DE3123834A1 - DOSIMETER FOR GASEOUS IMPURITIES - Google Patents
DOSIMETER FOR GASEOUS IMPURITIESInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Individual-Dosimeter zum Registrieren von gasförmigen Verunreinigungen in der Umgebung. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Dosimeter, das fähig ist, eine Verunreinigungsmenge nach Maßgabe ihrer mittleren ümgebungskonzentration zu sammeln, um den aufintegrierten Aussetzungsgrad für die Verunreinigung besser bestimmen zu können.The invention relates to an individual dosimeter for registration of gaseous impurities in the environment. In particular, the invention is concerned with one Dosimeter capable of collecting an amount of impurity according to its mean ambient concentration, in order to be able to better determine the integrated degree of exposure to the contamination.
Aufgrund des wachsenden Bedürfnisses der Überwachung der Gesundheit von Arbeitern, die schädlichen Verunreinigungen der Luft ausgesetzt sind, ist es notwendig, die Konzentration der von der Luft geförderten Verunreinigungen zu überwachen. Gemäß einem hierfür bestimmten Vorschlag wird eine ziemlich große Luftpumpe verwendet, die zu überprüfende Luft durch einen Filter drückt, der teilchenförmige Verunreinigungen einfängt. Diese Methode ist natürlich zum überwachen von gasförmigen Verunreinigungen ungeeignet und sie ist selbst für teilchenförmige Verunreinigungen ungeeignet, da die Teilchenkonzentration der zu überprüfenden Umgebung nicht genau bestimmbar ist.Due to the growing need for health monitoring of workers who are exposed to harmful air pollutants, it is necessary to reduce the concentration monitor airborne contaminants. According to a proposal made for this purpose, one becomes quite large air pump used to carry the air through to be checked pushes a filter that traps particulate contaminants. This method is of course for monitoring gaseous impurities and it is unsuitable even for particulate impurities because the Particle concentration of the environment to be checked cannot be precisely determined.
Individual-Prüfeinrichtungen, die von den einzelnen Arbeitern getragen werden und die passiv die Verunreinigungen sammeln, sind verwendet worden. Eine Einrichtung beispielsweise, die die molekulare Diffusion des zu überwachenden Gases ausnutzt,** die entnommene Probe zu sammeln, ist in American Industrial Hygiene Association Journal, Volume 34, Seiten 78-81 (1973) beschrieben. Diese und andere ähnliche Einrichtungen werden als Prallrohre bezeichnet, die häufig bei der Anwendung gefährlich sind bzw. viel Platz beanspruchen, da sie aufgrund ihrer Auslegung und empfindlichen Konstruktion es erforderlich machen, daß sie immer entsprechend ausgerichtet sind, um die Umgebung genau zu überprüfen und um eine Verschiebung bzw. Verlagerung des Prüfmechanismus in dem Rohr zu verhindern.Individual testing equipment used by each worker and which passively collect the contaminants have been used. For example, a facility which uses the molecular diffusion of the gas to be monitored to collect the sample taken is in American Industrial Hygiene Association Journal, Volume 34, pages 78-81 (1973). These and other similar ones Facilities are known as impact pipes, which are often dangerous to use or take up a lot of space, because they make it necessary, due to their design and sensitive construction, that they always correspond are aligned in order to check the environment precisely and to shift or relocate the checking mechanism in the pipe to prevent.
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Von daher besteht ein Bedürfnis nach einem Individual-Dosimeter, das auf einfache aber genaue Weise gasförmige Verunreinigungen nach Maßgabe ihrer mittleren Umgebungskonzentration sammelt. Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Individual-Dosimeter zum Sammeln einer gasförmigen Verunreinigung nach Maßgabe von ihrer mittleren Umgebungskonzentration während der Sammelzeit dadurch aus, daß das Dosimeter im wesentlichen besteht aus:There is therefore a need for an individual dosimeter, which collects gaseous impurities in a simple but precise manner according to their mean ambient concentration. According to the invention, a Individual dosimeters for collecting a gaseous impurity in accordance with its mean ambient concentration during the collection time in that the Dosimeter essentially consists of:
einem geschlossenen Gefäß,a closed vessel,
einem Sammelmedium für die gasförmige Verunreinigung in dem Gefäß,a collection medium for the gaseous contamination in the vessel,
einer Diffusionseinrichtung, die einen Teil der Begrenzung des Gefäßes bildet, wobei die Einrichtung eine Vielzahl von Durchgangskanälen enthält, die derart beschaffen sind, daß die.gasförmige Verunreinigung von der Atmosphäre zum Innenraum des Gefäßes durch die Kanäle durchdiffundieren kann, wobei die Kanäle jeweils ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von wenigstens 3 haben und wobei die Kanäle die einzige Verbindung zwischen der Umgebung und dem Innenraum des Gefäßes bilden und a diffusion means forming part of the boundary of the vessel, the means being a Contains a plurality of passageways which are designed to remove the gaseous contamination from the atmosphere can diffuse through the channels to the interior of the vessel, the channels each having a ratio of length to Have diameters of at least 3 and wherein the channels form the only connection between the environment and the interior of the vessel and
einer porösen hydrophoben inerten Folie, die die inneren Öffnungen der Kanäle bedeckt. . ~a porous hydrophobic inert film covering the inner openings of the channels. . ~
Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:The invention is explained in more detail below using examples with reference to the accompanying drawing. In this shows:
Fig. 1 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer bei der Erfindung verwendbaren Diffusionseinrichtung, 1 shows an enlarged perspective view of a diffusion device which can be used in the invention;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Dosimeter für gasförmige Verunreinigungen, bei dem die Diffusionseinrichtung nach Fig. 1 Anwendung findet,Fig. 2 is a plan view of a dosimeter for gaseous impurities in which the diffusion device according to FIG. 1 is used finds
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Fig. 3 eine perspektivische Ausschnittsansicht des Dosimeters von Fig. 2,3 shows a perspective detail view of the dosimeter from FIG. 2,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einesFig. 4 shows another embodiment of a
Dosimeters nach der Erfindung in auseinandergezogener Darstellung undDosimeter according to the invention in an exploded view and
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des zusammengesetzten Dosimeters von Fig. 4.FIG. 5 is a cross-sectional view of the assembled dosimeter of FIG. 4.
Die Dosimeter nach der Erfindung sammeln gasförmige Verunreinigungen nach Maßgabe ihrer mittleren Konzentration in der Umgebung während der Sammelperiode und ermöglichen eine zweckmäßige Bestimmung dieser Konzentration. Dies wird dadurch erreicht, daß die gasförmigen Verunreinigungen in der Umgebungsluft nach Maßgabe ihrer Konzentration in der Umgebungsluft dadurch überprüft werden, daß die Verunreinigungen in ein Innenteil des Dosimeters diffundieren können, in dem sie mittels eines darin befindlichen Sammelmediums bis zum Analysieren festgehalten werden.The dosimeters of the invention collect gaseous contaminants according to their mean concentration in the environment during the collection period and allow an appropriate determination of this concentration. This is achieved by removing the gaseous impurities are checked in the ambient air according to their concentration in the ambient air that the impurities can diffuse into an inner part of the dosimeter by means of a collecting medium located therein be held until analyzed.
Das Sammelmedium hält die gasförmigen Verunreinigungen oder ihre Ionen in einer solchen Form fest, daß sie leichter als in der gasförmigen Form realisierbar sind. Nach dem Sammeln wird das Medium aus dem Dosimeter genommen und mit entsprechenden Reaktionsmitteln behandelt, um eine Färbung zu erreichen, deren Intensität von der gesammelten gasförmigen Verunreinigungsmenge abhängig ist. Die zeitlich gemittelte Umgebungskonzentration kann dann auf die nachstehend beschriebene Weise mit Hilfe eines zuvor geeichten Kalorimeters oder eines Spektralphotometers bestimmt werden. Alternativ können die Verunreinigungen von dem Sammelmedium separiert werden und mengenmäßig beispielsweise mittels der Gaschromatographie bestimmt werden, wobei die Resultate der Gaschromatographieanalyse mit im voraus bestimmtenThe collecting medium holds the gaseous impurities or their ions in such a form that they are easier than can be realized in the gaseous form. After collecting, the medium is taken out of the dosimeter and taken with it Treated appropriate reactants in order to achieve a color, the intensity of which depends on the amount of gaseous impurities collected. The time-averaged Ambient concentration can then be determined using a previously calibrated calorimeter in the manner described below or a spectrophotometer. Alternatively, the contaminants can be separated from the collection medium are and quantitatively determined for example by means of gas chromatography, the results the gas chromatography analysis with predetermined
» ♦ * Λ»♦ * Λ
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bekannten zeitlich gemittelten Umgebungskonzentrationen der Verunreinigungen verglichen werden. Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung kalorimetrisch.known time-averaged environmental concentrations of the impurities are compared. Preferably done the determination calorimetrically.
Im allgemeinen ist das Sammelmedium ein Material, das die zu messenden gasförmigen Verunreinigungen absorbiert, mit denselben reagiert oder sich anderweitig mit denselben verbindet. Ohne Rücksicht auf die Art und Weise, wie das Medium mit den Verunreinigungen in Wechselwirkung tritt, sollte die Menge oder die Stärke des Sammelmediums im Dosimeter so ausreichend sein, daß eine vollständige Wechselwirkung mit der Gesamtmenge der gasförmigen Verunreinigungen möglieh ist, die voraussichtlich zu sammeln ist. Das Sammelmedium wird häufig für spezielle gasförmige zu überwachende Verunreinigungen spezifisch gewählt. Nicht beschränkende Beispiele umfassen wäßrige Lösungen von Oxidationsmitteln oder Triäthanolamin, um Stickstoffoxid zu absorbieren, Kaliumlösungen oder Natriumtetrachlorquecksilbersalz, um Schwefeldioxid zu absorbieren, Lösungen von Schwefelsäure oder anderen Säuren, um Ammoniak zu absorbieren und destilliertes Wasser oder eine Lösung von Natriumbisulfid, um Formaldehyd zu absorbieren. Holzkohle oder Kohlenstoffpulver mit großer Oberfläche,' Pulver von Metallen oder Metallsalzen können verwendet werden, um viele andere organische Verunreinigungen zu absorbieren.In general, the collection medium is a material that contains the to be measured absorbs gaseous impurities, reacts with the same or otherwise combines with the same. Regardless of how the medium interacts with the contaminants, it should the amount or strength of the collecting medium in the dosimeter must be sufficient for complete interaction with the total amount of gaseous impurities that is likely to be collected. The collecting medium is often specifically chosen for specific gaseous contaminants to be monitored. Non-restrictive Examples include aqueous solutions of oxidizing agents or triethanolamine to absorb nitric oxide, Potassium solutions or sodium tetrachloromercury salt to absorb sulfur dioxide, solutions of sulfuric acid or other acids to absorb ammonia and distilled water or a solution of sodium bisulfide to Absorb formaldehyde. Charcoal or carbon powder with a large surface area, 'powder of metals or metal salts can be used to make many other organic To absorb impurities.
Verfahren zur kalorimetrischen Analyse, beispielsweise für Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid, Ammoniak oder Formaldehyd in Luft sind im National Institute for Occupational Safety and Health method numbers 160 (publication 121, 1975) 108 (publication 136, 1974), 205 (publication 121, 1975) und 125 (publication 136, 1974) jeweils beschrieben. Die hierin beschriebenen Techniken sind jederzeit im Zusammenhang mit der Absorptionslösung und den farbenbildenden ReaktionsmittelnMethod for calorimetric analysis, for example for Sulfur dioxide, nitrogen dioxide, ammonia, or formaldehyde in air are in the National Institute for Occupational Safety and Health method numbers 160 (publication 121, 1975) 108 (publication 136, 1974), 205 (publication 121, 1975) and 125 (publication 136, 1974) in each case. The techniques described herein are at all times in connection with the Absorption solution and the color-forming reactants
O IZ.JUJ4O IZ.JUJ4
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in Verbindung mit dem Sammeln beim Dosimeter nach der Erfindung anwendbar. applicable in connection with the collection in the dosimeter according to the invention.
Eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt, wird nachstehend beschrieben und läßt sich auf die folgende Weise ausbilden. Ein Basisflächenstück 3 aus undurchlässigem polymerem Material wird vorgesehen, um eine Seite des Gefäßteils des Dosimeters zu bilden. Das Flächenstück ist zweckmäßigerweise transparent und thermoplastisch und kann aus Polymeren von Olefin, halogenierten Polymeren, Polyestern oder Ionomer-Harzen hergestellt sein. Als bevorzugte Materialien kommen Ionomer-Harze in Betracht, die in der US-PS 3 264 272 angegeben sind. Diese sind die ionischen Copolymere von Alpha-Olefinen und Alpha, Beta-Äthylen ungesättigte Carbonsäuren von 3-8 Kohlenstoffatomen mit 10-90% Carbonsäuregruppen, die mit Metallionen neutralisiert sind.A preferred embodiment according to the invention is shown in Figs. 2 and 3, will be described below and can be formed in the following manner. A base sheet 3 of impermeable polymeric material is provided, to form one side of the vessel part of the dosimeter. The patch is expediently transparent and thermoplastic and can be made from polymers of olefin, halogenated polymers, polyesters or ionomer resins be. Ionomer resins come in as preferred materials Considerations given in U.S. Patent 3,264,272. These are the ionic copolymers of alpha olefins and alpha, Beta-ethylene unsaturated carboxylic acids of 3-8 carbon atoms with 10-90% carboxylic acid groups, those with metal ions are neutralized.
Die Größe des Flächenstücks 3 ist nicht kritisch, wird aber zweckmäßigerweise so gewählt, daß sie für einen Individual-Dosimeter geeignet ist, das getragen oder leicht mitgeführt werden kann. Das Sammelmedium befindet sich im Mittelteil des Flächenstücks 3. Wenn das Medium eine Flüssigkeit ist, kann diese dadurch eingebracht werden, daß zuerst eine Vertiefung im Mittelteil des Flächenstücks durch Aufbringen eines Drucks erzeugt, durch Erwärmen o.dgl. gebildet wird. Der eingedrückte Bereich des Flächenstücks 3 ist der Mittelteil des Innenteils des Dosimeters und ist mit 5 bezeichnet. Nach dem Aufbringen des Sammelmediums auf dem Flächenstück wird ein zweites oberes Flächenstück 4 über das Flächenstück 3 gelegt, das in seiner Zusammensetzung und auch im wesentlichen in seiner Größe dem Flächenstück 3 entspricht. Sodann wird Wärme und Druck auf die drei Flächen 6 aufgebracht, um eine ständige fluiddichte Verbindung an den drei zugeordne-The size of the patch 3 is not critical, but is expediently chosen so that it is suitable for an individual dosimeter suitable that can be carried or easily carried. The collection medium is located in the middle part of the surface piece 3. If the medium is a liquid, this can be introduced by first making a depression generated in the middle part of the patch by applying pressure, by heating or the like. is formed. The indented area of the surface piece 3 is the central part of the inner part of the dosimeter and is denoted by 5. After the collection medium has been applied to the patch, a second top patch 4 is placed over the patch 3 placed, which corresponds to the patch 3 in its composition and also essentially in its size. Then heat and pressure is applied to the three surfaces 6 in order to establish a permanent fluid-tight connection to the three associated
φ · & en φ & en
ft #.#.#* ρ 4ft #. #. # * ρ 4
· f- s · .β· F- s · .β
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ten Rändern der Flächenstücke 3 und 4 zu halten. Klebstoffe oder andere Arten von Bindemitteln können auch verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Verbindung bleibend und fluiddicht ist und daß der Kleber gegenüber dem Sammelmedium inert ist.ten edges of the patches 3 and 4 to hold. Adhesives or other types of binders can also be used provided that the connection is permanent and fluid-tight and that the adhesive is against the collecting medium is inert.
Eine lägnliche Gasdiffusionseinrichtung 1, die eine Vielzahl von Durchgangskanälen 2 hat, wird parallel und angrenzend an den vierten unverbundenen Rand des Basisflächenstücks 3 derart gelegt, daß sie parallel und in einer Ebene mit dem vierten unverbundenen Rand des oberen Flächenstücks 4 ist. Die offenen Kanäle 2 der Einrichtung 1 sind somit horizontal bezüglich der Ebene des Flächenstücks 3 und senkrecht bezüglich der vierten Ränder der Flächenstücke 3 und 4 ausgerichtet. Auf der Innenseite 7 der Einrichtung 1 ist eine poröse hydrophobe Folie vorgesehen, die die Kanalöffnungen an dieser Innenseite überdeckt und nachstehend näher beschrieben wird. Die so zwischen den Flächenstücken 3 und 4 angeordnete Diffusionseinrichtung 1 wird mit den Flächenstücken durch Erwärmung und Druck oder durch die Anwendung von Klebstoffen verbunden, die undurchlässig und gegenüber dem Sammelmedium chemisch inert sein sollten.An elongated gas diffusion device 1, which has a plurality of through channels 2 becomes parallel and adjacent to the fourth unconnected edge of the base sheet 3 placed in such a way that it is parallel and in one plane with the fourth unconnected edge of the upper surface piece 4. The open channels 2 of the device 1 are thus horizontal aligned with respect to the plane of the surface piece 3 and perpendicularly with respect to the fourth edges of the surface pieces 3 and 4. On the inside 7 of the device 1, a porous hydrophobic film is provided which forms the channel openings covered on this inside and is described in more detail below. The so between the patches 3 and 4 arranged diffusion device 1 is with the surface pieces by heating and pressure or by the application connected by adhesives, which should be impermeable and chemically inert to the collecting medium.
Die Verbindung zwischen der Diffusionseinrichtung 1 und jedem Flächenstück 3 und 4 sollte flüssigkeitsdicht und luftdicht sein, so daß der Innenraum 5 des von den Flächenstücken 3 und 4 gebildeten Gefäßes vollständig umschlossen ist. Die relativen Lagen der Diffusionseinrichtung 1 und der Flächenstücke 7 und 8 sind derart gewählt, daß die Kanäle 2 nur eine Verbindung zwischen der Umgebung und dem Innenraum 5 des Gefäßes ermöglichen.The connection between the diffusion device 1 and each Patches 3 and 4 should be liquid-tight and airtight so that the interior 5 of the vessel formed by the surface pieces 3 and 4 is completely enclosed is. The relative positions of the diffusion device 1 and the surface pieces 7 and 8 are chosen such that the channels 2 only allow a connection between the environment and the interior 5 of the vessel.
Auch ist es möglich, das Dosimeter nach den Fig. 2 und 3 derart auszubilden, daß man sich mindestens die Placierung desIt is also possible to use the dosimeter according to FIGS. 2 and 3 in this way to train that at least the placement of the
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Sanunelmediums sparen kann, wenn dieses eine Flüssigkeit ist. In diesem Fall ist das Dosimeter anders ausgebildet als es zuvor beschrieben worden ist. Das Sammelmedium kann dadurch placiert werden, daß man das obere Flächenstück 4 an einer entsprechenden Stelle mit einer Injektionsnadel durchsticht und eine zugemessene Menge an Sammelmedium in den Innenraum einspritzt. Das von der Injektionsnadel gebildete Loch wird dann thermisch verschlossen bzw. versiegelt. Sanunelmediums can save if this is a liquid is. In this case, the dosimeter is designed differently from that previously described. The collection medium can be placed by the fact that the upper surface piece 4 at a corresponding point with a hypodermic needle pierces and injects a measured amount of collecting medium into the interior. The one formed by the injection needle Hole is then thermally closed or sealed.
Die Diffusionseinrichtung 1 ermöglicht, daß die gasförmigen Verunreinigungen durch jeden Kanal 2 gemäß dem Fick'sehen Gesetz diffundieren, das wie folgt lautet:The diffusion device 1 enables the gaseous Impurities through each channel 2 according to the Fick's view Diffuse law, which reads as follows:
M = D.Ct A/L
wobeiM = D.Ct A / L
whereby
M = Menge der übertragenen gasförmigen Verunreinigungen (mg)M = amount of transferred gaseous impurities (mg)
D = Diffusionskoeffizient der gasförmigen Verunreini-D = diffusion coefficient of the gaseous impurities
2
gung durch Luft (cm /min)2
air flow (cm / min)
C = Konzentration der Verunreinigungen der Umgebung (mg/cm )C = concentration of contaminants in the environment (mg / cm)
t = Aussetzungszeit (Minuten)t = exposure time (minutes)
2 A = Querschnittsfläche des Kanals (cm ) und2 A = cross-sectional area of the channel (cm) and
L = Abstand in Diffusionsrichtung,beim vorliegenden Fall Kanallänge (cm)L = distance in diffusion direction, in the present case channel length (cm)
Die Werte von D für verschiedene gasförmige Verunreinigungen lassen sich ohne Schwierigkeiten aus der Literatur entnehmen. Die reine Diffusionsweise der übertragung der gasförmigenThe values of D for various gaseous impurities can be taken from the literature without difficulty. The pure diffusion mode of transferring the gaseous
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Verunreinigung durch die Kanäle bei einer Rate bzw. einer Geschwindigkeit in linearer Abhängigkeit zu ihrer Umgebungskonzentration ermöglicht die Integrationseigenschaft des Dosimeters.Contamination through the channels at one rate Speed in linear dependence on its ambient concentration enables the integration property of the Dosimeter.
Die Gasdiffusionseinrichtung 1 ist zweckmäßigerweise aus Materialien hergestellt, die nicht-hygroskopisch und sowohl chemisch als auch physikalisch gegenüber der gasförmigen Verunreinigung und dem Sammelmedium inert sind. Als Beispiele kommen Polyäthylen, Polypropylen, Polymere oder Copolymere von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen und rostfreier Stahl in Betracht. Die zuvor angegebenen Polymere werden bevorzugt angewandt, da sie sich leicht spritzgiessen lassen.The gas diffusion device 1 is expediently made of materials that are non-hygroscopic and both chemically and physically compared to the gaseous Contamination and the collection medium are inert. Examples include polyethylene, polypropylene, or polymers Copolymers of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene and stainless steel into consideration. The polymers given above are preferred because they are easy to injection mold.
Wie sich aus dem Fick'sehen Gesetz entnehmen läßt, beeinflußen die Anzahl und der Durchmesser der Kanäle die Menge an gesammelter gasförmiger Verunreinigung, da sie die Gesamtquerschnittsflache bestimmen, die zur Übertragung verfügbar ist. Die gesammelte Verunreinigungsmenge ist auch umgekehrt proportional zur Länge der Kanäle. Obgleich diese ~ 1^-" Einflußgrößen nicht sehr kritisch hinsichtlich der Integrationseigenschaft der Diffusionseinrichtung ist, hat es sich erwiesen, daß das Dosimeter die gewünschte Unempfindlichkeit gegenüber der relativen Umgebungsbewegung, verursacht durch Wind oder die Bewegung des Trägers, erreichbar ist, wenn jeder Kanal ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von wenigstens 3, zweckmäßigerweise von wenigstens 4,5 hat. Auch hat sich ferner erwiesen, daß man bei der Verwendung von etwa 5-500 Kanälen, vorzugsweise 10-100 Kanälen, jeweils einen Durchmesser von 50-1000 um bei einer Länge von etwa 1,0-25,0 mm, zweckmäßigerweise 3,0-8,0 mm haben, eine Einrichtung erhält, die auch gegenüber geringen Umgebungskonzentrationen von Verunreinigungen empfindlich, aber trotzdem in ihren Abmessungen zweckmäßig klein ist.As can be seen from Fick's Law, the number and diameter of the channels affect the amount of gaseous contamination collected as they determine the total cross-sectional area available for transmission. The amount of contaminant collected is also inversely proportional to the length of the channels. Although these ~ 1 ^ - "influencing variables is not very critical with respect to the integration property of the diffusion means, it has been found that the dosimeter the desired immunity to ambient relative movement caused by wind or the movement of the carrier can be achieved if each channel The ratio of length to diameter of at least 3, expediently of at least 4.5. It has also been found that when using about 5-500 channels, preferably 10-100 channels, a diameter of 50-1000 μm is achieved in each case a length of about 1.0-25.0 mm, expediently 3.0-8.0 mm, a device is obtained that is also sensitive to low environmental concentrations of contaminants, but is nevertheless expediently small in its dimensions.
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Ein poröser, hydrophober Film mit einer Stärke von 15-1000 um wird auf der Innenseite 7 der Diffusionseinrichtung 1 über die Kanalöffnungen gelegt, d.h. jener Seite der Diffusionseinrichtung 1 gelegt, die mit dem Innenraum 5 des Dosimeters in Verbindung steht. Die Folie kann beispielsweise aus Polymeren oder Copolymeren von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen bestehen. Die Aufgabe der Folie ist, zu verhindern, daß die absorbierende Lösung, wenn diese als Sammelmedium verwendet wird, in die Kanäle der Diffusionseinrichtung 1 fließt um zu verhindern, daß hierdurch die Empfindlichkeit gegenüber der Umgebungsbewegung geringer wird. Die Porosität der Folie, und die Größe der Poren sollte daher so gewählt sein, daß diese Aufgaben erfüllt werden, ohne den Durchgang der gasförmigen Verunreinigung von den inneren Enden der Kanäle zu der absorbierenden Lösung zu behindern. Dies bedeutet, daß die Diffusion der gasförmigen Verunreinigung durch diese Folie beträchtlich größer als die Diffusion durch die Kanäle sein sollte, so daß die Gesamtdiffusionsrate im wesentlichen nur durch die Kanäle geregelt wird. Hierbei hat sich erwiesen, daß eine Folie mit einer Porosität von 50-80% und einer Porengröße von 0,1-3,0 um zur Erreichung dieses Zwecks ausreicht, wenn die Kanäle_... in der zuvor beschriebenen Weise verwendet werden.A porous, hydrophobic film with a thickness of 15-1000 μm is formed on the inside 7 of the diffusion device 1 placed over the channel openings, i.e. that side of the diffusion device 1 placed, which is in communication with the interior 5 of the dosimeter. The film can for example consist of polymers or copolymers of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. The role of the slide is, too prevent the absorbent solution, when used as a collection medium, from entering the channels of the diffusion device 1 flows in order to prevent the sensitivity to the surrounding movement from being reduced will. The porosity of the film and the size of the pores should therefore be chosen so that these tasks are fulfilled, without allowing the gaseous contaminant to pass from the inner ends of the channels to the absorbent solution hinder. This means that the diffusion of the gaseous impurity through this film is considerably greater than the diffusion through the channels should be so that the overall diffusion rate is essentially only regulated by the channels. It has been shown that a film with a porosity of 50-80% and a pore size of 0.1-3.0 µm is sufficient to achieve this purpose if the channels _... can be used in the manner previously described.
Die Diffusionseinrichtung 1 in Fig. 1 und das Dosimeter nach den Fig. 2 und 3 sind Beispiele von bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfindung, auf die die Erfindung aber nicht beschränkt ist. Die Diffusionseinrichtung kann beispielsweise die Form eines Stopfens haben, der jeweils dicht entweder in die Fläche des Flächenstücks 3 oder des Flächenstücks 4 eingeschlossen ist. Ähnlich braucht das Gefäß des Dosimeters nicht wie zuvor beschrieben taschenförmig zu sein, sondern kann beispielsweise die Form einer starren Cuvette haben.The diffusion device 1 in FIG. 1 and the dosimeter according to FIGS. 2 and 3 are examples of preferred embodiments according to the invention, but to which the invention does not apply is limited. The diffusion device can, for example, have the shape of a stopper, which is either tightly sealed is included in the surface of the patch 3 or the patch 4. The dosimeter's vessel needs similar not to be pocket-shaped as described above, but can, for example, have the shape of a rigid cuvette.
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Eine solche Auslegungsform nach der Erfindung ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt. In diesen Figuren ist ein Individual-Dosimeter gezeigt, das aus einer kreisförmigen Grundschale 8 mit zylindrischen Wandungen besteht, die einen offenen Hohlraum 9 begrenzen. Die Grundschale 8 ist mit einem Flansch 13 versehen, der eine kreisförmige Öffnung 14 hat, die ermöglicht, daß das zusammengebaute Dosimeter leicht an der Kleidung eines Trägers befestigt werden kann. Eine kreisförmige Kappe 11 greift unter Bildung einer Reibschlußverbindung eng in die Grundschale 8 derart ein, daß der Hohlraum verschlossen wird. Die Kappe 11 hat eine Vielzahl von Kanälen 12 mit kreisförmigem Querschnitt, die dieselbe durchsetzen und zu dem Hohlraum 9 führen. Die die Kanäle enthaltende Kappe 11 arbeitet als eine Gasdiffusionseinrichtung gemäß dem Fick1sehen Gesetz und daher werden die Anzahl, die Länge und der Durchmesser der Kanäle 12 der Kappe 11, wie zuvor im Zusammenhang mit den Kanälen 2 der Diffusionseinrichtung 1 beschrieben, gewählt.Such an embodiment according to the invention is shown in FIGS. These figures show an individual dosimeter which consists of a circular base shell 8 with cylindrical walls which delimit an open cavity 9. The base shell 8 is provided with a flange 13 which has a circular opening 14 which enables the assembled dosimeter to be easily attached to a wearer's clothing. A circular cap 11 engages tightly in the base shell 8, forming a frictional connection, in such a way that the cavity is closed. The cap 11 has a plurality of channels 12 with a circular cross section, which pass through the same and lead to the cavity 9. The cap 11 containing the channels works as a gas diffusion device according to Fick 1's law and therefore the number, length and diameter of the channels 12 of the cap 11 are selected as previously described in connection with the channels 2 of the diffusion device 1.
Die Kappe 11 und die Grundschale 8 sind zweckmäßigerweise aus Materialien hergestellt, die nicht-hygroskopisch sind und sowohl chemisch als auch physikalisch gegenüber der gasförmigen Verunreinigung und dem Sammelmedium inert sind. Die im Zusammenhang mit der Auslegung der Diffusionseinrichtung 1 beschriebenen Materialien sind in gleicher Weise zur Herstellung der Kappe 11 und der Grundschale 8 geeignet.The cap 11 and the base shell 8 are expedient made from materials that are non-hygroscopic and are both chemically and physically inert to the gaseous contaminant and the collection medium. The materials described in connection with the design of the diffusion device 1 are in the same way suitable for producing the cap 11 and the base shell 8.
Eine poröse, hydrophobe und inerte Folie 10 wird über die Kanalöffnungen auf der Innenfläche der Kappe 11 gelegt. Diese Folie hat dieselben Aufgaben wie bei dem Dosimeter nach den Fig. 2 und 3, die zuvor beschrieben worden Sind. Die Folie 10 hat zweckmäßigerweise eine Dicke von 15—1000 um und eine Porosität von 50-80% mit einer Porengröße von 0,1—3,0 um. Die Folie ist zweckmäßigerweise aus einem PoIy-A porous, hydrophobic and inert film 10 is placed over the channel openings on the inner surface of the cap 11. This film has the same functions as in the dosimeter according to FIGS. 2 and 3, which have been described above. The film 10 expediently has a thickness of 15-1000 μm and a porosity of 50-80% with a pore size of 0.1-3.0 µm. The film is expediently made of a poly
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meren oder Copolymeren von Tetrafluoräthylen oder Hexafluorpropylen hergestellt, obgleich irgendein hydrophobes, inertes Material mit den zuvor angegebenen physikalischen Eigenschaften ausreicht.mers or copolymers of tetrafluoroethylene or hexafluoropropylene made, albeit any hydrophobic, inert material having the physical stated above Properties is sufficient.
Im zusammengesetzten Zustand ist die Reibschlußverbindung zwischen der Grundschale 8 und der Kappe 11 flüssigkeitsdicht und luftdicht, so daß der Hohlraum 9 der Schale 8 vollständig umschlossen ist. Kanäle 12 der Kappe 11 bilden daher die einzige Verbindung zwischen der Umgebung und dem Hohlraum 9 und dem darin befindlichen Sammelmedium. Das Sammelmedium füllt zweckmäßigerweise den Hohlraum 9 vollständig aus und ist in diesem mit Hilfe der Folie 10 gegen ein Austreten über die Kanäle 12 festgehalten.In the assembled state, the frictional connection between the base shell 8 and the cap 11 is liquid-tight and airtight, so that the cavity 9 of the shell 8 is completely enclosed. Form channels 12 of the cap 11 therefore the only connection between the environment and the cavity 9 and the collecting medium located therein. That The collecting medium expediently completely fills the cavity 9 and is in it with the aid of the film 10 held against leakage through the channels 12.
Bei der Verwendung wird ein Dosimeter nach der Erfindung der Luft eine zeitlang ausgesetzt, die die gasförmige Verunreinigung enthält, wobei die Zeitperiode so gewählt ist, daß die voraussichtliche mittlere Verunreinigungskonzentration bestimmbar ist. Wenn das Sammelmedium eine absorbierende Lösung, beispielsweise eine zugemessene Menge der Lösung ist, wird diese aus dem Dosimeter beispielsweise mit Hilfe einer Injektionsspritze entnommen.In use, a dosimeter according to the invention is exposed to air for a period of time, which contains the gaseous contaminant contains, the time period being chosen so that the anticipated mean impurity concentration is determinable. If the collection medium is an absorbent solution, for example a metered amount of the Solution is, this is taken from the dosimeter, for example with the help of an injection syringe.
Wenn die Analyse photometrisch erfolgen soll, wird die abgezogene absorbierende Lösung mit entsprechenden farbbildenden Reaktionsmitteln vermischt, die die Farbe der absorbierenden Lösung verhindern. Die Intensität der hierbei gebildeten Farbe hängt von der gesammelten Menge an gasförmiger Verunreinigung ab. Obgleich es häufig erwünscht ist, ein unabhängiges Dosimeter zu haben, wie dies in der US-PS 4 208 371 beschrieben ist, bei dem die Reaktionsmittel in dem Dosimeter enthalten sind und kein Materialabzug erforderlich ist, ist eine solche Auslegungsweise in manchen Fällen unpraktisch. Als Beispiel sei hierfür der Fall erwähnt,If the analysis is to be carried out photometrically, the subtracted absorbent solution mixed with appropriate color-forming reactants that change the color of the absorbent Prevent solution. The intensity of the color formed here depends on the amount of gaseous collected Pollution off. Although it is often desirable to have a stand-alone dosimeter, such as that shown in FIG U.S. Patent No. 4,208,371 is described in which the reactants are contained in the dosimeter and no material draw is required such an arrangement is impractical in some cases. As an example, the case may be mentioned
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daß die Reaktionsmittel stark sauer sind, wie dies beispielsweise bei der Farberzeugung für Formaldehyd der Fall ist, bei dem das Reaktionsmittel Chromatsäure und Schwefelsäure ist. Bei diesen Anwendungsfällen ist es schwierig, das Reaktionsmittel stabil und sicher zu verpacken und das einfach ausgelegte Dosimeter nach der Erfindung ist auch für diese Anwendungsfälle geeignet.that the reactants are strongly acidic, as is the case, for example, in the production of color for formaldehyde Is the case where the reactant is chromic acid and sulfuric acid. In these use cases it is difficult to stably and safely package the reactant and the simply designed dosimeter according to the invention is also suitable for these applications.
Das Dosimeter nach der Erfindung kann geeicht werden, um einen direkten Zusammenhang zwischen den kalimetrischen oder spektrophotometrischen Ablesungen und der mittleren Umgebungskonzentration der gasförmigen Verunreinigung zu erreichen. Dies läßt sich durch eine Eichprozedur erreichen, die ähnlich wie jene ausgelegt ist, die in der US-PS 4 208 371 beschrieben ist. Bei einer solchen Prozedur werden mehrere Dosimeter während einer vorbestimmten Zeitperiode verschiedenen bekannten Konzentrationen einer Verunreinigung ausgesetzt, für die die Eichung bestimmt ist. Die Dosimeter enthalten dieselbe Art, dieselbe Menge an Sammelmedium. Die spektrophotometrischen Ablesungen werden beispielsweise für wenigstens zwei Dosimeter, jeweils bei verschiedenen bekannten Konzentrationen bestimmt und es wird eine gerade Linie unter Verwendung des Prinzips der kleinsten Quadrate durch die Datenpunkte gezeichnet, die man hierbei erhalten hat.The dosimeter according to the invention can be calibrated to obtain a direct correlation between the calimetric or spectrophotometric readings and the mean ambient concentration of the gaseous contaminant. This can be accomplished by a calibration procedure similar to that described in U.S. Patent No. 4,288,371. Several dosimeters are used in such a procedure exposed to various known concentrations of contamination for a predetermined period of time; for which the calibration is intended. The dosimeters contain the same type, the same amount of collection medium. The spectrophotometric For example, readings are taken for at least two dosimeters, each at different known ones Concentrations are determined and a straight line is drawn through them using the principle of least squares Plotted data points that were obtained here.
Ende der BeschreibungEnd of description
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Claims (8)
haben und wobei die Kanäle (2,12) die einzige Verbindung zwischen der Umgebung und dem Innenraum (5;9) des Gefäßes (3,4; 8,11) bilden undContamination from the atmosphere to the interior (5; 9) of the vessel (3,4; 8,11) can diffuse through the channels (2,12), the channels (2,12) each having a length to diameter ratio of at least 3
have and wherein the channels (2,12) form the only connection between the environment and the interior (5; 9) of the vessel (3,4; 8,11) and
die die inneren Öffnungen (7) der Kanäle (2,12) bedeckt.a porous hydrophobic inert film (10),
which covers the inner openings (7) of the channels (2,12).
Material ist (Fig. 1 bis 3).2. Dosimeter according to claim 1, characterized in that the vessel (3, 4) has a foldable bag made of polymer
Material is (Figures 1 to 3).
Behälter (8) an einem offenen Ende und einer Kappe (11) besteht, der mit dem Behälter zusammenarbeitet und das offene Ende verschließt und daß die Diffusionseinrichtung wenigstens von einem Teil der Kappe (11) gebildet wird. (Fig. 4 und 5).3. Dosimeter according to claim 1, characterized in that the vessel consists essentially of a bowl-shaped
Container (8) at one open end and a cap (11) which cooperates with the container and closes the open end and that the diffusion device is formed at least by a part of the cap (11). (Figures 4 and 5).
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |