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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bestimmung des Russwertes aus der Schwärzung eines von einer vorbestimmten Rauchgasmenge durchströmten Filters mit einer photoelektrischen
Messschaltung zur Bestimmung der relativen Lichtabsorption, wobei mindestens eine Lichtquelle und ein das aufgenommene Licht in ein elektrisches Signal umwandelnder Lichtempfänger vorgesehen sind und das am
Lichtempfänger abnehmbare und vorzugsweise verstärkte Signal einer Anzeigeeinrichtung zugeführt wird, wobei die Lichtquelle und der Lichtempfänger nebeneinanderliegend und optisch gegeneinander abgeschirmt in einem Träger angeordnet sind.
Einrichtungen und auch elektrische Schaltungen für einen solchen Zweck sind bekannt. Sie werden beispielsweise bei der Abgasuntersuchung von Verbrennungsmotoren verwendet. Aus der Russabscheidung können dabei Rückschlüsse auf den Verbrennungsablauf der getesteten Motoren gezogen werden. Die
Schwärzung des Filters wird mit einer photoelektrischen Messeinrichtung kontrolliert, welche die relative
Lichtabsorption des geschwärzten Filters misst. Messeinrichtungen dieser Art werden in der Regel auf Motorprüfständen verwendet und sind auf Grund ihres aufwendigen konstruktiven Aufbaues nicht für einen mobilen Einsatz geeignet. Auch Ölverschmutzungen in Flüssigkeiten, ferner Staubablagerungen auf festen Körpern und auch die Lichtdurchlässigkeit von mit Staubteilchen durchsetzten Gasen werden durch photometrische Vergleichsmessungen festgestellt und untersucht.
Die dafür eingesetzten Apparaturen und
Geräte sind relativ aufwendig und können auf Grund ihrer Grösse nur für Laboruntersuchungen verwendet werden. Es handelt sich hier um in der Regel stationär betriebene Apparaturen, welche von geschultem Laborpersonal bedient werden.
Es ist ferner bekannt, bei Feuerstätten für flüssige Brennstoffe den Russwert der Abgase zu bestimmen, aus welchem sich Rückschlüsse auf die Qualität des Verbrennungsvorganges ziehen lassen (Reinhaltung der Luft, Russablagerungen auf den Heizflächen u. dgl. mehr). Zur Bestimmung des Russwertes dient in der Regel der"BACHARACH-Smoke-Tester", bei dem eine bestimmte Abgasmenge durch ein Filterpapier gezogen wird, wobei dieses durch den Russniederschlag mehr oder weniger geschwärzt wird. Die Schwärzung des Filters wird mit einer zehnteiligen Schwärzungsskala verglichen. Bei Ölöfen mit Verdampfungsbrennern werden Russwerte (BACHARACH-Zahlen) unter 4, bei Zerstäubungsbrennern solche unter 2 bis 3 angestrebt. Liegen die kontrollierten Werte höher, müssen die Anlagen überholt werden.
Der Vergleich des geschwärzten Papiers mit der Rauchbildskala erfolgt visuell und die Bewertung ist daher unter Umständen durch persönliche Faktoren beeinflusst, vor allem dann, wenn die entnommenen Proben nicht mit einem Grauwert der Rauchbildskala direkt übereinstimmen, sondern eventuell einen Zwischenwert aufweisen und dieser Zwischenwert sogar in jenem Bereich liegt, der unter Umständen kostenaufwendige Revisionen der Heizanlagen erforderlich macht. Ausserdem ist die objektive Bestimmung der Russzahl sehr wichtig, da sie in die Berechnung des Anlagewirkungsgrades mit einbezogen wird.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Einrichtung vorzuschlagen, bei deren Verwendung die Russwertbestimmung von individuellen Einflüssen möglichst frei gehalten ist und die ferner dazu geeignet ist, sozusagen als Taschengerät vom Schornsteinfeger oder Ölfeuerungskontrolleuren mitgeführt zu werden, ohne diesen dadurch allzusehr zu belasten, damit dieser bei der laufenden Überwachung und Reinigung von Kaminen und Schornsteinen gleichzeitig und ohne besonderen Aufwand auch die Abgase der Feuerstätten überprüfen kann, so dass eventuell entstandene Mängel unverzüglich erkannt werden und in der Folge auch behoben werden, was für den Umweltschutz von ausserordentlicher Bedeutung ist.
Vorschlagsgemäss ist nun die Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Träger einen hülsenartigen, stirnseitig eine Lichtein- bzw. Lichtaustrittsöffnung aufweisenden Ansatz besitzt und an dieser Öffnung das zu messende Filter anlegbar ist und dass der Träger an seiner dem Ansatz zugewandten Stirnseite mindestens zwei Vertiefungen, beispielsweise Bohrungen, aufweist, in welchen bündig mit dieser Stirnfläche oder gegen diese zurückversetzt die Lichtquelle und der Lichtempfänger angeordnet sind und die der Messung und Anzeige dienenden Schaltungsglieder wie Lichtquelle, Lichtempfänger, Widerstände, Kondensatoren, Verstärker, Schalter u. dgl. in einem händisch manipulierbaren, vorzugsweise rohrartig ausgebildeten Gehäuse angeordnet sind.
Unter einem händisch manipulierbaren Gehäuse wird hier ein solches verstanden, das in einer Hand gehalten werden kann und das mit einer Hand betätigt werden kann und das beispielsweise die Länge eines normalen Kugelschreibers besitzt und einem demgegenüber etwas vergrösserten Durchmesser aufweist, also zirka eine Länge von 10 bis 12 cm und einen Durchmesser von zirka 2 bis 3 cm hat.
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Zur Veranschaulichung der Erfindung wird diese an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. l ein vereinfachtes Schaltbild der Messschaltung und Fig. 2 die Einrichtung in Form eines röhrenartigen, händisch manipulierbaren Gehäuses in vergrössertem Massstab (2 : 1).
Die Messschaltung, die in Fig. 1 in Form eines vereinfachten Schaltbildes dargestellt ist und welche in dem röhrenartigen Gehäuse nach Fig. 2 untergebracht ist, besitzt eine Versorgungsspannungsschiene-l- und eine Masseschiene --2--. Zwischen diesen ist eine Lichtemissionsdiode--3--mit einem Belastungs- widerstand --4-- geschaltet, ferner parallel dazu ein Phototransistor --5-- und ein Widerstand --6--, von welchem über die Leitung --7-- und ein RC-Glied --8, 9-- die Steuerspannung für den Verstärker --10-- abgenommen wird.
Der Ausgang --11-- dieses Verstärkers --10-- ist mit einem Schwellwertschalter --12-verbunden, dessen Ausgänge in geeigneter Weise mit Lichtemissionsdioden --13-- zusammengeschaltet sind, u. zw. vorliegendenfalls mit zehn Stück Lichtemissionsdioden, die entsprechend der BACHARACH Rauchbildskala mit den Ordnungsnummern 0 bis 9 bezeichnet sind. Erfolgt die Messung auf Grund anderer Vergleichstabellen mit einer andern Anzahl von Skalenwerten, so wird die Anzahl der Lichtemissionsdioden dieser Skalenwertanzahl angepasst. Durch einen Schalter --S-- wird die Messschaltung an eine Versorgungsspannung gelegt. Am Ausgang des Verstärkers --10-- kann noch ein Anschluss --14-- vorgesehen werden, mit welchem ein Messgerät verbindbar ist.
Diese Messschaltung, die vereinfacht in Fig. l dargestellt ist, ist nun in einem röhrenartigen Gehäuse nach Fig. 2 untergebracht. In dieser Fig. 2 ist das röhrenartige Gehäuse in einem vergrösserten Massstab 2 : 1 dargestellt. In Fig. 2 ist dieses Gehäuse zum Teil aufgerissen. Dieses röhrenartige Gehäuse --15-- besitzt nun an seinem unteren Ende einen Träger --16-- mit zwei Ausnehmungen-17 und 18--. In der einen Ausnehmung --17-- ist ein Photo transistor --19-- angeordnet, in der andern Ausnehmung-18eine Lichtemissionsdiode --20--.
Diese beiden Elemente liegen so in diesen Ausnehmungen, dass sie gegenüber der Stirnfläche --21-- des Trägers --16--, von der diese Ausnehmungen ausgehen, zurückversetzt sind oder höchstens bündig mit dieser Fläche liegen, um so diese beiden Elemente optisch zu trennen und um so die direkte Bestrahlung des Elementes --19-- durch die Lichtemissionsdiode --20-zu verhindern. Ein hülsenartiger Ansatz --22-- setzt diesen Träger --16-- nach unten fort mit einer Öffnung-23-, durch die das von der Lichtquelle --20-- ausgesandte Licht aus-und das vom zu kontrollierende Filter zurückgestrahlte Licht eintritt. Die äussere Stirnfläche --24-- dieses Ansatzes dient als Auflageebene für das zu kontrollierende Filter.
In Achsrichtung des Gehäuses --15-- gesehen ist hinter dem Träger --16-- der Schalter --S-- angeordnet. Dieser Schalter --S-- ist in einem Montageteil - befestigt, der bezüglich des Gehäuses --15-- feststehend ist. Die Querwand --26-- dieses Montageteiles --15-- hat auch Durchbrechungen --27-- für die Durchführung von Verbindungsleitungen, die für die Spannungsversorgung der Teile --19 und 20-- dienen. In diesem Montageteil --25-- ist der Träger --16-- um das Mass h verschiebbar gelagert. Die der Begrenzung dieser Verschiebebewegung dienenden Glieder sind hier nicht eingezeichnet. Sie können beispielsweise aus einer Längsnut bestehen und einem in diese Längsnut ragenden, ortsfesten Stift.
Das Betätigungsglied --28-- des Schalters --S-- drückt durch die Kraft einer hier nicht gezeigten Feder den Träger --16-- in seine untere aus Fig. 2 ersichtliche Endlage.
In dem Bereich des Gehäuses --15--, das oberhalb des Schalters --S-- liegt, sind die restlichen aus Fig. 1 ersichtlichen Schaltglieder eingebaut, was aus Fig. 2 andeutungsweise erkennbar ist. Diese Schaltglieder sind auf Leiterplatten befestigt, die in diesem röhrenartigen Gehäuse einerseits durch die
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jeweils fünf zu einer Gruppe zusammengefasst sind. Hier hinter diesen Durchbrechungen oder Bohrungen liegen die Anzeigedioden, welche vom Schwellwertschalter --12-- aus gesteuert werden und diese bilden hier ein Leuchttableau. Im oberen stirnseitigen Abschluss des Gehäuses-15-- ist noch eine Bohrung - vorgesehen zur Einführung eines Speisekabels. Die für den Betrieb der Messschaltung erforderliche Spannung wird einem Netzgerät oder einer Batterie abgenommen.
Dieses Netzgerät, an welchem das Speisekabel angeschlossen wird, ist hier nicht dargestellt..
Die Handhabung der Einrichtung ist sehr einfach. Liegt eine Russwertprobe vor und ist das aus Fig. 2 ersichtliche Gerät an die Versorgungsspannung angeschlossen, so wird die Fläche --24-- des Ansatzes --22-- auf die Schwärzung des Filters aufgesetzt und das Gehäuse in Richtung des Pfeiles
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- leicht nach unten gedrückt. Dabei verschiebt sich der Träger --16-- um das Mass h gegenüber dem
Gehäuse --15-- und betätigt dabei den Schalter --S--, wodurch die Messschaltung nach Fig. l an Spannung gelegt wird. Das von der Lichtquelle --20-- ausgesandte Licht gelangt durch die Öffnung --23-- des Ansatzes --22-- auf die Schwärzung des Filters und je nach dem Ausmass der Schwärzung wird mehr oder weniger Licht absorbiert.
Der reflektierte Lichtanteil wird vom Empfänger --19-- aufgenommen, in ein elektrisches Signal umgesetzt, verstärkt und dem Schwellwertschalter-12-- zugeführt, der je nach Grösse dieses aufgenommenen Signals eine einzige Leuchtdiode aufleuchten lässt, so dass die Kontrollperson an dem am Gehäuse --15-- vorgesehenen Leuchttableau, das durch die Ausnehmungen --29-- und die dahinter angeordneten Leuchtdioden gebildet ist, die entsprechende Russ-oder Rauchzahl ablesen kann.
Die Einrichtung, wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist relativ klein und handlich und das Gerät für die Erzeugung der Versorgungsspannung lässt sich mit den zur Verfügung stehenden Bauelementen sehr klein gestalten, beispielsweise in der Grösse einer Zigarettenpackung, so dass jeder Schornsteinfeger oder Ölfeuerungskontrolleur die Möglichkeit hat, dieses Gerät stets mit sich zu führen und bei jeder Reinigung eines Schornsteins oder eines Kamins oder nach Einstellung eines Ölbrenners gleichzeitig auch den Russwert bestimmen, um bei eventuell zu hoch liegenden Russzahlen in den Abgasen der Anlage unverzüglich die entsprechenden Gegenmassnahme zu veranlassen, um so entscheidend in den Schutz der Umwelt einzugreifen.
Die Lichtaus- bzw. Eintrittsöffnung --23-- des Ansatzes --22-- kann bei Nichtgebrauch des Gerätes durch eine auf diesem Ansatz aufsteckbare Kappe abgeschlossen werden. Das gezeigte Gerät besitzt einen Träger --16--, der axial zur Gehäuseachse verschiebbar gelagert ist. Es wäre ohne weiteres denkbar, den Träger --16-- so anzuordnen, dass seine Achse im wesentlichen rechtwinkelig steht zur Hauptachse des Gehäuses --15--, wobei auch in diesem Fall zum Ein- und Ausschalten der Messeinrichtung dieser Träger - verschiebbar gelagert sein kann.
Eine andere Möglichkeit liegt darin, den Träger --16-- im Gehäuse --15-- ortsfest zu lagern und an der Aussenseite des Gehäuses einen Schaltknopf anzubringen, mit welchem die Messschaltung an Spannung gelegt werden kann, wobei jedoch die Betätigung des Schalters direkt durch manuelle Einwirkung erfolgt.
Das gezeigte Gehäuse hat einen Kreisquerschnitt. Dieser ist für die Erfindung jedoch nicht ausschlaggebend. Es ist möglich und denkbar, das rohrartige Gehäuse mit einem ovalen Querschnitt oder mit einem vieleckigen Querschnitt auszubilden. Beim gezeigten Gerät wird ferner die Versorgungsspannung über ein Kabel von aussen zugeführt. Es wäre auch denkbar, das Gehäuse --15-- so auszubilden, dass eine Betriebsspannungsquelle in Form einer Batterie in dieses Gehäuse direkt eingesetzt wird, so dass die Einrichtung ohne äusseres Versorgungskabel betrieben werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Bestimmung des Russwertes aus der Schwärzung eines von einer vorbestimmten Rauchgasmenge durchströmten Filters mit einer photoelektrischen Messschaltung zur Bestimmung der relativen Lichtabsorption, wobei mindestens eine Lichtquelle und ein das aufgenommene Licht in ein elektrisches Signal umwandelnder Lichtempfänger vorgesehen sind und das am Lichtempfänger abnehmbare und vorzugsweise verstärkte Signal einer Anzeigeeinrichtung zugeführt wird, wobei die Lichtquelle und der Lichtempfänger nebeneinanderliegend und optisch gegeneinander abgeschirmt in einem Träger
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artigen, stirnseitig eine Lichtein- bzw.
Lichtaustrittsöffnung (23) aufweisenden Ansatz (22) besitzt und an dieser Öffnung (23) das zu messende Filter anlegbar ist und dass der Träger (16) an seiner dem Ansatz (22) zugewandten Stirnseite mindestens zwei Vertiefungen (17,18), beispielsweise Bohrungen, aufweist, in welchen bündig mit dieser Stirnfläche oder gegen diese zurückversetzt die Lichtquelle (20) und der Lichtempfänger (19) angeordnet sind und die der Messung und Anzeige dienenden Schaltungsglieder wie Lichtquelle (20), Lichtempfänger (19), Widerstände, Kondensatoren, Verstärker, SchÅalter
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