CH638893A5 - Mess- und eicheinrichtung fuer die eichkurve eines fotoelektrischen aerosolanalysators. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung kann mit Erfolg zur Messung Lichtstrom im Arbeitsbereich des fotoelektrischen Aerosol-und Eichung der Eichkurve der Analysatoren für die Luftver- es analysators eine Büchse aufweisen, mit deren Hilfe jedes die-staubung eingesetzt werden, die auf verschiedenen Gebieten ser Gehäuse mit dem Gehäuse des Lichtleiters mechanisch ge-der Industrie, beispielsweise in Schachtanlagen, Präzisions- . koppelt ist, wobei die geometrische Achse der Büchse mit der montageabteilungen u.ä., weitgehend verwendet werden. optischen Achse des Lichtleiters zusammenfällt.

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Zweckmässig ist es auch, wenn die der Lichtstromquelle zugewandte Oberfläche des Unterbrechers für den Lichtstrom einen Lichtabsorptionsüberzug aufweist.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, die Eichkurve im gesamten Grössenbereich der Aerosolteilchen zu erhalten, was die Genauigkeit der Messung der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren wesentlich erhöht.

Darüber hinaus erlaubt es die vorliegende Einrichtung, den optischen Störpegel zu senken, was den Grössenbereich für die simulierten Aerosolteilchen in Richtung einer Verringerung der Grössen erweitert.

Ausserdem gestattet es die vorliegende Erfindung, die Richtung der Fehlersuche zu bestimmen, was es ermöglicht, die Komponenten der Messfehler der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren abzutrennen.

Die Erfindung ermöglicht es auch, den arbeitsintensiven Vorgang der Prüfung der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren mit realen Aerosolteilchen durch einen solchen zu ersetzen, der einen Durchgang der realen Teilchen mit Lichtimpulsen simuliert, was die Prüfungszeit wesentlich verkürzt.

Die vorliegende Erfindung soll nachstehend an Hand einer Beschreibung ihres konkreten Ausführungsbeispiels und beiliegender Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Gesamtschaltbild der Mess- und Eicheinrichtung zur Messung und Eichung der Eichkurve des fotoelektrischen Aerosolanalysators, gemäss der Erfindung;

Fig. 2 ein Gesamtschaltbild der Mess- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators zur Messung eines Lichtstroms im Arbeitsbereich des fotoelektrischen Aerosolanalysators, gemäss der Erfindung;

Fig. 3 eine Standardeichkurve des fotoelektrischen Aerosolanalysators;

Fig. 4 eine Eichkurve des fotoelektrischen Aerosolanalysators, gemäss der Erfindung.

Die Mess- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators 1 (Fig. 1) enthält einen durch eine Düse 3 des Analysators 1 hindurchgelassenen Lichtleiter 2. Die innerhalb des Analysators 1 in der Mitte des Arbeitsbereiches 4 angeordnete Stirn des Lichtleiters 2 ist gemäss der Erfindung in Form einer Kugel 5 zur gleichmässigen Verteilung des Lichtstroms im Arbeitsbereich 4 des Analysators 1 ausgeführt. Das andere Ende des Lichtleiters 2 mit einer flachen Stirn ist in eine hohle zylindrische Fassung 7 eingeschlossen. Der Lichtleiter 2 mit der Fassung 7 wird in einem Gehäuse 8 fixiert.

Die Einrichtung enthält auch eine Erzeugungseinheit 9 für gesteuerte Lichtimpulse und eine Messeinheit 10 für den Lichtstrom im Arbeitsbereich 4 des fotoelektrischen Aerosolanalysators l,die über der flachen Stirn 6 des Lichtleiters 2 abwechselnd angeordnet werden. Die Einheit 9 enthält einen Elektromotor 11 und einen in einem Gehäuse 12 untergebrachten Unterbrecher 13 für den Lichtstrom mit einer Kalibrieröffnung 14, der auf einer Welle 15 des Elektromotors 11 mittels Schrauben 16 befestigt ist. Der Unterbrecher 13 ist in Form eines Glases ausgeführt, innerhalb dessen eine Lichtstromquelle 17 untergebracht ist, die mit einer Schraube 18 am Gehäuse 12 derart befestigt ist, dass deren Lichtstrom, indem er die Kalibrieröffnung 14 des Unterbrechers 13 passiert, auf die flache Stirn 6 des Lichtleiters 2 trifft. Die der Lichtstromquelle 17 zugewandte Oberfläche des Unterbrechers 13 weist einen Lichtabsorptionsüberzug 19 auf. An die Quelle 17 ist der Ausgang 20 eines Lichtstromreglers 21 angeschlossen, der eine Stromquelle 22 und ein Strommessgerät 23 aufweist, dessen Ausgang als Ausgang 20 des Reglers 21 dient, die miteinander verbundern sind. Die Einheit 10 enthält ein Galvanometer 24 sowie eine Gleichspannungsquelle 26 und einen Fotoempfänger 27, die in deren Gehäuse 25 untergebracht und miteinander verbunden sind. Das Galvanometer 24 ist an die Quelle 26 angeschlossen. An den Gehäusen 12 und 25 der Einheit 9 bzw. 10 sind Büchsen 28 (Fig. 1,2) befestigt, die bei der Einstellung der Einheit 9 (Fig. 1) oder der Einheit 10 (Fig.

5 2) am Gehäuse 8 (Fig. 1,2) des Lichtleiters 2 angeordnet werden, wobei die geometrische Achse der Büchse 28 mit der optischen Achse des Lichtleiters 2 zusammenfällt. Der Analysator 1 enthält einen in unmittelbarer Nähe des Arbeitsbereiches 4 liegenden Fotoempfänger 29, an den ein Verstärker 30 io für elektrische Impulse angeschlossen ist. Auf der Brennweite vom Zentrum des Arbeitsbereiches 4 liegt ein Objektiv 31, auf dessen anderer Seite eine Lichtquelle 32 angeordnet ist. An den Verstärker 30 des Analysators 1 ist ein Impulsspannungsmesser 33 angeschaltet.

i5 In Fig. 2 ist die Mess- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators zur Messung eines Lichtstroms im Arbeitsbereich 4 des fotoelektrischen Aerosolanalysators 1 dargestellt, wenn über der flachen Stirn 6 die Einheit 10 angeordnet und die Büchse 28 des Gehäuses 20 25 auf das Gehäuse 8 des Lichtleiters 2 aufgesetzt ist.

Die Mess- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators arbeitet wie folgt.

Die Lichtquelle 32 (Fig. 1,2) des fotoelektrischen Aerosolanalysators 1, dessen Prüfung die Mess- und Eicheinrich-25 tung für die Eichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators 1 übernimmt, erzeugt einen im Arbeitsbereich 4 des Analysators 1 gebündelten Lichtstrahl. Indem die die Düse 3 passierenden Aerosolteilchen in diesen Lichtstrahl geraten, re-flexieren und streuen sie Lichtimpulse, deren Dauer durch die 30 Flugzeit der Teilchen im Arbeitsbereich 4 bestimmt wird. Diese Lichtimpulse werden durch den Fotoempfänger 29 des Analysators 1 empfangen, in elektrische Impulse umgewandelt, wobei die Amplitude der Spannung U der elektrischen Impulse den Grössen der den Arbeitsbereich 4 passierenden 35 Aerosolteilchen proportional ist. Die Abhängigkeit der durch das Impulsspannungsmesser 33 registrierten Amplitude der Spannung U der elektrischen Impulse am Verstärker 30 für elektrische Impulse des fotoelektrischen Aerosolanalysators 1 vom Durchmesser d der Teilchen stellt eine (in Fig. 3 ge-40 zeigte) Standardeichkurve 34 des Analysators 1 (Fig. 1,2)

dar.

Vor Beginn der Messung und Eichung der Eichkurve 34 wird in den Arbeitsbereich 4 eine Kugel 5 des mit Hilfe der Fassung 7 im Gehäuse 8 angeordneten Lichtleiters 2 ein-45 geführt.

Zur Messung des Lichtstroms im Arbeitsbereich 4 (Fig. 2) des fotoelektrischen Aerosolanalysators 1 wird auf das Gehäuse 8 des Lichtleiters 2 mit Hilfe der Büchse 28 das Gehäuse 25 der Einheit 10 gesetzt.

so Das durch die Lichtquelle 32 des Analysators 1 erzeugte Licht wird durch die Kugel 5 aufgenommen und über den Lichtleiter 2 auf den mit der Gleichspannungsquelle 26 und dem Galvanometer 24 in Reihe liegenden Fotoempfänger 27 übertragen. Der Anzeigewert des Galvanometers 24 bestimmt 55 den Wert der Komponente der Standardeichkurve 34 (Fig. 3) des Kreises der Lichtquelle 32 (Fig. 2) des Analysators 1 vor dem Arbeitsbereich 4 des Analysators 1. Die Lichtquelle 32 des Analysators 1 wird danach abgeschaltet.

Zur Messung und Eichung der Eichkurve des fotoelektri-60 sehen Aerosolanalysators 1 (Fig. 1) wird auf das Gehäuse 8 des Lichtleiters 2 mit Hilfe der Büchse 28 das Gehäuse 12 der Einheit 9 gesetzt.

Bei der Einspeisung des Stroms vom Lichtstromregler 21 an der Lichtstromquelle 17 fällt der Lichtstrom durch die Ka-65 librieröffnung 14 des mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch den Elektromotor 11 gedrehten Unterbrechers 13 auf die flache Stirn 6 des Lichtleiters 2 ein. Dieser Lichtstrahl gelangt über den Lichtleiter 2 zu dessen Kugel 5. Mit Hilfe des

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Unterbrechers 13 erzeugten Lichtimpulse werden durch die abweicht, wird die Eichkurve 35 (Fig. 4) im gesamten Bereich

Kugel 5 über den Arbeitsbereich 4 des Analysators 1 gleich- der zu messenden Teilchen mit Hilfe des Fotoempfängers 27

mässig verteilt, durch den Fotoempfänger 29 empfangen und (Fig. 1) und des Verstärkers 30 des Analysators 1 wiederher-

in elektrische Impulse verwandelt, durch den Verstärker 30 gestellt.

verstärkt und durch das Impulsspannungsmesser 33 regi- 5

striert. Die Abhängigkeit der durch das Spannungsmesser 33 Die erfindungsgemässe Einrichtung kann selbst durch registrierten Amplitude der Spannung U der elektrischen Im- Normalmessgeräte geprüft werden, was es gestattet, deren pulse von dem durch den Regler 21 variierenden Strom I stellt sämtliche Parameter und folglich auch die Genauigkeit der eine (in Fig. 4 wiedergegebene) Eichkurve des Analysators 1 Messung und Eichung der Eichkurve der fotoelektrischen

(Fig. 1) dar. Falls die erhaltene Eichkurve 35 (Fig. 4) des Ana- io Aerosolanalysatoren im Laufe der gesamten Lebensdauer der lysators 1 (Fig. 1) von dessen Standardeichkurve 34 (Fig. 3) Einrichtung zu erhalten.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

638 893 2 PATENTANSPRÜCHE Gegenwärtig werden die Anforderungen an die Reinhal-

1. Mess- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fo- tung von Produktionsräumen erhöht, was eine erheblich zu-toelektrischen Aerosolanalysators, der eine Düse sowie eine nehmende Anwendung der eine schnelle und sichere Kon-Lichtquelle und einen Fotoempfänger aufweist, die im Au- trolle der Luftreinheit gewährleistenden fotoelektrischen genblick des Durchganges eines zu messenden Arosolteil- 5 Aerosolanalysatoren nach sich zieht. Die Gewährleistung der chens durch die genannte Düse miteinander optisch gekop- Aussagesicherheit und die Erhöhung der Genauigkeit der pelt sind, welche Mess- und Eicheinrichtung einen Unterbre- Prüfung der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren können eher für den Lichtstrom mit einer Kalibrieröffnung, einen mit durch eine allseitige Prüfung deren sämtlicher Ausgangspara-dem Unterbrecher für den Lichtstrom mechanisch gekoppel- meter und eine lückenlose Wiederherstellung der Eichkurve ten Elektromotor und einen die Einrichtung mit dem foto- io erzielt werden. Dies stellt seinerseits erhöhte Anforderungen elektrischen Aerosolanalysator optisch verbindenden Licht- an die Mess- und Eicheinrichtungen für die Eichkurve eines leiter enthält, dadurch gekennzeichnet, dass in dieser Mess- fotoelektrischen Aerosolanalysators.

und Eicheinrichtung der Lichtleiter (2) durch die Düse (3) des Es ist eine Mess- und Eicheinrichtung für die Eichkurve fotoelektrischen Aerosolanalysators (1) durchgeführt ist und eines fotoelektrischen Aerosolanalysators (s. beispielsweise dessen innerhalb des fotoelektrischen Aerosolanalysators (1) 15 «Fotoelektrischer Zähler für Aerosolteilchen, Modell A3-5/ angeordnete Stirn in Form einer Kugel (5) zur gleichmässigen Verstaubungsanalysator N. 5», technische Kennkarte, techni-Verteilung des Lichtstromes im Arbeitsbereich (4) des foto- sche Beschreibung und Betriebsanleitung, Verlag «TECH-elektrischen Aerosolanalysators (1) ausgeführt ist, dass ferner MASHEXPORT», UdSSR, Moskau) bekannt, der eine Düse die Mess- und Eicheinrichtung selbst eine bei der Einstellung sowie eine Lichtquelle und einen Fotoempfänger enthält, die eine Messung und Eichung der Eichkurve des fotoelektri- 20 im Augenblick des Durchganges eines zu messenden Aerosol-schen Aerosolanalysators (1) vornehmende Erzeugungsein- teilchen durch die genannte Düse miteinander optisch gekop-heit (9) für gesteuerte Lichtimpulse sowie eine bei der Einstel- pelt sind, die einen Unterbrecher für den Lichtstrom mit einer lung eine Messung des Lichtstroms im genannten Arbeitsbe- Kalibrieröffnung, einen mit dem Unterbrecher für den Lichtreich (4) vornehmende Messeinheit (10) für den Lichtstrom ström mechanisch gekoppelten Elektromotor und einen die im Arbeitsbereich (4) des fotoelektrischen Aerosolanalysators 25 Einrichtung mit dem fotoelektrischen Aerosolanalysator op-( 1 ) enthält, wobei Erzeugungseinheit und Messeinheit zum tisch verbindenden Lichtleiter aufweist.

abwechselnden Anordnen über einer flachen Stirn (6) des Bei dieser Einrichtung wird aber eine nicht regelbare

Lichtleiters (2) ausgebildet sind, dass ferner die Erzeugungs- Lichtstromquelle für den fotoelektrischen Aerosolanalysator einheit (9) für gesteuerte Lichtimpulse, innerhalb deren Ge- selbst verwendet, was es gestattet, nur einen bestimmten, dem häuse (12) ein Unterbrecher (13) für den Lichtstrom unterge- 30 Wert eines Durchmessers des Aerosolteilchens entsprechenbracht ist, eine Lichtstromquelle (17) aufweist, die vor dem den Punkt der Eichkurve wiederherzustellen, während die Unterbrecher (13) für den Lichtstrom in der Weise angeord- Aussagesicherheit der Messung des ganzen Wertbereiches der net ist, dass deren Lichtstrom, indem er eine Kalibrieröffnung Teilchendurchmesser nicht geprüft wird, was grosse Messfeh-(14) des Unterbrechers (13) für den Lichtstrom passiert, auf 1er zur Folge hat.

die flache Stirn (6) des Lichtleiters (2) einfällt, sowie einen mit 35 Darüber hinaus sichert diese Einrichtung die Prüfung nur der Lichtstromquelle (17) elektrisch gekoppelten Lichtstrom- eines Kreises der Lichtstromquelle des fotoelektrischen Aero-regler (21) aufweist, und dass schliesslich die Messeinheit (10) solanalysators, was es nicht erlaubt, jede einzelne Messfehler für den Lichtstrom im Arbeitsbereich (4) des fotoelektrischen erzeugende Stelle in den übrigen Baugruppen des Analysators Aerosolanalysators (1) eine Reihenschaltung aus einem mit aufzuspüren, und dies führt seinerseits zur Vergrösserung des der flachen Stirn (6) des Lichtleiters (2) optisch gekoppelten 40 gesamten Messfehlers.

Fotoempfänger (27), einer Gleichspannungsquelle (26), die Ausserdem ist die besagte Einrichtung eine eigene Bau-

im Gehäuse (25) der Messeinheit ( 10) für den Lichtstrom im grappe des Analysators und bedarf bei Betrieb einer metrolo-Arbeitsbereicht (4) des fotoelektrischen Aerosolanalysators gischen Bedienung, was bei derartiger Konstruktion der Ein-(1) untergebracht sind, und ein Galvanometer (24) aufweist. richtung, die eine spezielle optische Justierung erfordert und

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 45 es nicht gestattet, einen Anschluss an die Prüfschaltungen der dass die Gehäuse (12,25) der Erzeugungseinheit (9) für ge- Normalmessgeräte zur verwirklichen, nicht zu gewährleisten steuerte Lichtimpulse bzw. der Messeinheit (10) für den Licht- ]st.

ström im Arbeitsbereich (4) des fotoelektrischen Aerosol- Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Genauigkeit analysators ( 1 ) eine Büchse (28) aufweisen, mit deren Hilfe je- der Prüfung der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren zu des dieser Gehäuse (12,25) mit dem Gehäuse (8) des Lichtlei- so erhöhen.

ters (2) mechanisch gekoppelt ist, wobei die geometrische Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mess-

Achse der Büchse (28) mit der optischen Achse des Lichtlei- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischen ters (2) zusammenfällt. Aerosolanalysators zu schaffen, die derartige Konstruktion

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, und Zusatzeinheiten aufweist, die es gestatten, den optischen dass die der Lichtstromquelle (17) zugewandte Oberfläche des 55 Störpegel bei der Einrichtung zu reduzieren und die Prüfungs-Unterbrechers ( 13) für den Lichtstrom einen Lichtabsorp- zeit für die fotoelektrischen Aerosoanalysatoren zu verkür-tionsüberzug ( 19) aufweist. zen, die Komponenten der Messfehler der fotoelektrischen

Aerosolanalysatoren abzutrennen.

so Dies wird erreicht durch die im kennzeichnenden Teil des Die Erfindung betrifft die Metrologie und bezieht sich auf Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Es ist zweckmässig, Mess- und Eicheinrichtungen für die Eichkurve eines foto- wenn bei der Einrichtung die Gehäuse der Erzeugungseinheit elektrischen Aerosolanalysators. für gesteuerte Lichtimpulse bzw. der Messeinheit für den