DE10129904C2 - Kalibriergerät für Gasmessgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kalibriergerät für Gasmessgeräte mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Aus der GB 2 329 245 A ist ein Kalibriergerät für Gas mit einem Gasmischelement bekannt. Die US 5,193,551 bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung der humanen Lungenfunktion mit einem vorgegebenem Mischungsverhältnis von C0 und einem Inertgas. Eine Kalibriervorrichtung für Gasanalysatoren mit einem Kalibriergasreservoir in Form von Druckkapseln geht aus der DE 297 23 567 U1 hervor.

Ein Kalibriergerät für Gasmessgeräte mit einer festen Kalibriergasquelle geht auch aus der 295 21 224 U1 hervor. Gasmessgeräte bestehen im Allgemeinen aus einem Gehäuse mit einem Messkopf mit einer Detektoreinheit, die konzentrationsabhängig für das jeweilige Messgas ein elektrisches Messsignal abgeben. Es sind unterschiedliche Gas­ messgeräte aufgrund der unterschiedlichen verwendeten Messprinzipien bekannt geworden, beispielsweise elektrochemische, infrarotoptische oder auch solche mit Halbleiterdetektoren. Gasmessgeräte müssen vor der ersten Inbetriebnahme ebenso wie in regelmäßigen Zeitintervallen und nach Nullpunktdrift des Messsignals kalibriert werden: Dies bedeutet, dass das vom Gasmessgerät generierte Messsignal (Istwert) mit der bekannten Konzentration eines Kalibrier­ gases (Sollwert) verglichen wird und gegebenenfalls nachgestellt wird. Für die Kalibrierung muss das verwendete Kalibriergas (Messgas oder ein anderes spezielles Gas) an die Detektoreinheit des Gasmessgerätes gefördert werden. Üblicherweise geschieht dies bisher durch zwei Methoden, wobei bei der am häufigsten angewendeten Methode Druckgasflaschen verwendet werden, die mit dem Kalibriergas gefüllt sind und wobei über Druckminderventile ein bestimmter Kalibriergasfluss voreingestellt und das Kalibriergas mit Hilfe eines Kalibrier­ adapters über die Detektoreinheit des Gasmessgerätes geführt wird. Die zweite, wesentlich seltener eingesetzte Methode besteht im drucklosen Kalibrieren im reinen Diffusionsbetrieb mit Hilfe einer Kalibrierkammer, aus der das Kalibrier­ gas aus einer darin geöffneten Kalibriergasampulle in die Detektoreinheit des Gasmessgerätes diffundiert.

Die zuerst genannte Kalibrierung mit Druckgasflaschen hat folgende Nachteile:
Entsprechende Druckgasflaschen sind oft sehr teuer und bergen durch den hohen Druck, mit dem die Kalibriergase abgefüllt sind, ein Gefahrenpotential. Zudem ist die Handhabung aufgrund der Sperrigkeit der Druckgasflaschen und der erforder­ lichen langen Schlauchwege kompliziert, so dass die Kalibrierung nicht an jedem Ort durchgeführt werden kann. Dies hat zur Folge, dass bei entlegenen Einsatzorten von Gasmessgeräten oft weite Wege bis zum nächsten Servicepunkt zurückgelegt werden müssen, an dem kalibriert werden kann.

Die zweite genannte Methode der Kalibrierung im reinen Diffusionsbetrieb mit Kalibriergasampullen ist mit einer deutlich größeren methodischen Ungenauig­ keit behaftet, hauptsächlich bedingt durch die nur träge Durchspülung der Detektoreinheit bei der reinen Diffusion des Kalibriergases.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach in der Bereitstellung eines kompakten, leicht zu handhabenden und effizienten Kalibriergerätes für Gasmessgeräte, das unabhängig von Druckgasflaschen ist und einen konstanten Kalibriergasvolumenstrom abgibt.

Diese Aufgabe wird durch ein Kalibriergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen des Kalibriergerätes nach an.

Mit dem Kalibriergerät für Gasmessgeräte wird für eine Kalibrierung ein in der erforderlichen Menge in einem Gasreservoir bevorratetes Kalibriergas über eine Verbindungsleitung mit einem pumpengetriebenen, konstanten Gasvolumenstrom getrockneter Umgebungsluft vermischt und dem zu kalibrierenden Gasmessgerät zugeführt. Mit der insbesondere für den Betrieb der Gasförderpumpe batteriegestützten Ausführungsform des Kalibriergeräts ist eine besonders vorteilhafte, ortsunabhängige, weil von Druckgasflaschen unabhängige, Einmal-Kalibrierung eines Gasmessgerätes bei niedrigen aufzuwendenden Kosten und ohne besondere Betriebszulassungen möglich.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Kalibriergeräts mit Hilfe der einzigen Figur erläutert, die einen Schnitt durch ein Kalibriergerät zeigt. In einem Gehäuse befindet sich eine Gasförderpumpe 1 mit einer elektronisch geregelten Durchflusskontrolle, die von einer austauschbaren, wieder aufladbaren Batterieversorgung 2 angetrieben wird. Die Gasförderpumpe 1 saugt Umgebungsluft 3 durch ein Trockenmittelreservoir 4 an und leitet diese über eine Verbindungsleitung 5 in ein Gasmischelement 7, welches über einen zweiten Eingang mit einer Hohlnadel 8 mit einem austauschbaren flexiblen und gasdichten Kalibriergasreservoir 9 aus Sperrschichtfolie verbunden ist, welches ein für eine Einmal-Kalibrierung eines Gasmessgerätes ausreichendes Ausgangsvolumen von 30 bis 200, insbesondere 30 bis 50 Millilitern hat. Das Kalibriergasreservoir 9 steht mittels eines gefederten Kolbens 10 unter einer äußeren Krafteinwirkung der Feder 11, wodurch einerseits das Eindringen der Hohlnadel 8 in das in das Kalibriergerät eingesetzte Kalibriergasreservoir 9 bewirkt wird und andererseits die Entleerung des Kalibriergases in das Gasmischelement 7 in Form eines kontinuierlichen Kalibriergasstroms. Dieser Kalibriergasstrom wird durch die Anpresskraft des Kolbens 10 und den Innendurchmesser der Hohlnadel 8 und/­ oder des Gasmischelementes 7 bestimmt. Der Kalibriergasstrom vermischt sich im Gasmischelement 7 mit dem konstanten Gasvolumenstrom getrockneter Umgebungsluft 3 aus der Gasförderpumpe 1. Das austretende Kalibriergasgemisch 6 bestimmter Konzentration wird dem zu kalibrierenden Gasmessgerät zugeführt. Die Konzentration des Kalibriergasgemisches 6 wird durch die Gasförderrate der Gasförderpumpe 1 sowie durch den Volumenstrom des Kalibriergases aus dem Kalibriergasreservoir 9 bestimmt und beträgt bei einem Methan-Gasmessgerät zum Beispiel 25% UEG (Untere Explosions- Grenze) Methan in Luft.

Sobald ein in das Kalibriergerät eingesetztes, tüten- oder beutelförmiges und austauschbares Kalibriergasreservoir 9 entleert ist, kann der Kolben 10 mit Hilfe eines starr damit verbundenen Griffs 12 manuell zurückgeführt werden und das verbrauchte durch ein neues Kalibriergasreservoir 9 für die nächste Einmal- Kalibrierung ersetzt werden.

Claims (4)

1. Kalibriergerät für Gasmessgeräte mit einem Gasmischelement (7), wobei

• a) das Gasmischelement (7) eingangsseitig über eine Hohlnadel (8) mit dem Innenraum eines unter einer äußeren Krafteinwirkung einer vorgespannten Feder (11) auf einen Kolben (10) stehenden, austauschbaren, flexiblen und gasdichten Kalibriergasreservoirs (9) verbunden ist,
• b) das Kalibriergasreservoir (9) aus einer mehrschichtigen, mindestens eine Aluminium- und eine Kunststoffschicht aufweisenden Sperrschichtfolie besteht,
• c) das Gasmischelement (7) über eine Gasförderpumpe (1) mit einem der Gasförderpumpe (1) vorgeschalteten Trockenmittelreservoir (4) mit der Umgebungsluft (3) verbunden ist und
• d) das Gasmischelement (7) ausgangsseitig an die Detektoreinheit eines zu kalibrierenden Gasmessgerätes angeschlossen ist.

2. Kalibriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasförderpumpe (1) eine elektronisch geregelte Durchflusskontrolle und eine austauschbare Batterieversorgung (2) für den Antrieb aufweist.

3. Kalibriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibriergasreservoir (9) ein Aus­ gangsvolumen von 30 bis 200 Millilitern, insbesondere von 30 bis 50 Millilitern, aufweist.

4. Kalibriergerät nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem Temperatur- und/oder einem Luftdrucksensor ausgestattet ist, so dass die Gasförderpumpe (1) in Abhängigkeit von den gemessenen Werten für die Temperatur und/oder den Luftdruck der geförderten Umgebungsluft (3) die Gasförderrate für die Förderung einer konstanten Gasmenge anpasst.