Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Messung der Luftstaubkonzentration, wobei
der Staub aus einem definierten Volumen
vollständig auf einem Sammelsubstrat ab
geschieden wird. Durch die gravimetrisch
oder anderweitig ermittelte Masse und
das Meßvolumen kann dann auf die Luft
staubkonzentration zurückgeschlossen
werden.The invention relates to a method for
Measurement of air dust concentration, where
the dust from a defined volume
completely on a collecting substrate
is divorced. Due to the gravimetric
or otherwise determined mass and
the measuring volume can then be in the air
dust concentration closed
will.
Bei üblichen Staubmeßgeräten wird der
Luftstrom aktiv an der Staubsammelstelle
vorbei- bzw. hindurchgeleitet und dabei
das Meßvolumen ermittelt. Die Abschei
dung kann z. B. auf Filtern oder auch
auf ebenen Substraten mittels einer
kontinuierlichen Koronaentladung erfol
gen. Ein Beispiel hierfür ist der
TSI-5000-Massenmonitor. Im Gegensatz
hierzu erfolgt typischerweise die Messung
partikalförmiger Niederschläge durch
Sammlung auf einem Substrat, wobei die
natürliche Konvektionsströmung die Parti
keln heranführt. Beispiele hierfür sind
in den VDI-Richtlinien 2119, Blatt 1-4
beschrieben. Diese Geräte bewerten fast
ausschließlich große Partikeln, da der
dominierende Abscheidemechanismus die
Partikelsedimentation ist. Die konven
tionellen Niederschlagsmeßgeräte kommen
somit ohne Pumpe aus, können aber nicht
die Luftstaubkonzentration ermitteln,
die ja häufig auch von großen Anteilen
kleiner nichtsedimentierender Partikeln
bestimmt wird. Konventionelle Staubmeß
geräte zur Bestimmung der Luftstaubkon
zentration hingegen erfordern eine Pumpe
und sind damit kostenaufwendig und bei
länger andauerndem Betrieb auch netzge
bunden.In usual dust measuring devices the
Airflow active at the dust collection point
passed or passed and doing it
the measuring volume is determined. The disgust
manure z. B. on filters or
on flat substrates using a
continuous corona discharge
An example of this is the
TSI-5000 mass monitor. In contrast
the measurement is typically carried out for this
partial precipitation
Collection on a substrate, the
natural convection flow the parti
introduces. examples for this are
in VDI guidelines 2119, sheet 1-4
described. These devices almost rate
only large particles, since the
dominant separation mechanism the
Is particle sedimentation. The convents
tional precipitation meters come
thus without a pump, but cannot
determine the air dust concentration,
which often also have large proportions
small non-sedimenting particles
is determined. Conventional dust measurement
devices for determining the air dust con
concentration, however, require a pump
and are therefore expensive and at
longer operation also network
bound.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfah
ren zur Messung der Luftstaubkonzentra
tion anzugeben, das in einfacher Weise
betrieben werden kann und kostengünstig
arbeitet.The object of the invention is a procedure
for measuring the air dust concentration
tion to indicate that in a simple manner
can be operated and inexpensive
is working.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die in Haupt- und Nebenansprüchen ange
gebenen Merkmale gelöst.
This object is achieved according to the invention
the in the main and secondary claims
given characteristics solved.
Das im folgenden beschriebene Verfahren
zur Messung der Luftstaubkonzentration
ist einfach, ohne bewegte Teile, kosten
günstig herzustellen und erlaubt unbeauf
sichtigten Batteriebetrieb für etwa eine
Woche.The procedure described below
for measuring the air dust concentration
is simple, without moving parts, cost
inexpensive to manufacture and allows unaffected
battery operation for about one
Week.
Der Sammler (siehe Fig. 1) besteht aus
einer kreisförmigen, elektrisch leitfä
higen und geerdeten Grundplatte 1, über
der sich in einigen Zentimetern Abstand
eine gleichgroße Platte 2 aus isolieren
dem Material befindet, in die ein metal
lischer Leiter 3 mit scharfer Spitze 4
eingebracht wird, so daß beim Anlegen
einer geeigneten Hochspannung eine Koro
naentladung fließt. Von außen wird diese
Anordnung mit einem Zylinder 5 aus iso
lierendem Material umgeben, dessen Innen
durchmesser geringfügig größer als der
Außendurchmesser der beiden vorhin be
schriebenen Scheiben 1 und 2 ist. Da
durch entstehen am oberen und unteren
Rand der Anordnung Luftspalte 6 und 8,
durch die die natürliche Konvektions
strömung nach den Pfeilen 7 Partikeln
eintragen kann. Bei geeigneter Anordnung
kann man nun erreichen, daß der turbu
lente Austausch durch den unteren
Schlitz 6 gleich groß ist wie der durch
den oberen Schlitz 8. In diesem Fall
kompensieren sich die Anreicherung
großer Partikeln bei Strömung von oben
und Partikelverluste bei Einströmung von
unten, so daß sich im Inneren der Kammer
9 die wahre Luftstaubkonzentration ein
stellt. Wird nun an die Koronaelektrode
3 eine Hochspannung angelegt, so setzt
die Koronaentladung ein, wobei sich die
entstehenden Luftionen an die Partikeln
im Meßvolumen anlagern und selbst nach
Beendigung der Koronaentladung zur Zeit
t e durch das verbleibende elektrische
Restfeld auf dem geerdeten Sammelsub
strat abgeschieden werden. Nun läßt man
eine hinreichend lange Zeite t k ver
streichen, während der sich wiederum
dieselbe Luftstaubkonzentration wie im
Außenbereich einstellt, worauf der Zyklus
mit der nächsten Koronaentladung erneut
beginnen kann. Als Hochspannungsquelle
kommt ein batteriebetriebener konven
tioneller Transistor-Generator in Frage,
wie er in modifizierter Form auch für
Blitzgeräte Verwendung findet. Durch den
intermittierenden Betrieb ist der mitt
lere Leistungsbedarf sehr gering, so daß
sich Betriebszeiten von etwa einer Woche
erreichen lassen. Die während der Zeit
t k abgeschiedene Partikelmasse ist im
allgemeinen gegenüber der in den Zeit
räumen t e und t a abgeschiedenen Masse
vernachlässigbar, so daß sich das für
die Konzentrationsberechnung zugrunde zu
legende Meßvolumen aus dem Kammervolumen
und der Anzahl der Koronazyklen ergibt.The collector (see Fig. 1) consists of a circular, electrically conductive and grounded base plate 1 , over which there is a similar size plate 2 from isolate the material in a few centimeters distance, into which a metallic conductor 3 with a sharp tip 4 is introduced is so that a corona discharge flows when a suitable high voltage is applied. From the outside, this arrangement is surrounded by a cylinder 5 made of insulating material, the inside diameter of which is slightly larger than the outside diameter of the two disks 1 and 2 previously described. Since arise at the top and bottom of the arrangement of air gaps 6 and 8 through which the natural convection flow can enter 7 particles according to the arrows. With a suitable arrangement you can now achieve that the turbu lent exchange through the lower slot 6 is the same size as that through the upper slot 8th In this case, the accumulation of large particles compensate for the flow from above and particle losses for the inflow from below, so that the true air dust concentration is established in the interior of the chamber 9 . If a high voltage is now applied to the corona electrode 3 , the corona discharge sets in, the resulting air ions accumulating on the particles in the measurement volume and, even after the corona discharge has ended, are deposited at the time t e by the remaining electrical field on the grounded collecting substrate. Now a sufficiently long time t k is allowed to elapse, during which the same air dust concentration is established as in the outside area, whereupon the cycle can begin again with the next corona discharge. A battery-operated conventional transistor generator is suitable as a high-voltage source, as is also used in a modified form for flash units. Due to the intermittent operation, the mean power requirement is very low, so that operating times of about one week can be achieved. The particle mass separated during the time t k is generally negligible compared to the mass separated in the time t e and t a , so that the measurement volume to be used for the concentration calculation results from the chamber volume and the number of corona cycles.