BRPI0815277B1 - monitor de particulado - Google Patents

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particulate
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BRPI0815277A
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G Wurm Michael
J Kilps Patrick
e james Paul
E Michalski Steven
e king Thomas
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3M Innovative Properties Co
Quest Tech Inc
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Abstract

monitores de particulado a presente invenção refere-se a um monitor de particulado que inclui um gabinete, um dispositivo que movimenta o ar acoplado ao gabinete e uma via de passagem de ar pelo menos parcialmente disposta no gabinete. o dispositivo que move ar tem por finalidade criar um fluxo de ar através da passagem de ar. o monitor de substância particulada inclui também um dispositivo de medição em tempo real pelo menos parcialmente posicionado no gabinete e em comunicação fluida com a passagem de ar e um dispositivo de coleta de particulado pelo menos parcialmente posicionado no gabinete e em comunicação fluida com a passagem de ar. o dispositivo de coleta é posicionado a jusante do dispositivo de medição em tempo real.

Description

“MONITOR DE PARTICULADO”
Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a monitores de particulado, e mais particularmente aos monitores de qualidade do ar interno.
Antecedentes da Invenção [002] Alguns monitores de qualidade do ar interno (IAQ - indoor air quality) convencionais tipicamente incluem um gabinete, um cassete ou cartucho de filtro no gabinete, uma bomba operável para puxar um fluxo de ar através do cartucho de filtro e um impactador individual posicionado adjacente à entrada de uma via de passagem de ar no gabinete a montante do cartucho do filtro. Os impactadores são tipicamente configurados para reter ou filtrar materiais particulados com um tamanho nominal particular ou maior (por exemplo, 10 mícrons ou mais) para substancialmente evitar que tais partículas entrem na via de passagem de ar e sejam coletadas no cartucho de filtro. O impactador individual é tipicamente removível do gabinete e pode ser substituído com outro impactador individual de um tamanho diferente para reter ou filtrar materiais particulados de diferentes tamanhos. Outros monitores de IAQ convencionais incluem um sistema de medição em tempo real (por exemplo, um mecanismo ótico), ao invés de um cartucho de filtro, para exibir imediatamente os resultados de um teste de qualidade do ar interno.
Descrição da Invenção [003] Pela substituição de impactadores individuais em monitores de IAQ típicos, uma pessoa pode coletar amostras que compreendem diferentes faixas de tamanhos nominais de particulados (por exemplo, amostras de particulados que têm um tamanho nominal de 10 mícrons ou menos, amostras de particulados que têm um tamanho nominal de 2,5 mícrons ou menos, etc.). Com essas informações, uma pessoa pode isolar questões de saúde específicas que podem ser causadas por uma concentração particularmente alta de
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2/16 particulados em uma faixa particular de tamanhos nominais. Entretanto, a substituição de impactadores individuais na preparação para a coleta de amostra em monitores de IAQ típicos pode ser pouco prática e demorada.
[004] A presente invenção apresenta, em um aspecto, um monitor de particulado incluindo um gabinete, um dispositivo que movimenta o ar acoplado ao gabinete, e uma via de passagem de ar pelo menos parcialmente disposta no gabinete. O dispositivo que movimenta o ar tem por finalidade criar um fluxo de ar através da via de passagem de ar. O monitor de particulado inclui também um dispositivo de medição em tempo real pelo menos parcialmente posicionado no gabinete e em comunicação fluida com a via de passagem de ar e um dispositivo de coleta de particulado pelo menos parcialmente posicionado no gabinete e em comunicação fluída com a via de passagem de ar. O dispositivo de coleta é posicionado a jusante do dispositivo de medição em tempo real.
[005] A presente invenção fornece, em um outro aspecto, um monitor de particulado incluindo um gabinete, um dispositivo que movimenta o ar acoplado ao gabinete e uma primeira via de passagem de ar pelo menos parcialmente disposta no gabinete. O dispositivo que movimenta o ar tem por finalidade criar um fluxo de ar através da primeira via de passagem de ar. O monitor de particulado inclui, também, um primeiro impactador acoplado ao gabinete e uma segunda via de passagem de ar pelo menos parcialmente contendo nela o primeiro impactador. A segunda via de passagem de ar está em comunicação fluida seletiva com a primeira via de passagem de ar. O monitor de particulado inclui, ainda, um segundo impactador acoplado ao gabinete e uma terceira via de passagem de ar pelo menos parcialmente contendo nela o segundo impactador. A terceira via de passagem de ar é isolada da segunda via de passagem de ar e está em comunicação fluida seletiva com a primeira via de passagem de ar.
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3/16 [006] A presente invenção fornece, em ainda um outro aspecto, um monitor de particulado que inclui um gabinete, um dispositivo que movimenta o ar acoplado ao gabinete, e uma via de passagem de ar pelo menos parcialmente disposta no gabinete. O dispositivo que movimenta o ar tem por finalidade criar um fluxo de ar através da via de passagem de ar. O monitor de particulado inclui, também pelo menos um impactador movelmente acoplado ao gabinete para ser móvel entre uma primeira posição adjacente a uma entrada da via de passagem de ar e uma segunda posição deslocada da entrada da via de passagem de ar.
[007] Outras características e aspectos da invenção serão aparentes por consideração da descrição detalhada a seguir e dos desenhos em anexo.
Breve Descrição dos Desenhos [008] A figura 1 é uma vista em perspectiva anterior de um monitor de particulado da presente invenção.
[009] A figura 2 é uma vista em perspectiva posterior do monitor de particulado da figura 1.
[010] A figura 3 é uma vista em perspectiva superior explodida aumentada de uma porção do monitor de particulado da figura 1, ilustrando um bloco giratório, uma pluralidade de impactadores acoplados ao bloco, e uma tampa acoplada ao bloco para pelo menos parcialmente cobrir os impactadores.
[011] A figura 4a é uma vista em perspectiva superior explodida e aumentada do bloco e da tampa mostrados na figura 3.
[012] A figura 4b é uma vista em perspectiva superior explodida e aumentada do bloco e uma vista em perspectiva inferior da tampa mostrados na figura 3, ilustrando o interior da tampa.
[013] A figura 5 é uma vista em recorte parcial posterior do monitor de particulado da figura 1, ilustrando a tampa e a bloco girado para uma primeira posição.
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4/16 [014] Afigura 6 é uma vista em recorte parcial posterior do monitor de particulado da figura 1, ilustrando a tampa e o bloco girado para uma segunda posição.
[015] A figura 7 é uma vista em recorte parcial posterior do monitor de particulado da figura 1, ilustrando a tampa e o bloco girado para uma terceira posição.
[016] A figura 8 é uma vista em recorte parcial posterior do monitor de particulado da figura 1, ilustrando a tampa e o bloco girado para uma quarta posição.
[017] A figura 9 é uma vista de seção transversal parcial do monitor de particulado da figura 1 através da linha 9—9 na figura 1.
[018] Antes de qualquer modalidade da invenção ser explicada em detalhes, deve-se entender que a invenção não se limita, em sua aplicação, aos detalhes da construção e da disposição dos componentes estabelecidos na descrição a seguir ou ilustrados nos desenhos. A invenção pode compreender outras modalidades e ser praticada ou realizada de várias maneiras. Deve-se entender também que a fraseologia e terminologia usadas na presente invenção têm propósito descritivo, e não devem ser consideradas limitadoras. O uso de incluindo, compreendendo, ou tendo e as variações do mesmo da presente invenção são tencionadas a abranger os itens mencionados depois deles e os equivalentes dos mesmos bem como itens adicionais. A não ser que seja especificado ou limitado de outro modo, os termos montado, conectado, suportado, e acoplado e as variações dos mesmos são usados amplamente e abrangem montagens tanto diretas quanto indiretas, conexões, suportes e acoplamentos. Adicionalmente, conectado e acoplado não estão restritos a conexões ou acoplamentos físicos ou mecânicos.
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Descrição de Realizações da Invenção [019] As figuras 1 e 2 ilustram um monitor de particulado ou um monitor de IAQ 10 utilizado para coletar dados de quantidade e tamanhos de materiais particulados transportados pelo ar em um espaço de trabalho ou ambiente particular para determinar a qualidade do ar interna. O monitor 10 inclui um gabinete 14, uma tela de exibição 18 na frente do gabinete 14, e uma pluralidade de controles 22 manipulados pelo usuário na frente do gabinete 14 abaixo da tela de exibição 18 (vide figura 1). Com referência à figura 2, o monitor 10 inclui, também um painel de acesso 26 acoplado de modo removível ao gabinete 14 para acessar o interior do gabinete 14. Na construção ilustrada do monitor 10, o painel de acesso 26 incorpora um conector resilientemente deformável (por exemplo, uma aba resiliente, não mostrada) para engatar um plano ou borda correspondente no gabinete 14. Alternativamente, o painel de acesso 26 pode ser preso ao gabinete 14 através de fechos ou dobradiças convencionais, ou similares. O monitor 10 inclui, também uma pluralidade de plugues de borracha ou plásticos 30, cada um configurado para evitar o acesso a um conector elétrico (por exemplo, uma entrada de energia, uma saída de transferência de dados, etc.) posicionada atrás do plugue 30.
[020] Com referência à figura 1, o monitor 10 inclui, também uma sobretampa 34 acoplada ao gabinete 14, e um conjunto impactador giratório 38 se projetando da sobretampa 34. O monitor 10 inclui uma via de passagem de ar 42 no gabinete 14, a entrada 44 da qual é exposta na base inferior da sobretampa 34 abaixo do conjunto impactador giratório 38 (vide figura 5). Com referência à figura 5, o monitor 10 inclui um dispositivo de medição em tempo real 46 sob a forma de um mecanismo ótico 46 em comunicação fluida com a via de passagem de ar 42. Conforme será discutido em maiores detalhes abaixo, o mecanismo ótico 46 projeta um laser através da via de passagem de ar 42 para coletar dados sobre a quantidade e tamanhos da matéria particulada arrastada em um fluxo de ar que
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6/16 passa pela via de passagem 42. Tal mecanismo ótico 46 é produzido pela Quest
Technologies, Inc of Oconomowoc, Wl, EUA.
[021] Ainda com referência à figura 5, o monitor 10 inclui, também um dispositivo de coleta de particulado 50 posicionado a jusante do dispositivo de medição 46 e em comunicação fluida com a via de passagem de ar 42. Na construção ilustrada do monitor 10, o dispositivo de coleta de particulado 50 está sob a forma de um cartucho de filtro gravimétrico cilíndrico 50 tendo nele um elemento de filtro 54. Conforme será discutido em maiores detalhes abaixo, matéria particulada é coletada no elemento de filtro 54 depois de ser medida pelo mecanismo ótico 46 para análise subsequente em um laboratório. Como tal, o cartucho de filtro 50 é removível através do painel de acesso 26. Tal cartucho de filtro 50 é produzido pela SKC, Inc de Eighty Four, PA, EUA ou Millipore Corporation de Billerica, MA, EUA, e está disponível em vários tamanhos padrões diferentes (por exemplo, 25 mm, 37 mm, etc.). Adicionalmente, em uma construção alternativa do monitor 10, o cartucho de filtro 50 pode ser pelo menos parcialmente descartado para fora do gabinete 14 para facilitar a remoção do cartucho de filtro 50 do gabinete 14. Na construção ilustrada do monitor 10, e nas construções alternativas descritas acima, nenhuma porção do cartucho de filtro 50 é posicionada a montante do dispositivo de medição 46.
[022] Ainda com referência à figura 5, a via de passagem de ar 42 é definida por múltiplos componentes no gabinete 14. Na construção ilustrada do monitor 10, a via de passagem de ar 42 é parcialmente definida pelo espaço interior 58 do mecanismo ótico 46 através do qual a matéria particulada arrastada passa com o fluxo de ar, e pelos condutos de entrada e saída respectivos 62, 66 estendendo-se a partir de uma superfície superior do mecanismo ótico 46 e uma superfície inferior do mecanismo ótico 46. A via de passagem de ar 42 também é parcialmente definida por um conduto 70 integralmente formado com a sobretampa 34 e outro conduto 74 (por exemplo, um tubo plástico ou tubo de
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7/16 borracha) acoplando o conduto 70 e o conduto de entrada 62 no mecanismo ótico
46. Na construção ilustrada do monitor 10, a entrada 44 da via de passagem de ar 42 coincide com a entrada do conduto 70.
[023] A via de passagem de ar 42 também é parcialmente definida pelo espaço interior 78 do cartucho do filtro 50 e pelos respectivos condutos de entrada e saída 82, 86 estendendo-se a partir de uma superfície superior do cartucho de filtro 50 e uma superfície inferior do cartucho de filtro 50. Na construção ilustrada do monitor 10, o conduto de entrada 82 no cartucho de filtro 50 é dimensionado para pelo menos parcialmente receber nele o conduto de saída 66 do mecanismo ótico 46. Especificamente, o diâmetro interno do conduto de entrada 82 e o diâmetro externo do conduto de saída 66 são dimensionados para permitir que o conduto de saída 66 do mecanismo ótico 46 a ser inserido no conduto de entrada 82 do cartucho de filtro 50. Como resultado, o cartucho de filtro 50 pode ser acoplado de modo removível ao mecanismo ótico 46 pelo encaixe deslizante entre o conduto de entrada 82 do cartucho de filtro 50 e o conduto de saída 66 do mecanismo ótico 46.
[024] Ainda com referência à figura 5, o monitor 10 inclui, ainda, um dispositivo que movimenta o ar 90 operável para criar um fluxo de ar através da via de passagem de ar 42. Na construção ilustrada do monitor 10, o dispositivo que movimenta ar 90 está sob a forma de uma bomba de diafragma 90 que tem uma entrada 94 e uma saída 98. Tal bomba 90 é produzida pela UNO International, Ltd. de Londres, Reino Unido. Um conduto plástico de conexão 102 (por exemplo, um tubo plástico ou tubo de borracha) é utilizado para comunicar fluidamente a via de passagem de ar 42 e a bomba 90. O conduto 102 pode ser dimensionado para proporcionar um encaixe deslizante entre o conduto de conexão 102 e o conduto de saída 86 do cartucho de filtro 50 de modo que o conduto de conexão 102 pode ser acoplado de modo removível ao cartucho de filtro 50. O gabinete 14 inclui uma pluralidade de aberturas de saída 106 formadas
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8/16 nele para comunicar de modo fluido o interior do gabinete 14 com o ambiente externo do monitor 10. Conforme será explicado em maiores detalhes abaixo, o fluxo de ar descarregado pela bomba 90 no interior do gabinete 14 pode escapar através das aberturas de saída 106 no gabinete 14.
[025] Com referência à figura 3, são mostrados os componentes do conjunto impactador 38. Na construção ilustrada do monitor 10, o conjunto impactador 38 inclui uma plataforma móvel 110 sob a forma de um bloco giratório 110 suportando uma pluralidade de impactadores 114a, 114b, 114c em si. O bloco 110 é girável ao redor de um eixo central 118 e é acoplado à sobretampa 34 para rotação ao redor do eixo central 118. Na construção ilustrada do monitor 10, uma inserção rosqueada 122 é moldada na sobretampa 34, e um fecho 126 é rosqueado na inserção 122 para prender o bloco 110 na sobretampa 34 e ainda permitir a rotação do bloco 110 em relação à sobretampa 34 e ao gabinete 14. Uma mola de compressão 128 é posicionada entre o fecho 126 e o bloco 110 para pressionar o bloco 110 para baixo. Alternativamente, outra estrutura pode ser utilizada para acoplar de modo giratório o bloco 110 à sobretampa 34 e ao gabinete 14. Adicionalmente, em uma construção alternativa do monitor 10, a plataforma móvel 110 pode ser configurada como um membro axialmente deslizante, ao invés do bloco giratório 110.
[026] Com referência às figuras 4a e 4b, o bloco ilustrado 110 inclui quatro aberturas 130a a 130d através do mesmo, cada uma espaçada a uma distância radial substancialmente similar do eixo central 118, e cada uma espaçada uma da outra em uma distância equiangular (por exemplo, 90 graus). Particularmente, as aberturas 130a a 130d são espaçadas em relação ao eixo central 118 na mesma distância radial da entrada 44 da via de passagem de ar 42, de modo que qualquer uma das aberturas 130a a 130d pode estar alinhada com a entrada 44 da via de passagem de ar 42 dependendo da posição rotacional do bloco 110. Com referência às figuras 5 a 8, a base do bloco 110
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9/16 inclui superfícies elevadas respectivas 132a a 132d circundando as respectivas aberturas 130a a 130d que se engatam seletivamente a uma depressão 133 na sobretampa 34 circundante à entrada 44 da via de passagem de ar 42. A mola 128 (vide figura 3) puxa o bloco 110 na direção da sobretampa 34 de modo que as respectivas superfícies elevadas 132a a 132d servem como recursos de localização para as respectivas aberturas 130a a 130d no bloco 110. É claro que outros recursos de localização também podem ser usados.
[027] Com referência às figuras 4a e 4b, os impactadores 114a a 114c são posicionados adjacentes às respectivas aberturas 130a a 130c no bloco 110, enquanto que a abertura 130d não está associada a um impactador adjacente. Na construção ilustrada do monitor 10, cada um dos impactadores 114a a 114c inclui uma respectiva plataforma 134a a 134c e um pedestal 138a a 138c sustentando as plataformas 134a a 134c acima do bloco 110. Embora os pedestais ilustrados 138a a 138c sejam substancialmente semelhantes entre si, as plataformas respectivas 134a a 134c são diferentemente dimensionadas para proporcionar diferentes níveis de filtração de matéria particulada no fluxo de ar que entra na via de passagem de ar 42. Por exemplo, o impactador 114a pode ser dimensionada para reter ou filtrar matéria particulada no fluxo de ar na direção da via de passagem de ar 42 que tem um tamanho nominal de 1 mícron ou mais, enquanto que os outros impactadores 114b, 114c podem ser dimensionados para reter ou filtrar matéria particulada no fluxo de ar na direção da via de passagem de ar 42 que tem um tamanho nominal de 2,5 mícrons ou mais, e 10 mícrons ou mais, respectivamente. Como tal, o impactador 114c é um filtro mais grosseiro do que o impactador 114a. O processo de filtração é discutido em maiores detalhes abaixo. Embora o bloco ilustrado 110 incorpore somente três impactadores 114a a 114c, uma construção alternativa do monitor 10 pode incorporar mais ou menos do que três impactadores, cada um associado a uma abertura no bloco 110. Altemativamente, impactadores de tamanhos diferentes podem servir como
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10/16 substitutos para aqueles apresentados (por exemplo, um impactador dimensionado para reter ou filtrar matéria particulada no fluxo de ar na direção da via de passagem de ar 42 que tem um tamanho nominal de 4 mícrons ou mais).
[028] Ainda com referência às figuras 4a e 4b, o conjunto impactador giratório 38 inclui, também uma tampa 142 acoplada ao bloco 110 para pelo menos parcialmente cobrir ou circundar os impactadores 114a a 114c. Na construção ilustrada do monitor 10, conectores resilientemente deformáveis 146 são utilizados para prender a tampa 142 ao bloco 110. Embora os conectores 146 sejam mostrados estendendo-se a partir do bloco 110, eles podem, alternativamente, se estender da tampa 142 para engatar o bloco 110. Como uma outra alternativa, a tampa 142 pode ser acoplada ao bloco 110 com o uso de fechos convencionais ou similares.
[029] Com referência à figura 4a, a tampa 142 inclui três aberturas 150a a 150c que, quando a tampa 142 é acoplada ao bloco 110, são substancialmente alinhadas com os respectivos impactadores 114a a 114c no bloco 110. Como resultado, as aberturas 150a a 150c na tampa 142 são desviadas das aberturas 130a a 130c no bloco 110. A tampa 142 inclui uma abertura adicional 150d que é alinhada com a abertura 130d no bloco 110 não associada a um impactador adjacente. Com referência à figura 4b, a tampa 142 inclui quatro paredes cilíndricas ou condutos 154a a 154d, associadas às aberturas respectivas 150a a 150d na tampa 142, estendendo-se para o bloco 110. Cada um dos condutos 154a a 154d definem uma via de passagem 158a a 158d nele para comunicar o fluxo de ar que entra pelas respectivas passagens 158a a 158d através das aberturas 150a a 150d para a via de passagem de ar 42.
[030] Conforme mostrado nas figuras 5 a 8, cada um dos condutos
154a a 154d inclui uma extremidade inferior 162a a 162d engatada com o bloco
110, de modo que as passagens 158a a 158d definidas pelos condutos 154a a
154d são isoladas e separadas entre si. Com referência à figura 5, o impactador
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114a está contido na via de passagem 158a na tampa 142, e a abertura 130a no bloco 110 fornece uma saída para a via de passagem 158a. Da mesma forma, o impactador 114b está contido na via de passagem 158b na tampa 142, e a abertura 130b no bloco 110 fornece uma saída para a via de passagem 158b (vide figura 6). O impactador 114c está contido na via de passagem 158c na tampa 142, e a abertura 130c fornece uma saída para a via de passagem 158c (vide figura 7). Conforme mostrado na figura 8, a abertura 130d no bloco 110 fornece uma saída para a via de passagem 158d.
[031] Com referência às figuras 3 e 9, o monitor 10 inclui outros dispositivos de medição em tempo real 166a a 166c, além do mecanismo ótico 46 acoplado ao gabinete 14. Na construção ilustrada do monitor 10, os dispositivos de medição 166a a 166c incluem um sensor de dióxido de carbono 166a, um sensor de gás tóxico (por exemplo, monóxido de carbono, sulfeto de hidrogênio, dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio e dióxido de nitrogênio) 166b, e um detector de fotoionização (PID - photoionization detector) 166c. O sensor de dióxido de carbono 166a está configurado para detectar por difusão a quantidade de dióxido de carbono presente em um fluxo de ar no sensor 166a. Tal sensor 166a é produzido pela City Technology Ltd. de Hampshire, Reino Unido. Da mesma forma, o sensor de gás tóxico 166b é configurado para detectar por difusão a quantidade de monóxido de carbono ou de outros gases tóxicos presentes em um fluxo de ar no sensor 166b. Tal sensor 166b é produzido pela Dr. Alan Doncaster de Witham, Reino Unido. O PID 166c é configurado para detectar por difusão a quantidade de compostos orgânicos voláteis (VOCs (volatile organic compounds), por exemplo, massas para calafetação, colas, etc.) presentes em um fluxo de ar no PID 166c. Tal PID 166c é produzido pela lon Science Ltd. de Cambridge, Reino Unido. Adicionalmente, outros sensores ou detectores podem ser incorporados com os dispositivos 166a a 166c ou separadamente (por exemplo, um sensor de temperatura, um sensor
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12/16 de umidade, etc.). O monitor ilustrado 10 inclui, também, tais capacidades de detecção de temperatura e umidade.
[032] Ainda com referência à figura 9, o monitor 10 inclui um dispositivo que movimenta o ar 178 sob a forma de um ventilador de fluxo axial 178 acoplado ao gabinete 14 e posicionado adjacente ao grupo de dispositivos 166a a 166c. Tal ventilador de fluxo axial 178 é produzido pela ADDA Corporation de Taiwan. Especificamente, o ventilador 178 e os dispositivos 166a a 166c são suportados em uma placa de circuito impresso (PCB - prínted circuit board) 182 acoplada ao gabinete 14. O ventilador 178 é eletricamente conectado ao PCB 182 para dele receber energia, e os dispositivos 166a a 166c (e outros sensores como sensores de temperatura e umidade) são eletricamente conectados ao PCB 182 para dele receber energia e transmitir, de maneira convencional, o produto de cada um dos dispositivos 166a a 166c a um microprocessador (não mostrado).
[033] A sobretampa 34 e a PCB 182 definem entre os mesmos uma via de passagem de ar 186 separada e distinta de qualquer uma da outras via de passagem de ar 42, 158a a 158d no monitor 10. Conforme mostrado nas figuras 1 a 3 e na figura 9, a sobretampa 34 inclui uma pluralidade de aberturas de entrada 190 adjacentes ao conjunto do impactador 38 para permitir que um fluxo de ar entre na via de passagem 186. A PCB 182 inclui um recorte 194 abaixo do ventilador 178 para permitir que o ventilador 178 descarregue o fluxo de ar na via de passagem 186 no interior do gabinete do monitor 14. Conforme será discutido em maiores detalhes abaixo, o fluxo de ar descarregado pelo ventilador axial 178 no interior do gabinete 14 através do recorte 194 na PCB 182 pode ser despejado através das aberturas da saída 106 no gabinete 14 (vide figura 9).
[034] Antes do monitor 10 ser usado, a tampa 142 é removida do bloco 110 para a aplicação, de maneira convencional, de uma substância adesiva ou gel (por exemplo, gel de petróleo) nas plataformas respectivas 134a a 134c dos impactadores 114a a 114c, para reter ou aprisionar matéria particulada de um
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13/16 tamanho nominal desejado ou maior antes que o mesmo entre na via de passagem de ar 42 para a medição pelo mecanismo ótico 46 e a subsequente coleta pelo cartucho de filtro 50. Após a aplicação da substância adesiva ou gel aos impactadores 114a a 114c, a tampa 142 pode ser recolocada no bloco 110, e o conjunto impactador 38 pode ser movido (por exemplo, girado) para se alinhar com as respectivas aberturas 130a a 130c associadas aos impactadores 114a a 114c destinados a serem usados com a entrada 44 da via de passagem de ar 42.
[035] A operação do monitor 10 é descrita abaixo com referência à figura 5, a qual ilustra o conjunto impactador 38 girado para a posição do impactador 114a. Entretanto, a operação do monitor 10 é substancialmente semelhante quando o conjunto do impactador 38 é girado para a posição de qualquer um dos outros impactadores 114b, 114c. Durante um teste de IAQ, a bomba 90 é operada para puxar um fluxo de ar contínuo através da via de passagem de ar 42, através da abertura 130a no bloco 110 alinhada com a entrada 44 da via de passagem de ar 42, através da via de passagem 158a na tampa 142, e através da abertura 150a na tampa 142. Devido ao fato de a abertura 150a na tampa 142 estar posicionada sobre e alinhada com o impactador 114a, o impactador 114a redireciona o fluxo de ar conforme ele se move através da via de passagem 158a na tampa 142. O material particulado arrastado no fluxo de ar, particularmente os particulados mais pesados e maiores, tendem a responder menos ao redirecionamento do fluxo de ar do que os particulados mais leves e menores, tomando-os mais propensos do que os particulados mais pesados e maiores a serem impactados na plataforma 134a e a ficarem retidos na substância adesiva ou gel na plataforma 134a. Como resultado, o material particulado que tem um tamanho nominal de 1 mícron ou menos será provavelmente redirecionado com o fluxo de ar ao redor do impactador 114a na via de passagem 158a na tampa 142. O fluxo de ar (contendo o material particulado que tem um tamanho nominal de 1
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14/16 mícron ou menos) então flui através da abertura 130a no bloco 110 e entra na via de passagem de ar 42 através da entrada 44.
[036] Com referência à figura 8, o conjunto do impactador 38 é mostrado girado para a posição na qual a abertura 130d no bloco 110 está alinhada com a entrada 44 da via de passagem de ar 42. Devido ao fato de que nenhum impactador está contido na via de passagem 158d na tampa 142, nenhum material particulado é retido ou filtrado antes que o fluxo de ar entre na via de passagem de ar 42. Como resultado, material particulado de tamanhos variados é medido pelo mecanismo ótico 46 e coletado pelo cartucho de filtro 50.
[037] Com referência novamente à figura 5, ao entrar na via de passagem de ar 42, o fluxo de ar passa através do mecanismo ótico 46 para a medição em tempo real da quantidade e tamanhos do material particulado arrastado e imediatamente, depois disso, é passado através do cartucho de filtração 50 para coletar amostras do material particulado que foi medido pelo mecanismo ótico 46. Durante o teste de IAQ, o os resultados da medição pelo mecanismo ótico 46 são exibidos em tempo real na tela de exibição 18 (vide figura 1) e/ou podem sair do monitor 10 através de uma saída de transferência de dados localizada atrás de um ou mais do plugues 30. Após o término do teste de IAQ, o cartucho de filtro 50 pode ser removido do gabinete 14, conforme descrito acima, para ser enviado a um laboratório para testes ou análises adicionais ou suplementares do material particulado coletado. Alternativamente, o monitor 10 pode ser operado durante um teste de IAQ usando-se somente o mecanismo ótico 46 para ver em tempo real os resultados das medições tomadas pelo mecanismo ótico 46. Nessa forma de operação, o elemento de filtro 54 pode ser omitido do cartucho de filtro 50, fornecendo, desse modo, um cartucho em branco. Na modalidade ilustrada, um cartucho em branco pode ser utilizado para completar a via de passagem de ar 42 sem coletar ou filtrar material particulado do fluxo de ar. Em outras modalidades, a via de passagem de ar 42 pode ser reconfigurada de
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15/16 modo que o cartucho de filtro 50 pudesse ser removido sem ser substituído com um cartucho em branco. Também, o monitor 10 pode, alternativamente, ser operado durante um teste de IAQ usando-se somente o cartucho de filtro 50 para coletar amostras de material particulado, sem primeiramente medir as partículas com o mecanismo ótico 46. Nesse modo de operação, o mecanismo ótico 46 pode ser desativado.
[038] Enquanto a bomba 90 e o mecanismo ótico 46 estão funcionando, o monitor 10 tem por finalidade efetuar testes adicionais da qualidade do ar com o uso dos sensores 166a, 166b e a PID 166c. Especificamente, o ventilador axial 178 pode ser energizado para puxar um fluxo de ar através das aberturas de entrada 190 na sobretampa 34, e através da via de passagem 186 entre a sobretampa 34 e a PCB 182 e sobre os sensores 166a, 166b e a PID 166c. Conforme o fluxo de ar passa sobre os sensores 166a, 166b, os sensores 166a, 166b detectam a quantidade de dióxido de carbono e de gases tóxicos (por exemplo, monóxido de carbono, etc.), respectivamente, presentes no fluxo de ar e emitem os resultados das medições para a PCB 182 e, por fim, para a tela de exibição 18 para observação em tempo real. Conforme o fluxo de ar passa sobre a PID 166c, ela detecta a quantidade de VOCs presentes no fluxo de ar e emite os resultados da medição para a PCB 182 e, finalmente, para a tela de exibição 18 e/ou para a saída de transferência de dados) para observação em tempo real.
[039] O ventilador axial 178 pode, então, descarregar o fluxo de ar através do recorte 194 na PCB 182 e para dento do interior do gabinete 14 onde ele pode combinar com o fluxo de ar filtrado que sai da saída 98 da bomba 90. O fluxo de ar combinado pode, então, sair do interior do gabinete 14 através das aberturas de saída 106 no gabinete 14.
[040] Após o término do teste de IAQ, o bloco impactador 110 pode ser movido (por exemplo, rodado) ou girado sem o uso de ferramentas para a posição na qual a abertura 130b no bloco 110 está alinhada com a entrada 44
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16/16 da via de passagem de ar 42 (vide figura 6) para utilizar o impactador 114b. Para girar o bloco 110, uma pessoa poderia apertar a tampa 142 e aplicar uma quantidade de torque na tampa 142 suficiente para fazer com que a superfície elevada 132a se desengate da depressão 133 e desloque o bloco 110 e a tampa 142 para cima contra a pressão da mola 128, permitindo que a tampa 142 e o bloco 110 sejam girados em uma direção em sentido anti-horário até que a superfície elevada 132b caia na depressão 133 para indicar ao usuário que o impactador 114b está pronto para ser usado. Adicionalmente, o cartucho de filtro 50 pode ser substituído por um cartucho novo 50 e outro teste de IAQ pode ser imediatamente efetuado sem o tempo ocioso substancial associado à remoção de um impactador e a sua substituição por outro conforme requerido em alguns monitores de IAQ convencionais.
[041] Após o término do teste de IAQ usando-se o impactador 114b mostrado na figura 6, o bloco 110 pode ser rodado ou girado até a posição na qual a abertura 130c no bloco 110 está alinhada com a entrada 44 da via de passagem de ar 42 (vide figura 7) para utilizar o impactador 114c, o cartucho de filtro 50 pode ser substituído com um cartucho fresco 50, e outro teste de IAQ pode ser imediatamente efetuado. Testes de IAQ adicionais podem ser realizados da mesma forma girando-se o bloco 110 até a posição associada com a abertura 130d no bloco 110 que não está associada com um impactador (vide figura 8).
[042] Conforme mostrado nas figuras 1 e 2, o monitor 10 é compacto e portátil de modo que pode ser carregado por um usuário durante os testes de IAQ. Devido ao fato de o monitor 10 ser portátil, o teste de IAQ pode ser facilmente executado por um usuário em diferentes locais ou áreas de um ambiente de testagem particular, sem a conexão do monitor 10 ao equipamento de captura de dados não portátil substancialmente volumoso.
[043] Várias características da invenção são demonstradas nas reivindicações a seguir.

Claims (4)

  1. Reivindicações
    1. MONITOR (10) DE PARTICULADO compreendendo:
    um gabinete (14);
    um dispositivo de movimentação de ar (90) acoplado ao gabinete (14);
    uma via de passagem de ar (42) pelo menos parcialmente disposta no gabinete (14), sendo que o dispositivo de movimentação de ar (90) é operável para criar um fluxo de ar através da via de passagem de ar (42);
    um dispositivo de medição em tempo real (46) pelo menos parcialmente posicionado no gabinete (14) e em comunicação fluida com a via de passagem de ar (42); e um dispositivo de coleta de particulado (50) pelo menos parcialmente posicionado no gabinete (14) e em comunicação fluida com a via de passagem de ar (42), sendo que o dispositivo de coleta (50) está posicionado a jusante do dispositivo de medição em tempo real (46);
    caracterizado pelo fato de que o dispositivo de movimentação de ar (90) é um primeiro dispositivo que movimenta o ar (90), sendo que o dispositivo de medição em tempo real (46) é um primeiro dispositivo de medição em tempo real (46), e sendo que o monitor de particulado (10) compreende adicionalmente:
    um segundo dispositivo de movimentação de ar acoplado ao gabinete (14);
    uma segunda via de passagem de ar (158a) pelo menos parcialmente disposta no gabinete (14), sendo que o segundo dispositivo de movimentação de ar é operável para criar um fluxo de ar através da segunda via de passagem de ar (158a); e um segundo dispositivo de medição em tempo real pelo menos parcialmente disposto na segunda via de passagem de ar (158a).
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  2. 2/2
    2. MONITOR DE PARTICULADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo dispositivo de medição em tempo real inclui pelo menos um dentre um sensor de dióxido de carbono, um sensor de monóxido de carbono, e um detector de fotoionização.
  3. 3. MONITOR DE PARTICULADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição em tempo real (46) inclui um mecanismo ótico.
  4. 4. MONITOR DE PARTICULADO (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de coleta de particulado (50) inclui um cartucho de filtro (54) que tem um elemento de filtro nele.
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