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Es sind Prüfröhrchen bekannt, die zum Nachweis von Beimengungen in den zu untersuchenden
Gasen, wie insbesondere zum Nachweis von Beimengungen in Luft, dienen.
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Für die Untersuchung wird eine bestimmte Gas-oder Luftmenge durch
das Prüfröhrchen gesaugt oder gedrückt. In dem Prüfröhrchen ist ein Reagenz enthalten,
das mit dem nachzuweisenden Bestandteil meist unter Farbänderung reagiert.
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Die Prüfröhrchen ermöglichen dabei eine quantitative Messung innerhalb
bestimmter Meßbereiche. Daraus ergibt sich der Nachteil, daß Prüfröhrchen mit unterschiedlichen
Meßbereichen vorrätig gehalten werden müssen, wenn der nachzuweisende Bestandteil
in stark unterschiedlichen Mengen vorhanden sein kann.
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Die Neuerung erstrebt, die Nachteile der bekannten Prüfröhrchen zu
vermeiden. Die Neuerung betrifft ein Prüfröhrchen und besteht darin, daß in Strömungsrichtung
der zu untersuchenden Luft vor dem Prüfröhrchen ein Behälter angeordnet ist, der
einen bestimmten Anteil des nachzuweisenden Bestandteils in dem den Behälter durchströmenden,
zu untersuchenden Gasgemisch zurückhält. Beim Durchleiten des zu untersuchenden
Gasgemisches durch den dem Prüfröhrchen vorgeschalteten Behälter wird die Konzentration
des nachzuweisenden Bestandteils um ein bestimmtes Maß gesenkt.
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Aus diesem Verdünnungsverhältnis und aus der nachfolgenden Messung
kann dann ohne weiteres der Gehalt an dem nachzuweisenden Bestandteil in dem Gasgemisch
bestimmt werden.
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Die Neuerung hat den Vorteil, daß jeweils nur Prüfröhrchen eines bestimmten
Meßbereichs notwendig sind, mit denen Messungen auch für höhere Meßbereiche durchgeführt
werden können.
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Dabei kann zweckmäßig der vorgeschaltete Behälter in der äußeren Form
eines Prüfröhrchens ausgebildet und vorzugsweise mit dem Prüfröhrchen leicht lösbar
verbunden sein.
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Dadurch wird die Handhabung des Gerätes erleichtert.
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Das Zurückhalten eines Anteils der zu bestimmenden Beimengen kann
auf unterschiedliche Weise erreicht werden.
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Eine Ausführungsform besteht darin, daß der vorgeschaltete Behälter
ein Adsorptionsmittel für den nachzuweisenden Bestandteil enthält, das diesen nur
im Verhältnis eines
bestimmten gewünschten Adsorptionsgleichgewichts
zurückhält. Eine andere Ausführungsform besteht darin, daß der vorgeschaltete Behälter
ein Absorptionsmittel für den nachzuweisenden Bestandteil enthält, das diesen nur
im Verhältnis eines bestimmten gewünschten Absorptionsgleichgewichtes zurückhält.
Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß der vorgeschaltete Behälter eine
mit dem nachzuweisenden Bestandteil reagierende Substanz enthält, wobei die Umsetzungsreaktion
in einem bestimmten gewünschten Reaktionsverhältnis verläuft. In allen Fällen wird
demnach das Adsorptionsmittel bzw. das Absorptionsmittel bzw. das Reagenzmittel
so gewählt, daß der nachzuweisende Bestandteil nur in einem bestimmten gewünschten
Verhältnis zurückgehalten wird.
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Das Verfahren gemäß der Neuerung ist allgemein anwendbar, da es durch
geeignete Wahl der Mittel bzw. auch durch Mischung der Sorbentien des dem Prüfröhrchen
vorgeschalteten Behälters jedes gewünschte beliebige Verhältnis der durchtretenden
Menge zur zurückgehaltenen Menge des nachzuweisenden Bestandteils eingestellt werden
kann.
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Die Neuerung sei an Hand mehrerer Ausführungsformen erläutert : 1.)
Beispiel für ein Adsorptionsverfahren : Es soll die CS2-Konzentration in der Gegend
von 10-50 mg im 1 Luft gemessen werden. Ein vorhandenes handelsübliches CS2-Prüfröhrchen
hat eihen Meßbereich von 1 bis etwa
10 mg 1. Um das vorhandene Prüfröhrchen
für die Meßaufgabe brauchbar zu machen, wird vor das Prüfröhrchen ein Adsorptionsrohr
geschaltet, das mit einem Adsorptionsmittel gefüllt ist, bei dem sich ein Gleichgewicht
zwischen nicht adsorbierter und adsorbierter Menge im Verhältnis von 1 : 10 einstellt.
Hierzu wird ein Gemisch von 80 Gewichtsprozent Kieselgel und 20 Gewichtsprozent
aktiver Kohle und einer Korngröße zwischen 0,5 und 1 mm gewählt, das in das Adsorptionsrohr
gefüllt wird. Die Adsorptionsschicht ist etwa 70 mm lang bei einem Durchmesser von
ca. 7 mm. Der Strömungswiderstand dieses Adsorptionsrohres ist im Vergleich zum
Prüfröhrchen verhältnismäßig klein, d. h., er beträgt bei gleichen Meßbedingungen
höchstens 20 % des Widerstandes des Prüfröhrchens. In manchen Fällen ist es zweckmäßig,
an Stelle gekörnter aktiver Kohle feinpulvrige A-Kohle zu verwenden und mit ihr
das Kieselgel zu beladen. Dann braucht man erheblich geringere Mengen Kohle. In
diesem Fall etwa nur 1 Gewichtsprozent.
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Die Haftung der staubförmigen Kohle am Kieselgel ist infolge elektrostatischer
Kräfte außerordentlich fest und die Beladung sehr gleichmäßig.
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Bei der Untersuchung von CS2-haltiger Luft, die in genau gleicher
Weise erfolgt wie ohne das Adsorptionsrohr, kann man jetzt OS2-Konzentration im
Bereich von 5 bis 50 mg/l mit der den Prüfröhrchen eigenen Meßgenauigkeit bestimmen.
2.)
Beispiel für ein Absorptionsverfahren: Es sollen Benzindampf-Konzentrationen in
Luft im Konzentrationsbereich über 0, 5 Vol. % gemessen werden. Ein vorhandenes
Prüfröhrchen für Benzindämpfe hat einen Meßbereich von 0,1 bis 1 Vol. %. Um das
vorhandene Prüfröhrchen für die Meßaufgabe brauchbar zu machen, wird ein Absorptionsrohr
vorgeschaltet, dessen Füllung ein Absorptionsgleichgewicht zwischen nicht absorbiertem
und absorbiertem Benzindampf im Verhältnis von 1 : 5 erreicht. Hierzu wird ein Glasröhrchen
mit Kieselgel gefüllt, welches mit 10 % seiles Gewichts Paraffinöl imprägniert ist.
Bei der Untersuchung der benzinhaltigen Luft wird das Dampfdruck-Gleichgewicht Benzindampf-Paraffinöl
gemessen, so daß das vorhandene Prüfröhrchen wegen des derart verringerten Dampfdruckes
für die Messung von Konzentrationen über 0,5 Vol. % brauchbar wird.
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Bei den Messungen werden die gemessenen Werte mit 5 multipliziert.
3.) Beispiel für ein Reaktionsverfahren : Es sollen CO-Konzentrationen im Bereich
von 1 bis 20 Vol. % gemessen werden. Ein vorhandenes CO-Prüfröhrchen hat einen Meßbereich
von 0,01 bis 0,3 Vol. %. Zur Erweiterung des Meßbereiches wird vor das CO-yPrüfröhrchen
ein Reaktionsrohr geschaltet. Es ist ein Glasrohr, das mit Hopkalit als Füllschicht
beschickt ist. Das untersuchte CO-haltige Luftgemisch wird zum größten Teil
in
diesem Reaktionsrohr zu CO2 verbrannt, während 1 % des Kohlenoxyds durchgelassen
und in dem ao-Prüfröhrchen angezeigt werden. Die Eigenschaften des Reaktionsrohres
sind also so abgestimmt, daß nunmehr mit einem CO-Prüfröhrchen eines Meßbereiches
von 0,01 bis 0,3 Vol. % auch CO-Konzentrationen im Bereich von 1 bis 20 Vol. % bestimmt
werden können.