DD289907A7 - Vorrichtung zur automatischen kontinuierlichen luftprobennahme - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung zur automatischen kontinuierlichen Luftprobenahme ist ueberall dort einsetzbar, wo die Emission von Schadstoffen zu ueberwachen ist. Die Vorrichtung besteht aus einem elektronischen Steuerteil und einem elektromagnetisch-pneumatischen Teil, der mit einem Probenahmeteil verbunden ist. Sie gestattet einen gleichmaeszigen Probenahmerhythmus ueber eine vorgegebene Zeitspanne bei geringem Bedienaufwand und geringer Stoeranfaelligkeit.{Vorrichtung; automatische kontinuierliche Luftprobenahme; Emissionsueberwachung}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendung der Erfindung

Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo eine kontinuierliche Luftprobenah.-ne erforderlich ist, um die Emission von Schadstoffen zu überwachen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist ein mechanisch gesteuertes Luftprobenahmogerät bekannt, bei dem eine automatische diskontinuierliche Probenahme von jeweils 1-35min pro Stunde im Wechselbetrieb Probenahme/Ruhepause wahlweise über 1-24 Stunden erfolgt.

Das Gerät gestattet zwar einen vom Stromnetz unabhängigen Betrieb, ist aber nur für eine Probenahme über einen Zeitraum von 24 Stunden geeignet, da danach der eingesetzte Akkumulator nachgeladen werden muß.

Ein kontinuierlicher Betrieb des Gerätes während dieses Zeitraumes ist nicht möglich, de nach maximal 35 Minuten Probenahme, bedingt durch den mechanischen Aufbau, eine Ruhepause eintritt, ehe eine erneute Probenahme erfolgen kann.

Da das Gerät mit mechanischen Zeitgeber-, Steuer- und Stellgliedern ausgerüstet ist, ist die Störanfälligkeit gegenüber äußeren Einflüssen, z. B. Erschütterungen oder chemische Einflüsse, groß. Besonders die Kontakte für die Schaltvorgänge sind korrosionsanfällig.

Insgesamt sind der mechanische und der Bedienaufwand relativ hoch, da der Akkumulator gewechselt und nachgeladen sowie die verwendeten Luftstrom-Meßgeräte eingestellt und kontrolliert werden müssen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Luftprobenahmegerät zu entwickeln, das eine kontinuierliche automatische Betreibung ohne zusätzliches Bedienpersonal gestattet und eine gleichmäßige Probenahme entsprechend eines gewählten Zeitintervalls ermöglicht. Aufbau, Bedienaufwand und Störanfälligkeit sollen verringert werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch den Einsatz elektronischer Bauteile eine kontinuierliche Probenahme mit verringertem Bedien- und Wartungsaufwand bei gleichzeitiger Reduzierung des Gesamtvolumens zu ermöglichen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung aus einem speziellen elekironischen Steuerten und einem speziellen elektromagnetisch-pneumatischen Teil zusammengesetzt ist, der mit einem Probenahmeteil verbunden ist. Im Steuerteil ist eine Zeitgebereinheit mit einem elektronischen Zählerbaustein, vorzugsweise einem Hexadezimalzähler, verbunden.

Die Ausgänge dieses Zählorbausteinos sind mit einem Dekoderbaustein verknüpft.

Die Ausgänge des Dekoderbausteines sind einzeln über elektronische Stellantriebsglieder an Stellglieder angeschlossen. Im elektromagnetisch-pneumatischen Teil sind jedem Stellglied je ein Magnetventil zugeordnet. Diese Magnetvontile sind in einer Reihe über Ausgänge miteinander gekoppelt und gemeinsam mit einer Pumpe verbunden, Über einen weiteren Ausgang Ist jedem Magnetventil ein Absorptionsgefäß mit Sinterfilter zugeordnet.

Das Absorptionsgefäß ist am Boden mit einom Ablaßbahn versehen. In dem Absorptionsgefäß ist ein schadstoffspezifisches Absorptionsmedium, vorzugsweise destilliertes Wasser, vorgelegt. Die Anzahl der angewandten Stellglieder, vorzugsweise 12, ist so gewählt, daß ein gleichmäßiger Probennhmorhythmus, vorzugsweise aller 2 Stunden, über eine vorgegebene Zeitspanne, vorzugsweise 24 Stunden, gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zur automatischen kontinuierlichen Luftprobenahme von mehreren, lokalisierten Üborwachungsstellen eingesetzt werden.

Dazu ist vor der Pumpe die gleiche Anzahl Magnetventile zusätzlich anzuordnen, wie hinter der Pumpe. Jedes dieser Magnetventile ist einerseits über einen Schlauch mit der zugehörigen Überwachungsstelle, andererseits mit den anderen, vor der Pumpe angeordneten Magnetventile verbunden.

Diese Magnetventile sind durch einen zusätzlichen Anschluß an die Stellglieder, parallel zu den bereits vorhandonen Magnetv ntilen, steuerbar.

Die Zeitgei jreinhuit wird durch äußere Beschattung zum Schwingen gebracht, wodurch eine stabile und definierte Schwingfrequenz entsteht.

Nach Zählung und Teilung der Schwingfrequenz wird am Ausgang der Zeitgebereinheit ein Impuls abgegeben. Dieser Vorgang wiederholt sich kontinuierlich.

Die gewünschte Zeitspanne zwischen den Impulsen wird entsprechend vorgewählt.

Die Ausgangsimpulse werden von einem Hexadezimalzähler verarbeitet, der an seinem Ausgang codierte Signale für den nachfolgenden Dekoderbaustein bereitstellt. Dieser Dekoderbaustein wandelt die Ausgangssignale des Hexadezimalzähler (im Speziellen binär-kodierte Signale) in definierte Potentiale um.

Potentiale werden über Stellantriebsglieder an das Stollglied weitergeführt, welches das zugehörige Magnetventil öffnet.

Dadurch wird die über die Pumpe zugeführte, mit Schadstoff belastete Luft, zur Probenahme in das Absorptionsgefäß geleitet, wo der Schadstoff absorbiert wird. Aus dem Absorptionsgefäß tritt schadstoffreie Luft aus.

Ist der Probenahmevorgang entsprechend der eingestellten Zeitspanne beendet, wird das zugehör ge Magnetventil geschlossen und das nächste Magnetventil geöffnet.

Dieser Vorgang wiederholt sich kontinuierlich.

Über den Ablaßhahn im Boden des Absorptionsgefäßes wird das belastete Absorptionsmedium entnommen und im Labor nach bekannter Art ausgewertet.

Spätestens vor Beginn des neuen Probenahmezyklus müssen die Absorptionsgefäße mit neuem Absorptionsmedium gefüllt werden. Bei der kontinuierlichen Luftprobenahme von mehreren, lokalisierten Überwachung ^stellen werden durch entsprechende Leitungsführung die an den Stellgliedern anliegenden Potentiale auf je ein Magnetventil vor und nach der Pumpe weitergegeben. Dadurch erfolgt eine gezielte Luftprobenahme.

Die übrigen Steuervorgänge laufen analog ab.

Somit ist über einen definierten Zeitraum eine Schadstofferfassung an verschiedenen exponierten Stellen gewährleistet.

Ausführungsbeispiele

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: den elektronischen Steuerte'!

Fig. 2: den elektromagnetisch-pneumatischen und Probenahmeteil gemäß Ausführungsbeispiol 1 Fig. 3: den elektromagnetisch-pneumatischen und Probenahmoteil gemäß Ausführungsbeispiel 2

1. Die Vorrichtung zur kontinuierlichen Luftprobenahme besteht aus einem elektronischen Steuerteil und einem elektromagnetisch-pneumatischen Teil, der mit einem Probenahmeteil verbunden ist.

Im Steuerteil ist eine Zeitgebereinheit 1 bestehend aus einer Kombination der elektronischen Bausteine E 351 und E 355 mit oinem Zählerbaustein 2 (Hexadezimalzähler vom Typ D 193, im weiteren Hexadezimalzähler), verbunden. Die Ausgänge dieses Zählerbausteines 2 sind mit einem Dekoderbaustein 3 (Typ 74154) verknüpft. Die Ausgänge des Dekoders sind einzeln über elektronische Stellantriebsglieder 4 (im weiteren Transistorstufe) an Stellglieder 5 (Triac) angeschlossen. Im elektromagnetisch-pneumatischen Teil sind jedem Stellglied 5 je ein mit Netzspannung betriebenes Magnetventil 6 zugeordnet. Diese Magnetvontile 6 sind über Ausgänge miteinander gekoppelt und über einen gemeinsamen Schlauchanschluß mit der Pumpe 7 verbunden, so daß an jedem Magnetventil 6 der gleiche Druck anliegt. An einem weiteren Ausgang ist jedem Magnetventil 6 ein Absorptionsgefäß 8 (im weiteren Gaswaschflasche) mit Sinterfilter zugeordnet.

In der Gaswaschflasche 8 sind ca. 50 ml destilliertes Wasser zur Absorption des zu erfassenden Schadstoffes, im speziellen Fall Dimethylformamid (DMF), vorgelegt.

Am Boden ist die Gaswaschflasche 8 mit einem Ablaßhahn zur vollständigen Entleerung der Probenahme versehen. Die Zeitgebereinheit 1, speziell der E 355, wird durch Beschallung des Oszillatoreinganges mit diskreten elektronischen Bauelementen (Widerstände, Kondensatoren) auf eine Frequenz von 2048 Hertz intern .ium Schwingen gebracht. Durch die Kopplung mit dem Baustein E 351 wird diese Frequenz heruntergeteilt, so daß am Ausgang des E 355 aller 2 Stunden eine Potentialänderung erfolgt.

Diese Potentialänderung erfaßt der Hexadezimalzähler 2 und codiert sie an seinen Ausgängen auf 4 bit Signalbreite. Diese bit-Kombination verarbeitet der Dekoderbaustein 3 entsprechend dem hexadezimalen Logiksystem zu jeweils einer Freischaltung eines seiner sechzehn Ausgänge.

Zur Gewährleistung eines Zwei-Stunden-Tagesrhythmus werden nur zwölf Ausgänge benötigt, deshalb ist der zwölfte Ausgang gleichzeitig Auslöser eines Rückstellimpulses für den Hexadezimalzähler 2 und den Dekoderbaustein 3. Dadurch

wird erreicht, daß nach dem zwölften Ausgang wieder der erste Ausgang aktiviert wird und somit ein kontinuierlicher Betriebgewährleistet ist. Die an jedem Ausgang angeschlossene Transistorstufe 4 bereitet dio Ausgangspotentiale leistungsmäßigauf, um ein sicheres Durchsteuern der zugeordneten zwölf Stellglieder 5 zu erreichen. Die Stellglieder 5 sind an einem

Anschluß auf gemeinsames Massepotential gelegt. Durch eine Logikschaltung kann direkt in den Signalfluß des Hexadezimalzählers 2 eingegriffen und somit eine Handsteuerung bei eventuellem Ausfall der Zeitgebereinheit 1 bewirkt werden. An die Transistorshifon 4 sind zur optischen Anzeige der momentanen Zustände der Dokoderausgänge Lichtemitterdioden (LED) geschaltet. Jedes Stellglied 5 schaltet das anliegende Potential an das zugehörige Magnetventil 6. Beim Anliegen der aktiven Phase von

220 Volt an den einen Elektroanschluß des zugehörigen Magnetventils 6 öffnet sich dieses, da der andere elektrische

Anschluß mit dem Nulleiter der Netzspannung verbunden ist. Die mittels Pumpe 7 herangeführte schadstoffhaltige Luft kann dieses Magnetventil β passieren und wird durch die Gaswaschflasche 8 gepumpt. Der Schadstoff wird im vorgelegten destillierten Wasser absorbiert und kann nach erfolgter Probenahme der analytischen Auswertung zugeführt werden. Bei Beibehaltung des Steuerteiles und des Probenahmeteiles, aber Ergänzung des elektromagnetisch-pneumatischen Teiles

durch analoges Anordnen von weiteren zwölf Magnetventilen 6 vor der Pumpe 7 ist es möglich, eine kontinuierliche

Luftprobenahmo von mehreren, lokalisierten Überwachungsstellen vorzunehmen. Dazu sind die Magnetventile 6 wieder miteinander verbunden und gleichzeitig geht von jedem Magnetventil β eine Schlauchverbindung zur zugehörigen Überwachungsstelle. Steuerbar sind diese zusätzlichen Magnetventile β durch einen parallelen Anschluß an diti zugehörigen Stellglieder 5, parallel

zu den Magnetventilen 6.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur automatischen kontinuierlichen Luftprobenahme, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorrichtung aus einem speziellen elektronischen Steuerteil und einem speziellen elektromagnetisch-pneumatischen Teil zusammengesetzt ist, der mit einem Probenahmeteil verbunden ist, wobei bei dem Steuerteil eine Zeitgebereinheit (1) mit einem elektronischen Zählerbaustein (2), vorzugsweise einem Hexadezimalzähler, verbunden ist, die Ausgänge des Zählerbausteines (2) mit einen Dekoderbaustein (3) verknüpft und die Ausgänge des Dekoderbausteines einzeln über elektronische Stellantriebsglieder (4) an Stellglieder (5) angeschlossen sind und im elektromagnetisch-pneumatischen Teil sind jedem Stellglied (5) je ein Magnetventil (6) zugeordnet, die in einer Reihe über Ausgänge miteinander gekoppelt und gemeinsam mit einer Pumpe (7) verbunden sind, während über einen weiteren Ausgang jedem Magnetventil (6) ein Absorptionsgefäß (9) mit Sinterfilter zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Anzahl der angewandten Stellglieder, vorzugsweise 12, so gewählt ist, daß ein gleichmäßiger Probenahmerhythmus, vorzugsweise aller 2 Stunde her eine vorgegebene Zeitspanne, vorzugsweise 24 Stunden, gewährleistet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Absorptionsgefäß (8) mit Sinterfilter am Boden mit einem Ablaßhahn versehen und mit einem schadstoffspezifischen Absorptionsmedium, vorzugsweise Wasser, beschickt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß vor der Pumpe zusätzlich die gleiche Anzahl Magnetventile (6) angeordnet ist wie hinter der Pumpe und jedes dieser zusätzlichen Magnetventile (6) einerseits über einen Schlauch mit der zugehörigen Überwachungsstelle, andererseits miteinander verbunden und durch einen zusätzlichen Anschluß an die Stellglieder (5) parallel zu den bereits vorhandenen Magnetventilen (6) steuerbar sind.