AT8310U1 - Geräteinnentemperaturregelung für umweltmessgeräte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, den für die Herstellung der geeigneten Umgebungsbedingungen der Messsensoren erforderlichen Hilfsenergieaufwand zu minimieren, wobei die erzielbare Messgenauigkeit im Bereich konventionellen Messstationen bleiben soll. Dies wurde gelöst indem das Gerät aus einem thermisch isolierendem Gehäuse (1), einer aktiver Kühleinrichtung (4), einer Temperaturmessstelle (8) und einer in das Messgerät integrierte zentrale Datenerfassungs- und -verarbeitungseinheit (6) integrierten Klimaregelung versehen wird, gekennzeichnet dadurch, dass der Geräteinnenraum hinsichtlich der thermischen Regelung in einen lediglich fremdbelüfteten Versorgungsraum und einen mit geregelten Messbedingungen versehenen Messraum (1.1) aufgeteilt wird, und die Abwärme abstrahlenden Messsensoren bzw. deren Subkomponenten, wie beispielsweise Katalysatoren, durch eine der Geometrie des Bauelementes angepasste thermische Isolierung (2.1...2.n) einzeln gegenüber dem Messraum geschirmt werden.

Description

2 AT 008 310U1

Beschreibung

Die Erfindung, die in Fig. 1 beispielhaft beschrieben wird, ist ein Element einer kompakten Einrichtung zur Messung von Umweltparametern, und besteht aus mindestens den folgenden 5 Elementen: thermisch isolierendes Gehäuse aus Metall oder Kunststoff (1) wobei der Gehäu-seinnenraum zum verbesserten thermischen Management in mindestens zwei Teilräume, nämlich dem Messraum (1.1) mit den Sensoren (7.1...7.n) sowie der Datenverarbeitungseinheit (6) und den separat belüfteten Versorgungsraum (1.2) mit wenigstens einer Probenahmepumpe (3) und wenigstens einer Netzversorgungseinheit (4) aufgeteilt wird und die im Messraum ange-io ordneten Sensoren bzw. jene für das thermische Management relevanten Bauelemente, wie beispielsweise beheizte Katalysatoren zu den Sensoren durch individuell angepasste Isolationselemente (2.1 bis 2.n) nochmals thermisch abgeschirmt sind und in der zugehörigen, modular aufgebauten Datenerfassungs- und -Verarbeitungseinheit (6) eine elektronische Klimaregelung der Messbedingungen im Messraum geführt nach den Messwerten eines im Messraum 15 angebrachten Temperatursensors (8) und eine Überwachung der Betriebstemperaturen der Messsensoren oder deren separat isolierten Komponenten mittels Temperatursensoren (9.1...9.n) erfolgt, wobei bei Überschreitung der zulässigen Betriebstemperaturen der thermisch isolierten Komponenten eine Abschaltung ausgelöst wird. 20 Je nach Type, Konfiguration bzw. Anzahl der Messsensoren erfolgt die Kühlung entweder über eine an einer Gehäuseaussenwand angebrachte konventionelle Kompressionsklimaanlage (4) oder über ein an der gleichen Stelle montiertes Kühlaggregat (4.1) bestehend aus wenigstens einem Peltierelement und einer Zwangsbelüftung. 25 Die so realisierte Temperaturregelung ermöglicht den Betrieb der kompakten Einrichtung zur Messung von Umweltparametern ohne wesentliche Einbußen in der Messgenauigkeit, jedoch mit elektrischen Anschlussleistungen welche typisch nur 10% des typischen Bedarfes konventioneller Messstationen darstellt, und jedenfalls unter 0,5kW bleibt und damit immer mittels einphasiger Stromversorgung realisiert werden kann.

Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung von Gerätein nentemperatur für Messeinrichtungen von Umwelt-Qualitätsparametern. 35

Hintergrund der Erfindung Für die kontinuierliche Messung von Umweltmessdaten werden traditionell Messstationen eingesetzt, welche den Charakter von Gebäuden aufweisen oder als Mess- und Bürocontainer 40 ausgeführt sind und damit die in deren Inneren eingebauten analytischen Instrumente vor Umwelteinflüssen und Zugriff durch nicht befugte Personen schützen. Diese Messstationen sind jedoch für eine Reihe von Applikationen, beispielsweise in dicht verbauten Gebieten oder an Straßenkreuzungen, zu groß, um sinnvoll eingesetzt zu werden. Neueste Entwicklungen befassen sich daher mit der Miniaturisierung von solchen Messstationen. Neben der Minimierung des 45 erforderlichen Raumbedarfes, z.B. Grundfläche, ist dabei auch die Reduktion der Versorgungsanforderungen, beispielsweise Strombedarf, ein wesentliches Ziel.

Stand der Technik so In den typisch eingesetzten Messstationen muss zur Einhaltung der Messqualität die Raumtemperatur und Luftfeuchte innerhalb bestimmter Schwankungsbreiten gehalten werden. Dazu wird einerseits ein sich aus der Dimension der Station ergebendes Luftvolumen genutzt, welches als thermische Masse dient und jene mittels einer geeignet dimensionierten konventionellen Klimaanlage hinsichtlich der Eckdaten Lufttemperatur und -feuchte innerhalb der für die 55 gewünschte Messgenauigkeit erforderlichen Bandbreite gehalten.

Claims (1)

1. 5 AT 008 310U1 Die für den ordnungsgemäßen Betrieb des Messsystems erforderliche Leistung ist dabei bekanntermaßen von der Größe des umbauten Volumens, den Wärmedurchgangswerten der Begrenzungswände, den Außenbedingungen sowie der Zahl und Leistung der Abwärme produzierenden Verbraucher abhängig. Letztere bestehen einerseits aus der Abwärme von Hilfseinheiten, wie Netztransformatoren, Pumpen und ähnliches und andererseits aus den sich aus den eingesetzten Messverfahren ergebenden besonderen Abwärmequellen, wie beispielsweise Infrarot-Strahler oder beheizte Katalysatoren. 10 Für übliche dem Stand der Technik entsprechende Messstationen beträgt der Leistungsbedarf auf Grund der Baugrößen und der hohen Zahl an Abwärmequellen typisch mehrere kW, sodass zumeist auch Leistungsstromanschlüsse für den Betrieb vorhanden sein müssen. Aufgabe der Erfindung 15 3 Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, den für die Herstellung der geeigneten Umgebungsbedingungen der Messsensoren erforderlichen Hilfsenergieaufwand zu minimieren, wobei die erzielbare Messgenauigkeit im Bereich konventionellen Messstationen bleiben soll. 20 25 —30-- 35 40 45 Ansprüche: 1. Geräteinnentemperaturregelung für ein Umweltmessgerät mit minimalen Versorgungserfordernissen, mit einem thermisch isolierenden Gehäuse (1), aktiver Kühleinrichtung (4) und einer Temperaturmessstelle (8) im Gehäuse (1) und einer in das Umweltmessgerät integrierter zentraler Datenerfassungs- und -Verarbeitungseinheit (6) und Klimaregelung, dadurch gekennzeichnet, dass der Geräteinnenraum hinsichtlich der thermischen Regelung in einen lediglich fremdbelüfteten Versorgungsraum (1.2) und einen mit geregelten Messbedingungen versehenen Messraum (1.1) aufgeteilt ist, und die Abwärme abstrahlenden Messsensoren bzw. deren Subkomponenten, wie beispielsweise Katalysatoren, durch eine - - -der Geometrie dieser Sensoren bzw7 Kompönenterr(7.TT.T7.h)^ngepässte thermische Isolierung (2.1 ... 2.n) einzeln gegenüber dem Messraum (1.1) geschirmt sind. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als aktive Kühleinrichtung (4) eine Kompressionsklimaanlage vorgesehen ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als aktive Kühleinrichtung (4.1) wenigstens ein zwangsbelüftetes Peltierelement vorgesehen ist. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Temperaturüberwachung der Messsensoren und Subkomponenten (7.1 ... 7.n) unter den Isolierungen (2.1 ... 2.n) Temperatursensoren (9.1 ... 9.n) vorgesehen sind. 5. Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Datenerfassungs- und -Verarbeitungseinheit (6) bei anhaltender Überschreitung der zulässigen Betriebstemperatur der Messsensoren bzw. Subkomponenten (7.1 ... 7.n) unter den individuellen Isolierungen (2.1 ... 2.n) diese abschaltet. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 50 55