Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration von Bestandteilen in einem Fluid, wie Kühlschmierstoffen oder HFC- Flüssigkeiten unter Einsatz von Refraktometrie.

Durch DE 10 2010 028 319 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung der Kon- zentration des wassergemischten Kühlschmierstoffs einer Werkzeugmaschine nebst zugehöriger Vorrichtung bekannt, die dazu dienen sowohl die Brechzahl des wassergemischten Kühlschmierstoffs durch Refraktometrie als auch die elektrische Eeitfähigkeit des wassergemischten Kühl Schmierstoffes zu messen und die ermittelten Werte beider Messungen zu einer Regel- große zu kombinieren, wobei bei einer Abweichung der Regelgröße vom Sollwert eine Nachspeisung von Wasser- und/ oder Kühlschmierstoff erfolgt. Zur Bestimmung der Brechzahl des wassergemischten Kühlschmierstoffs wird bei der Vorrichtung ein digitales Refraktometer eingesetzt, das als Lichtq uel le eine FED und als Detektor einen CCD- Sensor aufweist. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein demgegenüber verbessertes Messverfahren zu schaffen, mit dem sich eine Vielzahl von etwaig auftretenden Störgrößen bei der Messung kompensieren lässt. Eine dahingehende Aufgabe löst ein Messverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.

Das erfindungsgemäße Verfahren setzt für die Refraktometrie einen Laser einer Messvorrichtung ein, die nach dem Durchlichtprinzip arbeitet, unter Durchführen zumindest der folgenden Verfahrensschritte:

Vorgeben eines Spitzenwertes für das durch Brechung empfangene Laserlicht auf einer Photodiodenzeile unter Einsatz eines homogenen zu durchleuchtenden Eluids, und

Konstanthalten des Spitzenwertes trotz Auftreten von Störgrößen durch Anpassung

- des Tastgrades des Lasers und/oder

- der Stromstärke für den Laser und/oder

- der Empfindlichkeit der Photodiodenzeile unter Einsatz einer Auswerteeinrichtung.

Dergestalt ist auch bei einem Auftreten diverser Störgrößen während der Messung eine sichere Konzentrationsbestimmung in Fluiden erreicht, wobei der zum Einsatz kommende Laser eine Kollimation erlaubt, das heißt eine Parallelausrichtung ansonsten divergenter Lichtstrahlen, was zu einer verbesserten Messwertauflösung auf Seiten der Sensoreinrichtung führt, regelmäßig gebildet durch eine Photodiodenzeile, die man fachsprachlich auch als „Diode Array" bezeichnet.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine solche Störung aus einer Trübung des Fluids gebildet sein, die zu einem Intensitätsverlust des Spitzenwertes des empfangenen Laserlichts an der Photodiodenzeile führt. Eine weitere mögliche Störgröße wird aus einer feindispersen Partikelverschmutzung gebildet, die zu einer breit gefächerten Intensitätserhöhung durch Laserstreuung auf der Photodiodenzeile entsteht. Weitere Störgrößen werden aus größeren Partikeln oder Luftblasen gebildet, die im zu messenden Fluid mit diesem mitbewegt werden und die zum kurzzeitigen Auftreten von Messwertspitzen auf der Photodiodenzeile führen, deren Messwert kleiner ist als der bei der Brechung durch ein homogenes Fluid gemessene Spitzenwert.

Eine weitere Störgröße wird aus einer Verschmutzung auf einer laserlichtdurchlässigen Wand der Probenkammer gebildet, mit der das Verfahren durchgeführt und entlang der das Fluid vorbeigeführt wird, die gemeinsam von dem Laserlicht durchquert werden, wobei die Verschmutzung von der Photodiodenzeile durch einen Wegversatz gegenüber dem eingeregelten Spitzenwert bei der üblichen Brechung detektiert wird.

Unabhängig von der jeweils auftretenden Störgröße, lässt sich diese mit dem erfindungsgemäßen Messwertverfahren sicher erfassen und, mit Durchführen des Verfahrens wie eingangs beschrieben, kompensieren.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass für einen Messbetrieb mit der Messvorrichtung diese unter Einsatz eines Referenzfluides auf einen vorgebbaren Brechungsindexwert kalibriert wird. Dabei wird vorzugsweise für die Kalibrierung ein Referenzfluid, wie Wasser, eingesetzt, von dem man das Brechungswertverhalten kennt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass in einem Spülbetrieb der Messvorrichtung eine Spülung der Probenkammer mit dem Referenzfluid erfolgt, dass ein Vergleich stattfindet zwischen dem Ist- und dem Sollwert des jeweiligen Brechungsindexwertes, und dass eine etwaige Abweichung in der Kalibrierung berücksichtigt wird und bei zu großer Abweichung eine Fehlermeldung ausgegeben wird. Dergestalt kann eine Kalibrierung mit einem Spülbetrieb der Messvorrichtung gemeinsam vonstattengehen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Messvorrichtung von der übergeordneten Auswerteeinrichtung, die vorzugsweise neben einer Messwerterfassung auch Steuer- und/ oder Regelungsaufgaben wahrnimmt, überwacht wird, die Messdaten von extern angeschlossenen zusätzlichen Messeinrichtungen auswertet, wie Temperatur, Druck, Viskosität, elektrische Leitfähigkeit, pH- Wert etc. und dass in Abhängigkeit der erhaltenen Messdaten externe Aktoren angesteuert werden, wie hydraulische Pumpen, Ventile, Niveauschalter etc. Dergestalt ist ein weitgehend automatisierter Messverfahrensbetrieb ermöglicht und in die Ansteuerung einer Bearbeitungsmaschine als dem Verbraucher lassen sich eine Vielzahl zusätzlicher Überwachungsaufgaben mit einbeziehen.

Vorzugsweise ist hierfür vorgesehen, dass in einen Nebenzweig eines hydraulischen Versorgungskreislaufes, der einen hydraulischen Verbraucher mit Fluid versorgt, die Messvorrichtung geschaltet ist, die mittels einer Ventilsteuerung in den Versorgungskreislauf zugeschaltet oder von diesem getrennt wird. Dergestalt lässt sich das eigentliche Messverfahren mit der jeweiligen Messvorrichtung von der Fluidversorgung eines an den Versorgungskreislauf angeschlossenen Verbrauchers trennen, was das Durchführen von Wartungsarbeiten erleichtern hilft.

Insbesondere ist in vorteilhafter Weise das erfindungsgemäße Verfahren dadurch charakterisiert, dass mittels einer Versorgungseinrichtung bei fehlendem Konzentrat im Fluid, dieses in den fluidischen Versorgungskreislauf unter der Überwachung einer Messvorrichtung eingespeist wird.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels unter Einbezug der Messvorrichtung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die Figur 1 in der Art einer Längsschnittdarstellung die wesentlichen Komponenten der Messvorrichtung;

Figuren 2 bis 5 verschiedene Möglichkeiten des Durchführens von Messungen nach dem Durchlichtprinzip;

Figuren 6, 7, 8 und 10 verschiedene Arten des Betriebs der Messvorrichtung anhand von Ablaufplänen; und

Figur 9 in der Art eines hydraulischen Schaltplans die

Einbindung der Messvorrichtung in einen hydraulischen Mess- und Versorgungskreislauf.

Die in Figur 1 mit ihren wesentlichen Systemkomponenten gezeigte Messvorrichtung ist in der üblichen Betriebsstellung gezeigt. Die Messvorrichtung dient zur Bestimmung der Konzentration von Bestandteilen in einem Fluid, wie Kühlschmierstoffen oder HFC- Hydraulikflüssigkeiten, durch Re- fraktometrie. Hydraulikflüssigkeit dient regelmäßig zur Übertragung von Energie in Form von Volumenstrom und/ oder Druck in Hydrauliksystemen im Rahmen der Fluidtechnik. Dahingehende Hydrauliköle sind üblicherweise auf der Basis von Mineralöl mit entsprechenden Additiven hergestellt. HFC gehört zu den schwer entflammbaren Hydraulikflüssigkeiten und weist regelmäßig Wasserglykole mit einem Wassergehalt über 35% sowie eine Polyglykol- Lösung auf. Dahingehende HFC- Hydraulikflüssigkeiten sind regelmäßig für den Einsatz im Steinkohlebergbau vorgesehen sowie in der zivilen Luftfahrt. Ferner finden diese zusehends Anwendung in militärischen Fahrzeugen wie Panzern, die durch Feindeinwirkung einem Beschuss ausgesetzt sein können. Kühlschmiermittel oder Kühlschmierstoff verringern die Reibung durch Schmieren und vermindern damit den Verschleiß des Werkzeugs, das Erwärmen des Werkstücks und den Energiebedarf bei der spanenden Bearbeitung. In beiden Fällen ist die vorgesehene Konzentration an HFC und Kühlschmierstoff aufrechtzuerhalten, um einen funktionssicheren Betrieb zu gewährleisten. Zum Einhalten der jeweiligen Konzentration dient insoweit die erfindungsgemäße Messvorrichtung.

Das mittels der Messvorrichtung zur Messung anstehende Fluid wird durch eine Probenkammer 10 geführt, die an einen Fluidzulauf 12 und einen Fluidablauf 14 angeschlossen ist. Die mögliche Durchströmungsrichtung ist in der Figur 1 dabei mit Pfeilen am Zulauf 12 sowie am Ablauf 14 angegeben. Sowohl der Fluidzulauf 12 als auch der Fluidablauf 14 sind in üblicher Weise an einen Fluid- Versorgungskreislauf 16 angeschlossen, wie er beispielhaft in der Figur 9 wiedergegeben ist.

Die eigentliche Probenkammer 10 begrenzt ein quaderförmiges Kammervolumen mit flacher Ausdehnung, und ist in Blickrichtung auf die Figur 1 gesehen, von oben her von einer lichtdurchlässigen Glaswand 18 begrenzt; regelmäßig gebildet aus einer dünnwandigen, rechteckförmigen Glasscheibe, die außenumfangsseitig gegenüber benachbarten Gehäuseteilen der Messvorrichtung nach oben und unten hin von quadratischen Dichtringen begrenzt ist, um dergestalt einen ungewollten Austritt von Fluid aus der Probenkammer 10 in die Umgebung mit Sicherheit zu vermeiden. Seitlich an die Probenkammer 10 anschließend ist in ein Vorrichtungsgehäuse 20 der Messvorrichtung ein Faser 22 eingebracht, dessen obere Easeraustritts- fläche in Richtung der Probenkammer 10 in einen fluidführenden Schrägkanal 24 austritt. Dergestalt durchqueren die Strahlen einer Lichtquel le, hier in Form des Easers 22, die Probenkammer 10 mit dem jeweiligen Fluid und die dahingehenden Strahlen erfahren hierdurch eine erste Brechung n, was im Folgenden noch näher erläutert werden wird. Die insoweit gebrochenen Strahlen werden von einer Sensoreinrichtung 26 außerhalb der Probenkammer 10 erfasst. Die Sensoreinrichtung 26 weist als lichtempfindlichen Sensor eine Fotodiodenzeile auf, die man fachsprachlich auch als Dioden Array bezeichnet. Insoweit können insbesondere CCD- Sensoren, aber auch CMOS, zum Einsatz kommen, die als lichtempfindliche elektronische Bauelemente auf dem inneren Photo- Effekt beruhen und die in einer Vielzahl von Ausführungsformen auf dem Markt frei zu erhalten sind.

Wie sich des Weiteren aus der Figur 1 ergibt, ist die Lichtquelle in Form des Lasers 22 in einem zugeordneten Aufnahmeraum 28 im Vorrichtungsgehäuse 20 an einem Ende stationär aufgenommen, sodass vor Eintritt des Fluids in die eigentliche Probenkammer 10 der Austrittsquerschnitt für die Laserstrahlen von dem Fluid überströmt ist, in dem dieses ausgehend von einem horizontal verlaufenden Leitungsabschnitt 30 parallel zur Längsausrichtung der Probenkammer 10 in den Schrägkanal 24 einströmt. Der Leitungsabschnitt 30 ist in Blickrichtung auf die Figur 1 gesehen auf seiner rechten Seite von einem Stopfen 32 verschlossen und ansonsten münden von unten her vertikal verlaufende Leitungsabschnitte 34 und 36 in den dahingehenden horizontalen Leitungsabschnitt 30, der sich hinter dem Stopfen 32 in Blickrichtung auf die Figur 1 gesehen weiter nach rechts fortsetzt und in den vertikalen Leitungsabschnitt 36 ausmündet, an den der Fluidablauf 14 angeschlossen ist. Der Fluidzulauf 12 hingegen mündet von links kommend in den vertikalen Leitungsabschnitt 34 für die Fluidzufuhr in die Probenkammer W ein. Über den vertikalen Leitungsabschnitt 36 hinaus, ist der horizontale Leitungsabschnitt 30 weiter nach rechts geführt und wird an dieser Stelle von einem Sensor 38 verschlossen, der beispielsweise aus einer Messeinrichtung für Parameter, wie Druck, Temperatur, Viskosität, pH- Wert, Leitfähigkeit etc. gebildet sein kann. Sensoren 38, die zwei oder mehr verschiedene solcher Parametermessungen ermöglichen, können hier gleichfalls zum Einsatz kommen. Eine Temperaturmessung ist für die Temperaturkompensation der Refraktometrie notwendig.

Wie sich des Weiteren aus der Figur 1 ergibt, erfolgt der Lichtaustritt der Lichtquelle in Form des Lasers 22 in einem schrägen Winkel von etwa 40° zu der horizontal verlaufenden Fluidströmungsrichtung in der Probenkammer 10. Die rechteckförmige, flächige Ausdehnung der Sensoreinrichtung 26 ist im Hinblick auf ihre Position zu der Lichtquelle jedenfalls derart gewählt, dass sowohl bei dem hier bevorzugten Durchlichtverfahren, als auch eventuell bei einem streifenden Einfall der Lichtstrahlen unter unterschiedlichen Winkeln, diese von der Sensoreinrichtung 26 vorzugsweise vollumfänglich umfasst sind. Zwecks Kalibrieren der Messvorrichtung und insbesondere zum Anpassen der Sensoreinrichtung 26 an die tatsächlichen Messverhältnisse innerhalb der Messvorrichtung kann diese gemäß der Darstellung nach der Figur 2 sowohl horizontal als auch vertikal gegenüber der Lichtaustrittstelle des Lasers 22 eingestellt werden. Hierfür genügt das Lösen und erneute Anziehen von Schrauben einer Einstelleinrichtung 40 an der die Sensoreinrichtung 26 festgelegt ist und mittels der diese gegenüber einem stationär angeordneten Sensorgehäuse 42 positionierbar ist. Insoweit schließt das Sensorgehäuse 42 als Teil des Gesamtgehäuses auf der Oberseite des Vorrichtungsgehäuses 20 an. Insbesondere mündet die plattenförmige Sensoreinrichtung 26 in eine quaderförmige Sensorkammer 44 des Sensorgehäuses 42 ein, die mit einem Gas versehen sein kann und dergestalt befüllt einen räumlichen Abstand zwischen der Probenkammer 10 mit ihrer lichtdurchlässigen Wand 18 und einer freiliegenden Sensorfläche 46 der Sensoreinrichtung 26 herstellt. Der einfacheren Darstellung wegen sind in Figur 1 sowohl der Laser 22 als auch die Sensoren in Form der Einrichtung 26 und der jeweiligen Messeinrichtung 38 ohne zugehörige Verdrahtung dargestellt. Je nachdem mit welcher Wellenlänge und im Rahmen welcher Brechungsindizes die Sensoreinrichtung 26 beschickt werden soll, kann anstelle von Luft in der Sensorkammer 44 auch ein anderes Arbeitsgas aufgenommen sein, beispielsweise in Form von Xenon. In einer fiktiven, vertikalen Projektion innerhalb der Zeichenebene der Figur 1 gesehen, ist die Lichtquelle in Form des Lasers 22 am Anfang der Probenkammer 10 und der Beginn der Sensoreinrichtung 26 am Ende der Probenkammer 10 angeordnet. Dergestalt ergibt sich eine besonders gute Messwerterfassung im gesamten Bereich und durch die Schrägstellung des Lasers 22 ergibt sich ein gutes Beugungsbild respektive Interferenzmuster bei der Durchstrahlung des Fluids in der Probenkammer 10 und ferner lässt sich aufgrund des schrägen Eintreffwinkels der Laserstrahlen auf die Sensorfläche 46, der Bauraum für das Sensorgehäuse 42 und mithin für die gesamte Messvorrichtung klein halten, sodass auch bei beengten Einbauverhältnissen eine dahingehende Messvorrichtung untergebracht werden kann. Dies erleichtert auch ein nachträgliches Ausrüsten bereits bestehender Anlagen mit der Messvorrichtung.

Die zwischen dem Fluidzulauf 12 und dem Fluidablauf 14 verlaufenden Kanalabschnitte 34, 36 bilden insoweit zumindest teilweise einen Fluidkanal 48 in einem Versorgungsgehäuse 50 aus. Demgemäß ist das Gesamtgehäuse der Vorrichtung aus einzelnen Gehäuseteilen zusammengesetzt, insbesondere bestehend aus dem Versorgungsgehäuse 50 mit Teilen des Fluidkanals 48, dem Vorrichtungsgehäuse 20 mit der Lichtquelle, hier in Form des Lasers 22, und dem Sensorgehäuse 42 mit der Sensoreinrichtung 26. Dergestalt ergibt sich ein modularer Aufbau für das Gesamtgehäuse der Messvorrichtung, was es erlaubt, unter Anpassen von Einzelkomponenten, die Messvorrichtung an unterschiedlichste Maschinen und Vorrichtungsteile anzuschließen.

Wie bereits eingangs erwähnt, ist die Messvorrichtung Teil eines Fluid- Versorgungskreislaufes 16, und dieser kann über ein schaltbares Ventil V1 an eine Druckversorgungseinrichtung wie eine Hydropumpe P1 angeschlossen werden. Die dahingehend motorangetriebene Hydropumpe P1 entnimmt Fluid, wie Kühlschmiermittel oder HFC- Flüssigkeit, aus einem Vorratstank CM1 und versorgt hydraulisch eine übliche Bearbeitungsmaschine BM als Verbraucher. Die dahingehende Bearbeitungsmaschine BM ist auf ihrer Eingangsseite über einen Abzweig 52 in eine Fluidleitung zwischen Hydropumpe P1 und dem schaltbaren Ventil V1 angeschlossen. Die Ausgangsseite der Bearbeitungsmaschine BM mündet wiederum an einer Abzweigstelle 54 in eine Rücklaufleitung aus, die an dem Fluidausgang in Form des Fluidablaufes 14 im Versorgungsgehäuse 50 der Messvorrichtung angeschlossen ist und zum Vorratstank CM1 führt. In den genannten Abschnitt der Rücklaufleitung zwischen dem Fluidablauf 14 im Versorgungsgehäuse 50 und der Abzweigstelle 54 in die die Ausgangsseite der Bearbeitungsmaschine BM einmündet, ist ein weiteres Schaltventil V2 vorhanden. Des Weiteren ist in die Zulaufleitung zum Fluidzulauf 12 und in die Rücklaufleitung vom Fluidablauf 14 kommend, jeweils ein drittes V3 und ein viertes Schaltventil V4 geschaltet, die der Zufuhr beziehungsweise der Abfuhr eines Spülmediums DL in einen weiteren Vorratstank CM2 dienen.

Zwischen der Bearbeitungsmaschine BM und der Messvorrichtung, deren Gehäuse mit den Gehäuseteilen 20, 42 und 50 in der Figur 10 wiedergegeben ist, verläuft eine Steuerleitung 56, die der Messdatenübertragung dient, sowie abhängig vom Maschinen- und/ oder Messvorrichtungsstatus einen Spülvorgang ermöglicht. Die Messparametererfassung, die zumindest teilweise über den Sensor 38 realisiert ist, gibt ihre Messdaten über eine zusätzliche Messleitung 56 an eine nicht näher dargestellte Prozessorsteuerung 59 als dem übergeordneten System aus, wie dies in Fig. 10 aufgezeigt ist. Neben den üblichen Messwerten Druck, Temperatur und Viskosität, besteht auch die Möglichkeit über den Sensor 38 oder weitere nicht dargestellte Sensoren 1 , 2, ...x den pH- Wert des Fluids zu erfassen sowie dessen elektrische Leitfähigkeit. Ausgehend von einer weiteren Steuerleitung 60 nach der Fig. 9 kann die Messvorrichtung eine weitere Fluidpumpe P2 ansteuern, die im Bedarfsfall mittels der Messvorrichtung detektiertes, fehlendes Konzentrat aus einem Konzentratbehälter CM3 entnimmt, wobei der Füllstand im Konzentratbehälter CM3 über einen Niveauschalter 62 überwacht ist, der mittels einer weiteren Messleitung 64 an die Prozessorsteuerung 59 der Messvorrichtung gekoppelt ist. Sollte demgemäß im Rahmen der mittels der Messvorrichtung durchgeführten Refraktometrie festgestellt werden, dass im Rahmen der Kühlschmierstoffversorgung für die Bearbeitungsmaschine BM Schmierstoffbestandteile fehlen oder im Rahmen der Versorgung mit einer HFC- Hydraulikflüssigkeit HFC fehlt, können die insoweit fehlenden Bestandteile durch Betätigen der Versorgungspumpe P2 über den Konzentratbehälter CM3 in den Vorratstank CM1 eingebracht werden, und die dann wiederum richtig aufkonzentrierte Kühlschmierstoffmenge oder HFC- Hydraulikflüssigkeit gelangt an die Bearbeitungsmaschine BM, wobei auch dahingehend fortlaufend eine Refraktometrie- Messung mittels der Messvorrichtung im Rahmen der Aufkonzentration durchgeführt wird. Die in Figur 10 mit externer Aktor 1 , 2, ... y bezeichneten Stellmittel entsprechen dabei unter anderem den Komponenten P1 und P2 sowie den Ventilen V1 , V2, V3, V4 etc.

Kommt es zu Verschmutzungen, insbesondere bezogen auf die Probenkammer 10, lässt sich der Versorgungskreislauf 16 mittels der Ventile V1 , V2 absperren und durch Öffnen der Ventile V3 und V4 lässt sich durch Zuführen eines geeignetes Spülmediums DL einschließlich Druckluft die Probenkammer 10 spülen und dergestalt von Partikelverschmutzung abreinigen, die dann für die weitere Aufbereitung oder Entsorgung im Vorratstank CM2 aufgenommen wird. Nach Durchführen des Spülvorganges lassen sich dann die Ventile V3 und V4 wieder in ihre in Figur 9 gezeigten Ausgangsstellung federkraftbetätigt zurückstellen, sprich in ihre Sperrstellung bringen und nach erneutem Öffnen der Ventile V1 und V2 unter Zuschalten des Fluid- Versorgungskreislaufs 16 steht die Messvorrichtung dann wiederum für die Refraktometriemessung zur Verfügung.

Im Folgenden soll die erfindungsgemäße Messvorrichtung anhand des zugehörigen Messverfahrens nun näher erläutert werden. Figur 2 zeigt dabei grundsätzlich eine solche Messung nach dem Durchlichtprinzip. Dabei gibt der in Figur 1 gezeigte Laser 22 einen kollimierten Laserstrahl 70 ab, der eine erste Brechung n1 an der Grenzfläche Probenkammer 10 zur Glaswand 28 erfährt. Eine zweite Brechung n2 erfolgt dann an der Glaswand 28 in Lorrn einer üblichen Glasscheibe. Eigur 2 beschreibt die Signalveränderung des Line Arrays respektive der Sensorfläche 46 bei unterschiedlichen Konzentrationen der Flüssigkeit. Erfolgt eine vertikale Einstellung, bei der der vertikale Abstand zwischen Sensorfläche 46 und Glaswand 28 verändert wird, ergibt sich eine Einstellmöglichkeit für die Empfindlichkeit. Bei einer möglichen horizontalen Verschiebung der Sensorfläche 46 lässt sich der Messwertbereich einstellen. Bei der prinzipiellen Darstellung der Messwerterfassung mit dem gezeigten Kurvenverlauf nach der Figur 2 wird ein homogenes Fluid in der Probenkammer 10 untersucht; es besteht aber auch die Möglichkeit trübe Fluide zu überprüfen. Dies ist grundsätzlich möglich, da die Laserdiode respektive der Laser 22 mit variabler Intensität von Seiten einer nicht näher dargestellten Steuer- und/ oder Regelungseinrichtung in Form der Prozesssteuerung 59 ansteuerbar ist. Vorzugsweise regelt der Laser 22 aber die Intensität selbständig.

In der Figur 3 ist ein solcher Messwertverlauf durch Trübung des Fluids in der Probenkammer 10 exemplarisch wiedergegeben, wobei die dick ausgezogene Messwertkurve den ursprünglichen Messwertverlauf aufzeigt und die dünne Messlinie den Intensitätsverlust durch Trübung des Fluids betrifft. Um trotz des Intensitätsverlustes erneut zu der früheren Spitzenwerterfas- sung zu gelangen, gemäß dem dick ausgezogenen Kurvenverlauf nach der Figur 3, ist eine Anpassung am Laser 22 notwendig, beispielsweise im Rahmen einer Anpassung des Tast- oder Aussteuergrades, was fachsprachlich als duty cycle bezeichnet wird, oder indem man eben die Stromstärke für die Laserdiode erhöht. Eine weitere Anpassungsmöglichkeit besteht darin, die Bildwiederholfrequenz respektive die Bildwiederholrate was fachsprachlich auch mit Shutter- Frequenz bezeichnet wird, an der Fotodiodenzeile oder dem Dioden Array in Form der Sensoreinrichtung 26 zu ändern. Eine dahingehende Anpassung der Laserintensität respektive der Detektorempfindlichkeit im Hinblick auf das Auftreten einer möglichen Trübung des Fluids in der Probenkammer 10 ist beispielhaft im Ablaufdiagramm nach der Figur 6 wiedergegeben. Zum Durchführen des dahingehenden Einstellzyklus ist jedenfalls Eingangsvoraussetzung als Referenz eine Spitzen- oder Peakwertbestimmung durchzuführen, also das Vorgeben eines Spitzenwertes für das durch Brechung empfangene Licht auf der Fotodiodenzeile (Dioden Array) in Form der Sensoreinrichtung 26 unter Einsatz eines homogen zu durchleuchtenden Fluids in der Probenkammer 10, wie in Figur 2 aufgezeigt. Die tatsächliche Berechnung der Trübung unter Einbezug von Ausgabewerten ergibt sich nach der Darstellung Figur 7 durch die Messgrößenerfassung im Hinblick auf den Tastgrad und die Stromstärke für den Laser 20 einschließlich des Ermittelns der Shutter- Frequenz des Dioden Arrays der Sensoreinrichtung 26. Dergestalt sind die durch die Trübung auftretenden Störgrößen im Rahmen der üblichen Messung kompensierbar.

Neben der vorstehend angesprochenen Trübung können gemäß der Darstellung nach der Figur 4 im Fluid der Probenkammer 10 als weitere mögliche Störgröße auch Verschmutzungen auftreten, beispielsweise in Form feindisperser Partikel 72 wie sie regelmäßig bei Emulsionen auftreten können oder sei es in Form größerer Partikel 74 einschließlich Luftblasen im bewegten Volumenstrom innerhalb der Probenkammer 10. Dabei ist in Figur 4 ganz links dargestellt, der Messwertverlauf wie er sich durch eine breite Intensitätserhöhung durch die Laserstreuung, bedingt durch die feindispersen Partikel 72 im Fluidstrom, ergibt, ausgehend von einem durchschnittlichen Spitzenwert 78 mit einem gerundeten Messwertverlauf wie er sich im Rahmen der üblichen Brechung durch Fluid n1 und Glasscheibe n2 ergibt. Hiervon unterscheiden sich deutlich, die kurzzeitig spitz zulaufenden Peaks mit unterschiedlicher Intensität, die sich aus einer geänderten Brechung ergeben, bedingt durch die angesprochenen Partikel 74 oder den Luftblaseneintrag. Auch die dahingehenden Störgrößen lassen sich nach ihrer individuellen Erfassung kompensieren und stören die Konzentratbestimmung des eingesetzten Fluids mit der Messvorrichtung nicht.

Die Darstellung nach der Figur 5 betrifft wiederum eine andersgelagerte Störgröße im Rahmen der Konzentrationsmessung, bei der auf der Glas- wand 18 mit ihrem Brechungswert n2 eine durchsichtige, flächige Verschmutzung mit einem geänderten Brechungswert n3 auftritt. Demgemäß zeigt die Figur 5 strichliniert den Peakverlauf auf der Sensorfläche 46 (Dioden Array), ohne Verschmutzung 82 und der rechte Kurvenverlauf ist die Auswertung mit dem Schmutzauftrag auf der Glasscheibe 18. Demgemäß sind die beiden in Figur 5 gezeigten Peakverläufe gleicher Messwerthöhe in horizontaler Richtung gesehen um einen Wert Ax verschoben, der sich auswerten lässt und mithin einen Rückschluss über den Grad der Verschmutzung 42 auf der Glasscheibe 18 zulässt. Auch insoweit lässt sich dann diese Störgröße im Rahmen der Fluidkonzentratbestimmung wieder herausrechnen.

Bei allen vorstehend beschriebenen Störgrößen, wie Trübung des Fluids, Partikelverschmutzung oder Verunreinigung der Glaswand 18, lässt sich wie vorstehend bereits für Figur 9 beschrieben, ein Spülvorgang für die Probenkammer 10 durchführen, wobei der zugehörige Ablauf prinzipiell in Figur 8 wiedergegeben ist. Dabei kann ein Mess- und Spülprozess grundsätzlich wie folgt ablaufen:

AUF = Zufluss zur Messvorrichtung durch Öffnen der Ventile V1 und V2 herstellen

MES = Messung 1 wird für eine festgelegte Zeit durchgeführt (Fluid = Kühlschmierstoff oder HFC)

ZU =Zufluss zur Messvorrichtung durch Schließen des Ventils V1 und des Ventils V2 stoppen

SP1 = Spülvorgang durch Öffnen der Ventile V3 und V4 starten SPÜ = Spülen der Probenkammer 10 für eine festgelegte Zeit SP2 = Beenden des Spülvorganges, wobei Ventile V3 und V4 offenbleiben KAL = Messung 2 wird für eine festgelegte Zeit durchgeführt (Fluid = Spülfluid, Wasser oder Durchluft) AUS = Auswertung der Messung 2 aus KAL und Signalisierung (Messung ok, Rekalibrierung, Wartung notwendig)

SP3 = Schließen der Ventile V3 und V4

Der vorstehend beschriebene Refraktometer zur Messung der Konzentration des Konzentrats eines Kühlschmierstoffes oder einer HFC- Flüssigkeit oder sonstiger Fluide, deren Konzentration an Bestandteilen zu überwachen ist, führt einzelne diskrete Messungen durch, wobei der Brechungsindex zur Bestimmung der Konzentration von Kühlschmierstoff zwischen 0 bis 25% Brix (Brechungsindexwert) liegt und die von HFC zwischen 30 bis 50% Brix. Im Rahmen einer Selbstdiagnose besteht die Möglichkeit einer regelmäßigen internen Überprüfung der Sensoreinrichtung 26 auf Validität der Messdaten. Kann beispielsweise aufgrund zu hoher Trübung im Fluid keine Spitzenwerte (Hotspot) auf dem Dioden Array respektive der Sensorfläche 46 detektiert werden, so soll die Sensoreinrichtung 26 keine Messwerte mehr ausgeben und dies soll über den Status der Sensoreinrichtung 26 angezeigt werden.

Des Weiteren ist mit der Messvorrichtung eine sogenannte Inline- Kalibrierung möglich. Nach dem Spülen der Probenkammer 10 respektive der Messzelle wird eine Referenzmessung in Wasser beziehungsweise Luft durchgeführt. Wird eine Abweichung vom Erwartungswert des Spülfluids gemessen, so wird die Sensoreinrichtung 26 automatisch neu kalibriert. Hierzu wird der Messwert mit Spülfluid als neuer Nullpunkt genutzt. Darüber hinaus wird die Warnung „Refraktometer reinigen" oder ähnliches ausgegeben. Durch die Bewertung der Abweichung vom ursprünglichen Wert bei Inbetriebnahme kann gemäß den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 2 bis 5 auch eine Vorhersage für den Austausch des Lasers 22 und/ oder der Glaswand 18 in Form einer Beschädigung der Glasscheibe getroffen werden. Dies hat so keine Entsprechung im Stand der Technik.