DE3822360C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gasprobennehmervorrichtung mit
einem Probenehmerkopf, in dem ein Adsorbereinsatz angeordnet
ist, der an eine Pumpe saugseitig angeschlossen ist, an der
abstromseitig ein Luftstrommesser angeschlossen ist, von dem
eine Steuergröße einer Steuervorrichtung zuführbar ist, die
abhängig davon die Pumpe für eine Förderung eines vorgegebenen
Gasvolumens ansteuert, wobei der Luftstrommesser aus zwei
Kammern besteht, zwischen denen eine elastische Membran
trennend angeordnet ist, und wobei ein Sensor vorgesehen ist,
der ein Signal abgibt, welches der Steuervorrichtung als
Steuergröße zuführbar ist.
Eine derartige Vorrichtung ist aus DE 29 39 957 A1 bekannt.
Diese Gasprobennehmervorrichtung weist einen Gasförderer auf,
dem ein Durchflußmesser nachgeschaltet ist, bei dem zwischen
zwei Kammern eine elastische Membran und ein druckabhängiger
Schalter angeordnet ist, der ein Ventil steuert, das die eine
der Kammern gesteuert mit dem Gasauslaß der Vorrichtung
verbindet. Bei der bekannten Vorrichtung ist jedoch diese eine
Kammer stets auch mit der Pumpe und die andere Kammer immer
mit dem Gasauslaß verbunden, so daß jeweils während der
Ventilöffnungszeit eine gewisse Teilgasmenge ungehindert und
volumenmäßig nicht exakt erfaßt von der Pumpe zum Gasauslaß
strömt und nur diejenige Teilmenge, die der jeweiligen
elastischen Membranverformung entspricht, wirklich erfaßbar
ist, was zu einer Ungenauigkeit der Volumenmessung führt.
Weiterhin ist aus der DE 26 33 034 A1 ein
Flüssigkeitsvolumeter bekannt, das aus zwei Kammern mit einer
elastischen Trennmembran besteht, in denen als Sensor zwei
Lagesensoren bezüglich der Membran so angeordnet sind, daß sie
in zwei unterschiedlichen Membrananlagen je eine von zwei
Steuergrößen abgegeben, und die Umschaltventilanordnung wird
abhängig von den zwei weiteren Steuergrößen jeweils so
umgeschaltet, daß sie demgemäß die beiden Kammern jeweils
wechselweise mit einer Pumpe bzw. mit einem Auslaß verbindet,
wobei die ersteren Steuergrößen als das Meßsignal zur
Bestimmung des geförderten Volumens auswertbar sind. Wegen der
praktischen Imkompressibilität der Flüssigkeit waren keine
Maßnahmen zur Berücksichtigung des Strömungswiderstandes in
der Flüssigkeitsleitung erforderlich und vorgesehen, und der
Flüssigkeitsstrom diente unmittelbar der Umsteuerung der
Ventilanordnung. Zur genauen Messung eines Stromes eines
kompressiblen Gases ist diese Vorrichtung deshalb ungeeignet.
Weiterhin sind aus der DE 37 16 765 A1 und der DE-OS 22 56 120
Flüssigkeitsdurchflußmesser bekannt, deren Membranstellungen
mittels induktiver Geber ermittelt werden, deren Signale zur
Ventilumsteuerung und zur Volumenmessung genutzt werden.
Weiterhin ist aus der US 42 04 538 ein Flüssigkeits-
Durchflußmesser bekannt, deren beiden Membranstellungssignale
jeweils zur elektrischen Ansteuerung eines eingangsseitigen
und eines ausgangsseitigen Dreiwegeventils dienen, was
relativ aufwendig ist.
Weiterhin ist aus der US 45 96 156 eine Gasprobennehmer
vorrichtung bekannt, bei der mehrere Absorber zueinander
parallel angeordnet sind, die jeweils für unterschiedliche
Gasgeschwindigkeiten geeignet sind und die durch
vorgeschaltete Ventile jeweils dem jeweiligen Gasfluß gemäß
eingeschaltet worden sind. Eine gleichzeitige Absorption
verschiedener Stoffe aus dem Gasstrom ist nicht vorgesehen.
Weiterhin ist aus der DE 79 32 060 U1 eine
Gasprobennehmervorrichtung bekannt, bei der mehrere
Probennehmereinlässe räumlich verteilt angeordnet sind und die
so gebildeten einzelnen Gasströme jeweils über Zuleitungen mit
gleichen Strömungswiderständen einer Absorbervorrichtung
zugeführt sind.
Weiterhin ist bekannt, zu einer Gasprobennahme einen Gasstrom
mit einer Pumpe während einer vorgegebenen Zeit durch einen
Adsorbereinsatz, der aus der Probe ggf. darin enthaltene
Inhaltsstoffe adsorbiert und/oder chemisch bindet,
hindurchzufördern. Die Größe des Luftstromes wird dabei durch
ein Hitzedrahtanemometer ermittelt, das wegen der über den
Strömungsquerschnitt unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeit
ein relativ ungenaues Meßergebnis liefert und außerdem einen
hohen Linearitätsfehler aufweist. Hierdurch genügen heutige
chemische Gasprobenanalysen i. a. nicht den gesetzlichen
Anforderungen für eine Schadstoffgrenzwertprüfung. Die
Strömungsgeschwindigkeit wird i. a. dadurch gemessen, daß ein
Hitzedraht in Abhängigkeit von der Gasströmungsgeschwindigkeit
mehr oder weniger stark abkühlt. Das Integral der so
ermittelten Gasströmung über die Zeit stellt ein Maß für das
in der Zeit geflossene Gasvolumen dar. Die Abhängigkeit der
Hitzedrahtabkühlung von der Strömungsgeschwindigkeit muß für
eine bestimmte Probengaszusammensetzung kalibriert werden und
ist daher nicht für eine Volumenbestimmung von Gasen
veränderlicher Zusammensetzung geeignet.
Weiter ist bekannt, daß das Volumen strömender Gase durch
kleine Turbinen, deren Umdrehungshäufigkeit von der
Strömungsgeschwindigkeit des Meßgases abhängig ist, zu messen.
Auch hiermit kann das während einer Meßzeit geflossene
Gasvolumen ermittelt werden, indem die Gasströmung über die
Zeit integriert wird. Da die genannten Turbinen nur in einem
sehr kleinen Strömungsgeschwindigkeitsbereich annähernd linear
arbeiten und bei sehr kleinen Gasströmen stillstehen, eignen
sie sich nicht für die genaue Volumenbestimmung von Gasen bei
unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeit, die sich bei
Probennahmen mit Adsorbereinsätzen unterschiedlichen
Widerstandes oder bei schwankender Pumpleistung ergeben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Gasprobennehmervorrichtung
der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei einfachem
Aufbau der Vorrichtung auch bei unterschiedlicher
Gaszusammensetzung eine höhere Genauigkeit der Probennahme
möglich ist.
Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 dadurch gelöst,
daß der Luftstrommesser ein Volumeter ist, in dessen Kammern als Sensor zwei Lagesensoren bezüglich der Membran so angeordnet sind, daß sie in zwei unterschiedlichen Membranlagen je eine von zwei Steuergrößen abgeben, welche der Steuervorrichtung zuführbar sind, wobei von der Steuervorrichtung ein Umschaltventil abhängig von den zwei Steuergrößen jeweils so umsteuerbar ist, daß die beiden Kammern jeweils wechselweise mit der Pumpe oder dem Gasauslaß verbindbar sind,
daß zwischen dem Adsorbereinsatz und der Pumpe ein Strömungswiderstand angeordnet ist, der durch eine Kapillarenanordnung oder ein Nadelventil gebildet ist,
und daß die Steuergrößen, die der Steuervorrichtung zuführbar sind, zur Bestimmung des geförderten Gasvolumens auswertbar sind, wobei von der Steuervorrichtung jeweils eine Umrechnung des Gasvolumens auf ein Normvolumen mittels der Signale eines Temperatursensors und eines Drucksensors erfolgt und wobei durch die Steuervorrichtung die zeitlichen Abstände jeweils aufeinanderfolgender Steuergrößen mit vorgegebenen absoluten und relativen Größen für obere und untere Grenzwerte laufend verglichen werden und bei einer Über- bzw. Unterschreitung derselben eine entsprechend vorgegebene Meldung mit einer Ausgabevorrichtung angegeben wird.
daß der Luftstrommesser ein Volumeter ist, in dessen Kammern als Sensor zwei Lagesensoren bezüglich der Membran so angeordnet sind, daß sie in zwei unterschiedlichen Membranlagen je eine von zwei Steuergrößen abgeben, welche der Steuervorrichtung zuführbar sind, wobei von der Steuervorrichtung ein Umschaltventil abhängig von den zwei Steuergrößen jeweils so umsteuerbar ist, daß die beiden Kammern jeweils wechselweise mit der Pumpe oder dem Gasauslaß verbindbar sind,
daß zwischen dem Adsorbereinsatz und der Pumpe ein Strömungswiderstand angeordnet ist, der durch eine Kapillarenanordnung oder ein Nadelventil gebildet ist,
und daß die Steuergrößen, die der Steuervorrichtung zuführbar sind, zur Bestimmung des geförderten Gasvolumens auswertbar sind, wobei von der Steuervorrichtung jeweils eine Umrechnung des Gasvolumens auf ein Normvolumen mittels der Signale eines Temperatursensors und eines Drucksensors erfolgt und wobei durch die Steuervorrichtung die zeitlichen Abstände jeweils aufeinanderfolgender Steuergrößen mit vorgegebenen absoluten und relativen Größen für obere und untere Grenzwerte laufend verglichen werden und bei einer Über- bzw. Unterschreitung derselben eine entsprechend vorgegebene Meldung mit einer Ausgabevorrichtung angegeben wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die Einfachheit des Aufbaues ist dadurch gegeben, daß als
bewegte Bauteile nur ein einfacher Gasfördermotor, an den
keine Genauigkeitsanforderungen bezüglich der Förderleistung
zu stellen sind, eine die Volumenmessung bestimmende,
flexible Membran und nur ein gesteuertes Umschaltventil
vorhanden sind und die übrigen Bauteile statisch sind und/oder
elektronisch oder optoelektronisch arbeiten, somit praktisch
keinem Verschleiß unterliegen, der die Meßgenauigkeit
beeinflussen könnte.
Eine Normierung der gemessenen Gasmenge auf Normtemperatur und
-druck ist vorgesehen, indem die Temperatur- und Drucksignale
entweder unmittelbar elektronisch gemessen und der
Steuervorrichtung zur Verarbeitung zugeführt werden oder zur
Anzeige gebrachte Meßwerte über eine Eingabetastatur in die
Steuervorrichtung eingetastet werden, in der jeweils eine
Umrechnung eines gemessenen Volumens nach der sogenannten
Gasgleichung erfolgt.
Die genaue Bestimmbarkeit des die Vorrichtung durchströmenden
Gasvolumens ermöglicht es, ohne Genauigkeitseinbuße
Absorbereinsätze unterschiedlichen Strömungswiderstandes
einzusetzen. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, jeweils
mehrere Absorbereinsätze mit bekannten Strömungswiderständen
gleichzeitig parallel mit dem dosierten
Gasstrom zu beaufschlagen, wobei sich der Gasstrom im
umgekehrten Verhältnis der Strömungswiderstände der
Absorbereinsätze aufteilt, so daß gleichzeitig
zueinandergehörige Analysenproben genommen werden können, die
für unterschiedliche Inhaltsstoffe vorgesehen und/oder für
unterschiedliche Konzentrationen optimal geeignet sind. Da die
Volumenmeßvorrichtung abstromseitig der Pumpe angeordnet ist
und somit bei dem gleichen Druck, der auf der Ausgangsseite
herrscht, arbeitet, die Absorbereinsätze jedoch zustromseitig
der Pumpe angeordnet sind, wirkt sich deren Widerstand und der
dadurch gegebene Druckabfall auf die Volumenmessung nicht aus.
Auch eine unterschiedliche Kompressibilität des Gases bei
vorhandenen Dampfanteilen verfälscht die Messung wegen des
definierten Druckes bei der Volumenmessung nicht; eine
Kondensation tritt dabei nämlich nicht ein.
Praktische Versuche haben ergeben, daß die Meßgenauigkeit um
mindestens eine Größenordnung gegenüber vorbekannten
Vorrichtungen verbessert ist, da die absoluten Toleranzen
unter 1% liegen und bei Wiederholmessungen bei einem gleichen
Gasstrom eine relative Wiederholstandardabweichung von
deutlich unter 0,3% auftrat. Die Gasprobenentnahmevorrichtung
ist insbesondere für Brandgasentnahme oder Chemieunfälle
geeignet.
Die Volumenmeßvorrichtung läßt sich vorteilhaft auch für
andere Anwendungen als zur Probenahme anwenden. Sofern jeweils
die Zeit, die bei der Füllung eines Membranvolumens vergeht,
ermittelt wird, läßt sich aus dieser die
Strömungsgeschwindigkeit durch Invertierung ermitteln. Damit
ist ein Gasflußmesser gebildet, der auch für Steuer- und
Regelzwecke verwendbar ist. Die Gesamtvorrichtung ist
vorteilhaft in einem Meßkoffer angeordnet, in dem außerdem
austauschbare Meßköpfe mit vorbereiteten Anordnungen von für
bestimmte Messungen geeigneten Filtereinsätzen in
vorbereiteter Kombination angeordnet sind.
Die Filtereinsätze sind vorteilhaft mit geeichten
Widerstandskörpern versehen, die fest oder zur
Wiederverwendung lösbar mit diesen verbunden sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den
Fig. 1 bis 3 dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Übersichtsbild der
Gasprobennehmervorrichtung.
Fig. 2 zeigt die Volumenmeßvorrichtung schematisch im
Querschnitt.
Fig. 3 zeigt in einer Explosionszeichnung einen Probennehmerkopf,
teilweise geöffnet.
Fig. 1 zeigt ein Übersichtsbild der Gesamtvorrichtung. Das zu
untersuchende Gas strömt, angetrieben durch die elektrisch
betriebene Pumpe (P), vom Gaseintritt (GE) durch den mit einem
Schlauch (SC) angeschlossenen Probennehmerkopf (PK), dann
durch die Pumpe (P) und abstromseitig von dieser durch das
Volumeter (VM), von dem es durch den Gasaustritt (GA), sofern
es sich um eine Luftuntersuchung handelt, nach außen austritt.
Die Pumpe (P) und das Volumeter (VM) sind mit der
Steuervorrichtung (ST) verbunden, die vorzugsweise ein
programmgesteuerter Prozessor ist, der ein Programm enthält,
das eine Probenentnahme jeweils abhängig von über die
Eingabevorrichtung (E) gegebenen Bedingungen steuert. Der
Programmablauf ist durch einen quergesteuerten Zeitgeber (CL)
gesteuert, dessen Zeitsignale auch programmäßig auswertbar
sind. Sofern eine Normierung der Volumenmessung vorgesehen
ist, dienen die Signale eines Temperatursensors (TS) und eines
Drucksensors (PS), die der Steuervorrichtung (ST) über einen
Digitalisierer zugeführt werden, dazu. Zur
Betriebszustandsanzeige ist eine Ausgabevorrichtung (A),
vorzugsweise eine Digitalanzeige, angeschlossen, auf der
programmgesteuert und durch Eingaben vorgegeben ein
Bereitschaftszustand, eingegebene Informationen zur Kontrolle,
die Meßzeit oder die noch nicht abgelaufene vorgesehene
Meßzeit, das Meßende, die Gasstromstärke, die Temperatur und
der Druck sowie andere interessierende Daten jeweils
anzuzeigen sind.
Die Steuervorrichtung (ST) liefert jeweils während der
Probennahme ein Antriebssignal an die Pumpe (P). Als Pumpe (P)
wird zweckmäßig eine mit vier asynchron arbeitenden Kolben
besetzte Membrankolbenpumpe verwandt, die einen weitgehenden
druckstoßfreien Betrieb erbringt und, bei einer konstanten
Versorgungsspannung betrieben, einen gleichbleibenden
Unterdruck erzielt.
Die Einzelheiten des Volumeters (VM) zeigt Fig. 2. Dieses
besteht aus zwei Kammern (K 1, K 2), zwischen denen eine
elastische, vorzugsweise auswölbbare, etwa kappenartige
Membran (MB) trennend angeordnet ist. Die beiden Kammern (K 1,
K 2) sind jeweils mit einem der beiden Ausgänge eines
steuerbaren Umschaltventils (UV) verbunden, das je nach
Steuerstellung seines Umschaltschiebers (US) diese zugeordnet
über Parallelkanäle (P 1, P 2) oder Kreuzkanäle (X 1, X 2) mit
einem Meßgeräteeingang (ME) bzw. dem Gasausgang (GA)
verbindet. Die Umschalt-Steuerstellungen werden jeweils über
einen der zwei steuerbaren Elektromagnete (MA 1, MA 2) durch
eines der Steuersignale (SV 1, SV 2) eingestellt. Zu den beiden
ausgewölbten Stellungen der Membran (MB) sind in jeder der
Kammern (K 1, K 2) je ein Positionssensor, vorzugsweise eine
Infrarotreflexlichtschranke (L 1, L 2), die aus einer
Infrarotlichtquelle und einer Photodiode bestehen, angeordnet,
deren Volumenmeßsignale (SL 1, SL 2) jeweils zur Erzeugung eines
zugehörigen Impulssignales (T 1, T 2) in der Steuervorrichtung
(ST) dienen, das jeweils als Umschaltsignal (SV 2, SV 1) für die Elektromagnete (MA1, MA2) dient.
Ein am Meßgeräteeingang (ME) eintretender Gasstrom wird somit
je nach der Stellung des Umschaltventiles (UV) in eine der
Kammern (K 1, K 2) geleitet, bis die Membran (MB) sich in die
andere Kammer (K 1, K 2) erstreckend aufgewölbt ist und die
Infrarotreflexlichtschranke (L 1, L 2) anspricht und der
zugehörige Steuermagnet (MA 1, MA 2) eine Umschaltung des Gasstromes in die jeweils andere Kammer (K1, K2) vornimmt. Das
vorher in das im Querschnitt schraffiert gezeichnete
Meßvolumen (M) eingeströmte Gas wird dann bei der folgenden
Zurückwölbung der Membran (MB) in die andere Kammer aus dem
Gasaustritt (GA) herausgeschoben, bis sich der Vorgang
umgekehrt wiederholt. Somit strömt bei einem vollen Zyklus
eines Hin- und Herschaltens zweimal das Volumen (M), das
zwischen den beiden Wölbungsstellungen der Membran (MB) liegt,
durch das Volumeter hindurch. Da das Umschalten relativ
schnell im Vergleich zum Füllvorgang erfolgt, entsteht
praktisch ein kontinuierlicher Gasstrom. Statt der zwei
Elektromagnete (MA 1, MA 2) kann auch ein Elektromagnet
mit einer bekannten Klinkenumschaltung oder mit einer
Federrückholung verwandt werden. Die Membran (MB) ist
zweckmäßig leicht beweglich, so daß ein vernachlässigbarer
Gasdruck jeweils zur Umstülpung benötigt wird. In den
ausgewölbten Zuständen ist die Membran (MB) jeweils drucklos,
was durch entsprechende Positionierung der Positionssensoren
(L 1, L 2) sichergestellt wird. Diese sind deshalb vorteilhaft
in Richtung auf die Membran (MB) justierbar in den Kammern
(K 1, K 2) angeordnet. Das Membran-Volumen (M) wird zweckmäßig
durch eine Kalibrierung ermittelt, so daß zu einer Gasmengenmessung
lediglich die Anzahl der Umschaltungen in der
Steuervorrichtung (ST) zu zählen ist. Eine Abnutzung der
bewegten Membran (MB) tritt praktisch nicht auf.
Ein Probennehmerkopf (PK) ist in Fig. 3 im Schnitt
dargestellt. Sein Gaseintritt (GE) und Schlauchanschluß (SA)
sind während der bevorratenden Lagerung je mit einer
Schutzkappe (SK) verschließbar, so daß die in ihm angeordneten
Adsorbereinsätze (FE 1, FE 2) keine Stoffe vorab aufnehmen
können. Der Kopf (PK) besteht aus einem axial mehrfach
durchbohrten Trägerkörper (TK), auf dem beidseitig Kammern,
nämlich eine Vorkammer (VK) und eine Saugkammer (SK)
umschließende Zylindergehäuse (Z 1, Z 2) abgedichtet lösbar
gehalten sind. Die Vorkammer (VK) führt zum Gaseintritt (GE)
und die Saugkammer (SK) über den Schlauchanschluß (SA) zur
Pumpe. Die Ausgestaltung des Probennehmerkopfes (PK) ist aus
Fertigungs- und Dichtungsgründen zweckmäßig zylindrisch, so
daß die Halterung und Abdichtung der Zylindergehäuse mittels
in Nuten eingelegter O-Ringe in einfacher Weise muffenartig
erfolgt. Die axialen Bohrungen (B 1, B 2) im Trägerkörper (TK)
dienen der Aufnahme der einsetzbaren Adsorberröhrchen (FE 1,
FE 2), die in Dichtringen gehalten sind und saugkammerseitig
mit Strömungswiderstandskörpern (RV 1, RV 2) verbunden sind.
Die Adsorberröhrchen sind mit geeigneten Stoffen, z. B.
Aktivkohle oder Polymeren, gefüllt, und sie haben ggf. einen
dem jeweiligen Zweck angepaßt unterschiedlichen Widerstand. Um
den Gasstrom in bestimmte Teilströme aufzuteilen, werden zu
den ursprünglichen Widerständen der Adsorberröhrchen (FE 1,
FE 2) die Widerstandskörper (RV 1, RV 2) abstromseitig in Serie
angeordnet, so daß, für alle Zweige vorbestimmt, bekannte
Strömungswiderstände vorliegen und abhängig von diesen eine
durchströmende Gesamtluftmenge den einzelnen Adsorbern
anteilig zuzuordnen ist. In der gezeigten Ausführung sind die
Widerstandskörper (RV 1, RV 2) jeweils in einem röhrenförmigen
Körper enthalten, der mit einem dichtenden O-Ring muffenartig
das Adsorberröhrchen (FE 1, FE 2) übergreift. Die jeweilige
Zuordnung des Widerstandes zu der Adsorberart und die Auswahl
der Adsorberarten einer zum Einsatz kommenden Kombination
derselben hat ein Bediener nach Vorgaben zu treffen. Diese
Bestückung mit den Adsorbern und Widerständen und die spätere
Auswertung erfolgt i. a. von einem Fachmann im Analyselabor,
weswegen zweckmäßig mehrere Meßköpfe mit für vorgesehene
Anwendungen geeigneten Bestückungen auswechselbar verfügbar
gemacht werden. Die abstromseitige Widerstandsanordnung
erbringt eine Adsorbtion der Gasinhaltsstoffe bei den
Umgebungsbedingungen des Meßkopfes, und die Widerstandskörper
sind wiederverwendbar, da sie wegen der vorgeschalteten
Adsorber nicht kontaminiert werden.
Es erbringt eine Vereinfachung der Bestückung, wenn die
Widerstandselemente unmittelbar in den Adsorberröhrchen (FE 1,
FE 2) eingebracht sind. Solche Absorberröhrchen mit
eingebrachten Widerstandselementen, weisen dadurch einen jeweils
bestimmten Strömungsgesamtwiderstand auf.
Als
Widerstandselemente sind Kapillarenanordnungen oder
Nadelventile einsetzbar, die beispielsweise in
der Gaschromatographie als Splitter bekannt sind.
Für die Brandgasanalytik hat sich eine Bestückung des
Probennehmerkopfes mit vier Adsorberröhrchen als zweckmäßig
erwiesen. Als Pumpleistung hat sich eine Fördermenge von 50
bis 500 ml/Min. als günstig ergeben. Es hat sich als zweckmäßig
erwiesen, für verschiedene Anwendungen unterschiedliche
Pumpleistungen vorgebbar steuern zu können, weswegen eine
steuerbare Pumpe und eine entsprechende Steuerimpulserzeugung
dafür in der Steuervorrichtung vorgesehen ist.
Eine Probennahme erfolgt jeweils entsprechend einer Vorgabe
des Analytikers, die der Steuervorrichtung eingegeben wird.
Die Probennahme erfolgt dementsprechend bis eine vorbestimmte
Gasmenge durch den Probenehmer hindurchgeflossen ist. Nach
einem Start einer Probenahme wird die Pumpe so lange in
Betrieb gehalten, bis eine sich entsprechend der jeweils
vorgegebenen Gasmenge und im Verhältnis zum Kalibriervolumen der
Membran sich ergebende Umschaltungsendzahl erreicht ist, indem
die Umschaltimpulse laufend von der Steuervorrichtung
mitgezählt und mit der Umschaltungsendzahl verglichen wird und
bei deren Erreichen eine Abschaltung der Pumpensteuersignale
erfolgt.
Zur Absicherung der Probenahme und zur Funktionsüberprüfung
der Vorrichtung wird außerdem laufend der zeitliche Abstand
aufeinanderfolgender Umschaltungen gemessen und untereinander
und/oder mit gegebenen oberen und unteren Grenzwerten
verglichen, so daß Bedienungsfehler z. B. Verschluß des
Gaseinlasses oder undichter Verbindungsschlauch oder mangelnde
Pumpleistung usw. als Störung bei Grenzwertüberschreitung
anzuzeigen sind.
Claims (10)
1. Gasprobennehmervorrichtung mit einem Probenehmerkopf, in
dem ein Adsorbereinsatz angeordnet ist, der an eine Pumpe
saugseitig angeschlossen ist, an der abstromseitig ein
Luftstrommesser angeschlossen ist, von dem eine Steuergröße
einer Steuervorrichtung zuführbar ist, die abhängig davon
die Pumpe für eine Förderung eines vorgegebenen Gasvolumens
ansteuert, wobei der Luftstrommesser aus zwei Kammern besteht,
zwischen denen eine elastische Membran trennend angeordnet
ist, und wobei ein Sensor vorgesehen ist, der ein Signal
abgibt, welches der Steuervorrichtung als Steuergröße
zuführbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftstrommesser (VM) ein Volumeter ist, in dessen Kammern (K1, K 2) als Sensor zwei Lagesensoren (L 1, L 2) bezüglich der Membran (MB) so angeordnet sind, daß sie in zwei unterschiedlichen Membranlagen je eine von zwei Steuergrößen (SL 1, SL 2) abgeben, welche der Steuervorrichtung (ST) zuführbar sind, wobei von der Steuervorrichtung (ST) ein Umschaltventil (UV) abhängig von den zwei Steuergrößen (SL 1, SL 2) jeweils so umsteuerbar ist, daß die beiden Kammern (K 1, K 2) jeweils wechselweise mit der Pumpe (P) oder dem Gasauslaß (GA) verbindbar sind,
daß zwischen dem Adsorbereinsatz (FE 1) und der Pumpe (P) ein Strömungswiderstand (RV 1) angeordnet ist, der durch eine Kapillarenanordnung oder ein Nadelventil gebildet ist, und
daß die Steuergrößen (SL 1, SL 2), die der Steuervorrichtung (ST) zuführbar sind, zur Bestimmung des geförderten Gasvolumens auswertbar sind, wobei von der Steuervorrichtung (ST) jeweils eine Umrechnung des Gasvolumens auf ein Normvolumen mittels der Signale eines Temperatursensors (ST) und eines Drucksensors (PS) erfolgt und wobei durch die Steuervorrichtung (ST) die zeitlichen Abstände jeweils aufeinanderfolgender Steuergrößen (ST 1, ST 2) mit vorgegebenen absoluten und relativen Größen für obere und untere Grenzwerte laufend verglichen werden und bei einer Über- bzw. Unterschreitung derselben eine entsprechend vorgegebene Meldung mit einer Ausgabevorrichtung (A) angegeben wird.
daß der Luftstrommesser (VM) ein Volumeter ist, in dessen Kammern (K1, K 2) als Sensor zwei Lagesensoren (L 1, L 2) bezüglich der Membran (MB) so angeordnet sind, daß sie in zwei unterschiedlichen Membranlagen je eine von zwei Steuergrößen (SL 1, SL 2) abgeben, welche der Steuervorrichtung (ST) zuführbar sind, wobei von der Steuervorrichtung (ST) ein Umschaltventil (UV) abhängig von den zwei Steuergrößen (SL 1, SL 2) jeweils so umsteuerbar ist, daß die beiden Kammern (K 1, K 2) jeweils wechselweise mit der Pumpe (P) oder dem Gasauslaß (GA) verbindbar sind,
daß zwischen dem Adsorbereinsatz (FE 1) und der Pumpe (P) ein Strömungswiderstand (RV 1) angeordnet ist, der durch eine Kapillarenanordnung oder ein Nadelventil gebildet ist, und
daß die Steuergrößen (SL 1, SL 2), die der Steuervorrichtung (ST) zuführbar sind, zur Bestimmung des geförderten Gasvolumens auswertbar sind, wobei von der Steuervorrichtung (ST) jeweils eine Umrechnung des Gasvolumens auf ein Normvolumen mittels der Signale eines Temperatursensors (ST) und eines Drucksensors (PS) erfolgt und wobei durch die Steuervorrichtung (ST) die zeitlichen Abstände jeweils aufeinanderfolgender Steuergrößen (ST 1, ST 2) mit vorgegebenen absoluten und relativen Größen für obere und untere Grenzwerte laufend verglichen werden und bei einer Über- bzw. Unterschreitung derselben eine entsprechend vorgegebene Meldung mit einer Ausgabevorrichtung (A) angegeben wird.
2. Gasprobennehmervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lagesensoren (L 1, L 2) optoelektronische
Wandler sind, die jeweils aus einer Infrarotlichtquelle und
einer Reflexlicht empfangenden Photodiode bestehen.
3. Gasprobennehmervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lagesensoren (L 1, L 2) bezüglich der
Membran (MB) in deren Wölbungsrichtung lageverstellbar sind.
4. Gasprobennehmervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (UV) durch
eine Ansteuerung jeweils eines von zwei Elektromagneten (MA 1,
MA 2) umschaltbar ist und abhängig von den Steuergrößen (SL 1,
SL 2) die Elektromagnete (MA 1, MA 2) durch die Steuervorrichtung
(ST) mittels Umschaltsignalen (SV 1, SV 2) beaufschlagbar sind.
5. Gasprobennehmervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (ST)
eingangsseitig mit einer Eingabevorrichtung (E) zur Eingabe
vorgegebener Größen und einer Zeitgebervorrichtung (CL)
verbunden ist und die Steuergrößen (SL 1, SL 2) als Meßsignal
laufend zählend akkumuliert, mit einer Volumeneichgröße
verknüpft, das so gewonnene Ergebnis mit der vorgegebenen
Größe des Gasvolumens laufend vergleicht und die Pumpe (P)
so lange beaufschlagt, bis diese Größe erreicht ist.
6. Gasprobennehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Probennehmerkopf (PK) mehrere
Adsorbereinsätze (FE 1, FE 2) parallel durchstömbar angeordnet
sind, wobei den Adsorbereinsätzen (FE 1, FE 2) jeweils bestimmte
Strömungswiderstände (RV 1, RV 2) nachgeordnet sind.
7. Gasprobennehmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Adsorbereinsätze (FE 1, FE 2) als Röhrchen ausgebildet
sind, die in Dichtringen gehalten sind.
8. Gasprobennehmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungswiderstände (RV 1, RV 2) jeweils einen
muffenartigen Ansatz aufweisen, der den zugehörigen
Adsorbereinsatz (FE 1, FE 2) dichtend übergreift.
9. Gasprobennehmer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Probennehmerkopf (PK) aus einem
Trägerkörper (TK) besteht, an dessen Eintrittsseite eine
Vorkammer (VK) angeordnet ist, und an dessen
Austrittsseite eine Saugkammer (SK) pumpenseitig angeordnet
ist, wobei diese Kammern (VK, SK) durch Gehäuse (Z 1, Z 2)
gebildet sind, die lösbar mit dem Trägerkörper (TK) verbindbar
sind, und wobei sich zwischen diesen Kammern (VK, SK) in dem
Trägerkörper (TK) mindestens eine verbindende Bohrung (B 1, B 2)
befindet, in der jeweils einer der Adsorbereinsätze (FE 1, FE 2)
gehalten ist.
10. Gasprobennehmer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gehäuse (Z 1, Z 2) zylindrisch ausgebildet, durch
O-Ringe abgedichtet und lösbar auf dem Trägerkörper (TK) in
muffenartiger Verbindung gehalten sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883822360 DE3822360A1 (de) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Gasprobennehmer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883822360 DE3822360A1 (de) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Gasprobennehmer |
Publications (2)
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DE3822360A1 DE3822360A1 (de) | 1990-01-04 |
DE3822360C2 true DE3822360C2 (de) | 1992-06-25 |
Family
ID=6357788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19883822360 Granted DE3822360A1 (de) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | Gasprobennehmer |
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FR2780506B1 (fr) * | 1998-06-25 | 2000-08-25 | Inst Francais Du Petrole | Procede et unite de prelevement d'aldehydes et cetones contenus dans des gaz d'echappement |
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-
1988
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