DE1598508A1

DE1598508A1 - Tragbare Nebelkammer

Info

Publication number: DE1598508A1
Application number: DE19671598508
Authority: DE
Inventors: Skala George Frank
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-01-27
Filing date: 1967-11-26
Publication date: 1971-04-01
Also published as: FR1509485A; AT277618B; BE693286A; NL6701309A; GB1155161A; US3463589A

Description

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Patentanwalt

DipL-Ing. Lothar Μίάα-GliS ⁶ Frankfurf/Maln 1

Patentanwalt Posffoch 3011

6 Frankfurf/Main i 664-14D-3912

Posifcch 3011

General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, N. Y. ,.USA

TragbaieNebelkanuaer

Die Erfindung bezieht sich auf eine kontinuierlich arbeitende Nebelkammer, die tragbar ist. Unter tragbar soll hier ein Gegenstand verstanden werden, der von einem Menschen traisportiert werden kann. Als Kondensationskeime werden ganz allgemein kleine Partikelchen verstanden, die durch die Tatsache gekennzeichnet sind, daß sie in einem dampfförmigen Medium, wie beispielsweise in Wasserdampf als Keime dienen, um die herum sich kleine Tröpfchen kondensieren. Kondensationskeime enthalten Par-

-4 -8 tikelchen, deren Teilchengröße zwischen 1 χ 10 und 1 χ 10 ca Radius liegt. Die wichtigsten Teilchen sind hierbei Teilchen,

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deren Radius zwischen 5 χ 10 und 5 x 10 cm liegt.

Nebelkammern sind an sich bekannt und beispielsweise in der US-Patentschrift 3 037 398 beschrieben. Solche Nebelkammern verwenden die verschiedensten Anordnungen zur Erzielung der erforderlichen Feuchtigkeit, die verschiedensten Expansionskammern und auch die verschiedensten elektrischen Aufnahmeverfahren. Wenn man nun die Einzelteile einer Nebelkammer so zusammenstellen will, daß sich eine kompakte und kontinuierlich

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arbeitende Nebelkammer ergibt, so ist es notwendig, bessere Einzelteile und Anordnungen zu entwickeln. Hierzu ist es erforderlich, die verschiedenen Einzelteile einer Nebelkammer verhältnismäßig klein zu machen. Weiterhin dürfen keine komplizierten Teile verwendet werden, die einer schwierigen oder umfangreichen Wartung bedürfen. Ebenso rauiä der Leistungsbedarf für die sich bewegenden mechanischen Teile sowie für die verschiedenen elektrischen Schaltkreise so klein wie möglich gehalten werden. Schließlich muß die Nebelkammer noch eine lange Lebensdauer besitzen und in jede Stellung und in jeder Umgebung arbeiten können, die bei einer tragbaren Nebelkammer auftreten kann.

Die Erfindung beinhaltet eine Nebelkammer mit einem Ventil· und Leitungssystem, in dem Gasproben nur während eines verhältnismäßig kleinen Teils des Nebelkammerzyklus durch den Luftbefeuchter in die Expansionskammern hineingelangen, und in dem während des restlichenZyklus Luft aus der Umgebung an dem Befeuchter vorbei und direkt durch die Expansionskammer strömt, so daß die Expansionskammer kontinuierlich gesäubert und getrocknet wird. Dadurch werden solche Einflüsse, die den Luftbefeuchter beschädigen können, auf ein Minimum herabgesetzt. Solche Einflüsse können beispielsweise auftreten , wenn in der Gasprobe korrodierende Dämpfe vorhanden sind. Der Befeuchter ist eine unabhängige, abgeschlossene Baueinheit mit Kapillareigenschaften, die in jeder Lage des Befeuchters einen Wasservorrat mit der durch den Befeuchter hindurch strömenden Luft verbindet, so daß

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sich die durch den Befeuchter hindurchströmende Luft mit Feuchtigkeit unabhängig davon sättigen kann, welche Lage die tragbare Nebelkammer gerade einnimmt. Die Expansionskammer weist eine geschlossene Röhre mit polierten Wänden auf, die Licht von einer Lichtquelle nn einem Ende dieser Röhre auf einen Lichtdetektor am anderen Ende der Röhre weiterleitet, ohne daß es notwendig ist, Linsen oder andere optische Elemente zu verwenden. Die elektrischen Steuerschaltkreise für das elektrooptische System weisen einen Speicher zur Speicherung des elektrischen Signals auf, das der Kondentration der Keime in einer gerade untersuchten Gasprobe entspricht. Daraufhin wird diese gespeicherte Anzeige in Übereinstimmung mit dem nächsten Signal modifiziert, so daß eine kontinuierliche überwachung stattfindet. Zwischen zwei Ablesungen gleicht sich das optische System von selber ab, so daß alle aufeinanderfolgenden Ablesungen auf einem gemeinsamen Bezugswert beruhen.

Im folgenden soll die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau der erfindungsgemäßen Nebelkammer, insbesondere die Ventile und die Strömungswege.

Fig. 2 zeigt tabellarisch den Ablauf eines Arbeitszyklus für die Nebelkammer nach Fig. 1.

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Fig. 3 ist ein Schaltbild für die Luftsteuerung und das Ablesen für die Nebelkammer nach Fig. 1.

Fig. 4 und 5 zeigen ein Ventil, das in der Nebelkammer nach Fig. verwendet werden kann.

Fig. 6 und 7 zeigen einen besonderen Befeuchter, der in der Nebelkammer nach Fig., 1 verwendet werden kann.

Fig. 8 zeigt die räumliche Anordnung der verschiedenen Bauteile der Nebelkammer aus Fig. 1 in einem tragbaren Gehäuse.

In der Fig. 1 sind nun die Grundzüge in Form eines Blockdiagramms dargestellt, nach denen eine tragbare Nebelkammer nach der Erfindung aufgebaut ist. Eine Gasprobe, in der die Keimkonzentration gemessen werden soll, tritt in die Ansaugleitung 1 ein und wird durch einen Befeuchter hindurchgeführt, der mit 2 bezeichnet ist und in Verbindung mit Fig. 7 noch im einzelnen beschrieben wird. Bei der Nebelkammer nach Fig. 1 kann man an die Ansaugleitung 1 noch vor dem Befeuchter 2 einen Konverter 24 ansetzen. Der Konverter 24 wird dann verwendet, wenn man ein bestimmtes Gas, z.B. Ammoniak, nachweisen will. Die Aufgabe des Konverters 24 besteht darin, das nachzuweisende Gas in Kondensationskeime umzuwandeln. Diese Umwandlung kann in einer Säure-Basen-Reaktion durchgeführt werden, bei der korrodierende Dämpfe wie beispielsweise Salzsäure entstehen. Da diese korrodierenden Dämpfe den Be-

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feuchter 2 und die anderen Bauteile der Nebelkammer beschädigen können, durch die Luft bzw. die Gasprobe hindurchströmt, ist es günstig, das Hindurahströmen dieser korridierenden Dämpfe durch diese einzelnen Bauteile in der Nebelkammer auf ein Minimum zu reduzieren.

Aus diesem Grund wird der Befeuchter 2 durch eine weitere Leitung 3 umgangen, die zur Luft in der Umgebung offen ist und daher keine korrodierenden Dämpfe enthält. Ein Ventil 5, das mit A bezeichnet ist, ist zwischen den Befeuchter 2 und einer Expansionskammer 4 in die Leitung 1 eingesetzt. Mit der Leitung 3 ist ein weiteres Ventil 6 verbunden,das mit B bezeichnet ist. Die Ventile A und B sind innerhalb eines Ventilsatzes 25 mechanisch gekoppelt, so daß sie in einem genau feststehenden Zusammenhang zueinander öffnen und schließen. Dieser Zusammenhang ist vom Arbeitszyklus der Nebelkammer abhängig, der anschließend noch im einzelnen erläiert wird. Der Ventilsatz 25 verbindet die beiden Ventile 5 und 6 mit einer Eingangsleitung 7, die zur Expansionskammer 4 führt. Die mechanische Kopplung in dem Ventilsatz 25 zwischen den beiden Ventilen 5 und 6 ist so gewählt, Aß das Ventil A während des größten Teiles des Arbeitszyklus der Nebelkammer geschlossen ist und nur während der notwendigen Zeitspannen geöffnet wird, die erforderlich sind, um befeuchtete Luft in die Expansionskammer 4 einströmen zu lassen. Während der restlichen Zeitspanne im Betriebszyklus ist das Ventil B geöffnet, so daß saubere, trockene Luft in die Expansionskammer 4 einströmen kann.

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Nacli der Expansion treten die Gasproben aus der Expansionskammer 4 durch die Ausgangsleitung 8 aus, die mit zwei Leitungen und 10 verbunden ist. Jede der Leitungen 9 und 10 weisen ein Ventil 11 bzw. 12 auf. Die Ventile 11 und 12, die mit den Buchstaben C und D bezeichnet sind, gehören zum Ventilsatz 25 und sind mechanisch miteinander gekoppelt, so daß sie in der Reihenfolge öffnen und schließen, wie es in der tabellarischen Aufstellung nach Fig. 2 gezeigt und anschließend noch beschrieben wird. Vor dem Ventil 6 geht eine Leitung 13 von der Leitung 3 ab. Die Leitung 13 enthält ein Ventil 14, das mit E bezeichnet ist. Auch das Ventil E ist in dem Ventilsatz 25 mit den Ventilen 5, 6, 11 und 12 mechanisch gekoppelt. Auf der anderen Seite des Ventils 14 ist die Leitung 13 mit demjenigen Abschnitt der Leitung 10 verbunden, der von der Auslaßseite des Ventisg. 12 kommt. Die Leitungen 10 und 13 sind über eine Leitung 26 mit einem Vakuumregler verbunden, der ganz allgemein mit der Bezugsziffer 15 bezeichnet ist. Die Leitung 26 ist eine Belüftungsleitung für den Vakuumregler 15. Sie endet innerhalb des Vakuumreglers 15 in einer Düse 16 mit veränderlicher Öffnung, so daß die Höhe des Vakuums innerhalb des Vakuumreglers 15 geregelt werden kann. Die Größe der Düse 16 wird von einem Balg 17 und einem Gestänge 18 bestimmt. Die Leitung 9 endet ebenfalls im Vakuumregler 15. Das Innere des Balgs 17 ist mit dem Lufteinlaß der Leitung 3 über eine Leitung 19 verbunden, so Aß im Balg 17 ein Bezugsdruck herrscht. Der Balg, das Gestänge und die Größe der Düse werden so eingestellt, das im Inneren des Vakuumreglers ein Vakuum vorgegebener Größe herrscht. Eine Leitung 21 verbindet den Vakuumregler 15 mit einer Vakuum-

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pumpe 20, deren Ausstoßleitung mit 22 bezeichnet ist. Die Vakuumpumpe 20 wird von einem Motor 29 angetrieben. Mit derAusstoßleitung 22 der Vakuumpumpe 20 kann ein Schalldämpfer 23 verbunden sein, um das Geräusch des Motors und der Vakuumpumpe zu dämpfen. Der Motor 29 treibt noch den Ventilsatz 25 mit einer vorgegebenen Zyklusgeschwindigkeit an. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der M tor so eingestellt, daß die Nebelkammer nach der Erfindung mit einer Expansion pro ^Sekunde arbeitet. Der Motor 29 kann seinen Strom von einer Batterie erhalten, die beispielsweise eine 12-Volt-Batterie sein kann.

Der Vakuumregler 15 nebst seinen zugehörigen Einzelteilen, wie beispielsweise dem Balg 17, dem Hebelarm 18 und der Düse 16 mit veränderlichem Querschnitt arbeitet auf übliche Weise, so daß eine nähere Beschreibung nicht notwendig erscheint. Da es sich jedoch bei der Nebelkammer nach der Erfindung um ein tragbares Gerät handelt, sollen die einzelnen Bauteile des Vakuumreglers 15 und der Vakuumpumpe 20 bevorzugt hinsichtlich kleiner Abmessungen und geringer Gewichte gewählt werden. Wenn auch der Vakuumregler und die Pumpe keinen Bestandteil der Erfindung darstellen, sei doch bemerkt, Aß aufgrund des neuen Strömungssystems die Vakuumentlüftung für den Vakuumregler während des Expansions- und des Füllzyklus dazu beitragen, die Luftströmung durch die Expansionskammer 4 aufrechtzuerhalten. Dadurch ist es möglich, eine kldl·- nere und 1deHer transportierbare Vakuumpumpe zu verwenden.Zusätzlich ist es dadurch möglich,einen Motor mit einer geringeren Leistungsaufnahme sowie eine kleinere B_atterie zu verwenden.

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Am linken Ende der Expansionskammer 4 ist eine Lichtquelle 30 angeordnet, die einen Lichtstrahl erzeugt, der an der inneren Oberflä-'che der Expansionskammer 4 reflektiert wird und bis zum anderen Ende der Expansionskammer gelangt. Dort fällt der Lichtstrahl auf ein lichtempfindliches Element 31 wie beispielsweise auf eine Fotozelle auf. Die Lichtquelle 30 und die Fotozelle 31 sind elektrisch mit einem Regel-verstärker verbunden, der mit der Bezugsziffer 32 bezeichnet ist. In diesem Verstärker wird ein elektrisches Signal erzeugt, das proportional der Größe der Lichtstreuung innerhalb der Kammer ist.

Wie das System nach Fig. X arbeitet, wird später noch im einzelnen beschrieben. Einstweilen sei bemerkt, daß während einer Zyklusperiode eine mit Feuchtigkeit gesättigte Gasprobe in die Expansionskammer 4 eingebracht wird. Dort wird diese Gasprobe in das Vakuum hinein expandiert, As durch den Vakuumregler 15 erzeugt wird, so daß die Gasprobe übersättigt wird. Im übersättigten Zustand kondensiert sich Wasser um die Kondensationskeime herum, die in der Gasprobe vorhanden sind, so daß der Durchmesser der Partikelchen anwächst. Dadurch wird an den Teilchen Licht gestreut, das durch die Expansionskammer hindurchgeht. Die Größe dieser Lichtstreuung ist nun durch die Konzentration der Kondensationskeime in der Kammer 4 bestimmt, so daß diese Konzentration am Ausgang des Verstärkers 32 als elektrisches Signal abgenommen werden kann.

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Das Strömungssystem in der schematischen Anlage nach Fig. 1 weist nicht nur eine Expansionsperiode auf, sondern auch eine Füllperiode, in der die Expansionskaiamer 4 mit einer Gasprobe gefüllt wird, weiterhin ein© Spülperiode, in der die Gasprobe nach Messung der Kondensationskeimkonzentration aus der Expansionskammer heraus befördert wird und schließlich noch eine Verweilperiode, in der der Vakuumregler 15 sich selbst wieder auf das richtige Vakuum einstellt, und in der der elektrische Verstärker eine Ablesung des Meßergebnisses der gerade gemessenen Probe erzeugt und sich selbst wieder für die nächste Messung auf Null zurückstellt. Während des Spülens der Nebelkammer, des Füllens und während des größten Teils der Verweilzeit im Betriebszyklus befindet sich ein elektrischerUmsehalter 34, der mit dem elektrischen Verstärker 32 verbunden ist, in seiner Schaltstellung 2. Während eines kleinen Teils des Betriebszyklus,der sich über den letzten Teil der Verweilzeit und Über den ersten Teil des Expandierens erstreckt, befindet sich der umschalter 34 in seiner Schaltstellung 1. Während der restlichen Expansionszeit wird der Umschalter 34 wieder in seine Schaltstellung 2 zurückgeschaltet. Wenn der Umschalter 34 in der Schaltstellung 2 steht, gleicht sich der Verstärker 32 selbst ab, so daß aufeinanderfolgende Ablesungen alle auf die gleiche vorgegebene Bezugsgröße normiert sind. Steht der Umschalter 34 dagegen in der Schaltstellung 1, nimmt der Verstärker 32 eine Ableegung der Keimkonzentration innerhalb der Expansionskammer 4 vor. Der Motor 29 kann mit dem Schalter 34 mechanisch verbunobn sein, so daß der Schalter 34 während der riehtigenZeitpunkte innerhalb des Zyklus umgeschaltet „

_wird, 108814/034 8 ©ad original

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Die Fig. 2 zeigt nun den Strömungszyklus im Strömungssystem nach Fig. 1. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht der Zyklus aus vier aufeinander folgenden Perioden, undzwar wird in der ersten Periode die Gasprobe aus der Nebelkammer heraus befördert, in der zweiten Periode wird die Nebelkammer mit einer neuen Gasprobe gefüllt, in der dritten Periode ruht die Gasprobe für eine gewisse Zeit und in der vierten Periode wird die Gasprobe expandiert. Die Länge der ersten Periode beträgt bei einem 360° - Zyklus 45°, die Füllperiode beträgt 195°, daraufhin ruht die Gasprobe für eine Dauer von 60 und expandiert während weiterer 60°. Diese relativen Längen der einzelnen Perioden in einem vollständigen Zyklus von 36C° sind nur bevorzugte Betreg-bsbe^dingungen der erfindungsgemäßen Nebelkammer. Für die Grundlagen der erfindungsgemäßen Nebelkammer sind sie jedoch nicht wesentlich, so daß die Angabe der relativen Längen der einzelnen Perioden keine Beschränkung darstellen soll.

Nun soll beschrieben werden, wie die Strömungen im System nach Fig. 1 im einzelnen vor sich gehen. Hierfür soll von einem Punkt in einem Zyklus ausgegangen werden, an dem die Zustände bekannt sind, in denen s ich die verschiedenen Ventile und der elektrische Schalter befinden.Zu diesem Zweck sei angenommen, daß gerade die Spülperiode im Zyklus anliegt, in der eine Gasprobe, die gerade expandiert und ausgemessen wurde, aus der Expansionskammer heraus befördert wird. Während der ^ßülperiode sind nur die Ventile B und D offen, so daß Luft durch die Expansionskaa«er 4 hindurchströraen kann, während die Leitungen 3, Io und 28 von der

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Vakuumpumpe 20 unter Unterdruck gehalten werden. Diese Luftströmung spült die Kammer 4 mit verhältnismäßig trockener Luft aus der Umgebung, a> daß das Innere der Expansionskammer getrocknet wird. Außerdem wird die Expansionskammer von Kondensationskeimen befreit, die aus der gerade untersuchten Gasprobe stammen können. Die Luftströmung, dieisährend der Spülperiode in der Leitung 26 auftritt, wird noch dazu verwendet, die Vakuumkammer zu belüften, so Aß die Belastung für die Vakuumpumpe 20 erhalten bleibt. Die Gasprobe, die die Kondensationskeime enthält, strömt durch die^vakuumentlüftungsleitung 26 hindurch und tritt durch die Düsenöffnungen 16 von veränderlichem Querschnitt in deηVakuumregler 15 ein. Diese Luftprobe wird dann aus dem Vakuumregler 15 von der Vakuumpumpe 20 durch die Leitung 22 und den Schalldämpfer 23 abgepumpt.

Wenn die Spülperiode des Zyklus beendet ist, wird der Ventilsatz 25 so betätigt, daß sich das Ventil Ä öffnet, während sich das Ventil B schließt. Dadurch wird nun Luft nicht mehr durch die Leitung 3 für trockene Luft angesaugt, sondern durch die Leitung 1 für befeuchtete Luft. Während der Füllperiode bleiben die Ventile C und E geschlossen, während das Ventil D genauso wie in der bereits beendeten Spülperiode offen bleibt. Die Luft, die von der Ansaugleitung 1 durch den Befeuchter 2 hindurch angesogen wird, kann Außenluft sin oder aus dem Umsetzer 24 stammen. In beiden Fällen enthält dieGasprobe, dLe in den Befeuchter 2 eintritt, Kondensationskeime, obren Konzentration bestimmt werden soll.

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Die Leitung 3 ist als Schlange durch den Befeuchter 2 hindurchgeführt, so daß ihre innere Gbe rf lache möglichst^ roß wird. Der .Luftbefeuchter 2 wird in Verbindung mit Fig. 7 anschließend noch im einzelnen beschrieben.Im Augenblick sei bemerkt, daß im Luftbefeuchter 2 die inneren Oberflächen der Leitung 1 dadurch feucht gehalten werden, daß die inneren Oberflächen mit einem Viasserreservoir verbunden sind. In den Luftstrom, der durch den Befeuchter hindurchgeht, dampft kontinuierlich V/asser hinein, so daß die relative Feuchtigkeit in der Luftströmung beim Austritt aus dem Luftbefeuchter 100 % beträgt. In diesem Zustand strömt die Gasprobe durch das offene Ventil A und durch die Ansaugleitung 7 hindurch und gelangt in die Expansionskammer 4. Während der Füllperiode wird der Luftstrom von der Vakuumpumpe 20 aurecht erhalten. Weiterhin dient der Luftstrom als Entlüftung fürjden Vakuumregler 15, wie es bereits in Verbindung mit der Spülperiode beschrieben wurde. Die Länge der Füllperiode wird so gewählt,daß sichergestellt ist, daß die Expansionskammer vollständig mit der zu untersuchenden Gasprobe gefüllt ist. Zu diesem Zeitpunkt schaltet der Ventilsatz 25 das ganze System in die Verweilperiode um, während der alle Ventile, die vorher offen waren, schließen, so daß durch die Expansionskammer 4 keine Luft mehr hindurchströmen kann. Dadurch wird die ganze Gasprobe, die ausgemessen werden soll,innerhalb der Expansionskammer 4 gesammelt. Während der Verweilperiode erhält derVakuumregler 15 durch die Leitungen 26 und 13 und durch das Ventil 14 einen vorgegebenen Unterdruck aufrecht. Wie man aus Fig. 2 entnimmt, öffnet das Ventil E während der Verweilperiode, so daß die erforderliche Vakuumbelüftung möglich ist.

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Während des größten Teils der Verweilzeit steht der Steuerververstärker 32 im Nullzustand, da der Schalter 34 in der Schalterstellung 2 steht. Wie der Steuerverstärker 32 im einzelnen arbeitet und wie er vom Schalter 34 angesteuert wird, wird anschließend noch näher erläutert. Der Schalter 34 wird an einem ganz bestimmten Zeitpunkt kurz vor Beendigung der Verweilperiode in die Schaltstellung 1 umgeschaltet. Dieses geschieht durch die mechanische Verbindung zwischen diesem Schalter und dem Motor 29. Wenn der Schalter 34 in der Schaltstellung 1 steht, mißt der Steuerverstärker 32 die Keimkonzentration innerhalb der Expansionskammer 4. Kurz nachdem der Ilaschalter 34 in die Schaltstellung 1 umgeschaltet ist, schaltet der Ventilsatz 25 das ganze Strömungssystem in die Expansionsperiode hinein, in der das Ventil C geöffnet ist. Die Gasprobe in der Expansionskammer 4 wird nun einem vorgegebenen Unterdruck im Vakuumregler 15 ausgesetzt, so daß sich die Gasprobe aufgrund des unmittelbaren Druckabfalls plötzlich expandiert. Diese Expansion der Gasprobe innerhalb der Bxpansionskammer 4 führt auf eine Übersättigung der Gasprobe, so daß sich an den Kondensationskeimen Nebeltröpfchen kondensieren. Wenn sich die Nebel tröpfchen innerhalb der Kammer 4 an den Kondensationskeimen kondensieren» wächst der Radius der Nebeltröpfchen an, bis sie ©ine Größe erreicht haben, von der an sie Licht zu streuen beginnen» Wenn die Nebeltröpfchen anwachsen, iällt auf die Fotozelle 31 weniger Licht auf♦ Dadurch wird im Verstärker ein elektrisches Signal erzeugt, dta in eine Ablesung umgesetzt wird, diejder Konzentration der Kondensationekeime innerhalb der Expansionskammer 4 proportional ti. Die Kondensation innerhalb der

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Expansionskamne r wächst auf einen Maximalwert an.Anschließend beginnt das Wasser wiederum, von den Kondensationskeimen abzudampfen. Die Größe und die Geschwindigkeit der Kondensation ist vollständig von der Größe der Expansion bestimmt. Da die Größe der Expansion sehr genau eingestellt werden kann, läßt sich die Kondensationsgeschwindigkeit ebenfalls sehr genau regeln. Das bedeutet, daß das Kondensationsmaximum genau vorhergesagt und so gesteuert werden kann, daß es an einen vorgegebenen Zeitpunkt innerhalb der Expansionsperiode auftritt. Um die Kondensationskeirakonzentration kontinuierlich zu überwachen, werden im Verstärker 32 die Spitzenwerte aufeinanderfolgender Messungen gespeichert und dazu verwendet, kontinuierlich ein Anzeigeinstrument zu verstellen. Der Motor 29 ist mit dem Schalter 34 mechanisch gekoppelt. Diese Kopplung ist so ausgelegt, daß der Umschalter dann in die Schalterstellung 2 zurückgeschaltet wird, wenn die Kondensation in der Expansionskammer 4 ihren Maximalwert erreicht hat. Die Ablesung, die durch den Verstärker 32 möglich ist, betrifft daher immer eine Spitzenwertablesung.

Während der Expansionsperiode wird im Vakuumregler durch die Belüftung durch das offene Ventil 14 ein bestimmter Unterdruck aufrecht erhalten. Das geschieht auf die gleiche Vfeise, wie es für die Verweilperiade beschrieben worden ist. Nach der Expansionsperiode schaltet der Ventilsatz 25 wieder zur Spülperiode um, und ein vollständiger Zyklus ist beendet.

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Zusammenfassend kann:man die Y/irkungsweise des ganzen Systems wie folgt beschreiben. Die JExpansionskammer wird zuerst mit trockener Luft aus der Umgebung gespült und daraufhin mit befeuchteter Luft angefüllt, die Kondensationskeime enthält. Sowohl das Spülen als auch das Füllen wirdjdurch eine Vakuumentlüftung für den Vakuumregler 15 möglich gemacht. Wenn die Expansionskammer gefüllt und alle Ventile mit Ausnahme eines Ventils für dieVakuumhilfsbelüftung geschlossen sind, wird die Gasprobe in der Expansionskammer 4 festgehalten. Kurz vor Beginn der Expansionsperiode wird der Verstärker 32 aus seinem Ruhezustand umgeschaltet, so diß er meßbereit ist. Darugifhin wird die Gasprobe in der Expansionskammerjauf einen niedrigen Druck hin expandiert, der vom Vakuumregler aufrecht erhalten wird. D_adurqh können sich Nebeltröpfchen an den Keimen kondensieren, die in der G:\sprobe suspendiert sind. Als Folge davon wird Licht, das normalerweise auf eine Fotozelle auffällt, gestreut. Als Folge davon fällt weniger Licht auf die Fotozelle auf. Wenn der Verstärker einen Spitzenwert erreicht hat, der die Größe der Keimkonzentrationen in der Gasprobe anzeigt, schaltet der Verstärker wieder in den Ausgangszustand zurück. Um die Keirarkonzentrationen kontinuierlich überwachen zu könen, werden aufeinander folgende Spitzenwertablesungen einem Meßinstrument zugeführt. Im System nach Fig. 1 strömt Luft nur während der Füllperiode durch den Befeuchter hindurch, so daß Korrosionen im Befeuchter und in der Expansionskammer sowie Ablagerungen, die auf saure Dämpfe zurückzuführen sind, auf ein Minimum herabgesetzt sind.

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In der Fig. 3 ist nun das Schaltbild des Verstärkers 32 dargestellt. Zur Stromversorgung dieses Verstärkers dient eine Batte-.rie IGO, die eine übliche 12-Volt-Batterie sein kann. Solche Batterien haben verhältnismäßig geringe Abmessungen und können leicht in der tragbaren Nebelkammer nach der Erfindung urtergebracht werden. Die Batterie .100 ist über die Eingangsanschlüsse "¹Gl und 1G2 mit einem üblichen Gleichstrom-" echselstromumsetzer verbunden, der als Block 103 dargestellt ist. Der Umsetzer ~.C3 kann" üblich aufgebaut sein und die Sekundärwicklung 1C4 eines Ausgangstransformators enthalten, in der die Wechselspannung induziert wird. Die Spannung unddie Frepenz der Ausgangsgröße des Umsetzers können auf jeden zweckmäßigen Wert eingestellt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung war die Ausgangsgröße des Umsetzers eine Rechteckspannung mit einer Frequenz von 3 kHz und einer Spannung von 120 Vss. Die Sekundärwicklung 10-4 weist einen geerdeten Mittelabgriff 105 auf, so daß die Wicklung 104 in zwei Hälften unterteilt ist. über dieAusgänge IC7 und ICO der Sekundärwicklung "04 sind in Serie die Fotozelle 31 und ein Widerstand ICG gelegt. ->ie beiden Teile der Sekundärwicklung K:4 bilden zusammen mit der Fotozelle 3¹ und dom Widerstand ¹OG die vier Zweige einer Brücke, deren Ausgangsgröße vom Widerstandsvert der Fotozelle 31 und damit von der Lichtmenge abhängt, die auf die Fotozelle 31 auffällt. Die Ausgangsgröße der Brücke wird am Anschluß 109 abgenommen und über ein Potentiometer ¹¹O, mit dem die Verstärkung eingestellt werden kann, und über einen Kondensator 111 der Basis 112 eines zweistufigen Transistoreverstärkers mit den Transistoren 113 und 116 zugeführt. ImRuhezustand ist die

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Brücke abgeglichen, so daß am Ausgangsanschluß 109 kein Signal anliegt. Y/ird jedoch das Licht geschwächt, das von der Lampe 30 auf die Photozelle auffällt, so entsteht am Anschluß 109 ein Sig^ nal. Die Vorspannung für den Verstärkungstransistor l:i3 wird durch zv/ei Spannungsteilerwiderstände 114 und 11.5 gewonnen, die zwischen :.2V und Erde liegen. Die Ausgangsgröße des Transistors 113 wird dem Eingang, des Transistors 3.1Θ in der zweiten Verstärkerstufe zugeführt. Die Ausgangsgröße dieses zweiten Transistors liegt an der Primärwicklung 117 eines Ausgangst ransf ormatoi-s 118 an. Der K^lleLtorstrom für die beiden Transistoren 113 und 116 wird von der \2-Volt-*Br.tterie geliefert, Der Emitter des Transistors !".6 ist über einen Vorspannuniiswiderstand 120 geerdet, dem ein Kondensator 1.10 parallel geschaltet ist.

Die Sekundärwicklung des Ausgangstransfοrmators 118 weist zwei hintemnander geschaltete Wicklungshälften 121 und 122 auf. D-.a Ausgangssignal, das an den beiden Sekundärwicklungen des Transformators 118 entsteht, wird den Eingängen 123 und 124 eines Ringmodulators zugeführt, der daß Bezügszeichen 125 trägt. Von den Ausgangsanschlügsen 107 und 108 des Utasetzers 103 wird ein Bezugssignal für den Ringmodulator 125 abgenommen und den Ringmodulatoranschlüssen 126 und 127 zugeführt. Der Anschluß 127 des Ringmodulators kann der Schleifkontakt eines Potentiomete-rs sein. Der ^ingmodulator 125 ist auf bekannte Weise ausgeführt, so daß er nicht näher beschrieben zu werden braucht. Die Aufgabe des Ringmodulators 12S besteht darin, da» Wöchß@l8tromsignal, das an

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—..ciSekundärwicklung des Transformators ¹JS entsteht, in ein demoduliertes Gleichstromsignal umzuwandeln, dessen Größe der Größe und Phase des eingehenden Yfechselstromsignals proportional ist. Das Demodulationsprodukt tritt an der Verbindungsteile 128 zwischen den beiden >7icklun-;s£häS.ten 121 und 122 des Ausgangstransformators 118 auf. Der Ringmodulator 125 ist so eingestellt daß das Demodulationsprodukt am Anschluß 128 positiver wird, wenn die Photozelle 33 weniger Licht empfängt, weil das Licht an den Kondensationskeimen in der Expansionskammer4 stärker gestreut wird. Der Anschluß 128 ist über einen Kondensator 129 an Erde gelegt, so daß auch dieser Kondensator 129 bei einer stärkeren Lichtstreuung in der Expansionskammer stärker positiv aufgeladen wird. Die Signalspannung am Kondensator 129 wird der Basis eines als Emitterfolger geschalteten Transistors 130 zugeführt, dessen Kollektor an der Batteriespannung von 12 V liegt. Die Aufgabe des Emitterfolgers besteht darin, die Ausgangsimpedanz von einem verhältnismäßig hohen Wert auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert herabzusetzen. Der Grundlhierfür wird noch erläutert.

Der Emitter des Transistors 130 ist mit einem Schaltarm 131 des Umschalters 34 verbunden. Wenn der Schalter 34 in der Schaltstellung 1 steht, ist der Schaltarra 131 elektrisch mit einem ,Schalteranschluß 132 verbunden, während der Schaltarm 131 in der Schaltstellung 2 am Schalteranschluß 133 anliegt. Der Schalteranschluß 132 ist mit einem S_chaltpunkt 134 verbunden, der über einen Kondensator 135 geerdet ist und außerdem mit der Basis eines Transistors 136 in Verbindung steht. Da der Emitterfolger 130 eine niedrige

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Aus;-angsimpedanz aufweist und da derKondensator 13 5 geerdet ist, folgt die Spannung am Kondensator 135 den Gleichspannungsänderungen am Kondensator 129 recht gut. Zusätzlich filtert der Kondensator 135 alle Wechselstromkomponenten aus dem Ausgangssignal des Ringdemodulators 125 heraus. Wenn somit der Schalter 34 in seiner Schaltstellung 1 steht, lädt ijsch der Kondensator 135 auf eine positive Spannung auf, die ein Maß für die Größe der Lichtabschwächung in der Expansionskammer 4 ist. Die Signalspannung am Kondensator 135 wird an einem zweistufigen Verstärker angelegt, der' einen Transistor 136 und einen Transistor 137 aufweist. Diese beiden Transistoren dienen dazu, die Impedanz wieder auf einen verhältnismäßig hohen Wert zu bringen, um die Leistung zu erhöhen. Die Kollektoren der Transistoren 136 und 137 sind mit der 12-V-Batterie verbunden. Der Emitter des Transistors 137 liegt am Anschlußpuikt 138, der über einen Filterkondensator 13 9 geerdet ist. Als Emitterwiderstand für den Transistor 137 dient ein Widerstand 14b, der vom Anschlußpunkt 138 ausgeht und zum Anschlußpunkt 141 führt, der auf einer negativen Spannung liegt. Wie diese negative Spannung am Anschlußpunkt 141 zweckmäßigerweise erzeugt wird, wird anschließend noch beschrieben. Man kann jedoch eine beliebige Quelle für negative Spannungen wie beispielsweise eine Batterie verwenden. Die Größe dieser negativen Spannung ist für die tragbare Nebelkammer nach der Erfindung nicht kritisch. Sie betrug in einer bevorzugten Ausführungsform etwa -5 V.

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Das Signal am Anschluß 138 wird dann über einen Widerstand 142 einem Strommeßgerät 143 zugeführt, das in Serie mit dem Widerstand 142 liegt.

Wenn der Schalter 34 in seiner tchaltstellung 2 steht, ist der Schaltarm 131 über den Schalteransdiuß 133 mit einem Filternetzwerk 144 verbunden, dessen Ausgang mit einem Anschluß 145 in Verbindung steht..Der Anschlußpunkt 145 ist mit der Basis eines Transistors 146 verbunden, dessen Kollektor an der 12-V-Brtterie liegt. Der Emitter des Transistors 14ö liegt am Schaltpunkt ?47, der über einen Emitterwiderstand 148 an die negative Spannung am Anschlußpunkt 141 gelegt ist. Um den Stromkreis für das Meßinstrument zu schließen, ist der negative Anschluß des Meilinstz'umentes 143 ebenfalls mit dem Punkt 147 verbunden. Die Spannung am Anschlußpunkt 147 und damit die Spannung am negativen Anschluß des Meßinstruments 143 wird vom Transistor 146 auf einem vorgegebenen negativen Potential gehalten, so daß der Nullabgleich des Meßinstruments durchgeführt werden kann.

Das Signal am Anschluß 145 wird außerdem drei Transistoren 149, 150, 151 zugeführt, die in Kaskade hintereinander geschaltet sind und dazu dienen, die Impedanz und damit die Leistung zu erhöhen. Die Kollektoren der Transistoren 149 und 150 sind mit der 12-V-Batterie verbunden. Der Emitter des Transistores 3 51 ist über zwei hintereinander geschaltete Dioden 152 und 153 an den Anschluß gelegt. Die Dioden 152 und 153 werden dazu verwendet, dem Emitter

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/51 eine verhältnismäßig konstante Vorspannung zuzuführen. Weiterhin dienen diese beiden Diodei^als Spannungsquelle für eine kleine Laiape, die als Signallampe dienen kann und außerdem bei Dunkelheit das Meßinstrument 143 beleuchtet. Der Kollektor des Transistors 151 ist über die Lampe 30 in der Expansionskammer 4 an Erde gelegt. Die negative Vorspannung von -5 V wird mittels zweier Dioden aus einer niedrigen Wechselspannung gewonnen, die in einer v/eiteren Sekundärwicklung des Gleichspannungs- und Wechselspannungsumsetzers entsteht.

Wenn der Schalter 34 in der Schaltstellung 1 steht, so ist die V/irkungsweise des Schaltkreises nach Jig. 3 dief olgende: Während der Expansionsperiode im Ströaungszyklus des Systems nach Fig. 1 wird die Stärke der Lichtabschwächung in der Expansionskammer 4 in ein positives Signal umgewandelt, das am Kondensator 129 entsteht. Dieses Signal wird über den Schalter 34 an den Kondensator 135 abgegeben. Da der Emitterfolger 130 die Impedanz auf einen geringen Wert herabgesetzt hat, kann die Spannung am Kondensator 135 der Spannung am Kondensator 129 rasch folgen. Da andererseits die Eingangs impedanz der Transistoren 136 und 137 sehr hoeJi ist, bleibt die der Signalspannung enßtsprechende Ladung auf dem Kondensator 135 für eine verhältnismäßg lange Zeitspanne bestehen. Der Kondensator 135 dient daher als Speicher, d.h., er kann sich an die Signalhöhe und damit an die Größe der Lichtabschwächung in der Expansionskammer 4 erinnern, wenn die Expansionsperiode im Zyklus vollständig abgelaufen und das Signal verschwunden ist. Der Schalter

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34 ist mechanisch mit dem Motor 29 (Fig. 1) verbunden, so daß er aus der Schalterstellung 1 an genau bekannten Zeitpunkten in die Schalterstellung 2 umgeschaltet wird, an denen die Kondensation innerhalb der Expansionskammer 4 ihren optimalen Wert erreicht. Der Kondensator 135 speichert daher den Spitzenwert innerhalb einer jeden Expansionsperiode im Zyklus. Dieser Spitzenwert wird in einen proportionalen Strom umgewandelt, der vom Meßinstrument 143 angezeigt wird. Da die negative Seite des Meßinstrumentes 143 auf "einer festen Spannung liegt, gibt das Meßinstrument kontinuierlich eine Anzeige ab, die die änderung der maximalen Kondensation innerhalb der Expansionskammer 4 bedeutet.

Der Abgleich der Brückenschaltung aus den beiden Hälften der Sekundärwicklung 104, dem Widerstand 105 und der Fotozelle 31 kann nun durch verschiedene Faktoren innerhalb des Schaltkreises und insbesondere innerhalb der Expansionskammer 4 gestört werden. Solche Einflüsse können Temperaturänderungen sowie verschiedene Änderungen im Reflektionsverraögen der inneren Oberfläche der Expansionskammer 4 sein. Wenn diese Faktoren nicht kompensiert werden, kann die Kontinuität aufeinanderfolgender Ablesungen am Meßinstrument43 verloren gehen. Um nun den Abgleich der Brücke für aufeinanderfolgende Ablesungen aufrechtzuerhalten, wird die Helligkeit der Lampe 30 vor jederExpansionsperiode variiert. Zu diesem Zweck wird, wenn der Schalter 34 in seiner Schaltstellung 2 steht, die Ausgangsgröße des Ringdemodulators 125 über den Transistor 151 zur Lampe 30 zurückgeführt. Wenn somit die Fotozelle 31 aus irgendwelchen Gründen weniger Licht erhält, die nicht mit

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dem Nachweis von Kondensationskeimen zusammenhängen, so daß dadurch der Abgleich der Brücke gestört ist und ein Signal am Ausgangsanschluß 109 entsteht, so wird dieses Signal für die Kompensation solcher störender Einflüsse verwendet, und zwar dadurch, daß der Strom durch die Lampe 30 erhöht wird. Dadurch wirdauch die Helligkeit der Lampe 30 erhöht, so daß die Brücke wieder in ihren Gleichgewichtszustand zurückgebracht wird.

Der eben beschriebene Schaltkreis ist deswegen für eine tragbare Nebelkammer besonders geut geeignet, da er nur einen Kondensator aufweist, der für ein schnelles Ansprechvermögen bei gleichzeitiger guter Siebung verantwortlich ist. Da dieser Kondensator gleichzeitig gute Speichereigenschaften aufweist, können die Spitzenwerte der Kondensation innerhalb der Expansionskammer 4 kontinuierlich überwacht werden.

In den Fig. 4 und 5 sind nun zwei Teile einer Ausführungsform für den Ventilsatz 25 dargestellt. Die hier beschriebene Ausführungsform besteht aus einem Drehschieberventil mit einer drehbaren Scheibe und einer stationären Platte. Die Fig. 4 zeigt die drehbare Scheibe 203, während in der Fig. 5 die feststehende Platte 202 dargestellt ist. Die drehbare Scheibe 203 ist auf einer Welle angeordnet, die durch eine Mittelöffnung 204 hindurch angreift und mechanisch mit einem Motor verbunden ist. Die feststehende Platte 202 ist in der Mitte mit einer Öffnung 205 versehen, so daß die Platte 202 auf der gleichenWelle wie die drehbare Scheibe 203 an-

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angeordnet werden kann. Die drehbare Scheibe 2C3 ist derart auf der feststehenden Platte 2C2 angeordnet, diß ihre Oberfläche, die in der Fig. 4 dargestellt ist, genau der Oberfläche der feststehenden Platte gegenübersteht, die in Fig. 5 dargestellt ist. Y/ie in der Fig. 4 dargestellt ist, weist die drehbare Scheibe 2C3 eine Jlnzahl von kreisbogenförmigen Schlitzen oder Nuten auf, die von der Mitte der Scheibe aus in verschiedenen R.dialabständen angeordnet sind und die sich über verschieden große Winkelbögen erstrecken.

\iie in der Fig. 5 dargestellt ist, ist die feststehende Platte

202 mit einer Anzahl von Öffnungen versehen, die die Leitungen bzw. Kanäle 3, 5, 7, 8, 9 und 2G der Fig. ¹ miteinander verbinden. Auch diese Öffnungen sind von der Mitte der stationären Platte aus in verschiedenen Radialabständen angeordnet und gegeneinander um die richtigen Winkel versetzt. Zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt kann eine der kreisbogenförmigen Nuten in der drehbaren Scheibe

203 zwei der Öffnungen in der feststehenden Platte 202 miteinander verbinden, so daß zwei oder mehrere dieser Öffnungen während der Perioden miteinander· in Ve !'bindung stehen, die in dem Diagramm nach Fig. 2 angegeben sind. Zum gleichenZeitpunkt stehen andere Öffnungen in der stationären Platte nach Fig. 5 nicht miteinander in Verbindung, so daß die Strömungswege zwischen diesen Öffnungen blockiert sind. Wenn man die drehbare Scheibe 203 synchron mit dem Antriebsmotor für den Ventilsatz herumdreht) so werden die verschiedenen Öffnungen in der feststehenden Ventilplatte in einer

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vorgegebenen Reihenfolge und mit einer vorgegebenen zyklischen Geschwindigkeit miteinander verbunden und voneinander getrennt, wenn man die Kreisbögen auf der drehbaren Scheibe so anordnet, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, und wenn man die verschiedenen Öffnungen in der feststehenden Platte so anbringt, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist, so kann der Strömungszyklus hervorgerufen werden, der in der Fig. 2 aufgeführt ist.

Das Ventil A, das den Luftbefeuchter 2 mit der Expansionskammer 4 verbindet, wird beispielsweise durch die kreisbogenförmige Nut 206 in der 3_cheibe 203 (Fig. 4) zusammen mit den Öffnungen 207 und 208 in der feststehenden Ventilplatte 202 dargestellt. Der kreisbogenförmige Schlitz 209 in der drehbaren Scheibe 203 stellt zusammen mit der Öff-nüng 208 und einer Öffnung 210 in der feststehenden Ventilplatte das Ventil B dar, das die Expansionskammer 4 mit der Umgebunjisluft verbindet. Die Nut 211 ist zusanmen mit den Öffnungen 212 und 213 das Ventil C, das die Expansionskammer 4 mit dem Vakuumregler 15 verbindet. Die kreisbogenförmige Nut 214 bildet zusammenjmit den Öffnungen 213 und

215 das Ventil D, das die Expansionskammer 4 mit der Belüftungsleitung 26 für den Vakuumregler verbindet. Das Ventil E, das die Umgebungsluft mit der Belüftungsleitung 26 für den Vakuumregler verbindet, besteht schließlich aus der kreisbogenförraigen Nut

216 und den Öffnungen 210 und 215.

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V.'ie ein Drehscheiberventil der gerade beschriebenen Art arbeitet ist bekannt und braucht nicht näher erläutert zu werden. ^T,7enn man zylindrische Ventile verwendet, müssen zwischen dem zylindrischen Ventilsitz und dem zylindrischen Schieber sehr enge Toleranzen eingehalten werden. Nun hat sich herausgestellt, da.3 man durch bestimmte Maßnahmen die Einhaltung sehr enger Toleranzen bei einem Drehschieberventil für eine Nebelkammer vermeiden kann.Hierzu wurde die drehbare Scheibe 203 an ihrem äußeren Rand mit einer sehr dünnen Nut 217 versehen, die um die gesamte Scheibe herumläuft. Die feststehende Platte 202 ist mit einer Öffnung 218 von sehr geringem Durchmesser versehen, die in einem solchen Radialabstand angeordnet ist, daß die Öffnung 218 genau über der Kreisnut 2¹Y liegt, wenn die drehbare Scheibe 203 auf die feststehende Platte 202 aufgesetzt ist. Die Öffnung 218 ist mit dem Vakuumregler 15 verbunden, so daß in der gesamten Kreisnut 217 am Umfang der Scheibe 203 ein Unterdruck aufrecht erhalten wird. Diese Kreisnut dient daher füx' das Drehschieberventil als ein Sicherheitsring und setzt das Einströmen von Luft aus der Umgebung auf ein Minimum herab. Auf diese Weise ist es nicht mehr erforderlich, die beiden Hauptbestandteile des Drehschieberventils mit sehr engen Toleranzen herzustellen.

Das Material für das Drehschieberventil soll so gewählt werden, daß nur geringe Reibungswiderstände auftreten und daß die erforderliche Korrosionsbeständigkeit gegenüber sauren Dämpfen gewährleistet ist. Aus diesem Grund wurde in einer bevorzugten Aus-

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führungsform für die drehbare Scheibe ein Material verwendet, das aus glasfaserverstärktem Teflon bestand. Für die Erfindung lassen sich aber auch andere Materialien benutzen.

In den Fig. 3 und 7 ist nun ein Luftbefeuchter nach der Erfindung von oben und von der Seite gezeigt. In der Fig. 7 weist der Luftbefeuchter einen Behälter 4' O auf, in dessen Innerem ein Kessel 4C¹ untergebracht ist, der als Vorratskessel dient.Oben inder Mitte des Gehäuses 400 ist ein Sockel 4C2 befestigt, der in das Innere des Gehäuses herabhängt und etwa bis in die Mitte des Gehäuses reicht. Die Leitung ι aus Fig. 1 wird in den Befeuchter 2 durch die Eingan;;sleitung 403 und die Ausgangsleitung 404 he rein- und herausgeführt. Aus der Aufsicht aus Fig. 6 sieht man, daß sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangsleitung 403 und 404 an einer solchen Stelle durch den Luftbefeuchter 2 hindurchlaufen, daß sie vollständig in dem herunterhängenden Sockel 402 verlaufen. Wenn man noch zwischen dem Sockel 402 und der oberen Oberfläche des Behälters 400 und dem Kessel 401 im Inneren eine Dichtung anbringt, kann man dieEinlaß- und die AuslaSröhren 403 und 404 gegenüber jeglichem Wasser abdichten, das sich im Vorratskessel innerhalb des Befeuchters befindet. In der Aufsicht aus Fig. ο ist noch eine Einfüllschraube 405 dargestellt, die abgenommen werden kann, sodaß man den Wasservorrat innerhalb des inneren Kessels 401 ergänzen kann. Wie noch anschließend erläutert wird, braucht man den Vorratskessel 401 nur bis zu einer Höhe von 1 cm mit Wasser zufüllen. Gegenüber den Befeuchtern, die größere Wassermengen benötigen, stellt dieses eine erhebliche Gewichtsersparnxs dar.

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Unten am Sockel 402 ist einBlock aus porösem Material 406 befestigt, der noch tiefer in das Innere des Behälters 400 hineinragt und beispielsweise aus gesintertem rostfreiem Stahl oder auch aus Dacron bestehen kann. Die wesentliche Eigenschaft, die das Material 403 besitzen muß, besteht darin, daß es wie ein Schwamm große Mangen von Wasser aufsaugen kann. Wie aus der Seitenansicht nach Fig. 7 hervorgeht, ragen das Einlaß-und das Auslaßrohr 403 und-404 in das gesinterte Material 406 hinein und sind miteinander durch einen zickzackförmig verlaufenden Luftkanal 4C7 miteinander verbunden. Da der Luftkanal 407 eine ganze Anzahl von zickzackförmigen Kanälen aufweist, ist die gesamte Oberfläche des gesinterten Materials 4C3, die an den Luftkanal

407 angrenzt, sehr groß.

In der Fig. 7 ist gezeigt, daß eine Bahn aus einem Material

408 mit kapillaren Eigenschaften am oberen Teil des Sockels befestigt ist und an der unteren Oberfläche des porösen Materials 406 entlang geführt ist. Eine weitere Bahn aus einem Material

409 mit kapillaren Eigenschaften verlävift an der unteren Oberfläche des inneren Kessels 401 entlang und ist neben den Teil der Bahn 408 gelegt, der das poröse Material 406 entlangläuft. Die beiden Bahnen 408 und 409 werden an das poröse Material von einer Platte 410 angedrückt, die beispielsweise aus Aluminium bestehen kann. Weiterhin sind hierfür zwei Schrauben 411 und vorgesehen. Die Bahnen 408 und 409 können aus irgendeinem geeigneten Material mit kapillaren Eigenschaften wie beispielsweise

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aus Dacron oder aus Filz bestehen, so daß sie die Eigenschaft besitzen, unabhängig von der Schwerkraft Wasser in allen Richtungen zu transportieren. Beide Bahnen 408 und 409 sind so flexibel und so lang, daß unabhängig von der Orientierung der Kammer 400 im Raum zumindest ein Teil wenigstens einer der Bahnen 408 oder 409 immer auf diejenige innere Oberfläche des inneren Kessels 4C1. herunterhängt, die die jeweils tiefste Stelle ist. Wenn der innere Kessel 401 einen Wasservorrat enthält, schwimmt unabhängig von der Lage des Befeuchters im Raum zumindest eine der Bahnen aus kapillarem Material 408 oder 409 oben auf der Wasseroberfläche. Wenn beispielsweise die Schwerkraft in Fig. 7 nach unten wirkt, taucht der untere Teil der Bahn 409 in die Oberfläche des Wassers ein. Wenn dagegen der Befeuchter so herumgedreht wird, daß er auf der Seite liegt, so daß die Schwerkraft in der Fig. 7 nach links gerichtet ist, so tauchen die Bahnen 408 und 409 beide mit ihren linken Teilen in die Oberfläche des Wasser ein.

Nimmt man den Befeuchter aus den Fig. 6 und 7 in Betrieb, so muß die Luft, die in die Eingangsröhre 403 hinein und aus der Röhre 404 heraus strömt, durch ©ine Anzahl von Luftkanälen 407 hinjjurchgehen, die im porösen Material 406 vorgesehen sind. Die kapillaren Bahnen 408 und 409 transportieren nun Wasser aus dem Wasservorrat zum porösen Material 406, so daß die Oberflächen der Luftkanäle 407 ständig benetzt sind. Da die Oberfläche der Luftkanäle 407· sehr groß gemacht ist, verdampft eto großer Teil des Wassers von der Oberfläche der Luftkanäle 407 In den Luftstrom durch den Befeuchter

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hinein. Daher ist die trockene Luft, die durch die Eingangsröhre 403 eintritt, vollständig befeuchtet, wenn sie durch die Auslaßröhre 404 hindurchgeht. Die Wirkungsweise dieses Befeuchters ist völlig unabhängig davon, in welcher Lage sich der Befeuchter befindet und ob der Befeuchter von einer Stellung in irgendeine andere Stellung gekippt wird. Zusätzlich ist der beschriebene Befeuchter vollständig überlaufsicher, da das Gehäuse, in dem der Wasservorrat untergebracht ist, völlig verschlossen und abgedichtet ist.

In der Fig.8 ist nun dargestellt, wie die verschiedenen Bestandteile der Nebelkammer auf einfache Weise in einem tragbaren Behälter untergebracht werden können. In der Fig. 8 -ist die Abdeckhaube abgenommen worden, mit der die Bestandteile der Nebelkammer geschützt werden, so daß das Innere der tragbaren Nebelkammer sichtbar ist. Ein Gehäuse 300 veLst an seiner oberen linken Ecke ein Ansaugrohr 301 auf, das dem Befeuchter 2 Außenluft zuführt. Von dem Befeuchter 2 gelangt die Luft zu dem Ventilsatz 25, der oben in der Mitte des Gehäuses 300 angeordnet ist. Der Ventilsatz 25 kann aus einem Drehschieberventil bestehen, das eine untere feststehen de Platte 202 und oben einen Drehteller 203 aufweist. Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, besteht die Ansaugleitung 301 in Wirklichkeit aus 2 Leitungen, von denen die eine die Außenluft unter Umgehung des Befeuchters direkt zur Expansionskammer führt, während die andere Ansaugleitung durch den Befeuchter 2 hindurchgeht. Um die Fig. 8 einfacher zu gestalten, ist jedoch nur eine einzelne Leitung 301 dargestellt. Der Drehschieberventilsatz 25 ist mit der

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Expansionskammer 4 verbunden, de senkrecht in der vorderen Mitte des tragbaren Gehäuses 300 angeordnet ist. Das obere Ende der Expansionskammer 4 ist mit einem Gehäuse 302 versehen, in das die Lampe 30 eingesetzt ist. Von der rechten Ceite des Drehschieberventils 25 geht eine Leitung zum Vakuumregler 15 ab. Der Vakuumregler 15 ist über die Leitung 23 mit der Vakuumpumpe 20 verbunden. Weiterhin steht der Vakuumregler 15 über die ι eitung 19, die über den Federbalg für einen Bezugsdruck sorgt, mit der Außenluft in Verbindung. Die Vakuumpumpe 20 ist über die Leitung 22 mit dem Schalldämpfer 23 verbunden, der seinerseits über eine Ausstoiäleitung 24 mit dem Äußeren des Gehäuses in Verbindung steht.

Im unteren Teil des Gehäuses 300 sind zwei Batterien 100 untergebracht, die links und rechts der langen dünnen Expansionskammer 4 angeordnet sind. Diese Batterien sind mit dem elektrischen Steue*- verstärker 32 verbunden, der in der Mitte des Gehäuses 300 links neben dez· Expansionskamme ν 4 angeox'dnet ist. Außerdem führen von der Batterie 1.00 noch elektrische Leitungen (nicht gezeigt) zu der Kombination aus Elektromotor 29 und Pumpe 20. Der M_otor ist mechanisch über ein Getriebe 303 an ein Zahnrad 304 angekoppelt. Das Zahnrad 304 steht über eine Welle 305 (gestrichelt gezeichnet) mit dem Drehschieberventil 25 und im besonderen mit dem Drehschieber 203 in Verbindung.

Der Verstärker 32 ist über elektrische Leitungen (nicht gezeigt) mit dem Schalter 34 verbunden, cfer seinerseits mechanisch an das Drehschieberventil 25 angekoppelt ist, so diß er zu vorbestimmten

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Zeitpunkten im Betriebszyklus umgeschaltet werden kann. Am unteren Ende der Expansionskammeν 4 ist ein Gehäuse 307 angeordnet, das die Ihotozelle 31 enthält. Die Flotozelle 31 ist über elektrische Leitungen (nicht gezeigt) an den Verstärker 32 angeschlossen.

Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann die Abdeckhabe des Gehäuses 200 Einstellknöpfe und Schalter enthalten, außerdem können Anzeigevorrichtungen vorgesehen sein, mit denen der Benutzer die atmosphärischen Zustände überwachen kann, die von der Nebelkammer festgestellt werden. In der Fig. 8 ist eine zweckmäioige Anordnung dargestellt, in der die verschiedenen wesentlichen Bestandteile der Nebelkammer nach der Erfindung in einem tragbaren Gehäuse untergebracht werden können. Es sei jedoch bemerkt, diß es sich bei Fig. Ci nur um ein Ausführungsbeispiel handelt, da auch viele andere Anordnungen der Einzelteile möglich sind.

Die Expansionskammer 4 aus Fig. S weist eine Röhre auf, an deren einem Ende eine Lichtquelle 3ü und an deren anderem Ende eine Photozelle 3X angeordnet ist. Die innere Oberfläche der Expansionskammer 4 ist poliert, so daß das i icht aus dei* Lampe 3C auf seinem Weg die Expansionskammer entlang mehrfach reflektiert wird. Auf diese Y/ ise können optische Mittel wie Linsen und besondere Heflektoren weggelassen werden. Das war in bisher bekannten Anordnungen nicht möglich. Darüber Im a us kann der gi'ößte Teil des Lichtes aus der Lampe 30 die Photozelle 3"! erreichen, so daß es nicht notwendig ist, Sekundärelektronenvervielfacher zu verwenden, wie es bei

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bisherigen Nebelkammern der hier interessierenden Art erforderlich war. Da man somit auf die hochempfindlichen Photovervielxacher verzichten kann, kann man die Nebelkammer auf sehr einfache Ί/eise zwischen zwei Ablesungen wieder abgleichen, wie es in Verbindung mit dem Verstärker 32 aus Fig. 3 beschrieben wurde

Die Nebelkammer nach der Erfindung nützt die Erscheinung der Schwächung eines Lichtstrahls, der auf eine Photozelle fallen soll, durch Lichtstreuung aus. Die Lichtstreuung wird hierbei an V/assertröpfchen hervorgerufen, die sich an Kondensatfanskeimen innerhalb ainer Luftprobe bilden. In bisher bekannten Nebelkammcrn der hier interessierenden Art wurde die Lichtstreuung dagegen auf andere T/eise ausgenutzt. Es wurde nämlich durch Lichtstreuung an den Wassertröpfchen innerhalb der Expansionskammer dafür gesorgt, daß Licht auf die Photozelle auffiie, um einmeßbares Ausgangssignal zu erhalten. Da bei der erfindungsgemäßen Nebelkammer die Lichtschwächung durch Lichtstreuung ausgenutzt v/ird, kann man auf die bisher benötigten Dunkelfeldbeleuchtungen verzichten, so daii die Konstruktion der Nebelkammer wesentlich einfacher wird.

Die innere überfläche der Expansionskammer 4 wird nach jeder Expansionsperiode mit Außenluft gespült, so daß die inneren Wandungen der Expansionskamraer trocken bleiben. In vielen bisher bekannten Expansionskammern blieben die Innenwandungen während des gesamten Arbeitszyklus naß. Da die Expansionskammer nach der

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Erfindung innen keine Wasserhaut aufweist, erreichen die Wassertröpfchen, die sich während der Expansionsperiode in dem Arbeitszyklus bilden, sehr rasch ihren optimalen Viert und beginnen anschließend wieder zu verdampfen. Das aus dieser Erscheinung resultierende Signal ist ein ziemlich scharf begrenzter Impuls. In einer Ausf-ührungsform wurde eine Impulsbreite von etwa C,05 sek. erreicht. Es stellt sich heraus, daß die Amplituden dieses Impulses eine lineare Funktion der Keimkonzentration innerhalb der Gasprobe waren, und daß diese Proportionalität bis zu einer Gesamtkonzentration von 100 000 Keimen /cm erhalten blieb. Die Tatsache, daß das Ausgangssignal und die Keimlconzentration bei der erfindun^sgemäßen Expansionskammer einander proportional sind, ermöglicht es, die elektrischen Ausleseschaltkreise stark zu vereinfachen.

Da das Volumen der Expansionskammer 4 verglichen mit bisher bekannten Expansionskammern verhältnismäßig klein ist, kann auch die Pumpe verhältnismäßig klein sein, mit der die Ixpansionskammer während des Betriebszyklus gef-üllt und gespült wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde bei einer Zyklusdauer von 1 sek eine Pumpe mit einer Kapazität von 20 cm /sek verwendet, und mit dieser Pumpe wurde im Vakuumregler ein Druck von 200 torr aufrechterhalten.Dieses erwies sich als völlig hinreichend. Da man eine verhältnismäßig kleine Pumpe verwenden kann, kommt man auch mit einer geringeren elektrischen£Leistung aus, so daß kleinere Batterien als in den bisher bekannten Nebelkammern verwendet werden können.

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Da die Messung der Lichttransmission durch die Expansionskammer 4 nach einem sehr einfachen Prinzip vor sich geht, kann man die Baulänge der Expansionskammer durch Verwendung so-genannter gefalteter Rohre verringern. Man würde dann eine lange dünne Röhre mit einer Anzahl von Biegungen verwenden und an jeder Biegung oder Krümmung einen inneren Reflektor vorsehen, so daß das Licht den Krümmungen und Biegungen folgen und auf diese Weise von der Lampe zur Fotozelle gelangen kann. Auf diese Weise ist es möglich, eine Nebelkammer mit noch kleineren Abmessungen zu bauen, als es mit der langen, dinnen Expansionskammer nach Fig. 8 möglich ist.

Die Expansionskammer 4 bietet den Vorteil, mit sehr einfachen optischen Mitteln und einer einfachen Photeelle auszukommen, während gleichzeitig der gesamte Energiebedarf wesentlich geringer als in bisher bekannten Expansionskammern ist.

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Claims

-3 ο- Patentansprüche

1. Nebelkammer mit einer Expansionskamm^r mit einer Einla.i- und einer Auslaßöffnung, in der feuchtigkeitsgesättxgte Gasproben expandierbar sind, bei der eine Eingangsleitung für die feuchtigkeitsgesättigten, mit Kondensationskeimen beladenen Luftproben zur Einlaßöffnung der Expansionkammer führt, während die Auslassöffnung mit einem Unterdruckregler verbunden ist, so cia.'o die Gasproben in der Expansionskanutier periodisch expandierbar sind, ferner mit einem Ventilsatz zum öffnen der Eingangsleitung für eine gewisse Zeitspanne vor dem Expandieren und zum Schließen der Eingangsleitung nach jeder Expansion, und schließlich mit einer Vorrichtung zur Messung der Dichte der Tröpfchen, die bei jeder Expansion der Gasprobe in der Expansionskammer entstanden sind, dadurch ;·; e k e η η ζ e i c h η c t , daß zur Einlaßöffnung (7) der Expansionskammer (4) parallel zur Eingangsleitung (λ) eine Spülgasleitung (3) geführt ist, durch die in die Expansionskammer (4) ein trockenes, kondensat!.mskeimfreies Gas einführbar ist, und daß Ventile (A,B) vorgesehen sind, mit denen die Spülgasleitung· (3) gleichzeitig mit dein Öffnen der Eingangsleitung (?) sperrbar und gleichseitig mit dem Schlichen der Eingangsleitung zu öffnen ist.

2. Nebelkammer nach Anspruch 1, gekennzeichnet

d u r c h eine dritte Leitung (9,C) durch die die Auslauöffnung (ίί) mit dem Druckregler (1.5) verbunden ist, weiterhin durch eine

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Belüftungsleitung (26) für den Druckregler (15), dann durch eine vierte Leitung (10,D) durch die die Auslaßöffnung (8) mit der Belüftungsleitung (26) verbunden ist, und durch, eine fünfte Leitung (13,E), durch die die Belüftungsleitung (26) mit der als Spülgas verwendeten Auläenluft verbunden ist, und dadurch gekennzeichnet, daio bei der zyklischen Betätigung des Ventilsatzes (26) zuerst die Einla.jleitung (1,A) und die vierte Leitung (10,D) geöffnet und die Spülgasleitung (3), die dritte (9,C) und die fünfte Leitung (13,E) geschlossen sind ("Füllen"), daß anschließend die Einlaßleitung (1,A) und die vierte Leitung (10,D) geschlossen sind und die fünfte Leitung (13,E) geöffnet ist ("Verweilen"), daß daraufhin die dritte Leitung (9,C) geöffnet ist ("Expandieren"), und daß zum Schluß die Spülgasleitung (3,B) und die vierte Leitung (10,D) geöffnet und die dritte (9,C) und die fünfte (13,E) Leitung geschlossen sind ("Spülen").

3. Nebelkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionskammer (4) als viel fach gekrümmtes Rohr ausgebildet ist, und daß an jeder Krümmung Reflektoren vorgesehen sind, durch die Licht das Rohr entlang reflektierbar ist.

4. Nebelkammer nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Einlaßleitung (1) mit einem Luftbefeuchter (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftbefeuchter (2) einen völlig abgeschlossenen Behälter (400,401) mit einem Wasservorrat aufweist, in den ein Block (406) aus einem porösen Material derart

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eingesetzt ist, daß dieser Block (406) unabhängig von der Stellung des Befeuchters den Wasservorrat nicht berührt, daß innerhalb dieses porösen Blockes (406) ein Kanal (407) vorgesehen ist, dessen Enden mit Leitungen verbunden sind, die aus dem abgeschlossenen Behälter herausgeführt sind, so daß ein Strömungskanal für die zu befeuchtende Luft gebildet ist, und daß der poröse Block (406) mit einer Vorrichtung (408,409) mit kapillaren Eigenschaften verbunden ist, die unabhängig von der Lage des Luftbefeuchters mit dem \7asservorrat in Verbindung steht, so daß durch diese Vorrichtung mit kapillaren Eigenschaften V/asser aus dem Vorrat in den porösen Block transportierbar ist.

5. Nebelkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit kapillaren Eigenschaften aus einer Anzahl flexibler Bahnen aus einem Stoff mit kapillaren Eigenschaften besteht, deren Länge so gewählt ist, daß unabhängig von der möglichen Stellung des Befeuchters der unterste Teil wenigstens einer Bahn den Wasservorrat berührt.

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