DE3011908A1 - Dosismesser zum messen gasfoermiger schmutzstoffe - Google Patents

Dosismesser zum messen gasfoermiger schmutzstoffe

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Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER
Patentanwälte
Manchen, 27. März 1980
Postanschrift / Postal Addrei« Totfach ΒΘΟ1Ο9. BOOO Mundinn Be
Pien*enauerstraße 28
Telefon Θ8 32 22
Telegramme: Chemindui München
Telex: CO) 6 23993
FP-6108
E.I.DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY
10th and Market Streets, Wilmington, Del. 19898,
V.St.A.
Dosismesser zum Messen gasförmiger Schmutzstoffe
030041/07A8
Die Erfindung ist auf einen Dosismesser zum Registrieren gasförmiger Schmutzstoffe in der Atmosphäre gerichtet. Im besonderen betrifft die Erfindung einen integrierenden Dosismesser, der zur Messung dos Niveaus geeignet ist/ dem eine Person durchschnittlich während eines gegebenen Zeitraums einem gasförmigen Schmutzstoff ausgesetzt wird.
Die überwachung der Schmutzstoffe in der Luft wird immer wichtiger, da die schädlichen Wirkungen solcher Schmutzstoffe offensichtlich werden. In großen Arbeitsstätten wurde z.B. eine Vorrichtung für diesen Zweck verwendet, bei der eine Pumpe vorgesehen ist, welche die zu prüfende Luft mit einem kontinuierlichen gleichmässigen Strom über ein Fühlelement fördert. Solche Vorrichtungen ergeben jedoch keine genaue überwachung der Bedingungen, dem eine sich bewegende Person innerhalb des großen zu prüfenden Bereichs ausgesetzt wird.
Persönliche Prüfvorrichtungen, die von den einzelnen Arbeitern getragen werden und passiv die Schmutzstoffe sammeln, wurden ebenfalls verwendet. Vorrichtungen, welche die molekulare Diffusion des überwachten gasförmigen Schmutzstoffs zum Sammeln der Probe verwenden« sind beispielsweise in den US-Patentschriften 3 924 219 und 3 985 017 beschrieben. Viele Vorrichtungen, die es dem gasförmigen Schmutzstoff ermöglichen, zu einem Sammelmedium zu diffundieren, können ungenaue Anzeigen der durchschnittlichen Schmutzstoff konzentrat ion geben, da die Vorrichtungen veränderliche Mengen des Schmutzstoffes sammeln, da sie in unerwünschter Weise durch den jeweiligen Verlauf der atmosphärischen Zirkulation oder durch die Bewegung des einzelnen
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Trägers der Vorrichtung beeinflußt werden.
Die Lösung, dieses Problems, die bei den bekannten Vorrichtungen verwendet werden und die im wesentlichen auf die Beschränkung der Diffusionsgeschwindigkeit gerichtet sind, hat die Vorrichtung oft etwas unempfindlich für niedrige Konzentrationen der gasförmigen Schmutzstoffe gemacht. Es besteht daher die Notwendigkeit für einen Dosismesser, der von der relativen atmosphärischen Bewegung unabhängig ist und bei niedrigen Schmutzstoffkonzentrationen zufriedenstellend arbeitet.
Gegenstand der Erfindung ist ein Dosismesser zur Messung der durchschnittlichen-Konzentration eines gasförmigen Schmutzstoffes in der Atmosphäre über einen gegebenen Zeitraum. Der Dosismesser besitzt eine flache Basis mit einem flachen Hohlraum, eine Detektorsubstanz zur Wechselwirkung mit dem in dem Hohlraum befindlichen gasförmigen Schmutzstoff und eine Abdeckplatte, die über der Basis liegt und deren Innenseite mit- dem Hohlraum in der Basis so übereinstimmt, daß die Detektorsubstanz eingeschlossen und dicht zwischen dem Hohlraumbett und der Abdeckplatte angeordnet ist, wobei zumindest einer der Teile Basis und Abdeckplatte mit einer Anzahl durchgehender kreisförmiger Kanäle versehen ist, von denen jeder ein Länge/Durchmesser-Verhältnis von mindestens 3 hat, so daß die Kanäle die einzige Verbindung zwischen der Atmosphäre und der Detektorsubstanz bilden.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene Darstellung eines Dosismessers, bei welchem sowohl die Basis als auch
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die Abdeckplatte Diffusionskanäle enthalten;
Fig. 2 eine Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Dosismessers in zusammengebauter Form, wobei der Schnitt nach der Linie 2-2 geführt ist;
Fig. 3 eine teilweise auseinandergezogene Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, welche die zusammengebaute Vorrichtung nach Fig. 1 kombiniert mit einer zweiten Detektorsubstanz zeigt;
Fig. 4 eine Ansicht des in Fig. 3 dargestellten Dosismessers voll zusammengebaut im Schnitt nach der Linie 4-4.
Der hier beschriebene Dosismesser sammelt zur nachfolgenden Analyse einen gasförmigen Schmutzstoff im- Verhältnis zu siner durchschnittlichen Konzentration in der Atmosphäre während der Sammelperiode. Der Dosismesser prüft den gasförmigen Schmutzstoff dadurch passiv, daß er eine Diffusion des Schmutzstoffes durch eine Anzahl Kanäle in einen Innenteil des Dosismessers ermöglicht, wo er durch eine Detektorsubstanz gehalten wird, bis er analysiert ist.
Die Arbeitsweise des Dosismessers beruht auf dem Fickschen Gesetz, welches einen mathematischen Ausdruck für die molekulare Diffusion oder überführung eines gasförmigen Schmutzs toffes in der Luft durch einen Kanal gibt. In relevanter Form ergibt sich folgender Ausdruck:
M - D'C · t*A/L - 6 -
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wobei
M = Menge des überführten gasförmigen Schmutzstoffes (mg)
D = Diffusionskoeffizient des gasförmigen Schmutzstoffes durch Luft (cm /min)
C = Konzentration des Schmutzstoffes in der Atmosphäre (mg/cm )
t = Exponierungszeit (Minuten)
A = Querschnittsfläche des Kanals (cm )
L = Entfernung in der Diffusionsrichtung, hier Kanallänge (cm).
Die Werte für D von verschiedenen gasförmigen Schmutzstoffen sind leicht aus der Literatur erhältlich. Das Ficksche Gesetz trifft auf jeden Kanal im Dosismesser zu.
In Fig. 1 und 2 ist ein Dosismesser gezeigt, der eine Basis
1 mit einem flachen Hohlraum 2 besitzt, in welchem eine Schicht einer Detektorsubstanz 3 angeordnet ist, die das flache Bett des Hohlraums 2 vollständig bedeckt.
Eine Abdeckplatte 5, die in ihrer Länge und Breite der Basis 1 entspricht, ist mit einem vorstehenden Teil 10 ausgebildet, der mit Reibungssitz mit den Wänden des Hohlraums
2 dicht paßt, wie in Fig. 2 gezeigt. Wenn die Abdeckplatte 5 und die Basis 1 zusammengesetzt sind, ist die Detektorsubstanz 3 dicht zwischen dem vorspringenden Teil 10 und dem Bett des Hohlraums 2 eingesetzt, so daß kein Raum zwi-
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sehen der Detektorsubstanz und entweder dem Hohlraumbett oder dem Vorsprung bleibt. Der gewünschte Dichtesitz wird dadurch unterstützt, daß die Basis 1 mit Flanschen 7 versehen wird, die den Flanschen 8 an der Abdeckplatte 5 entsprechen. Jedes Flanschenpaar 7 und 8 wird dadurch zusammengespannt, daß es in den entsprechenden Schlitz einer der Endkappen 9 eingesetzt wird, wie gezeigt.
Die Abdeckplatte 5 ist mit einer Vielzahl von kreisförmigen Kanälen 6 versehen, die sich von ihrer oberen Aussenfläche durch den Ansatz 10 erstrecken. Die Basis 1 ist ebenfalls mit einer Vielzahl von kreisförmigen Kanälen 4 versehen, die sich vom Bett des Hohlraums 2 durch die entgegengesetzte Seite der Basis 1 erstrecken. Wenn die Abdeckplatte 5 und die Basis 1 zusammengesetzt werden, so daß die Detektorsubstanz 3 eingeschlossen ist, bilden die Kanäle 4 und 6 die einzigen Verbindungen zwischen der Atmosphäre und der Detektorsubstanz 3.
Wenn der Dosismesser in Betrieb ist, diffundiert der gasförmige Schmutzstoff durch die Kanäle 4 und 6 nach dem Fickschen Gesetz und wird durch die Detektorsubstanz 3 gehalten, bis die Analyse durchgeführt werden muß. Die Detektorsubstanz kann ein beliebiges Material sein, das absorbiert, adsorbiert, reagiert oder sich in anderer Weise mit dem gasförmigen Schmutzstoff verbindet. Unabhängig von der Art und Weise, in welcher die Detektorsubstanz, wie erwähnt, mit dem gasförmigen Schmutzstoff in Wechselwirkung tritt, soll ihre Menge oder Stärke ausreichend sein, um mit der Gesamtschmutzstoffmenge, die sie kontaktiert, vollständig in Wechselwirkung zu treten. Die Detektorsubstanz ist oft spezifisch für den besonderen gasförmigen Schmutzstoff, der überwacht werden soll. Beispiele von Detektoren, die für verschiedene Schmutzstoffe verwendet werden können, sind aktivierter Kohlenstoff oder Aktivkohle, Silikagele, poröse
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Polymere und aktivierte Tonerde. Der Kohlenstoff oder die Tonerde können beispielsweise in einem polymeren Bindemittel, wie Polytetrafluoräthylen, eingebettet werden.
Die Abdeckplatte 5 und die Basis 1 werden vorzugsweise aus Materialien hergestellt/ die nicht hygroskopisch und sowohl chemisch als auch physikalisch für den zu überwachenden gasförmigen Schmutzstoff inert sind. Beispiele solcher Materialien sind Polyäthylen, Polypropylen, Polymere oder Copolymere von Tetrafluoräthylen und Hexafluoräthylen, rostbeständiger Stahl und verschiedene Metalle. Die vorerwähnten Polymere werden bevorzugt, da sie leicht im Spritzgußverfahren verarbeitet werden können.
Damit ein Privatdosismesser eine genaue Anzeige der Konzentration im zeitlichen Durchschnitt eines gasförmigen Schmutzstoffes in der Atmosphäre gibt, soll er durch Luftbewegung mit bezug auf den Dosismesser unbeeinflußt bleiben und ausreichend empfindlich sein, um eine angemessene Masse selbst bei niedrigen Itmzentrationen zu sammeln. Bei dem erfindungsgemäßen Dosismesser geschieht das Sammeln des gasförmigen Schmutzstoffes durch die Kanäle, deren Enden direkt in die Detektorsubstanz führen, so daß kein Luftraum um den Detektor herum bleibt. Es wurde festgestellt, daß bei einer solchen Gestaltung, wenn die Kanäle ein Länge/Durchmesser-Verhältnis von mindestens 2,5, vorzugsweise mindestens 3,0, und noch mehr bevorzugt mindestens 3,4 haben, der Dosismesser von den Geschwindigkeitswirkungen der Umgebung im wesentlichen unabhängig ist. Obwohl der Querschnitt der Kanäle normalerweise rund ist, können auch Kanäle von anderen Querschnittsformen vorgesehen werden. In solchen Fällen können die vorerwähnten Länge/Durchmesser-Verhältnisse (L/D) für kreisförmigen Querschnitt umgewandelt werden, auf Länge/Querschnittsfläche-Verhältnisse, um eine Entspre-
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chung für andere Querschnittsformen zu entwickeln.
Innerhalb der Beschränkungen der vorstehend angegebenen Verhältnisse können beliebige Längen oder Durchmesser, beispielsweise bei kreisförmigen Kanälen, verwendet werden, obwohl eine obere Grenze von etwa 10 für L/Dzweckmässig ist. Kanallängen im Bereich von etwa 0,1 bis 1,O cm sind bevorzugt, da es Durchmesser von etwa 0,04 bis O,25 cm ergibt. Die gewünschte Größe des Dosismessers bestimmt jedoch im allgemeinen die praktisch oberen Grenzen der Kanalabmessungen.
Wie sich aus dem Fickschen Gesetz ergibt, beeinflußt die Zahl der Kanäle die Menge des gesammelten gasförmigen Schmutzstoffes, da sie die zur Überführung verfügbare Gesamtquerschnittsfläche beeinflußt. Der Dosismesser hat jedoch eine für den Handel annehmbare Empfindlichkeit bei geringer Konzentration mit nur wenigen, beispielsweise 50, Kanälen.
Obwohl Fig. 1 und 2 Kanäle sowohl in der Abdeckplatte 5 als auch in der Basis zeigen, ist die Leistung des Dosismessersnatürlich äquivalent, wenn die Kanäle nur in dem einen oder anderen dieser Teile enthalten sind. Ferner ist es nicht erforderlich, daß, wenn beide Kanäle enthalten, jeder die gleiche Anzahl enthält. Vorzuziehen ist jedoch, daß 200 bis 350 Kanäle vorgesehen sind und noch mehr bevorzugt sind 275 bis 325 Kanäle sowohl in der Abdeckplatte als auch in der Basis.
Im Gebrauch wird der vorangehend beschriebene Dosismesser von der Person getragen, die dem gasförmigen Schmutzstoff ausgesetzt ist, gewöhnlich durch Anbringen des Dosismessers an der Kleidung in der Weise, daß die Kanäle freiliegend
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bleiben. Gegebenenfalls kann der Dosismesser an einer Stelle angeordnet werden, an welcher er einer Umgebungsluftprobe ausgesetzt wird, die der Luft entspricht, welcner die jeweilige Person ausgesetzt ist. Nachdem sie während eines gemessenen Zeitraums exponiert worden ist, wird die Detektorsubstanz nach dem Inhalt des gasförmigen Schmutzstoffes analysiert. Werte für Niveaus des vorhandenen gasförmigen Schmutzstoffes können mathematisch zur Umgebungskonzentration durch die Anwendung des Fickschen Gesetzes in Beziehung gebracht werden, wodurch die durchschnittliche Umgebungskonzentration während der Exponierungsperiode erhalten wird.
Die Analyse kann in der Weise durchgeführt werden, daß die Detektorsubstanz entfernt und dann herkömmliche analytische Verfahren angewendet werden, um Veränderungen in den thermischen, chemischen oder physikalischen Eigenschaften der Detektorsubstanz zu messen. Die Gaschromatographie ist ein bevorzugtes analytisches Verfahren. Wenn der gasförmige Schmutzstoff von der Detektorsubstanz isoliert werden soll, können solche herkömmlichen Desorptionslösungsmittel, wie Schwefelkohlenstoff, Methylenchlorid, Äther und Alkohole zuerst verwendet werden, den Schmutzstoff vom Detektor abzuziehen.
Fig. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Dosismesser nach Fig. I und 2 (die Bezugsziffern 1-6 und 10 sind wie in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschrieben) ferner mit einem System zum Erkennen von Störungen im Sammelvorgang der Detektorsubstanz kombiniert werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 hat der Dosismesser 14, welcher die zusammengebaute Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 ohne die Flansche 7 und 8 und die Endkappen 9
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ist, Reibungssitz in einer Mulde 12 des Schichtträgers 11. In der Mulde 12 ist eine Schicht aus Detektorsubstanz 13 angeordnet, welche das flache Bett der Mulde 12 vollständig bedeckt. Wenn der Dosismesser 14 in der Mulde 12 mit luftdichter Kupplung sitzt, ist die Detektorsubstanz 13 dicht zwischen der Basis 1 und dem Bett der Mulde 12 eingeschlossen, so daß kein Raum zwischen der Detektorsubstanz und weder dem Muldenbett oder der Basis 1 vorhanden ist. Die Größe der Mulde 12 entspricht in der Länge und in der Breite derjenigen der Basis 1.
Wenn die Vorrichtung nach Fig. 3 und 4 in Betrieb ist, diffundiert der gasförmige Schmutzstoff in der Atmosphäre die Detektorschicht 3 nur durch Kanäle 6 und kann die Detektorschicht 13 nur durch Diffusion durch Kanäle 4 erreichen, was nur geschieht, wenn eine Störung beim Sammeln durch die Detektorsubstanz besteht. Solche Störungen kommen beispielsweise vor, wenn die Detektorsubstanz 3 mit gasförmigem Schmutzstoff gesättigt wird, die Detektorsubstanz 13 ist normalerweise das gleiche Material wie die Detektorsubstanz 3.
Durch eine Untersuchung der Detektorsubstanz 13 wegen der Anwesenheit des gasförmigen Schmutzstoffes läßt sich feststellen, ob eine Sättigung der Detektorsubstanz 3 stattgefunden hat. Eine wahre Messung der durchschnittlichen Konzentration des gasförmigen Schmutzstoffes kann nicht vorgenommen werden, wenn die Detektorsubstanz vor dem Ende der Exponierungsperiode gesättigt wird. Im allgemeinen können, wenn die Detektorsubstanz 13 mehr als 15 Gew.Teile Schmutzstoff je 100 Gew.Teile reine Detektorsubstanz 3 enthält, Bestimmungen, welche auf den durch den Detektor 3 gesammelten Mengen beruhen, ungenau sein.
Weitere Hinweise zur Bestimmung der Genauigkeit der Schmutz-
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Stoffsammlung durch eine Detektorsübstanζ sind gegeben in MeIcher, Langner und Kagel "Criteria for the Evaluation of Methods for the Collection of Organic Pollutants in Air using Solid Sorbents", American Industrial Hygiene Association Journal, Band 39, Seite 349, Mai 1978.
Der Nachweis der Unabhängigkeit des Dosismessers von der relativen Bewegung der Atmosphäre kann vorgenommen werden durch Vergleichen der experimentellen Ergebnisse des Dosismesser-Betriebs unter verschiedenen Bedingungen mit theoretischen Werten, die durch das Ficksche Gesetz vorausgesetzt werden. Die vorangehend beschriebene Ficksche Gleichung kann wie folgt neu angeschrieben werden:
D.A/L -
wobei jedes Symbol seine vorerwähnte Bedeutung hat. Da A und L in jedem besonderen Dosismesser Konstante sind, und D,der Diffusionskoeffizient, von der Konzentration (C), der Zeit (t) und der Massekollektion (M) ist, ist der mathematische Ausdruck D«a/L eine Konstante für jeden besonderen Dosismesser.
Zur Erläuterungϊ mehrere Dosismesser nach Fig. 1 und 2 (bei welchen (1) die Abdeckplatte 5 und die Basis 1 je 291 Kanäle hatten; (2) jeder Kanal einen Durchmesser von 0,11 cm und eine Länge von 0,352 cm hatte und (3) die Detektorsubstanz Aktivkohle war, die in einer Matrix aus Polytetrafluoräthylen) wurden hergestellt. Es wurden insgesamt drei verschiedene Tests durchgeführt, bei jedem von welchen swei Dosismesser in eine Kammer gebracht wurden, in welcher Luft
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mit einer bekannten Konzentration von Benzol an den Dosismesser in einer Richtung parallel zu den Aussenflächen der Basis und der Abdeckplatte von jedem vorbeigeblasen wurde. Die -Dosismesser wurden so 30 Minuten exponiert, worauf die Detektorsubstanz von jedem entfernt wurde, das gesammelte Benzol mit Schwefelkohlenstoff desorbiert wurde und die Menge des Benzols mit einem vorher geeichten GasChromatographen bestimmt wurde. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben:
Tabelle;
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C t M M "3
Benzol- Luftgeschwindigkeit Exponierungs- gesammeltes Ct <*
„ . konzentration (m/min) (feet/min) zeit Benzol . , 3, t , £
(ttg/cm3 » IQ5) (min.) (mg χ IQ2) (-/*»·>
1 11,4 9,9 32,5 30 31,9 93,4
11,4 9,9 32,5 30 28,6 83,8
σ
<=> ι 2 2,14 49,53 162,5 30 5,7 88,8
J^ *- 2,14 49,53 162,5 30 5,49 85,8
2 3 1,024 99 325,0 30 2,99 97,3
*~ 1,024 99 325,0 30 2,85 92,8 cn
FF-6108 Ah. 3 O 1 Ί Ώ Π 8
Der Diffusionskoeffizient von Benzol bei der Testtemperatur, etwa 23° C, ist 5,592 cm2/min (International Critical Tables). Bei diesen Tests hat der Ausdruck D-A/L einen Wert, der wie folgt bestimmt wird:
A/L = 5,592
2 χ 291
= 87,8
cm min.
0,352
Die experimentellen Ergebnisse, die für M/(C«t) erhalten wurden, stimmen im wesentlichen mit dem theoretischen Wert für D-A/L von 87,8 cm /
Gleichung vorausgesagt.
für D-A/L von 87,8 cm /min überein, wie durch die Ficksche
Bei einem weiteren Nachweis der Unabhängigkeit von der relativen atmosphärischen Bewegung wurden sechs Sätze von je 2 Dosismetern nach Fig. 1 und 2, jedoch mit Kanälen nur in der Abdeckplatte 5, gebaut. Die Detektorsubstanz war Aktivkohle, die in einer Matrix aus Polytetrafluoräthylen eingebettet war. Jeder Satz unterschied sich von irgendeinem anderen Satz in der Zahl der Kanäle, der Kanallänge oder des Kanaldurchmessers. Ein Dosismesser jedes Satzes wurde in eine Kammer gebracht, in welcher Luft mit einer Benzolkonzentration von 1,152 χ 10 mg/cm in einer Richtung parallel zur Aussenfläche der Abdeckplatte von jedem geblasen wurde. Die Geschwindigkeit der Luft mit bezug auf den Dosismesser betrug 1,524 m/min (5 ft./min). Nach 3 Stunden wurde die Menge Benzol, die durch jeden Dosismesser gesammelt wurde, in der vorangehend beschriebenen Weise bestimmt. Der Test wurde mit dem übrigen Dosismesser mit der Ausnahme wiederholt, daß eine relative Luftgeschwindigkeit von 487,68 m/min (160 ft./min) verwendet wurde.
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Für jeden Satz von Dosismessern wurde die Wirkung der Veränderung in der Geschwindigkeit wie folgt berechnet:
Geschwindigkeitswirkung =
M1 cr. - Mc χ 100 % XbU b
wobei
M16O = 9esamrnelte Masse bei 487,68 m/min (160 ft/min) Mr = gesammelte Masse bei 1,524 m/min (5 ft/min.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben:
Tabelle
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Dosismesser-
satz 		Zahl der
Kanäle 		L
Kanallänge
(cm)		 d
Kanaldurch
messer (cm)		 L/d Geschwindigkeits
wirkung
1 96 0,60 0,20 3,0 t
0,0 %
2 177 0,48 0,14 3,43 1,6 %
3 401 0,32 0,08 4,0 + 1,9 %
4 401 0,635 0,08 7,94 1,4 %
5 177 0,32 0,14 2,29 + 18,8 %
6 1 0,97 3,15 0,31 + 313,0 %
FF-6108
Wie ersichtlich, zeigen die erfindungsgemäßen Dosismesser, d.h. die Dosismesser 1-4, bei welchen L/d ^ 2,5 eine
vernachlässigbare Veränderung in der Massesammlung von der Veränderung in der ümgebungsgeschwindigkeit. Die Kontrolldosismesser 5 und 6, die nicht unter den Rahmen der Erfindung fallen, zeigen eine wesentliche Veränderung. Der Dosismesser zeigt die extremen Wirkungen der Umgebungsgeschwindigkeit, wenn L/d weit geringer als die untere Grenze der Erfindung ist.
Ende der Beschreibung.
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Claims (5)

  1. Patentansprüche :
    Dosismesser zum Messen der zeitlichen durchschnittlichen Konzentration eines gasförmigen Schmutzstoffes in der Atmosphäre, gekennzeichnet durch eine flache Basis (1) mit einem flachen Hohlraum (2) in dieser, eine Detektorsubstanz (3) zur Wechselwirkung mit dem gasförmigen Schmutzstoff innerhalb des erwähnten Hohlraums und eine Abdeckplatte (5), die auf der Basis aufliegt und deren Innenseite dem Hohlraum (2) in der Basis so angepaßt ist, daß die Detektorsubstanz (3) eingeschlossen und dicht zwischen dem Hohlraumbett und der Abdeckplatte (5) angeordnet ist, wobei mindestens einer der Teile Basis (1) und Abdeckplatte (5) mit einer Vielzahl von durchgehenden kreisförmigen Kanälen (4 bzw. 6) versehen ist, von denen jeder ein Länge/Durchmesser-Verhältnis von mindestens drei hat und die Kanäle die einzige Verbindung zwischen der Atmosphäre und der Detektorsubstanz bilden.
  2. 2. Dosismesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle eine Länge von etwa 0,1 bis 1,0 cm und
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    einen Durchmesser von etwa 0,04 bis 0,25 cm haben.
  3. 3. Dosismesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Abdeckplatte (5)als auch die Basis (1) mit 200 bis 350 Kanälen versehen ist.
  4. 4. Dosismesser nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorsubstanz aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aktivkohle, aktiviertem Kohlenstoff, Silikagelen, aktivierterTonerde und porösen Polymeren besteht.
  5. 5. Dosismesser zum Messen der zeitlichen durchschnittlichen Konzentration eines gasförmigen Schmutzstoffes in der Atmosphäre, gekennzeichnet durch einen flachen Schichtträger (11) mit einer flachen Mulde (12), eine erste Detektorsubstanz (3), die mit dem gasförmigen Schmutzstoff innerhalb der Mulde (12) in Wechselwirkung treten kann, eine flache Basis (1) mit einem flachen Hohlraum (2) in ihrer einen Seite, die in der erwähnten Mulde (12) so sitzt, daß die erste Detektorsubstanz (3) eingeschlossen und dicht zwischen dem Muldenbett und der Seite der Basis, die dem flachen Hohlraum gegenüberliegt, angeordnet ist, eine zweite Detektorsubstanz (13) zur Wechselwirkung mit dem innerhalb des Hohlraumes befindlichen gasförmigen Schmutzstoff und eine Abdeckplatte (5), die über der Basis (1) liegt, deren Innenseite zu dem Hohlraum in der Basis (1) paßt, so daß die zweite Detektorsübstanζ (13) eingeschlossen und dicht zwischen dem Hohlraumbett und der Abdeckplatte angeordnet ist,
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    wobei sowohl die Abdeckplatte (5) als auch die Basis (1) eine Anzahl von durchgehenden kreisförmigen Kanälen (4 bzw.- 6) aufweist, von denen jeder ein Länge/Durchmesser-Verhältnis von mindestens drei hat, die Kanäle in der Basis die einzige Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Detektorsubstanz bilden und die Kanäle in der Abdeckplatte die einzige Verbindung zwischen der Atmosphäre und der zweiten Detektorsubstanz bilden.
    030041/0745
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NL (1) NL8001775A (de)
SE (1) SE8002335L (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3729080A1 (de) * 1987-09-01 1989-03-16 Draegerwerk Ag Diffusionssammler mit einer umwandlungszone
DE4444524A1 (de) * 1994-11-30 1996-06-05 Inst Umwelttechnologien Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von gasförmigen höhermolekularen Spuren in einem Trägergas für quasi real-time-Messungen in situ

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2064765B (en) * 1979-07-12 1983-06-22 Perkin Elmer Ltd Personal gas monitors
US4348358A (en) * 1980-09-25 1982-09-07 Mine Safety Appliances Company Colorimetric dosimeter
DE3173036D1 (en) * 1980-12-31 1986-01-02 Geoffrey William Ball Gas monitor
US5110326A (en) * 1985-07-31 1992-05-05 Celanese Corporation Immobilized liquid membrane
ZA865173B (en) * 1985-07-31 1987-03-25 Celanese Corp Immobilized liquid membrane
US4725406A (en) * 1985-10-21 1988-02-16 American Bionetics, Inc. Apparatus and method for diagnostic analysis of biological fluids
US4790857A (en) * 1986-11-20 1988-12-13 Miksch Robert R Gaseous contaminant dosimeter with diffusive material for regulating mass uptake
DE3735307A1 (de) * 1987-10-17 1989-04-27 Draegerwerk Ag Diffusionssammler
US5005763A (en) * 1988-10-05 1991-04-09 Multiform Desiccants, Inc. Container for bulk material and method of fabrication thereof
DE3902402C1 (de) * 1989-01-27 1990-06-13 Draegerwerk Ag, 2400 Luebeck, De
US5060508A (en) * 1990-04-02 1991-10-29 Gaztech Corporation Gas sample chamber
DE4345151C2 (de) * 1993-02-10 1995-08-10 Draegerwerk Ag Vorrichtung für den kolorimetrischen Gasnachweis in Folienverbundbauweise mit Kapillaren
US5364593A (en) * 1993-07-26 1994-11-15 Mihaylov Gueorgui M Direct-read colorimetric exposimeter
US5517866A (en) * 1994-05-23 1996-05-21 Assay Technology, Inc. Enhanced rate monitor for fluid sampling
JP3055124B2 (ja) * 1994-06-03 2000-06-26 バッテル・メモリアル・インスティチュート 複合材料線量計
US5726068A (en) * 1996-01-24 1998-03-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Diffusive sampler system for determining chemical vapor levels
WO1998022793A1 (en) * 1996-11-19 1998-05-28 Farfield Sensors Ltd. A chemical sensing system
JP2004536303A (ja) * 2001-07-18 2004-12-02 ストローガン テクニカル ディストリビューション リミテッド ライアビリティ カンパニー 目標物質を検出するためのシステム及び方法
US8123834B2 (en) 2005-10-06 2012-02-28 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois High gain selective metal organic framework preconcentrators
US7880026B2 (en) 2006-04-14 2011-02-01 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois MOF synthesis method
US8152908B2 (en) 2008-01-16 2012-04-10 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Micromachined gas chromatography columns for fast separation of Organophosphonate and Organosulfur compounds and methods for deactivating same
US8269029B2 (en) 2008-04-08 2012-09-18 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Water repellent metal-organic frameworks, process for making and uses regarding same
US10053514B2 (en) 2013-07-09 2018-08-21 Duke University Human bispecific EGFRvIII and CD3 antibody engaging molecules
JP6732536B2 (ja) * 2016-05-24 2020-07-29 株式会社フクダ 密封された検査対象の評価方法及び評価装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3847552A (en) * 1973-11-23 1974-11-12 Ibm Environmental monitoring device and method
US3950980A (en) * 1974-03-27 1976-04-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Vapor sampling device
US3985017A (en) * 1975-01-02 1976-10-12 Abcor, Inc. Gaseous contaminate dosimeter and method
US4040805A (en) * 1976-10-22 1977-08-09 Board Of Supervisors Louisiana State University Agricultural And Mechanical College Personal monitoring device, or dosimeter, for measuring exposure of personnel to organic vapors

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3924219A (en) * 1971-12-22 1975-12-02 Minnesota Mining & Mfg Gas detection device
GB1571282A (en) * 1976-03-11 1980-07-09 City Tech Gas sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3847552A (en) * 1973-11-23 1974-11-12 Ibm Environmental monitoring device and method
US3950980A (en) * 1974-03-27 1976-04-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Vapor sampling device
US3985017A (en) * 1975-01-02 1976-10-12 Abcor, Inc. Gaseous contaminate dosimeter and method
US4040805A (en) * 1976-10-22 1977-08-09 Board Of Supervisors Louisiana State University Agricultural And Mechanical College Personal monitoring device, or dosimeter, for measuring exposure of personnel to organic vapors

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3729080A1 (de) * 1987-09-01 1989-03-16 Draegerwerk Ag Diffusionssammler mit einer umwandlungszone
DE4444524A1 (de) * 1994-11-30 1996-06-05 Inst Umwelttechnologien Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von gasförmigen höhermolekularen Spuren in einem Trägergas für quasi real-time-Messungen in situ

Also Published As

Publication number Publication date
JPS55140182A (en) 1980-11-01
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BR8001685A (pt) 1980-11-18
IT8020934A0 (it) 1980-03-26
ES256776Y (es) 1982-05-01
FR2452702A1 (fr) 1980-10-24
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FR2452702B1 (de) 1983-12-30
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DE3011908C2 (de) 1986-12-18
US4235097A (en) 1980-11-25
BE882442A (fr) 1980-09-26
IT1131072B (it) 1986-06-18
AU5686780A (en) 1980-10-09
AU519777B2 (en) 1981-12-24
SE8002335L (sv) 1980-09-28
NL8001775A (nl) 1980-09-30
CA1133326A (en) 1982-10-12

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