DE202020005880U1

DE202020005880U1 - measuring device

Info

Publication number: DE202020005880U1
Application number: DE202020005880.7U
Authority: DE
Original assignee: Carela GmbH
Current assignee: Carela GmbH
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2030-11-26

Abstract

Messvorrichtung (1) mit einem 2- oder 3-Elektrodensystem (2) zur Bestimmung von Chlorat in Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (1) weiterhin mindestens zwei Sensoren (3, 3', 3'') enthält, welche ausgewählt sind unter einem Temperatursensor, einer pH-Messsonde, einem Durchflussmesser, einem Trübungsmesser, einer Messsonde für Chlor, einer Messsonde für Chlorit, einer Messsonde für Hypochlorit, einer Messsonde für Chlordioxid, einer Messsonde für die Leitfähigkeitsmessung, einer RedOx-Messsonde und/oder einer Messsonde für ein Biozid, wobei die Sensoren(3, 3', 3'') zusammen in einer Messkammer (4) angeordnet sind.

Measuring device (1) with a 2- or 3-electrode system (2) for determining chlorate in water, characterized in that the measuring device (1) further contains at least two sensors (3, 3', 3''), which are selected a temperature sensor, a pH probe, a flow meter, a turbidity meter, a chlorine probe, a chlorite probe, a hypochlorite probe, a chlorine dioxide probe, a conductivity probe, a RedOx probe and/or a probe for a biocide, the sensors (3, 3', 3'') being arranged together in a measuring chamber (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung mit einem 2- oder 3-Elektrodensystem zur Bestimmung von Chlorat in Wasser.The invention relates to a measuring device with a 2- or 3-electrode system for determining chlorate in water.

Chlorat ist ein toxikologisch nicht unbedenkliches Ion. Wenn Chlorat in Lebensmitteln oder Trinkwasser vorkommt, kann es zu Risiken für die öffentliche Gesundheit kommen. Vor allem mit Chlorat belastetes Trinkwasser kann bei allen Altersgruppen zur chronischen Aufnahme von Chlorat beitragen. Chlorat kann bei der Desinfektion von Trinkwasser entstehen, also bei Prozessen, die eigentlich dazu dienen, Wasser für den menschlichen Gebrauch aufzubereiten. Chlorat wird deshalb als Desinfektionsnebenprodukt bezeichnet. Der Nachweis erfolgte bisher über die sogenannte Ionenchromatographie, die sich als wichtigste Analysetechnik etabliert hat.Chlorate is a toxicologically not harmless ion. Public health risks can arise when chlorate is present in food or drinking water. Drinking water contaminated with chlorate in particular can contribute to the chronic intake of chlorate in all age groups. Chlorate can arise during the disinfection of drinking water, i.e. during processes that actually serve to prepare water for human consumption. Chlorate is therefore referred to as a disinfection by-product. So far, detection has been carried out using so-called ion chromatography, which has established itself as the most important analysis technique.

In der EU-Trinkwasserverordnung vom Februar 2020 wurde deshalb ein Grenzwert von 0,25 mg/l für Chlorat festgelegt. Ein parametrischer Wert von 0,7 mg/l ist anzuwenden, wenn eine Desinfektionsmethode unter Einsatz von Chlorat zur Desinfektion von Wasser für den menschlichen Gebrauch verwendet wird. Die Mitgliedstaaten streben nach Möglichkeit einen niedrigeren Wert an, ohne die Desinfektion zu beeinträchtigen.A limit value of 0.25 mg/l for chlorate was therefore set in the EU drinking water regulation of February 2020. A parametric value of 0.7 mg/l shall be applied when a disinfection method using chlorate is used to disinfect water intended for human consumption. Wherever possible, Member States shall aim for a lower value without compromising disinfection.

Die Bestimmung von Chlorat kann nach dem Stand der Technik durch Ionenchromatographie erfolgen. Bei der Ionenchromatographie erfolgt die Trennung an einer Trennsäule, die ein organisches Polymerharz umfasst. Die Detektion kann mittels Leitfähigkeitsdetektion erfolgen. In einem Chromatogramm wird das Detektionssignal als Funktion der Zeit dargestellt. Die Chromatographie kann 35 Minuten und auch länger dauern (Hübenbecker, Untersuchung zur Entstehung von Desinfektionsnebenprodukten bei der Aufbereitung von Trinkwasser an Bord schwimmender Marineeinheiten unter Anwendungsbedingungen, Dissertation, Bonn, 2010, Seite 32 ff.). Nachteilig an der Ionenchromatographie ist der relativ hohe apparative Aufwand und die lange Messdauer bis Daten erhalten werden. Außerdem ist dieses Verfahren störanfällig.According to the state of the art, chlorate can be determined by ion chromatography. In ion chromatography, the separation takes place on a separation column that includes an organic polymer resin. The detection can take place by means of conductivity detection. The detection signal is displayed as a function of time in a chromatogram. The chromatography can take 35 minutes or longer (Hübenbecker, investigation into the formation of disinfection by-products in the treatment of drinking water on board floating naval units under application conditions, dissertation, Bonn, 2010, page 32 ff.). Disadvantages of ion chromatography are the relatively high expenditure on equipment and the long measurement time until data are obtained. In addition, this method is prone to failure.

Bei der Überwachung von Trinkwasserversorgungsanlagen soll aber nicht nur Chlorat bestimmt werden, sondern es können auch andere Chemikalien nachgewiesen oder Parameter, wie pH-Wert oder Temperatur gemessen werden. Dabei können Membransonden eingesetzt werden. Solche Membransonden erlauben nur einen sehr geringen Druck. Es besteht also das Bedürfnis, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche den zuverlässigen Betrieb von Membransonden ermöglichen.When monitoring drinking water supply systems, not only chlorate should be determined, but other chemicals can also be detected or parameters such as pH or temperature can be measured. Membrane probes can be used for this. Such membrane probes allow only a very low pressure. There is therefore a need to provide a device which enables the reliable operation of membrane probes.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, die Detektion von Chlorat und ggfs. weiteren Verunreinigungen in einfacher und schneller Weise mit geringem apparativen Aufwand zu ermöglichen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, Daten nach kurzer Zeit zu erhalten und einen zuverlässigen Nachweis zu ermöglichen. Schließlich soll die Vorrichtung kompakt, robust und einfach zu handhaben sein.Proceeding from the state of the art, the invention is therefore based on the object of enabling the detection of chlorate and possibly other contaminants in a simple and rapid manner with little outlay in terms of apparatus. Furthermore, the object of the invention is to obtain data after a short time and to enable reliable detection. Finally, the device should be compact, robust and easy to handle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Messvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by a measuring device according to claim 1 . Advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, eine Messvorrichtung mit einem 2- oder 3-Elektrodensystem zur Bestimmung von Chlorat in Wasser bereitzustellen, wobei die Messvorrichtung weiterhin mindestens zwei Sensoren enthält, ausgewählt unter Temperatursensor, pH-Messsonde, Durchflussmesser, Trübungsmesser, Messsonde für Chlor, Messsonde für Chlorit, Messsonde für Hypochlorit, Messsonde für Chlordioxid, Messsonde für die Leitfähigkeitsmessung, RedOx-Messsonde und Messsonde für ein Biozid, wobei die Sensoren zusammen in einer Messkammer angeordnet sind. Dabei soll das Wort „einer“ in Zusammenhang mit dem Begriff „in einer Messkammer angeordnet“ als Zahlwort „eins“ verstanden werden, d.h. alle in der Messkammer vorliegenden Sensoren und ggf. auch das 2- oder 3-Elektrodensystem sind in dieser Messkammer zusammen eingebaut.According to the invention, it is proposed to provide a measuring device with a 2- or 3-electrode system for determining chlorate in water, the measuring device also containing at least two sensors selected from a temperature sensor, pH measuring probe, flow meter, turbidity meter, measuring probe for chlorine, measuring probe for chlorite , measuring probe for hypochlorite, measuring probe for chlorine dioxide, measuring probe for conductivity measurement, RedOx measuring probe and measuring probe for a biocide, the sensors being arranged together in a measuring chamber. The word "one" in connection with the term "arranged in a measuring chamber" should be understood as the numerical word "one", i.e. all sensors present in the measuring chamber and possibly also the 2- or 3-electrode system are installed together in this measuring chamber .

Solche 2- oder 3-Elektrodensystem sind an sich bekannt und auch kommerziell erhältlich. Es handelt sich dabei um 2- oder 3-Elektrodensysteme, wie sie bisher zum Nachweis von Chlor, Chlorit, Chlordioxid, Ozon und Peressigsäure verwendet wurden. Diese können, falls erforderlich, angepasst werden, um Chlorat zu bestimmen, beispielsweise durch Wahl eines Elektrolyten und/oder einer Membran.Such 2- or 3-electrode systems are known per se and are also commercially available. These are 2- or 3-electrode systems, as previously used to detect chlorine, chlorite, chlorine dioxide, ozone and peracetic acid. If necessary, these can be adapted to determine chlorate, for example by choosing an electrolyte and/or a membrane.

Im Hinblick auf die unterschiedliche Struktur des mit der erfindungsgemäßen Verwendung gemessenen Ions Chlorat und den Molekülen Chlor, Chlorit, Chlordioxid, Ozon und Peressigsäure, war es für den Fachmann nicht zu erwarten, dass die an sich dafür eingesetzten 2- oder 3-Elektrodensysteme auch für die Bestimmung von Chlorat verwendet werden können.In view of the different structure of the chlorate ion measured with the use according to the invention and the molecules chlorine, chlorite, chlorine dioxide, ozone and peracetic acid, it was not to be expected by the person skilled in the art that the 2- or 3-electrode systems used for this purpose would also be used for the determination of chlorate can be used.

Die Handhabung, Inbetriebnahme und Wartung der Elektrodensysteme sind einfach. Ferner liefern sie zuverlässige Ergebnisse. Die Elektrodensysteme sind ferner sehr lange haltbar. Verschleißteile sind nur der Elektrolyt und Membrankappen. Ferner ist bei den Elektrodensysteme die Anströmabhängigkeit gering. Veränderungen der Anströmung haben nur geringe Auswirkungen auf das Messsignal. Des Weiteren ist die Stabilität der Elektroden über einen langen Zeitraum sehr gut. Der Steilheitsverlust beträgt nur ca. 1 % pro Monat. Ferner ist das Messsignal bei den Elektrodensystemen niederohmig, so dass lange Messleitungen möglich sind.The handling, commissioning and maintenance of the electrode systems are easy. They also provide reliable results. The electrode systems are also very durable. Wear parts are only the electrolyte and membrane caps. Furthermore, in the case of the electrode systems, the inflow dependency is low. have changes in the flow only minor effects on the measurement signal. Furthermore, the stability of the electrodes is very good over a long period of time. The slope loss is only about 1% per month. Furthermore, the measurement signal in the electrode systems is low-impedance, so that long measurement lines are possible.

Das 2- oder 3-Elektrodensystem zur Bestimmung von Chlorat kann in einer Messzelle vorliegen, die in der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ausgebildet ist. Dabei kann es sich um an sich bekannte membranbedeckte Systeme handeln. Durch die Konstruktion von Messzellen können verschiedene elektrische Anschlüsse ausgestaltet werden, so dass eine Anpassung an kundenspezifische Bedürfnisse hinsichtlich der bei diesen vorhandenen Geräten (wie Mess- und Regelgeräte) in einfacher Weise möglich ist. Ferner können die Messzellen leicht ausgebaut und dann nachfolgend überprüft oder ggf. ersetzt werden.The 2- or 3-electrode system for determining chlorate can be present in a measuring cell that is configured in the measuring device according to the invention. These can be known membrane-covered systems. Different electrical connections can be designed through the construction of measuring cells, so that an adaptation to customer-specific needs with regard to the devices (such as measuring and control devices) that are present in these is easily possible. Furthermore, the measuring cells can be easily removed and then subsequently checked or, if necessary, replaced.

Unter dem Begriff „Bestimmung von Chlorat“ im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere die Bestimmung der Konzentration von Chlorat in wässrigen Medien verstanden. Die Vorrichtung kann daher beispielsweise zur kontinuierlichen Überwachung von Trink- oder Brauchwasseranlagen eingesetzt werden. Dabei durchströmt zumindest ein Teil des von der Trink- oder Brauchwasseranlage abgegebenen Wassers die Messvorrichtung, welche dabei zeitgesteuert oder kontinuierliche Messwerte erfasst.The term "determination of chlorate" in the context of the present invention is understood in particular as meaning the determination of the concentration of chlorate in aqueous media. The device can therefore be used, for example, for the continuous monitoring of drinking or process water systems. At least part of the water discharged from the drinking water or process water system flows through the measuring device, which records measured values in a time-controlled or continuous manner.

Dazu wird das 2- oder 3-Elektrodensystem mit der zu untersuchenden Wasserprobe in Kontakt gebracht. Das Wasser dazu kann aus Trinkwasser, Schwimmbeckenwasser, Brauchwasser, oder Wasser aus einem Wasserreservoir stammen. Damit diese Arten von Wasserquellen eingesetzt werden können, ist es nicht erforderlich, sie speziell aufzubereiten, bevor sie mit den 2- oder 3-Elektrodensystemen in Kontakt gebracht werden.To do this, the 2- or 3-electrode system is brought into contact with the water sample to be examined. The water for this can come from drinking water, swimming pool water, process water, or water from a water reservoir. In order for these types of water sources to work, it is not necessary to specially treat them before they are brought into contact with the 2 or 3 electrode systems.

Wie vorstehend beschrieben wurde, liegen in der erfindungsgemäßen Messvorrichtung mindestens zwei Sensoren (neben dem 2- oder 3-Elektrodensystem zur Bestimmung von Chlorat in Wasser) vor. Mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist es also möglich, nicht nur Chlorat, sondern auch andere Bestandteile und/oder Parameter des zu untersuchenden Wassers zu messen. Eine mögliche Kombination ist eine Messsonde für freies Chlor und/oder Chlordioxid, ein 2- oder 3-Elektrodensystem für die Bestimmung von Chlorat, sowie ggf. eine pH-Messsonde, ggf. eine RedOx-Messsonde und ggf. eine Messsonde für die Leitfähigkeitsmessung. Eine weitere Möglichkeit für die Art der Kombination der Messsonden ist ggf. ein Durchflussmesser, ein 2- oder 3-Elektrodensystem zur Bestimmung von Chlorat, ggf. eine pH-Messsonde und ggf. ein Temperatursensor und/oder ggf. eine Messsonde für ein Biozid. Eine weitere Kombination umfasst das 2- oder 3-Elektrodensystem zur Bestimmung von Chlorat, eine Messsonde für Chlordioxid und/oder eine Messsonde für Hypochlorit, ggf. eine Messsonde für ein Biozid, ggf. eine pH-Messsonde, ggf. eine RedOx-Messsonde und ggf. eine Messsonde für die Leitfähigkeitsmessung.As described above, there are at least two sensors (in addition to the 2- or 3-electrode system for determining chlorate in water) in the measuring device according to the invention. With the measuring device according to the invention it is therefore possible to measure not only chlorate but also other components and/or parameters of the water to be examined. A possible combination is a measuring probe for free chlorine and/or chlorine dioxide, a 2- or 3-electrode system for the determination of chlorate, and if necessary a pH measuring probe, if necessary a RedOx measuring probe and if necessary a measuring probe for conductivity measurement. A further possibility for the type of combination of the measuring probes is possibly a flow meter, a 2- or 3-electrode system for determining chlorate, possibly a pH measuring probe and possibly a temperature sensor and/or possibly a measuring probe for a biocide. Another combination includes the 2- or 3-electrode system for determining chlorate, a measuring probe for chlorine dioxide and/or a measuring probe for hypochlorite, if necessary a measuring probe for a biocide, if necessary a pH measuring probe, if necessary a RedOx measuring probe and if necessary, a measuring probe for the conductivity measurement.

In einer Ausführungsform können drei, vier, fünf oder mehr der Sensoren in der einen Messkammer vorliegen.In one embodiment, there may be three, four, five or more of the sensors in the one measurement chamber.

In einer weiteren Ausführungsform können die Sensoren Membransensoren sein.In a further embodiment, the sensors can be membrane sensors.

Ferner kann in einer Ausführungsform das 2- oder 3 Elektrodensystem zur Bestimmung von Chlorat in Wasser zusammen mit den Sensoren in der einen Messkammer angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, dass das 2- oder 3-Elektrodensystem in einer weiteren Messkammer, d.h. in einer anderen Messkammer als die Sensoren, vorliegt.Furthermore, in one embodiment, the 2- or 3-electrode system for determining chlorate in water can be arranged together with the sensors in one measuring chamber. However, it is also possible for the 2- or 3-electrode system to be present in another measuring chamber, i.e. in a different measuring chamber than the sensors.

In einer Ausführungsform umfasst das 2-Elektrodensystem eine Messelektrode, die aus Gold besteht oder dieses enthält, eine gemeinsame Gegen- und Bezugselektrode, die aus Silber besteht oder dieses enthält und mit einem optionalen Überzug versehen ist, der aus Silberhalogenid besteht oder dieses enthält, wobei zwischen den beiden Elektroden eine Vorspannung angelegt ist.In one embodiment, the 2-electrode system comprises a measuring electrode consisting of or containing gold, a common counter and reference electrode consisting of or containing silver and provided with an optional coating consisting of or containing silver halide, wherein a bias voltage is applied between the two electrodes.

In einer anderen Ausführungsform umfasst das 3-Elektrodensystem eine Messelektrode, die aus Gold besteht oder dieses enthält, eine Bezugselektrode, die aus Silber besteht oder dieses enthält und mit einem optionalen Überzug versehen ist, der aus Silberhalogenid besteht oder dieses enthält, sowie eine Gegenelektrode, die aus Edelstahl besteht oder diesen enthält, wobei mittels eines Potentiostaten die Messelektrode auf einem Arbeitspotential gehalten wird.In another embodiment, the 3-electrode system comprises a measuring electrode consisting of or containing gold, a reference electrode consisting of or containing silver and provided with an optional coating consisting of or containing silver halide, and a counter electrode, which consists of stainless steel or contains it, with the measuring electrode being kept at a working potential by means of a potentiostat.

In einer Ausführungsform beträgt die Einlaufzeit des 2- oder 3-Elektrodensystems weniger als 1 Stunde, beispielsweise weniger als 45 Minuten oder weniger als 30 Minuten. In einer weiteren Ausführungsform ist es nicht erforderlich, bei dem 2- oder 3-Elektrodensystem einen Nullpunktabgleich durchzuführen. Es ist also kein sogenanntes Nullwasser erforderlich. Der Aufwand für diese Art der Kalibrierung ist daher gering, da nur ein Einpunktabgleich durchgeführt wird.In one embodiment, the break-in time of the 2- or 3-electrode system is less than 1 hour, for example less than 45 minutes or less than 30 minutes. In a further embodiment it is not necessary to carry out a zero point adjustment in the case of the 2- or 3-electrode system. No so-called zero water is therefore required. The effort for this type of calibration is therefore low, since only a one-point adjustment is carried out.

In einer Ausführungsform ist das 2- oder 3-Elektrodensystem mit einer Temperaturkompensation kombiniert. Wenn das 2- oder 3-Elektrodensystem in einer Messzelle eingesetzt ist, kann die Temperaturkompensation in der Messzelle integriert sein.In one embodiment, the 2- or 3-electrode system is combined with temperature compensation. If the 2- or 3-electrode system is used in a measuring cell, the temperature compensation can be integrated in the measuring cell.

In einer Ausführungsform beträgt die Ansprechzeit (d.h. die Zeit, bis ca. 90 % des Endwertes erreicht werden) des 2- oder 3-Elektrodensystems ca. 2 Minuten oder weniger, beispielsweise 90 Sekunden oder weniger, wie 1 Minute oder weniger.In one embodiment, the response time (ie the time to reach about 90% of the final value) of the 2 or 3 electrode system is about 2 minutes or less, for example 90 seconds or less, such as 1 minute or less.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung, insbesondere in den vorstehende beschriebenen Ausführungsformen, ein kontrollierter und sicherer Durchfluss des zu untersuchenden Wassers erzeugt werden kann. Damit ist es möglich, ohne Weiteres die auf dem Markt verfügbaren Membransonden zu verwenden, die vorteilhafterweise eingesetzt werden, da sie nur einen geringen Wartungsaufwand erfordern.Surprisingly, it has now been found that with the measuring device according to the invention, in particular in the embodiments described above, a controlled and safe flow of the water to be examined can be generated. This makes it possible to readily use the membrane probes available on the market, which are advantageously used because they require little maintenance.

Neben dem 2- oder 3-Elektrodensystem, mit dem Chlorat bestimmt wird, kann noch eine oder mehrere weiter Sensoren vorliegen, die insbesondere zur Bestimmung von Chlor, Chlorit, Chlordioxid, Ozon und/oder Peressigsäure eingesetzt werden können.In addition to the 2- or 3-electrode system with which chlorate is determined, there can be one or more other sensors that can be used in particular to determine chlorine, chlorite, chlorine dioxide, ozone and/or peracetic acid.

In einer Ausführungsform können die Messwerte des 2- oder 3-Elektrodensystem und der optionalen Messung von weiteren Parametern, wie Konzentration von Desinfektionswirkstoffen, Temperatur und/oder pH-Wert und/oder Durchfluss und/oder Trübung in einer Steuer- oder Regeleinheit verarbeitet werden. Eine solche Verarbeitung kann die Visualisierung der Messwerte umfassen, beispielsweise mit einem Display oder einer LED-Zeile mit Ampelfarben. Die Messwerte der Messelektrode können zur Regelung der Zugabe von Desinfektionsmittel verwendet werden.In one embodiment, the measured values of the 2- or 3-electrode system and the optional measurement of other parameters such as the concentration of disinfecting agents, temperature and/or pH value and/or flow and/or turbidity can be processed in a control or regulation unit. Such processing can include the visualization of the measured values, for example with a display or an LED line with traffic light colors. The measured values of the measuring electrode can be used to regulate the addition of disinfectant.

Die Messwerte der 2- oder 3-Elektrodensystem und optional auch die Messwerte der Messung weiterer Parameter, wie Konzentration von Desinfektionswirkstoffen, Temperatur und/oder pH-Wert und/oder Durchfluss und/oder Trübung können in einem Datenspeicher gespeichert werden. Der Datenspeicher kann dazu mit der Steuer- oder Regeleinheit verbunden sein.The measured values of the 2- or 3-electrode system and optionally also the measured values of the measurement of other parameters such as the concentration of disinfecting agents, temperature and/or pH value and/or flow and/or turbidity can be stored in a data memory. For this purpose, the data memory can be connected to the control or regulation unit.

Die Messwerte des 2- oder 3-Elektrodensystems und optional auch die Messwerte der Messung der Konzentration von Desinfektionswirkstoffen, Temperatur und/oder pH-Wert und/oder Durchfluss können mit einer Datenfernübertragungseinrichtung übertragen werden Hierzu kann die Steuer- oder Regeleinrichtung mit einer Kabelverbindung oder einer drahtlosen Verbindung mit einer räumlich abgesetzten Empfangseinheit verbunden sein.The measured values of the 2- or 3-electrode system and optionally also the measured values of the measurement of the concentration of disinfectants, temperature and/or pH value and/or flow can be transmitted with a remote data transmission device. For this purpose, the control or regulation device can be connected with a cable or a be connected wirelessly to a remote receiving unit.

Mit vorstehenden Bauelementen ist eine Steuerung oder eine Regelung oder/und eine Überwachung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung möglich. So kann beispielsweise ein Sollwert oder ein Sollwertbereich mit Ober- und Untergrenzen festgelegt werden. Wird dieser über- oder unterschritten, kann ein Signal erzeugt werden, so dass dann beispielsweise die Desinfektionsmittelmenge geregelt werden kann. Auf diese Weise können Chlorat-Grenzwerte bestimmt und überwacht werden.Control or regulation and/or monitoring of the measuring device according to the invention is possible with the above components. For example, a target value or a target value range with upper and lower limits can be defined. If this is exceeded or not reached, a signal can be generated so that the amount of disinfectant can then be regulated, for example. In this way, chlorate limit values can be determined and monitored.

Die Einrichtung zum Abzweigen von zu untersuchendem Wasser kann zumindest einen Regler oder zumindest ein Ventil aufweisen, die manuell, elektrisch oder pneumatisch bedient werden können, beispielsweise ein Zwei- oder Dreiwegeventil. Damit können die Wasserflussrichtungen eingestellt werden, so dass der Kreislauf für das Kalibrierverfahren ein- bzw. ausgeschaltet werden kann.The device for branching off water to be examined can have at least one regulator or at least one valve that can be operated manually, electrically or pneumatically, for example a two-way or three-way valve. This allows the water flow directions to be adjusted so that the circuit for the calibration procedure can be switched on or off.

Die Messvorrichtung kann eine Steuer- oder Regeleinrichtung aufweisen, in der die Messwerte des 2- oder 3-Elektrodensystems sowie gegebenenfalls der mindestens zwei Sensoren, wie Temperatursensor, der pH-Messsonde, des Trübungsmessers und/oder des Durchflussmessers und/oder eine Messsonde für Chlor, Chlorit, Hypochlorit oder Chlordioxid und/oder eine Messsonde für die Leitfähigkeitsmessung und/oder eine RedOx-Messsonde und/oder eine Messsonde für ein Biozid, verarbeitet werden.The measuring device can have a control or regulating device in which the measured values of the 2- or 3-electrode system and, if necessary, the at least two sensors, such as the temperature sensor, the pH measuring probe, the turbidity meter and/or the flow meter and/or a measuring probe for chlorine , chlorite, hypochlorite or chlorine dioxide and/or a measuring probe for conductivity measurement and/or a redox measuring probe and/or a measuring probe for a biocide.

Ferner kann die Messvorrichtung einen Datenspeicher aufweisen, in welchem die Messwerte des 2- oder 3-Elektrodensystems sowie der mindestens zwei weiteren Sensoren gespeichert werden. Weiterhin kann die Messvorrichtung eine Datenfernübertragungseinrichtung aufweisen.Furthermore, the measuring device can have a data memory in which the measured values of the 2- or 3-electrode system and the at least two other sensors are stored. Furthermore, the measuring device can have a remote data transmission device.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Dabei zeigt

1 eine erfindungsgemäße Messvorrichtung.
2 zeigt eine Ausführungsform eines Gehäuse einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung in der Aufsicht.
3 zeigt eine Ausführungsform eines Gehäuse einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung im Schnitt.

The invention is to be explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive idea. while showing

1 a measuring device according to the invention.
2 shows an embodiment of a housing of a measuring device according to the invention in plan view.
3 shows an embodiment of a housing of a measuring device according to the invention in section.

Anhand der 1 wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 1 zum Nachweis von Chlorat erläutert. Ferner wird auch das Verfahren zum Kalibrieren unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben. Bei diesem Kalibrierverfahren wird zwischen einem ersten Betriebszustand, welcher den Normalbetrieb darstellt, und einem zweiten Betriebszustand, welcher den Kalibrierbetrieb darstellt, unterschieden.Based on 1 the functioning of the measuring device 1 according to the invention for the detection of chlorate is explained. Furthermore, the method for calibrating with reference to the 1 described. In this calibration method, a distinction is made between a first operating state, which represents normal operation, and a second operating state, which represents calibration operation.

1 zeigt eine Zuleitung 6 für Wasser, über welche Wasser aus einer nicht dargestellten Wasserversorgungseinrichtung, beispielsweise einem Hochbehälter oder einer Quellfassung, der Messvorrichtung 1 zugeführt werden kann. Die Zuleitung 6 kann mit einem Druckminderer ausgestattet sein, um in der Messkammer 4 und der weiteren Messkammer 5 einen konstanten Arbeitsdruck einzustellen. 1 shows a supply line 6 for water, via which water can be supplied to the measuring device 1 from a water supply device (not shown), for example an elevated tank or a spring catchment. The supply line 6 can be equipped with a pressure reducer in order to set a constant working pressure in the measuring chamber 4 and the further measuring chamber 5 .

In der Messvorrichtung 1 befindet sich eine Einrichtung 7 zum Abtrennen der Zufuhr des zu untersuchenden Wassers, beispielsweise ein Zweiwegeventil. Die Einrichtung 7 kann manuell oder elektrisch oder pneumatisch bedient werden. Die Einrichtung 7 kann an eine nicht dargestellte elektronische Steuer- oder Regeleinrichtung angeschlossen sein, um einen vollautomatischen Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu ermöglichen.In the measuring device 1 there is a device 7 for cutting off the supply of the water to be examined, for example a two-way valve. The device 7 can be operated manually or electrically or pneumatically. The device 7 can be connected to an electronic control or regulating device, not shown, in order to enable fully automatic operation of the device according to the invention.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel strömt das abgezweigte Wasser hinter der Einrichtung 7 in die weitere Messkammer 5, in welcher zumindest ein 2- oder 3-Elektrodensystem 2 angeordnet ist, mit welcher die Konzentration von Chlorat bestimmt wird. Diese weitere Messkammer 5 ist mit der Messkammer 4 über eine Leitung 12 verbunden. In dieser Messkammer 4 befinden sich mindestens zwei Sensoren 3, 3', 3''. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel liegen in der Messkammer 4 drei Sensoren 3, 3', 3'' vor. Ferner kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung die weitere Messkammer 5 entfallen und das 2- oder 2-Elektrodensystem 2 zusammen mit den Sensoren 3, 3', 3'' in der Messkammer 4 eingebaut sein. Die Messkammer 4 kann mit einer Entnahmevorrichtung 8 versehen sein, mit welcher Wasserproben aus der Messkammer 4 entnommen werden können.In the exemplary embodiment shown, the diverted water flows behind the device 7 into the further measuring chamber 5, in which at least one 2- or 3-electrode system 2 is arranged, with which the concentration of chlorate is determined. This further measurement chamber 5 is connected to the measurement chamber 4 via a line 12 . At least two sensors 3, 3', 3'' are located in this measuring chamber 4. in the in 1 In the exemplary embodiment shown, three sensors 3, 3', 3'' are present in the measuring chamber 4. Furthermore, in some embodiments of the invention, the further measuring chamber 5 can be omitted and the 2- or 2-electrode system 2 can be installed in the measuring chamber 4 together with the sensors 3, 3', 3''. The measuring chamber 4 can be provided with a sampling device 8 with which water samples can be taken from the measuring chamber 4 .

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Entnahmevorrichtung 8 als Ablass- und Probeentnahmeventil am tiefsten Punkt der Messkammer 4 ausgebildet.In the exemplary embodiment shown, the sampling device 8 is designed as a drain and sampling valve at the lowest point of the measuring chamber 4 .

Alle Bauteile können in ein Gehäuse 9 eingebaut sein, welches in einigen Ausführungsformen der Erfindung aus einem einzigen Materialblock aus einem Metall oder einer Legierung oder einem Kunststoff gefertigt sein kann. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Gehäuse aus Aluminium oder Messing oder einem Edelstahl gefertigt werden, indem in den Materialblock Einfräsungen eingebracht werden. Diese Einfräsungen bilden die Messkammer 4, die weitere Messkammer 5 und die Leitungen 12. Weitere Komponenten wie beispielsweise die Messelektroden, die Einrichtung 7 oder die Zuleitung 6 können in Gewinde des Gehäuses eingeschraubt werden. Hierdurch kann die Endmontage und die Wartung vereinfacht sein.All components can be built into a housing 9, which in some embodiments of the invention can be made of a single block of material of a metal or an alloy or a plastic. In some embodiments of the invention, the housing can be made of aluminum or brass or high-grade steel by milling in the block of material. These millings form the measuring chamber 4, the further measuring chamber 5 and the lines 12. Further components such as the measuring electrodes, the device 7 or the supply line 6 can be screwed into the thread of the housing. As a result, final assembly and maintenance can be simplified.

Ferner kann die in der Figur gezeigte Messvorrichtung 1 eine Ableitung 10 für Wasser aufweisen, mit der das über die Zuleitung 6 in die Messvorrichtung 1 eingebrachte Wasser wieder abgeleitet wird. Weiterhin kann vor der Ableitung 10 eine Sperrvorrichtung 13 vorgesehen sein, mit der das Ableiten von Wasser aus der Messvorrichtung 1 verhindert wird, so dass im Ergebnis das Wasser in der Messvorrichtung 1 verbleibt und somit im Kreislauf an den Sensoren 3 der Messkammer 4 und dem 2- oder 3- Elektrodensystem 2 kontinuierlich in den in 1 dargestellten Leitungen 12 vorbei geleitet wird. In der Messvorrichtung 1 kann hierzu weiterhin eine optionale Pumpe 14 vorhanden sein, mit der der Wasserfluss in den Leitungen 12 der Messvorrichtung 1 gewährleistet wird, auch wenn die Vorrichtung nicht über die Zuleitung 6 und die Ableitung 10 durchströmt wird.Furthermore, the measuring device 1 shown in the figure can have a drain line 10 for water, with which the water introduced into the measuring device 1 via the supply line 6 is drained off again. Furthermore, a blocking device 13 can be provided in front of the discharge line 10, with which the discharge of water from the measuring device 1 is prevented, so that the water remains in the measuring device 1 and thus in the circuit at the sensors 3 of the measuring chamber 4 and the 2nd - or 3- electrode system 2 continuously in the in 1 lines 12 shown is routed past. For this purpose, an optional pump 14 can also be present in the measuring device 1 with which the water flow in the lines 12 of the measuring device 1 is ensured even if the device does not flow through the supply line 6 and the discharge line 10 .

Im ersten Betriebszustand der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 1 (Normalbetrieb) wird das über die Zuleitung 6 eingeleitete Wasser an dem 2- oder 3-Elektrodensystem und an den Sensoren 3, 3', 3'' vorbei geleitet und damit auch in Kontakt gebracht. Es werden dann im Wasser die entsprechenden Parameter gemessen. Damit kann eine Kontrolle, Überwachung und Regelung der Parameter ermöglicht werden. Beispielsweise können Ober- und Untergrenzen festgelegt werden und beim Über- bzw. Unterschreiten dieser Grenzwerte können entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen werden. Sollte beispielsweise der Chlorat-Wert sinken oder steigen, kann durch Regeleingriffe der Chlorat-Wert wieder auf den gewünschten Soll-Bereich eingestellt werden. Dies kann durch eine entsprechende Regeleinrichtung automatisch erfolgen.In the first operating state of the measuring device 1 according to the invention (normal operation), the water fed in via the supply line 6 is routed past the 2- or 3-electrode system and the sensors 3, 3', 3'' and thus also brought into contact. The corresponding parameters are then measured in the water. This allows the parameters to be checked, monitored and regulated. For example, upper and lower limits can be defined and appropriate countermeasures can be taken if these limit values are exceeded or not reached. If, for example, the chlorate value falls or rises, the chlorate value can be set back to the desired target range by means of control interventions. This can be done automatically by a corresponding control device.

Um das 2- oder 3-Elektrodensystem 2 erstmalig oder regelmäßig im Betrieb zu kalibrieren, kann die Messvorrichtung 1 in den zweiten Betriebszustand geschaltet werden.In order to calibrate the 2- or 3-electrode system 2 for the first time or regularly during operation, the measuring device 1 can be switched to the second operating state.

Um in den zweiten Betriebszustand zu schalten, in dem die Kalibrierung erfolgt, wird sowohl die Einrichtung 7 als auch die Sperrvorrichtung 13 geschlossen, so dass das in der Messvorrichtung enthaltene Wasser in einem geschlossenen Kreislauf an den Sensoren 3, 3', 3'' und dem 2- oder 3-Elektrodensystem 2 vorbei geleitet wird. Hierzu kann die Pumpe 14 eingesetzt werden, um die Strömung aufrecht zu erhalten. Das von der Wasserversorgungseinrichtung, beispielsweise einem Hochbehälter oder einer Quellfassung, an die Verbraucher gelieferte Wasser strömt im zweiten Betriebszustand vollständig an der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 1 vorbei.In order to switch to the second operating state, in which the calibration takes place, both the device 7 and the blocking device 13 are closed, so that the water contained in the measuring device flows in a closed circuit to the sensors 3, 3', 3'' and is routed past the 2- or 3-electrode system 2. For this purpose, the pump 14 can be used to maintain the flow. In the second operating state, the water supplied to the consumer by the water supply device, for example an elevated tank or a spring catchment, flows completely past the measuring device 1 according to the invention.

Durch den geschlossenen Kreislauf ist sichergestellt, dass sich die Konzentration der Desinfektionswirkstoffe im abgezweigten Wasser nicht ändert. Wenn zumindest der Messwert des 2- oder 3-Elektrodensystems 2, vorzugsweise aber auch die Messwerte der Sensoren 3, 3', 3'' konstant sind, wird die Entnahmevorrichtung 8 der Messkammer 4 geöffnet, sodass eine Probe entnommen werden kann. In dieser Probe wird die Konzentration von Chlorat oder anderen, mit den Sensoren 3, 3' oder 3'' erfassten Messwerten mit einem alternativen, als Normal dienenden Verfahren bestimmt. Beispielsweise kann dies photometrisch mit der DPD-Methode erfolgen. Der so bestimmte Wert wird sodann zur Kalibrierung des 2- oder 3-Elektrodensystems 2 verwendet. In ähnlicher Weise kann, falls erforderlich, die Kalibrierung der Sonden 3, 3', 3'' erfolgen.The closed circuit ensures that the concentration of Des infectious agents in the tapped water does not change. If at least the measured value of the 2- or 3-electrode system 2, but preferably also the measured values of the sensors 3, 3', 3'' are constant, the sampling device 8 of the measuring chamber 4 is opened so that a sample can be taken. In this sample, the concentration of chlorate or other measurements taken by sensors 3, 3' or 3'' is determined using an alternative method serving as a standard. For example, this can be done photometrically using the DPD method. The value determined in this way is then used to calibrate the 2- or 3-electrode system 2 . If necessary, the calibration of the probes 3, 3', 3'' can be carried out in a similar way.

Indem die Einrichtung 7 und die Sperrvorrichtung 13 wieder geöffnet werden, kann in den Normalbetrieb (d.h. den ersten Betriebszustand) zurückgeschaltet werden.By opening the device 7 and the locking device 13 again, it is possible to switch back to normal operation (i.e. the first operating state).

Die Kalibrierung mit dem zweiten Betriebszustand kann in vorgebbaren Zeitabständen erfolgen, beispielsweise täglich, wöchentlich oder häufiger oder seltener.The calibration with the second operating state can take place at definable time intervals, for example daily, weekly or more or less frequently.

Anhand der 2 und 3 wird eine Ausführungsform eines Gehäuses 9 näher erläutert. Dabei zeigt 2 eine Aufsicht und 3 einen Schnitt entlang der in 2 eingezeichneten Linie A-A.Based on 2 and 3 an embodiment of a housing 9 is explained in more detail. while showing 2 a supervisor and 3 a cut along the in 2 drawn line AA.

Das Gehäuse 9 ist aus einem einzigen Materialblock aus einem Metall oder einer Legierung oder einem Kunststoff gefertigt. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das Gehäuse aus Aluminium oder Messing oder einem Edelstahl gefertigt werden. In den das Gehäuse 9 bildenden Materialblock sind Bohrungen bzw. Einfräsungen eingebracht, in welchen die weiteren Komponenten der Messvorrichtung 2 montiert werden, beispielsweise durch Schrauben. Hierdurch kann die Wartung und die Endmontage einfach erfolgen und es ergibt sich ein robuster Aufbau.The housing 9 is made from a single block of material of metal or alloy or plastic. In some embodiments of the invention, the housing can be made of aluminum or brass or a stainless steel. In the block of material forming the housing 9 there are bores or milled indentations, in which the other components of the measuring device 2 are mounted, for example by means of screws. As a result, maintenance and final assembly can be carried out easily and the result is a robust structure.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, bilden diese Einfräsungen die Messkammer 4, die weitere Messkammer 5 und die Leitungen 12. Am äußeren Längsabschnitt der Messkammer 4 und der weiteren Messkammer 5 sind jeweils Innengewinde 45 und 55 eingebracht, in welche entweder Sensoren unmittelbar eingeschraubt werden oder mittels eines Deckels 41 befestigt werden können.As can be seen from the figures, these millings form the measuring chamber 4, the further measuring chamber 5 and the lines 12. Internal threads 45 and 55 are introduced on the outer longitudinal section of the measuring chamber 4 and the further measuring chamber 5, into which either sensors are screwed directly or can be fixed by means of a cover 41.

Für die Aufnahme einer Pumpe ist eine Pumpenausnehmung 141 eingefräst. Die Zuleitung 6 kann in ein Gewinde 61 am Ende der Leitung 12 in das Gehäuse eingeschraubt werden. In gleicher Weise erlaubt ein Gewinde 101 die Montage der Ableitung 10. Für die Sperrvorrichtung 13 steht eine Sperrvorrichtungsausnehmung 131 zur Verfügung.A pump recess 141 is milled to accommodate a pump. The supply line 6 can be screwed into a thread 61 at the end of the line 12 in the housing. In the same way, a thread 101 allows the assembly of the derivation 10. For the locking device 13, a locking device recess 131 is available.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Beschreibung oder die Ansprüche ,erste' und „zweite‟ Merkmale definieren, so dient dies der Unterscheidung gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.Of course, the invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The foregoing description is therefore not to be considered as limiting but as illustrative. It is to be understood in the following claims that a specified feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of other features. If the description or the claims define 'first' and 'second' features, this serves to distinguish between features of the same type without establishing a ranking.

Claims

Measuring device (1) with a 2- or 3-electrode system (2) for determining chlorate in water, characterized in that the measuring device (1) further contains at least two sensors (3, 3', 3''), which are selected a temperature sensor, a pH probe, a flow meter, a turbidity meter, a chlorine probe, a chlorite probe, a hypochlorite probe, a chlorine dioxide probe, a conductivity probe, a RedOx probe and/or a probe for a biocide, the sensors (3, 3', 3'') being arranged together in a measuring chamber (4).

Measuring device (1) according to claim 1 , further comprising a housing (9) which is made from a single block of material made of a metal or an alloy or a plastic.

Measuring device (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that there are three, four or five sensors (3, 3', 3''), these being arranged together in the measuring chamber (4).

Measuring device (1) according to one of Claims 1 until 3 , wherein the sensors (3, 3', 3'') are membrane sensors.

Measuring device (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the 2- or 3-electrode system (2) for determining chlorate in water is arranged in the measuring chamber (4).

Measuring device (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the 2- or 3-electrode system (2) for determining chlorate is arranged in a further measuring chamber (5).

Measuring device (1) according to one of Claims 1 until 6 , wherein the 2-electrode system (2) contains: a measuring electrode, which contains or consists of gold, and a common counter and reference electrode, which contains or consists of silver and is provided with a coating, which contains or consists of silver halide, wherein the measuring device also contains a potentiostat, with which a bias voltage can be applied between the two electrodes.

Measuring device (1) according to one of Claims 1 until 6 , wherein the 3-electrode system (2) has: a measuring electrode, which contains or consists of gold, and a reference electrode, which contains or consists of silver and is provided with a coating, which contains or consists of silver halide, and a counter-electrode, which consists of stainless steel or contains it, the measuring electrode being able to be brought to a predetermined working potential by means of a potentiostat.

Measuring device (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the 2- or 3-electrode system (2) for determining chlorate in water is combined with temperature compensation.