DE2329247A1 - Staubmessgeraet - Google Patents

Description

LUDWIG KROHNE 41 Duisburg, den 3o. 5.1973

B/Ju - BK 2o5

Staubmeßaerät

Die Erfindung betrifft Staubmeßgeräte, die den Gehalt an Staub und sonstigen Verunreinigungen von Gasen, insbesondere von Abgasen, mit Hilfe radioaktiver Strahlungen messen. Der Staub wird auf einem Filter oder ähnlichen Abscheidern aufgefangen. Die durch den Staubniederschlag und den Abscheider hindurchgehenden oder reflektierten Strahlen, vorzugsweise Beta-Strahlen, werden durch einen Detektor gemessen. Das Ausmaß der Strahlenschwächung ist ein Maß für die Staubkonzentration und kann bei diesen Geräten in einem angeschlossenen Schreibapparat laufend direkt in mg pro Nm aufgezeichnetwerden. Die Geräte werden in vielen praktischen Fällen zur Messung von Staubgehalten in Abgasen herangezogen. Als Detektoren können Ionisationskammern, Halbleiterdetektoren und Geiger-Müller Endfester - Zählrohre verwendet werden.

In einer Reihe von Fällen werden jedoch immer wieder störende Abweichungen vom tatsächlichen Staubgehalt festgestellt.

Es wurde gefunden, daß diese Fehler vornehmlich auf den Einfluß der Randzonen oder jedenfalls der weiter außen liegenden Zonen der Meßfläche zurückgeführt werden können. Man kann deshalb mit kleineren Meßflächen arbeiten; dieser Weg ist gegangen worden und führt zu brauchbaren Geräten, gibt aber nicht unbedingt ein repräsentatives Bild über die Staubverteilung und den Staubgehalt. Man kann auch mit Beta-Strahlen großer Reichweite eine Verbesserung erzielen, wobei dann allerdings eine Minderung der unteren Nachweisgrenze für die gemessene Staubkonzentration in Kauf genommen werden muß.

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Die Erfindung beschreitet einen anderen Weg. Sie schaltet in den Strahlengang, vorzugsweise zwischen den Staubniederschlag und den Eingang des Detektors zusätzlich einen Kompensationsabsorber ein, dessen Absorptionsvermögen nicht gleichmäßig über einen Durchgangsquerschnitt, sondern ungleichmäßig so verteilt ist, daß die erfahrungsgemäß immer wieder auftretenden Fehler kompensiert werden.

Dieser Kompensationsabsorber besteht vorzugsweise aus einer mit Durchbrechungen oder abgestuften Dicken versehenen Scheibe vor dem Eingangsfenster des Geiger-Müller-Zählrohres. Die Öffnungen im Kompensationsabsorber können ringzonenweise im Durchgangsquerschnitt oder in der Zahl zunehmen oder abnehmen. Der Obergang zu größeren oder kleineren Querschnitten der Durchgänge kann allmählich erfolgen, aber auch ein sprungweiser übergang kann zur Fehlerkompensation ausreichen.

Das unterschiedliche Absorptionsvermögen des Kompensationsabsorbers kann auch durch unterschiedliche Materialstärke oder durch unterschiedliches Material hervorgerufen werden. Der Kompensationsabsorber kann mehrschichtig oder mehrteilig ausgebildet sein, im letzteren Falle ergeben sich eine Reihe von Kombinationsmöglichkeiten für die unterschiedlich ausgebildeten Teile, z.B. durch unterschiedliche aufgelegte Ringscheiben. Der Kompensationsabsorber kann aus jedem Baustoff von geeignetem Absorptionsvermögen bestehen, z.B. aus einem der zahlreichen Kunststoffe.

Durch die Einschaltung des Kompensationsabsorbers lassen sich vor allem Meßfehler ausgleichen, welche aus der über die Fläche ungleichmäßigen Empfindlichkeit des Detektors resultieren. Da diese Empfindlichkeit in einer Ringzone in einiger Entfernung von der Strahlachse am größten ist, wird sie durch ein entsprechend hohes Absorptionsvermögen des Kompensationsabsorbers in dieser Zone etwas gedämpft und somit die Empfindlichkeit insgesamt vergleichmäßigt.

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Dabei kann der gesamte Querschnitt des Eingangsfensters ausgenutzt werden.

Der Kompensationsabsorber kann auch zum Ausgleich solcher Fehler herangezogen v/erden, die aus der ungleichmäßigen Körnung bzw. Agglomeration des Staubniederschlages resultieren, wenn sie regelmäßig in bestimmten Querschnittszonen auftreten.

Messungen mit einem so ausgerüsteten Gerät haben ergeben, daß der Meßbereich und die Heßgenauigkeit beträchtlich vergrößert werden, und zwar auch unter extremen Bedingungen, z.B. bei starker Agglomeratbildung.

Bildet man den Kompensationsabsorber aus formfestem Material, so kann man ihm die weitere Funktion eines mechanischen Schutzes für das dünne Zählrohrfenster übertragen.

In der Zeichnung gibt:

Figur 1 das gesamte Gerät schematisch wieder;

Figur 2 zeigt den Kompensationsabsorber vor dem Zählrohr im Schnitt;

Figur 3 gibt im oberen Teil eine Lochscheibe und im unteren Teil eine Scheibe unterschiedlicher Dichte als Beispiel wieder.

Das Abgas wird für die Staubmessung bei 1 durch die Pumpe angesaugt und gelangt in die Filterkammer 2. Das Filterband H wandert vor der Rolle 5a. zur Rolle 5b und nimmt in der Kammer 2 die Staubschicht 7 aus dem Abgas auf. Mit der Schicht bewegt sich das Band 4 in den Strahlengang zwischen der Strahlenquelle 8 zum Zählrohr 9, an welches die Verstärker- und Registriereinrichtung Io, 11 angeschlossen ist.

Nach Figur 2 ist vor das Zählerrohr 9 mit dem Eingangsfenster 12 und dem Zählrohrhalter 13 der Kompensationsabsorber IU gesetzt, der mit mehreren Lochkränzen 15, 16, 17 versehen ist (Figur 3 oben).

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Statt der Lochkränze kann man nach Figur 3 untere Hälfte Zonen 18, 19 unterschiedlichen Absorptionsvermögens am Kompensationsabsorber vorsehen, sei es, daß diese Zonen größere Dichte oder größere Dicke aufweisen. Es können auch mehrere Absorptionsscheiben übereinander geschichtet oder Sektoren gegeneinander verdrehbar angeordnet
sein.

Das in der Filterkammer 3 entstaubte Abgas strömt weiter zur Gasstrom-Mengenmeßeinrichtung 2o, deren elektronischer Teil mit der Registriereinrichtung 11 derart gekoppelt ist, daß der Staubgehalt pro Volumeneinheit direkt abgelesen werden kann.

Diese Messung ist repräsentativ für den Gesamtquerschnitt und durch Vermeidung bisheriger Fehler genauer als bei den bekannten derartigen Geräten.

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Claims (7)

1. -5- BK 2o5

   Patentansprüche

   Λ 1 .J Staubmeßgerät nut Messung der durch eine Staubschicht ^"— hervorgerufenen Absorption radioaktiver Strahlen (vorzugsweise Beta-Strahlen) mittels eines Detektors, vorzugsweise Geigerzähler, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strahlengang zum Detektor (9) ein Kompensationsabsorber (14) mit über seine Durchgangsfläche unterschiedlichem Absorptionsvermögen zur Kompensation der Meßfehler eingeschaltet ist.
2. 2. Staubmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß die unterschiedliche Verteilung des Absorptionsvermögen des Kompensationsabsorbers (14) der unterschiedlich über die Eingangsfläche verteilten Empfindlichkeit des Detektors (9) entspricht, derart, daß vor den Zonen größerer Empfindlichkeit im Detektor die Zonen größerer Absorption im Kompensationsabsorber liegen.
3. 3. Staubmeßgerät nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedliche Verteilung des Absorptionsvermögens des Kompensationsabsorbers der unterschiedlichen Verteilung (der Körnung oder Agglomeration) in der Staubschickt (7) entspricht.
4. 4. Staubmeßgerät nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsabsorber als Scheibe (14) mit Unterbrechungen (15, 16, 17) (Lochscheibe) ausgebildet ist.
5. 5. Staubmeßgerät nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsabscheider (14) als fester, das Eingangsfenster des Zählrohres schützender Körper ausgebildet ist.
6. 6. Staubmeßgerät nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsabsorber aus einer Scheibe mit abgestuften Dicken oder aus mehreren Scheiben unterschiedlicher Dicke oder Materials besteht.

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7. 7. Staubmeßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsabsorberscheiben oder sonstige Kompensationsabsorberteile gegeneinander derart versetzbar oder verdrehbar sind, daß sich bei verschiedener Zuordnung der Teile verschiedene Verteilung öder Intensität des Absorptionsvermögens über die Absorberfläche ergibt.

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