DE3241992A1 - Integrating concentration monitoring device for harmful gas - Google Patents
Integrating concentration monitoring device for harmful gasInfo
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Abstract
Description
Integrierende Konzentrations- Kontrolleinrichtung fürIntegrating concentration control device for
schädliches Gas Die Erfindung betrifft eine integrierende Konzentrations-Kontrolleinrichtung für schädliches Gas. Harmful Gas The invention relates to an integrating concentration control device for harmful gas.
Eine derartige Konzentrations-Kontrolleinrichtung wird in einer Arbeitsumgebung benötigt, in der Gase, die für den menschlichen Körper schädlich sind, hergestellt werden oder aller Wahrscheinlichkeit nach entstehen, z.B.Such a concentration control device is used in a work environment required, in which gases that are harmful to the human body are produced will or in all probability arise, e.g.
in Lagerhäusern von Fabriken, die Düngemittel herstellen, bei denen Amoniakgas austreten kann, Galvanisierungsanstalten oder Gießereien, bei denen Zyanidgas entsteht usw.in warehouses of factories that manufacture fertilizers where Ammonia gas can leak, electroplating plants or foundries where cyanide gas arises etc.
Bisher wurde das Kontrollieren von schädlichem Gas in der Arbeitsumgebung mit einer Gasauffangvorrichtung vorgenommen, die ein das schädliche Gas absorbierendes oder adsorbierendes Material enthält, wobei die Gasauffangvorrichtung für eine bestimmte Zeit in einer geeigneten Lage der Arbeitsumgebung oder der Kleidungen der Arbeiter gehalten bzw. aufgehängt wird. Die Gasauffangvorrichtung wird dann zur Messung des schädlichen Gases in einen Analysator getan.So far, it has been controlling harmful gas in the work environment made with a gas collecting device, which absorbs the harmful gas or adsorbent material, the gas collecting device for a specific Time in a suitable location of the work environment or workers' clothing is held or hung. The gas trap is then used to measure the harmful gas done in an analyzer.
Dieses Verfahren zur Messung der Konzentration-von schädlichem Gas leidet jedoch an folgenden Nachteilen. Bei-Inur spielsweise ist dieses konventionelle Verfahren /für Personen möglich, die über reichliche Kenntnis und Geschicklichkeit im Bereich der Gaskonzentrationsmessung verfügen.This method of measuring the concentration of harmful gas however, suffers from the following disadvantages. For example, this is conventional Procedure / possible for people who have ample knowledge and skill in the field of gas concentration measurement.
Zudem benötigt die Messung viel Zeit und Mühe.In addition, the measurement takes a lot of time and effort.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kontrolleinrichtung zu schaffen, die einen normalen Arbeiter, der in einer Arbeitsumgebung arbeitet, die für den menschlichen Körper schädliches Gas erzeugt oder wo eine derartige Erzeugung zu erwarten ist, ermöglicht, auf einen Blick die integrierende Gaskonzentraion selbst dann zu kontrollieren, wenn die Arbeiter über keine Erkenntnisse und Erfahrungen im Bereich der GaskonzentrAionsmessung verfügen.Accordingly, the invention is based on the object of a control device to create that a normal worker who works in a work environment which generates gas harmful to the human body or where such generation is to be expected, enables the integrating gas concentration itself to be seen at a glance then control when the worker has no knowledge or experience in the field of gas concentration measurement.
Weiterhin zielt die Erfindung darauf ab, eine Kontrolleinrichtung mit einem Reaktionsmittel zu schaffen, dessen Farbe sich ändert, wenn die integrierte Gaskonzentration einen vorgegebenen Wert überschreitet, so daß jeder, der in einer Arbeitsumgebung arbeitet, in der schädliche Gase erzeugt werden oder entstehen können, auf einen Blick die Zunahme der Gaskonzentration auf einen gefährlichen Pegel erkennen kann, obwohl die Kontrolleinrichtung nicht die Änderung der Konzentration - - - - -- - -- - jvon des schädlichen Gases in Abhängigkeitzder Zeit darstellen kann.The invention also aims to provide a control device with a reactant that changes color when integrated Gas concentration exceeds a predetermined value, so that everyone who is in a Working environment in which harmful gases are generated or may arise, see at a glance the increase in gas concentration to a dangerous level can, although the control device does not change the concentration - - - - - - - - jvon the harmful gas as a function of time.
Weiterhin geht es bei der Erfindung darum, eine Kontrolleinrichtung zu schaffen, die geeignet ist, die Sicherheit in der Arbeitsumgebung zu gewährleisten.The invention also relates to a control device to create that is suitable to ensure safety in the work environment.
Erfindungsgemäß sind zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 genannten Merkmale vorgesehen. Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung in vorteilhafter Weise weiter bilden, sind in den Unteransprüchen genannt.According to the invention, those mentioned in claim 1 are used to achieve this object Features provided. Preferred features that make the invention advantageous form further, are mentioned in the subclaims.
Demgemäß ist nach der Erfindung eine integrierende Konzentrations- Kontrolleinrichtung für schädliches Gas mit folgenden Merkmalen vorgesehen: ein Gasdiffusionsrohr mit einer bestimmten Querschnittsfläche und Länge und ein Gefäß, das mit dem unteren Ende des Gasdiffusionsrohrs verbunden ist und eine Küvette mit einem Reaktionsmittel enthält, das mit schädlichem Gas reagiert, wobei das Reaktionsmittel eine irreversible Reaktion mit dem schädlichen Gas, das durch das Diffusionsrohr getreten ist, vorzunehmen vermag und ein Reagenz enthält, welches seine Farbe ändert, wenn die damit reagierte Menge schädlichen Gases einen vorgegebenen Wert überschreitet, jedoch seine Farbe nicht ändert, so lange die damit reagierte Gasmenge unterhalb dieses vorgegebenen Wertes liegt.Accordingly, according to the invention, an integrating concentration Hazardous gas control device provided with the following characteristics: a Gas diffusion tube with a certain cross-sectional area and length and a vessel, which is connected to the lower end of the gas diffusion tube and a cuvette with contains a reactant which reacts with harmful gas, the reactant an irreversible reaction with the harmful gas passing through the diffusion tube has stepped, is able to carry out and contains a reagent that changes its color, if the amount of harmful gas reacted with it exceeds a specified value, however, its color does not change as long as the amount of gas reacted with it is below this predetermined value lies.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind auch in dem anschließenden Beschreibungsteil enthalten, in dem unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wird. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer integrierenden Konzentrations-Kontrolleinrichtung für schädliches Gas gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht einer Modifizierung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels und Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Modifizierung.Other details, features and advantages of the invention are also contained in the following part of the description, in which with reference to the attached drawings a preferred embodiment of the invention in more detail is explained. 1 shows a sectional view of an exemplary embodiment an integrating noxious gas concentration controller according to the invention; Figure 2 is a partially cut-away side view of a modification of the embodiment shown in Fig. 1 and Fig. 3 is a side view of a further modification.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 ein Gasdiffusionsrohr, das aus einem geraden Glasrohr hergestellt ist.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a gas diffusion tube which consists of a straight glass tube is made.
Um jegliche Störung der Ausbreitung des Gases in dem Rohr durch äußere Gas- oder Luftströmung zu verhindern, weist das Gasdiffusionsrohr ein Verhältnis zwischen Querschnittsfläche und Länge auf, das nicht größer als 1:3 ist. Die Bezugszahl 2 kennzeichnet ein Gefäß bzw.To avoid any disturbance to the propagation of the gas in the pipe by external To prevent gas or air flow, the gas diffusion tube has a ratio between cross-sectional area and length, which is not greater than 1: 3. The reference number 2 indicates a vessel or
eine Küvette, das bzw. die einstückig an dem unteren Ende des Gasdiffusionsrohrs 1 vorgesehen ist. Das Gefäß bzw. die Küvette 2 enthält ein Reaktionsmittel 3, das mit einem Gas reagiert, das für den menschlichen Körper schädlich ist.a cuvette integrally attached to the lower end of the gas diffusion tube 1 is provided. The vessel or the cuvette 2 contains a reactant 3, the reacts with a gas that is harmful to the human body.
Die Diffusionsgeschwindigkeit des in der Luft enthaltenen schädlichen Gases durch das Gasdiffussionsrohr 1 in das Gefäß bzw. die Küvette 2 vollzieht sich nach der Gasdiffusionstheorie, d.h. nach dem zweiten Fickschen Gesetz, vorausgesetzt, daß die Gaskonzentration an dem Ende des Gasdiffusionsrohrs 1 gleich der Gaskonzentration in der Luft ist, während die Gaskonzentration an dem anderen Ende des Gasdiffusionsrohrs null ist. Genauer gesagt ist die Diffusionsgeschwindigkeit des schädlichen-Gases im wesentlichen proportional zu der Gaskonzentration. Die Diffusionsgeschwindigkeit des Gases ist durch Variieren der Größe der Gasdiffusionspassage veränderbar.The rate of diffusion of the harmful contained in the air Gas through the gas diffusion tube 1 into the vessel or the cuvette 2 takes place according to the gas diffusion theory, i.e. according to Fick's second law, provided that the gas concentration at the end of the gas diffusion tube 1 is equal to the gas concentration is in the air while the gas concentration is at the other end of the gas diffusion tube is zero. More specifically, it is the diffusion rate of the harmful gas essentially proportional to the gas concentration. The rate of diffusion of the gas is changeable by varying the size of the gas diffusion passage.
Wenn die oben beschriebene Kontrolleinrichtung in Luft mit einer konstanten Temperatur angeordnet wird, ist die Diffusionsgeschwindigkeit des schädlichen Gases aus der Luft in die Kontrolleinrichtung proportional zu der Querschnittsfläche des Gasdiffusionsrohrs 1, der Gaskonzentration in der Luft und der Gasdiffusionskonstanten des Gases bezüglich der Luft und umgekehrt proportional der Länge des Gasdiffusionsrohrs 1. Falls ein Gas- diffusionsrohr 4 mit umgekehrter L-Form, wie in Fig. 2 dargestellt, ein umgekehrtes U-förmiges Gasdiffusionsrohr 5, wie in Fig. 3 gezeigt, oder anders gekrümmte Rohre als Gasdiffusionsrohr verwendet werden, wird die effektive Gasdiffusionslänge durch Addieren eines Krümmungskompensationswertes zu der Länge des Diffusionsrohrs bestimmt.When the control device described above in air with a constant Temperature is arranged, is the diffusion rate of the harmful gas from the air into the control device proportional to the cross-sectional area of the Gas diffusion tube 1, the gas concentration in the air and the gas diffusion constant of the gas with respect to the air and inversely proportional to the length of the gas diffusion tube 1. If a gas diffusion tube 4 with inverted L-shape, as in Fig. 2, an inverted U-shaped gas diffusion tube 5, as shown in Fig. 3, or other curved tubes are used as gas diffusion tubes the effective gas diffusion length by adding a curvature compensation value determined to the length of the diffusion tube.
Das Reaktionsmittel 3, das in dem Gefäß 2 untergebracht ist, welches mit dem unteren Ende des Gasdiffusionsrohrs 1, 4, 5 verbunden ist, enthält ein Reaktionsmittel, das bei Reaktion mit einem spezifischen schädlichen Gas, das seine Farbe ändern kann, wenn die Menge des schädlichen Gases einen vorgegebenen Wert überschreitet, jedoch seine Farbe nicht ändert, so lange die Gasmenge diesen vorbestimmten Wert nicht überschreitet. Das Reaktionsmittel 3 ist für eine irreversible Reaktion mit dem schädlichen Gas vorgesehen, das durch das Gasdiffusionsrohr eintritt.The reactant 3 housed in the vessel 2, which is connected to the lower end of the gas diffusion tube 1, 4, 5, contains a reactant, that when reacting with a specific harmful gas that changes its color can, if the amount of the harmful gas exceeds a specified value, however, its color does not change as long as the amount of gas reaches this predetermined value does not exceed. The reactant 3 is for an irreversible reaction with the harmful gas that enters through the gas diffusion tube is provided.
Dieses Reaktionsmittel 3 reagiert sofort irreversibel mit dem schädlichen Gas, sobald das schädliche Gas durch das Gasdiffusionsrohr diffundiert ist, und hindert das Gas an einer Rückströmung durch das Gasdiffusionsrohr 1, 4 oder 5. Demzufolge ist die Menge des in dem Reaktionsmittel 3 gesammelten Gases proportional zu dem zeitintegrierten Wert der Gaskonzentration in der Luft. Unter der Annahme, daß in der Luft acht Stunden lang zulässige Konzentrationen von Gasen vorhanden sind, stellt diese Umgebung den Schwellenwert dar, bei dem die Arbeiter darin arbeiten können. In diesem Fall wird der Farbänderungspunkt des Reaktionsmittels 3 auf einen Level eingestellt, der der Gasmenge mit zulässiger Konzentration entspricht, die in acht Stunden durch das Gasdiffusionsrohr diffundiert. Wenn die zeitintegrierte Konzentration des schädlichen Gases in der Arbeitsumgebung über den zulässigen Wert ansteigt, wird somit die Farbe des Reaktionsmittels für eine Warnanzeige geändert, während die Farbe des Reaktionsmittels noch nicht umschlägt, ehe der zeitintegrierte Konzentrationswert des schädlichen Gases den zulässigen Wert überschreitet.This reactant 3 immediately reacts irreversibly with the harmful one Gas once the harmful gas has diffused through the gas diffusion tube, and prevents the gas from flowing back through the gas diffusion tube 1, 4 or 5. Accordingly the amount of gas collected in the reactant 3 is proportional to that Time-integrated value of the gas concentration in the air. Assuming that in permissible concentrations of gases are present in the air for eight hours this environment represents the threshold at which workers can work in it. In this case becomes the color change point of the reactant 3 set to a level that corresponds to the amount of gas with permissible concentration, which diffuses through the gas diffusion tube in eight hours. If the time-integrated Concentration of the harmful gas in the work environment above the permissible value increases, the color of the reagent is changed for a warning display, while the color of the reagent does not change before the time-integrated one The concentration value of the harmful gas exceeds the permissible value.
In gleicher Weise kann der Punkt des Farbwechsels des Reaktionsmittels 3 derart ausgewählt werden, daß die Änderung der Farbe stattfindet, wenn die der zulässigen Konzentration in der Luft entsprechenden Gaskonzentration vier Stunden lang summiert worden ist, wobei der Farbwechsel des Reaktionsmittels 3 als Anzeige für die Information, daß der zeitintegrierte Wert der Gaskonzentration den halben Pegel des zulässigen Wertes erreicht hat, verwendet werden kann.In the same way, the point of color change of the reagent 3 can be selected so that the change in color takes place when the permissible concentration in the air corresponding gas concentration four hours long has been summed, the color change of the reagent 3 as an indication for the information that the time-integrated value of the gas concentration is half Level has reached the permissible value can be used.
Nachfolgend werden Reaktionsbeispiele von Reaktionsmitte)nmit verschiedenen schädlichen Gasen erläutert.The following are reaction examples of reaction agents with various harmful gases explained.
In der Umgebung, in der schädliche Gase wie Amoniak, Amin und dergleichen erzeugt werden oder entstehen können,wird eine wässrige Lösung als Reaktionsmittel verwendet, die Schwefelsäure und Kongorot (C6H4N : enthält. Kongorot ändert seine Farbe von blau nach rosa, wenn die äquivalente Reaktion zwischen der Schwefelsäure und dem hinzugetretenen Amoniak und Amin beendet ist, ohne auf schwache Säuren wie beispielsweise Kohlendioxyd in der Luft anzusprechen.In the environment in which harmful gases such as ammonia, amine and the like are generated or can arise, an aqueous solution is used as the reactant, the sulfuric acid and congo red (C6H4N: contains. Congo red changes its color from blue to pink when the equivalent reaction between the sulfuric acid and the added ammonia and amine has ended without responding to weak acids such as carbon dioxide in the air.
Wenn in der Umgebung Salzsäure, Salpetersäure, schwefelsaures Gas, Bromwasserstoffsäure, Fluorwasserstoff und dergleichen entstehen können, kann eine wässrige kaustische Sodalösung oder dergleichen, die Bromthymolblau und neutrale Rots enthält, als Reaktionsmittel verwendet werden. Das erste Reaktionsmittel ändert seine Farbe von rot auf klar bzw. durchsichtiq, ,von während das letztere Reaktionsmittel seine Farbe/bLau auf rot wechselt.If hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid gas, Hydrobromic acid, hydrogen fluoride and the like can arise, a aqueous caustic soda solution or the like, the bromothymol blue and neutral ones Contains reds, can be used as a reactant. The first reactant changes its color from red to clear or transparent, while the latter reactant its color / blue changes to red.
In der Umgebung, in der Zyanadgas entstehen kann, wird eine Mischung aus einer Flüssigkeit A, die aus einer wässrigen Kupferazetatlösung besteht, und einer Flüssigkeit B verwendet, welche aus einer ( Essigsäure + Schwefelsäure ) wässrigen Lösung O-Tolidin und Quecksilber (II)-Nitrat besteht. Wenn dieses Reaktionsmittel verwendet wird, findet eine Farbenreaktion von (transparent nach blau) statt, wenn die Bildung des Komplexions Hg(CN)2 aus dem Quecksilber (II)-Ion und dem darin aufgenommenen Cyanion fertig ist. Auch bei Halogengasen findet die Reaktion zwischen dem Metallion und dem Halogen vorzugsweise in einer stabilen wässrigen Lösung statt, die O-Tolidin und einen der metallischen Ione von Quecksilber(I-I), Kupfer (II), Palladium, Silber und dergleichen enthält, und dann schreitet die Reaktion zwischen O-Tolidin und Halogen fort. Es ist daher möglich, an Stelle von O-Tolidin die folgenden Substanzen zu verwenden.In the environment in which cyanide gas can be produced, a mixture is created from a liquid A, which consists of an aqueous copper acetate solution, and a liquid B is used, which consists of an (acetic acid + sulfuric acid) aqueous Solution consists of O-tolidine and mercury (II) nitrate. When this reactant is used, a color reaction from (transparent to blue) takes place when the formation of the complex ion Hg (CN) 2 from the mercury (II) ion and the one absorbed therein Cyanion is ready. The reaction between the metal ion also takes place with halogen gases and the halogen, preferably in a stable aqueous solution, the O-tolidine and one of the metallic ions of mercury (I-I), copper (II), palladium, silver and the like, and then the reaction between O-tolidine and Halogen gone. It is therefore possible to use the following substances in place of O-tolidine to use.
N,N' -Dimethyl-p-Phaien Diaminsulfat N,N-Diethyl-p-Phenylen DiaminsulEat p-Phenylen - Diamin p-Anisidin Das Gefäß in der Kontrolleinrichtung mit dem beschriebenen Aufbau kann auswechselbar vorgesehenen sein, um ein leichtes Befestigen und An- und Abnehmen von dem unteren Ende des Gasdiffusionsrohrs zu ermöglichen.N, N'-Dimethyl-p-Phaien Diamine Sulphate N, N-Diethyl-p-Phenylene Diamine SulEat p-phenylene - diamine p-anisidine The vessel in the control device with the described The structure can be designed to be interchangeable in order to make it easy to attach and and allowing removal from the lower end of the gas diffusion tube.
Die Kontrolleinrichtung kann auch einen Aufbau besitzen, um das Anhängen oder Befestigen an einer geeigneten Stelle in der Fabrik oder an einem passenden Abschnitt der Kleidung des Arbeiters zu erleichtern.The control device can also have a structure for attaching or attaching to a suitable location in the factory or to a suitable one To facilitate section of the worker's clothing.
Wie sich aus der vorangegangenen Beschreibung ergibt, wird gemäß der Erfindung eine integrierenden iconzentrations-Kontrolleinrichtung für schädliches Gas geschaffen, durch die jeder auf einen Blick über einen Farbumschlag in dem Reaktionsmittel erfahren kann, ob die schädliche Gaskonzentration einen kritischen Level erreicht hat, wenn die wiintegrierte Konzentration des Gases einen vorgegebenen eingestellten Wert erreicht, obwohl es nicht möglich ist, von Zeit zu Zeit die momentane Gaskonzentration in der Arbeitsumgebung zu erfahren. Somit ist die erfindungsgemäße Kontrolleinrichtung sehr nützlich-und wirkungsvoll bei der Aufrechterhaltung der Sicherheit in der Arbeitsumgebung.As can be seen from the preceding description, according to the Invention of an integrated icon centration control device for harmful Gas created through which everyone at a glance has a color change in the reactant can find out whether the harmful gas concentration has reached a critical level if the integrated concentration of the gas has a predetermined set value Value reaches the current gas concentration from time to time, although it is not possible to learn in the work environment. The control device according to the invention is thus very useful and effective in maintaining safety in the work environment.
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