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Die
Erfindung betrifft eine Messeinrichtung mit mindestens einer an
Gassensormittel anschließbaren
Gasprobenentnahmevorrichtung, die ein hitze- und korrosionsresistentes
Gehäuse,
einen Gasdurchlass in dem Gehäuse
und einen mit den Gassensormitteln kommunizierenden Gasraum hat.
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Beispielsweise
zur Überwachung
von Vulkanaktivitäten
besteht ein Bedarf zur kontinuierlichen Messung und Auswertung von
Parametern entnommener Vulkangase, wie beispielsweise der Kohlendioxidgehalt,
Radongehalt, Schwefeldioxidgehalt, die Gastemperatur, der Gasdruck
etc..
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Herkömmliche
Gasmessgeräte,
wie zum Beispiel Gaschromatographen, Massenspektrometer etc. sind
für den
Einsatz im Messfeld auf Grund ihrer Größe, des Energiebedarfs und
der sonstigen Versorgungsmedien, wie zum Beispiel Trägergas,
nur bedingt einsetzbar. Dabei besteht noch das Problem der relativ
niedrigen Messraten. Auch sind keine Gasmesssensoren verfügbar, die
den an der Messstelle vorherrschenden Umweltbedingungen standhalten.
Die Gasprobenentnahmestellen befinden sich zumeist in großer Höhe, wobei
die Sensoren an der Messstelle einem korrosiven Regen und variablen Temperaturen
ausgesetzt sind. Zudem können
die zu messenden Gase aggressiv sein, insbesondere Gase der Fumarolen
von Vulkanen.
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Die
DE 42 00 307 A1 beschreibt
ein Verfahren zur Bestimmung der Flussdichte von aus dem Erdboden
in die Atmosphäre übertretenden
Radongas, bei dem über
einen bestimmten Bodenflächenbereich
ein Sammelvolumen für
innerhalb dieses Bodenflächenbereiches
aus dem Erdboden austretendes Radongas durch Aufsetzen eines eine Öffnung aufweisenden
Sammelbehälters
auf den Erdboden unter Begrenzung des Bodenflächenbereichs durch den Öffnungsrand
gebildet, die Aktivitätskonzentration
des Radons im Sammelbehälter
zu verschiedenen Zeitpunkten ermittelt und aus den ermittelten Aktivitätskonzentrationswerten
und dem bekannten Flächeninhalt
des Bodenflächenbereichs
die Radonflussdichte ermittelt wird, wobei in einem Kreislauf ständig Gas
aus dem Sammelbehälter
abgepumpt, durch eine alpha-Messkammer geleitet und in den Sammelbehälter zurückgeführt wird
und die Bestimmung der Radonflussdichte anhand des zeitlichen Anstiegs
der laufend durch die alpha-Messkammer ermittelten Radonaktivität des durch
die Messkammer strömenden
Gases erfolgt.
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Aus
der WO 90/13803 A1 ist ein Überwachungssystem
zur Gasanalyse bekannt, beispielsweise für den Nachweis von Umweltverschmutzung, das
ein Testmodul mit einer gasdurchlässigen Röhrenwand aufweist, welches
als Membran zum Sammeln des Gases dient, wenn zumindest eine Probe des
zu messenden Gases und die Röhrenwand
vorhanden sind. Das Material und die Struktur der Röhre sind
dabei so geartet, dass der Membrandiffusionswiderstand niedrig genug
ist, um als Membran einen Gasfluss durch die Wand zu erlauben, und
hoch genug ist im Vergleich zu dem Widerstand außerhalb der Röhrenwand,
um den äußeren Widerstand
vernachlässigbar
zu machen, so dass der Membrandiffusionswiderstand der Röhrenwand
im wesentlichen den gesamten Diffusionswiderstand gegenüber dem Gasfluss
durch die Röhrenwand
darstellt.
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Weiterhin
beschreibt die
DE
196 10 402 A1 eine Bodengas-Sammelanlage mittels eines
gaspermeablen, aber wasserdichten Sammelschlauches mit Segmentierung
zur horizontbezogenen Probennahme über und im Grundwasser, bestehend
aus einem gaspermeablen, innen gegen Kollabieren versteiften und
aussen gegen Beschädigung
geschützten
Gas-Sammelschlauch, Absperrpfropfen innen und Absperr-Ringen außen sowie
einem Zentralrohr mit Gas-Entnahmerohr beziehungsweise Gas-Entnahmeleitungen
innen oder aussen verlegt oder als kurze Zugänge.
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Die
US 4 350 051 beschreibt
einen Fühler zur
Probenentnahme von unterirdischem Bodengas, umfassend einen länglichen
Schaft, der in den Erdboden treibbar ist und einen Durchlass zum
Entfernen von unterirdischen Bodengasproben aufweist, eine Fühlerspitzenanordnung
mit einer Dichtungsfläche,
welche an einem ersten Ende des Durchlasses befestigt ist, sowie
Dichtungsmittel, die in dem Durchlass angeordnet sind, und Auslösemittel
an einem zweiten Ende des Durchlasses zum selektiven Auslösen der
Dichtungsmittel, damit diese mit der Dichtungsfläche wirken.
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In
Francis P., Maciejewski A., Oppenheimer C. und Chaffin C. (1996)
New methods make volcanology research less hazarodous. EOS, Transaction on
the Geophysical Union 77, 41. 193, 396 – 397 sowie in De Natale P.,
Gianfrani L. und De Natale G. (2001) Optical methods for monitoring
of volcanoes: techniques and new perspectives. Jornal of Volcanology
and Geothermal Research 109 1–3.
235–245 sind
optische Verfahren zur Spektralmessung von Komponenten wie Schwefeldioxid
(SO2) und Chlorwasserstoff (HCL) in den Gasproben bestimmt. Hierzu
wird mindestens eine Infrarot-Lichtquelle und mindestens ein Spektrometer
so positioniert, dass das Spektrum des durch einen Gasstrom dringenden
Infrarot-Lichtstrahls bestimmt werden kann. Die optischen Verfahren
erfordern eine freie Sicht, die oftmals durch starke Bewölkung oder
durch Dunst eingeschränkt
ist. Zu dem sind die verfügbaren
Geräte relativ
groß und
schwer und verbrauchen relativ viel Energie.
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In
Toutain J.-P., Baubron J.-P., Le Bronec J., Allard P., Briole P.,
Marty B., Miele G., Tedesco D. und Luongo G. (1992) Continuous monitoring
of distal gas emanations at Vulcano, southern Italy. Bull Volcanol 147–155 und
in Shimoike Y. und Notsu K. (2000) Continuous chemical monitoring
of volcanic gas in Izu-Oshima volcano, Japan. Journal of Volcanology and
Geothermal Research 101, 211–221
sind chemische Überwachungsverfahren
beschrieben, bei denen die Gasbestandteile von Wasser analysiert
werden, das aus einem Wasserbrunnen oder aus einer Bohrung am Rande
von Vulkanen austritt. Die Umweltbelastung an diesen Messstellen
ist geringer als an den Messstellen der Fumarolen im Bereich der Vulkankrater.
Zudem sind die Wasserentnahmestellen leichter zugänglich als
ein Vulkankrater.
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Obwohl
ein Zusammenhang zwischen der Gaszusammensetzung in dem analysierten
Wassergemisch und den Fumarolengasen besteht, ermöglicht die
chemische Überwachung
keine direkte Messung der Fumarolengase.
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In
Zimmer M. und Erzinger J. (1998) Geochemical Monitoring on Merapi
Volcano, Indonesia. Mitteilung Deutsche Geophysikalische Gesellschaft e.
V., DGG Special Issue III/98 ISSN-Nr. 0947-1944. 89–92 und
Zimmer M., Erzinger J. und Sulistiyo Y. (2000) Continous Chromatographic
Gas Measurements on Merapi Volcano, Indonesia. Mitteilungen Deutsche
Geopysikalische Gesellschaft e. V., DGG Special Volume IV/2000.
ISSN-Nr. 0947-1944,
87–91 ist
die Messung von Fumarolengasen mit Hilfe von gaschromatographischen
Geräten
beschrieben, wobei die Gasproben über Schlauchleitungen und Wasserfallen
zur Reduzierung des Wasserdampfgehalts der entnommenen Gasproben
zu Gassensormitteln geleitet werden. Die Gassensormittel werden
mit Solarenergie versorgt, wobei die kontinuierliche Energieversorgung
durch einen Akkumulator sichergestellt wird. Die Messdaten werden über eine
Funkschnittstelle bestehend aus einem Modem und einem Mobilfunkgerät an eine
entfernte Auswertezentrale übermittelt.
Die Messeinrichtung kann über
die Funkschnittstelle von der Auswertezentrale ferngesteuert werden.
Die Messrate ist nachteilig auf Grund der verwendeten Gaschromatografen
und Radon-Alpha-Szintillometer als Gassensormittel relativ gering. So
werden die Konzentration von Wasser H2O, Stickstoff CO2, Schwefeldioxid
SO2 und Schwefelwasserstoff H2S alle 35 Minuten und die Radon-Konzentrationen und
die Fumarole-Temperatur alle 70 Minuten gemessen.
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In
Faber E., Inguaggiato S., Garzon-Valencia G. und Seidl D. (1998)
Continuous Gas Measurements at Volcanic Fumaroles. Mitteilungen
Deutsche Geophysikalische Gesellschaft e. V. DGG Special Volume
III/1998. ISSN-Nr. 0947-1944, 83–87 ist eine ähnliche
Messeinrichtung beschrieben, bei der Gasprobenentnahmesonden in
Fumarolen eines Vulkans eingebracht sind. Die Gasprobenentnahmesonden sind
hohle Stahllanzen mit Gasdurchtrittsöffnungen, an die eine Edelstahl-Schlauchleitung
angeschlossen ist. Die Edelstahl-Schlauchleitung wird an mindestens
ein Extraktionsmittel in Form einer Wasserfalle zur Reduzierung
des Wasserdampfgehalts der entnommenen Gasprobe geführt und über eine
Teflon-Schlauchleitung und Polyethylen-Schlauchleitung und einer
Gaspumpe zu Gassensoren wie Massenspektrometern, Radon-Messgeräten, Gaschromatographen
und Mulitsensoren zur Detektierung der Konzentration verschiedener
Gaskomponenten geleitet. Die Messdaten werden über eine Funkübertragungsmittel
telemetrisch an eine entfernt von der Messstelle angeordnete Auswerteeinheit übersandt. Mit
Hilfe der Funkübertragungsmittel
ist auch eine Fernsteuerung der Gassensormittel und Gasprobenpumpe
durch die Auswerteeinheit möglich.
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Das
Problem bei den beschriebenen herkömmlichen Gasmessverfahren besteht
darin, dass die Gasprobenentnahmevorrichtungen extremen Witterungseinflüssen durch
Korrosion und hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Zu dem führt insbesondere
der hohe Schwefelgehalt in den entnommenen Gasproben dazu, dass
die Schlauchleitungen verstopfen und die Gassensoren zerstört werden.
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Aufgabe
der Erfindung war es daher, eine verbesserte Messeinrichtung für Gasproben
zu schaffen, mit der eine zuverlässige Überwachung von
Konzentration verschiedener Bestandteile in den Gasproben mit hohen
Messraten auch bei extremen Umweltbedingungen möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Messeinrichtung mit den Merkmalen des Patentenaspruches
1 gelöst.
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Es
hat sich gezeigt, dass störende
Ablagerungen in der Gasprobenentnahmevorrichtung und in der Schlauchleitung
auftreten und diese Ablagerungen vermieden werden müssen. Dabei
hat sich herausgestellt, dass durch Verwendung einer Membrane die
Ablagerungen erheblich reduziert werden konnten, die Gasproben jedoch
mittels Diffusion durch die Membrane immer noch in den Gasraum gelangen.
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Der
Gasraum der Gasprobenentnahmevorrichtung besitzt einen Gasprobeneinlass
und einen Gaspobenauslass, um eine durch den Gasprobenauslass entnommene
Gasprobe nach der Gasprobenmessung mit den Gassensormitteln wieder
durch den Gasprobeneinlass in den Gasraum zurückzuleiten. Die entnommenen
Gasproben gelangen dann mittels Diffusion durch mindestens eine
Membrane der Membrananordnung in den Gasraum und werden von dort über den
Gasprobenauslass und Gassensormittel wieder zurück durch den Gasprobeneinlass in
den Gasraum gepumpt. In der Messeinrichtung stellt sich dann nach
kurzer Zeit ein Gleichgewicht mit dem Gas in der Umgebung der Gasprobenentnahmevorrichtung
ein und es erfolgt nur dann ein Netto-Gasfluss der nicht kondensierbaren
Komponenten durch die Membrananordnung wenn, sich die Zusammensetzung
des zu messenden Gases ändert. Hierdurch
kann das Auftreten von Ablagerungen weiter verringert werden.
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Die
mindestens eine Gasprobenentnahmevorrichtung ist mit jeweils einer
Schlauchleitung an zugeordnete Gassensormittel angeschlossen. Dabei sollte
die Schlauchleitung im Bereich der Gasprobenentnahmevorrichtung
ebenso wie das Gehäuse
und die Membrananordnung hitze- und korrosionsresistent sein. Vorzugsweise
besteht das Gehäuse,
die Membrananordnung und/oder die Schlauchleitung aus Teflon.
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Die
Schlauchleitung ist mit einer Spüleinrichtung
verbunden, um die Schlauchleitung in Intervallen mit einem Spülmittel
zu durchspülen,
das mit Hilfe einer Spülmittelpumpe
durch die Schlauchleitung gepumpt wird. Zur Spülung des Gasdurchlasses und der
Membranordnung ist die Spüleinrichtung
mit der Gasprobenentnahmevorrichtung kommunizierend verbunden. Auf
diese Weise können
Ablagerungen in der Messeinrichtung regelmäßig auch ferngesteuert beseitigt
werden.
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In
die Schlauchleitung ist in bekannter Weise mindestens ein Extraktionsmittel,
beispielsweise eine Wasserfalle, geschaltet, um den Wasserdampfgehalt in
der entnommenen Gasprobe zu reduzieren.
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Die
Gassensormittel sind vorzugsweise Gassensoren zur Detektion des
Kohlendioxidgehalts, des Radongehalts, des Schefeldioxidgehalts,
der Gastemperatur und/oder des Gasdrucks.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Messeinrichtung Positionsbestimmungsmittel,
insbesondere satellitengestützte
Ortungsmittel, zur Erfassung der Ortsposition der Messeinrichtung
hat. Die Positionsbestimmungsmittel, beispielsweise Global-Positioning-Systeme
(GPS), werden hierbei an den Gasprobenentnahmestellen oder im Bereich
der Gassensormittel aufgestellt und können elektrisch in das System
der Messeinrichtung integriert sein.
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Weiterhin
sind vorzugsweise Funkübertragungsmittel
zur Übertragung
der gemessenen Daten für
die entnommenen Gasproben an eine zentrale Messdatenauswertereinheit
und zur Übertragung von
Steuerungsdaten von der zentralen Datenauswertereinheit an die Messvorrichtung
vorgesehen. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Fernüberwachung
möglich.
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Die
Messeinrichtung hat weiterhin vorzugsweise mehrere über eine
Feldbusleitung miteinander verbundene Steuerungseinheiten, an die
jeweils die Gassensormittel für
eine zugeordnete Gasprobenentnahmevorrichtung geschaltet sind. Für jede Gasprobenentnahmevorrichtung
und zugeordnete Messstelle können
somit auf einfache Weise die zugeordneten Gassensormittel an eine
gemeinsame Steuerungseinheit geklemmt werden, ohne dass eine aufwendige
Verdrahtung und ein Öffnen
der Gehäuse der
verwendeten Messmittel, insbesondere der Gassensormittel, erforderlich
wird.
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Die
Funkübertragungsmittel
werden vorzugsweise ebenfalls an die Feldbusleitung geklemmt. Zudem
können
die Steuerungseinheiten jeweils mit autarken Energieversor gungsmitteln,
insbesondere Solarzellenversorgungen gespeist sein. Zudem ist es
vorteilhaft, wenn Analog-/Digital-Wandler zwischen die Gassensormittel
und die Steuerungseinheiten geklemmt sind. Mit Hilfe der Steuerungseinheiten
wird somit ein variabel verschaltbares Überwachungssystem realisiert.
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Die
Messeinrichtung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 Querschnittsansicht
einer Gasprobenentnahmevorrichtung mit Membran;
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2 Querschnittsansicht
einer zweiten Ausführungsform
einer Gasprobenentnahmevorrichtung mit Doppelmembran;
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3 Draufsicht
auf die Gasprobenentnahmevorrichtung nach 2
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4 Messeinrichtung
mit Gasprobenentnahmevorrichtung, Extraktionsmitteln und Gassensormitteln
sowie einer Spüleinrichtung;
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5 Messeinrichtung
mit einer Gasprobenentnahmevorrichtung und Schlauchleitungen zur Hin-
und Rückführung der
entnommenen Gasproben;
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6 Blockdiagramm
eines Messsystems mit über
einen Feldbus zusammengeschalteten Messeinrichtungen für mehrere
Messstellen.
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Die 1 lässt eine
Gasprobenentnahmevorrichtung 1 zur Entnahme von Gasproben
G im Querschnitt erkennen. Die Gasprobenentnahmevorrichtung 1 hat
ein hitze- und korrosionsresistentes Gehäuse 2 vorzugsweise
aus Teflon, das mit einer Halterung 3 an einen Haltestab
montiert und an eine Gasprobenentnahmestelle positioniert werden
kann.
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Die
Gasprobe G wird durch eine gasdurchlässige Halte- und Schutzplatte 4,
die einen Gasdurchlass bildet, in einen Gasraum 5 geleitet.
Zwischen der Halte- und Schutzplatte 4 und dem Gasraum 5 ist
eine dampfdurchlässige
Membran 6 sowie eine Siebplatte 7 zur Aussonderung
von Feinbestandteilen des Dampfstroms angeordnet. Der Gasraum 5 ist
mit einem Gasprobenauslass 8 gekoppelt, an den eine Schlauchleitung
zum Ableiten der entnommenen Gasproben G zu Gassensormitteln geklemmt
werden kann.
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Durch
die vorzugsweise aus Teflon bestehende Membran werden insbesondere
Schwefelablagerungen in den Gasproben G von dem Gasraum 5,
den daran angeschlossen Schlauchleitungen und den Gassensormitteln
ferngehalten.
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Die 2 lässt eine
andere Ausführungsform
einer Gasprobenentnahmevorrichtung 1 mit einem zylinderförmigen Gehäuse 2 erkennen.
Die Membrananordnung ist als sogenannte Doppelmembran mit jeweils
einer Membran 6a, 6b rechts und links von dem
Gasraum 5 ausgeführt.
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Das
Gas strömt
durch Gasdurchlässe 9 in den äußeren zylinderförmigen Raum 10 des
Gehäuses 2 hinein,
der den inneren Gasraum 5 umgibt.
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In
den inneren Gasraum 5 ist mindestens eine Schlauchleitung 11 geführt, die
mit den Gassensormitteln kommuniziert.
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Die 3 lässt die
Gasprobenentnahmevorrichtung 1 aus der 2 in
der Draufsicht erkennen. Mit dem inneren Gasraum 5 ist
eine erste Schlauchleitung 11 zum Ableiten der Gasproben
G sowie eine weitere Schlauchleitung 12 zum Rückführen der
entnommenen Gasproben G in den inneren Gasraum 5 vorgesehen.
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Die
Gasprobenentnahmevorrichtung 1 kann somit als geschlossenes
System in eine Messeinrichtung integriert werden, wobei sich ein
Gleichgewicht zwischen der Gasprobe G im Inneren der Messeinrichtung
zu dem Gas in der Umgebung der Gasprobenentnahmevorrichtung 1 einstellt.
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Die
Integration der oben beschriebenen Gasprobenentnahmevorrichtungen
in eine Messeinrichtung wird aus der 4 deutlicher,
die eine Messeinrichtung als Blockdiagramm zeigt. Die Gasprobenentnahmevorrichtung 1 ist
eine Fumarole eines Vulkans und wird dort mit einer Haltestange 13 gehalten.
An die Gasprobenentnahmevorrichtung 1 ist eine Schlauchleitung 11 gekoppelt,
um die entnommenen Gasproben G über
Extraktionsmittel 14a, 14b, 14c zu Gassensormitteln 15a, 15b zu
leiten. Die Extraktionsmittel 14a, 14b, 14c sind
Wasserfallen mit denen der Wasserdampfgehalt der entnommenen Gasproben
G reduziert wird. Hierzu ist ein Schlauchabschnitt der Schlauchleitung 11 senkrecht angeordnet
und das untere Ende in ein Wasserbehälter zur Verhinderung eines
Gasaustritts getaucht. Durch Kondensation der entnommen Gasprobe
G fließt
Kondenswasser in den Wasserbehälter.
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Als
Gassensormittel 15 können
bekannte Gaschromatographen, Massenspektrometer, Radon-Sensoren
oder sonstige Sensoren für
bestimmte Gaskomponenten und/oder Multisensoren zur Erfassung der
Konzentration verschiedener Bestandteile der Gasprobe G eingesetzt
werden.
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Weiterhin
ist ein korrosions- und hitzeresistentes Thermometer 16,
vorzugsweise ein Thermoelement, zur Ermittlung der Gastemperaturen
sowie eine Druckmessanordnung 17 zur Ermittlung des Gasdrucks
P in die Fumarole eingebracht.
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Erfindungsgemäß ist eine
Spüleinrichtung 18 vorhanden,
die an die Gasprobenentnahmevorrichtung 1 bzw. die Schlauchleitung 11 mit
einer Spülleitung 19 angeschlossen
ist. Die Spüleinrichtung 18 hat
eine Pumpen-/Ventilanordnung 20 um Spülmittel 21 aus einem
Spülmittelbehälter 22 durch
die Gasprobenentnahmevorrichtung 1 und die Schlauchleitung 11 zu
pumpen. Auf diese Weise können
Ablagerungen durch Spülungen
in Spülintervallen
beseitigt werden.
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Die 5 lässt eine
andere Ausführungsform
der Messeinrichtung als Blockdiagramm erkennen. Hierbei hat die
Gasprobenentnahmevorrichtung 1 einen Gasprobeneinlass und
einen Gasprobenauslass entsprechend der in der 3 dargestellten Ausführungsform,
wobei eine erste Schlauchleitung 11 zum Ableiten einer
Gasprobe G über
Extraktionsmittel 14 zu den Gassensoren 15a, 15b an
einen Gasprobenauslass 8 geklemmt ist. Die mit den Gassensoren 15 analysierte
Gasprobe G wird mit Hilfe einer Gaspumpe 23 über eine
weitere Schlauchleitung 12 durch den Gasprobeneinlass der
Gasprobenentnahmevorrichtung 1 in den inneren Gasraum 5 zurückgeleitet.
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Die
aus der Fumarole entnommene Gasprobe G gelangt mittels Diffusion
durch die Membrane 6 in den inneren Gasraum 5 der
Gasprobenentnahmevorrichtung 1. Durch das geschlossene
System stellt sich in der Messeinrichtung nach einer kurzen Zeit ein
Gleichgewicht der in den Schlauchleitungen 11 und 12 befindlichen
Gasprobe G mit dem Gas in der Umgebung der Gasprobenentnahmevorrichtung 1 ein,
das heißt
mit den Fumarolengasen. Dadurch erfolgt nur dann ein Netto-Gasfluss
der nicht kondensierbaren Komponenten durch die Membranen 6, wenn
sich die Zusammensetzung des zu analysierenden Gases ändert. Dadurch
ist die Messeinrichtung erheblich weniger den aggressiven Einflüssen des
zu messenden Gases ausgesetzt und schädliche Ablagerungen werden
reduziert.
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Die 6 lässt ein
System mit einer Vielzahl von Gasprobenentnahmevorrichtungen 1a, 1b, 1c erkennen,
die jeweils in der oben beschriebenen Weise über Schlauchleitungen an Gassensormitteln 15 geklemmt
sind.
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Die
Gassensormittel 15 sind wiederum mit Analog-Digital-Wandlern 24 verbunden,
die jeweils an eine Steuerungseinrichtung 25 geklemmt sind. Weiterhin
ist ein Taktgeber 26 zur Zählung der Messrate vorgesehen
und mit den Gassensormitteln 15 und den Steuerungseinheiten 25 verbunden.
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Die
Energieversorgung erfolgt mit einer autarken Energieversorgungseinheit 27 mit
Solarpaneels 28 und Speicherbatterien 29. Alternativ
kann auch eine Energieversor gung durch Ausnutzung des Gasdrucks
oder der Wärmeenergie
an der Messstelle erfolgen.
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Die
Steuerungsmittel sind mit Funkübertragungsmitteln 30 verbunden,
um die Messdaten telemetrisch an eine entfernte Auswerteeinheit
zu übertragen.
Zu dem sind die Steuerungseinheiten 25 derart ausgebildet,
dass eine Fernsteuerung der Messeinrichtung von einer externen Auswerteeinheit über die
Funkübertragungsmittel 30 ermöglicht wird.
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Die
Steuerungseinheiten 25 sind über einen digitalen Feldbus 31 miteinander
gekoppelt. Die einzelnen Komponenten der Messeinrichtung sind hierbei
so ausgebildet, dass diese mit robusten Stecksystemen einfach elektrisch
zusammengeschaltet werden können.
Der Feldbus 31 hat den Vorteil, dass Erweiterungen und
Ergänzungen
der Messeinrichtung ohne Eingriffe in die bereits bestehenden Komponenten
erfolgen kann.
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Die
Temperaturmessung erfolgt vorzugsweise mit einem Thermoelement,
dass in einen Teflonschlauch eingebettet und somit gegenüber Korrosion geschützt ist.
Die Druckmessung erfolgt mit einem Drucksensor, der an einem vom
heißen
Bereich der Fumarole entfernten Ende eines Teflonschlauchs angeordnet
ist. Das andere offene Ende des Teflonschlauchs ist gegen die Richtung
des ausströmenden
Gases gerichtet.
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Die
Messeinrichtung ist vorzugsweise zur Messung von Fumarolengasen
von Vulkanen geeignet, kann aber auch zur Messung von Gasen in anderen
Umgebungen, wie zum Beispiel zur Überwachung von Bodengasen oder
Gasen in der Atmosphäre
eingesetzt werden.
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Die
Messeinrichtung hat weiterhin vorzugsweise Positionsbestimmungsmittel,
insbesondere satellitengestützte
Ortungsmittel nach dem Global-Positioning-System GPS, so dass die
gemessenen Parameter der entnommenen Gasprobe G in einer zentralen
Auswerteeinheit einer Ortsposition zugeordnet werden kann. Für eine bewegliche Messeinrichtung kann
damit auf einfache Weise eine Kartierung der Messdaten und eine
Erstellung von Isolinien-Karten erfolgen.