DD232362A1 - Vorrichtung zum auffangen von nassen atmosphaerischen niederschlaegen zur ionengehaltsbestimmung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffangen atmosphaerischer nasser Niederschlaege (wet-only-sampler) zur Ionengehaltsbestimmung. Die bekannten Niederschlagsauffangvorrichtungen sind nicht in der Lage Tau, Reif und trockene Ablagerungen von der Sammlung auszuschliessen sowie von geringen Niederschlagsmengen ausreichend grosse Mengen an Probefluessigkeit zu gewinnen. Die erfindungsgemaesse Vorrichtung besitzt ein Sammelgefaess mit grossem Auffangdurchmesser, das, elektronisch gesteuert, geoeffnet und abgedeckt wird. Die Ausloesung erfolgt ueber einen beheizten Sensor. Die Beheizung bewirkt in ueberraschender Weise, dass Tau und Reif von der Sammlung ausgeschlossen werden sowie eine rasche Abdeckung des Sammelgefaesses nach Niederschlagsende erfolgt. Die Vorrichtung dient vor allem zur Messung von Niederschlagsverunreinigungen, insbesondere der Bestimmung der Aziditaet.

Description

Der Sensor 3 ist mit einer zweistufigen elektrischen Heizung ausgestattet, wodurch

— durch Tau und Reif keine Benetzung erfolgt und das Sammelgefäß somit geschlossen bleibt,

— auftreffende Schneeflocken rasch tauen und dadurch die Deckelöffnung veranlassen,

— nach Niederschlagsende eine rasche Abtrocknung und damit Abdeckung des Sammelgefäßes erfolgt.

Bei Temperaturen über +4⁰C ist die einfache Heizstufe wirksam und bei tieferen Temperaturen erfolgt eine automatische Umschaltung auf eine stärkere Heizleistung.

Mit der 2. Heizstufe wird gleichzeitig automatisch die Heizung 7 im Ablaufstutzen 8 des Sammelbehälters 1 eingeschaltet, wodurch auch bei negativen Temperaturen eine Probenahme möglich ist.

Die drehbare Abdeckplatte 2 wurde an der Auffangöffnung mit einer Blende 10 versehen, um zu verhindern, daß auf der Abdeckplatte 2 abgelagerter Staub in den Sammelbehälter 1 gespült werden kann. Zur Stabilisierung und als Windschutz wurde am äußeren Rand der Abdeckplatte 2 ebenfalls eine Blende 11 angebracht. Abdeckplatte 2 läuft auf Rollen und schließt den Sammelbehälter 1 so ab, daß kein Staub in den Behälter gelangt.

Das Steuerteil 4 enthält die als Einschübe gestaltete elektronische Schaltung sowie Motor, Getriebe und Transformator. Das Gerät arbeitet mit42VWechselspannung bzw. kann über einen Trenntrafo mit220VWechselspannung betrieben werden. Die elektrischen Anschlüsse befinden sich im Anschlußkasten 5.

Der massive Gerätefuß 6 gibt der Vorrichtung eine gute Standfestigkeit. Eine zusätzliche Verankerung im Erdboden ist möglich.

Die Vorrichtung zum Auffangen von nassen atmosphärischen Niederschlagen ist als Wet-only-Sampler vielseitig einsetzbar:

sowohl bei lokalen Untersuchungen feuchter Ablagerungen, Aziditäts- und Leitfähigkeitsbestimmungen, als auch bei Messungen des globalen Stofftransportes in der Atmosphäre. Prinzipiell kann das Gerät für alle in Betracht kommende Luftverunreinigungen eingesetzt werden, deren Konzentration im Niederschlagswasser bestimmt werden soll. Außerdem können durch die Analyse von Niederschlagsproben grundlegende Aussagen über den Washout und Rainout von Luftverunreinigungen und die Umwandlungsvorgänge in der Atmosphäre erhalten werden.

Beispiele solcher Einsatzmöglichkeiten sind:

— spezifische Messung des Gehaltes einzelner Anionen und Kationen sowie des pH-Wertes des Niederschlagswassers. Solche Messungen gewinnen wegen der zunehmenden Versauerung von Böden und Gewässern und den damit verbundenen ökologischen Schaden an Bedeutung. Insbesondere führt die Analyse von Einzelniederschlägen in Verbindung mit Untersuchungen über die Herkunft der Luftmassen (Trajektorienbestimmung) zu Aussagen über die verursachenden Emissionsgebiete.

— Untersuchungen über den Schwermetallgehalt von Niederschlägen; dazu gehören sowohl Messungen des globalen Schwermetallgehaltes als auch Untersuchungen über Schwermetallablagerungen in der Umgebung großer Emittenten (Hüttenwerke, Kraftwerke u.a.).

— Bestimmung der Konzentration von radioaktiven Stoffen im Niederschlagswasser; hierzu zählen Aufgaben der Umgebungsüberwachung bei Kernkraftwerken, wie auch generelle Untersuchungen über den Gehalt des Niederschlagswassers an radioaktiven Isotopen.

Die Vorrichtung isf auch bei weiteren spezifischen Aufgaben einsetzbar, vor allem dort, wo in kurzen Zeiten oder bei niedrigen Niederschlagsintensitäten möglichst große Probenmengen gewonnen werden müssen. Der Einsatz des Gerätes für rein meteorologische Untersuchungen ist ebenfalls möglich.

Durch Anbringen eines 2. Auffangtrichters ist durch automatische Drehung der Abdeckplatte eine getrennte Erfassung der nassen und trockenen Ablagerungen möglich.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   Vorrichtung zum Auffangen von nassen atmosphärischen Niederschlagen zur lonengehaltsbestimmung mit Auffangbehälter zum Sammeln der Niederschläge, dadurch gekennzeichnet, daß ein trichterförmiger Sammelbehälter (1) eine große Sammelfläche besitzt, die durch eine horizontal liegende, exzentrisch um die Drehachse (9) gelagerte Abdeckplatte (2) geöffnet und geschlossen wird, wobei das Öffnen und Schließen durch einen Sensor (3) in Abhängigkeit von den atmosphärischen Bedingungen ausgelöst wird und über ein elektronisch gesteuertes Getriebe- und Steuerteil (4) erfolgt; der Sensor (3) besteht aus auf Isoliermaterial aufgebrachten, sich gegenüberliegenden Elektroden aus Metall und wird in Abhängigkeit von der Lufttemperatur in zwei Stufen beheizt, die erste Stufe ist ständig in Betrieb und sorgt dafür, daß nach Niederschlagsende der Sensor rasch abtrocknet sowie Tau und Reif keine Benetzung und damit Auslösung hervorrufen; die zweite Stufe dient der Aufrechterhaltung dieser Funktion auch bei niedrigen Temperaturen sowie zusätzlich zum Schmelzen auftreffenden Schneeflocken.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auffangen nasser atmosphärischer Niederschläge (wet-only-sampler) zur lonengehaltsbestimmung.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Es ist eine Vielzahl von Vorrichtungen zum Auffangen von Niederschlagen bekannt, die der Messung der Niederschlagsmenge in einer bestimmten Zeiteinheit dienen. Diese Vorrichtungen sind für lonengehaltsbestimmungen von Niederschlagen ungeeignet, da die Probemengen von allen Niederschlägen geringer Intensität zu klein sind. Außerdem sammeln diese Vorrichtungen auch die trockenen atmosphärischen Niederschläge, die für bestimmte Untersuchungen, z.B. den Langstreckentransport von bestimmten Emissionsprodukten, störend sind.

   Aus der DE-AS1227260 ist eine Vorrichtung zum fraktionsweisen Auffangen atmosphärischer Niederschläge bekannt, die über einen zentralen Sammeltrichter verschiedenen Sammelgefäßen nacheinander die aufgefangenen Probemengen zuteilt. Auch diese Vorrichtung haftet der Nachteil an, daß von einzelnen Niederschlagen geringer Intensität zu wenig Probeflüssigkeit gesammelt wird und daß Tau, Reif und trockene Ablagerungen von der Probenahme nicht ausgeschlossen werden.

   Ziel der Erfindung

   Es ist Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zum Auffangen atmosphärischer Niederschläge zur lonengehaltsbestimmung zu schaffen, die es ermöglicht, auch von Niederschlägen geringer Intensität ausreichende Probemengen zu sammeln, die Tau, Reif und trockene Ablagerungen von der Sammlung ausschließt und die auch unter extremen atmosphärischen Bedingungen, z. B. Stürmen, einwandfrei und weitgehend wartungsfrei arbeitet.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Auffangen atmosphärischer Niederschläge zur lonengehaltsbestimmung zu schaffen, die eine große Sammelfläche hat und durch eine gesteuerte Abdeckung nicht zu untersuchende Niederschläge von der Sammlung ausschließt. Diese Aufgabe wird gelöst, indem erfindungsgemäß ein trichterförmiger Sammelbehälter mit großer Sammelfläche durch eine horizontal liegende, exzentrisch gelagerte Abdeckplatte geöffnet und geschlossen wird. Die Abdeckplatte wird dabei durch die atmosphärischen Bedingungen automatisch gesteuert. Das Öffnen und Schließen der Abdeckplatte wird durch einen Sensor ausgelöst. Als Sensor dienen auf Isoliermaterial aufgebrachte in geringem Abstand sich gegenüberliegende Elektroden aus Metall. Bei Benetzung wird der Isolationswiderstand zwischen den Elektroden kleiner und über eine elektronische Schaltung wird ein Getriebemotor angesteuert, der die Abdeckplatte öffnet. Beim Abtrocknen des Sensors wird die Abdeckplatte geschlossen. Um einen Nässestau auf dem Sensor zu vermeiden, ist dieser leicht geneigt. Die Verhinderung des Öffnens der Vorrichtung bei Tau und Reif wird in überraschend einfacher Weise durch eine zweistufige elektrische Beheizung des Sensors erreicht:

   Die geringen Flüssigkeitsmengen von Tau oder Reif werden durch die Beheizung verdunstete daß keine die Auslösung des Getriebemotors bewirkende Befeuchtung des Sensors eintritt. Gleichzeitig wird durch die Beheizung erreicht, daß jeweils nach Niederschlagsende der Sensor rasch abtrocknet und die Abdeckung des Sammelgefäßes schnell erfolgt, so daß keine unerwünschten trockenen Ablagerungen hineingelangen können. Die Beheizung ist zweistufig ausgelegt. Während die 1. Heizstufe ständig wirkt, wird die
2. 2. Heizstufe bei Temperaturen unter +4"C automatisch zugeschaltet, um auch bei niedrigen Temperaturen den oben beschriebenen Effekt zu erreichen.

   Die Abdeckplatte ist um ihre Auffangöffnung mit einer nach oben ragenden ringförmigen Blende versehen, die das Einspülen von auf der Abdeckplatte sich absetzenden Ablagerungen verhindert und gleichzeitig zur mechanischen Versteifung und als Windstabilisierung dient. Eine zweite Blende umfaßt die Abdeckplatte und ragt nach unten. Sie dient ebenfalls der mechanischen Versteifung und Windstabilisierung und verhindert das Eindringen von trockenen Ablagerungen in das Sammelgefäß.

   Ausführungsbeispiei

   Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Figur 1 näher erläutert werden. Figur 1 zeigt die Vorrichtung zum Auffangen von nassen atmosphärischen Niederschlagen in perspektivischer Darstellung. Über dem trichterförmigen, aus PVC bestehenden Sammelbehälter 1 befindet sich die exzentrisch gelagerte, um die Drehachse 9 drehbare, ebenfalls aus PVC bestehende Abdeckplatte 2. Sie wird vom Getriebe- und Steuerteil 4 angetrieben, das seinerseits vom SensorS in Abhängigkeit von den atmosphärischen Bedingungen ausgelöst wird. Der Sensor 3 arbeitet nach dem . ·-- Leitfähigkeitsprinzip: bei Benetzung werden die Elektroden leitend und über eine elektronische Schaltung wird ein Getriebemotor angesteuert, der die Abdeckplatte 2 öffnet. Die Abdeckplatte 2 wird wieder geschlossen, sobald die Sensorelektroden abgetrocknet sind. Die Abtrocknungszeit liegt bei 5 Minuten. Die Öffnungs- bzw. Schließzeit der Abdeckplatte 2 beträgt knapp 30 Sekunden.- - .. .