DE29606210U1

DE29606210U1 - Vorrichtung zur Messung des Gasgehaltes in Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE29606210U1
Application number: DE29606210U
Authority: DE
Original assignee: FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2006-04-05

Description

Bezeichnung: Vorrichtung zur Messung des Gasgehaltes in

Flüssigkeiten

Beschreibung
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In vielen Flüssigkeiten sind Gase enthalten, und zwar sowohl in ungelöster Form, also in Form feiner Gasblasen, als auch in gelöster Form. Wird nun eine derartige Flüssigkeit Änderungen von Druck und/oder Temperatur unterworfen, was beispielsweise bei einem Transport einer derartigen Flüssigkeit mit Hilfe einer Pumpe bei einem Zerstäuben oder ähnlichen Behandlungen der Fall ist, treten je nach der Änderung von Druck und/oder Temperatur diese Gasanteile aus. Dies kann beispielsweise zu einer unerwünschten Schaumbildung führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung des Gasgehaltes in Flüssigkeiten, insbesondere ölen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung gelöst, mit einem dicht verschließbaren Probenbehälter, der in seinem oberen Bereich mit einer Gasmeßskala versehen ist und der mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks im Probenbehälter in Verbindung steht. Der Probenbehälter weist hierbei ein fest vorgegebenes Füllvolumen auf, so daß zu Meßzwecken eine abgeschlossene Probe der gashaltigen Flüssigkeit mit vorgegebenem Volumen bei bestehendem Druck und bestehender Temperatur im Probenbehälter vorhanden ist. Wird nun mit Hilfe der ünterdruckeinrichtung der Druck im Probenbehälter abgesenkt, werden nicht nur die Gasblasen abgeschieden, sondern es treten entsprechend dem Henry Dalton'sehen Gesetz auch die in der Flüssigkeit gelösten Gasanteile aus und sammeln sich im oberen Bereich des Probenbehälters. Anschließend wird der erzeugte Unterdruck wieder zurückgenommen, so daß über die im oberen Bereich vorhandene Gasmeßskala das Volumen der insgesamt in der Probe enthaltenen ungelösten und zuvor gelösten

Gasanteile erfaßt werden kann. Sofern man die Gasanteile möglichst vollständig bestimmen will, wird der Druck möglichst bis auf einen Absolutdruck unter 50 mbar abgesenkt.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks durch wenigstens eine Kolben-Zylinder-Einheit gebildet wird, die mit dem Probenbehälter in Verbindung steht.

IC In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einrichtung zur Erzeugung des Unterdrucks eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit aufweist, über die ein vorgegebenes Druckniveau im Probenbehälter einstellbar ist. Bei dieser Ausgestaltung werden zunächst beide Kolben-Zylinder-Einheiten betätigt, so daß der gewünschte Unterdruck im Probenbehälter entsteht und die gelösten Gasanteile austreten können. Anschließend wird die erste, in ihrem Pumpvolumen größere Kolben-Zylinder-Einheit wieder auf Null zurückgefahren, so daß der gesamte Zylinderinhalt in den Probenbehälter zurückgepumpt wird. Die zweite, ein kleineres Füllvolumen aufweisende Kolben-Zylinder-Einheit wird anschließend so weit zurückgefahren, bis ein vorgegebenes Druckniveau im Probenbehälter sich einstellt. Damit ist es möglich, das Volumen des gesamten Gasgehaltes mit der Gasmeßskala im oberen Bereich zu bestimmen, während das relativ zum Ausgangszustand vor der Anlegung des Unterdrucks durch das Austreten der Gasanteile entstandene Mehrvolumen über den nach der Rückstellung des Kolbens der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit verbleibenden Restkolbenweg erfaßt werden kann. Aus diesem zusätzlichen Volumen läßt sich unter Berücksichtigung von Druck und Temperatur der aus der Lösung ausgetretenene Gasanteil ermitteln.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Probenbehälter mit einem Zulaufventil und einem Ablaufventil versehen ist. Diese Anordnung erlaubt es, die Vorrichtung selbst in einer Bypaßschaltung zu einer Förderleitung anzuordnen, so daß die Möglichkeit gegeben

ist, zu beliebigen Zeiten als Stichproben die gewünschte Messung des Gasgehaltes vorzunehmen.

Die Erfindung wird anhand einer schematischen Zeichnung für ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte Meßvorrichtung weist einen beispielsweise vertikal ausgerichteten zylindrischen Probenbehälter 1 mit einem vorgegebenen Füllvolumen auf. Der Probenbehälter 1 ist an seinem unteren Ende mit einem Zulaufventil 2 und an seinem oberen Ende mit einem Ablaufventil 3 versehen, so daß der Probenbehälter 1 als Bypaß zu einer Förderleitung4 geschaltet werden kann.

Zumindest in seinem oberen Bereich weist der Probenbehälter 1 einen durchsichtigen Wandbereich auf, der mit einer Gasmeßskala 5 versehen ist, so daß bei einem entsprechenden Flüssigkeitsstand im Probenbehälter 1 das oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche verbleibende, mit Gas gefüllte Raumvolumen ablesbar ist.

Das untere Ende des Probenbehälters 1 steht mit einer Einrichtung 6 zur Erzeugung eines Unterdrucks in Verbindung, die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung gebildet wird. Die Kolben-Zylinder-Anordnung weist eine erste großvolumige Kolben-Zylinder-Einheit 6.1 auf, deren Kolben 7.1 beim Befüllen des Probenbehälters 1 am Zylinderboden 8.1 anliegt.

Ferner ist eine zweite kleinvolumige Kolben-Zylinder-Einheit 6.2 vorgesehen, deren Kolben 7.2 beim Befüllen des Probenbehälters 1 ebenfalls am zugeordneten Zylinderboden 8.2 anliegt, so daß in dieser Ausgangslage beide Kolben-Zylinder-Einheiten ungefüllt sind.

Das Füllvolumen des Probenbehälters 1 ist einschließlich der Volumina in den Verbindungsleitungen zu den Ventilen und 3 sowie zu den Kolben-Zylinder-Einheiten 6.1 und 6.2

und zu einer Druckmeßeinrichtung 9 vorbekannt und bestimmt das Probenvolumen Vq.

Zusätzlich zu der Druckmeßeinrichtung 9 ist wenigstens eine Temperaturmeßeinrichtung 10 vorgesehen, die beispielsweise im Bereich der Zuleitung hinter dem Zulaufventil 2 angeordnet ist, so daß jeweils der Druck im Probenbehälter 1 sowie die jeweilige Temperatur der Füllung des Probenbehälters 1 gemessen werden kann. Um Meßfehler weitgehend ausschließen zu können, ist es zweckmäßig, mehrere Temperaturmeßeinrichtungen an unterschiedlichen Stellen des Probenbehälters vorzusehen, u. a. auch im Bereich der zu erwartenden Gasblasen am oberen Behälterende.

Die Zuleitung 12 zwischen dem Zulaufventil 2 und dem Probenbehälter 1 wird zweckmäßigerweise schräg zum Probenbehälter 1 ansteigend angeordnet, um eine sogenannte "Gasfalle" zu vermeiden, die die Volumenbestimmung mit Hilfe der Gasmeßskala 5 verfälschen würde. Aus dem gleichen Grund muß die Druckmeßeinrichtung 9 mit ihrer Zuleitung 9.1 "hängend" angeordnet werden.

Nach dem Füllen des Probenbehälters 1 werden nun beide Kolben 7.1 und 7.2 der Kolben-Zylinder-Anordnung 6 um ein vorgebbares Maß zurückgezogen, das beispielsweise durch eine, über die Druckmeßeinrichtung 9 gewünschte Druckabsenkung bestimmt wird. Infolge der Drucksenkung treten die in der zu untersuchenden Flüssigkeit, beispielsweise einem Schmieröl gelösten Gasanteile aus der Flüssigkeit aus und sammeln sich im oberen Bereich des Probenbehälters 1. Zur Bestimmung der aus der Lösung ausgetretenen Gasmenge wird nun der Kolben 7.1 wieder vollständig gegen den Zylinderboden 8.1 vorgefahren. Der Kolben 7.2 wird dagegen nur so weit zurückgefahren, bis ein vorgegebenes Druckniveau im Probenbehälter 1 erreicht ist. Bei Erreichen dieses Druckniveaus kann nun anhand der Gasmeßskala 5 das aus der Flüssigkeit austretende Gasvolumen erfaßt werden. Im Kolben 7.2 ist eine Einrichtung 11 zur Messung des Kolben-

C »·1

weges, beispielsweise ebenfalls in Form einer Meßskala zugeordnet. Während das Volumen des gesamten Gasgehaltes Vg_es über die Meßskala 5 erfaßt werden kann, wird das relativ zum Ausgangsvolumen Vq entstandene Mehrvolumen V_re]_ über die Meßskala 11 der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 6.2 erfaßt, aus dem sich dann der aus der Lösung austretende Gasanteil ermitteln läßt.Da über Druck und Temperatur die thermodynamisehen Zustände der zu untersuchenden Flüssigkeit bekannt sind, können nunmehr die erfaßten Meßwerte Vg_es und V_re-j_ auf einen vorgegebenen Normzustand umgerechnet werden, wie er beispielsweise bei einem Druck von 1013 mbar und 2O⁰C gegeben ist. Das vor der Messung ungelöste Gasvolumen, bezogen auf den Normzustand, ergibt sich dann aus der Differenz der auf den Normzustand umgerechneten Meßwerte Vg_es und V_reQ_. Bezieht man die so ermittelten Normvolumina der gelösten bzw. ungelösten Gasanteile auf das ebenfalls auf Normbedingungen umgerechnete Ausgangsvolumen der Flüssigkeit, so erhält man die entsprechend bezogen freien und gelösten Gasanteile. Diese Vorrichtung erlaubt somit eine simultane Bestimmung der ungelösten und gelösten Gasanteile in einer Flüssigkeit.

Claims

6# · t Ansprüche

1. Vorrichtung zur Messung des Gasgehaltes in Flüssigkeiten, insbesondere in ölen, mit einem dicht verschließbaren Probenbehälter (1), der in seinem oberen Bereich mit einer Gasmeßskala (5) versehen ist und der mit einer Einrichtung (6) zur Erzeugung eines ünterdrucks im Probenbehälter (1) in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6) zur Erzeugung eines Unterdruck durch wenigstens eine Kolben-Zylinder-Einheit (6.1; 6.2) gebildet wird, die mit dem Probenbehälter (1) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6) zur Erzeugung des Unterdrucks eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit (6.2) aufweist, über die ein vorgegebenes Druckniveau im Probenbehälter (1) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kolben-Zylinder-Einheit (6.2) mit Mitteln (11) zur Messung des Kolbenweges versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenbehälter (1) mit einem Zulaufventil (2) und einen Ablaufventil (3) versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenbehälterinnenraum mit Mitteln (9, 10) zur Messung von Druck und/oder Temperatur in Verbindung steht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Zuleitungen (9.1, 12) im Zulaufbereich zum Probenbehälter zumindest ansteigend angeordnet sind.