DE2745957C2

DE2745957C2 - Dosimeter

Info

Publication number: DE2745957C2
Application number: DE19772745957
Authority: DE
Inventors: William Barry Newark Del. Baker; Donald Glenn Wilmington Del. Clark
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1977-10-12
Filing date: 1977-10-12
Publication date: 1983-05-05
Also published as: DE2745957A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosimeter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs !.

Derartige Dosimeter werden zur Messung der Belastung der Luft durch Schadstoffe eingesetzt.

Ein Dosimeter der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung ist Gegenstand der DE-OS 28 22 697. Der Pulsationsdämpfungsfilter ist hierbei parallel zur Drosselöffnung angeordnet.

Aus der US-PS 35 01 899 ist ein Dosimeter bekannt, bei dem der Antriebsmotor der Pumpe in Abhängigkeit von Druckänderungen auf der Austrittsseite der Pumpe über einen Druckschalter gesteuert wird. So wird beim Zusetzen des Sammelfilters die Umdrehungsgeschwindigkeit des ' Pumpenmotors erhöht Während der Zeitspanne, in der die Drehzahl erhöht wird, ist die Durchflußleistung jedoch zu gering, so daß insgesamt eine zu geringe Schadstoffdosis gemessen wird. Ebenso führt eine Blockierung der Luftströmung zu einer Verfälschung des Meßergebnisses.

Aus der US-PS 39 56 748 ist es bekannt, den Strömungsdurchsatz eines Dosimeters aufzuintegrieren. Es sind jedoch keine Vorkehrungen getroffen, um einen zeitweise zu geringen Strömungsdurchsatz oder gar eine kurzzeitige Blockierung auszubleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dosimeter zu schaffen, bei dem Schwankungen des Strömungsdurchsatzes und kurzzeitige Blockierungen das Meßergebnis nicht wesentlich verfälschen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, wobei durch die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 erreicht wird, daß eine zu lange andauernde Blockierung der Luftströmung und damit die Unrichtigkeit des Meßergebnisses erkannt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild des chemischen Dosimeters,

F i g. 2 eine schematische Schaltkreisanordnung einer Ausführungsform des Dosimeters, und

Fig.3 eine schematische Schaltkreisanordnung für eine bevorzugte Ausführungsform des Dosimeters, welches eine Sensorschaltung zur Ermittlung einer niedrigen Luftströmung und einen Batterieprüfkreis enthält

Das chemische Dosimeter ist kompakt ausgebildet und hat Abmessungen von etwa

31 mm · 68 mm · 18 mm. Das Gewicht ist niedrig und beträgt etwa 396 g. Das Dosimeter kann bequem von einem Arbeiter beispielsweise in einer Tasche, an einem Gürtel oder an einem Halsband und dgl. ohne Behinderung oder Beeinträchtigung der Arbeit getragen werden. Das Dosimeter kann mit vertretbaren Kosten hergestellt werden und ist widerstandsfähig aufgebaut und gut geeignet zur Verwendung im industriellen Einsatz.

Das chemische Dosimeter mit dem Merkmal einer konstanten Durchströmung verbessert die Genauigkeit, mit welcher eine Vielzahl von Gefahrenquellen für eine Einzelperson überwacht werden körnen. Eine Überwachung auf Vinylchloriddämpfe in industriellen Arbeitsbereichen und für toxisches Radongas und toxische verwandte Radongasprodukte in Bergwerken sind charakteristisch für wichtige Anwendungen des Dosimeters.

In dem Blockschaltbild gemäß F i g. 1 ist der grundsätzliche Aufbau des chemischen Dosimeters dargestellt. Luft wird am Einlaß 1 mit konstanter Strömungsmenge angesaugt und gelangt durch ein Sammelfilter 2. Der Einlaß 1 und das Sammelfilter 2 sind über ein Rohr mit einer Pumpe 3 mit regelbarem Antrieb verbunden, die durch einen Elektromotor 9 angetrieben wird. Die Luft whd zu einem Luftausgleichsbehälter 4 gefördert, welcher die Strömungsmenge der Luft ausgleicht und Luftdruckstöße eliminiert, die durch die Hubbewegungen der Pumpe 3 hervorgerufen werden. Eine Drosselöffnung 5, die beispielsweise von einem verstellbaren Nadelventil gebildet werden kann, ist in einem zur Auslaßöffnung führenden Rohr angeordnet und verursacht einen Luftdruckabfall. Ein Druckschalter 6 liegt parallel zur Meßblende und wird durch jegliche Änderung im Luftdruckabfall betätigt. Der Druckschalter 6 ist elektrisch mit einem Integrator 7 verbunden, welcher das Signal des Druckschalters 6 verarbeitet und ein elektrisches Signal erzeugt. Das vom Integrator 7 erzeugte Signal wird dem Verstärker 8 zugeführt, der das Signal verstärkt, das zur Steuerung der Geschwindigkeit des Elektromotors 9 für den Antrieb der Pumpe 3 verwendet wird, um eine konstante Luftströmungsmenge durch das Dosimeter zu erhalten. Der Integrator und der Verstärker sind elektrisch mit einer Gleichstromquelle 11 verbunden, die gewöhnlich aus einer Batterie besteht. Ein Ein-Aus-Schalter 10 liegt zwischen der Gleichstromquelle 11 und dem Verstärker 8 und dem Integrator 7.

Für das Dosimeter können andere Anordnungen wie die vorstehend erläuterte verwendet werden. Beispielsweise kann die Drosselöffnung 5 mittels eines Rohrs in Reihe zum Sammelfilter 2 und der Pumpe 3 liegen. Die Pumpe 3 saugt einen Luftstrom durch die Drosselöffnung 5 und durch das Sammelfilter 2 an. Wie

vorausgehend erläuten, liegt ein Druckschalter 6 parallel zur Drosselöffnung 5 und ermittelt jegliche Änderung im Luftdruckabfall, Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind ein Sammelfilter, die Drosselöffnung 5 und ein Luftausgleichsbehälter 4 mittels eines Rohrs in Reihe mit einer Pumpe 3 verbunden, und die Pumpe 3 saugt die Luft durch das Sammelfilter 2, die Drosselöffnung 5 und den Luftausgleichsbehälter 4 an. Ein Druckschalter 6 liegt parallel zur Drosselöffnung 5, um jede Änderung im Luftdruckabfall zu messen.

Das Sammelfilter 2 des Dosimeters kann derart ausgebildet sein, daß es nahezu jede Art einer Substanz, wie beispielsweise Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe, zurückhält. Falls nur eine mechanische Filtrierung erforderlich ist, um beispielsweise Staubteilchen zu sammeln, denen ein Arbeiter ausgesetzt ist. wird ein Filter vorgesehen, welches Teilchen von 0,01 μπι oder größer zurückhält Soll das Sammelfilter 2 ein Gas, wie beispielsweise Schwefeldioxid, zurückhalten, so wird ein chemisches Filter verwendet, welches dieses Gas bindet Falls Dämpfe zurückgehalten werden sollen, so wird ein Filter, beispielsweise ein Holzkohlenfilter, verwendet welches Dämpfe zurückhält Am Ende der Zeitspanne, während welcher eine Person das Dosimeter trägt beispielsweise am Ende eines 8stündigen Arbeitstages, wird das Sammelfilter 2 entfernt und auf den Stoff oder die Stoffe geprüft denen die Person ausgesetzt war. Dabei kann eine einfache Zählung von Teilchen unter einem Mikroskop verwendet werden oder das Sammelfilter 2 kann beispielsweise mittels eines Gaschromatographen untersucht werden.

Eine Pumpe 3 mit regelbarem Antrieb wird im Dosimeter eingesetzt Im allgemeinen wird eine Membranpumpe verwendet, die etwa 10 bis 3000 cmV Minute fördert Andere Pumpen, wie beispielsweise Kolbenpumpen, Drehkolbenpumpen und Zentrifugalpumpen, können ebenfalls verwendet werden.

Die Pumpe 3 ist elektrisch mit einem handelsüblichen Gleichstrommotor 9 mit einer Leistung von etwa 0,0735 bis 14,7 W verbunden. Der Motor ist drehzahlregelbar und wird mit etwa 1000 bis 20 000 Umdrehungen je Minute betrieben. Gegebenenfalls kann ein Reduziergetriebe zwischen dem Motor 9 und der Pumpe 3 angeordnet sein.

Der Luftausgleichsbehälter 4 ist gewöhnlich ein einstückiger Teil des Rahmenaufbaus, auf dem die verschiedenen Bauteile im Dosimeter befestigt sind und ist mittels geeigneter öffnungen in den Rahmenaufbau gefräst oder geschnitten. Ein Teil des Luftausgleichsbehälters kann mit einer dünnen Folie eines Elastomeren umschlossen sein, so daß jegliche von der Pumpe 3 erzeugte Luftstromstöße leicht durch das Elastomere gedämpft werden können, das die Luftstromstöße absorbiert.

Der Zweck des Luftausgleichsbehälters 4 besteht darin, jegliche Luftr;ramstöße, die durch den Pumpenhub erzeugt werden, mindestens in einem gewissen Umfang auszugleichen, bevor der Luftstrom durch die Drosselöffnung hindurchtritt. Ohne den Luftausgleichsbehälter kann eine gleichförmige Strömungsmenge des Luftstroms nicht erzielt werden. Das Volumen des Luftausgleiehsbehältefs ist so klein wie möglich, aber ausreichend groß, um die Druckstöße des Luftstroms zu verringern.

Ein üblicherweise mit einer Pumpe 3 mit einer Förderleistung von etwa 25 bis 200cmVMinule verwendeter Luftausfcleichsbehälter 4 hat eine Größe von etwa 3.2 mm · 31 mm · 19 mm und ist mit einem Elastomeren mit einer Größe von 19 mm · 31 mm abgedeckt

Die Drosselöffnung 5, die beispielsweise aus einem einstellbaren Nadelventil besteht, ist in einem Rohr angeordnet, welches den Luftausgleichsbehälter mit dem Auslaß 7a verbindet Es wird eine Drosselöffnung 5 verwendet, die einen Druckabfall von etwa 0,996 bis 9^6 mbar erzeugt Gewöhnlich wird ein Druckabfall von 6,23 bis 8,72 mbar verwendet

Ein Differenzdruckschalter mit einer verhältnismäßig großen Empfindlichkeit wird verwendet und spricht auf eine Änderung des Druckabfalls in der Luftströmung von etwa 0,249 bis 1,25 mbar an.

Der Integrator 7 nimmt das Ein-Aus-Signal, das vom Druckschalter 6 erzeugt wird, auf und liefert ein sich langsam änderndes kontinuierliches Signal, welches dem Verstärker 8 zugeführt wird. Der Integrator 7 ist mit etwa +0,6VoIt vorgespannt und das Signal vom Druckschalter 6 erhöht sich auf etwa 1,2 VuIt wenn der Druckschalter 6 betätigt wird und sinkt auf etwa + 0,0 Volt ab, wenn der Druckschalter nicht betätigt ist Der Integrator 7 erzeugt eine alln..nilich abfallende Ausgangsspannung, welche dem Verstärker 8 zugeführt wird, wenn der Druckschalter geschlossen ist und eine allmählich ansteigende Spannung, wenn der Druckschalter offen ist Der Integrator 7 besteht aus handelsüblichen Transistoren, Kapazitäten und Widerständen. Ausführungsbeispiele des integrators 7 werden anschließend beschrieben.

if) Der Verstärker 8 nimmt das vom Integrator 7 erzeugte Signal auf und verstärkt es, so daß der Gleichstrommotor 9 mit verschiedenen Drehzahlen laufen kann, um eine konstante Durchflußmenge der Luftströmung durch das Dosimeter zu gewährleisten. Der Verstärker 8 verstärkt das vom Integrator 7 kommende Signal auf ein Maximum, das etwa 96% der Gesamtspannung der Stromquelle 11 entspricht Beispielsweise wird bei einer 5-Volt-Stromquelle das Signal auf 4,8 Volt verstärkt Im allgemeinen hat der Verstärker 8 eine Impedanz, die größer als 10 Ohm ist und bis zu 1 Megohm betragen kann. Jedoch kann ein Verstärker 8 mit einer Impedanz von weniger als lOOnm verwendet werden, beispielsweise einer Impedanz von 0,01 bis 10 Ohm. Der Verstärker 8 besteht aus ■»5 handelsüblichen Transistoren, Kapazitäten und Widerständen.

Die verwendete Stromquelle 11 ist gewöhnlich eine Batterie mit 5 bis 6 Volt Spannung. Im allgemeinen wird eine Nickel-Cadmium-Batterie mit vier Zellen verwendet Eine Gleichstromquelle 11, die einen gleichgerichteten Wechselstrom liefert, kann ebenfalls verwendet werden.

Gegebenenfalls kann ein Battarieprüfkreis im Dosimeter verwendet werden. Dieser Kreis verwendet einen Prr.zisi.jnü-Spannungsfühler, der auf die Spannung einer jeden Zelle eingestellt werden kann und so eingestellt wird, daß er bei der vollen Ladespannung der Batterie betätigt wird. Eine Leuchtdiode, die durch einen Schalter eingeschaltet wird, wird gewöhnlich zur Anzeige des vollen Ladezustands der Batterie eingesetzt.

Ein weiterer, gegebenenfalls im Dosimeter zu verwendender Kreis besteht aus einem Senior^chaltkreis zur Erkennung einer über einen längeren Zeitraum fc> zu geringen Luftströmung, welcher mit dem Integrator 7 verbunden ist und betätigt wird, wenn der Spannungv ausgang des Integrators 7 bei höheren als den normalen Betriebswerten eine Unterbrechung des durch das

Dosimeter gepumpten Luftstroms veranlaßte. Der SensorEchaltkreis für geringe Luftströmung enthält einen bistabilen Multivibratorkreis, der elektrisch mit einer Anzeigelampe, wie beispielsweise einer Leuchtdiode, verbunden ist.

Gemäß der Schaltung nach F i g. 2 ist die Batterie B I, die die Schaltung mit Leistung versorgt, mit ihrer negativen Klemme mit der Masse verbunden, während ihre positive Klemme an den Leistungsschalter SWi angeschlossen ist. Die andere Seite des Schalters 5VKl ist mit der (+ )-Sammelleitung verbunden.

Der Verstarker A I, welcher aus einem Operationsverstärker bestehen kann, beispielsweise aus einem der vier Verstärker in einem Operationsverstärker des Typs LM 324, ist in einer integrierten Anordnung mit einer Rückkopplungskapazität Cl (üblicherweise 10 Mikrofarad) verbunden. Cl ist mit seiner Ausgangsklemme mit der invertierenden (-)-Eingangsklemme des Verstärkers A 1 verbunden. Der Eingangswiderstand R 3 (üblicherweise I ΜΩ) ist mit der invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers A 1 verbunden. Die Werte von /?3 und Cl bestimmten die Integrationsgeschwindigkeit und beeinflussen das Verhalten des .Steuerkreises. Diese Werte werden derart ausgewählt, daß sie bei der jeweiligen Pumpe und dem jeweiligen Akkumulatordie beste Steuerung ergeben.

Der Widerstand R1 (üblicherweise lOkOhm) ist ausgehend von der +-Sammelleitung mit einer Anode der Diode CR I (üblicherweise vom Typ IN 4148) verbunden, während die Anode von CR 1 mit der Anode der Diode CR2 (üblicherweise vom Typ IN 4148) verbunden ist, deren Kathode an Masse angeschlossen ist. Dadurch werden Vorspannungen von näherungsweise 0.6 Volt an der Anode von CR 2 und 1,2 Volt an der Anode von CR 1 erhalten als Folge der Spannungsabfälle in Vorwärtsrichtung der beiden Dioden. Der 0,6-Volt-Punkt ist mit der nicht-invertierenden Eingangsklemme ( + ) des Verstärkers A 1 verbunden, um die +-F.ingangsklemme mit 0,6 Volt oberhalb des Massepotentials vorzuspannen, und zwar über einen Widerstand /?4 (üblicherweise 1 Megaohm), welcher Spannungsabweichungseffekte des Verstärkers auf eir Mindestmaß verringert. Ein Widerstand R 2 (üblicherweise lOkOhm) liegt zwischen dem Eingangswiderstand R 3 und Masse. Damit werden 0,0 Volt dem Eingangswiderstand zugeführt, wenn der Druckschalter SIV2 geöffnet ist. SW2 ist üblicherweise ein Druckschalter, der bei 7.5 mbar arbeitet. Der Integrator 7 erzeugt eine allmählich sich verringernde Spannung an der Verstärkerausgangsklemme, wenn SW2 geschlossen ist. und eine allmählich ansteigende Spannung, wenn SW2 offen ist. Die Spannung an der Ausgangsklemme des Verstärkers A 1 stellt ein Motordrehzahlsignal dar, das nach seiner Verstärkung durch einen Verstärker, der anschließend beschrieben wird, die Drehzahl des Pumpenmotors 9 bestimmt. Zur Lieferung von Leistung werden Verbindungen zwischen der +-Sammelleitung und der Masse zum Verstärker A 1 hergestellt Diese Verbindungen liefern Leistung für A 2 und A 3.

Das Motordrehzahlsignal wird dem Verstärker A 2 t (üblicherweise V₄ der Vierverstärkeranordnung LM 324) über Widerstand R 5 an die nicht-invertierende ( + )-Eingangsklemme von A 2 zugeführt Das verstärkte Signal von der Ausgangsklemme von A 2 wird der Basis des Transistors Q1 (üblicherweise ein NPN-Transistor A Typ 2N2926) über Widerstand RS (üblicherweise kOhm) zugeführt Das Signal vom Kollektor von Q 1 wird an die Basis des Transistors Q2 (üblicherweise ein PNP-Transistor Typ 2N 5226) über Widerstand R 10 (üblicherweise I kOhm) zugeführt. Das Ausgangssignal des Kollektors von Q2 wird zum Pumpenmotor Ml geliefert, welcher ein drehzahlregelbarer Gleichstrom-

• motor ist. Die andere Seite von Λ-/1 ist mit Masse verbunden.

Der Emitter von Q I ist über einen Widerstand £11 (üblicherweise 220 0hm) an Masse angeschlossen. Eine Kapazität C3 (üblicherweise 0,01 Mikrofarad) liegt

' zwischen der Basis und dem Kollektor von Q I, um ein Rauschen in dem Schaltkreis zu verringern. Der Emitter von Q2 ist mit der +-Sammelleitung über einen Widerstand KH Jblicherweise I Ohm) verbunden. Ein Rückkopplungswiderstand R 7 (üblicherweise 47 kOhm)

. liegt zwischen dem Kollektor von Q2 und der invertierenden (-)-[iingangsklemme von A2, um eine negative Rückkopplung zu erzeugen. Der invertierende Eingang von 4 2 ist über einen Widerstand R 6 (üblicherweise 2,2 kOhm) mit Masse verbunden.

Die Widerstände /?6 und Rl bestimmen den Gesamtverstärkungsfaktor des Schaltkreises von der Ausgangsklemme von A 1 bis zu der am Pumpenmotor 9 liegenden Spannung. R 7 kann eingestellt werden, um einen optimalen Ausgleich zwischen schnellem Anspre-

, chen und stabilem Betrieb bei Pumpen 3 mit unterschiedlichen Daten zu erhalten. Die Kapazität C2 (üblicherweise 0.01 Mikrofarad) liegt zwischen der Ausgangsklemme von A 2 und der invertierenden Eingaitgsklemme von A 2, um ein Rauschen des

■ Schaltkreises zu verringern. Diese Verbindung von A 2, Ql, Q 2 und ihren zugeordneten Widerständen und Kapazitäten bildet einen von vielen Verstärkerkreisen, die sich zur Verstärkung des Motordrehzahlsignals von A 1 eignen, jedoch liefert dieser Schaltkreis einen weiten Spannungsbereich für den Motor, üblicherweise zwischen 0 und 4,8 Volt bei einer Stromquelle mit 5,0 Volt, und ergibt ein konstantes Spannungsausgangssignal, das in einigen Pumpenanordnungen bevorzugt wird, beispielsweise dort, wo eine sehr niedrige

ι Motordrehzahl für einen niedrigen Druchfluß erforderlich ist.

Der Batterie-Prüfkreis verwendet eine besondere Leuchtdiode D 1, die bei einem bestimmten zugeführten Spannungswert (üblicherweise 2,4 Volt) leuchtet. Der

. Verstärker A 3 (üblicherweise V₄ einer Vierverstärkeranordnung Typ LM 324) hat seine invertierende Eingangsklemme (-) mit seiner Ausgangsklemme verbunden und liefert eine 1 fache Verstärkung für die der nicht-invertierenden Eingangsklemme ( + ) zugeführten Signale. Die Ausgangsklemme von A 3 ist mit der Anode (oder +-Eingangsklemme) von D 1 "erbunden und die Kathode von D 1 ist an eine Klemme des Schalters SW3 angeschlossen. Die andere Klemme von SW3 ist mit Masse verbunden. D1 leuchtet, wenn SW3 geschlossen ist und das Ausgangssignal von A 4 größer ist als die Triggerspannung (üblicherweise 2,4 Volt). Ein Widerstand R 12 (üblicherweise lOOkOhm) liegt zwischen der +-Sammelleitung und einer Seite des Regeiwiderstands R 13 (üblicherweise ein 50-kOhm-Potentiometer). Ein Widerstand R14 (üblicherweise 100 kOhm) liegt zwischen der anderen Seite von R 13 und Masse. Der Abgriff von R 13 ist einstellbar, um 2,4 Volt an die nicht-invertierende Eingangsklemme von A 3 beim gewünschten Batterie-Spannungsprüfpegel zu liefern, der üblicherweise 5,15VoIt für eine Batterie beträgt die aus vier wiederaufiadbaren, in Reihe geschalteten Nickel-Cadmium-Zellen besteht

Fig.3 stellt eine andere Ausführungsform des

vori'.isgehend erläuterten Schallkreises dar, in welcher A 4 wie A 1 aufgebaut ist, R 15 wie R I, R 16 wie R 2, /?17 wie R3, CR 3 wie C/? I, Γ/? 4 wie CK 2, 5W4 wie 5W«,SW5wie5W2. S2'.vie Sl und Γ5 wie Cl. Λ 4 ist ,ingeschlossen wie Λ 1 in der vorausgehend erläuterten Schaltung mit der Maßgabe, daß der Widerstand an der nicht-invertierenden Eingangsklemme eliminiert ist, da er nicht benötigt wird, wenn die Span;tup.gsabweichung des Verstärkers niedrig genug ist, um keine Wirkung auf den Integrator 7 zu haben und fernEr die Kapazität C4 (üblicherweise 0,5 Mikrofarad) parallel zu R 17 geschaltet wurde, um nei gewissen Purrnen 3 ein schnelleres Ansprechen und einen stabi eren Betrieb zu ergeben.

Dr r Ausgang von A 4 wird durch den Transistor Q3 (üblicherweise Typ 2N 3053) verstärkt, dessen Basis über einen Widerstand R 18 (üblicherweise 2.2 kO'mi) mit o:r Ausgangsklemme von A 4 verbunden ist, wobei der ! mitter von Q3 mit Masse und sein Kollektor mit dem Pumpenmotor M 2 verbunden ist. Ute positive Leitung von Ml ist an die +-Sammelleitung angeschlossen. Dieser Leistungsverstärker stellt einen weniger komplexen Schaltkreis dar als jener der F i g. 2, aber liefert den gleichen 0-4,8-V-Spanriungsbereich für den Motor. Das Ausgangssignal dieses Schaltkreises entspricht einer Stromkonstanzkennlinie, welche bei den meisten Pumpenanordnungen einen guten Betrieb gewährleistet.

Das Ausgangssignal von A4 ändert sich zwischen etwii 0 und 0,75 Volt bei normalem Steuerverhalten, kann jedoch allmählich bis zu einem Sättigungspegel von 'läherungsweise 3 Volt (für eine Versorgungsspannunj; von 4,0 Volt) ansteigen, falls die Pumpe 3 die Luftströmung nicht aufrechterhalten kann, beispielsweise w^nn das Einlaßrohr geknickt und die Luftströmung blockiert ist. Zur Ermittlung, ob das Ausgangssignal von A 4 2,5 Volt überschreitet, ist eine Sensorschaltung für geringe Strömung vorgesehen. Dabei ist der Verstärker A 5 (üblicherweise V₄ einer LM 324-Schaltung) an seiner invertierenden Eingangsklemme mit einem Schaltspannungspegel verbunden. Wird an der nicht-invertierenden ( + )-Eingangsklemme von A 5 eine Spannung angelegt, die einen größeren Wert hat als der Schaltspannungspegel, so ändert sich das Ausgangssignal von A 5 von dem normalen Null-Wert auf einen höheren Wert von näherungsweise 4 Volt (bei einer Versorgungsspannung von 5 Volt).

Ein Widerstand RTO (üblicherweise 47 kOhm) liegt zwischen der +-Sammelleitung und einem Widerstand R2i (üblicherweise 22 kOhm). Die andere Seite von R 21 ist mit Masse verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen R 20 und R2i ist mit der invertierenden (— )-Eingangsklemme von A 5 verbunden.

Ein Widerstand R 23 (üblicherweise lOkOhm) und eine Diode CR 6 (üblicherweise vom Typ IN 4148) sind in Reihe geschaltet und führen die Spannung des Ausgangssignals von A 5 der nicht-invertierenden Eingangsklemme zu, um das Ausgangssignal von A 5 hoch zu halten, selbst wenn das ursprüngliche Spannungssignal weggenommen ist Ein Widerstand R 24 (üblicherweise 270 0hm), eine Leuchtdiode D 2 (üblicherweise HP 5082-4484) und ein kurzzeitig betätigbarer Schalter SW6 sind in Reihe zwischen der Ausgangsklemme von A 5 und Masse angeordnet Ist SW 6 geschlossen und das Ausgangssignal von A 5 hoch, so ieuchtet D 2. Der Verstärker A 5 kann auf ein niedriges Ausgangssignal zurückgestellt werden, indem der Schalter SW4 geöffnet wird, um die Stromversorgung vom Schaltkreis zu trennen. Fin Widerstand R 22 (üblicherweise I Megohm) liegt zwischen der nicht-invertierenden Eingangsklemme von A 5 und Masse, um sicherzustellen, daß A 5 nicht unbeabsichtigt ein hohes ■> Ausgangssignal liefert, wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird. Die Anode einer Diode CR 5 (üblicherweise vom Typ IN 4148) liegt zwischen der Ausgangsklemme von A 4 und einem Widerstand R 19 (üblicherweise lOOkOhm), der seinerseits mit der

i" nicht-invertierenden Eingangsklemme von A 5 verbunden ist und das von A 4 kommende Signal mit Her Sensorschaltung für geringe Strömung koppelt. Der Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung von CR 5 trägt da/u bei, Störsignale daran zu hindern, die Sensorschallung für geringe Strömung fälschlich auszulösen. Bei dieser Ausbildung braucht der Schaltkreis normalerweise 45 Sekunden nach Unterbrechung der Strömung, bis die Schaltung auslöst. Diese Zeitspanne kann verringert werden, indem das Verhältnis von R 20 zu R2\ erhöht

-'" wird.

Der Batterie-Prüfkreis gemäß F i g. 3 enthält ein aus NPN-Siliciumtransistoren Q4— Q% aufgebautes Netzwerk, um eine Vorspannung zu liefern, die gegenüber Temperaturänderungen stabilisiert ist. Ein Widerstand

-■' /?25 liegt zwischen der +-Sammelleitung und einem Punkt A. Ein Widerstand R 26 liegt zwischen dem Punkt A und der Verbindungsstelle zwischen der Basis von Q4, dem Kollektor von Q4 und der Basis von Q5. Die Emitter von Q4 und ζ)6 sind mit Masse verbunden und

'■" der Emitter von Q 5 ist über einen Widerstand /?28 an Masse angeschlossen. Ein Widerstand R 27 liegt zwischen dem Punkt A und der Verbindungsstelle zwischen dem Kollektor von Q5 und der Basis von Q6. Der Kollektor von Q 6 ist mit dem Punkt A verbunden.

r. Die Widerstände R 25 bis Λ 28 sind derart ausgewählt, um die beste Spannungsstabilisierung am Punkt A gegenüber Temperaturschwankungen zu ergeben. Die Spannung am Punkt A ist üblicherweise 1,5VoIt. Ein Widerstand R 29 liegt zwischen der +-Sammelleitung und der invertierenden Eingangsklemme von A 6. Ein Widerstand R 30 liegt zwischen der nicht-invertierenden Eingangsklemme von A 6 und Masse. Die Werte von R 29 und /?30 sind auf die gewünschte Batterie-Prüfspannung abgestellt. Ein Widerstand R3i liegt

'■zwischen der Ausgangsklemme von A 6 und der Leuchtdiode D3. Die andere Seite von D3 ist ähnlich wie D 2 mit SWS verbunden. Die andere Seite von SWf) liegt an Masse.

Beim Einsatz des chemischen Dosimeters wird dieses

"'" von einem Arbeiter während einer 8-Stunden-Schicht getragen. Am Ende der Schicht wird der Schaltkreis geprüft, um zu ermitteln, ob der Einlaß während dieser Zeitspanne gesperrt war, indem die Leuchtdiode (D2 der Fig.2) beobachtet wird, während der kurzzeitig

^ betätigbare Schalter (SW6 der Fig.3) gedrückt wird. Leuchtet die Diode, so ist während der Schicht eine Blockierung erfolgt. Das Sammelfilter wird anschließend dem Dosimeter entnommen und einem Labor zur Analyse übersandt und die Ergebnisse werden in den Unterlagen des Arbeiters notiert Falls eine sehr große Belastung vorhanden ist, kann der Arbeiter aus dem betreffenden Arbeitsbereich zurückgezogen werden und eine andere Arbeit erhalten.

Es ist zweckmäßig, eine chemische Dosimeterbank zu unterhalten, aus der jeder Arbeiter zu Beginn seiner Schicht sein eigenes Dosimeter entnimmt und es am Ende der Schicht zurückstellt
Es kann zweckmäßig sein, nur einen Arbeiter einer

bestimmten Gruppe zu überwachen und zu unterstellen, daß die gesamte Gruppe der gleichen Belastung ausgesetzt war. Gegebenenfalls können einzelne Dosimeter ständig in bestimmten Arbeitsbereichen angeordnet werden, und die Einzelbelastung kann näherungsweise entsprechend der Zeit ermittelt werden, die ein Arbeiter in dem beirrenden Bei eich zubringt.

Die Pumpe 3 mit konstanter Durchflußmenge kann auch dazu \ erwendet werden, um einen am Auslaß der Pumpe 3 befestigten Probebeutel zu füllen. Dieser liefert eine Probe als Maß für die durchschnittliche Gasmenge,

IO

die während der Zeildauer der Entnahme der Probe vorhanden war.

Unter gewesen Umständen kann es zweckmäßig sein, den gesamten im Dosimeter verwendeten elektrischen Schaltkreis unter Verwendung üblicher Bauteile in einem kompakten Modul einzukapseln. Dadurch würde eine lange Betriebsdauer bei erschwerten Umgebungsbedingungen ermöglicht und die Verläßlichkeit der Überwachung bei einer großen Anzahl von Oosimetern erhöht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Dosimeter mit einer einen Regelantrieb aufweisenden Pumpe, einem Sammelfilter und einer Drosselöffnung, die in Reihe angeordnet sind, so daß die von der Pumpe erzeugte pulsierende Luftströmung durch den Filter und die Drosselöffnung strömt und dadurch an der Drosselöffnung ein Druckabfall erzeugt wird, mit einem Pulsationsdämpfungsfilter und mit einem Druckschalter, der ein Ein-Aus-Signal zur Steuerung der Pumpe in Abhängigkeit von dem Druckabfall und zu Erzielung eines gleichmäßigen Durchflusses liefert, wobei das Ein-Aus-Signal des Druckschalters in der Weise aufintegriert wird, daß das Ausgangssigna! des ;s Integrators langsam abfällt und ansteigt, wenn der Druckschalter offen bzw. geschlossen ist, und das Ausgangssignal des Integrators dem Regelantrieb der Pumpe zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulsationsdämpfungsfilter ein zwischen der Pumpe (3) und der Drosselöffnung (5) angeordneter Luftausgieichsbehäiter (4) ist

2. Dosimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselöffnung (5) ein verstellbares Nadelventil ist.

3. Dosimeter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Sensor-Schaltkreis zur Erkennung einer über einen längeren Zeitraum zu niedrigen Luftströmung.

JO