DE2829736A1 - Mess- und eicheinrichtung fuer die eichkurve eines fotoelektrischen aerosolanalysators - Google Patents

Mess- und eicheinrichtung fuer die eichkurve eines fotoelektrischen aerosolanalysators

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DE2829736A1 DE19782829736 DE2829736A DE2829736A1 DE 2829736 A1 DE2829736 A1 DE 2829736A1 DE 19782829736 DE19782829736 DE 19782829736 DE 2829736 A DE2829736 A DE 2829736A DE 2829736 A1 DE2829736 A1 DE 2829736A1
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Description

MEß* UND BICHEIKRIGHTUNG FÜR DIE EI0HKUE7E EINES PGOiO-. BtEJEPEIoOHBN AEROSO]LANALYSaTOBS
Die -Erfindung "betrifft das Meßwesen und "bezieht sich insbesondere auf Meß- und Eicheinrichtungen für die Eichkurve eines fotoelektrischen AerosolanalysatorSo
Die vorliegende Erfindung kann mit Erfolg zur Messung und Eichung der Eichkurve der Analysatoren für die Luftverstaubung eingesetzt werden, die auf verschiedenen Gebieten der Volkswirtschaft, beispielsweise in Schachtanlagen, Präzisionsmontageabteilungen u. ä., weitgehend verwendet werden·
Gegenwärtig werden die Anforderungen an die Heinhaltung von Produktions räumen erhöht, was eine erheblich ".zunehmende Anwendung von eine schnelle und sichere Kontrolle der Luftreinheit gewährleistenden fotoelektrischen Aerosolanalysatoren nach sich zieht. Die Gewährleistung der Aus-
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sagesicherheit und die Erhöhung der Genauigkeit der Prüfung der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren können durch eine allseitige Prüfung deren sämtlicher Ausgangsparameter und eine lückenlose Wiederherstellung^der Bichkurve erzielt werden. Dies stellt seinerseits erhöhte Anforderungen an die Meß- und Eicheinrichtungen für die Sichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysafcors.
Bs ist eine Meß- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators (s· beispielsweise "Fotoelektrischer Zähler für Aerosolteilchen, Modell A3-5 /Verstaubungsanalysator H. 5"» technische Kennkarte, technische Beschreibung und Betriebsanleitung, Verlag "TEGHMASHBXPORT", UdSSE, Moskau) bekannt, der eine Düse sowie eine Lichtquelle und einen 3?otoempfanger enthält, die im Augenblick des Durchganges eines zu messenden Aerosol— teilchen durch, die genannte Düse miteinander optisch gekoppelt sind, die einen Unterbrecher für den Lichtstrom mit einer Kalibrieröffnung, einen mit dem Unterbrecher für den Lichtstrom mechanisch gekoppelten Elektromotor und einen die Einrichtung mit dem fotoelektrischen Aerosolanalysator optisch verbindenden Lichtleiter aufweist.
Bei dieser Einrichtung,wird aber eine nicht regelbare LichtStromquelle für den fotoelektrischen Aerosolanalysator selbst verwendet, was es gestattet, nur einen bestimmten, dem Wert eines Durchmessers des Aerosolteilchens entsprechenden Punkt der Eichkurve wiederherzustellen, während die Aus-
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sagesicherheit der Messung des ganzen Wertetereiches der Teilchendurchmesser nicht geprüft wird, was große Meßfehler zur Folge hat.
Darüber hinaus sichert diese Einrichtung die*· Prüfung nur des Kreises der Lichtstromquelle des fotoelekbrischen Aerosolanalysators, was es nicht erlaubt, eine Meßfehlerstelle in den übrigen Baugruppen des Analysators aufzuspüren, und dies führt seinerseits zur Vergrößerung des gesamten Meßfehlers.
Außerdem ist die besagte Einrichtung eine eigene -Baugruppe des Analysators und erfordert im Einsatz eine meßtechnische Bedienung, was bei einer Konstruktion der Einrichtung, die eine spezielle optische Justierung erfordert und es nicht gestattet, einen Anschluß an die Prüfschaltungen der Normalmeßgeräte zu verwirklichen, nicht zu gewährleisten ist«
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Genauigkeit der Prüfung der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren zu erhöhen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meß- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischen üerosolanalysai?ors zu schaffen, die
es gestattet, den optischen Störpegel zu reduzieren sowie die
Genauigkeit zu steigern und die Prüfungszeit für die foto-
und elektrischen Aerosolanalysatoren zu verkürzen^ die Kompo -
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nenfeen dt,r Meßfehler der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren zu trennen.
Dies wird dadurch erreicht, daß "bfei der Meß- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators, der eine Düse sowie eine Lichtquelle und einen Fotoempfanger aufweist, die im Aufeenblick des Durchganges eines zu messenden Aerosolteilchens durch die genannte Düse miteinander optisch gekoppelt sind, die einen Unterbrecher für den Licht strom mit einer Kalibrieröffnung, einen mit dem Unterbrecher für den Licht strom mechanisch gekoppelten Elektromotor und einen die Einrichtung mit dem fotoelektrischen Aerosolanalysator optisch verbindenden Lichtleiter enthält, gemäß der Erfindung der Lichtleiter durch die Düse des fotoelektrischen Aerosolanalysators durchgelassen und seine innerhalb dea fotoelektrischen Aerosolanalysators angeordnete Stirn in Kugelform zur gleichmäßigen Verteilung dos Lichtstroms im Arbeitsbereich des fotoelektrischen Aerosolanalysators ausgeführt ist, und die Einrichtung selbst eine bei der Einstellung eine Messung und Eichung der Eickkurve des fotoelektrischen Aerosolanalysators vornehmende Erzeugungseinheit für gesteuerte Lichtimpulse und eine bei der Einstellung eine Messung des Lichtstroms im genannten Arbeitsbereich vornehmende Meßeinheit für den Lichtstrom im Arbeitsbereich äes fotoelektrischen Aerosolanalysators enthält, die abwechselnd über einer flachen Stirn des
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Lichtleiters angeordnet werden, wobei die Erzeugungseinheit für gesteuerte Lichtimpulse, innerhalb deren Gehäuses der Unterbrecher für den Lichtstrom untergebracht ist, eine Lichtstromquelle, die vor dem Unterbrecher für den Lichtstrom derart angeordnet ist, daß deren Lichtstrom, indem er die Kalibrieröffnung des Unterbrechers passiert, auf die flache Stirn des Lichtleiters einfällt, und einen mit der LichtstromqueHe elektrisch gekoppelten Lxchtstromregler und die Meßeinheit für den Lichtstrom im Arbeitsbereich des fotoelektrischen Aerosolanalysators eine Reihenschaltung aus einem mit der flachen Stirn des Lichtleiters optisch gekoppelten iOtoempfanger, einer Gleichspannung quelle, die im Gehäuse der Meßeinheit für den Lichtstrom im Arbeitsbereich des fotoelektrischen Aerosolanalysators untergebracht sind, und einem Galvanometer aufweist.
Es ist zweckmäßig, daß bei der Einrichtung die Gehäuse der Erzeugungseinheit für gesteuerte Lichtimpulse bzw. der Meßeinheit für den Lichtstrom im Arbeitsbereich des fotoelektrischen Aerosolanalysators eine Buchse aufweisen, mit deren Hilfe jedes dieser Gehäuse mit dem Gehäuse des Lichtleiters mechanisch koppelbar ist, wobei die geometrische Achse der Buchse mit der optischen Achse des Lichtleiters zusammenfällt.
Zweckmäßig ist es auch, daß die der Lichtstromquelle zugewandte Oberfläche des Unterbrechers für den Lichtstrom einen Lichtabsorptionsübt-rzug aufweist.
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Die vorliegende Erfindung gestattet es, die Eichkurve im gesamten Größenbereich der Aerosolteilchen zu erhalten, was die Genauigkeit der Prüfung der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren wesentlich erhöht«
Darüber hinaus erlaubt es die vorliegende Einrichtung, den optischen Störpegel zu senken, was den Größenbereich für die imitierten Aerosolteilchen in Richtung einer Verringerung der Größen erweitert.
Außerdem gestattet es die vorliegende Erfindung, die Richtung der Fehlersuche zu bestimmen, was es ermöglicht, die Komponenten der Meßfehler der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren zu trennen.
Die Erfindung ermöglicht es auch, den arbeitsintensiven Vorgang der Prüfung der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren mit realen Aerosolteilchen durch eine Prüfung mit dnr> Durchgang realer Teilchen imitierenden Lichtimpulsen zu ersetzen, was die Prüfungszeit wesentlich verkürzt.
Die vorliegende Erfindung soll nachstehend an Hand der Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels und beiliegender Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:
Pig, 1 das Bauprinzip einer Meß- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischeη Äerosolanalysators zur Messung und Eichung der Eichkurve des fotoelektrischen Äerosolanalysators, gemäß der Erfindung; Pig, 2 die Anordnung der Meß- und Eicheinrich-
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fcung für die .Blichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators zur Messung eines Lichtstroms im Arbeitsbereich des fotolektrischen AerosolanalysatorsJ
Fig. 3 eine Standardeichkurve des fotoelektrischen Aerosolanalysators;
* ig. 4 eine Eichkurve des fotoelektrischen Aerosolanalysators,
Die Meß- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotofelektrischen Aerosolanalysators 1 (Fig. 1) enthält einen durch eine Düse 3 des Analysators 1 hindurchgelassenen Lichtleiter 2. Die innerhalt des Analysators 1 in der Mitte des Arbeitsbereiches 4 angeordnete Stirn des Lichtleiters 2 ist gemäß der Erfindung in Form einer Kugel 5 zur gleichmäßigen Verteilung des Lichtstroms im Arbeitsbereich 4 des Analysators 1 ausgeführt« Das andere Ende des Lichtleiters
6
2 mit einer flachen Stirnvist in eine hohle zylindrische Fassung 7 eingeschlossen. Der Lichtleiter 2 mit der Fassung 7 wird in einem Gehäuse 8 fixiert.
Die Einrichtung enthält auch eine Erzeugungseinheit 9 für gesteuerte Lichtimpulse und eine Meßeinheit 10 für den Lichtostrom im Arbeitsbereich 4 des fotoelektrischen Aerosolanalysators 1t die über der flachen Stirn 6 des Lichtleiters 2 abwechselnd angeordnet werden. Dl-- Einheit 9 enthält einen Elektromotor 11 und einen in einem Gehäuse 12 untergebrachten Unterbrecher 13 für den Lichtstrom mit
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einer Kalibrieröffnung 14, der auf einer Welle 15 des Elektromotors 11 mittels Schrauben 16 befestigt ist. Der Unter-
Bechers brecher 13 ist in Form eines ν ausgeführt, innerhalb dessen eine Lichtstromquelle 17 untergebracht ist, die mit einer Schnaube 18 am Gehäuse 12 derart befestigt ist, daß deren Lichtstrom, indem er die Kalibrieröffnung 14 des Unterbrechers 1J passiert, auf die flache Stirn 6 des Lichtleiters 2 trifft. Die der Lichcstromquelle 17 zugewandte Oberfläche des Unterbrechers 13 weist einen Lichtabsorptionsüberzug 19 auf» An die Quelle 17 ist der Ausgang 20 eines Lichtstromreglers 21 angeschlossen, der eine Stromquelle und ein Strommeßgerät 23 aufweist, dessen Ausgang als Ausgang 20 des Reglers 21 dient« Die
Einheit 10 enthält ein Galvanometer 24 sowie eine Gleichspannungsquelle 26 und einen Potoempfanger 27» die in deren Gehäuse 25 untergebracht und miteinander verbunden sind.Das Galvanometer 24 ist an die quelle 26 angeschlossen. An den Gehäusen 12 und 25 der Einheit 9 bzw, 10 sind Buchsen 28 (^ig. 1, 2) befestigt, die bei der Einstellung der Einheit 9 (Fig. 1) oder der Einheit 10 (Fig. 2) am Gehäuse 8 (Fig. 1, 2) des Lichtleiters 2 angeordnet werden, wobei die geometrische Achse der Buchse 28 mit der optischen Achse des Lichtleiters 2 zusammenfällt. Der Analysator 1 enthält einen in unmittelbarer üähe des Arbeitsbereiches 4 liegenden Fotoempfänger 29» an den ein Verstärker 30 für elektrische
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Impulse angeschlossen ist. Auf der -Brennweite vom Zentrum des Arbeitsbereiches 4 liegt ein Objektiv 51, auf dessen anderer Seite eine Lichtquelle 52 angeordnet ist. An den Verstärker 50 des Analysators 1 ist ein Impulsspannungsinesser 55 angeschaltet.
In ?ig. 2 ist die Meß- und jSicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators zur Messung eines Lichtstroms im Arbeitsbereich 4 des fotoelektrischen Aerosolanalysators 1 dargestellt, wenn über der flachen Stirn 6 die Einheit 10 angeordnet und die Buchse 28 des Gehäuses 25 auf das Gehäuse 8 des Lichtleiters 2 aufgesetzt ist.
Die Meß- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators arbeitet wie folgt.
Die Lichtquelle 52 O'ig. 1, 2) des fotoelektrischen Aerosolanalysators 1 ) dessen Prüfung die Meß- und -Eicheinrichtung für die üehkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators 1 übernimmt, erzeugt einen im Arbeitsbereich 4 des Analysators 1 gebündelten Lichtstrahl* Indem die die Düse 5 passierenden Aerosolteilchen in diesen Lichtstrahl geraten, reflektieren und streuen sie Lichtimpulse, deren Dauer durch die Flugzeit der Teilchen im Arbeitsbereich 4 bestimmt wird« Diese Lichtimpulse werden durch den S1Otoempfanger 29 des Analysators 1 empfangen, in elektrische Impulse umgewandelt, wobei die Amplitude der Spannung U der elektrischen Impulse
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den Größen der den Arbeitsbereich 4 passierenden Aerosolfceilchen proportional ist. Die Abhängigkeit der durch den Impulsspannun^smesser 33 registrierten Amplitude der Spannung U der elektrischen Impulse am Verstärker 30 für elektrische Impulse des fotoelektrischen Aerosolanalysators 1 vom Durchmesser d der Teilchen stellt eine (in Fig. 3 gezeigte) Standardeichkurve 34· des Analysators 1 (Fig. 1,2) dar·
Vor Beginn der Messung und Eichung der Eichkurve 34 wird in den Arbeitsbereich 4 die Kugel 5 des mit Hilfe der Fassung 7 im Gehäuse 8 angeordneten Lichtleiters 2 eingeführt ·
Zur Messung des Lichtstroms im Arbeitsbereich 4 (Fig. 2) des fotoelektrischen Aerosolanalysators 1 wird auf das Gehäuse 8 des Lichtleiters 2 mit Hilfe der Buchse 28 das Gehäuse 25 der Einheit 10 gesetzt.
Das durch die Lichtquelle 32 des Analysators 1 erzeugte Licht wird durch die Kugel 5 aufgenommen und über den Lichtleiter 2 auf den mit der GIeichspannungsquelle 26 und dem Galvanometer 24 in Heihe liegenden Fotoempfänger 27 übertragen. Der Anzeigewert des Galvanometers 24 bestimmt den Wert der Komponente der Standardeichkurve 34 (Fig. 3) des Kreises der Lichtquelle 32 (Fig. 2) des Analysators 1 vor dem Arbeitsbereich 4 des Analysators 1. Die Lichtquelle 32 des Analysators 1 wird danach abgeschaltet.
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Ζην Messung und Eichung der üäichkurve des fotoelektrischen Aerosolanalysators 1 (E'ig. 1) wird auf das Gehäuse 8 des Lichtleiters 2 mit Hilfe der Buchse 28 d^as Gehäuse 12 der Einheit 9 gesetzt.
Bei der Einspeisung des Stroms vom Lichtstromregler 21 an der Lichtstromquelle 17 fällt der Lichtstrom durch die Kalibrieröffnung 14 des mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch den Elektromotor 11 gedrehten Unterbrechers 13 auf die flache Stirn 6 des Lichtleiters 2 ein. Dieser Lichtstrahl gelangt über den Lichtleiter 2 zu dessen Kugel 5· Die mit Hilfe des Unterbrechers 13 erzeugten Lichtimpulse werden durch die Kugel 5 über den Arbeitsbereich 4 des Analysaüors 1 gleichmäßig verteilt, durch den Fotoempfänger 29 empfangen und in elektrische Impulse verwandelt, durch den Verstärker 30 verstärkt und durch den Impulsspannungsmesser 33 registriert. Die Abhängigkeit der durch den Spannungsmesser 33 registrierten Amplitude der Spannung U der elektrischen Impulse von dem durch den Regler 21 variierton Strom stellt eine (in Fig. 4 wiedergegebene) Eichkurve vdes Analysators 1 (ü'ig· 1) dar. Falls die erhaltene -^ichkurve 35 (-ö'ig· 4) des Analysators 1 (Fig. 1) von dessen Standardeichkurve 34- (.Fig· 3) abweicht, wird die fiichkurve 35 (Fig· 4) im gesamten Bereich der zu messenden Teilchen mit Hilfe des Fotoempfängers 27 (-"ig. 1) und des Verstärkers 30 des Analysators 1 wiederhergestellt.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann selbst durch Normalmeßgeräte geprüft werden, was es gestattet, deren sämtliche Parameter und folglich auch die Genauigkeit der Messung und Eichung der Eichkurve der fotoelektrischen Aerosolanalysatoren im Laufe der gesamten Lebensdauer der Einrichtung zu erhalten.
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Claims (1)

  1. 232-9736
    '1»jMeß- und Eicheinrichtung für die Eichkurve eines fotoelektrischen Aerosolanalysators, der eine Düse sowie eine Lichtquelle und einen Fotoempfanger aufweist, die im Augenblick des Durchganges eines zu messenden Aerosolteilchens durch die genannte Düse miteinander optisch gekoppelt sind, die einen Unterbrecher für den Lichtstrom mit einer Kalibrieröffnung, einen mit dem Unterbrecher für den Lichtstrom mechanisch gekoppelten Elektromotor und einen die Einrichtung mit dem fotoelektrischen Aerosolanalysator optisch verbindenden Lichtleiter enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (2) durch die Düse (3) des fotoelektrischen Aerosolanalysators (1) durchgelassen und dessen innerhalb des fotoelektrischen Aerosolanalysators (1) angeordnete Stirn in Form einer Kugel (5) zur gleichmäßigen Verteilung des Lichtstroms im Arbeitsbereich (4) des fotoelektrischen Aerosolanalysators (1) ausgeführt ist, und die Einrichtung selbst eine bei der Einstellung eine Messung und üilchung der -^ichkurve des fotoelektrischen Aerosolanalysators (1) vornehmende Erzeugungseinheit (9) für gesteuerte Lichtimpulse und eine bei der Einstellung eine .Messung des Lichtstroms im genannten Arbeitsbereich (4) vornehmende Meßeinheit (10) für den Lichtstrom im Arbeitsbereich (4) des fotoelektrischen Aerosolanalysators (1) enthält, die abwech-
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    OFSGiNAL iNSPECTSD
    --44»-
    h
    selnd über einer flachen Stirn (6) des Lichtleiters (2) angeordnet werden, wobei die iärZöUgungs einheit (9) für gesteuerte Lichtimpulse, innerhalb deren Gehäuse (12) der Unterbrecher (13) für den Lichtstrom untergebracht ist, eine Lichtstromquelle (17), die vor dem Unterbrecher (13) für den Lichtstrom in der Weise angeordnet ist, daß deren Lichtstrom, indem er eine Kalibrieröffnung (14) des Unterbrechers (13) für den Lichtstrom passiert, auf die flache Stirn (6) des Lichtleiters (2) einfällt, und einen mit der Lichtstromquelle (17) elektrisch gekoppelten Lichtstromr^gler (21) und die Meßeinheit (10) für den Lichtstrom im Arbeitsbereich (4) des fotoelektrischen Aerosolanalysators (1) eine Reihenschaltung aus einem mit der flachen Stirn (6) des Lichtleiters (2) optisch gekoppelten Fotoempfänger (2,7), einer GIeichspannungsquelle (26), die im Gehäuse (25) der Meßeinheit (10) für den Lichtstrom im Arbeitsbereich (4) des fotoelektrischen Aerosolanalysators (1) untergebracht sind, und einem Galvanometer (24) aufweist.
    2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Gehäuse (12, 25) der iärzeugungseinheit (9) für gesteuerte Lichtimpulse bzw. der Meßeinheit (10) für den Lichtstrom im Arbeitsbereich (4) des fotoelektrischen Aerosolanalysators (1) eine Büchse (28) aufweisen, mit deren Hilfe jedes dieser Gehäuse (12,
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    25) mit dem Gehäuse (&) des Lichtleiters (2) mechanisch kopperbar ist, wobei die geometrische Achse der Büchse (28} mit der optischen Achse des Lichtleiters (2) zusammenfällt ο
    3, Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die der Lichtstromquelle (17) zugewandte Oberfläche des Unterbrechers (13) für den Lichtstrom einen Idchtabsorptxonsüberzug (19) aufweist.
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