DE19909961B4

DE19909961B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Staubflächenmasse auf Oberflächen

Info

Publication number: DE19909961B4
Application number: DE1999109961
Authority: DE
Inventors: Rainer M Adam
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-06
Filing date: 1999-03-06
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2019-03-07
Also published as: DE19909961A1

Abstract

Verfahren zur Bestimmung der Staubflächenmasse auf einer Oberfläche insbesondere in Lüftungskanälen, wobei auf einer Prüffläche der zu untersuchenden Oberfläche folgende Schritte zumindest einmal durchgeführt werden:
– Aufbringen eines sauberen Staub-Aufnahmekörpers (5), der eine vorbestimmte Masse M und eine vorbestimmte, der Prüffläche entsprechende Aufnahmefläche aufweist, auf die Prüffläche unter Einwirkung einer vorbestimmten Andruckkraft,
– Drehen des Staub-Aufnahmekörpers (5) auf der Prüffläche in vorbestimmter Weise, wobei der auf der Prüffläche befindliche Staub zumindest teilweise von dem Staub-Aufnahmekörper (5) aufgenommen wird,
– Abnehmen des Staub-Aufnahmekörpers (5) von der Prüffläche und
– Bestimmen der Masse M' des Staub-Aufnahmekörpers (5) einschließlich des aufgenommenen Staubs, wobei anschließend die Masse des aufgenommenen Staubs errechnet und daraus unter Beziehung auf die Prüffläche die Staubflächenmasse bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Staubflächenmasse, d.h. der Masse eines Staubbelages, auf einer Oberfläche insbesondere in Lüftungskanälen sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Um die hygienischen Anforderungen an die Luftqualität in mechanisch belüfteten Innenräumen, beispielsweise in Büroräumen oder Versammlungsräumen, erfüllen zu können, muß eine Verschmutzung der Lüftungsanlagen durch Staubablagerungen vermieden werden, da hierdurch eine Verunreinigung bzw. Belastung der Luft verursacht werden kann. In diesem Zusammenhang ist die Reinhaltung der Lüftungskanäle aufgrund ihrer verhältnismäßig großen Oberfläche von besonderer Bedeutung. Wenn die Masse des Staubes bezogen auf die Oberfläche (Staubflächenmasse) in den Lüftungskanälen einen Grenzwert überschreitet, müssen die Lüftungskanäle gereinigt werden. Um die Staubflächenmasse bestimmen zu können, sind zur Zeit mehrere Verfahren be kannt, die jedoch sämtlich Nachteile besitzen.

Bei der sogenannten optischen Methode wird ein spezielles transparentes Klebeband manuell oder mittels eines Probenahmegerätes auf eine definierte Probenahmefläche gepreßt. Beim Abziehen des Klebebandes bleibt dann der lose auf der Oberfläche des Lüftungskanals liegende Staub am Klebeband haften. Die Auswertung der Probenahme erfolgt, indem das Klebeband vor und nach der Probenahme mit einer Lichtquelle durchleuchtet wird. Die Verringerung der Lichtintensität infolge des am Klebeband anhaftenden Staubs wird gemessen und als Transmissionswert bezeichnet. Es hat sich gezeigt, daß mit diesem Verfahren nur der feine, locker auf der Oberfläche aufliegende Staub erfaßt werden kann, während die Erfassung von an der Oberfläche anhaftendem Staub oder auch von dickeren Staubschichten nicht oder nur unzureichend möglich ist, so daß die Meßgenauigkeit dieser Methode sehr gering ist.

Desweiteren ist eine elektrisch-induktive Meßmethode insbesondere zur Bestimmung der Dicke von fettigen, verharschten Staubschichten bekannt, bei der eine definierte Fläche durch einen Induktionsstrom mittels eines Meßgitters aufgeladen und die Staubschichtdicke mit einem Detektor erfaßt wird. Mit diesem Verfahren ist jedoch nur die Bestimmung der Staubbelastung auf der Kanaloberfläche in der unüblichen und wenig aussagekräftigen Einheit "Staubschichtdicke in [μm] bzw. [mm]" möglich. Dabei ist es zur Bestimmung der Staubschichtdicke notwendig, die Meßstelle der Oberfläche des Kanals sowohl im mit Staub belegten als auch im sauberen Zustand (Nullpunkt) zu messen. Als Meßergebnis ergibt sich die Dicke der Staubschicht. Obwohl sich mit diesem Verfahren auch relativ dicke Staubschichten im wesentlichen vollständig erfassen lassen, ist hiermit der Nachteil verbunden, daß die Meßgenauigkeit wesentlich von der sorgfältigen Nullpunktbestimmung, d.h. der Messung der sauberen Oberfläche, abhängig ist. Es hat sich gezeigt, daß die Messungen in der Regel zu grob sind und die Meßgenauigkeit relativ gering ist.

Neben den genannten Verfahren existieren verschiedene gravimetrische Vorgehensweisen, wobei der Staub auf einer definierten Fläche von der Oberfläche des Lüftungskanals entfernt und gewogen wird, woraus sich die Staubflächenmasse in g/m² errechnen läßt. Die verschiedenen gravimetrischen Verfahren unterscheiden sich in der Art und Weise der Aufnahme des Staubs von der definierten Fläche. Einerseits ist es bekannt, den Staub mittels einer Saugvorrichtung von der definierten Fläche abzusaugen und durch einen oder mehrere Filter zu leiten, an denen der abgesaugte Staub zurückgehalten wird. Das Gewicht des bzw. der Filter wird vor und nach der Probenahme ermittelt und aus der Differenz ergibt sich das Gewicht des zurückgehaltenen Staubs, aus dem sich die Staubflächenmasse errechnen läßt. Es hat sich gezeigt, daß sich mit diesem Verfahren nur ein sehr geringer Anteil des insgesamt auf der Oberfläche von Lüftungskanälen vorhandenen Staubs nachweisen läßt. Der größte Teil des Staubs wird aufgrund seiner Anhaftung an der Kanaloberfläche nicht erfaßt, weshalb das Verfahren eine nur geringe Meßgenauigkeit besitzt und für die beabsichtigte Anwendung nicht geeignet ist. Desweiteren kann staubhaltige Nebenluft in unbeabsichtigter Weise mit eingesaugt werden.

Da sich mit dem reinen Absaugverfahren nur der lose auf der Oberfläche des Lüftungskanals liegende Staub entfer nen läßt, ist dieses Vorgehen dahingehend weiterentwickelt worden, daß der Staub vor und/oder während des Absaugens mechanisch mit Hilfe von Bürsten oder Spachteln gelöst wird. Obwohl sich auf diese Weise eine höhere Erfassungsrate für den Staub als bei dem vorgenannten Verfahren erzielen läßt, besteht die Gefahr, daß ein nicht definierter Staubanteil an der Bürste haften bleibt. Aufgrund dieser möglichen Staubverluste bei der Probenahme sowie der weiterhin gegebenen Gefahr der Ansaugung von staubhaltiger Nebenluft ergibt sich eine nur eingeschränkte Meßgenauigkeit dieses Verfahrens.

Desweiteren sind Vorgehensweisen bekannt, bei denen eine Bedienperson den Staub mit einem geeigneten Aufnahmemittel, beispielsweise mit einem präparierten Wischvlies oder einem Klebestreifen, manuell von der Probenahmefläche aufnimmt. Die Menge des aufgenommenen Staubs ist dabei stark von der Sorgfalt der Bedienperson abhängig, so daß die Meßgenauigkeit und die Reproduzierbarkeit dieses Verfahrens sehr gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art vorzusehen, mit dem sich die Staubflächenmasse auf einer Oberfläche insbesondere in Lüftungskanälen mit höherer Genauigkeit ermitteln läßt. Darüber hinaus soll eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der sich das Verfahren in einfacher und reproduzierbarer Weise durchführen läßt.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß auf einer Prüffläche der zu untersuchenden Oberfläche des Lüftungskanals folgende Schritte zumindest einmal durchgeführt werden:

– Aufbringen eines sauberen Staub-Aufnahmekörpers, der eine vorbestimmte Masse M und eine vorbestimmte, der Prüffläche entsprechende Aufnahmefläche aufweist, auf die Prüffläche unter Einwirkung einer vorbestimmten Andruckkraft,
– Drehen des Staub-Aufnahmekörpers auf der Prüffläche in vorbestimmter Weise, wobei der auf der Prüffläche befindliche Staub zumindest teilweise von dem Staub-Aufnahmekörper aufgenommen wird,
– Abnehmen des Staub-Aufnahmekörpers von der Prüffläche und
– Bestimmen der Masse M' des Staub-Aufnahmekörpers einschließlich des aufgenommenen Staubs,

wobei anschließend die Masse des aufgenommenen Staubes errechnet und daraus unter Beziehung auf die Prüffläche die Staubflächenmasse vorzugsweise in g/m² bestimmt wird.

Durch das Aufbringen einer vorbestimmten Andruckkraft, die insbesondere mittels eines Ballastkörpers und/oder mittels einer Andruckfeder erzeugt werden kann, sowie durch die reine Rotation des Staub-Aufnahmekörpers auf der Prüffläche, die beispielsweise durch einen motorischen Antrieb erreicht werden kann, lassen sich definierte Probenahmebedingungen erzielen, die jederzeit reproduzierbar und insbesondere unabhängig von der subjektiven Bedienung und Beurteilung durch die Bedienperson sind.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird als Staub-Aufnahmekörper ein Flächenmaterial in Form eines Vlieses bzw. eines Vliesstoffes vorzugsweise aus Kunststoff verwendet. Es hat sich gezeigt, daß mit einem derartigen Staub-Aufnahmekörper etwa 70% bis 80% des sich auf der Oberfäche befindlichen Staubs aufnehmen lassen.

In Weiterbildung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß der Staub von der Prüffläche nacheinander mit drei oder mehr Staub-Aufnahmekörpern aufgenommen wird. Dabei hat sich gezeigt, daß mit drei nacheinander den Staub von der Prüffläche aufnehmenden Vliesen bereits mehr als 95% des Staubs erfaßt wird. Durch die Verwendung eines vierten und eines fünften Staub-Aufnahmekörpers läßt sich das Ergebnis um nochmals ca. 3% bis 4% verbessern, so daß im praktischen Einsatz eine Beschränkung auf maximal 5 Staub-Aufnahmekörper eine annähernd vollständige Erfassung der Staubmenge gewährleistet. Die Menge des aufgenommenen Staubs ist darüber hinaus von der Anzahl der Umdrehungen abhängig, die der Staub-Aufnahmekörper auf der Prüffläche ausführt. Es hat sich in praktischen Versuchen herausgestellt, daß der Staub-Aufnahmekörper auf der Prüffläche vorzugsweise mehr als fünf Umdrehungen ausführen sollte, wobei die maximale Staubaufnahme sich bei 15 bis 20 Umdrehungen einstellt.

Vorzugsweise wird die Drehrichtung des Staub-Aufnahmekörpers während der Staubaufnahme zumindest einmal umgekehrt, wodurch die Staubaufnahme verbessert wird. Dabei hat sich eine mehrfache Umkehrung des Drehsinns hinsichtlich der Staubaufnahme als vorteilhaft herausgestellt. Ein guter Kompromiß zwischen verfahrenstechnischem Aufwand und praktischem Ergebnis läßt sich erzielen, wenn der Staub-Aufnahmekörper auf der Prüffläche ca. 20 Umdrehungen ausführt, wobei drei oder vier Richtungswechsel durchgeführt werden, so daß nach jeweils vier oder fünf Umdrehungen der Drehsinn umgekehrt wird.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Staub-Aufnahmekörper direkt auf der Prüffläche gedreht wird, kann auch anhaftender Staub gelöst und aufgenommen werden. Die Staub-Erfassungsrate bei der Probenahme läßt sich jedoch noch weiter erhöhen, wenn die Prüffläche und/oder der Staub-Aufnahmekörper vor oder während der Staubaufnahme mit einem Lösungsmittel angefeuchtet wird, wobei insbesondere Ethanol Verwendung findet. Ethanol besitzt den Vorteil eines hohen Dampfdrucks, so daß es nach der Probenahme schnell verdunstet und somit bei der Bestimmung der Masse des Staubes durch Wägung zu keiner Gewichtsbeeinflussung des Meßergebnisses führt. Die Verwendung des Lösungsmittels führt zu einer deutlichen Erhöhung der Staub-Erfassungsrate, da auch fest anhaftender Staub, beispielsweise ölverkrusteter Staub, sich in hohem Maße lösen läßt.

Um die Beeinflussung des Meßergebnisses aufgrund von unterschiedlichen Luftfeuchtigkeiten weitestmöglich auszuschließen, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß der Staub-Aufnahmekörper vor und nach dem Aufbringen auf die Prüffläche getrocknet wird, was beispielsweise mittels Infrarot-Bestrahlung erfolgen kann. Auf diese Weise kann der Staub-Aufnahmekörper vor dem Einsatz einen definierten Trocknungszustand besitzen, auf den er nach der Aufnahme des Staubs wieder eingestellt wird. Eine zwischenzeitliche Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Luft oder restlichem Lösungsmittel hat somit keinen Einfluß auf das Meßergebnis.

Die Feuchtigkeitsaufnahme aus der Luft kann gering gehalten werden, wenn der Staub-Aufnahmekörper hydrophobiert wird.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die o.g. Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Tragkonstruktion vorhanden ist, die auf der Oberfläche des Lüftungskanals positionierbar ist und eine Betätigungseinrichtung trägt, mittels der ein Staub-Aufnahmekörper mit vorbestimmter Andruckkraft gegen die Oberfläche spannbar und auf dieser drehbar ist, wobei der Staub-Aufnahmekörper eine vorbestimmte Masse und eine vorbestimmte Aufnahmefläche aufweist. Die vorbestimmte Andruckkraft wird vorzugsweise mittels eines Ballastkörpers oder einer Andruckfeder erreicht, wobei sich Andruckkräfte von ca. 20 N als für die Bestimmung der Staubflächenmasse in Lüftungskanälen geeignet erwiesen haben.

In bevorzugter Ausgestaltung wird der Staub-Aufnahmekörper, bei dem es sich um einen Vliesstoffzuschnitt aus Kunststoff handeln kann, auf die Prüffläche aufgelegt, woraufhin eine Stempelplatte auf den Staub-Aufnahmekörper von oben abgesenkt wird. Die Stempelplatte wird daraufhin manuell oder motorisch in Drehung versetzt, wodurch auch der Staub-Aufnahmekörper auf der Prüffläche in eine reine Rotation versetzt wird. Nach Durchführung der gewünschten Anzahl von Umdrehungen kann die Stempelplatte von dem Staub-Aufnahmekörper wieder abgehoben werden, so daß dieser entnommen und zusammen mit dem aufgenommenen Staub gewogen werden kann.

Um die Kraftübertragung zwischen der Stempelplatte und dem Staub-Aufnahmekörper zu verbessern, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Stempelplatte auf ihrer mit dem Staub-Aufnahmekörper in Anlage tretenden Unterseite eine strukturierte Oberfläche und/oder einen Bezug aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten besitzt. Der ausreichende Eingriff zwischen der Stempelplatte und dem Staub-Aufnahmekörper wird auch dadurch unterstützt, daß die Stempelplatte mittels einer Andruckfeder gegen die Oberfläche und somit den Staub-Aufnahmekörper vorgespannt ist.

Reproduzierbare Probenahmebedingungen lassen sich erzielen, wenn für den Drehantrieb der Stempelplatte ein Antriebsmotor mit zumindest einer Drehrichtung und vorzugsweise ein Reversiermotor vorgesehen ist.

Um den Staub-Aufnahmekörper gleichmäßig gegen die Prüffläche zu spannen, muß er eine definierte Positon relativ zur Stempelplatte einnehmen. Um dies zu gewährleisten, ist in der Vorrichtung eine Bodenplatte mit einer sich zur Prüffläche hin konisch verjüngenden Positionieröffnung für den Staub-Aufnahmekörper vorgesehen, in die dieser mit nur geringem Spiel einsetzbar ist. Die Stempelplatte kann von oben in die Positionieröffnung unter geringem Spiel abgesenkt werden, wodurch sichergestellt ist, daß die Stempelplatte sich annähernd mittig und vollflächig auf den Staub-Aufnahmekörper legt.

Für die Durchführung des Verfahrens ist es notwendig, daß die Vorrichtung während der Probenahme in dem Lüftungskanal nicht verrutscht und daß die mehreren Staub-Aufnahmekörper, die nacheinander den Staub von der Prüffläche aufnehmen, immer exakt die gleiche Fläche des Lüftungskanals überstreichen. Um die Vorrichtung innerhalb des Lüftungskanales zu fixieren, sind Magnete vorgesehen, die insbesondere in der Bodenplatte angeordnet sind. In Abwandlung der Erfindung können an die Vorrichtung flexible, gegebenenfalls zusätzlich ebenfalls magnetische Standfüße angebracht werden, um die Messung auch auf nicht-planen Oberflächen, z.B. in runden Kanälen, durchführen zu können. Dabei sollten die Standfüße am Umfang der Bodenplatte so angeordnet sein, daß sie die Ecken eines zentralsymmetrischen Dreiecks bilden. Die Stempelplatte ist dabei derart flexibel, daß sie sich auch an eine gekrümmte Prüffläche vollflächig anlegen kann.

Um zu verhindern, daß während der Probenahme und insbesondere während des Entnehmens der mit Staub beladenen Staub-Aufnahmekörper durch einen im Lüftungskanal vorhandenen Luftzug Staubanteile gelöst und abgeführt werden, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Vorrichtung mit einem umlaufenden Windschutzgehäuse versehen ist, das vorzugsweise die Bodenplatte vollständig umgibt und sich von dieser soweit nach oben erstreckt, so daß eine Beeinflussung des Probennahmevorgangs durch eine Luftströmung im Lüftungskanal verhindert ist. Vorzugsweise ist in dem Windschutzgehäuse eine Öffnung ausgebildet, durch die der Staub-Aufnahmekörper eingesetzt und nach erfolgter Probennahme entnommen werden kann.

Um sicherzustellen, daß der Staub-Aufnahmekörper in vorbestimmter Weise auf der Prüffläche gedreht wird, ist in Weiterbildung der Erfindung ein Sensor vorgesehen, der die Anzahl der Umdrehungen der Stempelplatte erfaßt. Der Sensor gibt ein entsprechendes Signal an eine Steuervorrichtung, die die Drehrichtung des Antriebsmotors umkehrt, wenn mittels des Sensors eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen festgestellt ist. Nach Durchlaufen eines vorbestimmten Meßzyklus und insbesondere nach Erreichen der vorbestimmten Gesamtanzahl der Umdrehungen schaltet die Steuervorrichtung den Antriebsmotor ab und stoppt somit den Probenahmevorgang. Auf diese Weise kann die Probenahme selbstätig erfolgen, wobei die Bedienperson lediglich den Staub-Aufnahmekörper vorher einsetzen und nach erfolger Probenahme entnehmen muß.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeipsiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
1 eine Vorrichtung zur Bestimmung der Staubflächenmasse in Vorderansicht und
2 die Vorrichtung gemäß 1 in Seitenansicht.
Eine in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zur Bestimmung der Staubflächenmasse auf einer Oberfläche in Lüftungskanälen umfaßt eine Bodenplatte 1, die mehrere Magnete 2 trägt, über die die Bodenplatte 1 auf einer Oberfläche F, beispielsweise einer Wandung eines Lüftungskanals, positionierbar ist. Auf der Bodenplatte 1 sind auf entgegengesetzten Seiten sich senkrecht nach oben erstreckende Führungsbolzen 7 angebracht, die im Zusammenwirken einen sie verbindenden Querträger 6 vertikal verschieblich lagern, der zwei Führungshülsen 16 besitzt, die auf die Führungsbolzen 7 verschieblich aufgesetzt sind. Auf diese Weise ist der Querträger 6 entlang den Führungsbolzen 7 vertikal in Richtung zur Bodenplatte 1 sowie in entgegengesetzter Richtung verschieblich. Auf dem gemäß 1 linken Führungsbolzen ist eine Rückstellfeder 8 vorgesehen, die den Querträger 6 in die von der Bodenplatte 1 abgehobene Stellung zurückbewegt. Auf den anderen, gemäß 1 rechten Führungsbolzen 7 ist eine Anschlaghülse 21 aufgesetzt, die bei Absenkung des Querträgers 6 mit dessen zugeordneter Führungshülse 16 in Anlage kommt und somit die Absenkbewegung des Querträgers 6 beschränkt. Im Bereich des anderen, die Rückstellfeder 8 tragenden Führungsbolzens 7 ist an dem Querträger 6 ein nach unten vorstehender Distanzstift 24 montiert, der beim Absenken des Querträgers 6 mit einem an der Bodenplatte 1 montierten Anschlag 25 in Anlage kommt und somit auch auf dieser Seite des Querträgers 6 die Absenkbewegung beschränkt.
Auf der Oberseite des Querträgers 6 ist ein Antriebsmotor 17 montiert, dessen Antriebswelle 12 auf der Unterseite des Querträgers 6 vorsteht. Über einen Befestigungsring 10 ist dem Antriebsmotor 17 eine Steuerelektronik 18 zugeordnet.
Die Welle 12 des Antriebsmotors 17 ist als Hohlwelle ausgestaltet, in die ein Stempel 11 axial verschieblich, jedoch drehfest eingesetzt ist. Der Stempel 11 trägt an seinem unteren Ende eine sich im wesentlichen quer erstreckende Stempelplatte 13, die auf ihrer Unterseite mit einer strukturierten Stempelmatte 14 versehen ist. Der Stempel 11 steht unter der Vorspannung einer in der Welle 12 aufgenommenen Andrucksfeder 15, wobei die nach unten gerichtete Bewegung des Stempels 11 durch eine Arretierschraube 20, die in ein Langloch der Welle 12 eingreift, beschränkt ist. Mittels einer Justierschraube 22 ist die Andruckfeder 15 einstellbar.
In der Bodenplatte 1 ist im Bereich unterhalb der Stempelplatte 13 eine Positionieröffnung bzw. -ausnehmung 23 vorgesehen, die sich zum Boden hin verjüngt. In die Positionieröffnung ist ein Staub-Aufnahmekörper in Form eines Probenahmevlieses 5 einlegbar.
An der Welle 12 des Antriebsmotors 17 ist ein Impulsgeber 19 vorgesehen, der mit einem an dem Querträger 6 angebrachten Sensor 27 zusammenwirkt, wodurch die Anzahl der Umdrehungen der Welle 12 des Antreibsmotors 17 erfaßt werden kann. Der Sensor 27 ist über ein Kabel 9 mit der Steuerelektronik 18 verbunden, die oberseitig einen Betätigungsschalter 26 besitzt.
Die Bodenplatte 1 ist von einem Windschutzgehäuse 3 umgeben, das sich bis annähernd unterhalb des Querträgers 6 nach oben erstreckt. In dem Windschutzgehäuse 3 ist eine Öffnung 4 ausgebildet, durch die das Probennahmevlies 5 in die Positionieröffnung 23 der Bodenplatte 1 eingesetzt bzw. aus dieser entnommen werden kann.
Zur Durchführung der Bestimmung der Staubflächenmasse auf der Oberfläche F eines Lüftungskanals wird die Vorrichtung an geeigneter Stelle auf die Oberfläche F aufgesetzt, wobei die Magneten 2 die Vorrichtung sicher fixieren. Sodann wird durch die Öffnung 4 des Windschutzgehäuses 3 ein Probenahmevlies 5 in die Positionieröffnung 23 der Bodenplatte 1 eingesetzt, das im wesentlichen den unteren Abmessungen der Positionieröffnung 23 entspricht und somit in vorbestimmter Position unterhalb der Stempelplatte 13 liegt. Nach Schließen der Öffnung 4 des Windschutzgehäuses 3 wird der Querträger 6 zusammen mit dem Antriebsmotor 17 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 8 nach unten gedrückt, bis die Führungshülse 16 und der Distanzstift 24 des Querträgers 6 mit der Anschlaghülse 21 bzw. dem Anschlag 25 der Bodenplatte 1 in Anlage kommen. In diesem Zustand liegt die Stempelplatte 13 mit ihrer unterseitigen Stempelmatte 14 auf der Oberseite des Probenahmevlieses 5 auf und wird durch die Andruckfeder 15 gegen das Probenahmevlies 5 gedrückt. In diesem Zustand wird durch Aktivierung des Betätigungsschalters 26 der Meßzyklus ausgelöst, indem die Welle 12 des Antriebsmotors 17 und somit der Stempel 11 und die Stempelplatte 13 in Drehung versetzt werden. Dabei dreht sich das Probenahmevlies 5 mit und nimmt dabei den Staub von der Oberfläche F des Lüftungskanals auf. Wenn die Steuerelektronik 18 von dem Sensor 27 eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen erhalten hat und somit die Welle 12 die gewünschte Anzahl von Umdrehungen durchgeführt hat, wird die Drehrichtung des Antriebsmotors 17 umgekehrt, so daß die Welle 12 und somit die Stempelplatte 13 und das Probenahmevlies 5 eine vorbestimmte Anzahl von Drehungen in umgekehrte Richtung ausführen. Diese Umkehrung der Drehrichtung erfolgt ca. 3 bis 4 Mal, bevor der Meßzyklus abgeschlossen ist.
Der nach unten gedrückte Querträger 6 wird dann freigegeben, woraufhin er infolge der Rückstellfeder 8 in seine abgehobene Stellung zurückkehrt, in der die Stempelplatte 13 von dem Probenahmevlies 5 abgehoben ist. Dieses wird dann von einer Bedienperson durch die Öffnung des Windschutzgehäuses entnommen, woraufhin der gleiche Meßzyklus mit einem neuen Probenahmevlies 5 auf der gleichen Prüffläche, d.h. ohne Versetzen der Bodenplatte 1 erfolgt.
Nachdem der Staub einer Prüffläche mit 3 bis 5 Probenahmevliesen nacheinander aufgenommen wurde, werden die mit Staub beladene Probenahmevliese gewogen. Da das Gewicht bzw. die Masse der sauberen Probenahmevliese bekannt ist, läßt sich aus der Differenz die Gesamtsumme des aufgenommenen Staubs bestimmen. Wenn dieser in Beziehung zu der Prüffläche, d.h. der unteren Aufnahmefläche des Probenahmevlieses 5 gesetzt wird, ergibt sich die Staubflächenmasse, die vorzugsweise in g/m² angegeben wird.

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Staubflächenmasse auf einer Oberfläche insbesondere in Lüftungskanälen, wobei auf einer Prüffläche der zu untersuchenden Oberfläche folgende Schritte zumindest einmal durchgeführt werden: – Aufbringen eines sauberen Staub-Aufnahmekörpers (5), der eine vorbestimmte Masse M und eine vorbestimmte, der Prüffläche entsprechende Aufnahmefläche aufweist, auf die Prüffläche unter Einwirkung einer vorbestimmten Andruckkraft, – Drehen des Staub-Aufnahmekörpers (5) auf der Prüffläche in vorbestimmter Weise, wobei der auf der Prüffläche befindliche Staub zumindest teilweise von dem Staub-Aufnahmekörper (5) aufgenommen wird, – Abnehmen des Staub-Aufnahmekörpers (5) von der Prüffläche und – Bestimmen der Masse M' des Staub-Aufnahmekörpers (5) einschließlich des aufgenommenen Staubs, wobei anschließend die Masse des aufgenommenen Staubs errechnet und daraus unter Beziehung auf die Prüffläche die Staubflächenmasse bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub von der Prüffläche nacheinander mit drei oder mehr Staub-Aufnahmekörpern (5) aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub-Aufnahmekörper (5) auf der Prüffläche mehrere Umdrehungen ausführt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub-Aufnahmekörper (5) auf der Prüffläche mehr als 5 und vorzugsweise mehr als 15 Umdrehungen ausführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung des Staub-Aufnahmekörpers (5) zumindest einmal umgekehrt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub-Aufnahmekörper (5) auf der Prüffläche ca. 20 Umdrehungen ausführt, wobei nach jeweils 4 oder 5 Umdrehungen die Drehrichtung umgekehrt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüffläche und/oder der Staub-Aufnahmekörper (5) mit einem Lösungsmittel angefeuchtet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Ethanol verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub-Aufnahmekörper (5) vor und nach dem Aufbringen auf die Prüffläche getrocknet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung mittels Infrarot-Bestrahlung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckkraft mittels eines Ballastkörpers und/oder mittels einer Andruckfeder aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub-Aufnahmekörper (5) von einem Vlies, insbesondere einem Vliesstoff, gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Vlies hydrophobiert ist.
Vorrichtung zur Bestimmung der Staubflächenmasse auf der Oberfläche insbesondere in Lüftungskanälen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einer Tragkonstruktion (1, 6, 7), die auf der Oberfläche positionierbar ist und eine Betätigungseinrichtung (11, 12, 13, 17) trägt, mittels der ein Staub-Aufnahmekörper (5) mit vorbestimmter Andruckkraft gegen die Oberfläche spannbar und auf dieser drehbar ist, wobei der Staub-Aufnahmekörper eine vorbestimmte Masse und eine vorbestimmte Aufnahmefläche aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung eine auf den Staub-Aufnahmekörper (5) absenkbare und von diesem abhebbare Stempelplatte (13) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempelplatte (13) auf ihrer mit dem Staub-Aufnahmekörper (5) in Anlage tretenden Unterseite eine strukturierte Oberfläche aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempelplatte (13) mittels einer Andruckfeder (15) gegen die Oberfläche vorgespannt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, gekennzeichnet durch einen Antriebsmotor (17) für ein Drehen der Stempelplatte (13) in zumindest eine Drehrichtung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, gekennzeichnet durch eine Bodenplatte (1) mit einer Positionieröffnung (23) für den Staub-Aufnahmekörper (5).
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempelplatte (13) in die Positionieröffnung (23) absenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (1) mittels Magneten (2) auf der Oberfläche festlegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, gekennzeichnet durch ein umlaufendes Windschutzgehäuse (3).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub-Aufnahmekörper (5) von einem Vliesstoffzuschnitt gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, gekennzeichnet durch einen die Anzahl der Umdrehungen der Stempelplatte (13) erfassenden Sensor (27).
Vorrichtung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (18), die die Drehrichtung des Antriebsmotors (17) umkehrt, wenn mittels des Sensors (27) eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen festgestellt ist.