DE3635128A1 - Verfahren und vorrichtung zum nachweisen von oel in aerosoler verteilung in einem luftstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Nachweisen von Öl in aerosoler Verteilung in einem Luftstrom, beispielsweise in einem von einem Kompressor erzeugten Druckluftstrom.

Bei einer herkömmlichen Detektoreinrichtung für diesen Anwendungszweck werden zwei abgeglichene Pellistoren (technische Gassensoren für kalorimetrische Messungen) verwendet, von denen der eine ein Referenzbauteil und der andere ein aktives Bauteil mit einem Katalysator für Kohlenwasserstoffe ist. Palladium-und Platin-Katalysatoren sind beispielsweise für diesen Zweck bekannt. Der Öl in aerosoler Verteilung enthaltende Luftstrom überströmt bei­ de Bauteile und die brennbaren Kohlenwasserstoffe werden auf dem aktiven Pellistor katalytisch verbrannt. Der durch den katalytischen Oxidationsvorgang bewirkte Temperaturanstieg wird mit Hilfe einer die beiden Pellistoren verbindenden thermischen Brückenschaltung gemessen. Der Kohlenwasserstoffdampf gelangt im Wege kontinuierlicher Diffusion auf die Katalysatorfläche, so daß zur Erzielung einer katalytischen Verbrennung die Temperatur der Pellistoren durch Zuführung von elektri­ schen Strom auf eine Mindest-Aktivierungstemperatur ange­ hoben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren sowie die Vorrichtung zu seiner Durchführung zu verbessern, um die Nachteile des herkömmlichen Ver­ fahrens und der zugehörigen Vorrichtung zu vermeiden und auf diese Weise ein verläßliches Meß- und Anzeigever­ fahren zu schaffen für den Nachweis von Öl in aerosoler Verteilung in einem Luftstrom.

Bei einem Verfahren zur Messung und Anzeige von Öl in aerosoler Verteilung in einem Luftstrom ist diese Auf­ gabe der Erfindung dadurch gelöst, daß der Luftstrom zwischen einer Elektrode und einem elektrisch leitenden Katalysator hindurchgeleitet wird, daß eine elektrische Entladung zwischen der Elektrode und dem Katalysator herbeigeführt wird, um das im Luftstrom enthaltene Öl durch elektrostatische Aufladung am Katalysator nieder­ zuschlagen, daß die Entladung beendet, der Luftstrom abgeschaltet, der Katalysator in weitgehend beruhigter Luft auf eine die katalytische Verbrennung des Ölnieder­ schlags ermöglichende Temperatur aufgeheizt wird, und daß die aufgrund der katalytischen Verbrennung freige­ setzte Wärme ermittelt und ein dieser entsprechendes Ausgangssignal erzeugt wird.

Weitere Verfahrensmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 9.

Die Erfindung macht also von der Tatsache Gebrauch, daß je mehr Öl sich auf dem Katalysator niederschlägt, desto mehr Wärme freigesetzt wird, so daß das Ausgangssignal ein Maß für über die im Luftstrom enthaltene Ölmenge ist. Das Ausgangssignal kann also zur Messung der Ölmenge be­ nutzt werden oder auf einfache Weise anzeigen, ob die Ölmenge über oder unter einem festgelegten Sollwert liegt.

Dieses Verfahren läuft in zwei unterschiedlichen Phasen oder Stufen ab. In der ersten Phase strömt der Luftstrom zwischen den Elektroden hindurch und das Öl-Aerosol aus dem Luftstrom schlägt sich auf dem Katalysator nieder. Die Menge des Ölniederschlags hängt von der Konzentration des Öls in aerosoler Verteilung im Luftstrom ab, sowie von der Durchflußgeschwindigkeit und vom Abstand zwischen der Elektrode und dem Katalysator, von der Entladungs­ leistung und von der Zeit, während derer die Luft zwi­ schen Elektrode und Katalysator durchströmt. Es wurde festgestellt, daß die Niederschlagsleistung mit stei­ gender Durchflußgeschwindigkeit sinkt und generell sollte daher der Durchsatz erfindungsgemäß nicht mehr als vier Liter pro Minute, vorzugsweise nicht mehr als zwei Liter pro Minute betragen.

Ist nur eine sehr starke Verunreinigung zu ermitteln, dann kann die erste Phase in verhältnismäßig kurzer Zeit ablaufen, während bei geringerer Verunreinigung ein längerer Zeitraum benötigt wird, damit sich ein aus­ reichender Ölniederschlag an dem Katalysator bildet und die zweite Phase des Verfahrens verläßliche Werte liefert. Der Abstand zwischen der Elektrode und dem Katalysator kann entsprechend der Form der Elektroden variieren. Der Abstand darf nicht zu klein sein, da es sonst zu einem Durchschlag zwischen Elektrode und Katalysator kommt, andererseits muß er klein genug sein, damit im Bereich des Pellistors ein starkes Nieder­ schlagsfeld entsteht. Ein geeigneter Abstand beträgt er­ findungsgemäß etwa 10 bis 50 mm, vorzugsweise 15 bis 30 mm. Die Elektrode wird vorzugsweise auf einem negativen Potential gegenüber dem Katalysator gehalten. Ein zweck­ mäßiges Potential ist nach der Erfindung 8 bis 15 KV, wobei für den vorliegenden Fall ein Wert von etwa 10 und 12 KV bevorzugt wird.

In der zweiten Phase wird der Katalysator auf eine Temperatur erwärmt, bei der eine katalytische Verbrennung einsetzt, und zwar so lange bis der gesamte Ölnieder­ schlag verbrannt ist. Die hierbei entstehende Ver­ brennungswärme sowie der Temperaturanstieg am Katalysator sind signifikant und können detektiert, also erfaßt und zur Erzeugung eines Ausgangssignals verwendet werden, das der freigesetzten Wärme und folglich der Menge des Öl­ niederschlages entspricht. Das Ausgangssignal kann dann als Meßwert für die Konzentration von Öl in Form eines Aerosols in Luftstrom ausgewertet werden.

Wichtig ist, daß hierbei die katalytische Verbrennung im wesentlichen in ruhiger Luft stattfindet. Findet die Verbrennung bei noch strömender Luft statt, so wird das Meßergebnis der erzeugten Wärme verfälscht. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schlägt sich das Öl auf dem Pellistor nieder, der mit dem Katalysator beschichtet ist, wonach der Pellistor elektrisch auf die katalytische Verbrennungstemperatur aufgeheizt und die Wärmeerzeugung durch Überwachung einer Variablen einer elektrischen den Pellistor enthaltenden Schaltungsanordnung detektiert wird. Auf diese Weise können einfache elektrische Heiz­ und Detektorschaltungen verwendet werden.

Vorzugsweise wird nach einem weiteren Verfahrensmerkmal der Erfindung ein zweiter Pellistor außerhalb des Luft­ stromes während der Strömungszeit der Luft zwecks Stabi­ lisierung einer elektrischen Heizschaltung aufgeheizt, wobei erfindungsgemäß der Strom von der stabilisierten Schaltung vom zweiten Pellistor auf den beschichteten Pellistor zu dessen Erwärmung erst nach Abschalten des Luftstromes umgeschaltet wird.

Versuche haben gezeigt, daß sich reproduzierbare Er­ gebnisse leichter erreichen lassen, wenn der beschichtete Pellistor rasch auf die Verbrennungstemperatur gebracht wird und die elektrische Heizschaltung entsprechend schnell stabilisiert wird. Durch die Verwendung eines zweiten Pellistors mit im wesentlichen gleichen elektronischen Eigenschaften wie der beschichtete Pellistor kann die Schaltung auf einen stabilen Zu­ stand erwärmt werden, so daß durch das Umschalten vom zweiten Pellistor zum ersten beschichteten Pellistor nach Erwärmung der Schaltung die rasche Aufheizung und Stabilisierung möglich ist.

Wie schon erwähnt ist entscheidend, daß die Erwärmung des Katalysators in weitgehend ruhiger Luft erfolgt, so daß vorzugsweise zwischen dem Abschalten des Luft­ stromes und Beginn der Katalysatorerwärmung eine vorbe­ stimmte Verzögerung eingehalten wird, die eine weit­ gehende Beruhigung der Luft sicherstellt. Eine Ver­ zögerung von etwa 30 Sekunden ist als zweckmäßig er­ mittelt worden und eine Verzögerung zwischen 15 und 45 Sekunden erscheint in der Praxis als sinnvoll.

Druckluft mit Öl in aerosoler Verteilung enthält häufig auch Wasser als Aerosol und ist dies der Fall, dann muß auch das Verfahren zwischen beiden Verunreinigungen unter­ schiedlich sein. Während der Niederschlagsphase, schla­ gen sich sowohl Wasser als auch Öl auf dem Katalysator nieder und bei der nachfolgenden Erwärmung des Katalysators tritt durch das verdampfende Wasser ein Kühleffekt ein, der die Erwärmung durch die katalytische Verbrennung des Öls verschleiert oder verfälscht. Diese Schwierigkeit läßt sich durch eine Erwärmung des Katalysators in zwei Stufen umgehen, wobei in der ersten Stufe die Temperatur bis zur Verdampfung des Wasserniederschlags auf dem Katalysator erhöht wird und nach einer vorbestimmten Abkühlungszeit eine erneute Erwärmung auf eine die katalytische Ver­ brennung zulassende Temperatur erfolgt. Durch die erste Erwärmungsstufe soll also lediglich der Wassernieder­ schlag entfernt werden und, sofern die nachfolgende Ab­ kühlungszeit ausreichend lang ist, wird eine Rückkehr des Pellistors auf eine im wesentliche reproduzierbare und konstante Temperatur sichergestellt, und zwar unabhängig von der jeweiligen Menge des niedergeschlagenen und später verdampften Wassers.

Durch die weitere Erwärmung von dieser konstanten Temperatur ausgehend, erhält man einen reproduzier­ baren Temperaturanstieg bis auf die Temperatur für die katalytische Verbrennung.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Behälter mit Einlaß- und Auslaßöffnungen für den Luft­ strom, einer Elektrode innerhalb des Behälters, einem elektrisch leitenden Katalysator innerhalb des Behälters und im Abstand von der Elektrode zwecks Bildung eines Raumes für den Durchtritt der Luft, wobei über den Katalysator die katalytische Verbrennung des Öls herbei­ geführt wird, durch Mittel zur Erzeugung einer elektri­ schen Entladung zwischen der Elektrode und dem Kataly­ sator durch Mittel zur Erwärmung des Katalysators auf eine die katalytische Verbrennung des Ölniederschlags bewirkende Temperatur, durch Mittel zur Ermittlung der bei der katalytischen Verbrennung freigesetzten Wärme zwecks Bildung eines dem Meßwert entsprechenden Aus­ gangssignals und durch Steuermittel, durch die der Luftstrom sequentiell eingeschaltet, die elektrische Ent­ ladung ausgelöst, die elektrische Entladung gesperrt, der Luftstrom abgeschaltet, die Erwärmung des Kataly­ sators ausgelöst und der Meßvorgang durchgeführt wird.

Weitere Vorrichtungsmerkmale ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen 11 bis 14.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schaltungsan­ ordnung werden unter Anwendung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens auch über lange Betriebszeiten und auch bei ge­ ringen Kontaminationen ausreichend genaue Meßergebnisse erzielt.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in den Zeich­ nungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrich­ tung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Vorrich­ tung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung nach der Erfindung und

Fig. 4 die Signalform typischer Ausgangssignale der Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Leitung 1 für die Zufuhr von Druckluft, die eine zur Hauptzuführungsleitung parallelgeschaltete Meßleitung bildet. Die Leitung 1 enthält einen üblichen Druckluftdom oder Gehäuse 2 mit Einlaß- und Auslaß­ öffnungen, an welche die Leitung angeschlossen ist. Ein über einen Solenoid betätigbares Eingangsventil 3 und ein über einen Solenoid betätigbares Reglerventil 4 sind in der Leitung 1 jeweils dem Druckluftdom vor- bzw. nachgeschaltet, wobei zwischen jedem Ventil und dem Dom eine Flammenrückschlagsicherung 5, 6 eingebaut ist, die in üblicherweise aus einem geeigneten Filtereinsatz aus einem Kupfer-Gaze-Sieb bestehen kann.

Die Gehäuseanordnung ist in Fig. 2 im einzelnen darge­ stellt. Eine Hülse 7 bildet eine innere Kammer, die an ihrem unteren Ende 8 an einen Auslaß angeschlossen ist. Die Hülse ist in einer äußeren an einen Einlaß 10 ange­ schlossenen Kammer 9 vorgesehen. Die Hülse endet kurz unterhalb der Kuppe der äußeren Kammer 9. Die Luft strömt daher zwangsläufig in Richtung der in Fig. 2 gezeigten Pfeile. Eine Elektrode 11 aus hartem elektrisch leitendem Metall, beispielsweise eine Nickel-Molybdänlegierung, ist durch eine Isolierbuchse 12 in der Kuppe des Gehäuses in die Hülse 7 hineingeführt. Die Isolierbuchse 12 besteht zweckmäßigerweise aus Polytetrafluoräthylen, das nicht nur elektrisch isoliert, sondern auch chemisch beständig ist. Die Elektrode 11 ist mit einer Hochspannungseinheit 13 verbunden, durch welche die Elektrode auf einem negativen Potential von 8 bis 15 KV gehalten wird, vor­ zugsweise auf etwa 12 KV. Innerhalb der Hülse 7 ist ferner ein Pellistor 14 - Gassensor für kalorimetrische Messungen - vorgesehen, der an seinem Umfang einen Katalysator aufweist und zwischen einer Brückenschaltung 15 und Erde elektrisch verbunden ist. Als Katalysator dient vorzugsweise Palladium, doch können auch Platin und andere geeignete Metalle verwendet werden. Der Pellistor sitzt auf elektrisch leitenden steifen An­ schlüssen 16, 17, deren Festigkeit so groß sein sollte, daß der Pelistor auch bei die Hülse durchströmender Luft stabil gehalten wird. Dies kann durch geeignete Werk­ stoffauswahl erfolgen oder durch Beschichtung der An­ schlüsse mit einem härtbaren Klebematerial, beispiels­ weise Epoxydharz.

Die Elektrode 11 kann jede geeignete Form aufweisen. Bei der hier vorliegenden Ausführung ist das Ende 18 der Elektrode flach und liegt in einem Abstand von etwa 20 mm vom Pellistor 14. Ein Abstand von 15 bis 30 mm ist brauchbar. In einer weiteren Ausführungsform ist das Ende 18 der Elektrode spitz, wobei es sich in diesem Fall empfiehlt, das Ende der Elektrode im wesent­ lichen in gleicher Höhe mit dem oberen Ende der Hülse 7 anzuordnen.

Der Abstand zwischen der Elektrode und dem Pellistor kann in diesem Fall bei etwa 40 mm liegen.

Die in Fig. 3 ausführlicher gezeigte Brückenschaltung 15 weist einen zweiten Pellistor 19 auf, der in einem außer­ halb des Gehäuses befindlichen Bauteil untergebracht ist und somit nicht dem Luftstrom ausgesetzt ist. Die Brücken­ schaltung weist Schalter 20 und 21 auf, durch die entweder der beschichtete Pellistor 14 oder der zweite Pellistor 19 zugeschaltet werden können, desgleichen ein veränder­ licher Widerstand 22, durch dessen Abgleich die elektroni­ sche Eigenschaften von beschichtetem und zweiten Pellistor in bezug auf die Schaltung abgeglichen werden können.

Die Vorrichtung enthält außerdem eine elektrische mit der Brückenschaltung verbundene elektrische Schaltung 23, eine Überwachungseinheit 24 und einen Zeitgeber 25, der die die Ventile 3 und 4 betätigenden Solenoide steuert, sowie die Hochspannungseinheit 13, die Brückenschaltung 15 und die Schaltung 23.

Die elektrische Schaltung 23 erhält über Versorgungs­ leitungen 30 und 31 einen geglätteten und gleichge­ richteten Strom, wobei die Stromversorgung mit der Brückenschaltung 15 über Widerstände 32, 33 verbunden ist. Ein Relais 34 steuert die Stromversorgung der Hoch­ spannungseinheit 13, wobei Spannung anliegt, wenn die Schalter 35 und 36 zwecks Erregung des Relais ge­ schlossen sind. Der innerhalb des Druckluftdoms ange­ ordnete Schalter 35 spricht auf Druck an und wird daher geschlossen, wenn der Dom unter Druck steht. Der Schal­ ter 36 wird über den Zeitgeber betätigt und schaltet die Hochspannungseinheit ein und aus.

Ein Meßwert-Verstärker 37 mit einer Rückkopplungsschlei­ fe 38 ist mit einem Eingang über Widerstände 39, 40 mit den Versorgungsleitungen 30, 31 verbunden, wobei der Widerstandswert der Widerstände so gewählt ist, daß der Ausgang der Leitung 41 etwa auf dem Mittelwert der Ver­ sorgungsleitungen gehalten wird. Ein 12-Bit Binärzähler 42 liefert ein Ausgangssignal an einen D/A-Wandler 43, wobei dessen Analoganteil so ausgelegt ist, daß er sämt­ liche Ausgangswerte zwischen und einschließlich der Stromversorgungsleitungen 30, 31 liefert und außerdem kontinuierlich den ausgegebenen Zählerstand des Zählers 42 wandelt und ein davon abhängiges Eingangssignal an einen zweiten Eingang des Verstärkers in der Leitung 44 liefert. Ein Oszillator 45 treibt den Zähler 43, der in einem metastabilen Zustand durch Stromzufuhr über die Leitung 46 bei geschlossenem Schalter 35 oder einem weiteren Schal­ ter 48 gehalten wird. Das Signal vom Oszillator an den Zähler 45 kann über einen Komparator 49 gesperrt werden. Das Ausgangssignal der Brückenschaltung 15 wird ebenfalls an den zweiten Eingang des Verstärkers 37 in der Leitung 47 über einen geeigneten Widerstand gelegt. Die Aus­ gangsleitung 41 des Verstärkers ist mit einem zweckmäßigen Anzeigegerät, beispielsweise einem Oszilloskop, und einem akustischen Warngerät verbunden.

Ziel beim praktischen Einsatz ist die Ermittlung der Aus­ gangsspannung des beschichteten Pellistors 14 als Funktion der Zeit beim Abbrand des Ölniederschlags. Um brauchbare Ergebnisse zu erhalten, muß die Ermittlung bei jedem Durchgang stets am gleichen Punkt beginnen und Oszillator, Zähler und Wandler bilden daher zusammen eine sich selbst rücksetzende Einheit für den Verstärker 37.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung ist folgende: Zu Beginn eines Tests sind die Ventile 3 und 4 geschlossen, die Schalter 35, 36 und 48 sind ge­ öffnet, so daß die Hochspannungseinheit 13 stromlos ist, und die Schalter 20 und 21 befinden sich in ihrer in Fig. 3 gezeigten Stellung, sind also geöffnet.

Der Zeitgeber steuert zunächst die Öffnung des Ventils 3, so daß Luft mit etwa als Aerosol enthaltenem Öl und Wasser in das Gehäuse 2 einströmen kann. Danach wird das Reglerventil 4 geöffnet und so gesteuert, daß ein stetiger Durchfluß durch das Gehäuse erreicht wird, wo­ bei der Druck im Gehäuse jeden gewünschten Wert haben kann. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, einen höheren als atmosphärischen Druck für den Betrieb zu wählen und ein Druck von 50 psig ist besonders günstig. Es kann aber auch zwischen 30 bis 100 psig gearbeitet werden. Durch den Druckaufbau im Gehäuse wird der Schalter 35 geschlos­ sen. Sobald sich eine konstante Durchflußrate eingestellt hat, wird der Schalter 36 über den Zeitgeber angesteuert und geschlossen und die Hochspannungseinheit wird somit eingeschaltet und bringt die Elektrode 11 auf ein negatives Potential von etwa -12 KV. Zwischen der Elektrode und dem Pellistor 14 kommt es zu einer Korona­ entladung, wodurch ewaige in der Luft vorhandene Wasser­ und Ölpartikel negativ geladen werden und zum be­ schichteten Pellistor 14 wandern und sich dort nieder­ schlagen. Das negative Potential wird über einen be­ liebigen vorherbestimmten Zeitraum aufrechterhalten, wobei diese Zeitspanne sich nach der geschätzten Öl­ konzentration richtet. Generell wird bei einem üblicher­ weise auftretenden Verunreinigungsgrad ein Zeitraum von etwa 30 Minuten gewählt, doch kann dieser auf mehrere Stunden bei sehr geringer Verunreinigung ausgedehnt werden.

Gegen Ende der Durchflußzeit betätigt der Zeitgeber den Schalter 21 und Strom wird an den zweiten Pellistor 19 angelegt, der so ausgewählt ist, daß er im wesentlichen gleiche elektronische Eigenschaften wie der beschichtete Peillistor 14 aufweist. Geringfügige Abweichungen bei den Widerstandswerten können durch Abgleich des Widerstandes 22 ausgeglichen werden. Durch diese Stromzufuhr wird die elektronische Heizschaltung auf einen stabilen Wert aufge­ heizt, der spätestens bis zum Ende der Durchflußzeit er­ reicht sein sollte.

Nach dem Schließen der Ventile 3 und 4 ist eine Verzögerung von 30 Sekunden zulässig, während derer sich die Luft im Gehäuse beruhigt. Nunmehr wird der Schalter 21 geöffnet und der Schalter 20 geschlossen, so daß der Strom vom zweiten Pellistor zum beschichteten Pellistor umgeschaltet wird und sich dieser zurVerdampfung des sich auf ihm niederge­ schlagenen Wassers erwärmt. Während dieses Zeitraumes (typisch etwa 1 Sekunde) steigt die Temperatur des Pellistors nicht so weit an, daß eine katalytische Verbrennung des niedergeschlagenen Öls erfolgen könnte. Nach der ersten Aufheizperiode wird die Heizschaltung wieder auf den zweiten Pellistor umgeschaltet und der beschichtete Pellistor 14 kann sich über einen Zeitraum von 30 Sekunden abkühlen. Nach dieser Abkühlzeit, wird die Heizschaltung wieder mit dem beschichteten Pellistor zwecks Erreichen einer die katalytische Verbrennung er­ möglichenden Temperatur verbunden, was generell etwa 2 Sekunden dauert, worauf der Ölniederschlag am Kataly­ sator abbrennt und einen starken Temperaturanstieg des Pellistors bewirkt.

Während der Schalter 35 geschlossen ist, verbleibt der Zähler 42 in seinem Reset-Zustand, wodurch wiederum der analoge Ausgang des Wandlers im Bereich von 0 Volt ver­ bleibt und der Ausgang des Verstärkers 37 in der Leitung 41 sich an den Spannungswert der Versorgungsleitung 30 annähert.

Werden die Ventile 3 und 4 geschlossen, sinkt im Dom der Druck ab und der Schalter 35 öffnet sich und schaltet da­ mit die Hochspannungseinheit 13 ab. Mit dem Öffnen des Schalters 35 entfällt auch die Rücksetzspannung am Zähler 42, so daß der Zähler nunmehr mit dem Zählen der Signale am Oszillator 45 beginnt. Das digitale Signal des Zählers gelangt zum Wandler 43, der ein Referenz­ signal für den Verstärker erzeugt, so daß sich dessen Offsetspannung ändert. Der Komparator überwacht den Aus­ gang des Verstärkers und steuert diesen bei Erreichen eines vorgegebenen Sollwertes so an, daß der Ausgang des Zeitgebers an den Zähler 42 abgeschaltet wird. Dies führt zu einem sehr raschen Abgleich der Brückenschaltung, so­ bald der Druck am Meßkopf abfällt, so daß an der Leitung 41 zu Beginn jedes Tests ein konstanter bekannter Wert am Ausgang anliegt.

Beim Abbrand des Öls am Pellistor 14 steigt infolge der zusätzlichen Hitze der Spannungsausgang für den Verstärker 37 in Leitung 47 an und bewirkt einen ent­ sprechenden Spannungsanstieg in der zur Überwachungs­ einrichtung 24, in der Regel ein Oszilloskop, führenden Leitung 41. Eine typische Aufzeichnung T des Oszilloskops der Leitung 41 ist in Fig. 4 dargestellt. Hierin sind der Abschnitt T₀ der Spannungsobergrenze der Versorgungslei­ tung, T ₁ der Effekt der selbsttätigen Rücksetzung auf Null und T ₂ der Effekt des Aufheizens des Pellistors auf katalytische Verbrennungstemperatur und nachfolgende Verbrennung des Ölniederschlags zugeordnet.

Um einen Meßwert für die Öl-Verunreinigung zu erreichen, muß das abgenommene Signal mit einem Referenzsignal ver­ glichen werden, wobei es sich empfiehlt, dieses Referenz­ signal nach Beendigung des Verbrennungsvorgangs zu erzeu­ gen, damit der Pellistor zu diesem Zeitpunkt sich in einem verunreinigungsfreien Zustand befindet. Nach Be­ endigung des Verbrennungsvorganges schaltet infolgedessen der Zeitgeber die Leistung vom beschichteten Pellistor 14 auf den zweiten Pellistor 19 um, damit der erstere ab­ kühlen kann, wobei der Schalter 36 zum Abschalten der Hochspannungseinheit 13 geöffnet wird.

Der Schalter 48 wird geschlossen, wodurch der Zähler ge­ setzt wird und der Ausgangswert des Verstärkers auf den Maximalwert der Versorgungsleitung gebracht wird und wird anschließend für die selbsttätige Rücksetzung auf Null wieder geöffnet, wodurch die Leitung 41 wieder auf den beschichteten Pellistor 14 umgeschaltet wird, damit dieser erneut seine katalytische Verbrennungstemperatur erreicht. Die Spur-Darstellung am mit der Leitung 41 ver­ bundenen Oszilloskop ist mit T _ref bezeichnet, wobei fest­ zustellen ist, daß die Abschnitte T₀ und T₁ mit denen der Spur T identisch sind, während der Abschnitt T ₃ unter­ halb des Abschnittes T ₂ der Spur T liegt. Die Differenz ist ein Maß für die Verbrennungswärme und folglich für die Ölmenge. Das Spannungssignal der beiden Spuren kann integriert werden, so daß entsprechende miteinander zu vergleichende digitale Werte erhalten werden.

Ist die Differenz zwischen den beiden Werten groß ge­ nug, um eine über einem vorgegebenen Mindestwert liegende verbrannte Ölmenge anzuzeigen, wird ein ent­ sprechendes Signal erzeugt, das eine Warnschaltung an­ steuern kann und somit einen nicht mehr zulässigen Grad der Verschmutzung des Luftstromes anzeigt. Liegt die niedergeschlagene und abgebrannte Ölmenge beim zu­ lässigen Mindestwert oder ist geringer als dieser, dann reicht die Differenz zwischen den beiden Signalen für eine Aktivierung der Warnschaltung nicht aus.

Claims (14)

1. Verfahren zum Nachweisen von Öl in aerosoler Vertei­ lung in einem Luftstrom, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftstrom zwischen einer Elektrode (11) und einem elektrisch leitenden Kataly­ sator (14) hindurchgeleitet wird, daß eine elektrische Entladung zwischen der Elektrode und dem Katalysator herbeigeführt wird, um das im Luftstrom enthaltene Öl durch elektrostatische Aufladung am Katalysator nie­ derzuschlagen, daß die Entladung beendet, der Luftstrom abgeschaltet, der Katalysator in weitgehend beruhigter Luft auf eine die katalytische Verbrennung des Ölnie­ derschlags ermöglichende Temperatur aufgeheizt wird, und daß die aufgrund der katalytischen Verbrennung freigesetzte Wärme ermittelt und ein dieser ent­ sprechendes Ausgangssignal erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftdurchsatz zwischen der Elektrode und dem Katalysator nicht mehr als vier l/Min. beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Luftdurchsatz zwischen Elektrode und Katalysator nicht mehr als zwei l/Min. beträgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode auf einem negativen Potential von 8 bis 15 KV gegenüber dem Katalysator gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Öl auf einem mit dem Katalysator beschichteten Pellistor (14) niedergeschlagen wird, daß der Pellistor (14) elektrisch auf die genannte Temperatur aufgeheizt wird, und daß die freiwerdende Wärme durch Überwachen einer Variablen einer den Pellistor enthaltenden elektrischen Schaltungsanordnung ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Durchströmungszeit der Luft eine elektrische Heizschaltung einen außerhalb des Luftstromes vorge­ sehenen zweiten Pellistor (19) aufheizt, daß die elektronischen Eigenschaften des zweiten Pellistors (19) zwecks Stabilisierung des Stromkreises im wesent­ lichen denen des beschichteten Pellistors (14) ent­ sprechen, und daß die Stromversorgung aus dem stabilisierten Schaltkreis vom zweiten Pellistor auf den beschichteten Pellistor (14) nach Abschalten des Luftstromes zwecks Aufheizens des beschichteten Pellistors umgeschaltet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ver­ zögerungszeit von 15 bis 45 Sekunden zwischen dem Abschalten des Luftstromes und dem Beginn der Auf­ heizung des Katalysators vorgesehen ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf­ heizung des Katalysators in zwei Stufen erfolgt, wo­ bei in einer ersten Stufe die Erwärmung auf eine die Verdampfung von auf dem Katalysator vorhandenen Wasserniederschlag ermöglichende Temperatur erfolgt und nach einer vorbestimmten Abkühlungszeit in einer weiteren Stufe die Erwärmung auf eine höhere eine katalytische Verbrennung ermöglichende Temperatur erfolgt.

9. Verfahren zum Messen und Anzeigen von Öl in aerosoler Verteilung in einem Luftstrom im wesentlichen nach den Merkmalen der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Nach­ weis von Öl in aerosoler Verteilung in einem Luftstrom nach den Ansprüchen 1 bis 9, gekennzeich­ net durch einen Behälter (2) mit Einlaß- und Aus­ laßöffnungen für den Luftstrom, einer Elektrode (11) innerhalb des Behälters (2), einem elektrisch lei­ tenden Katalysator innerhalb des Behälters und im Abstand von der Elektrode zwecks Bildung eines Raumes für den Durchtritt der Luft, wobei über den Katalysator die katalytische Verbrennung des Öls herbeigeführt wird, durch Mittel zur Erzeugung einer elektrischen Entladung zwischen der Elektrode und dem Katalysator, durch Mittel zur Erwärmung des Katalysators auf eine die katalytische Verbrennung des Ölniederschlags be­ wirkende Temperatur, durch Mittel zur Ermittlung der bei der katalytischen Verbrennung freigesetzten Wärme zwecks Bildung eines dem Meßwert entsprechenden Aus­ gangssignals und durch Steuermittel, durch die der Luft­ strom sequentiell eingeschaltet, die elektrische Ent­ ladung ausgelöst, die elektrische Entladung gesperrt, der Luftstrom abgeschaltet, die Erwärmung des Kataly­ sators ausgelöst und der Meßvorgang durchgeführt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Schaltmittel vorgesehen sind, durch die die Elektrode auf einem negativen Potential zwischen 8 bis 15 KV in bezug auf den Katalysator ge­ halten ist.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator als Überzug auf einem Pellistor (14) angeordnet ist, daß der Pellistor (14) mit einer elektrischen Heiz­ schaltung zur Erwärmung des Katalysators verbunden ist, und daß Schaltmittel zur Überwachung mindestens einer Variablen der Schaltungsanordnung vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein zweiter Pellistor (19) mit im wesentlichen gleichen elektronischen Eigenschaften wie der beschichtete Pellistor (14) vorgesehen ist und daß Schaltmittel zum Umschalten der Heizschaltung zwecks Erwärmung entweder des beschichteten oder des zweiten unbeschichteten Pellistors vorgesehen sind.

14. Vorrichtung zum Nachweis von Öl in aerosoler Ver­ teilung in einem Luftstrom im wesentlichen wie in der Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.