DE2218522A1

DE2218522A1 - Einrichtung zur kontinuierlichen truebungsmessung

Info

Publication number: DE2218522A1
Application number: DE19722218522
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Birkle
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1972-04-17
Filing date: 1972-04-17
Publication date: 1973-10-25
Also published as: JPS5237790B2; JPS4918078A; DE2218522C3; DE2218522B2

Description

Einrichtung zur kontinuierlichen Trübungsmessung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Trübungsmessung mit zwei gleichartigen Strahlungsquellen und zwei gleichartigen Empfängern, wobei die Strahlung jeder Strahlungsquelle jeweils beiden Empfängern zugeführt ist. Es ist eine derartige Einrichtung bekannt (DT-OS 1 934 281), bei der beide jeweils von einer Strahlungsquelle ausgehende Strahlengänge das Meßmedium durerdringen und eine unterschiedliche Weglänge aufweisen müssen. Um eine Trennung der Signale bewerkstelligen zu können, ist weder der beiden1 Empfänger wechselnd von jeder der beiden Strahlungsquellen angestrahltR der Wechsel kann auf mechanische oder elektrische Weise bewirkt werden. Aus den Ausgangsspannungen der Empfänger wird als Meßgröße ein Spannungswert gebildet, der dem Verhältnis der Produkte der Intensitäten je zweier nicht benachbarter, d. h. nicht zu einer gemeinsamen Strahlungsquelle und nicht zu einem gemeinsamen Strahlungsempfänger gehörenden Strahlen pro portional ist.
Bei der praktischen Ausführung einer derartigen Einrichtung steinen sich mehrere Nachteile heraus. Es ist, insbesondere bei Rauchdichtemessern, schwierig, in dem das Meßmedium führenden Querschnitt vier Meßstrecken mit mindestens zwei unterschiedlichen Weglängen vorzusehen, in welchen die Verteilung der die Trübung verursachenden Teilchen und damit die Absorptionskonstante des Meßmediums einigermaßen gleich ist.
Die zur Produktbildung notwendige alternierende Messung der Strahlungsintensitäten in den vier Strahlengängen kann von Störlicht beeinflußt werden.
Es besteht demgemäß die Aufgabe, eine Einrichtung zur kontinuierlichen Trübungsmessung zu schaffen, bei der die durch Temperaturgang oder Fertigungstoleranzen hervorgerufenen unterschliedlichen Eigensschaften von Strahlungsquellen und Empfängern automatisch auageglichen werden und welche die Nachteile der bekannten Meßeinrichtungen nicht aufweist.
Eine Lösung der Aufgabe wird in einer Einrichtung zur kontinuierlichen Trübungsmessung der eingangs genannten Art gesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Strahlungsquellen mit unterschiedlicher Frequenz amplitudenmodulierte Strahlung abgeben und daß den Empfängern jeweils ein ungeschwächter Strahlungsanteil der einen Strahlungsquelle und ein das Meßmedium auf Meßstrecken gleicher Länge durchdringender und infolgedessen geschwächter Strahlungsanteil der anderen Strahlungsquelle zugeführt sind, und daß aus den frequenzmäßig getrennten Ausgangssignalen der Empfänger der einer Strahlungsquelle zugeordnete, ein Maß für die Meßgröße bildende Quotient aus der Differenz der ungeschwächten und geschwäehten Strahlungsanteile und dem ungeschwächten Strahlungsanteil gebildet ist, wobei der ebenso gebildete, der anderen Strahlungsquelle zugeordnete Quotient elektrisch auf die Größe des ersten Quotienten geregelt ist.
Infolge der Quotientenbildung ist es möglich, den Einfluß schwankender oder unterschiedlicher Intensitäten der Strahlungsquellen auf das Meßergebnis auszuschalten. Der elektrisch vorgenommene Angleich des zweiten Quotienten an die Größe des ersten Quotienten schaltet den Einfluß unterschiedlicher Empfängerempfindlichkeiten aus.
Zur Erläuterung der Erfindung ist eine beispielhafte Prinzipschaltung in der Figur dargestellt und im folgenden beschrieben.
Beiderseits einer das Meßmedium M führenden Leitung S, beispielsweise eines Schornsteins, sind jeweils eine Strahlungsquelle und ein Emfänger L1, D1 bzw. L2, D2 gruppiert. Die von der Strahlungsquelle L1 ausgehende Strahlung ist in zwei Strahlengänge aufgeteilt. Der eine Strahlungsanteil all fällt direkt auf den Empfänger Dl. Der andere Strahlengang enthält die das Medium M durchsetzende Meßstrecke. Der entsprechend dem Absorptionsgrad des Meßmediums M geschwächte Strahlungsanteil a12 aus der Strahlungsquelle B1 trifft auf den zweiten Empfänger D2. In gleicher Weise wird dem Empfänger D2 ein Strahlungsanteil b22 der Strahlungsquelle 12 direkt und ein Strahlungsanteil b21 dem Empfänger D1 indirekt über eine das Meßmedium M durchdringende Meßstrecke gleicher Länge zugeführt. Die von der Strahlungsquelle B1 ausgesandte Strahlung ist mit der Frequenz fl amplitudemmoduliert, die von der Strahliingsquelle 12 ausgehende Strahlung mit der von der Frequenz fl verschiedenen Frequenz f2.
Mit Hilfe von schmalbandigen Verstärkern als Frequenzweichen in den den Empfängern D1 und D2 nachgeschalteten elek--tronischen Auswerteeinrichtungen, die hier nicht im einzelnen dargestellt sind, lassen sich die Strahlungsanteile gemäß ihrem Intensitätsverhältnis all : b21 bzw. b22 : a12 aus dem elektrischen Ausgangssignal der Empfänger trennen und einer Rechenschaltung zuführen, welche die Quotienten a11 - a12 b22 - b21 q1 = # und q2 = # a11 b22 bildet. Der Quotient ql ist ein Maß für die in der Meßstrecke auftretende Absorption, die Quotientenbildung bewiikt eine Eliminierung des Einflusses schwankender Intensitäten der Strahlungsquellen auf das Meßergebnis.
Unterschiede in der Empfindlichkeit der Empfänger werden dadurch ausgeglichen, daß mit Hilfe einer Regelschaltung die Empfindlichkeit des anderen Empfängers bzw. die Verstärkung des anschließenden Verstärkers so geregelt wird, da'-ß ql - q2 wird.
Bei der gezeigten Anordnung sind nur noch zwei das Meßmedium durchdringende Meßstrecken gleicher länge notwendig, welche eng benachbart angeordnet sein können In einer Abwandlung der in der Figur gezeigten Anordnunß gen können auch beide Empfänger und beide Strahler auf der gleichen Seite der das Meßmedium führenden leitung S angeordnet sein, wobei auf der anderen Seite ein Spiegel vorzusehen ist. Die Meßstrecke wird dadurch auf das Doppelte verlängert, was insbesondere bei geringem oaer ungleichmäßigem Absorptionsgrad des Meßmediums zu besseren Meßergebnissen führt.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Lumineszenz-oder Laserdioden als Strahlungsquellen T1 und 12, da deren Strahlung in einem großen Bereich bis zu hohen Frequenzen modulierbar ist. Somit können Frequenzen fl und f2 ausgewählt werden, die außerhalb der Frequenz einstreuender Störfelder liegen.
1 Patentanspruch 1 Figur

Claims

Patentanspruch Einrichtung zur kontinuierlichen Trübungsmessung mit zwei gleichartigen Strahlungsquellen und zwei gleichartigen Empfängern, wobei die Strahlung jeder Strahlungsquelle jeweils beiden Empfängern zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquellen (11, 2) mit unterschiedlicher Frequenz (f 1, f2) amplitudenmodulierte Strahlung abgeben, und daß den Empfängern (D1, D2) jeweils ein ungeschwächter Strahlungsanteil (all bzw. b22) der einen Strahlungsquelle (B1 bzw. L2) und ein das Meßmedium (M) auf Meßstrecken gleicher länge durchdringender und infolgedessen geschwächter Strahlungsanteil (b21 bzw. a12) der anderen Strahlungsquelle (X2 bzw. L1) zugeführt sind, und daß aus den frequenzmäßig getrennten Äusgangssignalen der Empfänger (D1, D2) der einer Strahlungsquelle (L1) zugeordnete, ein Maß für die Meßgröße bildende Quotient aus der Differenz der ungeschwächten und geschwächten Strahlungsanteile (all - a12) und dem ungeschwächten Strahlungsanteil (all) gebildet ist, wobei der ebenso gebildete, der anderen Strahlungsquelle (L2) zugeordnete zweite Quotient elektrisch auf die Größe des ersten Quotienten geregelt ist.

L e e r s e i t e