DE1032575B - Messvorrichtung zur quantitativen Bestimmung der von einem Luft- oder Gasstrom mitgefuehrten Menge von Aerosolen - Google Patents

Description

• Meßvorrichtung zur quantitativen Bestimmung der von einem Luft- oder Gasstrom mitgeführten Menge von Aerosolen Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur quantitativen Bestimmung der von einem Luft- oder Gasstrom mitgeführten Menge von festen oder flüssigen Teilchen, wie z. B. Staub verschiedener Herkunft, Rauch, Nebel od. dgl., der sogenannten Aerosole.
• Es sind Meßvorrichtungen bekannt, bei denen der Gasstrom zwischen zwei parallelen oder konzentrischen, auf verschiedener Temperatur gehaltenen Wandungen durchgeführt wird und die Aerosole sich durch Wirkung der Wärmedifferenz dieser Platten an einer Platte niederschlagen. Der Niederschlag wird durch Wasser abgespült. Um dieses Abspülen einfach und mit geringen Wassermengen durchführen zu können, wurde bei Vorrichtungen mit konzentrischen Wänden der Außenzylinder in Drehung versetzt.
• Diese unbefriedigenden Vorrichtungen wurden durch solche verdrängt, die nach Art eines Elektrofilters arbeiten. Diese besitzen zwei auf verschiedenem elektrischem Potential befindliche Elektroden. denen das zu prüfende Gas in einer gewissen Menge je Zeiteinheit zugeführt wird. Dabei erhalten die im Gas mitgeführten Teilchen eine elektrische Ladung, werden von der Anodenfläche angezogen und schlagen sich auf dieser nieder.
• Die bisher bekannten Meßvorrichtungen mit elektrischen Staubabscheidern eignen sich jedoch nur zum Analysieren der Luft bei verhältnismäßig niedrigen Konzentrationen der Aerosole, höchstens 8 103 Teilchen/cm3, da sonst ihre Leistungsfähigkeit durch die auf der Anode niedergeschlagene Schicht rasch herabgesetzt wird. Die niedrige elektrische Leitfähigkeit dieser Schicht erschwert allmählich die Übertragung der Ladungen, so daß die Leistung bald auf 50 bis 30°/o des optimalen Wertes sinkt. Das ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß die ungenügend geladenen Partikeln durch den Luftstrom mitgerissen und besonders die gröheren Teilchen durch die Anode nicht angezogen werden. Die Ergebnisse der Proben bei einer stärkeren Verunreinigung der Luft sind daher nicht zuverlässig genug. Für genaue Analysen ist es deshalb nötig, die Luft durch das Gerät eine genügend lange Zeit zu blasen, um eine durchschnittliche Probe zu erfassen.
• Die Erfindung bezweckt, diese Mängel der wie ein Elektrofilter wirkenden Meßvorrichtungen zu beheben.
• Das Neue besteht darin, daß wenigstens eine der beiden Elektroden gegenüber der anderen Elektrode unter Beibehaltung der gegenseitigen Entfernung ihrer aktiven Teile periodisch oder kontinuierlich beweglich angeordnet ist. Dadurch wird erzielt, daß immer eine hochaktive Oberfläche der Anode der durchströmenden Luft ausgesetzt wird. In einer vorteilhaften Ausführung ist eine auswechselbare walzenförmige äußere Anode um eine innere feste, gleichachsig mit ihr liegende Kathode derart beweglich angeordnet, daß sie parallel mit der gemeinsamen Achse der beiden Elektroden verschoben werden kann.
• Eine weitere Vervollkommnung besteht darin, daß die Kathode elektrisch geheizt wird, um das Temperaturgefälle zwischen den Elektroden zu erhöhen.
• Feine Teilchen des Aerosols bewegen sich dann schneller und lassen sich daher besser auf der Anode auffangen. Die auf die Partikeln wirkende Kraft ist direkt proportional dem Temperaturgefälle und umgekehrt proportional der absoluten Temperatur. Die thermoelel<trische Kathode kann mit einer üblichen ionisierenden Kathode kombiniert werden, wobei den beiden Teilen der Kathode dieselbe Spannung zugeführt wird. Die thermoelektrische Kathode bildet eine thermische Barriere für die Teilchen des Aerosols.
• Die unerwünschte Wirkung des längere Zeit dauernden Niederschlages von gröberen Partikeln und gleichzeitig die ungünstige Wirkung des wachsenden Widerstandes der sich bildenden Schicht auf der Anodenoberfläche werden dadurch eliminiert. Die Leistung des Gerätes ist beinahe lO00/o.
• Das erfindungsgemäße Gerät ist zum Analysieren von Aerosolen jeder Konzentration geeignet, unter anderem auch zum Feststellen von radioaktivem Staub bzw. Rauch. Die auf der inneren Oberfläche der auswechselbaren Anode erhaltene Probe kann einer gravimetrischen, konometrischen oder radiophysikalischen Analyse unterworfen werden.
• Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
• Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines einfachen Gerätes mit einer üblichen Ionisationskathode im Längs durchschnitt; Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung mit thermoelektrischer Kathode.
• In der Zeichnung bedeutet 6 die rohrförmige auswechselbare Anode, 1 und 2 die Kathode. Die Anode besteht beispielsweise aus einem Röhrchen aus Aluminiumblech, etwa 0,5 bis 1 mm dick, und ist in einer beweglichen Biichse 3 befestigt. Die Anode wird entweder mit der Hand mittels des Zapfens 8 oder mechanisch von dem Motor 10 mittels eines nicht dargestellten Zahnrad- oder Schraubengetriebes bewegt. Der Zapfen 8 wird in einer schraubenförmigen Nut des Supports 4 geführt. Der Elektromotor 10 dient zum Antrieb des axialen Gebläses 9, das die zu prüfende Luft durch den Raum zwischen den Elektroden 1> 2 und 6 in einer bestimmten Menge je Zeiteinheit treibt.
• Die Kathode 1, 2 wird vom Isolator 5 getragen, der in der Hülse 7 gleichachsig mit der Anode gelagert ist. Die Kathode ist ebenfalls auswechselbar. Im Falle der Handbedienung wird der Zapfen 8 während der Luftprobenabnahme periodisch um eine bestimmte, auf dem Gerät bezeichnete Entfernung verschoben.
• Bei mechanischem Antrieb der Anode kann derselben eine langsame Hin- und Herbewegung erteilt werden.
• In der Saugöffnung des Gebläses kann ein Halbleiter-Anemometer angeordnet werden, um die Menge der durchgetriebenen Luft genau kontrollieren zu können. Das Gerät wird durch den Druckknopf 11 eingeschaltet.
• Die Zeichnung stellt nur zwei Ausführungsbeispiele dar, und die Erfindung ist auf diese Beispiele nicht beschränkt. Es ist klar, daß prinzipiell derselbe Effekt erreicht wird, wenn die Anode fest und die Kathode beweglich angeordnet wird oder wenn die beiden Elektroden gegenseitig sich verschieben. Die Form und Größe der Elektroden kann beliebig geändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Die Elektroden können z. B. in der Anordnung von »Spitze - Platte«, »Spitze - Röhre«, »spitzige Röhre - Röhre« oder auch beiderseitig flach ausgeführt werden. Die lineare Bewegung des i Feldes ermöglicht die Erhaltung der Charakteristik desselben und dadurch auch die Erhaltung von malen Bedingungen des elektrostatischen Niederschlagens der in der Luft suspendierten Teilchen; Selbst bei sehr hohen Konzentrationen der Aerosol«''"," wird eine höchst zuverlässige und genaue Bestimmiang gewährleistet.

Claims (5)

1. PATENTANSPRUCHE: 1. Meßvorrichtung zur quantitativenBestimmuti der von einem Luft- oder Gasstrom mitgeführt Menge von Aerosolen, bestehend aus gegenseiti elektrisch isolierten Elektroden, an welche einey Spannungsdifferenz angelegt wird, dadurch g kennzeichnet, daß wenigstens eine dieser Elektroden gegenüber der anderen Elektrode unter Bein behaltung der gegenseitigen Entfernung ihrer aktiven Teile periodisch oder kontinuierlich be- bzw weglich angeordnet ist.
2. 2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1,' 4',:' zeichnet durch elektrische Beheizung eines oder der ganzen Kathode.
3. 3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einer die Kathode umgebenden zylindrischen An ode, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (65 gegenüber der Kathode (1, 2) axial verschiebba angeordnet und diese Bewegung von der Bewegung f eines Gebläsemotors (9) abgeleitet ist.
4. 4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einer die Kathode umgebenden zylindrischen ' Anode, welche unter Umständen abnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der zylindrischen Anode (6) bzw. an dessen Tragteil ein in eine schraubenförmige Nut eingreifender Zapfen (8) vorgesehen ist.
5. 5. Meßvorrichtung nach einem der vorangehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der"'.', Saugöffnung des Gebläses (9) ein Halbleiter-Ane-: mometer angeordnet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 173 682.