DE2915550C2 - Meßanordnung zur Staubmessung in strömenden Gasen - Google Patents
Meßanordnung zur Staubmessung in strömenden GasenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung zur Staubmessung in strömenden Gasen nach dem Teilstromprinzip,
mit zumindest einem Meßgerät zum Messen der Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom
des betreffenden Gases beim Durchströmen eines Strömungskanals mit vorgegebenem Meßquerschnitt
und mit einer Entnahmesonde im Strömungskanal zum Abzweigen eines Teilvolumenstroms aus dem Haupi volumenstrom
des Gases, mit einer an die Entnahmesonde angeschlossenen Absaugleitung, einer Staubabscheidevorrichtung,
einem Gasmengenmeßgerät einer Teilvolumenstrom-EinstellvorrichtuHg
zum Einstellen der Gasgeschwindigkeit im Teilvolumenstrom an der Sondenmündung für geschwindigkeitsgleiche Teilvolumenstromabsaugung
in der Absaugleitung und einer an die Absaugleitung angeschlossenen Absaugvorrichtung.
Staubmessungen in strömenden Gasen geben Aufschiuß über die Staubgehalte in den Gasen, auch über
Emissions- und Imissionsverhältnisse sowie über Abscheidegrade.
Staubgehalt meint Beladung eines Gases mit Staub. Zur Messung der Staubbeladung selbst
dienen Absaugaggregate, mit denen über eine Entnahmesonde für die Staubbeladung representative Proben
aus dem Hauptvolumenstrom des Gases abgesaugt werden. Die abgesaugte Gasmenge und die daraus mit
Hilfe der Staubabscheidevorrichtung abgeschiedene und ausgewogene Staubmenge werden zu dem gesamten
Gasfluß in Relation gesetzt, um so auf die Gesamtmenge zu schließen. Die Absaugung der
Probeme;;ge und folglich die Teilvolumenstromabsaugung
aus dem Hauptvolumenstrom des Gases muß geschwindigkeitsgleich erfolgen, da sonst eine Entmischung
des Gas/Staubstromes möglich ist. Bei Schwankungen der Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom
kann die Absauggeschwindigkeil, d. h. die Gasgeschwindigkeit im Teilvolumenstrom oft nicht zu
jedem Zeitpunkt der Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom angepaßt werden, jedenfalls nicht bei den
bekannten Meßvorrichtungen. Daher können bei groben Staubpartikeln Meßfehler auftreten, wenn mit
der mittleren Gasgeschwindigkeit abgesaugt wird. Die häufig nicht rechtzeitige Anpassung der Gasgeschwindigkeit
im Teilvolumenstrom an die Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom, also die bisweilen geschwindigkeitsungleiche
Teilstromentnahme ist bei den bekannten Meßvorrichtungen insbes. darauf zurückzuführen,
daß die Teilvolumenstrom-Einstellvorrichtung lediglich als Reguliereinrichtung, z. B. handbetriebenes
Drosselorgan, ausgebildet ist. Handbetrieb führt zwangsläufig zu erheblichen Verzögerungen in der
Anpassung der beiden Gasgeschwindigkeiten zur Erzielung einer geschwindigkeitsgleichen Teilstromentnahme
und ist darüber hinaus umständlich. — Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßanordnung zur Staubmessung in strömenden Gasen
nach dem Teilstromprinzip der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche eine automatische Anpassung
der Gasgeschwindigkeiten im Teilvolumenstrom an die Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom gewährleistet
und daher nahezu verzögerungs- und fehlerfrei arbeitet.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Meßanordnung dadurch, daß das Meßgerät
zur Eingabe der im Hauptvolumenstrom ermittelten Gasgeschwindigkeit als Soll-Wert unter Zwischenschaltung
eines Meßwertumwandlers an einen als Mikroprozessor ausgebildeten Regler angeschlossen ist, und daß
die Entnahmesonde zur Eingabe der im Tcilvolumenstrom ermittelten Gasgeschwindigkeit als Ist-Wert
unter Zwischenschaltung des Gasmengenmeßgerates mit Impulsgeber an den Regler angeschlossen ist, und
daß die Teil volumen '.trom- Einstellvorrichtung als regelbare Einstellvorric'itung mit einem impuhbetätigbaren
Stellmotor ausgebildet ist und von dem Regler nach einem Ist'SoII-Ausgleich die für die Einstellung der
geschwindigkeitsgleichen Absaugung des Teilvolumstroms erforderlichen Impulse bzw. Steübefehle erhält.
— Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Foige, daß die Absaugung des Teilvolumenstroms und folglich
die Einstellung der im Teilvolumenstrom an der Sondenmündung herrschenden Gasgeschwindigkeit in
Abhängigkeit von der Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom geregelt wird. Die jeweils im Teilvolumenstrom
herrschende Gasgeschwindigkeit wird dem Regler von dem Gasmengenmeßgerät per Impuls
mitgeteilt Da der wirksame Querschnitt der Entnahmesonde festliegt, läßt sich aus dem abgesaugten
Teilvolumen die Gasgeschwindigkeit in d^m Teilvolumenstrom
ermitteln und an den Regler weilergeben. Die mittels des Meßgerätes in dem Hauptvolumenstrom des
Gases als physikalischer Meßwert ermittelte Gasgeschwindigkeit wird über den Meßwertumwandler in ein
analoges elektrisches Signal umgewandelt, welches dem Regler aufgegeben wird. In dem als Mikroprozessor
ausgebildeten Regler erfolgt die rechnerische Auswertung bzw. der Ist/Soll-Vergleich, so daß dann per
Stellbefehl die erforderliche Einstellung der Einstellvorrichtung für den Teilvolumenstrom bzw. die Absauggeschwindigkeit
erfolgen kann.
Meßsysteme, die fraktioniert abscheiden und in ihrer Charakteristik vom Volumendurchsatz abhängen, müssen
mit einem definierten, konstanten Gasdurchsatz beaufschlagt werden. In einem solchen Fall wird also
konstanter Teilvolumenstrom in der Absaugleitung verlangt. Da sich jedoch die Absaugung des Teilvolumenstroms
in Abhängigkeit von der Gasgeschwindigkeit in dem Hauptvolumenstrom häufig ändert, muß
dem Teil volumenstrom falsche Zuluft zugeführt werden. Diese Zuluftzufuhr muß ebenfalls geregelt werden. In
diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, daß im Bereich der
Sondenmündung eine Zuluftleitung mit einem Zulufterzeuger an die Entnahmesonde angeschlossen und in die
Zuluftzuleitung dem Zulufterzeuger nachgeschaltet eine Zuluftvolumenstrom-Einstellvorrichtung mit impulsbetätigbarem
Stellmotor eingesetzt ist, und daß die Zuluftvolumenstrom-Einstellvorrichtung von dem Regler
nach einem Ist/Soll-Verglcich zwischen einer in den
Regler eingegebenen Konstanten für einen definierten konstanten Teilvolumenstrom als Soll-Wert und dem
tatsächlichen Teilvolumenstrom als Ist-Wert die für die Einstellung des Zuluftvolumenstroms zur Zuführung
von Zuluft bis zur Erzeugung des konstanten Feilvolumenstroms erforderlichen Impulse bzw. Stellbefehle
erhält. Die in den Regler eingegebene Konstante geht von einem maximalen Teilvolumenstrom aus, der in
Abhängigkeit von der sich ändernden Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom und der folglich nachzuregelnden
Teilvolumenstromaf· neigung zur Erzielung
einer geschwindigkeitsgL.ciitn Teilstromentnahme
stets die Zuführung von falscher Zuluft verlangt, jedenfalls ist im Rahmen der Erfindung die geregelte
Anpassung an Meßbedingungen für fraktioniert abscheidende Meßsysteme gewährleistet, und zwar in
Kombination mit der geregelten Anpassung der Absauggeschwindigkeit bzv. Gasgeschwindigkeit im
Teilvolumenstrom an die Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom bzw. im MeßquerschnitL Darüber
hinaus ist ein exaktes Erfassen des abgesaugten Teilvolumenstroms gewährleistet Um auch den zugeführten
Zuluftvolumenstrom exakt erfassen zu können, sieht eine weitere bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung vor, daß in die Zuluftzuleitung ein Gasmenge nmeßgerät mit Impulsgeber eingesetzt und an den
Regler angeschlossen ist Dadurch lüßt sich stets unschwer feststellen, ob jene Bedingung erfüllt ist
wonach das Zuluftvolumen und das Teilgasvolumen konstant sein müssen, um eben einen konstanten
Teilvolumenstrom zu erreichen, obwohl sich die Gasgeschwindigkeit in dem Teilvolumenstrom in
Abhängigkeit von der Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom ändert bzw. entsprechend nachgeregelt
wird Die Erfassung des Teilvolumenstroms erfolgt
dabei in Absaugrichtung hinter der Staubabscheidevorrichtung. — Die Teilvolumenstrom-Einstellvorrichiung
und die Zuluftvolumenstrom-Einstellvorrichtung sind vorzugsweise als Regelventile ausgebildet.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Meßanordnung
zur Staubmessung in strömenden Gasen nach dem Teilstromprinzip verwirklicht wird, welche eine schnel-Ie,
automatische und exakte Probennahme gewährleistet, weil unter Vermeidung des sonst üblichen
Handbetriebs nunmehr im Wege der Regelung die Anpassung der Gasgeschwindigkeit im Teilvolumcnstrom
an die Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom zur Erzielung einer geschwindigkeitsgleichen
Teilstromentnahme automatisch erfolgt. Die einzelnen Messungen werden mit Hilfe eines Mikroprozessors
rechnerisch ausgewertet zumal sich sämtliche ohssikai:-
schen Meßgrößen elektrisch darstellen lassen. Nach Ende der Messungen liegt ein Endergebnis hinsichtlich
der Teilstromabnahme und der Abgasmenge vor. auch der Abgaszustand kann berücksichtigt werden, wenn
beispielsweise gleichzeitig die Temperatur, der CO.· und der Oj-Gehait gemessen werden, was regelmäßig
der Fall ist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung läßt sich trotz der ständigen Anpa-.vjng der
Gasgeschwindigkeit des Teilvolumenstroms an die Gasgeschwindigkeit des Hauptvolumenstroms dennoch
ein konstanter Teilvolumensirom durch Zufuhr von falscher Zuluft im Wege der Regelung einstellen, was
dann erforderlich ist, wenn im Rahmen fraktionierter Abschneidung konstanter Gasdurchsatz verlangt wird.
— Für Registrierzwecke können sämtliche Meßgeräte abgegriffen und einem Schreiber eingegeben werden.
w Darüber hinaus lassen sich die Ergebnisse der
rechnerischen Auswertung zum Ende der gesamten Messung auf einem Drucker ausgeben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung
näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Meßanordnung in schematischer
Darstellung.
In der Figur ist eine Meßanordnung zur Staubmessung in strömenden Gasen nach dem Teilstromprinzip
mi dargestellt, mit zumindest einem Meßgerät 1 zum
Messen der Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom 2 des betreffenden Gases beim Durchströmen
eines Strömungskanals 3 mit vorgegebenem Meßquerschnitt und mit einer Entnahmesonde 4 im Strömungs-
b5 kanal 5 zum Abzweigen eines Teilvolumenstroms 5 aus
dem Hauptvolumenstrom 2 des Gases, ferner mit einer an die Entnahmesonde 4 angeschlossenen Absaugleitung
6, einer Staubabscheidevorrichtung 7 und einer
Teilvolumenstrom-Einstellvorrichtung 8 zum Einstellen der Gasgeschwindigkeit im Teilvolumenstrom 5 an der
Sondenmündung für geschwindigkeitsgleiche Teilvolumenstromabsaugung
in der Absaugleitung 6 und einer an die Absaugleitung 6 angeschlossenen Absaugvorrichtung
9. Bei lern Meßgerät 1 zum Messen der Gasgeschwindigkeit handelt es sich z. B. um ein
Prandtl-Staurrohr mit Differenzdruckmesser. Der Strömungskanal 3 und damit die Meßstrecke soll eine
möglichst störungsfreie Strömung gewährleisten. Denn der Meßquerschnitt soll innerhalb einer geraden
Meßstrecke mit gleichbleibender Größe und Querschnittsform sein, sowie störungsfreien Einlauf und
Auslauf gewährleisten. Bei der Staubabscheidevorrichtung 7 kann es sich z. B. um einen Meßfilter oder bei
einem fraktioniert abscheidenden Meßsystem um einen Meßzyklon handeln. Die Absaugvorrichtung 9 ist im
allgemeinen als Vakuumpumpe oder Saugzuggebläse ausgeführt. Ferner ist ein Gasmengenmeßgerät 10 in die
Absaugleitung 6 eingesetzt. — Nicht dargestellt sind der Einfachheit halber Kondensatabscheider, Trockenturm,
Schutzfilter, Temperaturfühler, Barometer, Außenthermometer, Zeitmesser und Analysengerät zur Ermittlung
der Feuchte und Gaszusammensetzung.
Das Meßgerät 1 zur Eingabe der im Hauptvolumenstrom 2 ermittelten Gasgeschwindigkeit als Soll-Wert
ist unter Zwischenschaltung eines Meßwertumwandlers 11 an einen als Mikroprozessor ausgebildeten Regler 12
angeschlossen. Die Entnahmesonde zur Eingabe der im Teilvolumenstrom 5 ermittelten Gasgeschwindigkeit als
Ist-Wert ist unter Zwischenschaltung des Gasmengenmeßgerätes 10, z. B. eine Gasuhr, mit einem Impulsgeber
an den Regler 12 angeschlossen. Die Teilvolumenstrom-Einstellvorrichtung
8 ist als regelbare Einstellvorrichtung mit einem impulsbetätigbaren Stellmotor ausgebildet und erhält von dem Regler 12 nach einem
Ist/Soll-Vergleich die für die Einstellung der geschwindigkeitsgleichen Absaugung des Teilvolumenstroms 5
erforderlichen Impulse bzw. Stellbefehle. Für fraktioniert abscheidende Meßsysteme, die einen konstanten
Gasdurchsatz verlangen, muß der sich in Abhängigkeit von der Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom 2
ι» ändernde Teilvolumenstrom 5 konstant gehalten werden,
indem falsche Zuluft zugeführt wird. Dazu ist im Bereich der Sondenmündung eine Zuluftzuleitung 13
mit einem Zulufterzeuger 14 an die Entnahmesonde 4 angeschlossen und in die Zuluftzuleitung 13 dem
Zulufterzeuger 14 nachgeschaltet eine Zuluftvolumen-Einstellvorrichtung 15 mit impulsbetätigbaren Stellmotor
eingesetzt. Der Zulufterzeuger 14 kann als Vakuumpumpe oder Gebläse ausgebildet sein. Die
Zuluftvolumen-Einstellvorrichtung 15 erhält von dem Regler 12 nach einem Ist/Soll-Vergleich zwischen einer
in den Regler 12 eingegebenen Konstanten für einen definierten konstanten Teilvolumenstrom als Soll-Wert
und dem tatsächlichen Teilvolumenstrom 5 als Ist-Wert die für die Einstellung des Zuluftvolumenstroms 16 zur
-^ Zuführung von Zuluft bis zur Erzeugung des konstanten
Teilvolumenstroms erforderlichen Impulse. In die Zuluftleitung 13 ist zusätzlich ein Gasmengenmeßgerät
17, z. B. ebenfalls eine Gasuhr, mit Impulsgeber eingesetzt und an den Regler 12 angeschlossen, so daß
3" die Zuluftmenge erfaßt wird. Die Teilvolumenstrom-Einstellvorrichtung
8 und die Zuluftvolumenstrom-Einstellvorrichtung 15 können als Regelventile ausgebildet
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Meßanordnung zur Staubmessung in strömenden Gasen nach dem Teilstromprinzip, mit zumindest
einem Meßgerät zum Messen der Gasgeschwindigkeit im Hauptvolumenstrom des betreffenden
Gases beim Durchströmen eines Strömungskanals mit vorgegebenem Meßquerschnitt und mit einer
Entnahmesonde im Strömungskanal zum Abzweigen eines Teilvolumenstroms aus dem Hauptvolumenstrom
des Gases, mit einer an die Entnahmesondc angeschlossenen Absaugleitung, einer Staubauscheidevorrichtung,
einem Gasmengenmeßgerät, einer Teilvolumenstrom-Einstellvorrichtung zum Einstellen der Gasgeschwindigkeit im Teilvolumenstrom
an der Sondenmündung für geschwindigkeitsgleiche Teilvolumenstromabsaugung in der Absaugleitung
und einer an die Absaugleitung angeschlossenen Absaugvorrichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßgerät (1) zur Eingabe der im Hauptvolumenstrom (2) ermittelten Gasgeschwindigkeit
als Soll-Wert unter Zwischenschaltung eines Meßwertumwandlers (II) an einen als
Mikroprozessor ausgebildeten Regler (12) angeschlossen ist, and daß die Entnahmesonde (4) zur
Eingabe der im Teilvolumenstrom (5) ermittelten Gasgeschwindigkeit als Ist-Wert unter Zwischenschaltung
des Gasmengenmeßgerätes (10) mit einem Impulsgeber an den Regler (12) angeschlossen ist,
und daß die Teilvolumenstrom-Einstellvorrichtung (8) als regelbare Einstellvorrichtung mit einem
impulsbetätigbaren Stellmotor ausgebildet ist und von dem Regler (12) nach einem Ist/Soll-Vergleich
die für die Einstellung der geschwindigkeitsgleichen Absaugung des Teilvolumenstromes (5) erforderlichen
Impulse erhält.
2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Sondenmündung
eine Zuluftzuleitung (U) mit einem Zulufterzeuger (14) an die Entnahmesonde angeschlossen
und in die Zuluftzuleitung (13) dem Zulufterzeuger (14) nachgeschaltet eine Zuluftvolumenstrom-Einstellvorrichtung
(15) mit impulsbetätigbarem Stellmotor eingesetzt ist, und daß die Zuluftvolumenstrom-Einstellvorrichtung
(15) von dem Regler (12) nach einem Ist/Soll-Vergleich zwischen einer in den Regler (12) eingegebenen Konstante für einen
definierten konstanten Teilvolumenstrom als Soll-Wert und den tatsächlichen Teilvolumenstrom (5) als
Ist-Wert die für die Einstellung des Zuluftvolumen- 5()
Stroms (16) zur Zuführung von Zuluft bis zur Erzeugung des konstanten Teilvolumenstroms erforderlichen
Impuls erhält.
3. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuluftzuleitung
(13) ein Gasmengenmeßgerät (17) mit Impulsgeber eingesetzt und an den Regler angeschlossen ist.
4. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilvolumen-Einstellvorrichtung
(8) und die Zuluftvolumenstrom-Einstellvorrichtung (15) als Regelventile ausgebildet
sind.
40
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DE19792915550 DE2915550C2 (de) | 1979-04-18 | 1979-04-18 | Meßanordnung zur Staubmessung in strömenden Gasen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2915550B1 DE2915550B1 (de) | 1980-06-19 |
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Family
ID=6068562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19792915550 Expired DE2915550C2 (de) | 1979-04-18 | 1979-04-18 | Meßanordnung zur Staubmessung in strömenden Gasen |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2915550C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102011083630A1 (de) * | 2011-09-28 | 2013-03-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Bestimmung des Feststoffgehaltes in einem Prozessgasstrom unter Vermeidung von Kondensation |
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FR2591338B1 (fr) * | 1985-12-06 | 1988-04-01 | Electricite De France | Dispositif embarque pour un prelevement representatif de particules dans l'air ambiant, notamment pour l'etude de la pollution atmospherique |
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1979
- 1979-04-18 DE DE19792915550 patent/DE2915550C2/de not_active Expired
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DE102011083630B4 (de) * | 2011-09-28 | 2013-08-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Bestimmung des Feststoffgehaltes in einem Prozessgasstrom unter Vermeidung von Kondensation |
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DE2915550B1 (de) | 1980-06-19 |
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