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DE19911753C1 - Water quality parameter determination device for water circulating in heat generating or distributing installations comprises bypass pipe containing flow sensors and components for cleaning and conditioning them - Google Patents

Water quality parameter determination device for water circulating in heat generating or distributing installations comprises bypass pipe containing flow sensors and components for cleaning and conditioning them

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DE19911753C1
DE19911753C1 DE19911753A DE19911753A DE19911753C1 DE 19911753 C1 DE19911753 C1 DE 19911753C1 DE 19911753 A DE19911753 A DE 19911753A DE 19911753 A DE19911753 A DE 19911753A DE 19911753 C1 DE19911753 C1 DE 19911753C1
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Abstract

Device for determining quality parameters in water circulating in heat generating or distributing installations comprises a bypass pipe containing flow sensors. Components are provided for cleaning and/or conditioning the sensors, together with a control unit for these processes. An Independent claim is included for a process for determining quality parameters in water circulating in heat generating or distributing installations by passing a small amount of the water through flow sensors. with automatic cleaning and/or calibrating.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung zur In-situ-Bestimmung eines Wassergüteparameters nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 7 sowie ein entsprechendes Verfahren nachdem Oberbegriff des Anspruchs 10 und eine Prozeßsteueranordnung nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 12.The invention relates to a measuring arrangement for in-situ determination of a water quality parameter according to the preamble of claims 1 and 7 and a corresponding method according to the preamble of Claim 10 and a process control arrangement according to the Ober concept of claim 12.

In Kreislaufsystemen von Wärmeerzeugern und Wärmeverteilern, insbesondere mit salzhaltigen Konditionierungsmitteln, laufen sehr komplexe chemische Reaktionen ab. In geschlossenen Kreis­ laufsystemen stellt sich nach einer gewissen Reaktionskinetik ein chemisches Gleichgewicht zwischen den Reaktionspartnern ein. Bei offenen bzw. sehr großen Kreislaufsystemen ist dies nicht der Fall; entstehende Wasserverluste sind dort durch neues Prozeßwasser auszugleichen. Überdies führen Druckschwan­ kungen an Manschetten und Dichtungen zu einem gewissen Sauer­ stoffeintrag in das Kreislaufsystem. Beides führt zu Konzen­ trationsänderungen der chemischen Inhaltsstoffe des Prozeß­ wassers und deren wechselseitig bedingter Reaktionen. Zur Sicherung einer den Systemanforderungen genügenden und im wesentlichen gleichbleibenden Wassergüte muß die Einhaltung von (im wesentlichen empirisch ermittelten und in Richtlinien zu technischen Betriebskennwerten erhobenen) analytischen Kenn­ werten und Zielvorgaben überwacht und durch Zudosierung von geeigneten Konditionierungsmitteln gewährleistet werden. Zu den wesentlichen Wassergüteparametern gehören die Konzentration an gelöstem Sauerstoff, an Erdalkaliionen und an Wasserstoffionen (der pH-Wert). In circulatory systems of heat generators and heat distributors, especially with saline conditioning agents very complex chemical reactions. In a closed circle running systems arises according to a certain reaction kinetics a chemical balance between the reactants on. This is the case with open or very large circulatory systems not the case; water losses are there through equalize new process water. In addition, pressure swans lead cuffs and seals to a certain acid substance input into the circulatory system. Both lead to concessions changes in the chemical constituents of the process water and their mutually dependent reactions. For Securing a system requirements and in Maintaining constant water quality must comply with (essentially determined empirically and in guidelines technical operational parameters) analytical characteristic values and targets are monitored and controlled by adding suitable conditioning agents are guaranteed. To the The concentration is an essential part of the water quality parameters dissolved oxygen, alkaline earth ions and hydrogen ions (the pH).  

Zur Sauerstoffbestimmung in Kreislaufwassersystemen sind Unter­ suchungen einer aus dem Kreislauf entnommenen Probe (Offline- Verfahren) bekannt. Unabhängig von der gewählten Meßmethode - etwa der direkten oder indirekten Restsauerstoffmessung - sind solche Messungen infolge des mit der Probenahme in Zusammenhang stehenden Gasaustausches nur annähernd repräsentativ. Die Dosierung eines Restsauerstoffbindemittels aufgrund der Auswer­ tung solcher Messungen führt oft zu kostensteigernden und u. U. die Werte anderer Wassergüteparameter beeinträchtigenden Über­ dosierungen.For oxygen determination in circulating water systems are sub searches of a sample taken from the cycle (offline Procedure). Regardless of the measurement method selected - such as direct or indirect residual oxygen measurement such measurements as a result of the sampling related standing gas exchange is only approximately representative. The Dosage of a residual oxygen binder based on the Auswer Such measurements often lead to cost-increasing and u. U. the values affecting the values of other water quality parameters dosages.

Für die Reduzierung des Sauerstoffgehalts werden in der Praxis verschiedene organische oder anorganische Konditionierungsmit­ tel eingesetzt, die mit einer geringen Überschußkonzentration zur Sofortreaktion bei Sauerstoffeintrag eingestellt werden sollen. Da die Sauerstoffkonzentrationen nur gering sind und durch unkontrollierte Gasaustauschprozesse stark verfälscht werden, sollte ihre Bestimmung in-situ reproduzierbar und pro­ zeßnah mittels einer sensiblen Sauerstoffelektrode erfolgen. Entsprechende Verfahren zur In-Situ- oder Online-Messung an einem vom Kreislaufsystem abgezweigten Probenteilstrom sind ebenfalls bekannt. Bei diesen Verfahren wurde jedoch über län­ gere Zeiträume eine Nulliniendrift beobachtet, die eine Folge der Ausfällung von Bestandteilen des Kreislaufwassers an den empfindlichen Membransystemen der Sensoren zu sein scheint. Auch bei Einsatz dieser Verfahren kann es daher zu Fehldosie­ rungen der eingesetzten Konditionierungsmittel kommen.For reducing the oxygen content will be in practice various organic or inorganic conditioning agents tel used with a low excess concentration can be set for an immediate reaction when oxygen is introduced should. Since the oxygen concentrations are only low and heavily falsified by uncontrolled gas exchange processes their determination should be reproducible in-situ and pro close to the mouth using a sensitive oxygen electrode. Appropriate procedures for in-situ or online measurement are a partial sample stream branched off from the circulatory system also known. However, these procedures have exceeded A zero line drift has been observed for longer periods, which has a consequence the precipitation of components of the circulating water to the sensitive membrane systems of the sensors seems to be. Even when using these methods, incorrect doses can occur of the conditioning agents used.

Die oben bereits erwähnten weiteren Wassergüteparameter Wasser­ stoff- und Erdalkaliionengehalt - die in enger Beziehung zueinander und zur Restsauerstoffkonzentration stehen - sind insofern besonders bedeutsam für die Betriebsführung von Wärme­ erzeugern bzw. -verteilern, als Erdalkaligehalte über den vor­ gegebenen Konzentrationsgrenzwerten zu einer verstärkten Bil­ dung von Kesselstein und in deren Folge zu verminderten Wärme­ übergangswerten sowie lokalen Überhitzungen und Korrosions­ erscheinungen führen. Zur Reduzierung der Erdalkaliionen-Kon­ zentration werden dem Prozeßwasser Phosphate zudosiert, wobei deren Wirksamkeit von den physikalischen, chemischen und werk­ stoffseitigen Randbedingungen im Kreislaufsystem (Betriebstem­ peraturen und -drücke, Strömungsverhältnisse, eingesetzte Werk­ stoffe, Wasserinhaltsstoffe, etc.) abhängt. Die Phosphatzugabe führt zu komplexen chemischen Reaktionen mit wechselnden Reak­ tionspartnern und Dissoziationsstufen. Detaillierte Untersu­ chungen über die Gesamtkomplexität und deren Dynamik sind ent­ sprechend den komplizierten physikalisch elektrochemischen Wechselbeziehungen bisher nicht möglich gewesen. Einfache Modellierungen versuchen die komplexen Prozeßreaktionen annä­ hernd zu beschreiben. Ein kleiner Ausschnitt der ständig ablau­ fenden chemischen Modellreaktionen im Kreislaufkesselwasser verdeutlicht die komplizierten Wechselmechanismen (unvollständige Beschreibung):
The other water quality parameters already mentioned above, hydrogen and alkaline earth ion content - which are closely related to one another and to the residual oxygen concentration - are particularly important for the operation of heat generators and distributors, as alkaline earth metal content above the given concentration limit values leads to an increased formation of Scale and consequently lead to reduced heat transfer values as well as local overheating and corrosion. To reduce the alkaline earth ion concentration, phosphate is added to the process water, the effectiveness of which depends on the physical, chemical and material-related boundary conditions in the circulatory system (operating temperatures and pressures, flow conditions, materials used, water constituents, etc.). The addition of phosphate leads to complex chemical reactions with changing reaction partners and dissociation levels. Up to now, detailed studies of the overall complexity and its dynamics have not been possible due to the complicated physical-electrochemical interrelationships. Simple models try to describe the complex process reactions in an approximate way. A small section of the constantly occurring chemical model reactions in the boiler water clarifies the complicated change mechanisms (incomplete description):

Im Ergebnis entstehen durch unterschiedliche Dissoziations­ stufen der Reaktionspartner Hydratrestionen, welche die Kon­ zentration der Wasserstoffionen solange verändern, bis ein che­ misches Gleichgewicht eingestellt ist. Eine pH-Messung ist, analog der Sauerstoffmessung, entsprechend dieser Komplexreak­ tionen nur in-situ repräsentativ.The result is different dissociations levels of reactants hydrate resections, which the Kon Change the concentration of the hydrogen ions until a che mixing equilibrium is set. A pH measurement is analogous to the oxygen measurement, corresponding to this complex crack representations only in-situ.

In der Praxis basiert die Phosphatkonditionierung auf Messungen des pH-Wertes. In der Regel wird mittels einer photometrischen Messung der Gesamtphosphatgehalt bestimmt und danach die Phos­ phatdosierung eingestellt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß - aufgrund der oben erwähnten komplexen Reaktionszusammenhänge - mit diesen Verfahren keine optimale Konditionierung des Prozeß­ wassers hinsichtlich des Phosphatgehaltes erreicht werden kann.In practice, phosphate conditioning is based on measurements of the pH. As a rule, using a photometric Measurement of the total phosphate content is determined and then the phos phat dosage set. However, it has been shown that - due to the complex reaction relationships mentioned above -  no optimal conditioning of the process with these processes water can be achieved with regard to the phosphate content.

Aus der EP 0 640 747 A1 sind ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung des pH-Wertes bzw. Phosphatgehaltes in einem Wär­ meerzeuger-Kreislaufsystem bekannt, bei dem ein spezieller Tracer im Phosphatzuführungsstrom eingesetzt und die aktuelle Phosphatkonzentration aufgrund Tracer-Konzentration bestimmt wird. Auch die hier beschriebene Methode gibt keinen direkten Aufschluß über das reale Reaktionsvermögen der Inhaltsstoffe des Prozeßwassers, da die freien und gebundenen Phosphatanteile für die kinetische Bindung der Erdalkali-Inhaltsstoffe einbezo­ gen werden.EP 0 640 747 A1 describes a method and an arrangement to control the pH or phosphate content in a heat marine circulatory system known in which a special Tracer used in the phosphate feed stream and the current Phosphate concentration determined based on tracer concentration becomes. The method described here is also not a direct one Information about the real reactivity of the ingredients of the process water, since the free and bound phosphate components for the kinetic binding of the alkaline earth ingredients be.

Aus der DE 35 25 401 C2 ist eine Wartungseinrichtung zur mindestens teilweise automatischen Reinigung und Kalibrierung einer Meßwertgeber-Sonde vorbekannt. Dort besitzt ein Meßfühler Mittel zur Reinigung und es ist eine Steuereinheit zur selbst­ tätigen Steuerung eines Reinigungsvorgangs bzw. Kalibrierung vorgesehen. Alle zur Durchführung der Wartung erforderlichen Funktionen werden mittels pneumatischer Signale ausgelöst und/oder gesteuert.DE 35 25 401 C2 describes a maintenance device for at least partially automatic cleaning and calibration a sensor probe previously known. There is a sensor Means for cleaning and it is a control unit for yourself control of a cleaning process or calibration intended. All necessary to perform maintenance Functions are triggered by pneumatic signals and / or controlled.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Meßanord­ nung sowie ein Verfahren zur Bestimmung eines Wassergüteparame­ ters anzugeben, mit denen genauere, hinsichtlich der Langzeit­ stabilität zuverlässigere und für die Prozeßführung in dem Kreislaufsystem relevantere Aussagen gewonnen werden können.The invention is therefore based on the object, a measuring arrangement as well as a method for determining a water quality parameter ters to specify with which more precise, in terms of long-term stability more reliable and for process control in the Circulatory system more relevant statements can be obtained.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich ihres Vorrichtungsaspektes durch eine Meßanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 7 sowie hinsichtlich ihres Verfahrensaspekts durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 und durch eine Prozeßsteueranordnung gemäß Anspruch 12 gelöst.This task is in terms of their device aspect by a measuring arrangement with the features of claim 1 or of claim 7 and with regard to its procedural aspect solved by a method according to claim 10 and by a process control arrangement according to claim 12.

Ein grundlegender Aspekt der Erfindung besteht im Vorsehen von Mitteln zur Reinigung und/oder Kalibrierung eines in einer Bypaß-Meßleitung des Kreislaufsystems vorgesehenen Durchfluß- Meßfühlers (oder mehrerer Meßfühler), mit dem/denen selbsttätig eine zyklische Reinigung bzw. Kalibrierung ausgeführt werden kann.A basic aspect of the invention is the provision of Means for cleaning and / or calibrating one in one Bypass measuring line of the circulatory system Sensor (or several sensors) with which one or more automatically  Cyclic cleaning or calibration are carried out can.

Hierdurch wird sichergestellt, daß die Meßanordnung auch im Langzeiteinsatz zuverlässig vergleichbare und prozeßrelevante Werte des Wassergüteparameters, etwa des Restsauerstoffgehaltes oder pH-Wertes bzw. einer den Phosphatgehalt kennzeichnenden Größe, liefert. This ensures that the measuring arrangement in the Long-term use reliably comparable and process-relevant Values of the water quality parameter, such as the residual oxygen content or pH value or a characteristic of the phosphate content Size, supplies.  

Bei einer Meßanordnung mit einer in der Bypaß-Meßleitung vor­ gesehenen Durchflußsauerstoffelektrode ist deren Zulauf eine Ventileinheit zugeordnet, welche die Elektrode wahlweise mit einem Reservoir einer sterilen und vorzugsweise belüfteten und temperierten Pufferlösung verbindet. Weiterhin ist in der bevorzugten Ausführung der Meßanordnung der Sauerstoffsensor über ein entsprechendes Ventil mit einem Reservoir verbindbar, in dem sich eine sterile Reinigungslösung zur Membranreinigung befindet. Diese Anordnung ermöglicht es, den Sauerstoffsensor zyklisch und automatisierbar zu kalibrieren, die Sensorsteil­ heit qualitätsbezogen auszuwerten und bei Bedarf (d. h. in Abhängigkeit vom Ergebnis der Auswertung der Sensorsteilheit oder einer anderen, den Sensorzustand kennzeichnenden Größe) eine selbsttätige Reinigung vorzunehmen.In the case of a measuring arrangement with one in the bypass measuring line seen flow oxygen electrode is the inflow one Assigned valve unit, which optionally with the electrode a reservoir of a sterile and preferably ventilated and tempered buffer solution connects. Furthermore, in the preferred embodiment of the measuring arrangement of the oxygen sensor can be connected to a reservoir via a corresponding valve, in which there is a sterile cleaning solution for membrane cleaning located. This arrangement enables the oxygen sensor cyclically and automatable to calibrate the sensor part quality-related evaluation and if necessary (i.e. in Depends on the result of the evaluation of the sensor slope or another variable that characterizes the sensor state) to perform an automatic cleaning.

Die mit einer solchen neuartigen Meßanordnung in-situ gewon­ nenen Sauerstoffkonzentrationswerte sind für eine verläßliche Prozeßsteuerung durch präzise Zudosierung der eingesetzten Sauerstoffbindemittel geeignet.The won with such a novel measuring arrangement in-situ Their oxygen concentration values are reliable Process control through precise metering of the used Suitable oxygen binder.

Auch bei einer Meßanordnung, die einen pH-Sensor bzw. einen photometrischen Phosphat-Detektor umfaßt, bietet dessen bzw. deren Anordnung in einer Bypaß-Meßleitung und die Ausbildung als Durchflußsystem sowie das Vorsehen einer vorgeschalteten Ventil- und Kalibriereinheit die Möglichkeit der automatischen programmgesteuerten Durchführung von Meß-, Kalibrierungs- und Reinigungsvorgängen, so daß zuverlässig und langzeitstabil auch geringste pH-Wertänderungen bestimmt werden können. Da diese von direkter Relevanz für die Phosphatkonditionierung sind, ergeben sich in dieser Ausgestaltung wesentliche Vorteile für die Dosierung von Phosphatkonditionierungs- bzw. Resthärtebin­ demitteln.Even with a measuring arrangement that has a pH sensor or a includes photometric phosphate detector, offers its or their arrangement in a bypass measuring line and the training as a flow system and the provision of an upstream Valve and calibration unit the possibility of automatic program-controlled implementation of measurement, calibration and Cleaning processes, so that reliable and long-term stability also smallest changes in pH can be determined. This one are of direct relevance for phosphate conditioning, This configuration results in significant advantages for the dosage of phosphate conditioning or residual hardness determine.

Diesbezüglich ergibt sich ein wesentlicher Fortschritt in einer Ausführung, in der die Phosphatkonditionierung in der Meßan­ ordnung selbsttätig in der Form "modelliert" wird, daß dem Pro­ benteilstrom im Rahmen einer Meßreihe in vorbestimmten Mischungsverhältnissen das auch in dem überwachten Prozeß eingesetzte Phosphatkonditionierungsmittel zugeführt und bei jeder Stufe die Änderung des pH-Wertes bestimmt wird. Durch eine geeignete Auswertung läßt sich dann aus dem Ergebnis der Meßreihe in überraschend einfacher Weise die optimale Dosierung ermitteln und - da die Messung prozeßnah ausgeführt wurde - sogleich für die Phosphatkonditionierung des Prozeßwasser­ stromes anwenden. Dieses Verfahren berücksichtigt bereits in seiner methodischen Anlage die komplexe Reaktionskinetik aller Reaktionspartner und deren Gleichgewichtsverhalten und ist damit in der Genauigkeit und Prozeßrelevanz der Ergebnisse den üblicherweise angewandten Verfahren überlegen.In this regard, there is significant progress in one Execution in which the phosphate conditioning in the meas order is "modeled" automatically in the form that the Pro partial flow within a series of measurements in predetermined Mixing ratios also in the monitored process  used phosphate conditioning agent supplied and at the change in pH is determined at each stage. By a suitable evaluation can then be made from the result of the The optimal dosage in a surprisingly simple manner determine and - since the measurement was carried out close to the process - immediately for the phosphate conditioning of the process water apply current. This procedure is already taken into account in the complex reaction kinetics of all Reaction partners and their equilibrium behavior and is thus the accuracy and process relevance of the results superior to commonly used procedures.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt besteht in der Verknüpfung der oben skizierten Funktionen der Sauerstoffkonzentrations- und pH-Wert- bzw. Phosphatbestimmung in einem Meßautomaten, der direkt mit einer Prozeßsteuereinheit zsammenwirkt, welche die Zudosierung sowohl von Sauerstoff- wie auch Resthärtebindemit­ teln zum Prozeßwasserstrom steuert.Another essential aspect is the connection of the Functions of the oxygen concentration and pH or phosphate determination in a measuring machine, the interacts directly with a process control unit, which the Dosage of both oxygen and residual hardness binders controls the process water flow.

Dieser Meßautomat weist insbesondere eine Auswertungs- und Kalibrierungsstufe zur Auswertung der Kennlinie des Sauer­ stoffsensors und pH-Sensors auf. Die Auswertungs- und Kalibrie­ rungsstufe umfaßt in einer bevorzugten Ausführung einen Sensor- Sollwertspeicher zur Speicherung eines Sollwertes einer Sensor­ zustandsgröße, insbesondere der Steilheit der Sensorkennlinie, eine Berechnungseinheit zur Berechnung des entsprechenden Ist- Wertes der Sensorzustandsgröße und eine Vergleicheinheit zur Ausführung eines Sollwert-/Istwert-Vergleiches und zur Ausgabe eines Sensorzustandssignals, das zur Auslösung eines Reini­ gungsvorganges bzw. der Wiederaufnahme der Messungen nach einer Kalibrierung dient.This measuring machine has in particular an evaluation and Calibration level for evaluating the characteristic curve of the Sauer substance sensor and pH sensor. The evaluation and calibration in a preferred embodiment, a sensor Setpoint memory for storing a setpoint of a sensor state variable, in particular the slope of the sensor characteristic, a calculation unit for calculating the corresponding actual Value of the sensor state variable and a comparison unit for Execution of a setpoint / actual value comparison and for output a sensor status signal that is used to trigger a Reini process or the resumption of measurements after a Calibration serves.

In der Ausführung der Meßanordnung, welche die Modellierung einer Phosphatkonditionierung im Probenteilstrom ermöglicht, weist die Auswertungs- und Kalibrierungsstufe weiterhin einen Meßspeicher zur Speicherung einer Mehrzahl von Wertepaaren einer Konditionierungsmitteldosierung und eines zugehörigen pH-Wertes, eine Differenzierungsstufe zur Bestimmung der ersten Ableitung der aus der Mehrzahl von Wertepaaren gebildeten Funk­ tionskurve in einem ersten und einem zweiten Abschnitt und eine Bestimmungsstufe zur Bestimmung des Schnittpunktes der beiden Ableitungs-Geraden auf, an deren Ausgang ein aus der Lage des Schnittpunktes abgeleiteter Dosierwert des Phophatkonditionie­ rungsmittels bereitgestellt wird.In the execution of the measuring arrangement, which is the modeling enables phosphate conditioning in the sample partial flow, the evaluation and calibration level continues to have one Measurement memory for storing a plurality of pairs of values a conditioner dosage and an associated one pH value, a differentiation level for determining the first  Derivation of the radio formed from the plurality of value pairs tion curve in a first and a second section and a Determination level for determining the intersection of the two Derivative straight lines, at the exit of which one from the position of the Intersection of the derived dosage value of the phosphate condition is provided.

Zur Sicherung einer hohen Genauigkeit der Meßergebnisse ist in der Bypaß-Meßleitung in einer vorteilhaften Ausführung eine Temperierungseinrichtung, speziell etwa ein Durchflußkühler, vorgesehen.To ensure a high accuracy of the measurement results is in the bypass measuring line in an advantageous embodiment Temperature control device, especially a flow cooler, intended.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:Advantages and advantages of the invention result in others from the subclaims and from the following Description of a preferred embodiment with reference to the Characters. From the figures show:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Gesamtanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1 is a schematic illustration of an overall arrangement according to an embodiment of the invention,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Meßanordnung in Form eines Funktions-Blockschaltbildes und Fig. 2 is a schematic representation of a measuring arrangement in the form of a functional block diagram and

Fig. 3 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Ermittlung der optimalen Dosierung des Phosphatkondi­ tionierungsmittels bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 3 is a graph showing the determination of the optimal dosage of the phosphate conditioning agent in one embodiment of the method according to the invention.

Fig. 1 zeigt eine Meß- und Prozeßsteueranordnung 1, die eingangsseitig eine Bypaß-Meßleitung 3 aufweist, welche mit einer Prozeßwasserleitung 5 als Teil eines (nicht dargestell­ ten) Wärmeerzeuger-Kreislaufes verbunden ist. Über die Bypaß- Meßleitung 3 wird dem Prozeßwasserstrom in der Prozeßwasser­ leitung 5 über ein Ventil 7 und einen Durchflußkühler 9 ein Probenteilstrom entnommen, der einer Meßanordnung 11 zur Bestimmung von Wassergüteparametern (welche weiter unten genauer beschrieben ist) zugeführt wird. Mit der Meßanordnung 11 ist eine Behältereinheit 13 verbunden, die Behälter 13a und 13b mit sterilen Pufferlösungen zur Kalibrierung der Sensoren (vgl. Fig. 2), einen Behälter 13c für eine sterile Reinigungs­ lösung der Elektroden und einen Behälter 13d für ein Phosphat­ konditionierungsmittel umfaßt. Fig. 1 shows a measuring and process control arrangement 1 , which has a bypass measuring line 3 on the input side, which is connected to a process water line 5 as part of a (not shown) heat generator circuit. Via the bypass measuring line 3 , the process water flow in the process water line 5 is taken via a valve 7 and a flow cooler 9, a sample partial flow which is fed to a measuring arrangement 11 for determining water quality parameters (which is described in more detail below). With the measuring arrangement 11 , a container unit 13 is connected, the container 13 a and 13 b with sterile buffer solutions for calibration of the sensors (see. Fig. 2), a container 13 c for a sterile cleaning solution of the electrodes and a container 13 d for Phosphate conditioning agents.

Eine Prozeßsteuereinheit 15 ist über zwei Eingänge mit entspre­ chenden Ausgängen der Meßanordnung 11 verbunden und steht Ihrerseits ausgangsseitig in Steursignalverbindung mit dem Ven­ til 7 der Bypaß-Meßleitung 3 sowie einer ersten und zweiten Dosierpumpe 17, 19, die einen ersten Konditionierungsmittel- Vorratsbehälter 21 für ein Sauerstoff-Bindemittel bzw. einen zweiten Konditionierungsmittel-Vorratsbehälter 23 für ein Rest­ härtebindemittel stromabwärts der Bypaß-Meßleitung mit der Pro­ zeßwasserleitung verbinden.A process control unit 15 is connected via two inputs to corresponding outputs of the measuring arrangement 11 and is in turn on the output side in control signal connection with the Ven valve 7 of the bypass measuring line 3 and a first and second metering pump 17 , 19 , which a first conditioning agent reservoir 21 for Connect oxygen binder or a second conditioning agent reservoir 23 for a residual hardness binder downstream of the bypass measuring line with the process water line.

In Fig. 2 ist die Meßanordnung 11 der Gesamtanordnung nach Fig. 1 in Form eines Funktions-Blockschaltbildes genauer darge­ stellt. Innerhalb der Meßanordnung 11 sind der Meßleitung 3 sowie jedem der Behälter 13a bis 13d der Behältereinheit 13 jeweils ein Ventil 111a bis 111e einer Ventileinheit 111 zuge­ ordnet, über die der Zulaufbereich der Meßleitung 3 sowie die Puffer-, Reinigungs- und Konditionierungsflüssigkeitsbehälter 13a bis 13d mit zwei Teilzweigen 3a und 3b der Meßleitung verbunden sind. Zwischen dem Behälter 13d für das Phosphatkon­ ditionierungsmittel und dem zugehörigen Ventil 111e ist eine drehzahlgesteuerte Pumpe 112 vorgesehen, und der Ventileinheit 111 ist im Meßleitungszweig 3b ein Mischsystem 113 zugeordnet, das zusammen mit der drehzahlgesteuerten Pumpe (Dosierpumpe) 112 einen Dosiermischer zur Einstellung definierter Mischungs­ verhältnisse zwischen dem Prozeßwasser in der Bypaß-Meßleitung 3 und der Konditionierungsflüssigkeit aus dem Behälter 13d bil­ det.In Fig. 2, the measuring arrangement 11 of the overall arrangement of FIG. 1 in the form of a functional block diagram is Darge more precisely. Within the measuring arrangement 11 , the measuring line 3 and each of the containers 13 a to 13 d of the container unit 13 each have a valve 111 a to 111 e assigned to a valve unit 111 via which the inlet area of the measuring line 3 and the buffer, cleaning and conditioning liquid container 13 a to 13 d are connected to two branches 3 a and 3 b of the measuring line. Between the container 13 d for the Phosphatkon conditioning agent and the associated valve 111 e, a speed-controlled pump 112 is provided, and the valve unit 111 in the measuring line branch 3 b is assigned a mixing system 113 , which together with the speed-controlled pump (metering pump) 112 a metering mixer for adjustment defined mixing ratios between the process water in the bypass measuring line 3 and the conditioning liquid from the container 13 d bil det.

Im Meßleitungszweig 3a ist eine Durchfluß-Sauerstoffelektrode 114 und im Meßleitungszweig 3b ein Durchfluß-pH-Sensor 115 vor­ gesehen, und der Transport des abgezweigten Probenteilstromes in den Meßleitungszweigen 3a, 3b erfolgt durch eine steuerbare zweikanalige Pumpe 116. In Meßleitungszweig 3 a is a flow oxygen electrode 114 and the Meßleitungszweig 3 b is a flow pH sensor 115 before seen, and a transport of the branched sample portion flow into the Meßleitungszweigen 3, 3 is carried out b by a controllable two-channel pump 116th

Die Steuerung der Flüssigkeitsströme über die Ventileinheit 111 und die Pumpen 112, 116 erfolgt durch einen Mikrocontroller 117, der in Busverbindung mit einem Programmspeicher 118 und einem PC 119 steht, über den die gesamte Meßanordnung program­ miert, bedient und überwacht wird.The control of the liquid flows via the valve unit 111 and the pumps 112 , 116 is carried out by a microcontroller 117 , which is in bus connection with a program memory 118 and a PC 119 , via which the entire measuring arrangement is programmed, operated and monitored.

Die Durchfluß-Sauerstoffelektrode 114 ist mit einer ersten Signalaufbereitungs- und -verarbeitungsstufe 120 verbunden, die ausgangsseitig zum einen mit dem PC 119 und zum anderen mit einer ersten Sensordaten-Vergleichereinheit 121 verbunden ist, die über einen weiteren Eingang mit einem ersten Sollwertspei­ cher 122 und ausgangsseitig mit einem Eingang des Mikrocontrol­ lers 117 verbunden ist. Der Durchfluß-pH-Sensor 115 ist mit einer Signalaufbereitungs- und -verarbeitungsstufe 123 verbun­ den, die ausgangsseitig zum einen mit dem PC 119 und zum ande­ ren mit einer ersten Sensordaten-Vergleichereinheit 124 verbun­ den ist, die über einen weiteren Eingang mit einem ersten Soll­ wertspeicher 125 und ausgangsseitig mit einem Eingang des Mikrocontrollers 117 verbunden ist. Der Ausgang der zweiten Signalaufbereitungs- und -verarbeitungsstufe 123, in der die Signale des pH-Sensors 115 verarbeitet werden, ist weiterhin mit einem Meßreihenspeicher 126 verbunden, dem über einen zwei­ ten Eingang die an die steuerbare Pumpe 112 ausgegebenen Steuersignale des Mikrocontrollers 117 zur Dosierung des Phos­ phatkonditionierungsmittels zugeführt werden und in dem die verarbeiteten Signale des pH-Sensors und die Dosiersteuer­ signale in Wertepaar-Zuordnung abgespeichert werden. Der Meß­ reihenspeicher 126 ist mit einer Arithmetikstufe 127 verbunden, in der aus dem Funktionsverlauf der gespeicherten Wertepaare Anstiegsgeraden (vgl. Fig. 3) bestimmt werden, und die Arithme­ tikstufe 127 ist mit einer Bestimmungsstufe 128 verbunden, in der - wie weiter unten erläutert - aus den Anstiegsgeraden ein optimaler Phosphatdosierungswert ermittelt und an den PC 119 übergeben wird.The flow-through oxygen electrode 114 is connected to a first signal processing and processing stage 120 , which on the output side is connected on the one hand to the PC 119 and on the other hand to a first sensor data comparator unit 121 which is connected via a further input to a first setpoint memory 122 and is connected on the output side to an input of the microcontroller 117 . The flow-through pH sensor 115 is connected to a signal processing and processing stage 123 which is connected on the output side to the PC 119 on the one hand and to a first sensor data comparator unit 124 which is connected to a first via a further input Setpoint memory 125 and on the output side is connected to an input of microcontroller 117 . The output of the second signal processing and processing stage 123 , in which the signals of the pH sensor 115 are processed, is further connected to a measurement series memory 126 , which, via a second input, the control signals of the microcontroller 117 output to the controllable pump 112 for dosing of the phosphate conditioning agent are supplied and in which the processed signals of the pH sensor and the metering control signals are stored in value pair assignment. The measurement series memory 126 is connected to an arithmetic stage 127 , in which slope lines (cf. FIG. 3) are determined from the course of the function of the stored value pairs, and the arithmetic stage 127 is connected to a determination stage 128 , in which - as explained further below - an optimal phosphate dosage value is determined from the straight lines of increase and is transferred to the PC 119 .

Die Funktionsweise der in Fig. 2 gezeigten Anordnung ergibt sich im wesentlichen bereits aus den allgemeinen Ausführungen zur vorgeschlagenen Verfahrensführung und Meßanordnung an anderer Stelle und soll daher hier nur kurz skiziert werden. Der Mikrocontroller 117 steuert aufgrund eines im Programm­ speicher 118 gespeicherten und über den PC 119 im Bedarfsfall veränderbaren Programmablaufs den Gesamtbetrieb der Meßanord­ nung (des Meßautomaten) 11 derart, daß eine zweckmäßige Abfolge von Meß-, Kalibrierungs- und Reinigungsphasen der Durchflußsen­ soren 114, 115 realisiert wird. Dies geschieht durch entspre­ chende, zeitlich gestaffelte Ausgabe von Steuersignalen an die einzelnen Ventile der Ventileinheit 111, nämlich das Meßlei­ tungs-Ventil 111a, Durchflußsensor-Kalibrierungsventile 111b und 111c, ein Reinigungsventil 111d und ein Konditionierungs­ mittel-Ventil 111e. Über die Auswertung der Signale der Durch­ fluß-Sauerstoffelektrode 114 in den nachgeordneten Verarbei­ tungs- und Vergleicherstufen 120 bis 122 sowie der Signale des Durchfluß-pH-Sensors 115 in den diesem nachgeordneten Verarbei­ tungs- und Vergleicherstufen 123 bis 125 werden relevante Sen­ sorzustandsdaten gewonnen, die dem Mikrocontroller 117 zuge­ führt werden und dort in die Bildung der Steuersignale für die Ventileinheit 111 einfließen. Zudem werden die Sensordaten dem PC 119 zugeführt, wo sie numerisch oder grafisch dargestellt und über eine entsprechende (nicht gezeigte) Schnittstelle an die Prozeßsteuereinheit 15 (Fig. 1) weitergegeben werden.The mode of operation of the arrangement shown in FIG. 2 essentially results from the general explanations of the proposed method and measuring arrangement elsewhere and should therefore only be briefly outlined here. The microcontroller 117 controls the overall operation of the measuring arrangement (of the measuring machine) 11 in such a way that a suitable sequence of measuring, calibration and cleaning phases of the flow sensors 114 , 115 is stored in the program memory 118 and can be changed via the PC 119 if necessary is realized. This is done by entspre sponding, staggered outputting control signals to the individual valves of the valve unit 111, namely the Meßlei tung valve 111 a, flow sensor calibration valves 111 b and 111 c, a cleaning valve 111 d and a conditioning medium valve 111 e. Relevant sensor status data are obtained by evaluating the signals from the flow oxygen electrode 114 in the downstream processing and comparator stages 120 to 122 and the signals from the flow pH sensor 115 in the downstream processing and comparator stages 123 to 125 . which are supplied to the microcontroller 117 and flow there into the formation of the control signals for the valve unit 111 . In addition, the sensor data are fed to the PC 119 , where they are represented numerically or graphically and passed on to the process control unit 15 ( FIG. 1) via a corresponding interface (not shown).

Der Mikrocontroller 117 steuert zudem aufgrund einer im Pro­ grammspeicher 118 gespeicherten Subroutine die weiter oben erläuterte Modellierung der Phosphatkonditionierung am Proben­ teilstrom, indem er über die steuerbare Pumpe 112 eine Mehrzahl vorbestimmter Dosierungsverhältnisse einstellt. Die Dosier­ steuersignale und die jeweils zugehörigen Ausgangssignale der dem pH-Sensor 115 nachgeordneten zweiten Signalaufbereitungs- und -verarbeitungsstufe 123 werden im Ablauf der Subroutine im Meßreihenspeicher 126 gespeichert und in den diesem nachgeord­ neten Verarbeitungsstufen 127, 128 weiter verarbeitet.The microcontroller 117 also controls, based on a subroutine stored in the program memory 118 , the above-described modeling of the phosphate conditioning on the sample partial flow by setting a plurality of predetermined dosage ratios via the controllable pump 112 . The dosing control signals and the respectively associated output signals of the second signal processing and processing stage 123 arranged downstream of the pH sensor 115 are stored in the sequence of the subroutine in the measurement series memory 126 and processed further in the processing stages 127 , 128 arranged after this.

Fig. 3 zeigt in einer grafischen Darstellung das Ergebnis einer konkreten Phosphatkonditionierungs-Modellierung und dessen Aus­ wertung. Auf der Abszisse ist (in beliebigen Einheiten in logarithmischer Darstellung) die Dosierung eines Phosphatkon­ ditionierungsmittels aufgetragen und auf der Ordinate der pH-Werte des Probenteilstromes, und die Kurve A gibt eine expe­ rimentell gefundene Abhängigkeit des pH-Wertes von der Dosie­ rung des Phosphatkonditionierungsmittels an. Es ist zu erken­ nen, daß die Kurve A zwei annähernd lineare Bereiche und zwi­ schen diesen einen gekrümmten Übergangsbereich aufweist, so daß der Verlauf der Funktionskurve im unteren Bereich durch die Anstiegsgerade C und im oberen Bereich durch die Anstiegsgerade B approximiert werden kann. Der Schnittpunkt der beiden Geraden wird hier als "G-Punkt" bezeichnet, und der diesem Punkt zuge­ hörige Abszissenwert Do stellt die nach den Befunden des Erfin­ ders optimale Dosierung des Phosphatkonditionierungsmittels dar. Die Funktionskurve A wird - wie oben erläutert - durch stufenweise Erhöhung der Dosierung des Konditionierungsmittels und Messung des entsprechenden pH-Wertes gewonnen. Infolge der evidenten Änderung des Anstieges des pH-Wertes längs der Funk­ tionskurve kann der G-Punkt als Schnittpunkt der Anstiegsgera­ den ohne weiteres automatisch bestimmt werden. Er kennzeichnet gewissermaßen das optimale chemische Gleichgewicht zwischen den Reaktionspartnern der weiter oben angegebenen Reaktionsglei­ chungen. Eine weitere Erhöhung des Phosphatgehaltes über diesen Punkt hinaus führt zu einer übermäßigen Erhöhung des pH-Wertes, da dem zusätzlich zugefügten Phosphat keine entsprechende Kon­ zentration an Erdalkaliionen gegenübersteht. Unter Berücksich­ tigung der in Fig. 3 dargestellten Verhältnisse ist der freie Phosphatgehalt im Kreislaufwasser bestimmbar, welcher nicht mit dem Gesamt-Phosphatgehalt vergleichbar und für die Einstellung der Wassergüte durch Konditionierung besser geeignet ist. Fig. 3 shows a graphic representation of the result of a concrete phosphate conditioning modeling and its evaluation. The dosing of a phosphate conditioning agent is plotted on the abscissa (in arbitrary units in logarithmic representation) and the ordinate of the pH values of the sample partial stream, and curve A indicates an experimentally found dependence of the pH value on the dosing of the phosphate conditioning agent . It can be seen that curve A has two approximately linear regions and between these a curved transition region, so that the course of the functional curve in the lower region can be approximated by the rising line C and in the upper region by the rising line B. The intersection of the two straight lines is referred to here as the "G point", and the abscissa value D o associated with this point represents the optimum dosage of the phosphate conditioning agent according to the inventors' findings. The function curve A is - as explained above - by incremental increase the dosage of the conditioning agent and measurement of the corresponding pH value. As a result of the evident change in the rise in the pH value along the function curve, the G point can be automatically determined as the intersection point of the rise curve. To a certain extent, it characterizes the optimal chemical equilibrium between the reactants of the reaction equations given above. A further increase in the phosphate content beyond this point leads to an excessive increase in the pH value, since the additionally added phosphate is not matched by a corresponding concentration of alkaline earth metal ions. Taking into the conditions shown in Fig. 3 account the free phosphate in the circulation water is determined, which is not better, the total phosphate content comparable and for adjusting the water quality by conditioning.

Die Ausführung det Erfindung ist nicht auf das oben beschrie­ bene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern in einer Vielzahl weiterer Varianten möglich.The implementation of the invention is not described above bene embodiment limited, but in a variety other variants possible.

So können neben den oben angesprochenen Wassergüteparametern Sauerstoffkonzentration und pH-Wert bzw. Phosphatgehalt auch andere bzw. weitere Wassergüteparameter auf die vorgeschlagene Weise präzise und zuverlässig bestimmt werden. Die Steuerung der Meß-, Kalibrierungs- und Reinigungsphasen kann gemäß einem festgelegten zeitlichen Programm oder in Abhängigkeit von der Überschreitung oder Unterschreitung vorbestimmter Grenzwerte der durch die Sensoren gelieferten Meßwerte bzw. von den Zustandsgrößen erfolgen. Die Zeitdauern der einzelnen Phasen, insbesondere die Reinigungszeiten, können nach Erfahrungswerten vorab zweckmäßig programmiert werden. Sofern ein etwas erhöhter Steuerungsaufwand in Kauf genommen wird, ist aber auch die unmittelbare Überwachung des Reinigungsprozesses durch zwi­ schengeschaltete Meßschritte möglich, womit sich gegebenenfalls die Reinigungszeiten minimieren und damit die für die Prozeß­ messungen verfügbaren Zeiten maximieren lassen. So in addition to the water quality parameters mentioned above Oxygen concentration and pH value or phosphate content too other or further water quality parameters on the proposed Be determined precisely and reliably. The control the measuring, calibration and cleaning phases can be carried out according to a  fixed schedule or depending on the Exceeding or falling below predetermined limit values the measured values supplied by the sensors or by the State variables take place. The time periods of the individual phases, cleaning times, in particular, can be based on experience be appropriately programmed in advance. Unless a slightly higher one Control effort is accepted, is also that immediate monitoring of the cleaning process by two Switched measuring steps possible, with which, if necessary minimize the cleaning times and thus those for the process allow measurements to maximize available times.  

BezugszeichenlisteReference list

11

Meß- und Prozeßsteueranordnung
Measuring and process control arrangement

33rd

Bypaß-Meßleitung
Bypass measuring line

33rd

a, a,

33rd

b Teilzweige der Meßleitung
b Sub-branches of the measuring line

55

Prozeßwasserleitung
Process water pipe

77

Ventil
Valve

99

Durchflußkühler
Flow cooler

1111

Meßanordnung (Meßautomat)
Measuring arrangement (measuring machine)

1313

Behältereinheit
Container unit

1313

a-d Behälter
ad container

1515

Prozeßsteuereinheit
Process control unit

1717th

erste Dosierpumpe
first dosing pump

1919th

zweite Dosierpumpe
second dosing pump

2121

erster Konditionierungsmittelvorratsbehälter
first conditioning agent storage container

2323

zweiter Konditionierungsmittelvorratsbehälter
second conditioning agent storage container

111111

Ventileinheit
Valve unit

111111

a-e Ventile
ae valves

112112

drehzahlgesteuerte Pumpe
speed controlled pump

113113

Mischsystem
Mixing system

114114

Durchfluß-Sauerstoffelektrode
Flow oxygen electrode

115115

Durchfluß-pH-Sensor
Flow pH sensor

116116

zweikanalige steuerbare Pumpe
two-channel controllable pump

117117

Mikrocontroller
Microcontroller

118118

Programmspeicher
Program memory

119119

PC
PC

120120

erste Signalaufbereitungs- und -verarbeitungsstufe
first signal processing and processing stage

121121

erste Sensordaten-Vergleichereinheit
first sensor data comparator unit

122122

erster Sollwertspeicher
first setpoint memory

123123

zweite Signalaufbereitungs- und -verarbeitungsstufe
second signal processing and processing stage

124124

zweite Sensordaten-Vergleichereinheit
second sensor data comparator unit

125125

zweiter Sollwertspeicher
second setpoint memory

126126

Meßreihenspeicher
Series memory

127127

Arithmetikstufe
Arithmetic level

128128

Bestimmungsstufe
A Meßkurve
B Anstiegsgerade
C Anstiegsgerade
G-Punkt Schnittpunkt der Anstiegsgeraden B und C
Do
Determination level
A measurement curve
B straight line
C straight line
G point intersection of the straight lines B and C
D o

optimale Phosphatdosierung
optimal dosage of phosphate

Claims (13)

1. Meßanordnung (11) zur In-situ-Bestimmung eines Wassergüte­ parameters eines Prozeßwasserstromes, nämlich von Kreis­ laufwasser in einem Wärmeerzeuger oder Wärmeverteiler, mit einer Bypaß-Meßleitung (3) und mindestens einem in dieser angeordneten Durchfluß-Meßfühler (114, 115) zur Bestimmung des Wassergüteparameters an einem in die Bypaß-Meßleitung abgezweigten Probenteilstrom, gekennzeichnet durch Mittel (13; 111) zur Reinigung und/oder Konditionierung des Durchfluß-Meßfühlers und eine Steuereinheit (117) zur selbsttätigen Steuerung einer zyklischen Reinigung und/oder Kalibrierung.1. Measuring arrangement ( 11 ) for in-situ determination of a water quality parameter of a process water flow, namely of circuit running water in a heat generator or heat distributor, with a bypass measuring line ( 3 ) and at least one flow sensor ( 114 , 115 ) arranged in this for determining the water quality parameter on a sample partial stream branched off into the bypass measuring line, characterized by means ( 13 ; 111 ) for cleaning and / or conditioning the flow rate sensor and a control unit ( 117 ) for automatically controlling cyclical cleaning and / or calibration. 2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchfluß-Meßfühler ein Sauerstoffsensor, nämlich eine Durchfluß-Sauerstoffelektrode (114), vorgesehen ist und die Mittel zur Reinigung und/oder Kalibrierung aufweisen:
  • - ein über ein Reinigungs-Ventil (111c) mit dem Zulauf des Sauerstoffsensors verbindbares Reinigungsflüssig­ keitsreservoir (13b),
  • - ein über ein erstes Kalibrierungs-Ventil (111b) mit dem Zulauf des Sauerstoffsensors verbindbares erstes Kalibrierflüssigkeitsreservoir (13a) und
  • - eine Auswertungs- und Kalibrierungsstufe (120 bis 122) zur Auswertung der Sauerstoffsensorkennlinie und zur Ausgabe eines Sensorzustandssignals an die Steuereinheit (117 bis 119).
2. Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that an oxygen sensor, namely a flow-through oxygen electrode ( 114 ), is provided as flow-through sensor and have the means for cleaning and / or calibration:
  • a cleaning fluid reservoir ( 13 b) which can be connected to the inlet of the oxygen sensor via a cleaning valve ( 111 c),
  • - A first calibration fluid reservoir ( 13 a) which can be connected to the inlet of the oxygen sensor via a first calibration valve ( 111 b) and
  • - An evaluation and calibration stage ( 120 to 122 ) for evaluating the oxygen sensor characteristic and for outputting a sensor status signal to the control unit ( 117 to 119 ).
3. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchfluß-Meßfühler ein pH-Sensor (115) vorgesehen ist und die Mittel zur Reinigung und/oder Kalibrierung aufweisen:
  • - ein über ein Reinigungs-Ventil (111d) mit dem Zulauf des ph-Sensors verbindbares Reinigungsflüssigkeitsreservoir (13c),
  • - ein über ein zweites Kalibrierungs-Ventil (111c) mit dem Zulauf des pH-Sensors verbindbares zweites Kalibrier­ flüssigkeitsreservoir (13c) und
  • - eine Auswertungs- und Kalibrierstufe (120 bis 122) zur Auswertung der Kennlinie des pH-Sensors und zur Ausgabe eines Sensorzustandssignals an die Steuereinheit (117 bis 119).
3. Measuring arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a pH sensor ( 115 ) is provided as the flow sensor and have the means for cleaning and / or calibration:
  • a cleaning fluid reservoir ( 13 c) which can be connected to the inlet of the pH sensor via a cleaning valve ( 111 d),
  • - A second calibration fluid reservoir ( 13 c) that can be connected to the inlet of the pH sensor via a second calibration valve ( 111 c)
  • - An evaluation and calibration stage ( 120 to 122 ) for evaluating the characteristic curve of the pH sensor and for outputting a sensor status signal to the control unit ( 117 to 119 ).
4. Meßanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungs- und Kalibrierungsstufe (120 bis 122) oder die Auswertungsstufe (123 bis 125) aufweist:
  • - einen Sensor-Sollwertspeicher (122, 125) zur Speicherung mindestens eines Sollwertes einer Sensorzustandsgröße, nämlich der Steilheit der Sensorkennlinie,
  • - eine Berechnungseinheit (120, 123) zur Berechnung des Istwertes der Sensorzustandsgröße und
  • - eine eingangsseitig mit den Ausgängen des Sensor-Soll­ wertspeichers und der Berechnungseinheit verbundene Vergleichereinheit (121, 124) zum Sollwert-/Istwert- Vergleich und zur Ausgabe des Sensorzustandssignals im Ergebnis des Vergleiches.
4. Measuring arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the evaluation and calibration stage ( 120 to 122 ) or the evaluation stage ( 123 to 125 ) comprises:
  • a sensor setpoint memory ( 122 , 125 ) for storing at least one setpoint of a sensor status variable, namely the slope of the sensor characteristic,
  • - A calculation unit ( 120 , 123 ) for calculating the actual value of the sensor state variable and
  • - A comparator unit ( 121 , 124 ) connected on the input side to the outputs of the sensor setpoint memory and the calculation unit for the setpoint / actual value comparison and for outputting the sensor status signal as a result of the comparison.
5. Meßanordnung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch
  • - ein über eine Konditionierungs-Dosiereinheit (112; 113) mit dem Zulauf des pH-Sensors verbindbares Reservoir (13d) für ein Phosphatkonditionierungsmittel und
  • - eine ausgangsseitig mit der Konditionierungs-Dosier­ einheit sowie der Auswertungsstufe verbundene Kondi­ tionierungs-Steuerstufe (117 bis 119).
5. Measuring arrangement according to claim 3 or 4, characterized by
  • - A reservoir ( 13 d) which can be connected to the inlet of the pH sensor via a conditioning metering unit ( 112 ; 113 ) for a phosphate conditioning agent and
  • - A conditioning control level ( 117 to 119 ) connected on the output side to the conditioning dosing unit and the evaluation level.
6. Meßanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungsstufe aufweist:
  • - einen Meßreihenspeicher (126) zur Speicherung einer Mehrzahl von Wertepaaren einer Konditionierungsmit­ teldosierung und eines zugehörigen pH-Wertes,
  • - eine arithmetische Verarbeitungsstufe (127) zur Bestimmung des Anstieges einer aus der Mehrzahl von Wertepaaren gebildeten Funktionskurve (A) in einem ersten und einem zweiten Abschnitt und
  • - eine Bestimmungsstufe (128) zur Bestimmung des Schnittpunktes (G-Punkt) der Anstiegsgeraden (B; C) im ersten und zweiten Abschnitt, wobei durch die Bestim­ mungsstufe die dem Schnittpunkt entsprechende Kondi­ tionierungsmitteldosierung ausgegeben wird.
6. Measuring arrangement according to claim 5, characterized in that the evaluation stage comprises:
  • a measurement series memory ( 126 ) for storing a plurality of value pairs of a conditioning agent metering and an associated pH value,
  • - An arithmetic processing stage ( 127 ) for determining the rise of a function curve (A) formed from the plurality of value pairs in a first and a second section and
  • - A determination stage ( 128 ) for determining the point of intersection (G point) of the straight line (B; C) in the first and second section, the conditioning agent dosage corresponding to the intersection being output by the determination stage.
7. Meßanordnung (11) zur In-situ-Bestimmung eines Wassergüte­ parameters eines Prozeßwasserstromes, nämlich von Kreis­ laufwasser in einem Wärmeerzeuger oder Wärmeverteiler, mit einer Bypaß-Meßleitung (3) und einem in dieser angeordneten Durchfluß-Sauerstoffsensor (114) zur Bestimmung des Restsauerstoffgehalts an einem in die Bypaß-Meßleitung abgezweigten Probenteilstrom, gekennzeichnet durch einen ebenfalls der Bypaß-Meßleitung zugeordneten pH-Sensor (115) zur Bestimmung des pH-Wertes des Prozeßwasserstromes oder eines konditionierten Probenteilstromes. 7. Measuring arrangement ( 11 ) for in-situ determination of a water quality parameter of a process water flow, namely of circuit running water in a heat generator or heat distributor, with a bypass measuring line ( 3 ) and a flow oxygen sensor ( 114 ) arranged in this for determining the Residual oxygen content in a sample partial flow branched off into the bypass measuring line, characterized by a pH sensor ( 115 ) also assigned to the bypass measuring line for determining the pH value of the process water flow or a conditioned sample partial flow. 8. Meßanordnung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch
  • - ein über eine Konditionierungs-Dosiereinheit (112; 113) mit dem Zulauf des pH-Sensors verbindbares Reservoir (13d) für ein Phosphatkonditionierungsmittel,
  • - eine ausgangsseitig mit der Konditionierungs-Dosier­ einheit verbundende Konditionierungs-Steuerstufe (117 bis 119) und
  • - eine eingangsseitig mit der Konditionierungs-Steuerstufe und dem pH-Sensor verbundene Auswertungsstufe (126, 127) zur Bestimmung und Auswertung einer funktionalen Abhängigkeit (A) des pH-Wertes von der Kondi­ tionierungsmitteldosierung.
8. Measuring arrangement according to claim 7, characterized by
  • a reservoir ( 13 d) for a phosphate conditioning agent which can be connected to the inlet of the pH sensor via a conditioning metering unit ( 112 ; 113 ),
  • - A conditioning control stage ( 117 to 119 ) connected to the conditioning / metering unit on the output side and
  • - An evaluation side connected to the conditioning control stage and the pH sensor ( 126 , 127 ) for determining and evaluating a functional dependence (A) of the pH value on the conditioning agent dosage.
9. Meßanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bypaß-Meßleitung (3) stromaufwärts des Durch­ fluß-Meßfühlers (114, 115) Mittel (9) zur Temperierung des Probenteilstromes, nämlich ein steuerbarer Durchflußkühler, vorgesehen sind.9. Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the bypass measuring line ( 3 ) upstream of the flow sensor ( 114 , 115 ) means ( 9 ) for temperature control of the sample partial flow, namely a controllable flow cooler, are provided. 10. Verfahren zur In-situ-Bestimmung eines Wassergüteparameters eines Prozeßwasserstromes, insbesondere von Kreislaufwasser in einem Wärmeerzeuger oder Wärmeverteiler, bei dem ein kleiner Teil des Prozeßwasserstromes abgezweigt und an diesem eine Messung des Wassergüteparameters mittels eines Durchfluß-Meßfühlers (114, 115) ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß selbsttätig zwischen Meßschritten Schritte der Reini­ gung und/oder Kalibrierung des Durchfluß-Meßfühlers ausge­ führt werden.10. A method for the in-situ determination of a water quality parameter of a process water flow, in particular of circulating water in a heat generator or heat distributor, in which a small part of the process water flow is branched off and a measurement of the water quality parameter is carried out on the latter by means of a flow sensor ( 114 , 115 ) , characterized in that steps of cleaning and / or calibration of the flow sensor are carried out automatically between measuring steps. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine mehrstufige Phosphat-Konditionierung im abge­ zweigten Teil des Prozeßwasserstromes durchgeführt, bei jeder Konditionierungsstufe eine Messung zur Phosphatbe­ stimmung, nämlich eine pH-Wert-Messung, vorgenommen und durch Auswertung der in der Meßreihe gewonnenen Folge von Wertepaaren eine Bestimmung der optimalen Phosphatdosierung zum Prozeßwasserstrom vorgenommen wird.11. The method according to claim 10, characterized, that a multi-stage phosphate conditioning in abge branched part of the process water flow carried out at a measurement of the phosphate level at each conditioning level mood, namely a pH value measurement, and  by evaluating the sequence of Pairs of values a determination of the optimal phosphate dosage to the process water flow is made. 12. Prozeßsteueranordnung zur Qualitätssicherung eines Prozeß­ wasserstromes, insbesondere von Kreislaufwasser in einem Wärmeerzeuger oder Wärmeverteiler, mit einer Meßanordung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch
  • - mindestens ein mit dem Prozeßwasserstrom stromabwärts des Abzweigungspunktes der Bypaß-Meßleitung (3) ver­ bundenes Konditionierungsmittelreservoir (21, 23),
  • - jeweils eine zwischen ein Konditionierungsmittelre­ servoir und eine den Prozeßwasserstrom führende Pro­ zeßwasserleitung (5) geschaltete Dosierungseinrichtung (17, 19) und
  • - eine mit mindestens einem Meßsignalausgang der Meßan­ ordnung verbundene Prozeßsteuereinheit (15) zur zeit­ nahen Verarbeitung der ausgegebenen Meßsignale und zur Ausgabe eines Dosiersteuersignals an die oder jede Dosierungseinrichtung.
12. Process control arrangement for quality assurance of a process water flow, in particular of circulating water in a heat generator or heat distributor, with a measuring arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized by
  • - At least one with the process water flow downstream of the branch point of the bypass measuring line ( 3 ) ver connected conditioning agent reservoir ( 21 , 23 ),
  • - Each one between a conditioner and a process water flow leading process water line ( 5 ) switched metering device ( 17 , 19 ) and
  • - A process control unit ( 15 ) connected to at least one measurement signal output of the measurement arrangement for prompt processing of the output measurement signals and for outputting a metering control signal to the or each metering device.
13. Prozeßsteueranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Konditionierungsmittelreservoire ein Sauerstoff­ bindemittelbehälter (17) und/oder ein Resthärtebindemit­ telbehälter (19) vorgesehen sind.13. Process control arrangement according to claim 12, characterized in that an oxygen binder container ( 17 ) and / or a residual hardness binder ( 19 ) are provided as conditioning agent reservoirs.
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