DE102019112355A1 - Method and device for the continuous measurement of at least one parameter of substances - Google Patents

Method and device for the continuous measurement of at least one parameter of substances Download PDF

Info

Publication number
DE102019112355A1
DE102019112355A1 DE102019112355.0A DE102019112355A DE102019112355A1 DE 102019112355 A1 DE102019112355 A1 DE 102019112355A1 DE 102019112355 A DE102019112355 A DE 102019112355A DE 102019112355 A1 DE102019112355 A1 DE 102019112355A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measurement
electrostatic
gas
substances
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102019112355.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Holger Födisch
Jörg Schulz
Tobias Schreiter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Fodisch Umweltmesstechnik AG
Dr Foedisch Umweltmesstechnik AG
Original Assignee
Dr Fodisch Umweltmesstechnik AG
Dr Foedisch Umweltmesstechnik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Fodisch Umweltmesstechnik AG, Dr Foedisch Umweltmesstechnik AG filed Critical Dr Fodisch Umweltmesstechnik AG
Priority to DE102019112355.0A priority Critical patent/DE102019112355A1/en
Publication of DE102019112355A1 publication Critical patent/DE102019112355A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0042Investigating dispersion of solids
    • G01N2015/0046Investigating dispersion of solids in gas, e.g. smoke

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (50), womit eine kontinuierliche Messung zumindest eines Parameters von Stoffen ermöglicht wird, ohne dass die Messsensorik in ihren Sättigungsbereich eintritt, wobei die Messung kostengünstig und wartungsarm erfolgen kann. Insbesondere wird eine kontinuierliche Messung von Partikeln in Messgasen bereitgestellt, bei der die Erfassung von dynamischen Konzentrationen ohne Einsatz von externem Verdünnungsgas möglich ist und bei der gleichzeitig die Sensorik vor übermäßiger Verschmutzung durch das partikelhaltige Messgas geschützt ist. Bei Überschreiten des messbaren Maximums des gemessenen Stoffparameters werden temporär und anteilig Stoffanteile definiert abgeschieden und zu einem späteren Zeitpunkt der Messung wieder zugeführt. Dadurch können in der Messsensorik (58) erhöhte Sensormesswerte über die Zeit einer (Selbst-)Reinigung des elektrostatischen Filters (56) nach dessen Abschaltung erfasst werden. Dadurch wird die Bereitstellung von Mittelwerten der Stoffparameter über einen definierten Zeitbereich, wie Halbstunden-, Stunden- oder Tagesmittelwerte, sicher ermöglicht.The present invention relates to a method and a device (50) with which a continuous measurement of at least one parameter of substances is made possible without the measuring sensor system entering its saturation range, the measurement being inexpensive and low-maintenance. In particular, a continuous measurement of particles in measurement gases is provided, in which the detection of dynamic concentrations is possible without the use of external diluent gas and in which at the same time the sensors are protected from excessive contamination by the measurement gas containing particles. If the measurable maximum of the measured substance parameter is exceeded, substance components are temporarily and proportionally deposited in a defined manner and fed back to the measurement at a later point in time. As a result, increased sensor measured values can be recorded in the measuring sensor system (58) over the period of (self) cleaning of the electrostatic filter (56) after it has been switched off. This reliably enables the provision of mean values of the substance parameters over a defined time range, such as half-hour, hourly or daily mean values.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Messung zumindest eines Parameters von Stoffen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung zumindest eines Parameters von Stoffen nach dem Oberbegriff von Anspruch 6.The present invention relates to a method for the continuous measurement of at least one parameter of substances according to the preamble of claim 1 and a device for the continuous measurement of at least one parameter of substances according to the preamble of claim 6.

Solche Vorrichtungen und Verfahren werden beispielsweise zur kontinuierlichen Messung von Staubkonzentrationen in Rauchgasen und vor allem in der Industrie eingesetzt. Sie lassen sich allerdings auch für andere gewerbliche und kommunale Einsatzzwecke verwenden, wie der Überwachung der Einhaltung von Feinstaubgrenzwerten im Baugewerbe oder der Landwirtschaft. Dabei erfolgt eine Entnahme von Messgas aus einem Gasstrom in der Regel durch eine Sonde, weshalb von einer extraktiven Messung gesprochen wird.Such devices and methods are used, for example, for the continuous measurement of dust concentrations in flue gases and, above all, in industry. However, they can also be used for other commercial and municipal purposes, such as monitoring compliance with fine dust limit values in the construction industry or in agriculture. Measurement gas is usually withdrawn from a gas flow by a probe, which is why we speak of an extractive measurement.

Andererseits ist auch eine kontinuierliche Messung direkt in der Umgebungsluft bzw. Abluft möglich, wobei man von einer in-situ-Messung spricht.On the other hand, continuous measurement directly in the ambient air or exhaust air is also possible, which is referred to as in-situ measurement.

Da beispielsweise die Staubkonzentration in der Industrie bei Anfahrprozessen, aber vor allem im Baugewerbe bzw. in der Landwirtschaft, aufgrund zeitlich begrenzter Aktivitäten mit starken Emissionen, eine hohe Dynamik aufweist, besteht die Möglichkeit, dass bisherige Sensorsysteme in die Sättigung gelangen. Dies führt zu inkorrekt detektierten Messwerten und einer fehlerhaften Messwertspeicherung, welche die in größeren zeitlichen Abständen, von z.B. einer halben Stunde bzw. einer Stunde, aufzuzeichnenden Mittelwerte verfälscht. Hintergrund ist die Sättigung der Sensoren, sodass nur der maximal im Messwertbereich des Sensors liegende Messwert aufgenommen wird und jegliche wertmäßig darüber liegende Staubkonzentration für die weitere Aufzeichnung und somit auch für den Zeit-Mittelwert verloren geht.Since, for example, the dust concentration in industry during start-up processes, but above all in the construction industry or in agriculture, due to time-limited activities with high emissions, is highly dynamic, there is a possibility that previous sensor systems could become saturated. This leads to incorrectly detected measured values and incorrect storage of the measured values, which can be performed at longer time intervals, e.g. half an hour or an hour, falsified mean values to be recorded. The background to this is the saturation of the sensors, so that only the maximum measured value in the measured value range of the sensor is recorded and any dust concentration above this is lost for further recording and thus also for the time average.

Um dies zu vermeiden, wird derzeit ein Verdünnungssystem 10 zum Schutz der Messsensorik 12 genutzt (vgl. 1), welches mittels Einleitung eines definierten Volumenstromes 14 die Staubkonzentration im mit dem über eine Messgasentnahmesonde 16 entnommenen Messgas 18 vereinten Gesamtvolumenstrom 20 definiert verringert. Um diese Verdünnung zu realisieren, muss das Verdünnungsgas 22 mittels eines Luftaufbereitungssystems 24 so gereinigt werden, dass das Verdünnungsgas 22 den Anforderungen an Instrumentenluft (I-Luft) entspricht. Dabei handelt es sich um gereinigte, trockene und staubfreie Umgebungsluft.To avoid this, a dilution system is currently being used 10 to protect the measuring sensors 12 used (cf. 1 ), which by introducing a defined volume flow 14th the dust concentration in the with the via a sample gas sampling probe 16 withdrawn sample gas 18th combined total volume flow 20th defined reduced. In order to achieve this dilution, the dilution gas must 22nd by means of an air treatment system 24 cleaned so that the diluent gas 22nd meets the requirements for instrument air (instrument air). This is cleaned, dry and dust-free ambient air.

Weiterhin ist für die Einleitung des Verdünnungsgases 22 ein gesteuertes Gebläse 26 zu integrieren, um den einzuleitenden Volumenstrom 14 in seiner Menge variieren zu können. Die Regelung 28 wird durch im Messgasvolumenstrom 18, wie im Verdünnungsgasvolumenstrom 14 zu ermittelnden Kennwerten 30, 32 der physikalischen Größen Druck (p), Geschwindigkeit (v), Temperatur (T) und Feuchtigkeit (H) mit Informationen versorgt und stellt daraufhin die Verdünnung mit dem definierten Verhältnis in einem Mischbehälter 34 ein. Nach Vermessung dieses erzeugten Gesamtvolumenstroms 20 in der Messsensorik 12 wird Abgas 36 ausgegeben.Furthermore is for the introduction of the diluent gas 22nd a controlled fan 26th to be integrated to the volume flow to be introduced 14th to be able to vary in its amount. The regulation 28 is through in the sample gas volume flow 18th as in the diluent gas volume flow 14th characteristic values to be determined 30th , 32 The physical quantities pressure (p), velocity (v), temperature (T) and humidity (H) are supplied with information and then the dilution with the defined ratio is set in a mixing container 34 one. After measuring this generated total volume flow 20th in measurement sensors 12 becomes exhaust 36 issued.

Der Einsatz einer kostenintensiven, präzisen Regelung 28, die nicht nur von den Kennwertbestimmern 30, 32, sondern auch von der Messsensorik 12 Steuersignale empfängt und Steuersignale an das Gebläse 26 und die Luftaufbereitung 24 ausgibt, sowie die aufwändige und ebenfalls kostenintensive Luftaufbereitung 24 zum Erhalt von I-Luft führen zu hohen Systemkosten. Weiterhin sind aufgrund der großen Anzahl an zusätzlichen, mechanischen Bauteilen die Wartungs- und Instandhaltungskosten sehr hoch.The use of an expensive, precise control 28 that are not only determined by the characteristic values 30th , 32 , but also from the measurement sensors 12 Receives control signals and sends control signals to the fan 26th and air treatment 24 outputs, as well as the complex and also cost-intensive air treatment 24 maintaining I air leads to high system costs. Furthermore, because of the large number of additional mechanical components, the maintenance and repair costs are very high.

Die zuvor genannten Eigenschaften führen dazu, dass diese Messsysteme in einer Vielzahl an potenziellen Einsatzorten nicht wirtschaftlich betrieben werden können, was ihrem flächendeckenden Einsatz bisher im Wege steht.The aforementioned properties mean that these measuring systems cannot be operated economically in a large number of potential locations, which has hitherto stood in the way of their widespread use.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die kontinuierliche Messung von Stoffparametern zu ermöglichen, ohne dass die Messsensorik in ihren Sättigungsbereich eintritt, wobei die Messung kostengünstig und wartungsarm erfolgen soll. Insbesondere soll eine kontinuierliche Messung von Partikeln in Messgasen bereitgestellt werden, bei der die Erfassung von dynamischen Konzentrationen ohne Einsatz von Verdünnungsgas möglich ist und bei der gleichzeitig die Sensorik vor übermäßiger Verschmutzung durch das partikelhaltige Messgas geschützt ist. So soll der Wartungsaufwand der Messsysteme weitestgehend minimiert und eine kostengünstige Alternative für den Einsatz in Partikelmesssystemen mit stark dynamischem Messwertverlauf geschaffen werden.The object of the present invention is therefore to enable the continuous measurement of material parameters without the measuring sensor system entering its saturation range, the measurement being carried out inexpensively and with little maintenance. In particular, a continuous measurement of particles in measurement gases is to be provided, in which the detection of dynamic concentrations is possible without the use of diluent gas and in which, at the same time, the sensors are protected from excessive contamination by the measurement gas containing particles. In this way, the maintenance effort of the measuring systems is to be minimized as far as possible and a cost-effective alternative for use in particle measuring systems with a highly dynamic measurement value curve is to be created.

Diese Aufgabe wird gelöst mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 und der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 6. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben.This object is achieved with the method according to the invention according to claim 1 and the device according to the invention according to claim 6. Advantageous further developments are given in the dependent claims and the description.

Erfinderseits wurde erkannt, dass die gestellte Aufgabe dadurch in überraschender Art und Weise besonders einfach gelöst werden kann, wenn das Erreichen des Sättigungsbereichs der Sensorik durch eine elektrostatische Filterung der Stoffe verhindert wird. Es wird somit die Stoffkonzentration in der Messsensorik bevorzugt gezielt so reduziert, dass die Messsensorik in ihrem optimalen Arbeitspunkt bleibt.On the part of the invention, it was recognized that the problem posed can be achieved particularly easily in a surprising manner if the reaching of the saturation range of the sensor system is prevented by electrostatic filtering of the substances. It is thus the substance concentration in the Measurement sensors are preferably reduced in a targeted manner so that the measurement sensors remain in their optimal working point.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen Messung von Stoffen in einem Gasstrom, wobei Mittel zur Messung zumindest eines Parameters der Stoffe und Mittel zur Zuführung der Stoffe zu den Mitteln zur Messung bestehen, wobei die Mittel zur Messung einen Sättigungsbereich aufweisen, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffkonzentration in den Mitteln zur Zuführung durch elektrostatische Filterung reduziert wird, damit der Sättigungsbereich nicht erreicht wird.The method according to the invention for the continuous measurement of substances in a gas stream, with means for measuring at least one parameter of the substances and means for supplying the substances to the means for measurement, the means for measuring having a saturation range, is characterized in that the substance concentration is reduced in the means for supply by electrostatic filtering so that the saturation range is not reached.

„ Kontinuierlich“ bedeutet dabei, dass Messgas zumindest über einen bestimmten Zeitraum fortlaufend gemessen wird. „Messen“ bedeutet dabei das Bestimmen zumindest eines physikalischen und/oder chemischen Parameters, wobei bevorzugt die Partikelkonzentration bestimmt wird. „Stoffe“ können alle Arten von Materialien sein, insbesondere kann es sich um Feststoffe, beispielsweise Partikel, aber auch um Gase oder Aerosole, darunter auch chemische Stoffe, wie SO3 oder dgl. handeln. „Parameter“ können beliebige physikalische und/oder chemische Parameter des Stoffes sein, wobei es sich bevorzugt um eine Staubkonzentration in einem Messgas handelt."Continuous" means that the gas to be measured is continuously measured at least over a certain period of time. “Measuring” here means the determination of at least one physical and / or chemical parameter, the particle concentration preferably being determined. “Substances” can be all types of materials, in particular they can be solids, for example particles, but also gases or aerosols, including chemical substances such as SO3 or the like. “Parameters” can be any physical and / or chemical parameters of the substance, preferably a dust concentration in a measurement gas.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die elektrostatische Filterung zugeschaltet wird, wenn die Gefahr besteht, dass der Sättigungsbereich erreicht wird. Dadurch kann schon frühzeitig auf ein mögliches Erreichen des Sättigungsbereichs reagiert werden und so der optimale Arbeitspunkt der Messsensorik eingehalten werden. Hierzu könnte beispielsweise ein Schwellwert verwendet werden, der unterhalb eines Sättigungswertes der Messsensorik liegt.In an advantageous development it is provided that the electrostatic filtering is switched on when there is a risk that the saturation range will be reached. In this way, it is possible to react to a possible reaching of the saturation range at an early stage and thus to maintain the optimal working point of the measuring sensors. For this purpose, for example, a threshold value could be used which is below a saturation value of the measuring sensor system.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Gefahr des Erreichens des Sättigungsbereichs durch Flankenanalyse in Bezug auf die kontinuierliche Messwertkurve erkannt wird. Beispielsweise kann die erste Ableitung dieser Messwertkurve im Zusammenhang mit dem aktuellen Messwert daraufhin analysiert werden, ob der Sättigungsbereich erreicht wird. Dann kann durch elektrostatische Filterung der Messwert gezielt und dynamisch abgesenkt bzw. anschließend wieder erhöht werden.In an advantageous development, it is provided that the risk of reaching the saturation range is recognized by means of an edge analysis in relation to the continuous measured value curve. For example, the first derivative of this measured value curve can be analyzed in connection with the current measured value to determine whether the saturation range is reached. The measured value can then be reduced in a targeted and dynamic manner or subsequently increased again through electrostatic filtering.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die elektrostatische Filterung mit zumindest einem Elektrofilter, der bevorzugt ein Elektroa bscheider ist, vorgenommen wird. Damit ist die elektrostatische Filterung besonders wirkungsvoll möglich.In an advantageous development it is provided that the electrostatic filtering is carried out with at least one electrostatic precipitator, which is preferably an electric separator. This enables electrostatic filtering to be particularly effective.

Grundsätzlich wurde erkannt, dass beispielsweise für die extraktive, kontinuierliche Messwertermittlung bei einer Strömungsgeschwindigkeit des Messgases von bis zu 15m/s der Einsatz eines Filterungsverfahrens, z.B. nach dem elektrostatischen Prinzip mittels E-Filter möglich ist. Verbessert werden kann die Filterwirkung dabei durch eine gezielte Anpassung der Filterarchitektur, z.B. in Oberflächenbeschaffenheit der Abscheideelektrode oder der effektiven Filterlänge. Dabei kann die Verdünnung mit einer einzelnen Zuleitung erfolgen, in welcher ein Filtersystem, bestehend aus einem oder mehreren, hintereinander geschalteten Filtern, integriert ist. Dieser bzw. diese Filter können durch eine Steuerungseinheit entsprechend der Stoffkonzentration in ihrer Filterintensität gezielt eingestellt werden. Somit wird eine präzise Verdünnung des angesaugten Messgases realisiert.Basically, it was recognized that, for example, for extractive, continuous determination of measured values at a flow rate of the measuring gas of up to 15 m / s, the use of a filtering process, e.g. according to the electrostatic principle using an E-filter is possible. The filter effect can be improved by specifically adapting the filter architecture, e.g. in the surface properties of the separation electrode or the effective filter length. The dilution can take place with a single feed line in which a filter system consisting of one or more filters connected in series is integrated. The filter intensity of this or these filters can be set in a targeted manner by a control unit in accordance with the substance concentration. In this way, a precise dilution of the suctioned measuring gas is realized.

Es wurde erkannt, dass mit einem Elektrofilter die Reinigung einströmender, nicht explosiver bzw. nicht brennbarer Gase mit einem Wirkungsgrad von über 95% erreicht werden kann, wenn die Strömungsgeschwindigkeit sich in einem niedrigen Bereich von unter 2m/s befindet. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist daher vorgesehen, dass der elektrostatische Filter mit einer Strömungsgeschwindigkeit der Stoffe von höchstens 2m/s, bevorzugt höchstens 1m/s, insbesondere höchstens 0,7m/s angeströmt wird. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit im elektrostatischen Filter größer ist als die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit, dann kann ein Teil des Volumenstromes abgezweigt werden, wobei die Abzweigleitung oder die Abzweigleitungen ebenfalls ein Filtersystem aufweisen kann bzw. können. Weiterhin kann der Filterraum mit einem gegenüber der Zuführleitung vergrößerten Durchmesser ausgebildet werden.It was recognized that with an electrostatic precipitator the cleaning of inflowing, non-explosive or non-flammable gases can be achieved with an efficiency of over 95% if the flow velocity is in a low range of less than 2m / s. In an advantageous further development, it is therefore provided that the flow against the electrostatic filter is at a flow velocity of the substances of at most 2 m / s, preferably at most 1 m / s, in particular at most 0.7 m / s. If the flow rate in the electrostatic filter is greater than the desired flow rate, then part of the volume flow can be branched off, wherein the branch line or the branch lines can also have a filter system. Furthermore, the filter space can be designed with a diameter that is larger than that of the supply line.

Die Filterwirkung kann noch weiter verbessert werden, wenn innerhalb des elektrostatischen Filters die Strömungsgeschwindigkeit auf höchstens 0,5m/s, bevorzugt höchstens 0,2m/s, insbesondere höchstens 0,1m/s verringert wird. Hierzu kann der Filterraum mit einem gegenüber der Zuführleitung vergrößerten Durchmesser ausgebildet werden.The filter effect can be improved even further if the flow rate within the electrostatic filter is reduced to at most 0.5 m / s, preferably at most 0.2 m / s, in particular at most 0.1 m / s. For this purpose, the filter space can be designed with a diameter that is larger than that of the supply line.

Die Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit kann auch durch eine Parallelschaltung mehrerer Strömungsleitungen erfolgen.The flow velocity can also be reduced by connecting several flow lines in parallel.

„Durchmesser“ beschränkt Leitung bzw. Zuleitung nicht auf solche mit einen kreisrunden Querschnitte. Es sind auch andere Querschnitte, wie eckige oder ovale möglich, wobei dann „vergrößerter Durchmesser“ eine vergrößerte durchströmte Fläche meint.“Diameter” does not limit the line or supply line to those with a circular cross-section. Other cross-sections, such as angular or oval, are also possible, in which case “enlarged diameter” means an enlarged area through which the air flows.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die herausgefilterten Stoffe der Messung zu einem späteren Zeitpunkt wieder zugeführt werden, wenn keine Gefahr besteht, dass der Sättigungsbereich erreicht wird, wobei die Zuführung bevorzugt durch eine Reinigung des Filters erfolgt. Dadurch können sehr einfach exakte Mittelwertbestimmungen für die Messwerte über einen bestimmten Zeitraum vorgenommen werden, weil nun keine Stoffe für die Messung verloren gehen und so quasi eine temporäre Messbereichserweiterung vorgenommen wird.In an advantageous development it is provided that the filtered out substances of Measurement can be supplied again at a later point in time if there is no risk of the saturation range being reached, the supply preferably being carried out by cleaning the filter. This makes it very easy to determine the exact mean value for the measured values over a certain period of time, because no substances are lost for the measurement and thus a temporary extension of the measuring range is carried out.

Unabhängiger Schutz wird beansprucht für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung von Stoffen in einem Gasstrom, wobei Mittel zur Messung zumindest eines Parameters der Stoffe und Mittel zur Zuführung der Stoffe zu den Mitteln zur Messung bestehen, wobei die Mittel zur Messung einen Sättigungsbereich aufweisen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass Mittel zur elektrostatischen Filterung der Stoffe bestehen und Mittel zur Steuerung, die angepasst sind, die Mittel zur elektrostatischen Filterung so zu steuern, dass die Stoffkonzentration in den Mitteln zur Zuführung so reduziert wird, dass der Sättigungsbereich nicht erreicht wird.Independent protection is claimed for the device according to the invention for the continuous measurement of substances in a gas stream, with means for measuring at least one parameter of the substances and means for supplying the substances to the means for measurement, the means for measuring having a saturation range that thereby is characterized in that there are means for electrostatic filtering of the substances and means for control which are adapted to control the means for electrostatic filtering in such a way that the substance concentration in the means for supply is reduced so that the saturation range is not reached.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mittel zur Zuführung zumindest zwei parallele Leitungswegbereiche aufweisen, wobei in zumindest einem Leitungswegbereich die elektrostatische Filterung vornehmbar ist. Dadurch kann ein durch Filterung von Messgas erzeugtes Spülgas sehr einfach hergestellt und dem Messgas zugeführt werden. Durch diese Volumenstromtrennung können auch Leitungen mit unterschiedlichen oder gleich großen Durchmessern zum Einsatz kommen, um das Verhältnis des Spülgases zum Messgas gezielt zu beeinflussen. Außerdem können die Zuleitungen von Messgas und von Spülgas mit Drosselventilen versehen sein, um das Mischungsverhältnis gezielt einzustellen. Darüber hinaus können sowohl für das Messgas als auch für das Spülgas mehrere Zuleitungen bestehen, die bevorzugt selektiv abschaltbar ausgebildet sind, beispielsweise mit Drossel- oder Schaltventilen.In an advantageous development it is provided that the means for supplying have at least two parallel conduction path areas, with electrostatic filtering being able to be carried out in at least one conduction path area. As a result, a purge gas generated by filtering measurement gas can be produced very easily and fed to the measurement gas. Due to this volume flow separation, lines with different or equally large diameters can be used in order to specifically influence the ratio of the purge gas to the measurement gas. In addition, the supply lines for measuring gas and for flushing gas can be provided with throttle valves in order to set the mixing ratio in a targeted manner. In addition, there can be several feed lines for the measurement gas as well as for the flushing gas, which are preferably designed to be selectively switched off, for example with throttle or switching valves.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mittel zur Filterung zumindest einen Elektrofilter, bevorzugt zumindest einen Elektroabscheider aufweisen. Diese Filter sind besonders einfach herstellbar und betreibbar. Es können auch zwei oder mehrere Elektrofilter parallel und/oder in Reihe geschaltet sein, wodurch die gefilterte Stoffmenge und damit die Reinheit des erzeugten Spülgases gezielt eingestellt werden kann. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines solchen elektrostatischen Filters kann beispielsweise der EP 3 396 352 A1 entnommen werden, deren diesbezüglicher Inhalt hiermit einbezogen wird.In an advantageous development it is provided that the filtering means have at least one electrostatic precipitator, preferably at least one electrostatic precipitator. These filters are particularly easy to manufacture and operate. Two or more electrostatic precipitators can also be connected in parallel and / or in series, as a result of which the filtered amount of substance and thus the purity of the purge gas generated can be adjusted in a targeted manner. The structure and mode of operation of such an electrostatic filter can, for example, be the EP 3 396 352 A1 are taken, the relevant content of which is hereby included.

Die dynamische Einstellung des temporären Verdünnungsverhältnisses kann bei vorliegender Erfindung also entweder mittels Zu- bzw. Abschaltung von elektrostatischen Filtern und/oder Spülgaszuleitungen einerseits und/oder andererseits durch definierte Ansteuerung des elektrostatischen Filters oder der elektrostatischen Filter anhand ermittelter Filterkennlinien vorgenommen werden.In the present invention, the dynamic setting of the temporary dilution ratio can therefore either be carried out by connecting or disconnecting electrostatic filters and / or purge gas feed lines on the one hand and / or on the other hand by means of defined control of the electrostatic filter or the electrostatic filter using determined filter characteristics.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mittel zur Filterung Mittel zur Reinigung aufweisen, die angepasst sind, die gefilterten Stoffe freizusetzen, wobei die Mittel zur Reinigung bevorzugt als Klopf- und/oder Vibrationsmittel ausgebildet sind. Dadurch können die gefilterten Stoffe auch dann später wieder der Messung zugeführt werden, wenn sie sich nicht durch einfaches Abschalten und Durchströmen des Elektrofilters mit Messgas von diesem lösen und austragen lassen.In an advantageous development it is provided that the means for filtering have means for cleaning which are adapted to release the filtered substances, the means for cleaning preferably being designed as knocking and / or vibrating means. As a result, the filtered substances can also be fed back into the measurement later if they cannot be removed from the electrostatic precipitator and discharged by simply switching it off and flowing through the electrostatic precipitator with measuring gas.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung angepasst ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.In an advantageous development it is provided that the device is adapted to carry out the method according to the invention.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass den Mitteln zur Filterung Mittel zur Konditionierung vorgelagert sind, wobei die Mittel zur Konditionierung bevorzugt zumindest ein Mittel aus der Gruppe umfassend Trocknungsmittel und Temperierungsmittel aufweist. Dadurch kann im Zuleitungssystem eine kostengünstige Regeltechnik eingesetzt werden. Für den Einsatz ist die Einhaltung der Randbedingungen des Messgases notwendig. So muss das eingeleitete Messgas eine Temperatur von mindestens 5°C über dessen Taupunkt aufweisen sowie weder explosiv noch brennbar sein. Hintergrund ist das Durchlaufen des elektrostatischen Feldes, in welchem es durch den Einsatz der Hochspannung zwischen der Sprühelektrode und der Abscheideelektrode sowie an Partikeln im Messgas zur Funkenbildung kommen kann. Zur Reduktion der Randbedingungen ist vorgesehen dem System eine vorgelagerte Konditionierungseinheit als optionales Modul hinzuzufügen, wodurch der Einfluss von Feuchtigkeit und gegebenenfalls Niederschlagserscheinungen bei Unterschreitung des Taupunkts des jeweiligen Gases oder Gasgemisches vermieden werden können.In an advantageous further development, it is provided that the means for filtering are arranged upstream of the means for conditioning, the means for conditioning preferably having at least one means from the group comprising drying means and temperature control means. This means that inexpensive control technology can be used in the supply system. Compliance with the boundary conditions of the sample gas is necessary for use. The measuring gas introduced must have a temperature of at least 5 ° C above its dew point and be neither explosive nor flammable. The background to this is the passage through the electrostatic field, in which sparks can form due to the use of high voltage between the spray electrode and the separation electrode as well as on particles in the measurement gas. To reduce the boundary conditions, an upstream conditioning unit is intended to be added to the system as an optional module, whereby the influence of moisture and possibly precipitation phenomena when the dew point of the respective gas or gas mixture is not reached can be avoided.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden also ein Verfahren und eine Vorrichtung angegeben, mit denen ein sehr wirksamer Sensorschutz ermöglicht wird und außerdem der Messbereich von kontinuierlichen Stoffmesssystemen erweitert werden kann.In the context of the present invention, a method and a device are specified with which a very effective sensor protection is made possible and also the measuring range of continuous material measuring systems can be expanded.

Die Kennzeichen und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren deutlich werden. Dabei zeigt rein schematisch:

  • 1 eine Vorrichtung und das entsprechende Verfahren nach dem Stand der Technik in einer Blockbilddarstellung,
  • 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren in einer ersten bevorzugten Ausführungsform in einer Blockbilddarstellung,
  • 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform in einer Blockbilddarstellung,
  • 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren in einer dritten bevorzugten Ausführungsform in einer Blockbilddarstellung,
  • 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren in einer vierten bevorzugten Ausführungsform in einer Blockbilddarstellung,
  • 6 den Messungsablauf in einer beispielhaften Messwertdarstellung für die Ausführungsform nach 2,
  • 7 einen erfindungsgemäß eingesetzten elektrostatischen Filter in einer ersten Schnittansicht und
  • 8 den elektrostatischen Filter nach 7 in einer zweiten Schnittansicht.
The characteristics and further advantages of the present invention will become clear in the following on the basis of the description of preferred exemplary embodiments in connection with the figures. It shows purely schematically:
  • 1 a device and the corresponding method according to the state of the art in a block diagram,
  • 2 the device according to the invention and the method according to the invention in a first preferred embodiment in a block diagram,
  • 3 the device according to the invention and the method according to the invention in a second preferred embodiment in a block diagram,
  • 4th the device according to the invention and the method according to the invention in a third preferred embodiment in a block diagram,
  • 5 the device according to the invention and the method according to the invention in a fourth preferred embodiment in a block diagram,
  • 6th the measurement sequence in an exemplary measurement value display for the embodiment according to 2 ,
  • 7th an electrostatic filter used according to the invention in a first sectional view and
  • 8th the electrostatic filter 7th in a second sectional view.

In 2 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 50 dargestellt.In 2 is a first preferred embodiment of the device according to the invention 50 shown.

Es ist zu erkennen, dass diese Vorrichtung 50 eine Entnahmesonde 52 für zu untersuchendes Gas 54 aufweist, einen elektrostatischen Filter 56 und Messsensorik 58.It can be seen that this device 50 a sampling probe 52 for gas to be examined 54 has an electrostatic filter 56 and measuring sensors 58 .

Dem Gas 54, das entweder in einem Raum vorliegt oder in einem Bereich (beispielsweise ein Schornstein) geführt wird, wird dabei von der Entnahmesonde 52 Messgas 60 entnommen und einem elektrostatischen Filter 56 zugeführt. Anschließend wird das den Filter verlassende Mischgas 62 der Messsensorik 58 zugeführt und vermessen. (Im Folgenden wird immer dann von „Mischgas“ anstelle von „Messgas“ gesprochen, wenn das Messgas einer Behandlung, z.B. einer Filterung oder einer Spülung unterzogen wurde.) Dabei wird der elektrostatische Filter 56 so mittels einer Steuereinheit 64 geregelt, dass die Messsensorik 58 nicht in ihren Sättigungsbereich gelangt. Das aus der Messsensorik 58 austretende Mischgas wird als Abgas 66 ausgegeben.The gas 54 , which is either in a room or in an area (for example a chimney) is guided by the sampling probe 52 Sample gas 60 removed and an electrostatic filter 56 fed. Then the mixed gas leaving the filter becomes 62 the measuring sensors 58 fed and measured. (In the following, “mixed gas” is always used instead of “measurement gas” when the measurement gas has been subjected to a treatment, eg filtering or rinsing.) This is where the electrostatic filter 56 so by means of a control unit 64 regulated that the measuring sensors 58 does not get into their saturation range. That from the measurement sensors 58 Exiting mixed gas is called exhaust gas 66 issued.

Bei dieser Ausgestaltung 50 wird erwartet, dass eine ausreichend hohe Filterwirkung durch den elektrostatischen Filter 56 bereitgestellt wird. Dabei sollten die Strömungsgeschwindigkeiten durch den elektrostatischen Filter 56 beispielsweise nicht größer als 0,5m/s sein.With this configuration 50 it is expected that the electrostatic filter will have a sufficiently high filter effect 56 provided. The flow velocities through the electrostatic filter should be used 56 for example not be greater than 0.5 m / s.

In 3 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 dargestellt.In 3 is a second preferred embodiment of the device according to the invention 100 shown.

Es ist zu erkennen, dass diese Vorrichtung 100 eine Entnahmesonde 102 für zu untersuchendes Gas 104 aufweist, einen Volumenstromteiler 106, einen elektrostatischen Filter 108, einen Volumenstrommischer 110, Messsensorik 112 und eine Steuereinheit 114.It can be seen that this device 100 a sampling probe 102 for gas to be examined 104 has a volume flow divider 106 , an electrostatic filter 108 , a volume flow mixer 110 , Measuring sensors 112 and a control unit 114 .

Dem Gas 104, das wiederum entweder in einem Raum vorliegt oder in einem Bereich (beispielsweise ein Schornstein) geführt wird, wird dabei von der Entnahmesonde 102 Messgas 116 entnommen und dem Volumenstromteiler 106 zugeführt.The gas 104 , which in turn is either in a room or in an area (for example a chimney) is guided by the sampling probe 102 Sample gas 116 removed and the volume flow divider 106 fed.

Der Volumenstromteiler 106 unterteilt das Messgas 116 in einen Messgasanteil 118 und einen Spülgasanteil 120. Der Spülgasanteil 120 wird durch den elektrostatischen Filter 108 geführt und anschließend mit dem Messgasanteil 118 in dem Volumenstrommischer 110 wieder zusammengeführt, also gemischt. Das erzeugte Mischgas 122 wird der Messsensorik 58 zugeführt und dort vermessen. Dabei wird der elektrostatische Filter 108 so mittels der Steuereinheit 114 geregelt, dass die Messsensorik 112 nicht in ihren Sättigungsbereich gelangt. Das aus der Messsensorik 112 austretende Mischgas wird als Abgas 124 ausgegeben.The volume flow divider 106 divides the sample gas 116 into a sample gas portion 118 and a purge gas portion 120 . The purge gas portion 120 is through the electrostatic filter 108 and then with the sample gas portion 118 in the volume flow mixer 110 merged again, so mixed. The mixed gas generated 122 becomes the measuring sensors 58 fed and measured there. Thereby the electrostatic filter 108 so by means of the control unit 114 regulated that the measuring sensors 112 does not get into their saturation range. That from the measurement sensors 112 Exiting mixed gas is called exhaust gas 124 issued.

Für die Vorrichtung 100 bilden der Volumenstromteiler 106, der elektrostatische Filter 108 und der Volumenstromvereiniger 110 gemeinsam die Filtereinheit 126. For the device 100 form the volume flow divider 106 , the electrostatic filter 108 and the volume flow combiner 110 together the filter unit 126 .

Im vorliegenden Fall ist der Volumenstromteiler 106 ein rein statisches Bauelement, bei dem eine Eingangsleitung mit zwei unterschiedlichen Ausgangsleitungen unveränderbar gekoppelt ist.In the present case, the volume flow divider is 106 a purely static component in which an input line is invariably coupled to two different output lines.

Es kann sich bei dem Volumenstromteiler 106 allerdings auch um ein variables Bauelement (nicht gezeigt) handeln, bei dem beispielsweise der Durchlass eines Ausgangs variabel ausgebildet ist oder sich bei Vergrößerung des Durchlasses eines Ausgangs der Durchlass des anderen Ausgangs verkleinert. Dann kann auch dieser Volumenstromteiler von der Steuereinheit 114 in Abhängigkeit von dem Messsignal geregelt werden.It can be at the flow divider 106 however, it can also be a variable component (not shown) in which, for example, the passage of one outlet is designed to be variable or, when the passage of one outlet is enlarged, the passage of the other outlet is reduced. Then this volume flow divider can also be controlled by the control unit 114 can be regulated as a function of the measurement signal.

Anstelle eines ungefilterten Messgasanteils 118 könnte auch in diesem Zweig ein elektrostatischer Filter 108 verwendet werden, so dass zwei parallel geschaltete elektrostatische Filter 108 bestehen und kein ungefilterter Messgaszweig.Instead of an unfiltered sample gas portion 118 could also be an electrostatic filter in this branch 108 used so that two electrostatic filters connected in parallel 108 exist and not an unfiltered sample gas branch.

In 4 ist eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 150 dargestellt.In 4th is a third preferred embodiment of the device according to the invention 150 shown.

Es ist zu erkennen, dass diese Vorrichtung 150 eine Entnahmesonde 152 für zu untersuchendes Gas 154 aufweist, einen Volumenstromteiler 156, zwei elektrostatische Filter 158, 160, einen Volumenstromvereiniger 162, Messsensorik 164 und eine Steuereinheit 166.It can be seen that this device 150 a sampling probe 152 for gas to be examined 154 has a volume flow divider 156 , two electrostatic filters 158 , 160 , a volume flow combiner 162 , Measuring sensors 164 and a control unit 166 .

Dem Gas 154, das entweder in einem Raum vorliegt oder in einem Bereich (beispielsweise ein Schornstein) geführt wird, wird dabei von der Entnahmesonde 152 Messgas 168 entnommen und dem Volumenstromteiler 156 zugeführt.The gas 154 , which is either in a room or in an area (for example a chimney) is guided by the sampling probe 152 Sample gas 168 removed and the volume flow divider 156 fed.

Der Volumenstromteiler 156 unterteilt das Messgas 168 in einen Messgasanteil 170 und zwei Spülgasanteile 172, 174. Jeder Spülgasanteil 172 kann durch einen eigenen elektrostatischen Filter 158, 160 geführt und anschließend mit dem Messgasanteil 170 in dem Volumenstrommischer 162 wieder zusammengeführt, also gemischt werden. Das erzeugte Mischgas 176 wird der Messsensorik 164 zugeführt und dort vermessen. Dabei werden die elektrostatischen Filter 158, 160 so mittels der Steuereinheit 166 geregelt, dass die Messsensorik 164 nicht in ihren Sättigungsbereich gelangt. Das aus der Messsensorik 164 austretende Mischgas wird als Abgas 178 ausgegeben.The volume flow divider 156 divides the sample gas 168 into a sample gas portion 170 and two purge gas portions 172 , 174 . Each purge gas portion 172 can through its own electrostatic filter 158 , 160 and then with the sample gas portion 170 in the volume flow mixer 162 merged again, i.e. mixed. The mixed gas generated 176 becomes the measuring sensors 164 fed and measured there. Thereby the electrostatic filter 158 , 160 so by means of the control unit 166 regulated that the measuring sensors 164 does not get into their saturation range. That from the measurement sensors 164 Exiting mixed gas is called exhaust gas 178 issued.

Für die Vorrichtung 150 bilden der Volumenstromteiler 156, die elektrostatischen Filter 158, 160 und der Volumenstrommischer 162 gemeinsam die Filtereinheit 180.For the device 150 form the volume flow divider 156 who have favourited Electrostatic Filters 158 , 160 and the volume flow mixer 162 together the filter unit 180 .

Im Gegensatz zur Vorrichtung 100 nach 3 bestehen hier somit zwei unterschiedliche Spülgasleitungsanteile 172, 174, die durch die separaten elektrostatischen Filter 158, 160 gezielt in Bezug auf die enthaltenen Stoffe beeinflusst werden können. So kann die Stoffkonzentration im erzeugten Mischgas 176 noch besser eingestellt werden.In contrast to the device 100 after 3 there are thus two different purge gas line components 172 , 174 through the separate electrostatic filter 158 , 160 can be specifically influenced with regard to the substances contained. So the substance concentration in the generated mixed gas 176 can be adjusted even better.

Es können also beliebig viele Spülgasleitungen und Messgasleitungen parallel bestehen, wobei auch ganz auf Messgasleitungen verzichtet werden kann, wobei dann alle Leitungen mit einem zuschaltbaren elektrostatischen Filter versehen sind.Any number of purging gas lines and measuring gas lines can exist in parallel, and measuring gas lines can be dispensed with entirely, in which case all lines are provided with an electrostatic filter that can be switched on.

In 5 ist eine vierte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 dargestellt.In 5 is a fourth preferred embodiment of the device according to the invention 200 shown.

Es ist zu erkennen, dass diese Vorrichtung 200 eine Entnahmesonde 202 für zu untersuchendes Gas 204 aufweist, einen ersten elektrostatischen Filter 206, einen zweiten elektrostatischen Filter 208, Messsensorik 210 und eine Steuereinheit 212.It can be seen that this device 200 a sampling probe 202 for gas to be examined 204 has a first electrostatic filter 206 , a second electrostatic filter 208 , Measuring sensors 210 and a control unit 212 .

Dem Gas 204, das hier in dem Schornstein 214 einer nicht näher dargestellten Verbrennungsanlage 216 geführt wird (es handelt sich also um eine „Emissionsmessung“), wird dabei von der Entnahmesonde 202 Messgas 218 entnommen und dem ersten elektrostatischen Filter 206 zugeführt. Vor dort wird das vorpräparierte Mischgas 220 dem zweiten elektrostatischen Filter 210 zugeführt, der wiederum die Messsensorik 210 speist 222.The gas 204 , this one in the chimney 214 an incinerator not shown 216 is performed (it is therefore an "emission measurement"), is performed by the sampling probe 202 Sample gas 218 removed and the first electrostatic filter 206 fed. Before there is the prepared mixed gas 220 the second electrostatic filter 210 fed, which in turn the measuring sensors 210 feeds 222 .

Dabei werden die elektrostatischen Filter 208, 210 so mittels der Steuereinheit 212 geregelt, dass die Messsensorik 210 nicht in ihren Sättigungsbereich gelangt. Das aus der Messsensorik 210 austretende Mischgas wird als Abgas 224 ausgegeben.Thereby the electrostatic filter 208 , 210 so by means of the control unit 212 regulated that the measuring sensors 210 does not get into their saturation range. That from the measurement sensors 210 Exiting mixed gas is called exhaust gas 224 issued.

Der Antrieb dieser Zuführung stammt aus einem Ejektor 226, der mittels eines Gebläses 228, das Umgebungsluft 230 ansaugt, betrieben wird, wobei der Ejektor 226 das Abgas 224 ansaugt und die Mischung von Abgas 224 und Umgebungsluft 230 als Abluft 232 ausgibt.The drive for this feed comes from an ejector 226 , which by means of a fan 228 , the ambient air 230 sucks, is operated, the ejector 226 the exhaust 224 sucks in and the mixture of exhaust gas 224 and ambient air 230 as exhaust air 232 issues.

Im Gegensatz zur Vorrichtung 100 nach 2 bestehen hier somit zwei in Reihe geschaltete elektrostatische Filter 206, 208, durch die die Stoffkonzentration im erzeugten Mischgas 222 noch besser eingestellt werden kann.In contrast to the device 100 after 2 there are thus two electrostatic filters connected in series 206 , 208 , through which the substance concentration in the generated mixed gas 222 can be adjusted even better.

Es ist zu erkennen, dass man bei der vorliegenden Erfindung einen oder mehrere elektrostatische Filter 56, 108, 158, 169, 206, 208 verwenden kann. Diese Filter 56, 206, 208 können dabei in der Messgasleitung selbst vorliegen, wie in 2 und 5 gezeigt. Oder die Filter 108, 158, 160 können in eigenen Spülgasleitungen vorliegen, wie in 3 und 4 gezeigt. Auch in solchen Spülleitungen können dabei wiederum mehrere elektrostatische Filter (nicht gezeigt) vorhanden sein.It can be seen that one or more electrostatic filters are used in the present invention 56 , 108 , 158 , 169 , 206 , 208 can use. These filters 56 , 206 , 208 can be in the sample gas line itself, as in 2 and 5 shown. Or the filters 108 , 158 , 160 can be in their own purge gas lines, as in 3 and 4th shown. A plurality of electrostatic filters (not shown) can also be present in such flushing lines.

Für die Vorrichtung 200 bilden die elektrostatischen Filter 206, 208 gemeinsam die Filtereinheit 234.For the device 200 form the electrostatic filters 206 , 208 together the filter unit 234 .

Anhand von 6 soll der Messungsablauf mithilfe einer beispielhaften Messwertdarstellung für die Ausführungsform nach 2 erläutert werden.Based on 6th the measurement sequence should be based on an exemplary measurement value display for the embodiment according to 2 explained.

In diesem Fall wird die Staubkonzentration in dem Messgas 54 bestimmt, wobei die Messsensorik 58 nach dem Prinzip der optischen Streulichtmessung auf Infrarotbasis in üblicher Art und Weise arbeitet, was dem Fachmann ohne Weiteres geläufig ist.In this case, the dust concentration in the measurement gas becomes 54 determined, the measuring sensors 58 works according to the principle of optical scattered light measurement based on infrared in the usual way, which is readily known to the person skilled in the art.

Der verwendete elektrostatische Filter 56 ist in den 7 und 8 in Schnittansichten näher dargestellt.The electrostatic filter used 56 is in the 7th and 8th shown in more detail in sectional views.

Es ist zu erkennen, dass der Elektrofilter 56 ein elektrisch isolierendes Gehäuse 70 aufweist. Das Gehäuse ist als Zylinder ausgebildet mit zwei versetzt zueinander gegenüberliegend angeordneten Gasleitungen 72, 74, nämlich einer Gaszuleitung 72 für das zugeführte Messgas 60 und einer Gasableitung 74 für das den Elektrofilter 56 verlassende Mischgas 62.It can be seen that the electrostatic precipitator 56 an electrically insulating housing 70 having. The The housing is designed as a cylinder with two offset gas lines arranged opposite one another 72 , 74 , namely a gas supply line 72 for the supplied sample gas 60 and a gas discharge 74 for the electrostatic precipitator 56 leaving mixed gas 62 .

Im Inneren des Gehäuses 70 ist eine Kammer 76 ausgebildet, die von einer hohlzylindrischen Metallhülse 78 begrenzt wird. Diese Metallhülse 78 bildet die Abscheideelektrode 78, an die über den elektrischen Anschluss 80 ein Potential angelegt werden kann. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um Erdpotential.Inside the case 70 is a chamber 76 formed by a hollow cylindrical metal sleeve 78 is limited. This metal sleeve 78 forms the separation electrode 78 connected to the electrical connection 80 a potential can be applied. This is preferably earth potential.

In der Mitte der Kammer 76 ist eine Sprühelektrode 82 so angeordnet, dass die Abscheideelektrode 78 hierzu konzentrisch angeordnet ist. Diese Sprühelektrode 82 besitzt eine Dicke von maximal 1 mm. Sie ist bevorzugt als glatte Industrienadel 82 aus Edelstahl ausgebildet, weil diese im Gegensatz zu Drähten und dergleichen eine sehr lange Lebensdauer im Betrieb aufweist und außerdem keiner gesonderten Spannmittel bedarf. Außerdem besitzt die Sprühelektrode 82 einen elektrischen Anschluss 84 zur Anlegung eines Potentials, vorliegend bevorzugt eine hohe Gleichspannung, zum Beispiel von maximal 15 kV, wobei die Spannungsversorgung vorzugsweise gepulst erfolgt. Die Bezugsspannung an der Sprühelektrode kann dabei sowohl positiv als auch negativ sein.In the middle of the chamber 76 is a spray electrode 82 arranged so that the deposition electrode 78 this is arranged concentrically. This spray electrode 82 has a maximum thickness of 1 mm. It is preferred as a smooth industrial needle 82 Made of stainless steel because, in contrast to wires and the like, this has a very long service life in operation and also does not require any separate clamping means. Also has the spray electrode 82 an electrical connection 84 for applying a potential, in the present case preferably a high DC voltage, for example of a maximum of 15 kV, the voltage supply preferably being pulsed. The reference voltage on the spray electrode can be either positive or negative.

Dadurch, dass die Querschnittsfläche der Gaszuleitung 72 wesentlich geringer ist, als die deutlich größere Querschnittsfläche der Kammer 76, wobei beispielsweise ein Verhältnis von 1 zu 10 besteht, wird die Strömungsgeschwindigkeit in der Kammer 76 wesentlich verlangsamt, so dass die Elektroabscheidung durch eine Geschwindigkeitsabsenkung des Gasstromes sehr wirksam erfolgt.Because the cross-sectional area of the gas supply line 72 is much smaller than the significantly larger cross-sectional area of the chamber 76 , for example a ratio of 1 to 10, the flow rate in the chamber 76 slowed down significantly, so that the electrodeposition takes place very effectively by reducing the speed of the gas flow.

Die Elektroabscheidung erfolgt dabei durch das Anlegen von beispielsweise 15 kV negativ gepulste Gleichspannung an der Sprühelektrode 82, womit Elektronen freigesetzt werden. Diese Elektronen werden in dem sich ausbildenden sehr starken elektrischen Feld zwischen der Sprühelektrode 82 und der Abscheideelektrode 78 stark beschleunigt und treffen u.a. auf die Staubpartikel (nicht gezeigt). Diese Staubpartikel werden dadurch elektrisch aufgeladen. Aufgrund des starken elektrischen Feldes werden die aufgeladenen Staubpartikel zur Abscheideelektrode 78 transportiert. Dort werden sie entladen und aufgrund von Haftkräften angelagert.The electrodeposition takes place by applying, for example, 15 kV negatively pulsed DC voltage to the spray electrode 82 with which electrons are released. These electrons are in the very strong electric field that forms between the spray electrode 82 and the separation electrode 78 strongly accelerated and hit the dust particles (not shown). These dust particles are then electrically charged. Due to the strong electric field, the charged dust particles become the separation electrode 78 transported. There they are unloaded and deposited due to adhesive forces.

Auf diese Weise kann eine vollständige Filterung der Staubpartikel aus dem Messgas 60 erfolgen. Der Anteil der durch den Elektrofilter 56 herausgefilterten Staubpartikel kann durch gezielte Änderung des angelegten Potentials an die Sprühkathode 82 eingestellt werden. In Abhängigkeit von dem Betrieb des Elektrofilters 56 kann somit die Staubpartikelkonzentration in dem den Elektrofilter 56 verlassenden Mischgas 62 gezielt verändert werden.In this way, the dust particles can be completely filtered out of the measuring gas 60 respectively. The proportion of through the electrostatic precipitator 56 Filtered out dust particles can be applied to the spray cathode by changing the applied potential 82 can be set. Depending on the operation of the electrostatic precipitator 56 can thus reduce the dust particle concentration in the electrostatic precipitator 56 leaving mixed gas 62 can be changed in a targeted manner.

In 6 ist zu erkennen, dass die Messsensorik 58 eine bestimmte obere Messbereichsgrenze aufweist. Bei Überschreitung dieser Messbereichsgrenze liegt eine Sättigung der Messsensorik 58 vor, so dass keine Messwerte größer als diese Messbereichsgrenze bestimmt werden können.In 6th it can be seen that the measuring sensors 58 has a certain upper measuring range limit. If this measuring range limit is exceeded, the measuring sensors are saturated 58 so that no measured values greater than this measuring range limit can be determined.

Es ist nun in der Steuereinheit 64 ein Schwellwert definiert, der ausreichend unterhalb der Messbereichsgrenze liegt, so dass in üblichen Anwendungsfällen die Staubkonzentration mittels der Elektrofilters 56 ausreichend abgesenkt werden kann, ohne dass der Messbereichsgrenzwert überschritten wird.It is now in the control unit 64 defines a threshold value that is sufficiently below the measuring range limit so that the dust concentration by means of the electrostatic precipitator is used in common applications 56 can be lowered sufficiently without exceeding the measuring range limit value.

In 6 ist nun zum einen ein tatsächlicher Verlauf einer Staubkonzentration gezeigt und die tatsächlich von der Messsensorik 58 ausgegebenen Messwerte, wenn es die Messbereichsgrenze nicht geben würde (in 6 als „Staubkonzentration“ bezeichnet).In 6th On the one hand, an actual course of a dust concentration is shown and that actually from the measuring sensors 58 output measured values if the measuring range limit would not exist (in 6th referred to as "dust concentration").

Es wird deutlich, dass die zu erwartenden Messwerte in dem Zeitabschnitt 1 (in 6 durch die eingekreiste „1“ verdeutlicht) zwischen den Zeiten T1 und T2 den Messbereichsgrenzwert überschreiten würden. Da in diesem Zeitraum die Messsensorik 58 in Sättigung gehen würde, könnten nur Messwerte in Höhe des Messbereichsgrenzwertes ausgeben und erfasst werden, so dass die jeweiligen aktuellen Messwerte verfälscht wären. Außerdem wären aber auch die darauf basierenden Mittelwerte fehlerbehaftet, da die oberhalb des Messbereichsgrenzwertes vorliegenden Staubkonzentrationen übergangen würden.It becomes clear that the measured values to be expected in the time segment 1 (in 6th by the circled " 1 “Clarified) between the times T1 and T2 would exceed the measuring range limit. Since during this period the measuring sensors 58 would go into saturation, only measured values in the amount of the measuring range limit value could be output and recorded, so that the respective current measured values would be falsified. In addition, the average values based on them would also be faulty, since the dust concentrations above the measuring range limit would be ignored.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Steuerungseinheit 64 bei Überschreiten des Schwellwertes durch den aktuellen Messwert den Elektrofilter 56 einschaltet und so regelt, dass der Messwert unterhalb der Messbereichsgrenze bleibt. Dieses Einschalten des Elektrofilters 56 erfolgt in 6 zum Zeitpunkt T1, der durch die erste senkrechte Hilfslinie (von links gesehen) angegeben ist.According to the invention it is now provided that the control unit 64 if the current measured value exceeds the threshold, the electrostatic precipitator 56 switches on and regulates so that the measured value remains below the measuring range limit. This switching on the electrostatic precipitator 56 takes place in 6th at the time T1 indicated by the first vertical auxiliary line (viewed from the left).

Um einschätzen zu können, wie stark der Elektrofilter 56 hierzu eingestellt werden muss, wie viele Staubpartikel also herausgefiltert werden sollen, ermittelt die Steuereinheit 64 den Flankenanstieg, also die erste Ableitung der Messwertkurve bei Überschreitung des Schwellwertes und stellt das Potential an der Sprühkathode 82 in Abhängigkeit von der zuvor ermittelten Kennlinie des Elektrofilters 56 so ein, dass die Messbereichsgrenze sicher nicht überschritten wird.To be able to assess how strong the electrostatic precipitator is 56 The control unit determines how many dust particles are to be filtered out for this purpose 64 the edge rise, i.e. the first derivative of the measured value curve when the threshold value is exceeded and represents the potential at the spray cathode 82 depending on the previously determined characteristic curve of the electrostatic precipitator 56 so that the measuring range limit is definitely not exceeded.

Die zweite senkrechte Hilfslinie zum Zeitpunkt T2 bezeichnet den Zeitpunkt, wenn die tatsächlichen Messwerte die Messbereichsgrenze wieder unterschreiten würden. Allerdings erfolgt durch das Durchströmen des Elektrofilters 56 immer eine Mitnahme von bereits gefilterten Staubpartikeln, die also von der Abscheideelektrode 78 abgeweht und zur Messsensorik 58 ausgegeben werden.The second vertical guide at the point in time T2 refers to the point in time when the actual measured values would fall below the measuring range limit again. However, it occurs through the flow through the electrostatic precipitator 56 dust particles that have already been filtered are always taken along, i.e. those from the separation electrode 78 blown away and to the measuring sensors 58 are issued.

Dadurch verlängert sich der zeitliche Abschnitt bis zum Zeitpunkt T3, der durch die dritte senkrechte Hilfslinie verdeutlicht ist, bis die Messwerte wieder unterhalb des Schwellwertes fallen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Elektrofilter 56 durch die Steuereinheit 64 abgeschaltet. Die Filterung der Staubpartikel wird somit in dem Zeitabschnitt zwischen T1 und T3 vorgenommen. Um sicherzugehen, dass die Unterschreitung stabil vorliegt, kann auch hierbei eine Flankenanalyse bezüglich des negativen Flankenanstiegs erfolgen.This extends the time period up to the point in time T3 , which is indicated by the third vertical auxiliary line, until the measured values fall below the threshold value again. At this point the electrostatic precipitator will 56 through the control unit 64 switched off. The filtering of the dust particles is thus in the period between T1 and T3 performed. To ensure that the undershoot is stable, an edge analysis can also be carried out here with regard to the negative edge rise.

Aufgrund des zuvor beschriebenen Auswehens der an der Abscheideelektrode 78 anhaftenden Staubpartikel liegt der eigentliche Messwert bis zum Zeitpunkt T4, der durch die vierte senkrechte Hilfslinie verdeutlicht wird, immer noch oberhalb des zu erwartenden Messwertes für die tatsächlich im Messgas 60 enthaltenen Staubkonzentration. Der Zeitraum 2 (in 6 durch eine eingekreiste „2“ bezeichnet) zwischen den Zeiten T3 und T4 beschreibt somit den zeitlichen Abschnitt in dem eine Filterreinigung erfolgt.Due to the previously described widening of the separation electrode 78 adhering dust particles is the actual measured value up to the point in time T4 , which is made clear by the fourth vertical auxiliary line, is still above the expected measured value for the actually in the measuring gas 60 contained dust concentration. The period 2 (in 6th by a circled " 2 “Denotes) between times T3 and T4 thus describes the period in which the filter is cleaned.

Diese Filterreinigung erfolgt dabei passiv durch Auswehen der Staubpartikel. Es kann allerdings auch vorteilhaft eine aktive Filterreinigung beispielsweise durch Klopfmittel und/oder durch Vibrationsmittel (beides nicht gezeigt in den 7 und 8) eingesetzt werden, wodurch der Zeitraum 2 verkürzt werden würde.This filter cleaning takes place passively by blowing out the dust particles. However, active filter cleaning, for example by means of knocking agents and / or vibrating means (both not shown in FIGS 7th and 8th ) are used, thereby reducing the period 2 would be shortened.

Bei Überschreiten des messbaren Maximums der Staubpartikelkonzentration werden somit temporär und anteilig Staubpartikel definiert abgeschieden und zu einem späteren Zeitpunkt der Messung wieder zugeführt. Dadurch werden in der Messsensorik 58 erhöhte Sensormesswerte über die Zeit der Selbstreinigung des Elektrofilters 56 nach dessen Abschaltung erfasst.When the measurable maximum of the dust particle concentration is exceeded, dust particles are temporarily and proportionally deposited in a defined manner and fed back to the measurement at a later point in time. This means that in the measurement sensors 58 increased sensor readings over the period of self-cleaning of the electrostatic precipitator 56 after it has been switched off.

Genauer gesagt geschieht die vollständige Registrierung der Staubpartikelkonzentration im Mischgas 62 im Folgenden in der Vorrichtung 50 (die Integrale unter den Kurven für die Staubkonzentration und den Messerwerten sind in 6 sind identisch). Vor Abschaltung des Elektrofilters 56 werden die Sensormesswerte auf ihren Anstieg überprüft und bei einer definierten Stabilität die Zeitspanne seit Einschaltung des Elektrofilters 56 ermittelt. Mittels des Integrals der aufgenommenen, durch den Elektrofilter 56 beeinflussten Sensormesswerte, über der ermittelten Zeitspanne T1-T4, ist die Berechnung der insgesamt durch die Vorrichtung 50 geflossenen Staubpartikelmenge möglich. Diese wird den zuvor und danach ermittelten Messwerten im gerätespezifischen Messbereich hinzugefügt und ermöglicht somit die Bereitstellung von gesetzlich geforderten Mittelwerten der Staubpartikelkonzentration im Gas 54 über einen definierten Zeitbereich. Dabei sind Halbstunden-, Stunden- oder Tagesmittelwerte übliche Berechnungsgrößen.More precisely, the complete registration of the dust particle concentration in the mixed gas takes place 62 hereinafter in the device 50 (the integrals under the curves for the dust concentration and the measured values are in 6th are identical). Before switching off the electrostatic precipitator 56 the sensor measured values are checked for their increase and, given a defined stability, the time span since the electrostatic precipitator was switched on 56 determined. By means of the integral of the recorded by the electrostatic precipitator 56 influenced sensor readings, over the determined time span T1-T4 , is the calculation of the total by the device 50 flow of dust particles possible. This is added to the previously and subsequently determined measured values in the device-specific measuring range and thus enables the provision of legally required mean values for the dust particle concentration in the gas 54 over a defined time range. Half-hourly, hourly or daily mean values are common calculation values.

Auch wenn dieses Messbeispiel anhand der Vorrichtung 50 in Bezug auf Staubpartikelkonzentrationen beschreiben wurde, ist doch klar, dass diese Vorgehensweise auch für andere, wie beispielsweise in den 3 bis 5 gezeigten Vorrichtungen 100, 150, 200 Gültigkeit hat. Für den Fall der Verwendung mehrerer Elektrofilter 158, 160, und/oder eines oder mehrerer Spülgase(s) 120, 172, 174 ist die Vorrichtung dabei nicht auf die Filterfunktion eines Elektrofilters, sondern auf die Filterfunktion der gesamten Filtereinheit 126, 180, 234 abzustellen. Außerdem können mit dieser Vorgehensweise auch andere physikalische und/oder chemische Parameter von Gasen bestimmt werden als Staubpartikelkonzentrationen.Even if this measurement example is based on the device 50 in relation to dust particle concentrations, it is clear that this procedure can also be used for others, such as in the 3 to 5 devices shown 100 , 150 , 200 Is valid. In the event that several electrostatic precipitators are used 158 , 160 , and / or one or more purging gases 120 , 172 , 174 the device is not on the filter function of an electrostatic filter, but on the filter function of the entire filter unit 126 , 180 , 234 turn off. In addition, other physical and / or chemical parameters of gases can be determined with this procedure than dust particle concentrations.

Zusätzlich könnte vor den jeweiligen Elektrofiltern 56, 108, 158, 160, 206, 208 ein Konditionierungsmittel (nicht gezeigt) angeordnet sein, um das den Elektrofiltern zugeführte Messgas 60, 120, 172, 174, 218 so zu konditionieren, dass weder der Taupunkt des Messgases 60, 120, 172, 174, 218 erreicht oder unterschritten wird noch das Messgas 60, 120, 172, 174, 218 explosiv oder brennbar ist. So sollte das eingeleitete Messgas 60, 120, 172, 174, 218 eine Temperatur von mindestens 5°C über dessen Taupunkt aufweisen. Hintergrund ist das Durchlaufen des elektrostatischen Feldes in den Elektrofiltern 56, 108, 158, 160, 206, 208, in welchem es durch den Einsatz der Hochspannung zwischen der Sprühelektrode 82 und der Abscheideelektrode 78 sowie an Partikeln im Messgas 60, 120, 172, 174, 218 zur Funkenbildung kommen kann. Durch geeignete Konditionierung wird der Einfluss von Feuchtigkeit und gegebenenfalls Niederschlagserscheinungen bei Unterschreitung des Taupunkts des jeweiligen Gases oder Gasgemisches vermieden.In addition, it could be in front of the respective electrostatic precipitators 56 , 108 , 158 , 160 , 206 , 208 a conditioning means (not shown) can be arranged around the measuring gas supplied to the electrostatic precipitators 60 , 120 , 172 , 174 , 218 to be conditioned so that neither the dew point of the sample gas 60 , 120 , 172 , 174 , 218 The sample gas is still reached or undercut 60 , 120 , 172 , 174 , 218 is explosive or flammable. So should the introduced sample gas 60 , 120 , 172 , 174 , 218 have a temperature of at least 5 ° C above its dew point. The background is the passage through the electrostatic field in the electrostatic precipitators 56 , 108 , 158 , 160 , 206 , 208 in which it is achieved through the use of high voltage between the spray electrode 82 and the separation electrode 78 as well as particles in the sample gas 60 , 120 , 172 , 174 , 218 sparking can occur. Suitable conditioning prevents the influence of moisture and possibly precipitation phenomena if the respective gas or gas mixture falls below the dew point.

Aus der vorstehenden Darstellung ist deutlich geworden, dass mit der vorliegenden Erfindung eine kontinuierliche Messung zumindest eines Parameters von Stoffen ermöglicht wird, ohne dass die Messsensorik in ihren Sättigungsbereich eintritt, wobei die Messung kostengünstig und wartungsarm erfolgen kann. Insbesondere wird eine kontinuierliche Messung von Partikeln in Messgasen bereitgestellt, bei der die Erfassung von dynamischen Konzentrationen ohne Einsatz von externem Verdünnungsgas möglich ist und bei der gleichzeitig die Sensorik vor übermäßiger Verschmutzung durch das partikelhaltige Messgas geschützt ist. So wird der Wartungsaufwand der Messsysteme weitestgehend minimiert und es wird eine kostengünstige Alternative für den Einsatz in Stoffmesssystemen mit stark dynamischem Messwertverlauf geschaffen. Bei Überschreiten des messbaren Maximums des gemessenen Stoffparameters werden temporär und anteilig Stoffanteile definiert abgeschieden und zu einem späteren Zeitpunkt der Messung wieder zugeführt. Dadurch können in der Messsensorik 58 erhöhte Sensormesswerte über die Zeit einer (Selbst-)Reinigung des elektrostatischen Filters 56 nach dessen Abschaltung erfasst werden. Dadurch wird die Bereitstellung von Mittelwerten der Stoffparameter über einen definierten Zeitbereich, wie Halbstunden-, Stunden- oder Tagesmittelwerte, sicher ermöglicht. Insgesamt wird ein sehr wirksamer Sensorschutz ermöglicht und außerdem kann der Messbereich von kontinuierlichen Stoffmesssystemen erweitert werden.It has become clear from the above illustration that the present invention enables a continuous measurement of at least one parameter of substances without the measurement sensors entering their saturation range, whereby the measurement can be carried out inexpensively and with little maintenance. In particular, a continuous measurement of particles in measurement gases is provided, in which the detection of dynamic concentrations is possible without the use of external diluent gas and in which the sensors are present at the same time is protected from excessive contamination by the sample gas containing particles. In this way, the maintenance effort of the measuring systems is minimized as far as possible and an inexpensive alternative for use in material measuring systems with a highly dynamic measurement value curve is created. If the measurable maximum of the measured substance parameter is exceeded, substance fractions are temporarily and proportionally deposited in a defined manner and returned to the measurement at a later point in time. This allows in the measurement sensors 58 increased sensor readings over the period of (self) cleaning of the electrostatic filter 56 after it has been switched off. This enables the provision of mean values of the substance parameters over a defined time range, such as half-hour, hourly or daily mean values. Overall, very effective sensor protection is made possible and the measuring range of continuous material measuring systems can also be expanded.

Soweit nichts anders angegeben ist, können sämtliche Merkmale der vorliegenden Erfindung frei miteinander kombiniert werden. Auch die in der Figurenbeschreibung beschriebenen Merkmale können, soweit nichts anderes angegeben ist, als Merkmale der Erfindung frei mit den übrigen Merkmalen kombiniert werden. Eine Beschränkung einzelner Merkmale des Ausführungsbeispiels auf die Kombination mit anderen Merkmalen des Ausführungsbeispiels ist dabei ausdrücklich nicht vorgesehen, diese einzelnen Merkmale können selbständig zur Kombination mit anderen Merkmalen, insbesondere im Anspruchssatz angegebenen Merkmalen verwendet werden. Außerdem können gegenständliche Merkmale umformuliert auch als Verfahrensmerkmale Verwendung finden und Verfahrensmerkmale umformuliert als gegenständliche Merkmale. Eine solche Umformulierung ist somit automatisch mit offenbart.Unless otherwise stated, all features of the present invention can be freely combined with one another. Unless otherwise stated, the features described in the description of the figures can also be freely combined with the other features as features of the invention. A limitation of individual features of the exemplary embodiment to the combination with other features of the exemplary embodiment is expressly not provided; these individual features can be used independently for combination with other features, in particular features specified in the set of claims. In addition, objective features, reformulated, can also be used as process features and process features, reformulated, as objective features. Such a reformulation is therefore automatically disclosed.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Verdünnungssystem 10 nach dem Stand der TechnikDilution system 10 According to the state of the art
1212
MesssensorikMeasuring sensors
1414th
definierter Volumenstromdefined volume flow
1616
MessgasentnahmesondeSample gas sampling probe
1818th
MessgasSample gas
2020th
GesamtvolumenstromTotal volume flow
2222nd
VerdünnungsgasDiluent gas
2424
LuftaufbereitungssystemAir treatment system
2626th
gesteuertes Gebläsecontrolled fan
2828
Regelungregulation
30, 3230, 32
KennwertermittlungDetermination of characteristic values
3434
MischbehälterMixing tank
3636
AbgasExhaust gas
5050
erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtungfirst preferred embodiment of the device according to the invention
5252
EntnahmesondeSampling probe
5454
zu untersuchendes Gasgas to be examined
5656
elektrostatischer Filterelectrostatic filter
5858
MesssensorikMeasuring sensors
6060
MessgasSample gas
6262
das den Filter 56 verlassende Mischgasthat the filter 56 leaving mixed gas
6464
SteuereinheitControl unit
6666
AbgasExhaust gas
7070
elektrisch isolierendes Gehäuse 70 des Elektrofilters 56 electrically insulating housing 70 of the electrostatic precipitator 56
7272
GaszuleitungGas supply line
7474
GasableitungGas discharge
7676
Kammerchamber
7878
hohlzylindrische Metallhülse, Abscheideelektrodehollow cylindrical metal sleeve, deposition electrode
8080
elektrischer Anschlusselectrical connection
8282
Sprühelektrode, glatte Industrienadel aus EdelstahlSpray electrode, smooth industrial needle made of stainless steel
8484
elektrischer Anschlusselectrical connection
100100
zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtungsecond preferred embodiment of the device according to the invention
102102
EntnahmesondeSampling probe
104104
zu untersuchendes Gasgas to be examined
106106
VolumenstromteilerFlow divider
108108
elektrostatischer Filterelectrostatic filter
110110
VolumenstrommischerVolume flow mixer
112112
MesssensorikMeasuring sensors
114114
SteuereinheitControl unit
116116
MessgasSample gas
118118
MessgasanteilSample gas portion
120120
SpülgasanteilPurge gas proportion
122122
MischgasMixed gas
124124
AbgasExhaust gas
126126
Filtereinheit aus Volumenstromteiler 106, elektrostatischem Filter 108 und Volumenstromvereiniger 110 Filter unit from volume flow divider 106 , electrostatic filter 108 and volume flow combiner 110
150150
dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtungthird preferred embodiment of the device according to the invention
152152
EntnahmesondeSampling probe
154154
zu untersuchendes Gasgas to be examined
156156
VolumenstromteilerFlow divider
158, 160158, 160
elektrostatische Filterelectrostatic filters
162162
VolumenstromvereinigerVolume flow combiner
164164
MesssensorikMeasuring sensors
166166
SteuereinheitControl unit
168168
MessgasSample gas
170170
MessgasanteilSample gas portion
172, 174172, 174
SpülgasanteilePurge gas proportions
158, 160158, 160
elektrostatische Filterelectrostatic filters
176176
MischgasMixed gas
178178
AbgasExhaust gas
180180
Filtereinheit aus Volumenstromteiler 156, elektrostatischen Filtern 158, 160 und Volumenstromvereiniger 162 Filter unit from volume flow divider 156 , electrostatic filters 158 , 160 and volume flow combiner 162
200200
vierte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtungfourth preferred embodiment of the device according to the invention
202202
EntnahmesondeSampling probe
204204
zu untersuchendes Gasgas to be examined
206206
erster elektrostatischer Filterfirst electrostatic filter
208208
zweiter elektrostatischer Filtersecond electrostatic filter
210210
MesssensorikMeasuring sensors
212212
SteuereinheitControl unit
214214
Schornsteinchimney
216216
VerbrennungsanlageIncinerator
218218
MessgasSample gas
220220
vorpräparierte Mischgaspre-prepared mixed gas
222222
finales Mischgasfinal mixed gas
224224
AbgasExhaust gas
226226
EjektorEjector
228228
Gebläsefan
230230
UmgebungsluftAmbient air
232232
AbluftExhaust air
234234
Filtereinheit aus elektrostatischen Filtern 206, 208 Filter unit made up of electrostatic filters 206 , 208

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 3396352 A1 [0025]EP 3396352 A1 [0025]

Claims (10)

Verfahren zur kontinuierlichen Messung von Stoffen in einem Gasstrom (60; 116; 168; 218), wobei Mittel (58; 112; 210) zur Messung zumindest eines Parameters der Stoffe und Mittel zur Zuführung der Stoffe zu den Mitteln zur Messung bestehen, wobei die Mittel (58; 112; 210) zur Messung einen Sättigungsbereich aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffkonzentration in den Mitteln zur Zuführung durch elektrostatische Filterung (56; 108; 158, 160; 206, 208) reduziert wird, damit der Sättigungsbereich nicht erreicht wird.A method for the continuous measurement of substances in a gas stream (60; 116; 168; 218), wherein there are means (58; 112; 210) for measuring at least one parameter of the substances and means for supplying the substances to the means for measuring, the Means (58; 112; 210) for measurement have a saturation range, characterized in that the substance concentration in the means for supply is reduced by electrostatic filtering (56; 108; 158, 160; 206, 208) so that the saturation range is not reached . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrostatische Filterung (56; 108; 158, 160; 206, 208) zugeschaltet wird, wenn die Gefahr besteht, dass der Sättigungsbereich erreicht wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the electrostatic filtering (56; 108; 158, 160; 206, 208) is switched on when there is a risk that the saturation range will be reached. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahr des Erreichens des Sättigungsbereichs durch Flankenanalyse in Bezug auf die kontinuierliche Messwertkurve erkannt wird.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the risk of reaching the saturation range is recognized by slope analysis in relation to the continuous measured value curve. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrostatische Filterung mit zumindest einem Elektrofilter, der bevorzugt ein Elektroabscheider (56; 108; 158, 160; 206, 208) ist, vorgenommen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrostatic filtering is carried out with at least one electrostatic precipitator, which is preferably an electrostatic precipitator (56; 108; 158, 160; 206, 208). Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die herausgefilterten Stoffe der Messung zu einem späteren Zeitpunkt wieder zugeführt werden, wenn keine Gefahr besteht, dass der Sättigungsbereich erreicht wird, wobei die Zuführung bevorzugt durch eine Reinigung des Filters (56; 108; 158, 160; 206, 208) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the substances filtered out are fed back into the measurement at a later point in time when there is no risk of the saturation range being reached, the feed preferably being done by cleaning the filter (56; 108; 158 , 160; 206, 208). Vorrichtung (50; 100; 150; 200) zur kontinuierlichen Messung von Stoffen in einem Gasstrom (60; 116; 168; 218), wobei Mittel (58; 112; 210) zur Messung zumindest eines Parameters der Stoffe und Mittel zur Zuführung der Stoffe zu den Mitteln (58; 112; 210) zur Messung bestehen, wobei die Mittel (58; 112; 210) zur Messung einen Sättigungsbereich aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (56; 108; 158, 160; 206, 208) zur elektrostatischen Filterung der Stoffe bestehen und Mittel (64; 116; 166; 212) zur Steuerung, die angepasst sind, die Mittel (56; 108; 158, 160; 206, 208) zur elektrostatischen Filterung so zu steuern, dass die Stoffkonzentration in den Mitteln zur Zuführung so reduziert wird, dass der Sättigungsbereich nicht erreicht wird.Device (50; 100; 150; 200) for the continuous measurement of substances in a gas stream (60; 116; 168; 218), means (58; 112; 210) for measuring at least one parameter of the substances and means for supplying the substances to the means (58; 112; 210) for measurement, the means (58; 112; 210) for measurement having a saturation range, characterized in that means (56; 108; 158, 160; 206, 208) for electrostatic Filtering of the substances and means (64; 116; 166; 212) for control which are adapted to control the means (56; 108; 158, 160; 206, 208) for electrostatic filtering in such a way that the substance concentration in the means for feeding is reduced so that the saturation range is not reached. Vorrichtung (100; 150; 200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Zuführung zumindest zwei parallele Leitungswegbereiche (118, 120; 170, 172, 174) aufweisen, wobei in zumindest einem Leitungswegbereich (120; 172, 174) die elektrostatische Filterung (56; 108; 158, 160; 206, 208) vornehmbar ist.Device (100; 150; 200) according to Claim 6 , characterized in that the means for supplying have at least two parallel conduction path areas (118, 120; 170, 172, 174), with electrostatic filtering (56; 108; 158, 160; in at least one conduction path area (120; 172, 174)). 206, 208) can be carried out. Vorrichtung (50; 100; 150; 200) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Filterung zumindest einen Elektrofilter, bevorzugt zumindest einen Elektroabscheider (56; 108; 158, 160; 206, 208) aufweisen.Device (50; 100; 150; 200) according to Claim 6 or 7th , characterized in that the means for filtering have at least one electrostatic filter, preferably at least one electrostatic precipitator (56; 108; 158, 160; 206, 208). Vorrichtung (50; 100; 150; 200) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (56; 108; 158, 160; 206, 208) zur Filterung Mittel zur Reinigung aufweisen, die angepasst sind, die gefilterten Stoffe freizusetzen, wobei die Mittel zur Reinigung bevorzugt als Klopf- und/oder Vibrationsmittel ausgebildet sind.Device (50; 100; 150; 200) according to one of the Claims 6 to 8th , characterized in that the means (56; 108; 158, 160; 206, 208) for filtering have means for cleaning which are adapted to release the filtered substances, the means for cleaning preferably being designed as knocking and / or vibrating means are. Vorrichtung (50; 100; 150; 200) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung angepasst ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen, und/oder dass den Mitteln zur Filterung Mittel zur Konditionierung vorgelagert sind, wobei die Mittel zur Konditionierung bevorzugt zumindest ein Mittel aus der Gruppe umfassend Trocknungsmittel und Temperierungsmittel aufweist.Device (50; 100; 150; 200) according to one of the Claims 6 to 9 , characterized in that the device is adapted to the method according to one of Claims 1 to 5 and / or that the means for filtering are preceded by means for conditioning, the means for conditioning preferably having at least one means from the group comprising drying means and temperature control means.
DE102019112355.0A 2019-05-10 2019-05-10 Method and device for the continuous measurement of at least one parameter of substances Withdrawn DE102019112355A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019112355.0A DE102019112355A1 (en) 2019-05-10 2019-05-10 Method and device for the continuous measurement of at least one parameter of substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019112355.0A DE102019112355A1 (en) 2019-05-10 2019-05-10 Method and device for the continuous measurement of at least one parameter of substances

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019112355A1 true DE102019112355A1 (en) 2020-11-12

Family

ID=72943537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019112355.0A Withdrawn DE102019112355A1 (en) 2019-05-10 2019-05-10 Method and device for the continuous measurement of at least one parameter of substances

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019112355A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2196250B1 (en) Method and device for determining the separation level and/or carrying out a leak test in a filter assembly
EP3084412A1 (en) Gas analyzing device and method for analyzing gas
EP4025839B1 (en) Device for the treatment of air with an ionizing module
WO2008116540A1 (en) Device for measuring superfine particle masses
DE10236196B4 (en) Air cleaning device
DE3324803A1 (en) Dust precipitation device
EP2696999B1 (en) Cleaning device
DE102019112355A1 (en) Method and device for the continuous measurement of at least one parameter of substances
DE102019112354A1 (en) Method and device for the continuous measurement of at least one parameter of substances
DE112013000365T5 (en) Differential ion mobility spectrometer
EP3396352B1 (en) Method and device for the extractive determination of the concentration of one or more substances
DE3430984A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR REGISTERING PARTICLES OR QUANTS WITH THE AID OF A DETECTOR
DE10241545A1 (en) Device for converting a continuous flow of liquid into a flow of liquid droplets
AT523591B1 (en) Device and method for measuring properties of a fluid
CH623240A5 (en)
DE102017108978A1 (en) Method and device for the extractive determination of the concentration of one or more substances
WO2021191104A1 (en) Method and aerosol measuring device for determining the particle speed of an aerosol
DE102008005198A1 (en) Aerosols separation method for industrial process, involves electrostatic separation of aerosols in electrically conducting regions in wind direction after inserting aerosols in air mass by high voltage loads and high voltage wires
DE19854780C2 (en) Ionization smoke detectors
DE102018218918A1 (en) Particle sensor and operating method therefor
EP3682224A1 (en) Particle sensor having a planar, exposed corona discharge electrode
DE102017108977A1 (en) Method and device for the extractive determination of the concentration of one or more substances
DE3247827A1 (en) METHOD FOR CONTINUOUSLY MONITORING A GAS MIXTURE
AT523773B1 (en) air ionization device
DE102008049279A1 (en) ionization

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee