AT512096A1 - Verfahren zum überführen von in einem material enthaltenen substanzen in die gasphase - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überführen von in einem Material enthaltenen und aus demselben ausgasenden Substanzen in die Gasphase mittels Gaszufuhr für die Prüfung der Werkstoffeigenschaften unter Einsatz von, von Trägergasteilströmen durchströmten, mit Proben des Werkstoffs beschickten Prüfzellen, dadurch gekennzeichnet,- dass jede der Prüfzellen (6.1, 6.2, ... 6n) jeweils mit Temperatur- und Relativfeuchtemesssensoren (7.1, 7.2, ... 7n) ausgestattet ist und mit einem mittels Gasverteil-Ventileinrichtung (2) strömungsgeschwindigkeitseinstellbar konstanten, von einer Trägergasbefeuchtungseinrichtung (10.0; 10.1, ... 10.n) mit Feuchtewasser beladenen Trägergasteilstrom (L1, L2, ... Ln) durchströmt wird, - dass die von den genannten Messsensoren ermittelten Momentantemperatur- und-relativfeuchtedaten an eine - zumindest zwei Regelkreise (9.1, 9.2) umfassende - Steuer- und Regeleinheit (9) abgegeben werden, wobei ein Regelkreis (9.1) die dort von den Prüfzellen einlangenden Isttemperatur- und -relativfeuchtedaten mit den vorgegebenen (vn) ermittelten Bezugssolltemperatur- und -relativfeuchtedaten vergleicht und die ermittelten Differenz(en) zwischen Ist- und Solldaten als Stellgröße(n) an einen Regelkreis (9.2) für die Steuerung der der Gasverteilventileinrichtung (2) vorgeschalteten, jeweils gewünschte Temperatur- und Relativfeuchte im Trägergasteilstrom generierende(n) Trägergasbefeuchtungseinrichtung(en) (10.1, 10.2,... 10.n) abgibt.

Description

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In gasförmigem Zustand vorliegende'Substanzen enthaltende Emissionen und insbesondere eventuelle Schadstoffemissionen aus Produkten und Materialien der verschiedensten Art, wie beispielsweise aus Baustoffen und Werkstoffen der verschiedensten Art, wozu nur beispielsweise auch Hölzer und Holzprodukte genannt seien. Infolge der langen Benutzungsdauer von Bauten durch deren Nutzer oder Bewohner können eventuell von denselben emittierte Substanzen über lange Zeiträume hinweg wirksam sein.

Es sei hierzu nur beispielsweise an die immer wieder diskutierten, eventuellen Gefahren für die Gesundheit und das Wohlbefinden der Nutzer bzw. Bewohner von Bauten und Räumen erinnert.

Die z.B. aus Bauprodukten und Werkstoffen der verschiedensten Art in meist sehr geringen Mengen austretenden bzw. emittierten, eventuell über längere Zeiten gesundheitsschädlichen Substanzen werden üblicherweise anhand des sogenannten AgBB-Schemas bewertet, welches zur quantitativen Messung von Schadstoffemissionen Prüfkammern vorsieht, in denen Prüfkörper der Werkstoffe, also insbesondere von Baustoffen bzw. Hölzern, einem konstanten Luft- oder Gasstrom bei definierter Temperatur und Feuchte ausgesetzt werden.

Derzeit werden für diesen Zweck üblicherweise sogenannte "m3-Kammern" eingesetzt, bei denen der eingebrachte Gasstrom auf einen vorgegebenen Wert, wie z.B. auf 50 RH% (relative humidity = relative Feuchte) befeuchtet wird.

Herkömmlichen Geräten zur Erlangung einer definierten und konstanten Befeuchtung eines Gasstrom liegt eine aufwendige und kostspielige Technik zugrunde. Es seien hierzu das sogenannte "Wettsys-System" und das "RH200-System" genannt.

Die Wirkungsweise des erstgenannten bekannten Systems basiert auf dem an sich simplen Prinzip des Mischens eines trockenen und eines befeuchteten Gasstroms: Ein am Eingang der Anlage zugeführter trockener Gasstrom wird in zwei Teile geteilt, von denen der trockene Gas-Teilstrom mit Elektroventil und einem Massenfluss-Kontrollgerät ausgerüstet ist. Der zweite Teilstrom ist in gleicher Weise mit Elektroventil und einem Massenfluss-Kontrollgerät ausgestattet sowie mit einem Sättigungsgerät, in welchem das Gas mit 100% relativer Feuchte beaufschlagt wird. Die beiden Gasströme enden in einer thermosstatisierten Mischkammer, an die ihrerseits an ein Feuchtemessgerät gekoppelt ist. Am Ausgang der Mischkammer ist ein drittes Elektroventil angeordnet, von wo aus das Gas in eine Prüfkammer geleitet wird. Die Temperatur und die Feuchtigkeitsrate in Prozent relativer Feuchte, werden mittels der Feuchtemessanordnung gemessen und die beiden Gasflüsse, welche mit den beiden Massenfluss-Steuerungsgeräten kontrolliert werden, sind in eine PED-Regulierschleife integriert, welche die Einstellung des 2 2 • · ft » · · · • ·♦« «···«··< »

Feuchtigkeitsgehalts am Auslass der Einrichtung nift*hoh*er Stabilität, konkret besser als ± 0,3% relative Feuchte, ermöglicht.

Bei der zweitgenannten Art Feuchtegenerator wird trockenes Gas, wie z.B. Luft oder Stickstoff, in ein Gerät geleitet und passiert zuerst einen 2p-Filter und einen Druckregulator, wobei dort eingangs eine Druckmesseinrichtung, ein Gasstrom-Massenfluss-Kontrollgerät und ein Verdampfer vorgesehen ist, in dem das Gas mit Wasser gesättigt wird. Ein trockener Gasstrom durchläuft ebenfalls ein Massenfluss-Kontrollgerät und wird mit dem aus dem Verdampfer ausströmenden feuchten Gas vermischt.

Der so erhaltene Gasstrom durchläuft dann einen Taupunktanalysator mit einem gekühlten Spiegel und wird dann dem Gasauslass zugeführt, von wo er letztlich an ein Analysegerät weitergegeben wird.

Es wird sowohl der trockene, wie als auch der befeuchtete Gasstrom gemessen, um ein jeweils gewünschtes Niveau der relativen Feuchte einzustellen, während der Taupunktanalysator (TPA) den Ausgang kontrolliert. Die Massenfluss-Kontrollgeräte der Verdampfer, der TPA und alte Ventile sind in einer konstante Temperatur aufweisenden Kammer angeordnet, welche mittels Temperatur-Steuergerät geregelt wird.

Im Wesentlichen ist also bei diesen bekannten Geräten eine thermostatisierte Kammer erforderlich, wobei mit jeweils zwei Mass-Flow-Controllern zwei Gasströme geregelt und danach miteinander gemischt werden, um eine jeweils vorgegebene Gasfeuchte am Auslass zu erlangen.

Als Alternative zu den, wie beschrieben, recht aufwendigen m3-Kammem und in Verbindung mit den neuen Normen zur VOC-Bestimmung werden in zunehmenden Maße, sogenannte Mikro-Prüfkammern, wie jene der Firma Markes eingesetzt. Diese können an sich zur Bewertung von Schadstoffemissionen eingesetzt werden, haben aber den schwerwiegenden Nachteil, dass bei ihnen eine Befeuchtung des Gasstroms nicht vorgesehen ist und die daher letztlich notwendigen, auf dem Markt befindlichen Befeuchtungsgeräte aufgrund ihrer aufwendigen Technik unverhältnismäßig kostspielig sind.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist also ein neues Verfahren zum, insbesondere beschleunigten, Überführen von in einem Material, vorzugsweise Baustoff oder Werkstoff, wie beispielsweise in Holz oder in einem Holzwerkstoff, enthaltenen und aus demselben über längere Zeiträume hinweg ausgasenden, emittierten und/oder freigesetzten Substanzen in die Gasphase mittels geregelter Gaszufuhr für die Prüfung der Material-, vorzugsweise Bau- oder Werkstoffeigenschaften mittels nachfolgender Analyse der genannten Substanzen und des zeitlichen Verlaufs ihrer Freisetzung unter Einsatz einer Mehrzahl von individuellen, von zumindest einer Luft- oder Trägergas-

Befeuchtungseinrichtung gelieferten, Luft- ocier'YrägergasteilsVömen durchströmten, jeweils mit einer Probe des zu prüfenden Werkstoffs beschickten, vorzugsweise auf eine konstant einstellbare Temperatur beheiz- oder kühlbaren, Prüfzellen.

Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass jede der individuellen Prüfzellen, jeweils, insbesondere ausgangsseitig, mit einem Messsensor für Temperatur und Relativfeuchte in ihrem Inneren ausgestattet ist und mit einem mittels einer Gasverteil-Ventileinrichtung jeweils strömungsgeschwindigkeits-einstellbar zeitlich konstant gehaltenen, von zumindest einer Luft- oder Trägergas-Befeuchtungseinrichtung mit Feuchtewasser beladenen individuellen, laminaren oder z.B. mittels einer Verwirbelungseinrichtung, Ventilator od. dgl. turbulent ausgebildeten Luft- oder Trägergasteilstrom durchströmt wird, - dass die von den genannten Temperatur- und Relativfeuchte-Messsensoren ermittelten Momentan- bzw. Ist-Temperatur- und Relativfeuchtedaten an eine - zumindest zwei Regelkreise umfassende Steuer- und Regeleinheit abgegeben werden, wobei der erste Regelkreis die dort von den einzelnen Prüfzellen einlangenden Ist-Temperatur- und -Relativfeuchtedaten mit den entweder vorgegebenen oder In einer werkstoffbeschickungsfreien Bezugs-Prüfzelle ermittelten und gelieferten Bezugs-Soll-Temperatur- und -Relativfeuchtedaten vergleicht und die hierbei ermittelten Differenz(en) zwischen Ist- und Solldaten als Stellgröße(n) an den zweiten Regelkreis für die Steuerung einer zentralen, der Gasverteil-Ventileinrichtung vorgeschalteten oder einer Mehrzahl von der Gasverteil-Ventileinrichtung nachgeordneten, den einzelnen Prüfzellen jedoch vorgeschalteten, jeweils gewünschte Temperatur- und Relativfeuchte im Luft- oder Trägergasteilstrom generierende(n) Luft- oder Trägergas-Befeuchtungseinrichtung(en) abgibt.

Das neue Verfahren zur Regelung der Gasfeuchte in einem Gas-

Prüfkammemsystem beruht im Wesentlichen auf zwei gekoppelten Regelkreisen. Der erste Regelkreis liefert über den gemessenen Istwert der Gasfeuchte in der jeweiligen Prüfkammer und der sich daraus ergebenden Regelabweichung zu einem vorgegebenen Sollwert ein Stellsignal. Dieses Stellsignal wird in den zweiten Regler bzw. Regelkreis eingespeist und entspricht dort einer bestimmten, jeweils gewünschten Solltemperatur.

Aus der sich ergebenden Regelabweichung zwischen der Solltemperatur und dem in den zweiten Regler weingegebenen und gemessenen Istwert der Temperatur des Befeuchtungsmediums in einem im Begasungssystem befindlichen Behälter wird das Befeuchtungsmedium für die Luft oder das Gas beheizt oder gekühlt, sodass die vom ersten Regler vorgegebene Solltemperatur des Befeuchtungsmediums eingehalten wird. Mit diesem System kann eine konstante, von äußeren Temperaturschwankungen

• · * » · · V · » ·*«· ·*« Λ · · unabhängige Gasfeuchte in den Prüfkammern'auf einfache* und kostengünstige Weise realisiert werden.

Die vorgesehene Kleindimensionierung der erfindungsgemäß eingesetzten Vorrichtung ist wesentlich kostengünstiger als die oben beschriebenen, bisher bekannten Befeuchtungsgeräte, die auf der Mischung eines trockenen und eines befeuchteten Gasstromes basieren. Insbesondere im Falle von Baumaterialien auf Basis von Holz und Holzverbundwerkstoffen ist die Befeuchtung des Gasstroms in Mikro-Prüfkammern höchst wünschenswert und wichtig, da die Gasfeuchte durchaus einen signifikanten Einfluss auf das Emissionsverhalten derartiger Materialien haben kann.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Technik bereit, mit der die Befeuchtung des Gasstroms in Mikro-Prüfkammern auf einfache und kostengünstige Weise realisiert werden kann, Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen sind keine Massenfluss-Kontrollgeräte (Mass-Flow-Controller) und keine elektrischen Ventile mehr erforderlich, was jedenfalls die Produktionskosten drastisch reduziert.

Voraussetzung für die vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine temporär isothermische Betriebsweise der begasten Prüfkammer, wobei unter „temporär isothermischer Betriebsweise'1 verstanden wird, dass die Temperatur in der Prüfkammer thermostatisiert, d.h. konstant gehalten wird oder gegebenenfalls durch den Nutzer nur in diskreten Schritten verändert wird. Unvorteilhaft wäre beispielsweise eine nicht thermostatisierte Prüfkammer, deren Temperatur andauernden Schwankungen, also beispielsweise Schwankungen durch Umgebungseinflüsse unterliegt.

Wesentliche Vorteile der Erfindung gegenüber den einschlägigen herkömmlichen Materialprüfsystemen sind folgende:

Die Gasfeuchte wird bei dem erfmdungsgemäßen Verfahren also praktisch direkt in jeder der Mikro-Prüfkammern an deren Ausgang gemessen, wodurch die Gasfeuchte unabhängig von Kammertemperatur und Umgebungseinflüssen immer auf dem vorgegebenen Sollwert gehalten werden kann.

Ein ganz wesentliches technisches Merkmal der Erfindung besteht in der Kopplung der beiden oben näher beschriebenen Regelkreise, wodurch sich der kostspielige Einbau des gesamten Systems in eine thermostatisierte Kammer, wie dies bei herkömmlichen Systemen notwendig ist, erübrigt.

Derzeit zur Verfügung stehende bekannte Mikro-Prüfkammern besitzen keine Einrichtung, wie Datenlogger, Schnittstellen und dgl., zur Erfassung von Temperatur und Gasfeuchte praktisch direkt in der Prüfkammer selbst.

Da beim erfindungsgemäßen Verfahren die Feuchtemessung direkt in der Mikro-Prüfkammer mittels eines kombinierten Temperatur- und Feuchtesensors vorgesehen ist, besteht zum ersten Mal prinzipiell die Möglichkeit, jene Temperatur und Gasfeuchte, die direkt in jeder der Prüfzellen herrscht, ko n fi n u *ed i ch* a ufzuze i ch n e n und zur Regelung der Gasbefeuchtungseinrichtung(en) zu nutzen.

Da beim erfindungsgemäßen Verfahren die Messung von Feuchte und Temperatur in jeder einzelnen Messzelle der Mikro-Prüfzellen oder -kammem vorgesehen ist, besteht die Möglichkeit, die Feuchte in der Messzelle entweder unabhängig (RH%-Istwert aus leerer/n Referenzzelle(n)) oder abhängig vom Probenmaterial (RH%-Istwert aus mit Probenmaterial beschickter/n Messzeile(n)).

Im erstgenannten Fall kann die Befeuchtung des Gasstroms durch das Probenmaterial selbst mit erfasst werden.

Um feuchteabhängige Emissionen aus Probenmaterialien bewerten zu können, ist die voneinander unabhängige Beschickung von Messzellen einer oder mehrerer Mikro-Prüfzellen, z.B. 6 Messzellen im Falle einer M-CTE 120, wünschenswert. Zu diesem Zweck können aufgrund der sehr kompakten Bauweise des erfindungsgemäßen System mehrere Befeuchtungseinrichtungen parallel auf engstem Raum in einem einzigen Modul zusammengefasst und gesteuert werden.

Besonders einfach ist eine Version des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer zentralen Befeuchtungseinrichtung für alle Prüfzellen gemeinsam, die dann jeweils mit Gas- bzw. Luft-Teilströmen aus dem Gasverteiler-Ventilsystem beschickt werden. Diese Gas- bzw. Luft-Teilströme können einerseits laminare Ströme sein, eine Verwirbelung derselben zur Ausbildung von turbulenten Teilströmen ist andererseits bisweilen bevorzugt.

Gemäß dieser Erfindungsvariante ist Gegenstand des Anspruchs 2 ein Verfahren, weiches dadurch gekennzeichnet ist, dass für die Befeuchtung der den Prüfzellen mit den individuellen Werkstoffproben, und der gegebenenfalls vorhandenen werkstoffbeschickungsfrei gehaltenen Prüfzelle, zugeführten Luft- oder Trägergasteilströme eine der Gasverteil-Ventileinrichtung vorgeschaltete zentrale Befeuchtungseinrichtung mit einem von einem - gegebenenfalls selbst schon feuchten oder befeuchteten - Luft- oder Trägergasstrom durch strömten, nach außen hin mit einer Wärmeisolierung ausgestatteten, mit Befeuchtungswasser oder einer wässrigen Salzlösung beschickten und mit einer - mittels der Steuer- und Regeleinheit - regelbaren, vorzugsweise elektrischen, Heiz- und Kühleinrichtung, insbesondere Peltierelement, heiz-oder kühlbaren Druckgefäß eingesetzt wird. Im Falle des Einsatzes eines Trägergasstroms können an den neuen Prüfaufbau unterschiedliche Gase angeschlossen werden.

Eine wesentliche Verfeinerung des neuen Verfahrens zum beschleunigten Überführen der Werkstoffen enthaltenen Substanzen in die Gasphase, besteht gemäß Anspruch 3 darin,

• I 6 - dass jede der individuellen, jeweilsr*betföfeU$t*auSgarfgssditig, mit Messsensoren für

Temperatur und Relativfeuchte ausgestatteten, Prüfzellen von einem - vor seinem Eintritt in dieselbe, eine ihr vorgeordnete, prüfzellen-individuelle Luft- oder Trägergas-Befeuchtungseinrichtung durchströmenden, mittels der mit einem, gegebenenfalls feuchten, Luft- oder Trägergasstrom beschickten Gasverteil-Ventileinrichtung jeweils strömungsgeschwindigkeits-einstellbar zeitlich konstant gehaltenem Luft- oder

Trägergasteilstrom durchströmt wird, - dass die von jedem der genannten Temperatur- und Relativfeuchte-Messsensoren ermittelten Momentan- bzw. Ist-Temperatur- und -Relativfeuchtedaten an eine zumindest zwei Regelkreise umfassende Multiplex-Steuer- und Regeleinheit abgegeben werden, wobei der erste die dort von den einzelnen Prüfzellen einlangenden Ist-Temperatur- und -Relativfeuchtedaten mit den entweder vorgegebenen oder in einer werkstoffbeschickungsfreien Bezugs-Prüfzelle ermittelten und gelieferten Soll-Temperatur- und -Relativfeuchtedaten vergleicht und die hierbei für jede der Prüfzellen ermittelten Differenz(en) zwischen Ist- und Sollwertdaten als Stellgröße(n) an den zweiten Regelkreis für die Steuerung der für jede der Prüfzellen individuell gewünschten bzw. vorgesehenen Temperatur und Relativfeuchte in den prüfzellen-individuellen einzelnen Luft- oder Trägergas-Befeuchtungseinrichtungen abgibt.

Gemäß Anspruch 4 kann weiters vorgesehen sein, - dass die Gasverteil-Ventileinrichtung mit einem mittels einer ihr vorgeschalteten zentralen Luft- oder Trägergas-Befeuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1 mit Feuchtewasser beladenem, also feuchtebeladenem Luft oder Trägergasstrom beschickt wird, - wobei jede der den Prüfzellen vorgeordneten prüfzellen-individuellen Luft- oder Trägergas-Befeuchtungseinrichtungen als prüfzellen-individuelle Feuchte-Nach- bzw. -Justier-Befeuchtungseinrichtung eingesetzt wird.

Bei dieser Verfahrensvariante ist der Vorteil gegeben, dass jede der Prüfzellen mit einem individuell auf den jeweiligen in ihr vorhandenen Prüfkörper abgestellten Gasstrom, der mittels der den Prüfzellen vorgeschalteten individuellen (Nach-) Befeuchtungseinrichtungen nachjustierbar ist, beschickt wird.

Es besteht weiters die Möglichkeit, dass die den Prüfzellen vorgeordneten prüfzellen-individuellen Befeuchtungseinrichtungen entweder gemeinsam oder aber jede für dich einzeln mit Nachbefeuchtungsmedium befeuchtet werden. Diesen beiden Konzepten folgend ist gemäß Anspruch 5 vorgesehen, - dass für jede der den Prüfzellen vorgeordneten, prüfzellen-individuellen, von den einzelnen, von der Gasverteil-Ventileinrichtung ausgehenden einzelnen Luft- oder

Trägergasteilströmen jeweils zeitlich· 'konstant* *durchstrÖmten Luft- oder Trägergas-Befeuchtungs- bzw. -Nachbefeuchtungseinrichtungen ein nach außen hin mit einer Wärmeisolierung ausgestattetes, mit Befeuchtungswasser oder einer wässrigen Salzlösung beschicktes Druckgefäß eingesetzt wird, - wobei die Druckgefäße mittels einer für alle gemeinsamen, von der Multiplex-Steuer-und Regeieinheit aus gesteuerten Heiz- und Kühleinrichtung, vorzugsweise mit Peltierelement, beheizt oder gekühlt werden.

Die andere Möglichkeit besteht in dem Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei dort vorgesehen ist, - dass für jede der den Prüfzellen vorgeordneten prüfzellen-individuellen, von den von der Gasverteil-Ventileinrichtung ausgehenden einzelnen Luft- und Trägergasteilströmen durchströmten Luft- oder Trägergas-Befeuchtungs- oder Nachbefeuchtungseinrichtungen ein nach außen hin mit einer Wärmeisolierung ausgestattetes, mit Befeuchtungswasser oder einer wässrigen Salzlösung beschicktes Druckgefäß eingesetzt wird, - wobei jedes der Druckgefäße für sich mit einer ihm zugeordneten, von der Multiplex-Steuer- und Regeleinheit aus individuell steuerbaren Heiz- und Kühleinrichtung, vorzugsweise mit Peltierelement, beheizt oder gekühlt wird.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert:

Es zeigen die Fig. 1 ein Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer zentralen Befeuchtungseinrichtung, die Fig. 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei dort für jede der Prüfzellen eine eigene (Nach-) Befeuchtung vorgesehen ist und alle Befeuchtungseinrichtungen in einem gemeinsamen Heiz- und Kühlblock untergebracht sind und die Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Anordnung mit prüfzellen-individuellen Befeuchtungseinrichtungen, wobei jedoch jede der einzelnen Befeuchtungseinrichtungen mit einem eigenen, individuell regelbaren Heiz- und Kühlblock ausgestattet ist.

Die in Fig, 1 gezeigte - im wesentlichen dem Anspruch 2 entsprechende -Apparatur zur Durchführung des neuen Verfahrens umfasst eine Mikro-Prüfkammer 1, ein Gerät, enthaltend mehrere voneinander getrennte, mit einem Luft- oder Gas-Teilstrom L1, I2, I3, I4, Ln, L5 durchströmbaren Prüfzellen 6.1, 6.2, 6.3 ... 6.n mit gemeinsamer Temperatureinstellung mittels gemeinsamem Heiz-/Kühlb!ock 18. Die gleichmäßige Gaszufuhr in die einzelnen Prüfzellen erfolgt über ein an sich bekanntes Verteiler-Gasventil 2, von welchem in die eben genannten Prüfzellen führende, geregelte und zeitlich konstant gehaltene, jedoch jeder für sich strömungsgeschwindigkeits-einstellbare Luft- oder Gasteilströme L1, L2, L3 .. Ln ausgehen. Derartige Geräte sind beispielsweise solche mit der Handelsbezeichnung "M-CTE120" und "M-CTE250" und stimmen mit dieser Beschreibung überein, Zur Erzeugung eines turbulent ausgebildeten Luft- oder δ # * · φ · · # φφφφ * ♦ φ φ « φ φ « «φφφφφ* φ φ φ φ φφφφφφφφφφφφ

Trägergasteilstroms in den Prftfzetten "Νοηη *in 'jeder Prüfzelle eine Verwirbelungseinrichtung, ein Ventilator od. dgl, (21.1, 21.2, 21.3 ... 21.n) eingebaut sein (L1, L2, L3, ...) um die in die einzelnen Prüfzellen eintretenden Luft- oder Trägergasteilströme zu verwirbeln.

Das Verteiler-Gasventil 2 ist also ein Mehrfach-Gasventil zur gleichmäßigen Versorgung der mehreren voneinander getrennten, mit den genannten Teilströmen durchströmten Prüfzellen, und zwar unabhängig vom Strömungswiderstand des Auslasses jeder der Prüfzellen.

Der Heiz-/Kühlblock 18 besteht hier aus Metall und dient zum Temperieren der Prüfzellen mit den zu prüfenden Werkstoff-, insbesondere Holzproben 5.1, 5.2, 5,3 5.n, auf eine definierte Temperatur t4, welche die durchschnittliche Temperatur in den Prüfzellen ist.

Die genannten Prüfzellen sind relativ kleine Behälter mit Gas-Einlass für die genannten Luft- oder Gasteilströme und Gas-Auslass, von wo aus die mit dem aus den Werkstoffproben austretenden Substanzen beladenen einzelnen Luft- oder Gasströme in einen oder mehrere unterschiedliche Analysegeräte, wie z.B. Gaschromatografen, geleitet werden.

Mit 6,n ist eine leere Prüfzelle ohne Wirkstoffbeschichtung bezeichnet, welche als Referenzzelle zur Messung der von der Probe unbeeinflussten relativen (Soll-)Feuchtigkeit des Luft- oder Gasteilstroms Ln dient.

Am Ausgang jeder der genannten Prüfzellen ist ein von dem mit den Substanzen aus den genannten Werkstoffproben beladenen Teilstrom durchströmter Temperatur- und Feuchtesensor 7.1, 7.2, 7.3 ... 7.n in Sensorgehäusen 8.1 mit Thermoisolierung 8.2 angeordnet, der ein kombinierter Sensor zur gleichzeitigen Messung und letztlich Aufzeichnung mittels an ihn angeschlossenem Datenlogger 9.3 von Temperatur (T) und Feuchte (RH%) in jeder der genannten Prüfzellen ist. Der Messwert RH% von den eben genannten Sensoren der Prüfzellen dient dem Logikblock (Operator) 9.1 der Steuerungseinrichtung 9 als Eingangssignal (Istwert) zur Steuerung des Sollwerts des nachgeordneten Temperaturreglers 9.2 für die Steuerung der dem Gasverteilerventil 2 vorgeschalteten zentralen Befeuchtungseinrichtung 10.0.

Die weiter oben genannten Temperatur-/Feuchtemesssensoren 7.1, 7.2, 7.3 ... 7.n sind alle in Sensorgehäusen 8.1 in Gehäusen zur Minderung der Umgebungseinflüsse (T, RH%) bei der Messung untergebracht, welche ihrerseits jeweils mit einer Thermoisolierung 8.2 zur Verringerung der Wärmeübertragung durch die Wände der Auslässe aus den Prüfzellen ausgestattet sind. 9

Die elektronische Regel- SteuerelnriChturfg 9 dient zur Erzeugung des Eingangssignals bzw. Stellsignals für den Temperaturregler 9.2 aus der mittels des Operators 9.1 ermittelten Differenz zwischen RH%-Istwert und RH%-Sollwert. Durch geeignete Anpassung der Hysterese kann verhindert werden, dass geringfügige Feuchteschwankungen auf den nachgeschalteten Temperaturregler 9.2 übertragen werden.

Der der Steuerungs- und Regeleinrichtung 9 zugeordnete Datenlogger 9.3 dient zur Aufzeichnung der Signale der jeder der Prüfzellen zugeordneten Temperatur- und Feuchtigkeits-Messsensoren.

Der Temperaturregler 9.2 dient zur Einstellung des Wassers oder der Salzlösung 14 in der zentralen Befeuchtungseinrichtung 10.0 auf eine konstante Temperatur durch Heizen und Kühlen mittels Peltierelement 18.

Es besteht die Möglichkeit, diesen Regler vom vorgeschalteten Logikblock 9.1 zu entkoppeln und auf diese Weise die Solltemperatur des Befeuchtungsmediums 14 manuell einzustellen.

Mit 12 ist die Zufuhr von z.B. technischer Luft oder anderen Gase und Gasgemische bezeichnet, welche in der Befeuchtungseinrichtung 10.0 mit Feuchte im gewünschten Ausmaß beaufschlagt werden.

Der das Befeuchtungsmedium 14, entweder reines Wasser oder eine wässrige Lösung , z.B. eine Salzlösung, enthaltende Behälter 13 ist bevorzugt ein Druckbehälter mit einer Isolierung 16 zur Minderung von Umgebungseinflüssen, insbesondere Temperaturschwankungen, Um eine rasche und gleichmäßige Einstellung der Temperatur des Befeuchtungsmediums 14 zu erzielen, ist eine Wärmeleiter-Schicht 15 vorgesehen.

Der Temperatursensor 17 dient zur Messung der Temperatur des Befeuchtungsmediums 14 und als Eingangssignal (Istwert) für den Temperaturregler 9.2.

Das Peltierelement 18 stellt eine blockartige Einrichtung zum Kühlen oder Heizen des Befeuchtungsmediums 14 bis zum Erreichen der von 9.2 vorgegebenen Solltemperatur desselben.

Der Radiator 19 ist mit einem Lüfter ausgestattet und dient zur effizienten Übertragung der von Peltierelement 18 erzeugten bzw. abzugebenden Wärme oder Kälte an die Umgebung.

Eine die Luft- oder Gasleitung von der Befeuchtungseinrichtung 10.0 zur Gasverteilventileinrichtung 2 umgebende Heizeinrichtung 20 dient zur Vermeidung der möglichen Kondensation von Wasserdampf in der Leitung S1.

Mit t0, t1, t2, t3 und t4 sind in dieser Reihenfolge die Temperaturen in der Luft- und Gaszuleitung SO zur zentralen Befeuchtungseinrichtung 10.0, in dem Behälter 13 für das Befeuchtungsmedium 14, in beheizbaren Teil der Leitung S1 von der 10 • * · « · * ·

Befeuchtungseinrichtung 10.0 zum GäSVertöite^Vfentfl 2, ift derii davon ausgeschlossenen Teil der Leitung S1 und letztlich in den genannten Prüfzellen selbst bezeichnet.

Schließlich ist der Regler für die Gasverteilventileinrichtung 2 mit 2.1 bezeichnet.

Die Signale aller Sensoren sowie Ausgabesignale der Reglermodule werden bevorzugt in einer Mikroprozessoreinheit zusammengefasst und ausgegeben. Vorzugsweise werden alle Mess- und Steuersignale über ein (Analog-, Digital- oder Multi-) I/O-Modul erfasst bzw. ausgegeben, das an einen mit entsprechender Mess- und Steuersoftware ausgestatteten Mikroprozessor, beispielsweise an einen PC angebunden ist.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wie sie insbesondere vom Anspruch 3 umfasst ist:

Bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen ist hier die Zuleitung von trockener oder, vorzugsweise in einer, wie zu Fig. 1 beschrieben zentralen Befeuchtungseinrichtung 10.0 befeuchteter, feuchter Luft (Gas) durch die Leitung S1 zum Gasverteiler-Ventil 2 in der Mikro-Prüfkammer 1 vorgesehen, mit Hilfe dessen die zeitlich konstanten Luft (Gas)-Teilströme L1 bis L5 und Ln in gleicher Weise, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, erzeugt werden. Dieselben werden in analoger Weise letztlich in die und durch die Prüfzellen 6.1 bis 6.5 sowie 6.n mit denn Werkstoffproben 5.1 bis 5.5 sowie 5n geleitet und durchströmen ausgangsseitig die Sensorkammem mit den Temperatur- und Feuchtesensoren 7.1 bis 7.5 sowie 7.n. von denen die von denselben einzeln ermittelten Feuchtedaten an eine letztlich, wie gemäß Fig.1 konzipierte und funktionierende Regelund Steuerungseinrichtung 9 abgegeben werden, welche die einlaufenden Daten in Relativfeuchtewerte umrechnet.

Im Unterschied zu der Anlage und dem Verfahren gemäß Fig. 1 sind bei dieser Ausführungsform den einzelnen Prüfzellen je eine prüfzellen-individuelle (Nach-)Befeuchtungseinrichtung 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.n, 10.5 vorgeschaltet, durch welche jeweils mittels Mischventilen 8 geregelt - die einzelnen, zeitlich konstant gehaltenen Luft(Gas-)Teilströme L.1 bis L.5 sowie L.n aus der Gasverteiler-Ventileinrichtung 2 geleitet werden und mittels welcher die Feuchte der Luft oder des Gases in jeder der Prüfzellen geregelt oder, wenn schon befeuchtete Luft dem Verfahren zugeführt wird, nachgeregelt bzw. nachjustiert wird. Die Mischventile 8 werden jedes für sich von der Steuer- und Regeleinheit 9 auf Basis der in sie gelangenden individuellen Feuchtedaten von den ausgangsseitig angeordneten Temperatur- und Feuchtemesssensoren jeder der genannten Prüfzellen gesteuert.

Schließlich ist - bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen- die in Fig. 3 gezeigte Anlage für die Durchführung des neuen Verfahrens in praktisch gleicher Weise ausgeführt, wie jene gemäß Fig. 2, allerdings mit dem Unterschied, dass hier jede 11 einzelne der (Nach-)BefeuchtungseWichtüng6ft* 1 (5.1 kJis 1Ό.5 sowie 10.n einen ihr eigenen Heiz/Kühlblock 18 und jeweils eine eigenen Temperatursensor 17 aufweist.

Die von diesen Sensoren ermittelten Temperaturdaten und die Daten der prüfzellen-individuellen Temperatur- und Feuchtesensoren werden an die Regel- und Steuereinheit 9 geliefert, von wo aus die individuellen Heiz/Kühlblocks 18 der (Nach-)Befeuchtungseinrichtungen temperatur- und feuchtigkeitsgeregelt werden.

Claims (6)

1. Päfentäfftpiöfche? 1. Verfahren zum, insbesondere beschleunigten, Überführen von in einem Material, vorzugsweise Baustoff oder Werkstoff, (5.1, 5.2, 5.3,...5.n), wie beispielsweise in Holz oder in einem Holzwerkstoff, enthaltenen und aus demselben über längere Zeiträume hinweg ausgasenden, emittierten und/oder freigesetzten Substanzen in die Gasphase mittels geregelter Gaszufuhr für die Prüfung der Werkstoffeigenschaften mittels nachfolgender Analyse der genannten Substanzen und des zeitlichen Verlaufs ihrer Freisetzung unter Einsatz einer Mehrzahl von, von individuellen Luft- oder Trägergasteilströmen durchströmten, jeweils mit einer Probe (5) des zu prüfenden Werkstoffs beschickten, vorzugsweise auf eine konstant einstellbare Temperatur beheiz-oder kühlbaren, Prüfzellen (6), dadurch gekennzeichnet, - dass jede der individuellen Prüfzellen (6.1, 6.2, 6.3,...6n), jeweils, insbesondere ausgangsseitig, mit einem Messsensor (7.1, 7,2, 7.3 ...) für Temperatur und Relativfeuchte In ihrem Inneren ausgestattet ist und mit einem mittels einer Gasverteil-Ventileinrichtung (2) jeweils strömungsgeschwindigkeits-einstellbar zeitlich konstant gehaltenen, von zumindest einer Luft- oder Trägergas-Befeuchtungseinrichtung (10.0; 10.1, 10.2, 10.3, 10.n) mit Feuchtewasser beladenen, individuellen, laminaren oder turbulenten Luft- oder Trägergasteilstrom (L1, L2, L3, ...Ln) durchströmt wird, - dass die von den genannten Temperatur- und Relativfeuchte-Messsensoren ermittelten Momentan- bzw. Ist-Temperatur- und -Relativfeuchtedaten an eine - zumindest zwei Regelkreise (9.1, 9.2) umfassende - Steuer- und Regeleinheit (9) abgegeben werden, wobei der erste Regelkreis (9.1) die dort von den einzelnen Prüfzellen einlangenden Ist-Temperatur- und -Relativfeuchtedaten mit den entweder vorgegebenen (vn) oder in einer werkstoffbeschickungsfreien Bezugs-Prüfzelle (6.n) ermittelten und gelieferten Bezugs-Soll-Temperatur- und -Relativfeuchtedaten vergleicht und die hierbei ermittelten Differenz(en) zwischen Ist- und Solldaten als Stellgröße(n) an den zweiten Regelkreis (9.2) für die Steuerung einer zentralen, der Gasverteil-Ventileinrichtung (2) vorgeschalteten oder einer Mehrzahl von der Gasverteil-Ventileinrichtung (2) nachgeordneten, den einzelnen Prüfzellen jedoch vorgeschalteten, jeweils gewünschte Temperatur- und Relativfeuchte im Luft- oder Trägergasteilstrom generierende(n) Luftoder Trägergas-Befeuchtungseinrichtung(en) (10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5,10.n) abgibt.
2. 2. Verfahren nach A n s p r u c h 1, dadurch g e k e η n z e i c h n e t, dass für die Befeuchtung der den Prüfzellen (6.1, 6.2, 6.3, ...6.n) mit den individuellen Werkstoffproben, und einer, gegebenenfalls vorhandenen werkstoffbeschickungsfrei gehaltenen Prüfzelle (6.n), zugeführten Luft- oder Trägergasteilströme (L1, L2, L3, ...Ln) 13 »· * » * · · ···· «** · I * · · ·*··♦*· t » · · ·*· «·«·«·· * * · · · t « eine der Gasverteil-Ventileinrichtung (2) vorgeschaltete zfentrafle Befeuchtungseinrichtung (10.0) mit einem von einem - gegebenenfalls selbst schon feuchten oder befeuchteten -Luft- oder Trägergasstrom (SO) durchströmten, nach außen hin mit einer Wärmeisolierung (16) ausgestatteten, mit Befeuchtungswasser (14) oder einer wässrigen Salzlösung beschickten und mit einer - mittels der Steuer- und Regeleinheit (9) -regelbaren, vorzugsweise elektrischen, Heiz- und Kühleinrichtung (18), insbesondere Peltierelement, heiz- oder kühlbaren Druckgefäß (13) eingesetzt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, - dass jede der individuellen, jeweils, bevorzugt ausgangsseitig, mit Messsensoren (7.1, 7.2, 7,3, ...7,n) für Temperatur und Relativfeuchte ausgestatteten, Prüfzellen (6.1, 6.2, 6.3, ...6n) von einem - vor seinem Eintritt in dieselbe, eine ihr vorgeordnete, prüfzellenindividuelle Luft- oder Trägergas-Befeuchtungseinrichtung (10.1, 10.2, 10.3, ...) durchströmenden, mittels der mit einem, gegebenenfalls feuchten, Luft- oder Trägergasstrom (S1) beschickten Gasverteil-Ventileinrichtung (2) jeweils strömungsgeschwindigkeits-einstellbar zeitlich konstant gehaltenem, laminarem und insbesondere turbulentem Luft- oder Trägergasteilstrom (L1, L2, L3,...) durchströmt wird, - dass die von jedem der genannten Temperatur- und Relativfeuchte-Messsensoren ermittelten Momentan- bzw. (st-Temperatur- und -Relativfeuchtedaten an eine zumindest zwei Regelkreise (9.1, 9.2) umfassende Multiplex-Steuer- und -Regeleinheit (9) abgegeben werden, wobei der erste (9.1) die dort von den einzelnen Prüfzellen einlangenden Ist-Temperatur- und -Relativfeuchtedaten mit den entweder vorgegebenen oder in einer werkstoffbeschickungsfreien Bezugs-Prüfzelle (6.n) ermittelten und gelieferten Soll-Temperatur- und -Relativfeuchtedaten vergleicht und die hierbei für jede der Prüfzellen ermittelten Differenz(en) zwischen Ist- und Sollwertdaten als Stellgröße(n) an den zweiten Regelkreis (9.2) für die Steuerung der für jede der Prüfzeilen individuell gewünschten bzw. vorgesehenen Temperatur und Relativfeuchte in den prüfzellen-individuellen einzelnen Luft- oder Trägergas-Befeuchtungseinrichtungen (10,1, 10.2, 10.3,.,.10,n) abgibt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, - dass die Gasverteil-Ventileinrichtung (2) mit einem mittels einer ihr vorgeschalteten zentralen Luft- oder Trägergas-Befeuchtungseinrichtung (10.0) gemäß Anspruch 1 mit Feuchtewasser beladenem, also feuchtebeladenem Luft oder Trägergasstrom (L) beschickt wird, 14 ·· · ♦ · # · ··#· #·· · · • » · ·····# • » · t ·»· «♦·« «*t - wobei jede der den Prüfzellen (6.1, 0:2, θ&,..:βη) vorgeordneten prüfzellen-individuellen Luft- oder Trägergas-Befeuchtungseinrichtungen (10.1, 10.2, 10.3......10.n) als prüfzellen individuelle Feuchte-Nach- bzw. -Justier-Befeuchtungseinrichtung eingesetzt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,dadurch gekennzeichnet, - dass für jede der den Prüfzellen (6.1, 6.2, 6.3, ...6.n) vorgeordneten, prüfzellen-individuellen, von den von der Gasverteil-Ventileinrichtung (2) ausgehenden einzelnen Luft- oder Trägergasteilströmen (L1, L2, L3, ...Ln) jeweils zeitlich konstant durchströmten Luft- oder Trägergas-Befeuchtungs- oder -Nachbefeuchtungseinrichtungen (10.1, 10.2, 10.3, ...10.n) ein nach außen hin mit einer Wärmeisolierung ausgestattetes, mit Befeuchtungswasser oder einer wässrigen Salzlösung beschicktes Gefäß (13) eingesetzt wird, - wobei die genannten Gefäße mittels einer für alle gemeinsamen, von der Multiplex-Steuer- und Regeleinheit (9) aus gesteuerten Heiz- und Kühleinrichtung, vorzugsweise Peltierelement (18) beheizt oder gekühlt werden.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,dadurch gekennzeichnet, - dass für jede der den Prüfzellen (6.1, 6.2, 6.3, ,..6.n) vorgeordneten prüfzellen-individuellen, von den von der Gasverteil-Ventileinrichtung (2) ausgehenden einzelnen Luft- und Trägergasteil strömen (L1, L2, L3, ...Ln) durchströmten Luft- oder Trägergas-Befeuchtungs- oder Nachbefeuchtungseinrichtungen (10.1, 10.2, 10.3, ...10.n) nach außen hin mit einer Wärmeisolierung ausgestattetes, mit Befeuchtungswasser oder einer wässrigen Salzlösung beschicktes Gefäß eingesetzt wird, - wobei jedes der Gefäße für sich mit einer ihm zugeordneten, von der Multiplex-Steuer-und Regeleinheit (9) aus individuell steuerbaren Heiz- und Kühleinrichtung, insbesondere Peltierelement, (18) beheizt oder gekühlt wird. Wien, am 11. November 2011