DE2407224C3 - Vorrichtung zur Bestimmung einer Komponente in einer Gasmischung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine '-vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Meßgeräte, die von einem Reag nzpapierbarid als Meßmittel Gebrauch machen, haben bereits vielfache Anwendung gefunden. Infolge ihres einfachen Aufbaus sind sie sehr zuverlässig, und sie gestatten aufgrund ihrer hohen Meßempfindlichkeit u. a. die Messung von Staubkonzentrationen oder die Analyse von Gasen von so geringen Konzentrationen, wie sie von Geräten mit anderen Meßverfahren nur unter großem Aufwand bestimmt werden können. Ein weiterer Anwendungsfall ist z. B. die Überwachung einer Gasatmosphäre, wobei nur das Überschreiten einer bestimmten, beispielsweise gefährlichen Schwelle signalisiert werden soll, während so lange, wie die Konzentration unterhalb der vorgegebenen Schwelle liegt kein Bedürfnis für eine Anzeige besteht, da lediglich die Aussage »unterhalb oder oberhalb der Schwelle« interessiert so

Für diesen Anwendungsfall sind die üblichen von einem Band Gebrauch machenden Meßgeräte nachteilig, weil sie ständig, also auch im »Normalzustand«, wenn die Gaskonzentration unterhalb des Schwellwertes liegt, Reagenzpapierband verbrauchen. Diese Geräts arbeiten nämlich mit einem fortlaufenden Papiervorschub entweder kontinuierlich, z. B. 1 mm pro Minute, oder diskontinuierlich, z. B. ein Begasungsfeld pro Begasungsintervall, also unabhängig von der angezeigten Gaskonzentration. Der so entstehende erhebliche Papierverbrauch bringt einen teuren Betrieb mit sich.

Eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gaüung ist bereits in der älteren Anmeldung gemäß DE-AS 22 17 285 vorgeschlagen worden. Diese Vorrichtung dient jedoch der Bestimmung der Größe des Gehalts an einer in einer Gasmischung enthaltenen Komponente, wozu feste Begasungszeiten für das Reagenzpapierband vorgesehen werden,, das schrittweise weiterbewegt wird. Das Papierband wird also in festen Zeitintervallen schrittweise weitergefördert, so daß erhebliche Papierbandmengen verbraucht werden. Im übrigen liegt dieser Vorrichtung die besondere Aufgabenstellung der Sicherstellung der Nullpunktstabilität zugrunde, d. h. es soll sichergestellt weiden, daß Ungleichmäßigkeiten der Papierbandqualität das jeweilige Meßergebnis nicht verfälschen, sondern dafli das Meßergebnis unabhängig von der jeweiligen lokalen Papierbandqualität den Gehalt der jeweils untersuchten Komponente der Gasmischung richtig wiedergibt Hierfür ist eine besondere elektronische Schaltung im Bereich der Meßwertaufnahme vorgesehen, die hier nicht von näherem Interesse ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs hünsichtlich ihrer Gattung näher bezeichnete Vorrichtung so auszubilden, daß bei der Durchführung einer Messung mit dem Ziel der Aussage, ob der Gehalt der jeweils untersuchten Komponente »unterhalb oder oberhalb einer bestimmten Schwelle« liegt fortlaufend ausführbar ist ohne daß es eines kontinuierlichen Papierbandvorschubs bedarf, so daß erhebliche Papierbandmengen einsparbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst

Diese Ausbildung beruht darauf, daß als Meßgröße für die Konzentralion die Zeitdauer erfaßt und verwendet wird, die für die Verfärbung des Papierbandes bis zum Erreichen eines vorgegebenen Schwellenwertes, der für die bestimmte Konzentration maßgeblich ist verstrichen ist. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß das Papierband lediglich dann weiterbewegt wird, wenn der Schwellwert der Konzentration erreicht ist.

In Weiterbildung gemäß Anspruch 2 besteht die Möglichkeit, immer dann, wenn die bis zum Erreichen des Konzentrationsschwellwertes verstrichene Zeit kürzer als eine zuvor einstellbar vorgegebene Zeit ist einen Alarm auszulösen bzw. Steuervorgänge einzuleiten.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung unter Bezugnahme auf ein in der schematischen Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel weiter ins einzelne gehend beschrieben.

Ein schmales Reagenzpapierband 1, das auf die zu untersuchende Gaskomponente einer Gasmischung reagiert und sich durch deren Einwirkung entsprechend der jeweiligen Konzentration der Gaskomponente mehr oder weniger verfärbt durchläuft nacheinander eine Vergleichskammer 2 und eine Meßkammer 3. Die Vergleichskammer 2 enthält Luft, während der Meßkammer 3 die Gasmischung zugeführt wird.

Das Band 1 wird in beiden Kammern 2,3 mittels einer gemeinsamen Lampe 4 über zwei Fenster 7, 8 angestrahlt Die vom Band 1 diffus reflektierte Strahlung wird von zwei Lichtelementen 5, 6 empfangen, wobei das Lichtelement S das Licht des unbegasten Bandes 1 der Vergleichskammer 2 und das Lichtelement 6 das Licht des mehr oder weniger gefärbten Bandes 1 der Meßkammer 3 empfängt Der daraus resultierende Differenzstrom ist dem Produkt des Gehalts der Gasmischung an der zu überwachenden Komponente und der Begasungszeit proportional und wird mit einem Lichtdifferenzstrommesser 9 gemessen.

An einem Schwellenwertschalter 10 wird ein bestimmter, sich aus der jeweiligen Meßaufgabe ergeben-

der Schwellenwert vorgegeben. Bei Erreichung des Schwellenwertes wird ein Papierbandförderer 11 eingeschaltet und das Band 1 um ein Begasungsfeld weiterbewegt Dieses neue Begasungsfeld beginnt, sich nun bei Anwesenheit der zu überwachenden Gaskomponente zu verfärben. Gemessen wird die Zeit, die die Verfärbung bis zum Erreichen des Schwellwertes benötigt. Diese Zeit wird mit der an einem ersten Zeitrelais 12 vorgegebenen Zeit verglichen, die auf die jeweils spezielle Meßaufgabe abgestimmt ist Liegt die Schwellenwertzeit unterhalb einer vorgegebenen Relaiseinsiellung, so erfolgt über einen Alarmgeber 13 eine entsprechende Signalauslösung. Infolge der Verwertung der Schnelligkeit der Anzeige als Meßwert wird vermieden, daß durch Alterung des Papierbandes 1 und Leckagen bedingte Verfärbungen des Bandes ! mit großer Zeitkonstante zu einer Fehlalarmauslösung führen. Das Band 1 wird normalerweise, d.h. bei Konzentrationen unterhalb des Schwellenwertes, nicht weitertransportiert Wird der Schwellenwert erreicht, so wird das Papierband 1 weitergefördert und damit ein neues Begasungsfeld in die Meßkammer 3 eiigeführt; die Schnelligkeit der nun folgenden Verfärbung ist ein Maß für die Konzentration der zu messenden Gaskomponente. Auf diese Weise wird bei ständiger Betriebsbereitschaft des Geräts der Papierverbrauch auf einem Minimum gehalten und ein wirtschaftlicher Betrieb ermöglicht

Ein weiterer Vorteil besteht darin, die Schwellenwertzeit noch mit der Verzögeningszeit eines zweiten oder auch noch weiteren Zeitrelais 14 zu vergleichen, die ebenfalls entsprechend der jeweiligen Meßaufgabe gewählt wird und die vorzugsweise größer als die Verzögeningszeit des ersten Zeitrelais 12, jedoch kurzer als die durch Alterung des Papierbandes 1 und Leckagen bedingte Verfärbungszeitkonstante ist Entsprechend der Anzahl der verwendeten Zeitrelais laut sich eine entsprechende Anzahl von Meßbereichen des Geräts erreichen.

Reagenzpapiergeräte reagieren bekanntlich sehr empfindlich auf zu messende Gaskomponenten; sie ermöglichen daher die Messung von sehr kleinen Gaskonzentrationen, z. B. im ppb-Bereich. Hieraus

ίο ergibt sich ein wichtiges Anwendungsgebiet für das erfindungsgemäße Gerät Es hat sich gezeigt, daß die elektrischen und elektronischen Bauteile, die beispielsweise zu größeren Einheiten in Form von Elektronikschränken und dergleichen zusammengefaßt werden, bei gefährlichen Erwärmungen, etwa durch einen Kurzschluß, aus ihren Umhüllungen, beispielsweise den Kabelmänteln, saure Bestandteile aussenden, schon bevor sie in Brand geraten. Die sauren Bestandteile — vorwiegend HCl — können mit dem erfindungsgemä-Ben Gerät unter Verwendung eines '-peziellen Indikatorpapiers nachgewiesen werden. Das erste Zeitrelais 12 mit der kürzeren Verzögerungszeit liefert über den Alarmgeber 13 ein Signal, wenn so erhebliche Erwärmungen auftreten, die Sofortmaßnahmen erforderlich machen, etwa ein Abschalten der gesamten Anlage. Mit Hilfe eines zweiten Zeitrelais 14 mit längerer Verzögerungszeit und einem angeschlossenen Alarmgeber 15 können auch solche Erwärmungen erkannt und signalisiert werden, die zwar noch keine unmittelbaren Gefahren in sich bergen, jedoch auf Dauer Schäden in der Anlage verursachen können. Es kann somit bereits in einem frühen Stadium auf das Erfordernis von Präventivmaßnahmen hingewiesen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche;

   1, Vorrichtung zur Bestimmung einer Komponente in einer Gasmischung, mit einem Reagenzbandpapier, einer Begasungsstation, an der das Band mit der Gasmischung beaufschlagbar ist, einer Einrichtung zum schrittweisen Fortbewegen des Bandes und einer Einrichtung zum Erfassen der Änderung der optischen Eigenschaften des Bandes im Vergleich zu einem aus dem gleichen Band gewonnenen Stan- ι ο dard, dadurch gekennzeichnet, daß zum gleichzeitigen Messen und Vergleichen der optischen Eigenschaften des Bandes (1) vor und hinter der Begasungsstation (3) je eine entsprechende Einrichtung (4, 7, 5, 9; 4, 8, 6, 9) vor und hinter derselben vorgesehen sind, daß die Einrichtung (11) zum Fortbewegen des Bandes (1) in Tätigkeit setzbar ist wenn eine vorgegebene Signaldifferenz erreicht ist, und daß eine weitere Einrichtung (10,12) vorgesehen is⁴., mittels der die bis dahin verstrichene Zeit mit einer einstellbar vorgegebenen Zeit vergleichbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einrichtung (10,12) zum Vergleich der verstrichenen Zeit mit einer einstellbar vorgegebenen Zeit eine Einrichtung (13) zum Auslösen eines Alarms oder zur Einleitung von Steuervorgängen nachgeordnet ist