste Kanal 105 schräg auf den Hohlraum 104 (nicht gezeigt) zu. The support device 200 comprises a measuring chamber 100 in which the outline of the wall 102 and thus the cross section of the cavity 104 has a rectangular shape with rounded corners, and the first channel 105 and the second channel 106 have a rectangular cross section with rounded corners. Furthermore, the first channel 105 leads obliquely to the cavity 104 (not shown).
Diese Tragevorrichtung 200 umfasst außerdem eine Zuführleitung 201 , die mit dem ersten Kanal 105 verbunden ist, und eine Abführleitung 202, die mit dem zweiten Kanal 106 verbunden ist, sowie mehrere Befestigungsmittel 203 in Form von Profilen und Bohrungen, mit deren Hilfe ein Refraktometer mit komplementären Befestigungsmitteln an der Tragevorrichtung 200 ausgerichtet und befestigt werden kann. Die Zuführleitung hat zudem einen weiteren Anschluss 204, durch den beispielsweise ein Temperaturfühler geführt werden kann, um die Temperatur der durchströmenden Flüssigkeit für die Bestimmung des Brechungsindex zu messen. Die Tragevorrichtung kann aus einem Edelstahlblock gefertigt sein, indem Material aus dem Block durch Bohren, Schneiden (Laser) und Fräsen entfernt wurde. Die dargestellten spitzen Enden der Zuführleitung 201 und der Abführleitung 202 sind bedingt durch die Form des verwendeten Bohrers. This support device 200 also comprises a supply line 201 connected to the first channel 105 and a discharge line 202 connected to the second channel 106, as well as a plurality of fastening means 203 in the form of profiles and holes, by means of which a refractometer with complementary fastening means can be aligned and fastened to the support device 200. The supply line also has a further connection 204 through which, for example, a temperature sensor can be passed in order to measure the temperature of the liquid flowing through in order to determine the refractive index. The support device can be made from a stainless steel block by removing material from the block by drilling, cutting (laser) and milling. The pointed ends of the supply line 201 and the discharge line 202 shown are due to the shape of the drill used.
Die Befestigungsmittel 203, die Messkammer 100 und der Anschluss 204 können in gleichen Abständen angeordnet sein wie die entsprechenden Merkmale der Tragevorrichtung 200 gemäß FIG. 7a und 7b, und die Tragevorrichtung 200 gemäß FIG. 8a und 8b kann die gleichen Dimensionen haben wie die Tragevorrichtung 200 gemäß FIG. 7a und 7b, damit beide an dieselben Refraktometer angeschlossen werden können und bei Bedarf gegeneinander ausgetauscht werden können. The fastening means 203, the measuring chamber 100 and the connector 204 can be arranged at the same distances as the corresponding features of the support device 200 according to FIGS. 7a and 7b, and the support device 200 according to FIGS. 8a and 8b can have the same dimensions as the support device 200 according to FIGS. 7a and 7b, so that both can be connected to the same refractometers and can be interchanged if necessary.
FIG. 9a zeigt einen Ausschnitt aus einer nicht-erfindungsgemäßen Messkammer 100 und FIG. 9b zeigt einen Ausschnitt einer Tragevorrichtung 200 zum Durchleiten einer Flüssigkeit durch diese. Die nicht-erfindungsgemäße Tragevorrichtung 200 unterscheidet sich von der erfindungsgemäßen Tragevorrichtung 200 gemäß FIG. 7a und 7b im Wesentlichen dadurch, dass keine Aussparung 107 im Boden 101 der Messkammer vorgesehen ist. Der Pfeil 10 kennzeichnet die Fließrichtung der zu analysierenden Flüssigkeit. FIG. 9a shows a section of a non-inventive measuring chamber 100 and FIG. 9b shows a section of a support device 200 for passing a liquid through it. The non-inventive support device 200 differs from the inventive support device 200 according to FIGS. 7a and 7b essentially in that no recess 107 is provided in the base 101 of the measuring chamber. The arrow 10 indicates the flow direction of the liquid to be analyzed.
Die Beispiele, Figuren und Ansprüche erläutern die Erfindung. The examples, figures and claims illustrate the invention.
Beispiele Examples
Der Verschmutzungsgrad der optischen Prismen wurde durch optische Begutachtung der Prismen im Tageslicht untersucht. Hierfür wurden die Prismen nach mit einer Pinzette aus dem Refraktometer entfernt. Die Verschmutzungen wurden in drei Kategorien eingestuft: The degree of contamination of the optical prisms was examined by optically examining the prisms in daylight. For this purpose, the prisms were removed from the refractometer using tweezers. The contamination was classified into three categories:
Sauber: Keine Trübungen, Ablagerungen, oder Schlieren an der Oberfläche im Kontakt mit der Flüssigkeit sichtbar; Leicht verunreinigt: Schlieren sichtbar, höchstens 20% der Fläche mit weißen Trübungen verunreinigt; Clean: No cloudiness, deposits, or streaks visible on the surface in contact with the liquid; Slightly contaminated: streaks visible, maximum 20% of the surface contaminated with white opacities;
Verunreinigt: Schlieren stark sichtbar, mehr als 20% der Fläche mit weißen Trübungen verunreinigt. Contaminated: Streaks strongly visible, more than 20% of the surface contaminated with white opacities.
Eine Reihe von Versuchen wurde durchgeführt, wobei über einen Zeitraum von ca. 2,5 Monaten 9 verschiedene kommerziell erhältliche Kühl-Schmierstoff- Emulsionen durch industrielle Maschinen befördert wurden, und wobei erfindungsgemäße Sensorblöcke (Analysevorrichtungen) und nichterfindungsgemäße Sensorblöcke zum Messen des Brechungsindex eingesetzt wurden. Messungen des Brechungsindexes wurden stündlich vorgenommen, wobei die Sensorblöcke zwischen den Messungen nicht gereinigt wurden. Während jeder Messung wurde ein Sensorblock 22 Sekunden lang durch Anlegen eines Unterdrucks mit Kühl-Schmierstoff-Emulsion durchströmt. Nach Ablauf des gesamten Versuchszeitraums wurde die Beförderung beendet, die Prismen aus den Refraktometern entfernt und deren Verschmutzungsgrad beurteilt. A series of tests was carried out in which 9 different commercially available cooling-lubricating emulsions were conveyed through industrial machines over a period of approximately 2.5 months, and in which sensor blocks according to the invention (analysis devices) and sensor blocks not according to the invention were used to measure the refractive index. Measurements of the refractive index were carried out hourly, with the sensor blocks not being cleaned between measurements. During each measurement, a sensor block was flowed through with cooling-lubricating emulsion for 22 seconds by applying a negative pressure. After the entire test period had elapsed, the conveying was stopped, the prisms were removed from the refractometers and their degree of contamination was assessed.
Für die Reinigung wurden erfindungsgemäße Sensorblöcke und nicht erfindungsgemäße Sensorblöcke wie oben beschrieben zum Messen des Brechungsindex eingesetzt. Nach Ablauf der Versuche wurde der Sensorblock geleert, jedoch nicht weiter gereinigt, und 2 Wochen außer Betrieb gesetzt, sodass die Reste der Kühl-Schmierstoff-Emulsion an dem optischen Prisma trocknen konnten. Nach dem Trocknen konnten alle Prismen als verunreinigt eingestuft werden. Die Reinigung erfolgte durch Spülen des Prismas mit Ethanol, oder mit der jeweiligen Kühl-Schmierstoff-Emulsion unter erhöhtem Druck. For cleaning, sensor blocks according to the invention and sensor blocks not according to the invention were used as described above to measure the refractive index. After the tests were completed, the sensor block was emptied but not cleaned further and taken out of service for 2 weeks so that the remains of the cooling-lubricating emulsion could dry on the optical prism. After drying, all prisms could be classified as contaminated. Cleaning was carried out by rinsing the prism with ethanol or with the respective cooling-lubricating emulsion under increased pressure.
Die eingesetzten Kühl-Schmierstoff-Emulsionen waren: The cooling-lubricating emulsions used were:
Vasco 6000 (Blaser Swisslube AG); Vasco 6000 (Blaser Swisslube AG);
Rinatol P90 (Ess + Müller AG); Rinatol P90 (Ess + Müller AG);
B-Cool MC660 (Blaser Swisslube AG); B-Cool MC660 (Blaser Swisslube AG);
Zubora 65H Ultra (Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG); Zubora 65H Ultra (Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG);
Zubora 67H Extra (Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG); Zubora 67H Extra (Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG);
B-Cool MC610 (Blaser Swisslube AG); B-Cool MC610 (Blaser Swisslube AG);
Zubora 67H Ultra (Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG); Zubora 67H Ultra (Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG);
Swisscool 3500 (Motorex AG); Vasco 7000 (Blaser Swisslube AG). Swisscool 3500 (Motorex AG); Vasco 7000 (Blaser Swisslube AG).
Die eingesetzten Sensorblöcke umfassten Tragevorrichtungen zum Durchleiten einer Flüssigkeit durch die Messkammer, wie in FIG. 7a und 7b dargestellt, wie in FIG. 8a und 8b dargestellt, und zu Vergleichszwecken Tragevorrichtungen wie in FIG. 9b dargestellt. Als Material der Prismen wurde zum einen Kalk-Natron Glas (unbeschichtet), zum anderen N-BK7 Borosilikat-Kronglas (Schott AG) eingesetzt, welches mit einer Standard-Glasbeschichtung (Glasskote SC 100; Total Specialties USA Inc.) beschichtet war. Borosilikat-Kronglas ohne Beschichtung zeigte innerhalb weniger Tage Verunreinigungen und wurde daher für die Versuche nicht verwendet. The sensor blocks used included support devices for passing a liquid through the measuring chamber, as shown in FIGS. 7a and 7b, as shown in FIGS. 8a and 8b, and for comparison purposes support devices as shown in FIG. 9b. The prism material used was soda-lime glass (uncoated) and N-BK7 borosilicate crown glass (Schott AG) coated with a standard glass coating (Glasskote SC 100; Total Specialties USA Inc.). Borosilicate crown glass without a coating showed contamination within a few days and was therefore not used for the tests.
Vergleichsbeispiel 1 Comparison example 1
150 Sensorblöcke umfassend ein Refraktometer enthaltend ein optisches Prisma aus N-BK7 Borosilikat-Kronglas, beschichtet mit Glasskote SC100, und ferner umfassend die nicht-erfindungsgemäße Tragevorrichtung, wie in FIG. 9b dargestellt, wurden mit den oben gelisteten Kühl-Schmierstoff-Emulsionen betrieben. Nach Beendigung der Versuchsreihe zeigten 57 Prismen starke Verschmutzungen und wurden daher als verunreinigt eingestuft. Die übrigen Prismen können als leicht verunreinigt eingestuft werden. Das Verhältnis von sauberen, leicht verunreinigten und verunreinigten Prismen entspricht 0% : 62% : 38%. 150 sensor blocks comprising a refractometer containing an optical prism made of N-BK7 borosilicate crown glass, coated with Glasskote SC100, and further comprising the non-inventive carrying device, as shown in FIG. 9b, were operated with the cooling-lubricating emulsions listed above. After completion of the test series, 57 prisms showed severe contamination and were therefore classified as contaminated. The remaining prisms can be classified as slightly contaminated. The ratio of clean, slightly contaminated and contaminated prisms corresponds to 0% : 62% : 38%.
Die Reinigung nach dem Eintrocknen der Kühl-Schmierstoff-Emulsion, wie oben beschrieben, mit Ethanol oder mit Kühl-Schmierstoff-Emulsion (erhöhter Druck) ist nicht erfolgreich, und muss daher mit Reinigungsmittel erfolgen. Cleaning after the cooling-lubricating emulsion has dried, as described above, with ethanol or with cooling-lubricating emulsion (increased pressure) is not successful and must therefore be carried out with cleaning agents.
Beispiel 1 Example 1
14 Sensorblöcke umfassend ein Refraktometer enthaltend ein optisches Prisma aus N-BK7 Borosilikat-Kronglas, beschichtet mit Glasskote SC100, und ferner umfassend die erfindungsgemäße Tragevorrichtung, wie in FIG. 7 und 7a dargestellt, wurden mit den oben gelisteten Kühl-Schmierstoff-Emulsionen betrieben. Nach Beendigung der Versuchsreihe zeigten 2 Prismen starke Verschmutzungen und wurden daher als verunreinigt eingestuft. 1 Prisma konnte als leicht verunreinigt eingestuft werden. Die übrigen 11 Prismen blieben sauber. Das Verhältnis von sauberen, leicht verunreinigten und verunreinigten Prismen entspricht dabei 79% : 7% : 14%. 14 sensor blocks comprising a refractometer containing an optical prism made of N-BK7 borosilicate crown glass, coated with Glasskote SC100, and further comprising the carrying device according to the invention, as shown in FIGS. 7 and 7a, were operated with the cooling lubricant emulsions listed above. After completion of the test series, 2 prisms showed severe contamination and were therefore classified as contaminated. 1 prism could be classified as slightly contaminated. The remaining 11 prisms remained clean. The ratio of clean, slightly contaminated and contaminated prisms is 79% : 7% : 14%.
Die Reinigung nach dem Eintrocknen der Kühl-Schmierstoff-Emulsion, wie oben beschrieben, ist mit Ethanol erfolgreich. Ein Reinigungsmittel ist nicht erforderlich. Cleaning after the cooling lubricant emulsion has dried, as described above, is successful with ethanol. A cleaning agent is not required.
Beispiel 2 Example 2
14 Sensorblöcke umfassend ein Refraktometer enthaltend ein optisches Prisma aus N-BK7 Borosilikat-Kronglas, beschichtet mit Glasskote SC100, und ferner umfassend die erfindungsgemäße Tragevorrichtung, wie in FIG. 8 und 8a dargestellt, wurden mit den oben gelisteten Kühl-Schmierstoff-Emulsionen betrieben. Nach Beendigung der Versuchsreihe zeigten 2 Prismen starke Verschmutzungen und wurden daher als verunreinigt eingestuft. 1 Prisma konnte als leicht verunreinigt eingestuft werden. Die übrigen 11 Prismen blieben sauber. Das Verhältnis von sauberen, leicht verunreinigten und verunreinigten Prismen entspricht auch bei diesem Aufbau 79% : 7% : 14%. 14 sensor blocks comprising a refractometer containing an optical prism made of N-BK7 borosilicate crown glass, coated with Glasskote SC100, and further comprising the carrying device according to the invention, as shown in FIGS. 8 and 8a, were operated with the cooling-lubricating emulsions listed above. After completion of the test series, 2 prisms showed severe contamination and were therefore classified as contaminated. 1 prism could be classified as slightly contaminated. The remaining 11 prisms remained clean. The ratio of clean, slightly contaminated and contaminated prisms also corresponds to 79% : 7% : 14% in this setup.
Die Reinigung nach dem Eintrocknen der Kühl-Schmierstoff-Emulsion, wie oben beschrieben, ist mit Ethanol erfolgreich. Ein Reinigungsmittel ist nicht erforderlich. Cleaning after the cooling lubricant emulsion has dried, as described above, is successful with ethanol. A cleaning agent is not required.
Beispiel 3 Example 3
15 Sensorblöcke umfassend ein Refraktometer enthaltend ein optisches Prisma aus unbeschichtetem Kalk-Natron-Glas, und ferner umfassend die erfindungsgemäße Tragevorrichtung, wie in FIG. 7 und 7a dargestellt, wurden mit den oben gelisteten Kühl-Schmierstoff-Emulsionen betrieben. Nach Beendigung der Versuchsreihe zeigte keines der Prismen starke Verschmutzungen. Auch konnten leichte Verunreinigungen bei keinem der Prismen festgestellt werden. Das Verhältnis von sauberen, leicht verunreinigten und verunreinigten Prismen entspricht 100% : 0% : 0%. 15 sensor blocks comprising a refractometer containing an optical prism made of uncoated soda-lime glass, and further comprising the carrying device according to the invention, as shown in FIGS. 7 and 7a, were operated with the cooling-lubricating emulsions listed above. After completion of the test series, none of the prisms showed severe contamination. Even slight contamination could not be detected in any of the prisms. The ratio of clean, slightly contaminated and contaminated prisms corresponds to 100% : 0% : 0%.
Die Reinigung nach dem Eintrocknen der Kühl-Schmierstoff-Emulsion, wie oben beschrieben, ist mit Ethanol erfolgreich, kann jedoch auch mit der verwendeten Kühl-Schmierstoffemulsion erfolgen, wenn diese unter erhöhtem Druck durch den Sensorblock befördert wird. Ein Reinigungsmittel ist nicht erforderlich. Beispiel 4 Cleaning after the cooling lubricant emulsion has dried, as described above, is successful with ethanol, but can also be done with the cooling lubricant emulsion used if it is pumped through the sensor block under increased pressure. A cleaning agent is not required. Example 4
15 Sensorblöcke umfassend ein Refraktometer enthaltend ein optisches Prisma aus unbeschichtetem Kalk-Natron-Glas, und ferner umfassend die erfindungsgemäße Tragevorrichtung, wie in FIG. 8a und 8b dargestellt, wurden mit den oben gelisteten Kühl-Schmierstoff-Emulsionen betrieben. Nach Beendigung der Versuchsreihe zeigte keines der Prismen starke Verschmutzungen. Leichte Verunreinigungen wurden bei einem Prisma festgestellt. Das Verhältnis von sauberen, leicht verunreinigten und verunreinigten Prismen entspricht 93% : 7% : 0%. 15 sensor blocks comprising a refractometer containing an optical prism made of uncoated soda-lime glass, and further comprising the carrying device according to the invention, as shown in FIGS. 8a and 8b, were operated with the cooling-lubricating emulsions listed above. After completion of the test series, none of the prisms showed severe contamination. Light contamination was found in one prism. The ratio of clean, slightly contaminated and contaminated prisms corresponds to 93% : 7% : 0%.
Die Reinigung nach dem Eintrocknen der Kühl-Schmierstoff-Emulsion, wie oben beschrieben, ist mit Ethanol erfolgreich, kann jedoch auch mit der verwendeten Kühl-Schmierstoffemulsion erfolgen, wenn diese unter erhöhtem Druck durch den Sensorblock befördert wird. Ein Reinigungsmittel ist nicht erforderlich. Cleaning after the cooling lubricant emulsion has dried, as described above, is successful with ethanol, but can also be done with the cooling lubricant emulsion used if it is pumped through the sensor block under increased pressure. A cleaning agent is not required.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
100 Messkammer 100 measuring chamber
101 Boden 101 Floor
102 Wand 102 Wall
103 Messfenster 103 measuring windows
104 Hohlraum 104 Cavity
105 erster Kanal 105 first channel
106 zweiter Kanal 106 second channel
107 Aussparung 107 Recess
200 Tragevorrichtung 200 Carrying device
201 Zuführleitung 201 Supply line
202 Abführleitung 202 Discharge line
203, Befestigungsmittel 203, Fasteners
204 weiterer Anschluss; 204 additional connections;
300 Analysevorrichtung 300 Analysis device
301 Refraktometer 301 Refractometer
302 optisches Prisma 302 optical prism
303 Lichtquelle 303 Light source
304 Auswerteinheit 304 Evaluation unit

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Messkammer (100) für eine Analysevorrichtung zum Analysieren einer Flüssigkeit, umfassend einen Boden (101 ), eine Wand (102) und ein Messfenster (103), wobei der Boden (101 ) und die Wand (102) miteinander verbunden sind, und das Messfenster (103) eine Öffnung darstellt, die derart ausgestaltet ist, dass ein optisches Prisma an dem Messfenster (103) angrenzend angeordnet werden kann, um dieses zu verschließen, wobei der Boden (101 ), die Wand (102) und das Messfenster (103) einen Hohlraum (104) umschließen, und wobei ein erster Kanal (105) und ein zweiter Kanal (106) den Boden (101 ) durchdringen und in dem Hohlraum (104) münden, wobei der erste Kanal (105) und der zweite Kanal (106) sich nicht berühren und in einem Abstand n voneinander angeordnet sind, und wobei der erste Kanal (105) eingerichtet ist, eine Flüssigkeit in den Hohlraum (104) zu leiten, und der zweite Kanal (106) eingerichtet ist, eine Flüssigkeit aus dem Hohlraum (104) zu leiten, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanal (105) schräg auf den Hohlraum (104) zuführt und/oder der Boden (101 ) zusätzlich eine Aussparung (107) auf der Seite des Hohlraums (104) umfasst, die mit dem zweiten Kanal (106) verbunden ist und den Boden (101) nicht durchdringt, wobei die Aussparung (107) den ersten Kanal (105) nicht berührt und einen Teil des Abstands n, vorzugsweise 50 bis 99% des Abstands n einnimmt, und vorzugsweise eine Breite hat, die 30 bis 80% der Breite des zweiten Kanals (106) entspricht. 1. Measuring chamber (100) for an analysis device for analyzing a liquid, comprising a base (101), a wall (102) and a measuring window (103), wherein the base (101) and the wall (102) are connected to one another, and the measuring window (103) represents an opening which is designed such that an optical prism can be arranged adjacent to the measuring window (103) in order to close it, wherein the base (101), the wall (102) and the measuring window (103) enclose a cavity (104), and wherein a first channel (105) and a second channel (106) penetrate the base (101) and open into the cavity (104), wherein the first channel (105) and the second channel (106) do not touch one another and are arranged at a distance n from one another, and wherein the first channel (105) is designed to introduce a liquid into the cavity (104) to conduct, and the second channel (106) is arranged to conduct a liquid out of the cavity (104), characterized in that the first channel (105) leads obliquely to the cavity (104) and/or the base (101) additionally comprises a recess (107) on the side of the cavity (104) which is connected to the second channel (106) and does not penetrate the base (101), wherein the recess (107) does not touch the first channel (105) and occupies part of the distance n, preferably 50 to 99% of the distance n, and preferably has a width which corresponds to 30 to 80% of the width of the second channel (106).
2. Messkammer (100) gemäß Anspruch 1 , wobei der erste Kanal (105) in einem Winkel zwischen 20° und 70 ° zu der Fläche des Bodens (101 ) steht und der zweite Kanal im Wesentlichen senkrecht zu der Fläche des Bodens steht. 2. Measuring chamber (100) according to claim 1, wherein the first channel (105) is at an angle between 20° and 70° to the surface of the bottom (101) and the second channel is substantially perpendicular to the surface of the bottom.
3. Messkammer (100) gemäß Anspruch 1 , wobei der erste Kanal (105) im Wesentlichen senkrecht zu der Fläche des Bodens (101 ) steht, der zweite Kanal (105) im Wesentlichen senkrecht zu der Fläche des Bodens (101) steht, und der Boden (101 ) die Aussparung (107) umfasst. Tragevorrichtung (200) zum Durchleiten einer Flüssigkeit durch eine Messkammer, umfassend die Messkammer (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, eine Zuführleitung (201 ), die mit dem ersten Kanal (105) der Messkammer (100) verbunden ist, eine Abführleitung (202), die mit dem zweiten Kanal (106) der Messkammer (100) verbunden ist, und optional ein oder mehrere Befestigungsmittel (203), das für die Befestigung und/oder Ausrichtung eines optischen Prismas oder eines Refraktometers an dem Messfenster (103) der Messkammer (100) eingerichtet ist. Tragevorrichtung (200) gemäß Anspruch 4, wobei die Abführleitung (202) derart ausgestaltet ist, dass sie an eine Saugvorrichtung, vorzugsweise eine Pumpe angeschlossen werden kann. Tragevorrichtung (200) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Tragevorrichtung aus einem Materialblock besteht, aus dem Material entfernt wurde, bevorzugt durch Fräsen, Schneiden und/oder Bohren, mehr bevorzugt durch Bohren, um die Merkmale der Messkammer (100) und der Tragevorrichtung (200), insbesondere den Hohlraum (104), den ersten Kanal (105), den zweiten Kanal (106), die Zuführleitung (201 ), die Abführleitung (202), und gegebenenfalls die Aussparung (107) und/oder das Befestigungsmittel (203) zu formen. Analysevorrichtung (300) zum Analysieren einer Flüssigkeit, umfassend eine Messkammer (100) mit einem Messfenster (103) und ein an die Messkammer angrenzend angeordnetes Refraktometer (301 ) wobei das Refraktometer (301 ) ein optisches Prisma (302) umfasst, welches an dem Messfenster (103) der Messkammer (100) angrenzend angeordnet ist, und wobei das Refraktometer (301 ) für die Bestimmung des Brechungsindexes einer Flüssigkeit, die die Messkammer (100) durchströmt und an dem optischen Prisma (302) vorbeiströmt, eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Teil des optischen Prismas (302), der an dem Messfenster (103) angeordnet ist, vorzugsweise das gesamte optische Prisma (302), aus Kalk-Natron-Glas besteht, und/oder wobei die Messkammer (100) eine Messkammer (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 ist. Analysevorrichtung (300) gemäß Anspruch 7, wobei die Messkammer (100) eine Messkammer (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 ist und das optische Prisma (302) aus Kalk-Natron-Glas besteht. Analysevorrichtung (300) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei zumindest der Teil des optischen Prismas (302), der an dem Messfenster (103) angeordnet ist, bevorzugt das gesamte optische Prisma (302), keine Beschichtung aufweist. Analysevorrichtung (300) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Analysevorrichtung (300) die Tragevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6 umfasst. Analysevorrichtung (300) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, ferner umfassend eine Saugvorrichtung, die eingerichtet ist, eine Flüssigkeit durch die Messkammer durch Unterdrück zu befördern. Verfahren zur Bestimmung eines Brechungsindexes einer Flüssigkeit, bevorzugt einer Kühl-Schmierstoff-Emulsion, umfassend die Schritte: a) Durchleiten der Flüssigkeit durch die Messkammer (100) der Analysevorrichtung (300) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11 , an dem optischen Prisma (302) des Refraktometers (301 ) vorbei, vorzugsweise durch Anlegen eines Unterdrucks; b) Messen des Brechungsindexes der Flüssigkeit in der Messkammer (100) mit dem Refraktometer (301); c) optional Durchleiten einer anderen Flüssigkeit durch die Messkammer (100), um das optische Prisma (302) zu säubern. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Analysevorrichtung (300) die Messkammer (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 umfasst, und wobei die Flüssigkeit durch den ersten Kanal (105) in den Hohlraum (104) der Messkammer (100) und durch den zweiten Kanal (106) aus dem Hohlraum (104) geleitet wird, indem ein Unterdrück auf der Seite des zweiten Kanals (106) angelegt wird. Verwendung von Kalk-Natron-Glas als Material in einem optischen Prisma (302) eines Refraktometers (301 ) bei der Bestimmung des Brechungsindexes einer Flüssigkeit, vorzugsweise einer Kühl- Schmierstoffemulsion, um die Verschmutzung des optischen Prismas (302) durch Bestandteile der Flüssigkeit zu verringern und/oder die Reinigung des optischen Prismas (302) zu erleichtern. Verwendung einer Messkammer (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, oder einer Tragevorrichtung (200) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der Bestimmung des Brechungsindexes einer Flüssigkeit, bevorzugt einer Kühl-Schmierstoffemulsion, mittels eines an die Messkammer (100) angrenzend angeordneten Refraktometers (301 ) umfassend ein optisches Prisma (302), um die Verschmutzung des optischen Prismas (302) durch Bestandteile der Flüssigkeit zu verringern und/oder die Reinigung des optischen Prismas (302) zu erleichtern. 3. Measuring chamber (100) according to claim 1, wherein the first channel (105) is substantially perpendicular to the surface of the bottom (101), the second Channel (105) is substantially perpendicular to the surface of the base (101), and the base (101) comprises the recess (107). Carrying device (200) for passing a liquid through a measuring chamber, comprising the measuring chamber (100) according to one of claims 1 to 3, a supply line (201) connected to the first channel (105) of the measuring chamber (100), a discharge line (202) connected to the second channel (106) of the measuring chamber (100), and optionally one or more fastening means (203) designed for fastening and/or aligning an optical prism or a refractometer to the measuring window (103) of the measuring chamber (100). Carrying device (200) according to claim 4, wherein the discharge line (202) is designed such that it can be connected to a suction device, preferably a pump. Support device (200) according to claim 4 or 5, wherein the support device consists of a block of material from which material has been removed, preferably by milling, cutting and/or drilling, more preferably by drilling, to form the features of the measuring chamber (100) and the support device (200), in particular the cavity (104), the first channel (105), the second channel (106), the supply line (201), the discharge line (202), and optionally the recess (107) and/or the fastening means (203). Analysis device (300) for analyzing a liquid, comprising a measuring chamber (100) with a measuring window (103) and a refractometer (301) arranged adjacent to the measuring chamber, wherein the refractometer (301) comprises an optical prism (302) which is arranged adjacent to the measuring window (103) of the measuring chamber (100), and wherein the refractometer (301) is designed to determine the refractive index of a liquid which flows through the measuring chamber (100) and flows past the optical prism (302), characterized in that at least the part of the optical prism (302) which is arranged at the measuring window (103), preferably the entire optical prism (302), consists of soda-lime glass, and/or wherein the Measuring chamber (100) is a measuring chamber (100) according to one of claims 1 to 3. Analysis device (300) according to claim 7, wherein the measuring chamber (100) is a measuring chamber (100) according to one of claims 1 to 3 and the optical prism (302) consists of soda-lime glass. Analysis device (300) according to claim 7 or 8, wherein at least the part of the optical prism (302) arranged on the measuring window (103), preferably the entire optical prism (302), has no coating. Analysis device (300) according to one of claims 7 to 9, wherein the analysis device (300) comprises the carrying device (200) according to one of claims 4 to 6. Analysis device (300) according to one of claims 7 to 10, further comprising a suction device which is configured to convey a liquid through the measuring chamber by negative pressure. Method for determining a refractive index of a liquid, preferably a cooling lubricant emulsion, comprising the steps: a) passing the liquid through the measuring chamber (100) of the analysis device (300) according to one of claims 7 to 11, past the optical prism (302) of the refractometer (301), preferably by applying a negative pressure; b) measuring the refractive index of the liquid in the measuring chamber (100) with the refractometer (301); c) optionally passing another liquid through the measuring chamber (100) in order to clean the optical prism (302). Method according to claim 12, wherein the analysis device (300) comprises the measuring chamber (100) according to one of claims 1 to 3, and wherein the liquid is guided through the first channel (105) into the cavity (104) of the measuring chamber (100) and through the second channel (106) out of the cavity (104) by applying a negative pressure on the side of the second channel (106). Use of soda-lime glass as a material in an optical prism (302) of a refractometer (301) when determining the refractive index of a liquid, preferably a cooling-lubricating emulsion, in order to reduce contamination of the optical prism (302) by components of the liquid and/or to facilitate cleaning of the optical prism (302). Use of a measuring chamber (100) according to one of claims 1 to 3, or a carrying device (200) according to one of claims 4 to 6, when determining the refractive index of a liquid, preferably a cooling-lubricating emulsion, by means of a refractometer (301) arranged adjacent to the measuring chamber (100) and comprising an optical prism (302), in order to reduce contamination of the optical prism (302) by components of the liquid and/or to facilitate cleaning of the optical prism (302).
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