DE2823315C3

DE2823315C3 - Gasspür- bzw. -meßgerät unter Verwendung von Prüfröhrchen

Info

Publication number: DE2823315C3
Application number: DE2823315A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Chem. Dr. 2406 Stockelsdorf Naumann
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1978-05-29
Filing date: 1978-05-29
Publication date: 1981-09-10
Also published as: JPS54158710A; GB2021821A; FR2427601B1; CA1131933A; US4254657A; SE7904607L; IT1165967B; DE2823315A1; FR2427601A1; GB2021821B; DE2823315B2; IT7909436A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasspür- bzw. -meßgerät unter Verwendung von Prüfröhrchen entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Zum Nachweis bzw. zur Messung von Fremdbestandteilen in Gasen oder Luft dienen Gas- bzw. Staubspür- und -meßgeräte.

Bei einer Gruppe dieser Gasspürgeräte wird das zu untersuchende Gas bzw. die Luft durch ein Prüfröhrchen geleitet, in dem ein Nachweisreagenz für den jeweils zu bestimmenden Bestandteil enthalten ist, wobei die Nachweisreaktion unter Farbänderung verläuft. Die zu untersuchende Luft bzw. das Gas wird dabei mittels einer von Hand oder motorisch angetriebenen Pumpe durch das Prüfröhrchen gesaugt. Als Pumpen werden dabei Balg-, Membran- oder Kolbenpumpen benutzt. Die für die Messung benötigte Luftbzw. Gasmenge ergibt sich dabei bei bekannten Pumpenvolumen je nach der Pumpenart aus der Anzahl der Piimpcnhübc oder der Pumpdauer.

Mit Hilfe der bekannten von Hand betätigten Balgpumpe werden je Ciasmessiing bis etwa I ^r> Ptimpenhübe durchgeführt, wobei die Messung dann einige Minuten dauert. Hei größeren l'rüfluftmengen ist eine uraklisch nicht mehr iliirchfiilii bar.

Dies gilt auch für Meßaufgaben, bei denen eine bestimmte Luftmenge über einen längeren Zeitraum verteilt in Intervallen durch das Prüfröhrchen gesaugt werden muß. Für derartige Dauermessungen sind motorisch angetriebene Pumpen bekannt

Der während der Messung durch das Prüfröhrchen gesaugte Volumenstrom wird in seiner Zeit- und damit Geschwindigkeitscharakteristik von der Bauart der Pumpe bestimmt. Diese »Saugcharakteristik« hat Einfluß auf das Anzeigeverhalten der mit der Pumpe benutzten Prüfröhrchen.

Im allgemeinen werden Kalibrierungen von Prüfröhrchen mit einer Handpumpe definierter Eigenschaften vorgenommen, z. B. Balgpumpe. Dieser Pumpentyp muß dann auch, um systematische Meßfehler zu vermeiden, bei der eigentlichen Messung benutzt werden.

Es sind Prüfröhrchen bekannt, die mit zwei verschiedenen Gasfördervorric'.itungen unterschiedlicher Saugcharakteristik benutzt werden. Wegen des bereits erwähnten Einflusses auf das Anzeigeverhalten tragen diese Röhrchen auch jeweils zwei unterschiedliche, den beiden Pumpentypen zugeordnete Skalen. Dies hat den Nachteil, daß bei Messungen gefährliche Fehlablesungen durch Verwechslungen auftreten können. Um Röhrchen mit nur einer Skala benutzen zu können, sollte die motorisch angetriebene Pumpe eine Saugcharakteristik besitzen, die derjenigen der bei der Kalibrierung verwendeten handbetätigten Balgpumpe entspricht.

Ein bekanntes Gasspürgerät zur Verwendung mit Prüfröhrchen, mit dem Dauermessungen durchgeführt werden können, benutzt zum Transport des durch das Prüfröhrchen zu saugenden Volumenstromes das von der Handpumpe her bekannte bewegliche Balgteil. Dieses Balgteil ist in dem Bewegungsbereich eines von einer Antriebsvorrichtung, wie einem Uhrwerk, Elektromotor od. dgl., vor- und zurückbewegten Druckgliedes angeordnet. Dabei ist dessen Geschwindigkeit größer als die Geschwindigkeit des beweglichen Balgteils beim Arbeitshub, also beim Auseinandergehen bewirkt durch die Federn. Die Antriebsvorrichtung ist so gesteuert, daß das Druckglied jeweils über einen vollen Bewegungshub vor- und zurückbewegt wird und dann beim Ablauf des Arbeitshubes des Balgteils in der dieses nicht störenden Endlage stillsteht. Zur Steuerung der Antriebsvorrichtung kann an der .Saugseite des Balgteils ein Druckmeßglied, wie Druckmeßdose, angeschlossen sein, das bei einem Unterdruck an der Balgsaugseite die Antriebsvorrichtung ausschaltet, bei Normaldruck dagegen einschaltet. In einer anderen Bauform kann in den Stromkreis eines elektrischen Antriebs für die Antriebsvorrichtung ein vor einer an der Saugseite des Balgteils angeordneten Druckmeßdose gesteuerter Unterbrechungskontakt eingeschaltet sein, der bei einem Unterdruck geöffnet und bei Normaldruck geschlossen ist.

Dieses bekannte Gasspürgerät besitzt die Saugcharakteristik der Hand-Balgpumpe. Die für den Antrieb notwendige mechanische Ausrüstung mit hin- und hergehenden Teilen ist jedoch sehr umfangreich und verlangt für die sichere Funktion eine laufende Überprüfung. Das Gerät ist groß und schwer und daher für den Einsatz an wechselnden Orten wenig geeignet (DE-PS I ^r> 98 552).

Ein weiteres bekanntes Gasspür- bzw. Staubspür- und

leßgeriil besteht im wesentlichen aus einer Unterdruckkammer, an die über ein Umschaltventil einni.il eine Vakuumpumpe und /.. a. ein Anschlußstui/i/n mit

dem Prüfröhrchen angeschlossen ist Die Unterdruckkammer ist mit zwei Druckschaltern verbunden, die derart in einen Stromkreis mit einer in dem Umschaltventil eingebauten Umschaltvorrichtung eingeschaltet sind, daß beim Unterschreiten eines beispielsweise über ί den einen Druckschalter auf 540 Torr eingestellten Unterdruckes in der Unterdruckkammer das Umschaltventil so eingestellt wird, daß die Verbindung zwischen eiern Anschlußstutzen mit dem Prüfröhrchen und der Unterdruckkammer hergestellt ist, während anderer- iu seits eine vorher bestandene Verbindung zwischen der Unterdruckkammer und der Vakuumpumpe gesperrt wird, Wenn nunmehr Prüfluft durch das Prüfröhrchen gesaugt wird, steigt der Druck in der Unterdruckkammer an. Der andere Druckschalter, der beispielsweise i"> auf 740 Torr eingestellt sein kann, schaltet das Umschaltventil nach Erreichen dieses Druckes um, so daß dann wieder eine Verbindung zwischen der Unterdruckkammer und der Vakuumpumpe besteht und die Verbindung zwischen dem Prüfröhrchen und der -'< > Unterdruckkammer unterbrochen ist.

Nachteilig an diesem sonst völlig selbsttätig arbeitenden Gasspürgerät ist die während des Herstellens des immer wieder zum Durchsaugen notwendigen Unterdruckes in der Unterdruckkammer im Prüfröhrchen -'"' anfallende Totzeit, in der keine Prüfluft hindurchgesaugt wird. Aufgrund von zeitabhängigen Diffusionsvorgängen kann diese Pause zwischen den Saugzyklen zu Änderungen in der Anzeige führen (DE-PS 21 41 496).

Aufgabe der Erfindung ist ein Gasspür- bzw. w -meßgerät unter Verwendung von Prüfröhrchen für Einzel- und Dauermessungen, dessen Saugcharakteristik der bekannten Hand-Balgpumpe entspricht, das in seinem Aufbau einfach und bezüglich einer sicheren Funktion leicht zu beherrschen ist. '"»

Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 2.

Die mit diesen Lösungen erzielten Vorteile bestehen vor allem darin, daß es mit einem Gasspür- bzw. -meßgerät nach der Erfindung, dessen Steuerung aus ^4I> normalen elektronischen Mitteln aufgebaut ist, sicher möglich ist, die Saugcharakteristik der bei der Kalibrierung benutzten Hand-Balgpumpe nachzubilden. Die Steuerung ist in ihrem Aufbau einfach, die Funktion bleibt, bedingt durch nicht vorhandene mechanische ^4r> Bauteile, auch nach längerer Benutzung unverändert erhalten. Die Verwendung von normalen elektronischen Mitteln sichert in der Massenherstellung von Gasspürgeräten immer gleiche Gerätedaten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Gasspürgerätes mit Volumensensor,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Gasspürgerätes mit Motordrehzahlmessung.

Das Gasspür- bzw. -meßgerät der F ι g. 1 ist aufgebaut aus der Fördervorrichtung für das zu untersuchende Gas oder die Luft mit dem Saugpumpenmotor 1 und der Saugpumpe 2, die über die Verbindungsleitung 3 das zu untersuchende Gas oder die Luft durch das Prüfröhrchen 4 saugt. In der Verbindungsleitung 3 befinden sich der Volumensensor 5 und der Drucksensor 6. Das Volumensignal ν des Volumensensors 5 wird dem Kennliniengenerator 7 zugeleitet und dort mit dem entsprechenden Wert der Kennlinie in das Solldrucksignal ps umgewandelt. Die Kennlinie wurde experimentell unter Nachbildung der Saugcharakteristik der für die Kalibrierung der Prüfröhrchen verwendeten Hand-Balgpumpe bestimmt. Diese gibt mit der Abhängigkeit Solldruck P = F(V) über den vollen Ablauf des Meßzyklus den jeweiligen Solldruck P entsprechend dem bereits durch das Prüfröhrchen geströmten Gasbzw. Luftvolumen V an. Das Solldrucksignal p_s liegt zusammen mit dem Istdrucksignal p, dem Subtrahierer 9 an. Das Differenzsignal aus dem Subtrahierer 9 steuert über den Drehzahlregler 8 für den Saugpumpenmotor 1 die Saugleistung der Saugpumpe 2 derart, daß in der Verbindungsleitung 3 der Istdruck gleich dem Solldruck ist. Damit ist sichergestellt, daß die Saugcharakteristik des elektromotorisch betriebenen Gasspür- bzw. -meßgerätes in jeder Meßphase mit der der Hand-Balgpumpe übereinstimmt.

Das Gasspür- bzw. -meßgerät nach F i g. 2 unterscheidet sich von dem in F i g. 1 dargestellten durch eine andere Bestimmung des Volumensignals. Es entfällt hier der Volumensensor 5. Zur Bestimmung des durchgesaugten Gas- bzw. Luftvolumens wird die Anzahl der Umdrehungen π des Saugpumpenmotors 1 benutzt. Die Umdrehungen werden mit dem Sensor 10 abgegriffen und im Umdrehungszähler 11 in das Volumensignal ν umgewandelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gasspür- und -meßgerät mit einer elektromotorisch angetriebenen Saugpumpe zum Saugen des zu untersuchenden Gases durch ein Prüfröhrchen und einem in der Verbindungsleitung vom Prüfröhrchen zur Saugpumpe angeordneten Drucksensor, d a durch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (3) vom Prüfröhrchen (4) zur Saugpumpe (2) ferner ein Volumensensor (5) angeordnet ist, dessen Signal (v) einem Kennliniengenerator (7) zugeführt wird, der es zu einem Solldrucksignal (p_s) umwandelt; daß ein Subtrahierer (9) vorhanden ist zur Bildung eines Differenzsignals aus dem Solldrucksignal fa) und dem vom Drucksensor (6) gelieferten Istdrucksignal (p)\ und daß das gebildete Differenzsignal einem Drehzahlregler (8) für den Saugpumpenmotor (1) anliegt und dadurch die Saugpumpe so regelbar ist, daß das Istdrucksignal (p) und das Solldrucksignal (p_h) übereinstimmen.

2. Gasspür- und -meßgerät mit einer elektromotorisch angetriebenen Saugpumpe zum Saugen des zu untersuchenden Gases durch ein Prüfröhrchen und einem in der Verbindungsleitung vom Prüfröhrchen zur Saugpumpe angeordneten Drucksensor, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (10) zum Abgreifen der Umdrehungen des Saugpumpenmotors (1) und ein Umdrehungszähler (11) zur Bildung eines dem geförderten Gasvolumen entsprechenden Volumensignals (v) vorgesehen sind; daß weiterhin ein Kennliniengenerator (7) zur Umwandlung des Volumensignals (v)in ein Solldrucksignal fp,) und ein Subtrahierer (9) zur Bildung eines Differenzsignals aus dem Solldrucksignal (p_s) und dem Istdrucksignal (p) des Drucksensors (6) vorgesehen sind; und daß das gebildete Differenzsignal einem Drehzahlregler (8) für der. Saugpumpenmotor (1) anliegt und dadurch die Saugpumpe so regelbar ist, daß das Istdrucksignal (p) und das Solldrucksignal (p_s) übereinstimmen.