專利名稱：水清洗液中含碳量的自動檢測和控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自動檢測和控制清洗浴的方法，其中測定水清洗液中無機含碳量(IC)或總有機含碳量(TOC)或上述總量(總碳量TC)作為測量和控制參數。該方法特別地是設想用在金屬加工工業(yè)例如汽車制造中的工業(yè)清洗浴中。例如，它使得清洗浴含量特別是油和脂的以參數TOC為特征的自動檢測成為可能，或者在需要時，使清洗浴得到補充，或者起動其它的浴處理自動措施或響應外部要求。該方法特別是可設想為這樣一種方式，即將分析結果傳送到遠離清洗浴的地點。此外，該方法使得在遠離清洗浴的地點的自動測量過程中進行干預或者啟動補充進料或其它的浴處理措施成為可能?！斑h離清洗浴的地點”可以位于高縱座標的加工控制系統(tǒng)中，或在裝有清洗浴的車間的控制中心中，或甚至在車間以外的位置。
在金屬加工工業(yè)中，金屬部件在其進一步加工之前的清洗是一種常規(guī)作業(yè)。例如，金屬部件可能被已經溶解掉或浸出的臨時涂層、顏料污垢、灰塵、腐蝕的金屬、防蝕油、粘性廢料等連接材料、冷卻潤滑劑或整型劑污染。在進一步加工之前，特別是在抗蝕處理或涂覆(例如，磷化、鉻化、陽極氧化、與絡合氟化物反應、有機涂覆等等)之前或上漆之前，這些污染物必須通過合適的清洗液清除。噴霧法、沉浸法或它們的聯(lián)合方法可用于此目的。
金屬加工工業(yè)中的工業(yè)清洗劑一般為堿性pH值的范圍在7之上，例如在9-12之間)，但也可能是酸性。堿清洗劑的基本成分是堿(堿金屬氫氧化物、碳酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽)和非離子和/或陰離子表面活性劑。這種清洗劑通常含有作為附加的輔助成分的絡合劑(葡萄糖酸鹽、聚磷酸鹽、氨基酸鹽如乙二胺四乙酸鹽或次氨基三乙酸鹽、膦酸鹽如羥基乙烷二膦酸、膦?；⊥槿人峄蚱渌⑺峄蜢Ⅴ；人岬柠})，抗蝕劑例如具有6至12個碳原子的羧酸鹽、鏈烷醇胺和泡沫抑制劑例如具有封閉端基并在其烷基中具有6至16個碳原子的醇的烷氧基化合物。如果清洗浴不含陰離子表面活性劑，也可以使用陽離子表面活性劑。酸性清洗劑含有酸，如磷酸或硫酸，以代替堿。
采用非離子表面活性劑，清洗劑一般含有其烷基中具有6至16個碳原子的醇或烷基胺的乙氧基化合物、丙氧基化合物和/或乙氧基化合物/丙氧基化合物，其也可以具有封閉端基。作為陰離子表面活性劑，廣泛使用烷基硫酸鹽和烷基磺酸鹽。也可以使用烷基苯磺酸鹽，但是從環(huán)境保護的角度看是不利的。含有至少一個具有8或更多個碳原子的烷基的陽離子烷基銨化合物是特別適合作為陽離子表面活性劑。
清洗過程的結果，已經從表面溶解掉的粉塵物質聚集在清洗液中。顏料粉塵會產生無機碳的含量。防蝕油、冷卻潤滑劑或整型劑，如涂刷的潤滑脂和/或已經溶解掉或洗去的有機涂層或粘接物，產生清洗液的總有機碳的含量?？傆袡C碳主要是以礦物油、礦物脂的形式存在，或來源于動物或植物的油脂，一般簡寫成清洗液的“脂含量”。這樣的油和脂在清洗液中主要以乳化液的形式存在。而源于動物或植物的油脂可能至少部分地被堿性清洗液水解。水解產物就可以以溶解的形式在清洗液中出現。但是，如果清洗液中TOC的含量太高，清洗液就不能保證能將部件上的油脂清洗到要求的程度。此外，還存在著那些已經清洗掉的油脂又重新回到被清洗部件上去的危險。因此，必須要保證清洗液承受的脂含量低于一個臨界的最大值，這個臨界的最大值由清洗部件的進一步使用和清洗液的成分來確定。在高脂含量的情況下，可以增加清洗液中表面活性劑的含量，以便增加清洗液中脂的溶解量。另外為了降低清洗液中的脂含量可啟動浴處理措施。但是在任何情況下，都必須預先確定脂含量的最大量。在最簡單的情況下，清洗液會全部或部分的排掉，并由新鮮的清洗劑代替或補充。當然，由于會產生廢水并需要干凈的水，我們要盡可能地從清洗液中分離出油脂，并繼續(xù)使用這些清洗液，或者也可以用活性成分替代。為了達到這個目的，現有技術中已有合適的裝置，例如分離器或膜過濾裝置。
首先，清洗液的清洗效率以清洗結果為基礎按常規(guī)直觀地進行評價。工廠的操作人員評價清洗效率并完成所要求的測量，如浴的補充或浴的更新。這種常規(guī)的通用方法要求檢測人員在要求的檢測時間內必須位于清洗浴附近。希望檢測的時間間隔越短，要求操作人員直觀評價的工作量就越大。
作為對比，本發(fā)明的一個目的是通過自動的方式確定無機碳和/或總的有機碳含量，完成和記錄清洗浴的檢測，從而至少使分析的結果貯存在數據載體上和/或進行輸出。所采用的測量裝置優(yōu)選的是能夠進行自檢查和自校準，并能在出現故障時向遠地方發(fā)出警報信號。而且，優(yōu)選的是它能夠在遠地點檢查測量裝置的性能和測量結果。此外，它能夠在遠地點對測量過程和浴處理措施進行干預。由于期望遠程控制，在清洗浴進行浴檢測和浴調節(jié)的操作人員的支出可以得到降低。
這一目的可以通過自動測定水清洗液中無機碳和/或總有機碳含量的方法得以實現，在該方法中，按照程序控制方式(a)從水清洗液中取出預定體積的樣品；(b)如果需要，將該樣品分離出固體和/或進行均質；(c)如果需要，將該樣品以事先設定的或根據初始分析結果確定的比例用水稀釋；(d)用已知的方法分析無機碳和/或總有機碳量；以及(e)將分析的結果傳送到遠地點并輸出和/或貯存到一個數據載體上和/或用作進一步計算的基礎。
在步驟(a)中取出的樣品體積，可不變地程序輸入到本方法所采用的測量裝置的控制元件中。樣品體積的大小優(yōu)選是可在遠地點進行改變。而且，控制程序可以設計成這樣的方式，它可使得所用樣品的體積根據在前的測量結果確定和/或自動稀釋樣品到所需的測量范圍。例如，樣品的體積選擇的越大，清洗浴的脂含量越低。采用這種方法可以優(yōu)化分析的準確性。
本發(fā)明方法中所說的“遠地點”，可以理解為沒有與清洗浴直接進行接觸的地點，或者至少是沒有與清洗浴視覺上接觸的地點。例如遠地點可以是中央程序控制系統(tǒng)，它是金屬部件表面處理整個過程的一部分，作為一個子任務它檢測和控制清水浴。該“遠地點”也可以是一個觀察控制中心，由此可以檢測和控制整個過程，而且，它是位于如不同于清洗浴的房子里。不過，該“遠地點”也可以是位于其中設置有清水浴的工廠之外的地點。采用這種方式，使得專家置身于其中設置有清洗浴的工廠之外，就可檢查和控制清洗浴。其結果是，專家置身于清洗浴所在地點的時間大大地減少了。
將分析結果和控制命令通過合適的數據線路傳送在現有技術中是已知的。
在選擇性步驟(b)中，在取樣和實際測量之間，最好是除去固體樣品。對于僅含有微量固體的清洗浴的情形，這是不必要的。但是，清洗浴中固體含量過高會造成測量裝置閥的阻塞，因此建議從樣品中除去固體。這可通過過濾或采用旋風分離器或離心分離機自動實現。例如，建議通過強力攪拌均質樣品。這可使以粗油或脂滴形式存在的有機雜質均勻和微細分布。
如果需要，在步驟(c)中，將樣品以特定的比例用水稀釋。這個比例可以是固定的，也可以從遠地點改變。當然，稀釋比例也可以根據無機碳和/或總有機碳量的預先分析結果來確定。這樣可以保證樣品溶液中的碳含量位于在所采用的方法中允許的最佳分析范圍內。
在步驟(d)中，可以，例如，通過將無機碳和/或總有機碳轉化成為CO2，并且定量地測定形成的CO2對無機碳和/或總有機碳量進行分析。
通過氧化的方法將碳轉換成CO2可以，例如，通過在較高溫度下在氣相中燃燒而進行。在燃燒期間，較高溫度優(yōu)選的是高于大約600℃，例如大約680℃。優(yōu)選的是，燃燒是用空氣或氧氣在反應管中，在有催化劑的作用下進行。例如，比較適合的氧化劑是貴金屬氧化物或其它金屬氧化物如釩酸鹽、氧化釩、氧化鉻、氧化錳或氧化鐵。沉積在氧化鋁上的鉑或鈀也可以作為催化劑。這個過程直接提供了一種含CO2的燃燒氣體，其中CO2含量的測定如下所述。
除了在氣相中燃燒以外，另一種方法是通過濕化學手段將碳轉化為CO2。在這里，樣品中的碳用強化學氧化劑，如過氧化氫或過硫酸鹽進行氧化。如果需要，這個濕化學氧化反應也可以使用前面所敘類型的催化劑和/或紫外線輻射進行加速。在這種情況下，優(yōu)選的是用氣流從必要時進行酸化的樣品中排出形成的CO2以對其進行定量測定。以碳酸鹽或CO2形式存在的碳也可以檢測出來。
不管采用那一種產生氣態(tài)CO2的方法，都可以通過下列方法中的一種來定量測定CO2。當已知樣品的量時，在清洗液中無機碳和/或總有機碳量就可以從此計算出來。另外，如果不存在無機碳或在此之前已經除去，采用預先確定的轉換系數，分析的結果可以以每升清洗浴中脂含量的形式給出。
采用現有技術中不同的方法都可以測定所得到的氣體流中CO2的含量。例如該氣體可以通過一個吸收溶液，那么，吸收溶液增加的重量就可以測出來。例如，氫氧化鉀水溶液吸收CO2形成碳酸鉀就適用于此目的。除了測定重量的增加以外，可以在吸收CO2后，通過測定吸收溶液中電導性或殘留含堿量的改變的方法確定碳的含量。
形成的CO2可以通過合適的固體吸收，固體增加的重量可以測量出來的。例如，燒堿石棉就適合于此種情況。自然，當它們用盡并不再能吸收CO2時，可以用液體吸收劑或固體吸收劑替換。
但是，對于自動操作過程，通過測定紅外吸收來定量測定氣體的CO2含量是比較簡單的。紅外吸收的測定可以，例如，在波長為4.26μm，相應的波數為2349cm-1時進行?？梢赃M行樣品的燃燒和紅外線吸收的測量的裝置在現有技術中是已知的。Shimadzu公司的TOC系統(tǒng)就是一個例子。
為了對燃燒氣體和從樣品中排出的氣體的CO2含量進行光度分析，不僅可以使用色散操作的紅外光譜儀，也可以使用無色散的光度計。這些就是所熟知的“NDIR裝置”。這樣的裝置在，例如，專利DE-A-4405881中有敘述。
在這種分析方法中，也能檢測出清洗液中來自精確增加的活性成分中的碳的比例。例如所提到的表面活性劑、有機腐蝕抑制劑和有機絡合劑。但是，在清洗液中的上述成分的含量在一定的波動范圍內是已知的或者可以分別測定。因此來自于這些活性成分中的總有機碳的比例可以從最后的分析結果中去除掉。從而可以獲得源白進入的雜質的碳的比例。實際上，在這種情況下存在于活性成分形式中的碳的比例基本上不在碳的分析中加以考慮。但是，我們經常確定清洗液中一個足夠大的碳含量的上限，此上限本身已經考慮了活性成分的含量。借助于碳的分析可以確定碳含量是高于或低于該最大限量。
存在于親油物質形式中的總有機碳的比例可以這樣確定，即可以將不溶于水的親油物質萃取到有機溶劑中。溶劑被蒸發(fā)掉后，親油物質就剩下來并可以進行重量分析。但優(yōu)選的是對在萃取物中的親油物質的紅外吸收進行光學分析。鹵代烴可以用做有機溶劑，它與所有的水成分不相溶。優(yōu)選的例子是1,1,2-三氯三氟乙烷。該分析方法是基于DIN 38409第17部分，但與該方法不同的是，在有機溶劑蒸發(fā)后，樣品中親油物質的比例不是用重量法分析，而是對有機溶劑進行光度分析。該定量分析優(yōu)選的是如DIN 38409第18部分所述通過萃取物中CH2基的特征振動頻率下的親油物質的紅外吸收的測定而進行。在這里，建議在萃取時使用自身不含CH2基的有機溶劑。例如，3.42μm(2924 cm-1)處的紅外吸收帶可以用于該光度分析。所有含有CH2基并且可以萃取到有機溶劑中的有機物質都可以檢測出來。其中部分為清洗液中的表面活性劑。如果檢測不出這種表面活性劑成分，可以用另外一種方法單獨測定，并從總結果中減去。如果需要的話，清洗液和不與水相溶的有機溶劑之間的表面活性劑的分布系數必須事先確定。但是，在實際中可以給帶親油物質的清洗液的含量設定一個最大值，其中另外考慮了表面活性劑成份。如果超過該最大值，浴處理措施將會啟動。
作為這種方法的一部分，建議用已知量的一種親油物質來校準紅外光學儀。例如可以使用在100毫升的1,1,2-三氯三氟乙烷中含有400-500毫克十六酸甲酯的溶液作為校準溶液。這種校準溶液同樣也用于檢測IR-光學儀的功能。
在這種情況下，優(yōu)選的是首先將磷酸硫酸鎂溶液加入到清洗液的樣品中。這種溶液通過在去離子水中溶解220克晶體硫酸鎂和125毫升85重量％的磷酸，然后再補充去離子水到1000克而制備。樣品溶液與大約20毫升磷酸硫酸鎂溶液相混合。然后加入50毫升不溶于水的有機溶劑，優(yōu)選1,1,2-三氯三氟乙烷。水和有機相混合后，進行相的分離，分離出有機相。優(yōu)選的是將該有機相再用磷酸硫酸鎂溶液洗滌，再進行一次相的分離，分出有機相。然后轉入測量管中，在CH2基的振動頻帶下測量紅外吸收。例如，比較合適的測量管包括帶有1mm厚涂層的石英玻璃管。通過與也包括光度計的盲值的校準曲線比較，就能根據紅外吸收確定樣品中親油物質的含量。
不管選擇那一種分析方法，分析的結果都要輸出和/或貯存在數據載體上(e)。在此方面，該數據載體可以位于分析地點或位于遠地點的計算機系統(tǒng)中。“分析結果的輸出”可以理解為該結果既可以輸送到一個高縱座標的加工控制系統(tǒng)中，也可以顯示在屏幕上或打印出來以便讓人可以識別。顯示或輸出結果的位置可以是前面所指的“遠地點”。優(yōu)選的是將各個分析結果，至少在預定的時間間隔內，貯存在一種數據載體上，以便隨后對它們進行評價，例如，質量保證檢查形式的評價。但是，碳量分析的結果不需要這樣直接輸出或貯存在數據載體上。相反地，它們也可以直接用作進一步計算的依據，這些進一步計算的結果可以顯示或貯存。例如，不顯示即時的碳含量，而是顯示值的趨勢和/或其相應變化。另一種方法是，即時碳含量可以轉化為“最大含量的％”。
在最簡單的情況下，本發(fā)明的方法以這樣的方式進行，即經過一段規(guī)定的時間間隔后，重復進行步驟(a)到(e)。該規(guī)定的時間間隔取決于清洗浴操作者的需要，可包括范圍在約5分鐘至數天的任意時間間隔。為了保證質量，優(yōu)選的是該規(guī)定時間間隔是在5分鐘至2小時之間。例如，測量可每隔15分鐘進行一次。
但是，本發(fā)明的方法也可以以這樣的方式來實現，即經過一段時間間隔后，重復進行步驟(a)至(e)，該時間間隔越短，兩個連續(xù)分析之間的結果就越不同。因此用于本發(fā)明方法的控制系統(tǒng)也可自身決定是否應該縮短或延長其單個分析之間的時間間隔。當然，控制系統(tǒng)必須要預先提供有一個指令，這樣可以根據連續(xù)分析結果間的區(qū)別，選擇相應的時間間隔。也可以將測量間隔與其它含量的測量結果相結合而提供指令。例如，清洗液中無機碳和/或總有機碳測量的時間間隔可以根據表面活性劑含量的測量結果確定。當然，也可以在外部預先設定，例如，與通過清洗浴的物流量和/或已知的要清洗物質的平均污染程度相關的可變測量間隔。
另外，本發(fā)明的方法可以以這樣的方式實現，即根據外部的需要，在所希望的時間內進行步驟(a)到(e)。按照這種方式，例如，如果在隨后的加工過程中產生質量問題的話，可以立即進行清洗浴碳含量的檢測。碳含量的測量可以以時間控制的方式進行(在固定時間間隔下)，也可以以事件控制的方式進行(根據情況的變化或外部需要)。
該制樣和測量系統(tǒng)優(yōu)選是這樣設計的，中心測量單元可以用來供給來自不同清洗浴的樣品。在有關工業(yè)部門中，通常金屬部件的清洗在許多串聯(lián)的清洗浴中進行。通過將樣品系列引導到各個清洗浴中，每個清洗液的碳含量可以用一個單獨的測量裝置連續(xù)地進行分析。各個浴的測量順序可以預先由外部確定。在這里，對于每個清洗浴都可以準備不同的測量間隔，例如對一個特殊的清洗浴要比另一個清洗浴檢測的更頻繁。此外，也可以直到上流式清洗浴中的碳含量達到一個規(guī)定的極限值時才開始檢測下流式清洗浴中的碳含量。
在本發(fā)明方法的實施過程中，希望既檢測無機碳也檢測總有機碳(TOC)。例如當燃燒樣品用于碳含量的分析時就是這樣的。在這里，如果在選擇的燃燒溫度下CO2從碳酸鹽中分裂，溶解的CO2或碳酸鹽形式存的碳就要另外檢測。如果在這種情況下無機碳量沒有另外檢測，可以酸化樣品將其提取出，形成的CO2可用氣體如空氣或氮氣清除。如果在特殊情況下只需要檢測清洗浴中的“脂含量”，這種情況是希望的。當以親油物質存在的碳含量根據上述提取方法檢測時，就自動地不檢測無機碳。
對于易揮發(fā)的有機化合物，在實施步驟(d)之前可以通過用氣體如空氣或氮氣驅逐而從樣品中排出。例如，易揮發(fā)溶劑可在碳分析之前用這種方法排出。
本發(fā)明的方法優(yōu)選是以這樣的方式實現的，即所采用的測量裝置可對自身進行檢測，且如果需要的話，可進行自我校準。為此，要做好這樣的準備，即經過一個規(guī)定的時間間隔后或經過一個規(guī)定的測定數目之后或應外部的要求，通過一種或多種標準溶液的對比測量，對所用的測量裝置的性能進行檢查。該檢查是通過檢測含有已知無機碳和/或總有機碳含量的標準清洗液進行的。如果用組成盡可能接近將要檢查的清洗液的標準清洗液作為標準溶液，則這種檢查是最可信的。當然，為了檢查和/或校準的目的，不是構成清洗液的標準溶液也可以使用。
在標準溶液的對比測量過程中，如果測量裝置測定的碳含量與規(guī)定的最小碳含量額定值有差異，那么，測量裝置在本地或優(yōu)選地是在遠地點輸出一種警報信號。這種警報信號可包括一種干預提示，它是通過測量裝置的控制程序或通過高級程序控制系統(tǒng)進行選擇的。
在本發(fā)明的方法中，也應做好這樣的準備，即如果預定量的兩個連續(xù)測量的結果不同，通過一種或多種標準溶液的對比測量而對所用測量裝置的性能進行檢查。采用這種方法，可以判斷清洗液的碳含量中產生的誤差是否真實和是否需要浴處理措施，或者它們是否模擬了測量系統(tǒng)中的故障。
根據所用測量裝置檢查的結果，在當前測量和此前的對比測量之間進行的無機碳和/或總有機碳量的分析可提供一種狀態(tài)標識符，它能指示這些分析的可靠性。例如，如果用于檢查所用裝置的連續(xù)對比測量表明其運行正確，則碳含量分析可給出狀態(tài)標識符“OK”。如果對比測量結果與規(guī)定的最小量不同，則干涉分析給出狀態(tài)標識符如“可疑”。
此外，還要做好這樣的準備，根據所用測量裝置的檢查結果，繼續(xù)無機碳和/或總有機碳含量的自動分析和/或進行一個或多個下述行動形成的誤差的分析、測量裝置的校正、碳含量分析的終止、狀態(tài)信號或警報信號向高級程序控制系統(tǒng)或監(jiān)控裝置的傳送，即向遠地點的傳送。因此，如果必要的話，該測量裝置可以自身根據預定的標準來決定它是否有足夠的功能使得碳分析繼續(xù)進行，或者是否產生異常情況并需要人為的干預。
用于本發(fā)明方法中的測量系統(tǒng)優(yōu)選的是設計成這樣的形式，它可自動地監(jiān)測所用標準和測試溶液、也可能是輔助溶液的填充量和/或消耗量，并且在沒有達到規(guī)定的最小填充量時，就會發(fā)出警報信號。通過這種方式，就可能防止測量裝置由于缺少必要的溶液而變得不能正常工作。填充量的監(jiān)控可采用公知的方法實現。例如，帶有溶液的容器可放置在記錄了該溶液的特定重量的刻度上?；蛘卟迦敫恕Ａ硪环N方法是，采用浸沒在含有溶液的容器中的電極來檢查最小填充量。由測量裝置發(fā)出的警告信號優(yōu)選是傳送到遠地點，這樣，就可從那里采取適當的措施。一般地，在本發(fā)明的方法中，優(yōu)選的是將分析的結果和/或對比測量的結果和/或校準的結果和/或狀態(tài)信號連續(xù)地傳送到遠地點，或者以規(guī)定的時間間隔和/或根據需要傳送到遠地點。采用這種方式，監(jiān)控人員不必置身于清洗浴的現場位置，就可不斷地獲得清洗浴的當前無機碳和/或總有機碳量的信息，以及當前油脂的含量。根據分析和對比測量的結果，可采取必要的校正措施，既可以通過加工控制系統(tǒng)自動進行，也可以通過人工干預進行。
當超過無機碳和/或總有機碳量的預定最大值或者是應外部需要的情況下，最簡單的校正措施包括一種可被觸發(fā)的裝置，它可計量一種或多種進入到清洗浴中的補充組分(溶液或粉末)。例如，可以采用這樣一種自動方式來實現，根據測定的碳含量，向清水浴中供給一定量的補充溶液或補充粉末。此時可以改變添加比例的數量，或者在固定添加比例的情況下改變，各個添加操作之間的時間間隔。例如，這可借助于計量泵或以控制重量的方式實現。另一方面，在本發(fā)明的方法中，在出現偏離額定值的情況下(特別是當測量裝置的性能是由對比測量確定時)，將一定量的補充組分計量地補入到清洗浴中。此外，當建立預定的最小碳含量變化時，可以進行這些浴補充測量。但是，另一方面，這種補充計量也可應外部需要而進行，例如從遠地點進行，而不必考慮當前的碳含量。例如，表面活性劑的補充劑量增加了清洗液中的碳含量。在接下來的碳含量分析中，必須以一個合適的可自動進行的方式考慮。表面活性劑的添加增加了清洗浴的油和脂的容納能力。相應地，必須要增加碳含量的最大承受值，一旦超過就要實施下一個浴處理措施。這可以通過控制程序自動提供。
不采用浴組分如表面活性劑的附加劑量，或者在超過無機碳和/或總有機碳量規(guī)定的最大值時，可以啟動浴處理措施以降低清洗液中無機碳和/或總有機碳量。這種浴處理措施的特定目的是降低清洗液中油和脂的含量。在最簡單的例子中，清洗液可以全部或部分地排出，并用新鮮的清洗液替換。當然，更經濟的是通過本領域已知的措施將油和脂從清洗液中去除，例如通過分離器分離或膜過濾分離。在這些過程中，至少是部分地將表面活性劑排出，并相應地補充清洗液。這些措施的實施不僅與清洗液的絕對碳含量有關，而且與碳含量的預定變化值有關。
當然，本發(fā)明的方法要求適當的裝置是可以獲得的。該裝置包括一個控制單元，例如計算機控制單元，它可以時間依賴性方式和/或事件依賴性方式控制測量過程。它還必須包括一些必要的用于樣品流的控制和測量的溶液容器、管線、閥、計量和測量裝置等。這些材料應該是適合預定用途的，例如它們應該是由優(yōu)質鋼和/或塑料組成。測量裝置的控制電子單元應該具有一種合適的輸入-輸出界面，這樣可以與遠地點進行聯(lián)絡。
本發(fā)明的方法一方面可在現場檢測清洗浴的碳含量，并啟動預定的校正措施而無需人為的干預。采用這種方式，過程的安全性得到提高而且可獲得連續(xù)可靠的清洗結果。偏離額定值的情形可在較早階段得到檢測，并在清洗結果受到削弱之前自動地或人工地使其得到校正。另一方面，測量數據優(yōu)選的是輸送到遠地點，這樣，操作人員或監(jiān)控人員即使不在清洗浴的臨近地點，也能時常地獲得清洗浴狀態(tài)的信息。采用這種方式，用于清洗浴的檢測和調節(jié)人員方面的支出費用可以顯著地降低。本發(fā)明方法所收集到的數據的文件符合現代質量保證的要求?；瘜W物質的消耗可被記錄存檔和優(yōu)化。
權利要求
1．一種用于自動測定水清洗液中的無機碳和/或總有機碳含量的方法，其特征在于，按照程序控制方式(a)從水清洗液中取出預定體積的樣品；(b)如果需要，將該樣品分離出固體和/或進行均質；(c)如果需要，將該樣品以事先設定的或根據初始分析結果確定的比例用水稀釋；(d)用已知的方法分析無機碳和/或總有機碳；(e)將分析的結果傳送到遠地點，并輸出和/或貯存到一個數據載體上和/或用作進一步計算的基礎。
2．權利要求1所述的方法，其中在步驟(d)中通過將樣品中的碳轉化為CO2并定量地測量所生成的CO2來分析無機碳和/或總有機碳。
3．權利要求2所述的方法，其中在步驟(d)中CO2的定量測量是將CO2在一種吸收劑溶液或一種固體吸收劑中吸收，并且測量下列變量中的至少一種電導性的變化、殘余堿量、重量的增加。
4．權利要求2所述的方法，其中在步驟(d)中通過測定紅外吸收而定量測量CO2。
5．權利要求4所述的方法，其中紅外吸收的測量在波長為4.26μm，相應于波數為2349cm-1下進行。
6．權利要求4所述的方法，其中無色散光度計用于測量紅外吸收。
7．權利要求1所述的方法，其中在步驟(d)中以親油物質存在的總有機碳是這樣來進行分析的，將親油物質提取到不與水相混溶的有機溶劑中，然后通過蒸發(fā)溶劑進行重量分析，或者通過提取物中親油物質的紅外吸收進行光度分析。
8．權利要求7所述的方法，其中提取物中親油物質的紅外吸收在CH2基的特征振動頻率下進行測量。
9．權利要求1至8的一個或多個中所述的方法，其中在預定的時間間隔后重復步驟(a)至(e)。
10．權利要求1至8的一個或多個中所述的方法，其中步驟(a)至(e)在一定時間間隔后重復進行，該時間間隔越短，則兩次連續(xù)分析的結果之間差別越大。
11．權利要求1至8的一個或多個中所述的方法，其中的步驟(a)至(e)應外部要求而進行。
12．權利要求1至11的一個或多個中所述的方法，其中為了測定總有機碳的含量，在步驟(d)之前，通過將樣品酸化并用氣體排除所形成的CO2而將有機碳從樣品中除去。
13．權利要求1至12的一個或多個中所述的方法，其中在步驟(d)之前通過用氣體驅逐而將易揮發(fā)的有機化合物從樣品中除去。
14．權利要求1至13的一個或多個中所述的方法，其中在預定的時間間隔之后或預定的分析數目之后或應外部要求，通過一種或多種標準溶液的對比測量而對所用的測量裝置的性能進行檢測。
15．權利要求1至13的一個或多個中所述的方法，其中當兩次連續(xù)測量的結果相差某一預定的量時，則通過一種或多種標準溶液的對比測量對所用的測量裝置的性能進行檢測。
16．權利要求14和15中之一或兩者所述的方法，其中根據所用測量裝置的檢測結果，在當前測量和此前的對比測量之間進行的無機碳和/或總有機碳含量的分析，提供一種狀態(tài)識別符來指示這些無機碳和/或總有機碳含量分析的可靠性。
17．權利要求14和15中之一或兩者所述的方法，其中根據所用測量裝置的檢測結果，無機碳和/或總有機碳含量的自動分析繼續(xù)進行和/或進行一個或多個下述行動形成的誤差的分析、測量裝置的校正、無機碳和/或總有機碳含量分析的終止、狀態(tài)信號或警報信號向高級程序控制系統(tǒng)或監(jiān)控裝置的傳送。
18．權利要求1至17的一個或多個中所述的方法，其中所用溶液的填充量和/或消耗量自動監(jiān)測，并且當低于預定的最小填充量時發(fā)出警報信號。
19．權利要求1至18的一個或多個中所述的方法，其中的分析結果和/或對比測量結果和/或校正結果和/或狀態(tài)信號被連續(xù)地或在預定時間間隔內和/或根據要求傳送到不同于分析地點的地點。
20．權利要求1至19的一個或多個中所述的方法，其中當超過預定的最大值、或預定的變化值在無機碳和/或總有機碳含量內的情況下、或根據要求，起動一種裝置將一種或多種補充成分計量送入清洗液中。
21．權利要求1至19的一個或多個中所述的方法，其中當超過預定的最大值、或預定的變化在無機碳和/或總有機碳含量內的情況下，起動浴處理措施以降低清洗浴中無機碳和/或總有機碳的含量。
全文摘要
一種自動檢測水凈化液中無機和/或總有機含碳量的自動檢測方法,包括下列程序控制步驟:a)從水凈化液中抽取預定體積的樣品;b)如果需要,將該樣品分離出固體和/或進行均質:c)如果需要,根據預先設定或最初檢測的結果確定的比例用水稀釋該樣品;d)用已知方法,分析無機和/或總有機合碳量;和e)將分析的結果傳送到遠地點并輸出和/或保存在數據載體上和/或用它作為進一步計算的依據。本發(fā)明也提供一種程序控制或外部啟動的自動檢測測量裝置。按照程序控制方式或響應外部啟動可以實行浴處理措施。
文檔編號G01N33/18GK1300365SQ99805965
公開日2001年6月20日 申請日期1999年4月30日 優(yōu)先權日1998年5月9日
發(fā)明者伊波爾亞·巴蒂克－希姆勒爾, 安德烈亞·威姆施奈德, 沃爾夫崗·克利, 維爾納·奧皮茨, 漢斯－維利·克林, 貝恩德·申澤爾 申請人:漢高兩合股份公司