DE20309818U1

DE20309818U1 - Air flow resistance measurement unit, comprises mobile field measurement unit with cover, flow machine, and differential pressure measurement sensor

Info

Publication number: DE20309818U1
Application number: DE20309818U
Authority: DE
Original assignee: WL Gore and Associates GmbH
Current assignee: WL Gore and Associates GmbH
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2013-06-26

Abstract

An arrangement for determining the air flow resistance of an air filter for a housing containing electronic components, comprises a mobile field measurement unit. The latter has a cover (4) which is located over the air filter (3), and a flow machine (7) which can produce a flow through the filter. A differential pressure measurement sensor (9) is used to measure the pressure drop across the filter. The volume of airflow through the filter is determined by monitoring process parameters of the flow machine. The arrangement is attached to a telecommunications base station (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln des Lufdurchgangswiderstands von Luftfiltern von im Freien aufgestellten, elektronische Bauteile enthaltenden Gehäusen, insbesondere im Zusammenhang mit Luftfiltern von Telekommunikationsbasisstationen.The The invention relates to a device for determining the air resistance of air filters of electronic components installed outdoors containing housings, in particular in connection with air filters from telecommunication base stations.

Telekommunikationsbasisstationen werden im Freien aufgestellt und beherbergen in einem abgeschlossenen Gehäuse zahlreiche elektronische Bauteile. Diese Bauteile werden vor Überhitzung geschützt, indem das Gehäuseinnere gekühlt wird. Eine von mehreren bekannten Kühlmethoden sieht vor, eine Luftströmung durch das Gehäuse hindurch an den elektronischen Bauteilen vorbeizuführen. Dazu wird mittels einer oder mehrerer Ventilatoren Umgebungsluft durch einen Filter in das Gehäuseinnere gesaugt und durch eine Auslassöffnung wieder aus dem Gehäuse herausgeleitet. Der Filter dient zum Schutz der elektronischen Bauteile vor Schmutz und Spritzwasser. Eine solche Telekommunikationsbasisstation ist beispielsweise in der DE 198 33 247 A1 der Anmelderin beschrieben.Telecommunications base stations are set up outdoors and house numerous electronic components in a sealed housing. These components are protected against overheating by cooling the inside of the housing. One of several known cooling methods provides for air to flow past the electronic components through the housing. For this purpose, ambient air is drawn in through a filter into the interior of the housing by means of one or more fans and is led out of the housing again through an outlet opening. The filter serves to protect the electronic components from dirt and splash water. Such a telecommunications base station is for example in the DE 198 33 247 A1 described by the applicant.

Im tatsächlichen Einsatz können mehrere solcher Filter oder ein großflächiger Filter vorgesehen sein. Der Filter ist üblicherweise in der Tür integriert, durch die ein Zugriff in das Gehäuseinnere zum Zwecke von Installations- und Wartungsarbeiten ermöglicht wird. Diese Tür erstreckt sich üblicherweise vollständig über die Gehäusefront, und der Filter erstreckt sich über die gesamte Türfläche, wodurch ein maximaler Luftdurchsatz erzielbar ist. Je nach den individuellen Filtereigenschaften und den örtlichen Einsatzbedingungen kann sich der Filter im Laufe der Betriebszeit zusetzen. Man spricht auch von "Verblockung". Aufgrund der Verblockung steigt der Luftdurchgangswiderstand für die durch den Filter strömende Luft. Der Anstieg des Luftdurchgangswiderstands ist proportional zum Verblockungsgrad, wes halb diese Begriffe nachfolgend synonym verwendet werden. Entsprechend dem Verblockungsgrad muss der Lüfter mehr Leistung aufbringen, um den zur Kühlung notwendigen Luftdurchsatz zu liefern. Der Zeitpunkt, wann der Luftfilter auszuwechseln ist, hängt somit auch von der maximalen Lüfterleistung ab.in the actual Can use several such filters or a large-area filter can be provided. The filter is common in the door integrated, which enables access to the interior of the housing for the purpose of installation and maintenance work. This door usually extends completely about the Housing front, and the filter spans the entire door area, creating a maximum air flow can be achieved. Depending on the individual Filter properties and local Operating conditions can change the filter over the course of the operating time enforce. One also speaks of "blocking". Because of the blocking the air resistance increases for the air flowing through the filter. The increase in air volume resistance is proportional to the degree of blocking, which is why these terms are used synonymously below. Corresponding the degree of blocking must be the fan Apply more power to the air flow required for cooling to deliver. When to replace the air filter thus hangs also from the maximum fan power from.

Es ist entscheidend für die Funktionsfähigkeit der Basisstation, dass der Filter ausgewechselt wird, bevor er einen Zustand erreicht, in dem die Kühlung der Basisstation unter den denkbar ungünstigsten Bedingungen nicht mehr gewährleistet ist. Daher ist es zweckmäßig, den Luftdurchgangswiderstand bzw. Verblockungsgrad des Filters frühzeitig zu ermitteln, um auf Basis des Ermittlungsergebnisses möglichst genau abschätzen zu können, wann der Auswechslungszeitpunkt erreicht sein wird.It is crucial for the functionality the base station that the filter is replaced before it Condition reached in which the cooling the base station under the worst possible conditions more guaranteed is. It is therefore appropriate to Air volume resistance or degree of blocking of the filter early to determine, based on the result of the investigation if possible estimate exactly to be able when the replacement time will be reached.

In Laboruntersuchungen bestimmt man den Verblockungsgrad eines Luftfilters, indem eine Luftströmung durch den Filter geleitet und dabei einerseits der Druckverlust Δp über den Filterquerschnitt und andererseits der durch den Filter hindurchströmende Volumenstrom Q gemessen wird. Solche Testverfahren sind zum Beispiel in DIN 24163 (Teil 2) zur Vermessung von Ventilatoren beschrieben. Der Filter wird dazu in einen Strömungskanal eingebaut. Der Volumenstrom Q wird dabei mittels Blenden und Düsen nach dem Venturi-Prinzip bestimmt, wozu ein langer Strömungsauslauf erforderlich ist, um in einer laminaren Strömung den Volumenstrom Q exakt messen zu können.In laboratory tests, the degree of clogging of an air filter is determined by passing an air flow through the filter and, on the one hand, measuring the pressure loss Δp across the filter cross section and, on the other hand, the volume flow Q flowing through the filter. Such test procedures are described, for example, in DIN 24163 (part 2 ) for measuring fans. For this purpose, the filter is installed in a flow channel. The volume flow Q is determined by means of orifices and nozzles according to the Venturi principle, for which a long flow outlet is required in order to be able to measure the volume flow Q exactly in a laminar flow.

Allerdings ist es nicht zweckmäßig, die Luftfilter zur Überprüfung ihres Verblockungsgrads aus den Telekommunikationsbasisstationen auszubauen und sie im Labor zu testen. Vielmehr ist es sinnvoll, den Verblockungsgrad bzw. den Luftdurchgangswiderstand der Filter vor Ort zu messen. Die La bormessapparaturen sind jedoch nicht für Feldversuche geeignet und insbesondere wegen des für die Beruhigung des Volumenstroms Q benötigten langen Strömungsauslaufs prinzipiell zu groß und unhandlich.Indeed it is not appropriate that Air filter to check your Level of blocking from the telecommunications base stations and to test them in the laboratory. Rather, it makes sense to determine the degree of blocking or to measure the air volume resistance of the filters on site. However, the La bormessapparataturen are not suitable for field tests and especially because of the for the calming of the volume flow Q requires a long flow outlet principally too big and unwieldy.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine mobile Vorrichtung zur Ermittlung des Luftdurchgangswiderstands von Filtern vorzuschlagen, mit der die Filter vor Ort – vorzugsweise im montierten Zustand – getestet werden können.task The present invention is therefore a mobile device to propose to determine the air resistance of filters, with which the filters on site - preferably when assembled - tested can be.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.This Object is achieved by a device with the features of the independent claim 1 solved. Dependent on it claims are advantageous refinements and developments of the invention specified.

Demnach besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen aus einer Haube, die auf den Luftfilter aufgesetzt wird. Vorzugsweise deckt sie die gesamte Oberfläche des Luftfilters vollständig ab. Sie kann auch auf einen den Luftfilter umschließenden Rahmen aufgesetzt werden. Es entsteht dadurch ein durch den Filter begrenzter Raum innerhalb der Haube. Mittels einer oder mehrerer Strömungsmaschinen wird ein Luftstrom durch den Filter und die Haube hindurch erzeugt. Je nach dem, ob die Haube in Strömungsrichtung vor oder hinter dem Filter angeordnet ist, entsteht dadurch ein Überdruck oder ein Unterdruck in der Haube. Über den Filterquerschnitt stellt sich dementsprechend eine Druckdifferenz Δp ein, der mittels einem Differenzdrucksensor gemessen wird. Der Volumenstrom Q der durch den Filter strömenden Luft wird mittels einer geeigneten Einrichtung auf Basis von Parametern der Strömungsmaschine, insbesondere Prozessparametern oder Kenngrößen der Strömungsmaschine, indirekt bestimmt, also nicht aktiv gemessen. Dadurch kann die Gesamtvorrichtung vergleichsweise klein gebaut werden und ist einfach handhabbar, so dass sie mobil für Vorortmessungen einsetzbar ist.Accordingly, the device according to the invention essentially consists of a hood which is placed on the air filter. It preferably covers the entire surface of the air filter completely. It can also be placed on a frame surrounding the air filter. This creates a space within the hood that is limited by the filter. An air flow is generated through the filter and the hood by means of one or more flow machines. Depending on whether the hood is arranged upstream or downstream of the filter in the flow direction, this creates an overpressure or a vacuum in the hood. Accordingly, a pressure difference Δp is established across the filter cross section, which is measured by means of a differential pressure sensor. The volume flow Q of the air flowing through the filter is indirectly determined by means of a suitable device on the basis of parameters of the turbomachine, in particular process parameters or parameters of the turbomachine, that is, it is not actively measured. As a result, the overall device can be built comparatively small and is easy to use, so that it can be used for mobile on-site measurements.

Vorzugsweise erzeugt die Strömungsmaschine innerhalb der Haube einen Unterdruck. Dadurch wird erreicht, dass sich die Haube an dem zu überprüfenden Luftfilter selbständig ansaugt und dadurch hermetisch gegenüber der Umgebung abdichtet. Druck- und Strömungsverhältnisse innerhalb der Haube sind dadurch von Umgebungseinflüssen abgeschirmt.Preferably generates the fluid machine a vacuum inside the hood. This ensures that the hood on the air filter to be checked independent sucked in and thereby hermetically seals against the environment. Pressure and flow conditions inside the hood are thus shielded from environmental influences.

Die Strömungsmaschine kann außerhalb der Haube sitzen, um die Luft aus der Haube herauszusaugen oder – bei umgekehrter Strömungsrichtung – in die Haube hinein zu blasen. Es ist aber vorteilhaft, die Strömungsmaschine innerhalb der Haube anzuordnen. Dadurch lässt sich die Baugröße der Gesamtvorrichtung klein halten. Außerdem wird die Strömungsmaschine bei dieser Konstellation während des Transportes durch die sie umgebende Haube gegen Beschädigung geschützt.The flow machine can outside sit in the hood to suck the air out of the hood or - in reverse Flow direction - in the To blow the hood in. However, it is advantageous to use the turbomachine to be placed inside the hood. This allows the overall size of the overall device keep it small. Moreover becomes the fluid machine with this constellation during protected against damage during transport by the hood surrounding it.

Als Strömungsmaschine eignet sich besonders der Einsatz eines oder mehrerer Ventilatoren, zumal diese relativ flach bauen und daher in einer Haube mit geringer Tiefe – also in eine vergleichsweise kleine Haube – integrierbar sind. Insbesondere ist der Einsatz von zwei oder mehr Ventilatoren vorteilhaft, da damit einerseits eine höhere Leistung und ein entsprechend größerer Volumenstrom Q erzielbar ist als nur mit einem Ventilator, wodurch die Messung des Druckverlusts Δp genauer wird, und da damit andererseits der auf den Luftfilter wirkende Unterdruck gleichmäßiger verteilt ist.As flow machine the use of one or more fans is particularly suitable, especially build them relatively flat and therefore in a hood with less Depth - well can be integrated into a comparatively small hood. In particular the use of two or more fans is advantageous because thus a higher one Performance and a correspondingly larger volume flow Q is achievable than with only one fan, which makes the measurement of the Pressure loss Δp becomes more precise, and since, on the other hand, the one acting on the air filter Vacuum distributed more evenly is.

Als besonders geeignet hat sich der Einsatz von handelsüblichen volumenstromkonstanten Ventilatoren erwiesen, die also unabhängig von dem Luftdurchgangswiderstand des Filters einen definierten Volumenstrom Q erzeu gen. Dieser Volumenstrom Q kann in einfacher Weise als Sollwert vorgegeben werden, beispielsweise über ein in der Haube integriertes Touch-Screen. Mittels einer geeigneten Einrichtung am Ventilator wird dann der Volumenstrom Q automatisch auf den voreingestellten Sollwert gebracht, wobei die Bestimmung des Volumenstroms auf Basis von Prozessparametern der Strömungsmaschine, wie zum Beispiel der aktuellen Leistungsaufnahme und Drehzahl des Ventilators, erfolgt. Die Einrichtung zur Bestimmung des als Sollwert vorgegebenen Volumenstroms Q ist somit in diesem Falle Bestandteil des Ventilators. Die Verwendung von volumenstromkonstanten Ventilators bietet den Vorteil, dass keine separate Einrichtung zur Bestimmung des Volumenstroms Q in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen werden muss, da diese schon Bestandteil des handelsüblichen Ventilators ist. Vielmehr ist der Volumenstrom Q durch die Voreinstellung von vornherein bekannt, und es muss lediglich noch der Druckverlust Δp über den Filter bei diesem bekannten Volumenstrom gemessen werden, um daraus auf den Luftdurchgangswiderstand bzw. Verblockungsgrad des Filters schließen zu können.As the use of commercially available ones has been particularly suitable volume flow constant fans, which are independent of the air volume resistance of the filter a defined volume flow Generate Q. This volume flow Q can easily be used as a setpoint can be specified, for example via an integrated in the hood Touch screen. Using a suitable device on the fan the volume flow Q is then automatically set to the preset Setpoint brought, the determination of the volume flow based process parameters of the turbomachine, such as the current power consumption and speed of the Fan. The device for determining the as setpoint In this case, the predetermined volume flow Q is a component of the fan. The use of fan with constant flow rate offers the advantage that no separate device for determination of the volume flow Q is provided in the device according to the invention must be, since this is already part of the commercial Fan. Rather, the volume flow Q is by default known from the outset, and only the pressure loss Δp has to be exceeded Filters at this known volume flow can be measured to get out of it on the air volume resistance or degree of blocking of the filter conclude to be able to.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird anstelle eines volumenstromkonstanten Ventilators eine ungeregelte Strömungsmaschine eingesetzt, deren geförderter Volumenstrom Q sich mit dem zu überwindenden Druckgefälle Δp ändert. Die Abhängigkeit des Volumenstroms Q vom Druckgefälle Δp wird als (Q/Δp)-Kennlinie in der Einrichtung hinterlegt, so dass mittels dieser Einrichtung aus der hinterlegten Kennlinie unter Berücksichtigung der tatsächlich gemessenen Druckdifferenz Δp der aktuelle Volumenstrom Q herleitbar ist.According to one alternative embodiment an uncontrolled fan instead of a volume flow constant fan flow machine deployed, their sponsored Volume flow Q with the one to be overcome Pressure drop Δp changes. The dependence of the volume flow Q from the pressure drop Δp is considered (Q / Dp) characteristic deposited in the facility so that by means of this facility from the stored characteristic curve taking into account the actually measured Pressure difference Δp the current volume flow Q can be derived.

Aus den Werten Δp und Q lässt sich dann der Verblockungsgrad des Filters bestimmen. Da das Verhältnis von Δp zu Q für einen zu testenden Filter konstant ist, ist es vorteilhaft den Verblockungsgrad durch das Verhältnis Δp/Q auszudrücken. Dann lässt sich der Verblockungsgrad für unterschiedliche Volumenströme Q identisch ermitteln, wobei ein großer Volumenstrom Q vorteilhaft ist, da dann auch der Druckverlust Δp entsprechend hoch und genau zu messen ist. Das resultierende Ergebnis Verblockungsgrads ist dann vergleichsweise exakt.Out the values Δp and Q lets the degree of blocking of the filter is then determined. Since the ratio of Δp to Q for one filter to be tested is constant, it is advantageous by the degree of clogging express the ratio Δp / Q. Then let yourself the degree of blocking for different volume flows Determine Q identically, with a large volume flow Q advantageous is, because then the pressure loss Δp is correspondingly high and accurate is to be measured. The resulting result is degree of blocking then comparatively exact.

Der Verblockungsgrad Δp/Q ist allerdings nur aussagekräftig, wenn bekannt ist, welchen Verblockungsgrad ein neuer Filter besitzt – denn auch ein neuer Filter besitzt einen Luftdurchtrittswiderstand – und welchen Verblockungsgrad ein Filter maximal besitzen darf, um bei ungünstigsten Betriebsbedingungen noch eine ausreichende Kühlung gewährleisten zu können. Diese Extremwerte werden vorab experimentell für jede Basisstation und für den darin verwendeten Filter ermittelt. Im Vergleich zu diesen Extremwerten lässt sich dann der aktuell gemessen Verblockungsgrad einordnen und die weitere Einsatzdauer des Filters abschätzen.The Degree of blocking Δp / Q is only meaningful, if it is known what degree of blocking a new filter has - then also a new filter has an air passage resistance - and which The maximum degree of blocking a filter may have in order to avoid the worst Operating conditions to ensure adequate cooling. This Extreme values become experimental in advance for and for each base station used filter determined. In comparison to these extreme values let yourself then classify the degree of blocking currently measured and the further period of use of the filter.

Schließlich kann aber noch die Luftfeuchtigkeit einen Einfluss auf die Messergebnisse haben. Dieser Einfluss wird durch einen Korrekturwert berücksichtigt, welcher ebenfalls experimentell vorab ermittelt wird. Daher ist die Vorrichtung vorzugsweise mit einem Luftfeuchtigkeitssensor ausgestattet, damit aufgrund der gemessenen Luftfeuchtigkeit ein entsprechender Korrekturwert zur Korrektur des Messergebnisses bzw. des ermittelten Verblockungsgrads berücksichtigt werden kann.Finally, can but still the humidity has an impact on the measurement results to have. This influence is taken into account by a correction value, which is also determined experimentally in advance. thats why the device is preferably equipped with an air humidity sensor, a corresponding one based on the measured humidity Correction value for correcting the measurement result or the determined one Degree of blocking is taken into account can be.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:following the invention will be exemplified with reference to the accompanying drawings explained. In it show:

1 einen Schrank zur Aufnahme von elektronischen Bauteilen mit rückseitig auf den in der geöffneten Tür integrierten Filter aufgesetzter Messhaube, 1 a cabinet for receiving electronic components with the back on the in the open door integrated filter attached measuring hood,

2 eine Draufsicht in das Innere der Messhaube aus 1, 2 a top view of the inside of the measuring hood 1 .

3 eine Prinzipdarstellung des mit der Messhaube verwirklichten Messprinzips, und 3 a schematic diagram of the measuring principle realized with the measuring hood, and

4 eine graphische Darstellung zur Bestimmung des Verblockungsgrads eines Filters. 4 a graphical representation for determining the degree of blocking of a filter.

1 zeigt einen Schrank 1 zur Aufnahme von elektronischen Bauteile und zum Aufstellen im Freien, insbesondere zur Verwendung als Telekommunikationsbasisstation. In der Tür 2 des Schranks 1 ist ein Luftfilter 3 integriert, durch den im Betrieb der Telekommunikationsbasisstation Außenluft in das Innere des Schranks 1 und durch den Schrank 1 hindurch zur Kühlung der in dem Schrank aufgenommenen elektronischen Bauteile strömt. Von dem Filter 3 ist in 1 lediglich der Filterrahmen zu sehen, auf dem eine Messhaube 4 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgesetzt ist. Zu diesem Zweck besitzt die Messhaube 4 eine umlaufende Krempe 5, die in ihrer Kontur an die Außenkontur des Filterrahmens angepasst ist, so dass die Messhaube 4 in einfacher Weise auf den Filter 3 aufgesetzt und eine gegenüber der Umgebung abgedichtete Verbindung zwischen Messhaube 4 und Filter 3 hergestellt werden kann. Die Krempe 5 weist daher vorzugsweise eine umlaufende Gummidichtung auf, die an dem Rahmen des Filters 3 anliegt. 1 shows a closet 1 for holding electronic components and for outdoor installation, especially for use as a telecommunications base station. In the door 2 of the closet 1 is an air filter 3 integrated, through which in the operation of the telecommunications base station outside air into the interior of the cabinet 1 and through the closet 1 flows through for cooling the electronic components accommodated in the cabinet. From the filter 3 is in 1 only the filter frame can be seen on which a measuring hood 4 according to a preferred embodiment of the invention. For this purpose the measuring hood has 4 a surrounding brim 5 , which is adapted in its contour to the outer contour of the filter frame, so that the measuring hood 4 in a simple way on the filter 3 attached and a connection between the measuring hood sealed against the environment 4 and filters 3 can be manufactured. The brim 5 therefore preferably has a circumferential rubber seal on the frame of the filter 3 is applied.

Die Messhaube 4 besitzt des weiteren eine Anzeige 6, über die mittels der Messhaube ermittelte Messergebnisse angezeigt werden. Die Anzeige 6 ist vorzugsweise ein Touch-Screen oder besitzt eine separate Eingabeeinrichtung, über die die Messhaube bedienbar ist und über die dem Messsystem Vorgaben gemacht werden können, indem beispielsweise ein Soll-Wert für ein Volumenstrom vorgegeben wird, auf Basis dessen die Messung durchgeführt werden soll.The measuring hood 4 also has an ad 6 , via which the measurement results determined by means of the measuring hood are displayed. The ad 6 is preferably a touch screen or has a separate input device, via which the measuring hood can be operated and via which the measuring system can be specified, for example by specifying a target value for a volume flow, on the basis of which the measurement is to be carried out.

In 2 ist eine Draufsicht ins Innere der Messhaube 4 dargestellt. Die Messhaube 4 beherbergt zwei Ventilatoren 7 mittels denen Luft durch den Filter 3 und die Haube 4 hindurch gefördert wird. Demzufolge saugen die Ventilatoren 7 die Luft durch den Filter 3 an und blasen sie aus der Messhaube 4 über zwei Auslässe 8 wieder hinaus. Dadurch entsteht im Inneren der Haube 4 ein Unterdruck p_i gegenüber dem Umgebungsdruck p_a. Der Differenzdruck Δp = p_a – p_i wird mittels eines Differenzdruckssensors 9 erfasst, der sich ebenfalls im Inneren der Haube 4 befindet und der über zwei Druckkanäle 10, 11 einerseits den Innendruck p_i und andererseits den Umgebungsdruck p_a erfasst.In 2 is a top view of the inside of the measuring hood 4 shown. The measuring hood 4 houses two fans 7 by means of which air passes through the filter 3 and the hood 4 is promoted through. As a result, the fans suck 7 the air through the filter 3 and blow it out of the measuring hood 4 via two outlets 8th out again. This creates inside the hood 4 a negative pressure p _i compared to the ambient pressure p _a . The differential pressure Δp = p _a - p _i is determined by means of a differential pressure sensor 9 recorded, which is also inside the hood 4 and that over two pressure channels 10 . 11 on the one hand the internal pressure p _i and on the other hand the ambient pressure p _a .

Die Druckwerte p_i und p_a oder der daraus unmittelbar gebildete Differenzdruck Δp werden dann einer Verarbeitungseinrichtung 12 übermittelt, die auch mit der Anzeige 6 kommuniziert, so dass der Differenzdruck unmittelbar auf der Anzeige 6 angezeigt werden kann. Die Verarbeitungseinrichtung 12 ermittelt vorzugsweise aus dem Differenzdruck Δp und dem Volumenstrom Q durch Quotientenbildung Δp/Q eine Kennzahl m, die den Luftdurchgangswiderstand bzw. Verblockungsgrad des vermessenen Filters kennzeichnet. Der zur Quotientenbildung erforderliche Volumenstromwert Q wird im Falle des Einsatzes von volumenstromkonstanten Ventilatoren 7 von außen über das Touch-Screen 6 vorgegeben oder im Falle des Einsatzes ungeregelter Ventilatoren 7 über in der Verarbeitungseinrichtung 12 hinterlegte (Q, Δp)-Ventilatorkennlinien ermittelt. Dies wird nachfolgend noch genauer erläutert.The pressure values p _i and p _a or the differential pressure Δp formed directly therefrom are then processed by a processing device 12 submitted that also with the ad 6 communicates so that the differential pressure is immediately on the display 6 can be displayed. The processing facility 12 preferably determines a characteristic number m from the differential pressure Δp and the volume flow Q by forming the quotient Δp / Q, which characterizes the air volume resistance or degree of blocking of the measured filter. The volume flow value Q required for the formation of the quotient is obtained when fans with constant volume flow are used 7 from the outside via the touch screen 6 specified or in the case of the use of uncontrolled fans 7 over in the processing facility 12 stored (Q, Δp) fan characteristics determined. This is explained in more detail below.

In 3 ist der Messaufbau schematisch dargestellt. Demzufolge wird mittels einer Strömungsmaschine 7, insbesondere einem Ventilator, eine Strömung durch eine mit einem Filter 3 verschlossene Haube 4 erzeugt. Dabei stellt sich ein Duckverlust über den Querschnitt des Filters 3 ein, so dass sich der Innendruck p_i in der Haube 4 vom Umgebungsdruck p_a um die Druckdifferenz Δp unterscheidet. Die Prinzipdarstellung in 3 macht deutlich, dass es für dieses Messprinzip unerheblich ist, ob sich die Strömungsmaschine 7 und/oder der Differenzdrucksensor 9 innerhalb oder außerhalb der Messhaube 4 befinden. Jedoch ist ihre Unterbringung innerhalb der Messhaube 4 aus den eingangs erwähnten Gründen vorteilhaft und daher zu bevorzugen. Es ist außerdem unerheblich ob die Luftströmung, wie in 3 gezeigt, durch den Filter 3 in die Messhaube 4 gesaugt wird, wodurch in der Messhaube 4 ein Unterdruck entsteht, oder ob die Strömungsrichtung umgedreht wird, so dass in der Messhaube 4 ein Überdruck entsteht. Jedoch ist aus den eingangs erwähnten Gründen die Erzeugung eines Unterdrucks zu bevorzugen. Bei umgekehrter, einen Überdruck erzeugender Strömungsrichtung ist es sinnvoll, die Messhaube "vor" den Filter 3, also Bezug nehmend auf 1 auf die Vorderseite der Tür 2, zu setzen, damit der Filter 3 unter Messbedingungen in derselben Richtung durchströmt wird wie unter seinen normalen Einsatzbedingungen.In 3 the measurement setup is shown schematically. Accordingly, by means of a turbomachine 7 , in particular a fan, a flow through with a filter 3 locked hood 4 generated. There is a loss of pressure across the cross section of the filter 3 so that the internal pressure p _i in the hood 4 differs from the ambient pressure p _a by the pressure difference Δp. The principle representation in 3 makes it clear that it is irrelevant for this measuring principle whether the turbomachine 7 and / or the differential pressure sensor 9 inside or outside the measuring hood 4 are located. However, their placement is within the measurement hood 4 advantageous for the reasons mentioned at the beginning and therefore to be preferred. It is also irrelevant whether the air flow, as in 3 shown through the filter 3 into the measuring hood 4 is sucked, causing in the measuring hood 4 a negative pressure is created or whether the direction of flow is reversed, so that in the measuring hood 4 an overpressure arises. However, the generation of a negative pressure is preferred for the reasons mentioned at the beginning. If the flow direction is reversed and creates an overpressure, it makes sense to place the measuring hood "in front" of the filter 3 , so referring to 1 to the front of the door 2 to put so the filter 3 is flowed through in the same direction under measuring conditions as under its normal operating conditions.

Bezugnehmend auf 4 wird nachfolgend anhand eines Beispiels erläutert, wie der Volumenstrom Q ermittelt und aus den Messdaten Δp der Luftdurchgangswiderstand des Filters als Verblockungsgrad m dargestellt werden kann. Dieses Beispiel erfasst zwei Alternativen, nämlich einerseits eine Messung mittels volumenstromkonstanten Ventilatoren und andererseits die Messung mit ungeregelten Ventilatoren.Referring to 4 In the following, an example is used to explain how the volume flow Q can be determined and how the air volume resistance of the filter can be represented as a degree of blocking m from the measurement data Δp. This example covers two alternatives, namely measurement on the one hand using fans with constant volume flow and measurement on the other hand using uncontrolled fans.

Zunächst wird erläutert, wie der Volumenstrom Q beim Einsatz ungeregelter Ventilatoren 7 ermittelbar ist. 4 zeigt dazu die (Q, Δp)-Kennlinie des oder der Ventilatoren 7. Demzufolge fördert der Ventilator ein Luftvolumen von etwa 1900 m³/h, wenn er keinerlei Widerstand zu Überwinden hat. Andererseits reicht die Ventilatorleistung maximal aus, um gegen ein Druckgefälle von etwas unter 600 Pa zu fördern. Bei einem derartigen Druckgefälle reduziert sich der geförderte Volumenstrom jedoch auf 0. Anschaulich ausgedrückt kann mittels des Ventilators ein Überdruck von nahezu 600 Pa in einem abgeschlossenem Raum aufgebaut werden. Die Ventilatorkennlinie zwischen diesen beiden Extrembedingungen verläuft allerdings nicht linear, wie 4 zu entnehmen ist.First, it explains how the volume current Q when using uncontrolled fans 7 can be determined. 4 shows the (Q, Δp) characteristic of the fan or fans 7 , As a result, the fan delivers an air volume of approximately 1900 m ³ / h if it has no resistance to overcome. On the other hand, the fan output is sufficient to promote against a pressure drop of slightly less than 600 Pa. With such a pressure drop, however, the delivered volume flow is reduced to 0. In graphic terms, the fan can be used to build up an excess pressure of almost 600 Pa in a closed room. The fan characteristic between these two extreme conditions is not linear, however 4 can be seen.

Die Ventilatorkennlinie ist nun in der Verarbeitungseinrichtung 12 hinterlegt, so dass die Verarbeitungseinrichtung 12 aufgrund des aktuell gemessenen Differenzdrucks Δp anhand der hinterlegten Ventilatorkennlinie den von dem Ventilator geförderten Volumenstrom Q bestimmen kann.The fan characteristic is now in the processing device 12 deposited so that the processing facility 12 can determine the volume flow Q conveyed by the fan based on the stored fan characteristic curve on the basis of the currently measured differential pressure Δp.

In 4 ist allerdings nur die Ventilatorkennlinie für den Fall eingezeichnet, dass der Ventilator 100% Leistung bringt. In der Regel kann ein Ventilator auch mit weniger Leistung betrieben werden, so dass weitere Ventilatorkennlinien für zum Beispiel 75% Leistung, 50% Leistung, 25% Leistung und gegebenenfalls zahlreichen weiteren Zwischenwerten in der Verarbeitungseinrichtung 12 hinterlegt werden können oder sich aus der Ventilatorkennlinie für 100% errechnen lassen. Diese Ventilatorkennlinien liegen dementsprechend unter der in 4 dargestellten Ventilatorkennlinie. Abhängig von der eingestellten Ventilatorleistung lässt sich somit anhand der zugehö rigen Ventilatorkennlinie und der aktuell gemessenen Druckdifferenz Δp der jeweils geförderte Volumenstrom Q bestimmen.In 4 However, only the fan characteristic curve is shown for the case that the fan is 100% efficient. As a rule, a fan can also be operated with less power, so that further fan characteristics for, for example, 75% power, 50% power, 25% power and possibly numerous other intermediate values in the processing device 12 can be stored or can be calculated from the fan characteristic for 100%. These fan characteristics are accordingly lower than in 4 fan characteristic curve shown. Depending on the fan power set, the volume flow Q delivered in each case can be determined on the basis of the associated fan characteristic and the currently measured pressure difference Δp.

Betrachtet man beispielsweise einen Filter im Neuzustand, so ergibt sich bei einer 100%-igen Ventilatorleistung und einer gemessenen Druckdifferenz Δp von 220 Pa aus der Ventilatorkennlinie ein Volumenstrom Q von 1460 m³/h. Der daraus gebildete Quotient, der nachfolgend als "Verblockungsgrad m" bezeichnet wird, beträgt etwa 0,15 [Pa/(m³/h)]. Dieser Verblockungsgrad m ist im wesentlichen unabhängig von dem tatsächlich durch dem Filter hindurchströmenden Volumenstrom Q, so dass sich derselbe Verblockungsgrad 0,15 auch bei einer geringeren Ventilatorleistung ermitteln lässt. So ergibt sich beispielsweise für eine geringere Ventilatorleistung ein Volumenstrom Q von 825 m3/h und eine sich einstellenden Druckdifferenz Δp von 125 Pa, was ebenfalls zu einem Verblockungsgrad m von 0,15 führt. Ein Verblockungsgrad m von 0,15 entspricht somit im Beispielsfall einem neuen Filter.If, for example, a filter is considered new, with a 100% fan output and a measured pressure difference Δp of 220 Pa, the fan characteristic curve results in a volume flow Q of 1460 m ³ / h. The quotient formed therefrom, which is referred to below as "degree of blocking m", is approximately 0.15 [Pa / (m ³ / h)]. This degree of blocking m is essentially independent of the volume flow Q actually flowing through the filter, so that the same degree of blocking 0.15 can also be determined with a lower fan output. For example, a lower fan output results in a volume flow Q of 825 m3 / h and an established pressure difference Δp of 125 Pa, which also leads to a degree of blocking m of 0.15. A blocking degree m of 0.15 corresponds to a new filter in the example.

Die vorgenannten Beispielswerte betreffen einen ganz speziellen Filter mit einer Filterfläche von 10 m². Die Werte ändern sich selbstverständlich abhängig vom Filtertyp und von der Filterfläche sowie von der Anzahl der eingesetzten Ventilatoren.The above-mentioned example values relate to a very special filter with a filter area of 10 m ² . The values naturally change depending on the filter type and the filter area as well as on the number of fans used.

Der Verblockungsgrad m für einen als "verblockt" einzustufenden Filter, also für einen Filter, der derart zugesetzt ist, dass eine zuverlässige Kühlung der im Schrank aufgenommenen elektronischen Bauteile unter Extrembedingungen nicht mehr gewährleistet ist, muss vorab durch Versuche ermittelt werden. Das ist insofern nicht schwierig, als lediglich ermittelt werden muss, welcher Volumenstrom Q bei Extrembedingungen zur Kühlung notwendig ist. Ist der Filter soweit zugesetzt, dass die in dem Schrank integrierten Lüfter zur Kühlung der elektronischen Bauteile nicht in der Lage sind, diesen Volumenstrom gegen den Widerstand des zugesetzten Filters zu fördern, gilt der Filter als verblockt. Im Beispielsfall wurde durch Versuche ermittelt, dass der Filter dann auszutauschen ist, wenn der Verblockungsgrad m ungefähr 1 beträgt, d. h. wenn mittels der Messhaube 4 bei 100%-iger Leistung der Ventilatoren 7 eine Druckdifferenz Δp über dem Filter 3 von etwa 490 Pa gemessen wird, was einem geförderten Volumenstrom Q von etwa 490 m³/h entspricht. Würde man dieselbe Messung mit einer geringeren Ventilatorleistung durchführen, so würde sich beispielsweise eine Druckdifferenz Δp von 300 Pa einstellen, was gemäß einer zugehörigen Ventilatorkennlinie einen geförderten Volumenstrom Q von 300 m³/h bedeutet, so dass sich auch bei dieser veränderten Messung der Verblockungsgrad m von ungefähr 1 ergibt.The degree of blocking m for a filter to be classified as "blocked", that is to say for a filter which is added in such a way that reliable cooling of the electronic components accommodated in the cabinet can no longer be guaranteed under extreme conditions, must be determined beforehand by tests. This is not difficult insofar as it only has to be determined which volume flow Q is necessary for cooling under extreme conditions. If the filter is clogged so far that the fans integrated in the cabinet for cooling the electronic components are unable to promote this volume flow against the resistance of the added filter, the filter is considered blocked. In the example, it was determined through tests that the filter should be replaced when the degree of blocking m is approximately 1 is, ie if using the measuring hood 4 with 100% fan performance 7 a pressure difference Δp across the filter 3 of about 490 Pa is measured, which corresponds to a conveyed volume flow Q of about 490 m ³ / h. If the same measurement were carried out with a lower fan output, then for example a pressure difference Δp of 300 Pa would occur, which, according to an associated fan characteristic curve, means a volume flow Q of 300 m ³ / h, so that the degree of blocking m of about 1 results.

Beim Aufsetzen des Gerätes auf den Filter im eingebauten Zustand wird der Widerstand des Filters zuzüglich der Tür gemessen. In dem aufgeführten Beispiel ist jedoch der Widerstand der Tür zu vernachlässigen. Bei anderen Systemen kann die Widerstandskennlinie der Tür in der Verarbeitungseinrichtung 12 hinterlegt werden und bei der Ermittlung des Verblockungsgrades berücksichtigt werden. Die Vorrichtung kann in entsprechender Weise auch zur Ermittlung des Widerstands von gesamten Systemen oder deren Komponenten (Lufteinlass, Elektronikboards, Luftauslass ... ) verwendet werden.When the device is placed on the filter in the installed state, the resistance of the filter plus the door is measured. In the example given, however, the resistance of the door is negligible. In other systems, the resistance characteristic of the door in the processing device 12 be stored and taken into account when determining the degree of blocking. In a corresponding manner, the device can also be used to determine the resistance of entire systems or their components (air inlet, electronic boards, air outlet ...).

Bei dem zuvor erläuterten Beispiel ermittelt die Verarbeitungseinrichtung 12 von sich aus auf Basis der hinterlegten Ventilatorkennlinien den Volumenstrom Q. Eine kommunikative Verbindung zwischen der Verarbeitungseinrichtung 12 und den Ventilatoren 7 ist lediglich zum Starten der Ventilatoren 7 und gegebenenfalls zum Einstellen der Ventilatorleistung notwendig, denn je nach Ventilatorleistung muss in der Verarbeitungseinrichtung 12 der zu gehörige Volumenstrom Q auf Basis der zugehörigen Ventilatorkennlinie ermittelt werden.In the example explained above, the processing device determines 12 the volume flow Q on the basis of the stored fan characteristic curves. A communicative connection between the processing device 12 and the fans 7 is only for starting the fans 7 and possibly necessary to adjust the fan power, because depending on the fan power must be in the processing device 12 the associated volume flow Q can be determined on the basis of the associated fan characteristic.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden volumenstromkonstante Ventilatoren 7 eingesetzt. Dadurch erübrigt sich eine separate Ermittlung des Volumenstroms Q, der vielmehr von außen vorgegeben wird. Stattdessen wird der Volumenstrom Q innerhalb der ventilatoreigenen Regelung auf Basis von Prozessparametern, insbesondere der Leistungsaufnahme und Drehzahl bestimmt. In diesem Fall gibt die Verarbeitungseinrichtung 12 somit nicht die Leistung vor, mit der die Ventilatoren 7 arbeiten, sondern lediglich den einzuhaltenden Volumenstrom Q. In der Verarbeitungseinrichtung 12 wird dann der Verblockungsgrad m aus dem als Sollwert vorgegebenen Volumenstrom Q und der aktuell gemessenen Druckdifferenz Δp durch Quotientenbildung, wie beschrieben, bestimmt.According to a preferred embodiment become constant volume flow fans 7 used. This eliminates the need for a separate determination of the volume flow Q, which is rather predefined from the outside. Instead, the volume flow Q is determined within the fan control based on process parameters, in particular the power consumption and speed. In this case, the processing device gives 12 therefore not the performance with which the fans 7 work, but only the volume flow Q to be observed. In the processing device 12 the degree of blocking m is then determined from the volume flow Q given as the desired value and the currently measured pressure difference Δp by forming the quotient, as described.

Die Bestimmung des Volumenstroms Q anhand der Leistungsaufnahme und Drehzahl des Ventilators geschieht folgendermaßen. Zunächst wird der Lüfter auf einem Prüfstand bei vielen verschiedenen Drehzahlen vermessen. Die Parameter die dabei aufgenommen werden sind: Volumenstrom, Leistungsaufnahme und Drehzahl. Aus diesem Kennlinienfeld wird ein Polynom 6. Ordnung errechnet. Die Prozessparameter die dann während des Lüfterbetriebs ermittelt werden sind die Leistungsaufnahme und die Drehzahl. Daraus wird dann der Volumenstrom ermittelt. Streng genommen ist der ermittelte Volumenstrom aber nur richtig bei einer Luftdichte von rho=1,2. Eine Korrektur bei anderen Luftdichten wird in der Verarbeitungseinrichtung 12 vorgenommen.The volume flow Q is determined on the basis of the power consumption and speed of the fan as follows. First, the fan is measured on a test bench at many different speeds. The parameters that are recorded are: volume flow, power consumption and speed. This field of characteristics becomes a polynomial 6 , Order calculated. The process parameters that are then determined during fan operation are the power consumption and the speed. The volume flow is then determined from this. Strictly speaking, the determined volume flow is only correct with an air density of rho = 1.2. A correction to other air densities is made in the processing facility 12 performed.

Am Beispiel der 4 würde für einen 300 m3/h fördernden Ventilator bei der Vermessung eines neuen Filters eine Druckdifferenz Δp von 45 Pa und bei der Vermessung eines verblockten Filters eine Druckdifferenz Δp von 300 Pa gemessen und daraus die entsprechenden Verblockungsgrade m = 0,15 und m = 1 bestimmt.Using the example of 4 a pressure difference Δp of 45 Pa would be measured for a fan delivering 300 m3 / h when measuring a new filter and a pressure difference Δp of 300 Pa when measuring a blocked filter and the corresponding degrees of blocking m = 0.15 and m = 1 would be determined from this ,

Die noch verbleibende Einsatzdauer des Filters hängt davon ab, wo sich der aktuell gemessene Verblockungsgrad m zwischen den beiden Extremwerten 1 und 0,15 befindet.The The remaining service life of the filter depends on where it is currently located measured degree of blocking m between the two extreme values 1 and 0.15.

Da die gemessenen Werte abhängig sein können von der Luftfeuchtigkeit, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Luftfeuchtigkeitssensor 13 vorgesehen, der ebenfalls mit der Verarbeitungseinrichtung 12 in Verbindung steht. Innerhalb der Verarbeitungseinrichtung 12 werden dann die Meßwerte oder der daraus ermittelte Verblockungsgrad abhängig von der gemessenen Luftfeuchtigkeit korrigiert. Der jeweilige Korrekturfaktor oder –wert wird vorab experimentell ermittelt und in der Verarbeitungseinrichtung hinterlegt.Since the measured values can be dependent on the air humidity, according to a preferred embodiment there is an air humidity sensor 13 provided that also with the processing device 12 communicates. Inside the processing facility 12 the measured values or the degree of blocking determined therefrom are then corrected as a function of the measured atmospheric humidity. The respective correction factor or value is determined experimentally in advance and stored in the processing device.

Gemäß der vorbezeichneten Ausführungsform wird die Haube auf ein den Filter umschließendes Gehäuse in abdichtender Weise aufgesetzt. Je nach Filtertyp ist es aber auch möglich, die Haube auf den Filter unmittelbar aufzusetzen. Insbesondere im Falle eines ebenen Filters kann es ausreichend sein, die Haube nur auf einen Teilbereich des Filters aufzusetzen, sofern eine Messung dieses Teilbereichs repräsentativ für den gesamten Filter ist.According to the aforementioned embodiment the hood is placed in a sealing manner on a housing enclosing the filter. Depending on the filter type, it is also possible to put the hood on the filter to put on immediately. Especially in the case of a flat filter it may be sufficient to cover only part of the hood Apply filters if a measurement of this sub-area is representative for the entire filter is.

Claims

Device for determining the air volume resistance of an air filter of a housing accommodating electronic components that is set up outdoors, in particular the air filter of a telecommunications base station, the device being a mobile device for free-field measurements at different locations, comprising: 4 ) to be placed on or completely over the air filter ( 3 ), whose air volume resistance is to be determined, - at least one turbomachine ( 7 ) with the hood attached ( 4 ) an air flow through the filter ( 3 ) and the hood ( 4 ) can be generated, - a differential pressure sensor ( 9 ) to measure one through the air filter ( 3 ) differential pressure (Δp) caused in the air flow, and - a device for determining the volume flow (Q) of the air flow through the filter ( 3 ) on the basis of parameters, in particular process parameters or parameters, of the turbomachine.

Apparatus according to claim 1, wherein by means of the turbomachine ( 7 ) inside the hood ( 4 ) a negative pressure can be generated.

Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the fluid machine ( 7 ) inside the hood ( 4 ) is mounted.

Device according to one of claims 1 to 3, wherein the fluid machine ( 7 ) is a fan.

Device according to one of claims 1 to 4, wherein the fluid machine ( 7 ) is a volume flow constant flow machine, by means of which the volume flow (Q) is independent of the air resistance of the filter ( 3 ) is preset or can be preset.

Apparatus according to claim 5, wherein the constant volume flow (Q) based on the power consumption and speed of the turbomachine ( 7 ) is determined.

Device according to one of claims 1 to 4, wherein a (Q / Δx) characteristic of the turbomachine is stored in the device for determining the volume flow (Q) and wherein the device is set up to derive from the measured pressure difference Δp taking into account the (Q, Δp) characteristic to determine the volume flow (Q).

Device according to one of claims 1 to 7, wherein the air volume resistance as a function of the quotient of the pressure difference (Δp) and the Volume flow (Q) is determined.

Device according to one of claims 1 to 8, wherein an air humidity sensor ( 13 ) is provided for measuring the air humidity in the air flow, and a device ( 12 ) is available, by means of which the determined air volume resistance can be corrected depending on the measured air humidity.

System comprising a device according to one of claims 1 to 9 and a telecommunications base station ( 1 ), the device being connected to the telecommunication base station ( 1 ) is adapted in such a way that it can be connected to a filter ( 3 ) the telecommunication base station ( 1 ) can be coupled in such a way that the filter as a whole or at least part of the filter or a frame surrounding the filter is hermetically sealed to the hood ( 4 ) of the device.

The system of claim 10, wherein the hood ( 4 ) on the filter ( 3 ) surrounding frame can be placed, the hood ( 4 ) a surrounding brim ( 5 ) has a contour that is adapted to the outer contour of the filter frame.

The system of claim 11, wherein the brim ( 5 ) has a circumferential sealing element.