DE10162278A1

DE10162278A1 - Aerosol particles detection in gases comprises sample heating and expansion in presence of gas detector

Info

Publication number: DE10162278A1
Application number: DE2001162278
Authority: DE
Inventors: Udo Weimar; Nicolae Barsan; Nikos Papamichail
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-07-10

Abstract

In a process to detect oil droplets in compressed air, a quantity of the air is tapped off, heated and allowed to expand converting the droplets into gaseous form for detection by a gas sensor. An Independent claim is also included for a commensurate assembly with an aerosol reservoir (10) with an outlet branch (31), a heater and/or a pressure reduction unit (32) and a gas sensor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion von flüssigen Komponenten in einem Aerosolstrom, insbesondere zur Detektion von öltröpfchen in einem Druckluftstrom. The invention relates to a method and an apparatus for Detection of liquid components in an aerosol stream, especially for the detection of oil droplets in one Compressed air stream.

Bei Druckluftkompressoren ist vor dem Druckluftausgang ein Filter angeordnet, das verhindern soll, dass Öl aus dem Kompressor in die Druckluft gelangt. Wird der Filter undicht, gelangen Öltröpfchen zunächst unbemerkt in den Druckluftstrom und können zu Verunreinigungen des Druckluftsystems und von mit der Druckluft bearbeiteten oder angetriebenen Teilen führen. In the case of compressed air compressors, is in front of the compressed air outlet Filter arranged to prevent oil from the Compressor gets into the compressed air. If the filter leaks, Oil droplets initially enter the compressed air stream unnoticed and can contaminate the compressed air system and parts processed or driven with compressed air to lead.

Ziel der Erfindung ist es, eine Möglichkeit vorzusehen, mit der flüssige Komponenten wie öltröpfchen in Aerosolen zuverlässig festgestellt werden können. The aim of the invention is to provide a way with of liquid components such as oil droplets in aerosols can be reliably determined.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass aus dem Aerosolstrom ein Teilstrom abgezweigt und erwärmt und/oder einer Druckreduktion unterzogen wird und anschließend die durch die Erwärmung und/oder durch die Druckreduzierung gasförmig gewordenen Flüssigkomponenten mittels eines Gasdetektors oder mindestens eines Gassensors detektiert werden. Die Lösung liegt also darin, die im Aerosolstrom flüssig vorliegenden Komponenten durch eine Druckreduktion oder durch Erwärmung oder aber auch durch eine Kombination beider Maßnahmen in den gasförmigen Zustand überzuführen und anschließend durch handelsübliche Gassensoren zu detektieren. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich damit insbesondere dazu, öltröpfchen in Druck luft zu detektieren. Damit lässt sich beispielsweise die einwandfreie Funktionsweise eines Filters in einem Druckluftkompressor überwachen. According to the inventive method, this task solved that a partial flow from the aerosol flow branched and heated and / or subjected to a pressure reduction and then by heating and / or by the pressure reduction of gaseous liquid components by means of a gas detector or at least one gas sensor can be detected. So the solution lies in the Aerosol flow of liquid components through a Pressure reduction or by heating or by one Combination of both measures in the gaseous state transfer and then by commercially available gas sensors detect. The method according to the invention is therefore suitable especially to detect air droplets in compressed air. This allows, for example, the flawless Monitor the functioning of a filter in an air compressor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion von flüssigen Komponenten in einem Aerosolstrom weist eine an das Aerosolstromreservoir anschließbare Teilstromleitung, eine Heizeinrichtung und/oder einen Druckminderer sowie mindestens einen Gassensor auf. The device according to the invention for the detection of liquid Components in an aerosol stream indicate one Aerosol flow reservoir connectable partial flow line, one Heating device and / or a pressure reducer and at least one Gas sensor on.

Bei einer möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Teilstromleitung über ein Ventil mit einem Probennahmegefäß verbunden sein. Das Probennahmegefäß kann mit einer Heizeinrichtung versehen und/oder über eine Ventilleitung mit einem Expansionsgefäß als Druckminderer verbunden sein. Mit einer solchermaßen ausgestalteten Vorrichtung ist eine diskontinuierliche Messung von Flüssigkeitsbestandteilen in einem Aerosolstrom möglich. Es wird in regelmäßigen Abständen ein Teilstrom in das Probennahmegefäß aus dem Aerosolreservoir abgezweigt. Die abgezweigte Teilmenge wird erwärmt und/oder im Druck reduziert, sodass die flüssigen Komponenten in den gasförmigen Zustand übergehen und dann über Gassensoren detektiert werden können. In one possible embodiment of the device, the Partial flow line via a valve with a sampling vessel be connected. The sampling vessel can be used with a Provide heating device and / or with a via a valve line Expansion vessel to be connected as a pressure reducer. With a such a device is one discontinuous measurement of liquid components in one Aerosol flow possible. It will be on a regular basis Partial flow into the sampling vessel from the aerosol reservoir diverted. The branched portion is heated and / or in Pressure is reduced so that the liquid components in the pass gaseous state and then via gas sensors can be detected.

Bei Vorsehen eines Expansionsgefäßes kann auch dieses beheizbar ausgestaltet sein, um den Übergang der Tröpfchen in die Gasphase zu beschleunigen. If an expansion vessel is provided, this can also be used be designed to be heatable to ensure the transition of the droplets into the Accelerate gas phase.

Zur Detektion der gasförmig vorliegenden Flüssigkeitsbestandteile im Aerosolstrom kann entweder dem Probennahmegefäß oder - falls vorhanden - dem Expansionsgefäß nachgeschaltet ein Messgerät mit mindestens einem Gassensor angeordnet sein. For the detection of gaseous substances Liquid components in the aerosol stream can either be in the sampling vessel or - If available - downstream of the expansion tank Measuring device can be arranged with at least one gas sensor.

Bei einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Teilstromleitung über eine Kapillare als Druckminderer mit einem Messgerät mit mindestens einem Gassensor verbunden sein. Die Kapillare muss so bemessen sein, dass die damit erzielbare Druckminderung ausreichend groß ist, um die Tröpfchen in die Gasphase überzuführen. Auch hier lässt sich dieser Effekt dadurch unterstützen, dass die Kapillare beheizbar sein kann. In an alternative embodiment of an inventive The partial flow line can be used as a device via a capillary Pressure reducer with a measuring device with at least one Gas sensor to be connected. The capillary must be dimensioned so that the pressure reduction that can be achieved is sufficiently large to convert the droplets into the gas phase. Here too this effect is supported by the capillary can be heated.

Für die erfindungsgemäße Vorrichtung sind viele Einsatzzwecke denkbar. Besondere Vorteile ergeben sich jedoch, wenn sie hinter dem Filter eines Druckluftkompressors anordenbar ist, um das Filter auf Undichtigkeiten überprüfen zu können. There are many uses for the device according to the invention conceivable. However, there are special advantages if they can be arranged behind the filter of an air compressor, to check the filter for leaks.

Nachfolgend werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen anhand der Zeichnung näher beschrieben. Below are two preferred embodiments Devices according to the invention with reference to the drawing described.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Detektionsvorrichtung; Fig. 1 is a schematic representation of a first detection device;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Detektionsvorrichtung. Fig. 2 shows a schematic diagram of a second detection device.

Fig. 1 zeigt ein Aerosolreservoir 10, beispielsweise eine Rohrleitung, in dem ein Aerosolstrom mit dem Druck p₁ fließt. An dem Reservoir 10 ist eine Detektiervorrichtung 11 gemäß der Erfindung angeordnet. Sie weist eine mit dem Reservoir 10 verbundene Teilstromleitung 12 auf, in der ein Ventil 13 angeordnet ist und die in ein Probennahmegefäß 14 mündet. Das Probennahmegefäß 14 ist über eine weitere Leitung 15 mit einem Ventil 16 mit einem Expansionsgefäß 17 verbunden. Am Ausgang des Expansionsgefäßes 17 ist eine weitere Leitung 18 mit einem Ventil 19 angeordnet, die das Expansionsgefäß 17 mit einem Messgerät 20 verbindet. Im Messgerät 20 ist mindestens ein hier nicht näher dargestellter Gassensor vorgesehen. Zur Untersuchung des Aerosols im Reservoir 10 wird durch öffnen des Ventils 13 eine Probe des Aerosols in das Probennahmegefäß 14 geleitet. Nach Schließen des Ventils 13 wird durch öffnen des Ventils 16 die Probe in das Expansionsgefäß 17 geleitet, wo die Probe expandiert und den Druck p₂ < p₁ annimmt. Durch die Druckminderung kommt es zu einem Übergang der im Aerosol eventuell vorhandenen flüssigen Partikel in den Gaszustand. Das Gas wird anschließend durch öffnen des Ventils 19 üher die Leitung 18 in das Messgerät 20 weitergeleitet, um mittels Gassensoren die eventuell vorhandenen und jetzt gasförmig vorliegenden flüssigen Komponenten detektieren zu können. Das Gas verlässt anschließend das Messgerät 20 über eine Abluftleitung 21. Die Flussrichtung des Aerosols durch die Vorrichtung 11 ist durch den Pfeil 22 gekennzeichnet. Fig. 1 shows an aerosol reservoir 10, such as a pipeline, in which an aerosol flow to the pressure p ₁ flows. A detection device 11 according to the invention is arranged on the reservoir 10 . It has a partial flow line 12 connected to the reservoir 10 , in which a valve 13 is arranged and which opens into a sampling vessel 14 . The sampling vessel 14 is connected via a further line 15 to a valve 16 with an expansion vessel 17 . At the outlet of the expansion vessel 17 there is a further line 18 with a valve 19 which connects the expansion vessel 17 to a measuring device 20 . At least one gas sensor, not shown here, is provided in the measuring device 20 . To examine the aerosol in the reservoir 10 , a sample of the aerosol is passed into the sampling vessel 14 by opening the valve 13 . After the valve 13 has been closed, the sample is passed into the expansion vessel 17 by opening the valve 16 , where the sample expands and assumes the pressure p ₂ <p ₁ . The pressure reduction leads to a transition of the liquid particles that may be present in the aerosol to the gas state. The gas is then forwarded via line 18 into the measuring device 20 by opening the valve 19 in order to be able to detect the possibly existing and now gaseous liquid components by means of gas sensors. The gas then leaves the measuring device 20 via an exhaust air line 21 . The direction of flow of the aerosol through the device 11 is indicated by the arrow 22 .

Die Vorrichtung 11 ermöglicht somit eine diskontinuierliche Messung der Zusammensetzung eines Aerosol durch regelmäßige Probenentnahme. Die Überführung der flüssigen Komponenten des Aerosols in die Gasphase erfolgt hier allen durch eine Druckminderung im Expansionsgefäß 17. Selbstverständlich kann das Expansionsgefäß 17 aber auch beheizbar sein, sodass neben der Druckminderung auch die Temperaturerhöhung die Überführung der flüssigen Komponenten in die Gasphase bewirkt. The device 11 thus enables a discontinuous measurement of the composition of an aerosol through regular sampling. The liquid components of the aerosol are all converted into the gas phase here by reducing the pressure in the expansion vessel 17 . Of course, the expansion vessel 17 can also be heated, so that in addition to the reduction in pressure, the temperature increase also causes the liquid components to be converted into the gas phase.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Komponenten eines Aerosols des Drucks p₁ im Reservoir 10. Die Vorrichtung 30 weist hier eine Teilstromleitung 31 auf, die mit dem Reservoir 10 verbindbar ist. Die Teilstromleitung 31 geht über in eine Kapillarwendel 32, in der das Aerosol im Druck gemindert wird, sodass es im am anderen Ende der Kapillarwendel 32 angeschlossenen Messgerät 33 nur noch den Druck p₂ aufweist, einen Druck, bei dem die flüssig im Aerosol vorliegenden Komponenten in die Gasphase übergegangen sind. Im Messgerät 33 sind wieder hier nicht näher dargestellte Gassensoren angeordnet, mit denen die Zusammensetzung des Aerosols überprüfbar ist. Das Gasgemisch verlässt anschließend über die Leitung 34 das Messgerät 33 wieder. Auch bei der Anordnung 30 könnte eine Heizeinrichtung beispielsweise im Bereich der Kapillarwendel 32 vorgesehen sein, wodurch der Übergang der flüssigen Komponenten des Aerosols in die Gasphase begünstigt und beschleunigt wird. Die Vorrichtung 30 hat gegenüber der Vorrichtung 11 den Vorteil, dass hier keine einem Verschleiß unterworfene Ventile vorgesehen sind. Außerdem ist mit dieser Vorrichtung eine kontinuierliche Messung der Aerosolzusammensetzung möglich. Fig. 2 shows an apparatus for continuously measuring the components of an aerosol of the pressure p ₁ in the reservoir 10.. The device 30 here has a partial flow line 31 which can be connected to the reservoir 10 . The partial flow line 31 merges into a capillary coil 32 in which the aerosol is reduced in pressure, so that in the measuring device 33 connected to the other end of the capillary coil 32 it only has the pressure p ₂ , a pressure at which the components present in the liquid in the aerosol have passed into the gas phase. Gas sensors, which are not shown in detail here, are arranged in the measuring device 33 , with which the composition of the aerosol can be checked. The gas mixture then leaves the measuring device 33 again via the line 34 . In the arrangement 30 , too, a heating device could be provided, for example, in the area of the capillary coil 32 , as a result of which the transition of the liquid components of the aerosol into the gas phase is promoted and accelerated. The device 30 has the advantage over the device 11 that no valves subject to wear are provided here. In addition, a continuous measurement of the aerosol composition is possible with this device.

Claims

1. A method for the detection of liquid components in an aerosol stream, characterized in that a partial stream ( 12 ) is branched off and heated and / or subjected to a pressure reduction ( 17 ) from the aerosol stream and then subjected to the heating and / or pressure reduction ( 17 ) liquid components which have become gaseous are detected by means of a gas detector or at least one gas sensor.

2. The method according to claim 1, characterized in that as liquid components, oil droplets in compressed air can be detected.

3. Device for the detection of liquid components in an aerosol flow with a partial flow line ( 12 , 31 ) connectable to the aerosol flow reservoir ( 10 ), a heating device and / or a pressure reducer ( 17 , 32 ) and with at least one gas sensor.

4. The device according to claim 3, characterized in that the partial flow line ( 12 ) via a valve ( 13 ) is connected to a sampling vessel ( 14 ).

5. The device according to claim 4, characterized in that the sampling vessel ( 14 ) is provided with a heating device and / or is connected via a valve line ( 15 , 16 ) to an expansion vessel ( 17 ) as a pressure reducer.

6. The device according to claim 5, characterized in that the expansion vessel ( 17 ) is heatable.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that a measuring device ( 20 ) with at least one gas sensor is arranged downstream of the sampling vessel ( 14 ) or the expansion vessel ( 17 ).

8. The device according to claim 3, characterized in that the partial flow line ( 31 ) is connected via a capillary ( 32 ) as a pressure reducer to a measuring device ( 33 ) with at least one gas sensor.

9. The device according to claim 8, characterized in that the capillary ( 32 ) is heatable.

10. Device according to one of claims 3 to 9, characterized characterized that they are behind the filter one Air compressor can be arranged.