Schon die Vorläuferversion PR-23-A zeichnete sich durch eine hohe Zuverlässigkeit und Genauigkeit aus. Einheitlich vorkalibriert waren auch diese Sensoren bereits – auf einen Brechungsindex zwischen 1,32 und 1,53 (0 bis 100 Brix). Daher sind K-Patents-Sensoren untereinander austauschbar. Dank des ISO-9001-zertifizierten Produktionsverfahrens unterstützt K-Patents die Qualifizierung der Anwender und auch die laufende Verifizierung.
Bisher konnten zwei Sensoren an eine Auswerteelektronik angeschlossen werden. Die Anzeige war jedoch getrennt. „Die Sensoren waren allein nicht einsetzbar“, erinnert sich Rainer Bergmeier, Produktmanager bei Bühler Technologies GmbH, „denn man konnte keine Messwerte für ein übergeordnetes System abgreifen.“ Beim Nachfolgermodell mit integriertem Transmitter ist das problemlos möglich. Es ist komplett digital aufgebaut. Der Messwert lässt sich als 4…20-mA-Analogsignal oder über einen Ethernetausgang auslesen, vor Ort etwa mit einem Laptop. Bergmeier erläutert: „Wer vor Ort kein dauerhaftes Anzeige- und Bedientool benötigt, kann es sich nun sparen. Wenn irgendetwas an den Parametern zu ändern wäre, etwa der Messbereich oder die Umrechnungsparameter beim Umstieg von einem Medium zu einem anderen, kann man das über einen Laptop oder via Ethernet, also etwa über das interne Werksnetzwerk, tun.“ Jedes Gerät verfügt dazu über eine IP-Adresse.
Die komplett digitalisierten Prozessrefraktometer PR-43-A bestimmen den Brechungsindex wie gewohnt als kritischen Winkel der Totalreflexion. Dazu wird Licht auf eine Prismenfläche gerichtet und trifft unter verschiedenen Winkeln auf die Probe, die in Kontakt mit dem Prisma ist. In Abhängigkeit vom Brechungsindex der Probe dringt das Licht teilweise in sie ein und wird nur partiell reflektiert, während bei höheren Einfallswinkeln eine Totalreflexion erfolgt. Es entsteht ein Hell-Dunkel-Bild, das von einer hochauflösenden CCD-Kamera aufgefangen wird. Sie bestimmt die Lichtintensität in Abhängigkeit vom Einfallswinkel. Der Grenzwinkel ist eine Funktion des Brechungsindex. Aus ihm errechnet die Elektronik die Konzentration der Flüssigkeit und gibt den Wert direkt aus.
Mathematik und Digitaltechnik also, inklusive einer Temperaturkompensation: „Wir können also sagen: Das Gerät misst nach zehn Jahren noch so wie am ersten Tag. Da gibt es keine Nullpunktdrift“, betont Bergmeier. Vorteil: Eine wiederholte Kalibrierung im eigentlichen Sinne ist nicht nötig, auch nicht bei Medienwechsel. Der Anwender muss auch in diesem Fall nur den Umrechnungsfaktor ändern. Um den Vorschriften Genüge zu tun, gibt es zwar zur Verifizierung Standardlösungen, die nach einer Routine auf das Refraktometer aufgebracht werden müssen, um schließlich einen Verifizierungsbericht zu erhalten. Für eine konstante Messqualität wäre das jedoch nicht nötig.
