DE1616634C - Vorrichtung zur Bestimmung des spezifischen Widerstands von pulverförmigen Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des spezifischen Widerstandes von pulverförmigen, in einem Gasstrom suspendierten Stoffen, beispielsweise von Stoffen in Abgasen, durch direkte Messung des ohmschen Widerstandes dieser auf elektrostatischem Wege mit Hilf e von Sprühelektroden auf Meßelektroden abgeschiedenen pulverförmigen Stoffe.

Für die Messung spezifischer elektrischer Widerstände pulverförmiger Stoffe sind Geräte nach Art von Plattenkondensatoren bekannt (deutsche Patent- ίο schrift 1000 925), auf deren eine Meßfläche die pulverförmigen Stoffe aufgebracht und durch Zusammenschieben der Meßflächen möglichst homogen dazwischengepreßt werden. Mittels bekannter Meßmethoden wird der ohmsche Widerstand des betreffenden pulverförmigen Stoffes ermittelt, und eine kurze Umrechnung führt auf den spezifischen elektrischen Widerstand. Messungen dieser Art sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Einmal hängt der . gemessene Widerstand von der individuell verschie- so denen Pressung der pulverförmigen Stoffe zwischen den Meßelektroden ab, darüber hinaus ist der spezifische elektrische Widerstand stark abhängig von Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt des zu messenden Stoffes.

Von wachsendem Interesse ist in vielen Zweigen der, Technik die Messung von pulverförmigen Stoffen in eiriem Trägergasstrom. Als Beispiel sei die Messung des spezifischen elektrischen Widerstandes als Projektsunterlage oder zur Beurteilung des Verhaltens eines elektrostatischen Staubabscheiders aufgezeigt. In solchen Fällen ist der spezifische elektrische Staubwiderstand stark abhängig von der Temperatur und Feuchtigkeit des Trägergases. Eine Eliminierung des Staubes aus dem Gas und anschließende Messung des Widerstandes führt zu Fehlresultaten. Zur Kenntnis der Abhängigkeit von Feuchtigkeitsgehalt und Temperatur des Trägergases sind mehrere Messungen erforderlich. Diese Messungen lassen sich mit den bekannten oder beschriebenen 4» Staubwiderstandsmeßgeräten nur mit großem Zeitaufwand durchführen, da bei jeder Messung nur ein einzelner Widerstandswert ermittelt wird; denn die gepreßte Staubprobe ist in den meisten Fällen für eine weitere Messung wegen ihrer Zustandsänderungen, die sehr rasch auftreten, unbrauchbar. Darüber hinaus muß zur Kontrolle des Nullabstandes der Meßelektroden die Staubschicht nach jeder Messung entfernt werden. Jeder gemessene Widerstandswert bezieht sich damit nur auf die zum Zeitpunkt der Messung vorhandenen Gas- und Staubbedingungen, die bei den meisten Anlagen verfahrenstechnisch bedingt größeren Schwankungen der Gastemperatur und der Gasfeuchtigkeit unterworfen sind. Aus einer Vielzahl von Einzelmessungen lassen sich auch Staubwiderstands-Temperaturkurven mit der Feuchtigkeit als Parameter aufzeichnen. Diese Messungen sind insofern ungenau, als die entsprechenden Kurven mit einem subjektiven Fehler behaftet sind.

Um zu möglichst genauen Werten zu gelangen, sollte die manuelle Pressung des Staubes entfallen und die Messung unmittelbar im Trägergasstrom bei den am Meßort vorliegenden Bedingungen stattfinden und möglichst oft wiederholbar sein. Eine niedergeschlagene Staubprobe soll zu diesem Zweck über eine längere Zeit hinweg bei mitunter im Gasstrom schwankenden Bedingungen als Meßmedium benutzt werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, den spezifischen elektrischen Widerstand einer elektrostatisch abgeschiedenen Staubprobe in wechselnder Gasatmosphäre kontinuierlich zu messen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwei von elektrisch isolierten Durchführungen getragene und in an sich bekannter Weise aus kammartig mit voneinander gleich großen und definierten Abständen ineinandergreifenden Zungen ausgebildeten Meßelektroden vorhanden sind, die aus frei tragenden, dem Gasstrom ausgesetzten Blechen bestehen, und daß zu beiden Seiten dieser während des Abscheideyorgangs an Hochspannung liegenden Meßelektroden, die zwischen den Schnittflächen der Bleche einen definierten Meßraum für den abzuscheidenden und zu messenden pulverförmigen Stoff bilden, auf Erdpotential liegende Sprühelektroden angeordnet sind.

Durch diese Anordnung der Meßelektroden wird ein genau definierter Meßraum in Höhe, Breite und Länge geschaffen, in dem der spezifische Staubwiderstand gemessen wird. Der mit einer porösen Staubschicht gefüllte Meßraum ist der Gasatmosphäre von beiden Seiten zugänglich, die auch in die Poren der Staubschicht eindringen kann, wobei der gemessene Widerstand praktisch trägheitslos den Änderungen der Temperatur und Gasatmosphäre folgt.

Es sind zwar kammartige Elektroden bekannt (französische Patentschrift 1132 311), die auf eine halbleitende oder isolierende Unterlage durch Gravur oder Druck aufgebracht sind und auf die der zu messende feste oder flüssige Stoff aufgebracht ist. Hiermit können zwar Widerstandsänderungen dieser Stoffe bei Änderungen der Gasatmosphäre gemessen werden; durch die Ausbildung der Elektroden ist jedoch kein Meßraum exakt definiert, wie er für eine Bestimmung des spezifischen Widerstandes erforderlich ist. Außerdem liegt der spezifische Widerstand des Trägermaterials erfahrungsgemäß in der gleichen Größenordnung wie der des Meßgutes, so daß eine erhebliche Beeinträchtigung des Meßresultats sich ergibt.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die beiden Meßelektroden von Durchführungen getragen, die durch einen wärmeisolierten Flansch hindurchtreten.

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung,

F i g. 2 einen Querschnitt nach der Schnittlinie II-II der Fig. 1.

Das Gerät besteht aus einem Befestigungsflansch 1, der von einer Lage wärmeisolierenden Materials 2 belegt ist. Dieser Flansch trägt bei 3 elektrisch isolierte Durchführungen 4 mit Zuleitungen 9 für die Meßelektroden 5. Die Schnittflächen 5' der gegenüberstehenden frei tragenden kammartigen Zungen 6 der Meßelektroden begrenzen den Meßraum. Auf beiden Seiten der Meßelektroden sind an Masse liegende Sprühdrähte 7 zwischen Stützen 8 angebracht, die zur Abscheidung des zu prüfenden pulverförmigen Stoffes dienen.

Die im Ausführungsbeispiel geschilderte Vorrichtung eignet sich besonders gut für Staubwiderstandsmessungen in staubhaltigen, strömenden Abgasen. Zu einer Staubwiderstandsmessung .auf einem in Betrieb

befindlichen Entstauber oder Gaskanal verfährt man beispielsweise wie folgt: Das Meßgerät gemäß der Erfindung wird an einem vorbereiteten Gegenflansch in den Gaskanal eingesetzt und geerdet. Die Durchführungen der Meßelektroden werden miteinander verbunden und an den isolierten Pluspol eines Hochspannungserzeugers gelegt. Nachdem der Meßraum ' zwischen den Zungen, mit Staub gefüllt ist, wird die Spannungsquelle abgeschaltet, die Verbindung zwischen den beiden Meßelektroden aufgetrennt und ein herkömmliches Widerstandsmeßgerät angeschlossen. Der abgelesene Widerstand ist direkt proportional zum spezifischen elektrischen Staubwiderstand. Gleichzeitig müssen die Gastemperatur und der Taupunkt gemessen werden. Bei Veränderung der beiden zuletzt genannten Größen kann nunmehr mit der gleichen Staubprqbe der zugehörige Widerstand am Widerstandsmeßgerät abgelesen werden. Alle Größen können mit einem Registriergerät aufgezeichnet werden. ao

Als konkretes Beispiel für die Ausführung der Meßelektroden sowie der Ermittlung des spezifischen elektrischen Widerstandes werden folgende Maße und Berechnungen angegeben:

Die Dicke der Meßelektroden beträgt b = 1 mm. as Die wirksame Länge einer jeden Zunge beträgt a = 2(^ mm. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Zungen beträgt L = 2 mm, und die Anzahl der Zwischenräume beträgt η = 10. Nach einer bekannten Formel beträgt der spezifische Widerstand

Querschnittsfläche des Widerstandes im vorliegenden Beispiel, also F gleich a ■ b, und η und L die Widerstandslänge im vorliegenden Beispiel ist. Somit ergibt

sichfür ±^h± '

30

R-F

wobei R der gemessene ohmsche Widerstand, F die

Claims (2)

Patentansprüche: . ;,

1. Vorrichtung zur Bestimmung . des spezifischen Widerstandes von pulverförmigen, in einem Gasstrom suspendierten Stoffen, beispielsweise von Stoffen in Abgasen, durch direkte Messung des ohmschen Widerstandes dieser auf elektrostatischem Wege mit Hilfe von Sprühelektroden auf Meßelektroden abgeschiedenen pulverförmigen Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von elektrisch isolierten Durchführungen (4) getragene und in an sich bekannter Weise aus kammartig mit voneinander gleich großen und definierten Abständen ineinandergreifenden Zungen (6) ausgebildete Meßelektroden vorhanden sind, die aus frei tragenden, dem Gasstrom ausgesetzten Blechen bestehen, und daß zu beiden Seiten dieser während des Abscheidevorganges an Hochspannung liegenden Meßelektroden (5), die zwischen den Schnittflächen (5') der Bleche einen definierten Meßraum für den abzuscheidenden und zu messenden pulverförmigen Stoff bilden, auf Erdpotential liegende Sprühelektroden (7) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßelektroden (5) von Durchführungen (4) getragen sind, die durch einen wärmeisolierten Flansch (1) hindurchtreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen