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wlb - UMWELTTECHNIK 4/2017

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wlb - UMWELTTECHNIK 4/2017

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t UMWELTTECHNIK 4.0 PRODUKTION TRÜBEMESSUNG – SCHNELL, EINFACH UND VERNETZT Die Bestimmung der Trübung als Indikatorparameter zur Bewertung der Wasserqualität ist ein fest verankerter Bestandteil einer sorgfältigen Betriebsüberwachung in der Trinkwasseraufbereitung. Ein neu entwickeltes Prozess- (Online)-Trübungsmessgerät für den niedrigen Messbereich zur Filterüberwachung soll dem Anwender nun eine schnellere und einfachere Kontrolle seiner Betriebszustände ermöglichen. Neben Laborsystemen und Schnelltests für die Wasseranalytik bietet Lovibond Water Testing dieses neue Messgerät nun auf dem deutschen Markt an. Die Neuentwicklung wurde mit dem Ziel umgesetzt, ein Online-Trübungsmessgerät zu realisieren, das alle bekannten Hindernisse minimiert oder beseitigt, mit denen Anwender beim Einsatz ihrer aktuellen Systeme zu kämpfen haben. Dabei wurden folgende Verbesserungen umgesetzt: n eine völlig neu gestaltete Luftblasenfalle zur effektiven Eliminierung der nachhaltigsten Messstörung n geringes Probenvolumen und niedrige Flussrate optimieren das zeitliche Ansprechverhalten, die Empfindlichkeit und Stabilität der erzielbaren Messdaten n eine komfortable und intuitive Gerätesteuerung über Smartapp oder Touchscreen machen einen zusätzlichen Controller überflüssig n die anwenderfreundliche und zuverlässige Tcalplus-Kalibriermethode schließt einen Kontakt mit der Kalibriersubstanz Formazin aus Bei der Entwicklung wurde besonderer Wert auf die Vereinfachung der betrieblichen Abläufe gelegt, von der Installation und Inbetriebnahme, beim kontinuierlichen Betrieb und der Geräteüberwachung sowie der Kalibrierung, Überprüfung und Gerätepflege Autor: Dr. Heribert Hohmann, Process Technology, Lovibond Water Testing, Dortmund bis hin zu den Daten-Auswertungsroutinen. Ein hochfunktionelles Design sowie die konsequente Optimierung materialtechnischer Fragestellungen machen das Messgerät PTV 1000 in Kombination mit modernen Kommunikationssystemen und einer neuartigen Benutzeroberfläche zu einem Prozess-Trübungsmessgerät der nächsten Generation. Zur kontinuierlichen Überwachung wird die Probe dem Messgerät aus einem Bypasssystem zugeführt. Über ein Nadelventil kann der Probenfluss sehr fein eingestellt werden, um eine Flussrate sicherzustellen, die ein optimales, zeitliches Ansprechverhalten ermöglicht. Das Messgerät wurde vornehmlich zur Überwachung am Filterauslauf in Trinkwasser-Aufbereitungsanlagen konzipiert. Dort werden im Normalfall sehr niedrige Trübungswerte, d. h. weit unterhalb des in der TVO vorgegebenen Grenzwertes von 1 FNU (formazine nephelometric units) vorliegen. Eine übliche betriebliche Überwachungsgrenze liegt meist unterhalb von 0,2 FNU. BLASENELIMINIERUNG Luftblasen haben keine Chance die Messung zu stören, denn der Probenstrom erreicht nach dem Einlass in das Gerät zunächst eine neu konstruierte und patentierte Luftblasenfalle. Der Deckel dieses Gerätemoduls ist einfach von der Frontseite des Turbidimeters zugänglich und kann beispielsweise zu Reinigungszwecken schnell und problemlos entnommen und wieder aufgesetzt werden. Neben dieser mechanischen Eliminierung kann auch eine elektronische Blasenerkennung zur Entfernung der von Feinstblasen typischerweise erzeugten Detektionsignale zugeschaltet werden. Hinter der Blasenfalle gelangt das kontinuierlich geförderte Wasser in die eigentliche Messkammer. Die Messeinheit mit Lichtquelle, Detektor und Interface wird in diese Messkammer eingesetzt und taucht in das Probenwasser ein. Dabei liegt die Detektorlinse unter Wasser und die beheizte Lichtquelle (Infrarot-LED, 860 nm) ist stets oberhalb des ständig anstehenden Wasserspiegels platziert. Diese konstruktiven Gegebenheiten verhindern Messstörungen durch Beschlagen bzw. Kondensation. Darüber hinaus wurde für die Ausgestaltung der Messkammer und Blasenfalle ein Material gewählt, das äußerst glatte Oberflächen und optimale Benetzung ermöglicht; Messkammer und Blasenfalle sind zudem frei von „Ecken und Kanten“ was insgesamt die Akkumulation von Ablagerungen und Festsetzung als ungelöste Rückstände effektiv unterbindet. Das zugrundeliegende Messprinzip folgt der ISO 7027. Dabei 18 wlb UMWELTTECHNIK 4/2017

t UMWELTTECHNIK 4.0 Das Trübungsmesssystem lässt sich einfach per App bedienen strahlt die Lichtquelle gebündeltes Infrarotlicht senkrecht in das Probenwasser ein. Bei Vorhandensein von Trübungsmedien (Partikeln etc.) wird von diesen das auftreffende Licht in alle Richtungen gestreut und in einem Winkel von 90 °zum einfallenden Licht detektiert. Unterhalb der Messkammer befindet sich eine Lichtfalle, die durch ihre konstruktiven Merkmale dafür sorgt, dass der Streulichtanteil für die Messung äußerst gering ist; eine wichtige Voraussetzung für Messungen im niedrigsten Messbereich. Beim Überstömen aus der Messkammer passiert der Probenstrom ein magnetinduktives Element mit dem der kontinuierliche Fluss überwacht wird. Die Probe verlässt das Gerät über einen Ablaufstutzen, der eine einfache und saubere Möglichkeit der Probennahme zu Prüfungszwecken (zum Beispiel mit einem Labor-Trübungsmessgerät) erlaubt, ohne die laufende Messung unterbrechen zu müssen. EINFACHE KALIBRIERUNG Ohne das Risiko, mit Formazin in Kontakt zu kommen wird die Kalibrierung nun sicherer und zuverlässiger. Die Kalibrierbeutel enthalten stabilisierte Formazinlösungen mit definierten Trübungswerten. Die Beutel werden ohne Luftbeteiligung werksseitig mit genau auf das Messgerät abgestimmtem Messvolumen gefüllt. Das Beutelmaterial schützt die Kalibierlösung vor Sauerstoff und UV- Strahlung, beides Bedingungen, die zu einem raschen Abbau von Formazin führen. Zur Kalibrierung wird der Beutel mit Schlauch und Einlassventil einfach am Turbidimeter angesteckt und der Beutel bis oberhalb des Messaufbaus angehoben. Auf diese Weise kann allein durch den dann anliegenden hydrostatischen Druck die Kalibrierlösung blasenfrei in die Messkammer einfließen. Nach Erreichen eines stabilen Kalibrierwertes fließt die Flüssigkeit nach Absenken des Beutels wieder dorthin zurück. Dieser Vorgang dauert nur wenige Minuten. Zur Kalibrierung oder Verifizierung sind wegen des geringen Volumens der Messkammer jeweils nur etwa 250 ml Kalibrierlösung erforderlich. Neben der Kalibrierung mit dem Primärstandard Formazin kann jeder beliebige und auf Formazin referenzierbarer Trübungsstandard aus Flaschen eingesetzt werden. In jedem Fall führt das im Vergleich zu anderen Geräten am Markt sehr geringe, einzusetzende Messvolumen zu einer nachhaltigen Senkung der laufenden Betriebskosten. GESTEUERT PER APP Ein absolutes Novum in der Online-Analytik ist die „smarte Steuerung“ des Trübungsmessgeräte über die mobile Anwendungssoftware AquaLXP, eine App, die eine Investition in sonst übliche Hardware bzw. Controller überflüssig macht. Diese Steuerungs- App wird für Smartphones und Tablets mit Android- oder iOS- Betriebssystemen bereitgestellt. Da die heutige und erst recht die zukünftige Anwendergeneration mit derartigen Endgeräten aus dem täglichen Leben bereits vertraut ist, erübrigt sich eine meist umfängliche Einschulung bzw. kann sich diese auf reine trübungsund geräterelevante Sachverhalte konzentrieren. Diese Überwachungs- und Steuerungslösung erlaubt durch sichere Bluetooth-Technologie zudem die gleichzeitige Kontrolle mehrerer Trübungsmessgeräte mit nur einem Endgerät am Ort. Für die prozessseitige Übertragung von Messdaten stellt das Messgerät neben vorhandenen Ausgängen für 0/4–20 mA zukünftig auch optionale Interfaces für die Datenübertragung mittels Modbus und Profibus zur Verfügung. AquaLXP verfügt darüber hinaus bereits über umfangreiche und ergänzende Protokollierung, Datentransfer, Trendgrafik und mathematische Bewertungs-Funktionalität. www.lovibond.com wlb UMWELTTECHNIK 4/2017 19