DE3822360C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3822360C2
DE3822360C2 DE19883822360 DE3822360A DE3822360C2 DE 3822360 C2 DE3822360 C2 DE 3822360C2 DE 19883822360 DE19883822360 DE 19883822360 DE 3822360 A DE3822360 A DE 3822360A DE 3822360 C2 DE3822360 C2 DE 3822360C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
control
control device
adsorber
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19883822360
Other languages
English (en)
Other versions
DE3822360A1 (de
Inventor
Antonius Prof. Dr. 5760 Arnsberg De Kettrup
Erich 3470 Hoexter De Ludwig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19883822360 priority Critical patent/DE3822360A1/de
Publication of DE3822360A1 publication Critical patent/DE3822360A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3822360C2 publication Critical patent/DE3822360C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F3/00Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
    • G01F3/02Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F3/20Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows
    • G01F3/22Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases
    • G01F3/222Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases characterised by drive mechanism for valves or membrane index mechanism
    • G01F3/224Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases characterised by drive mechanism for valves or membrane index mechanism with means for pressure or temperature compensation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F3/00Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
    • G01F3/02Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F3/20Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows
    • G01F3/22Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F3/00Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
    • G01F3/02Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F3/20Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows
    • G01F3/22Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases
    • G01F3/227Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases characterised by the means for transfer of membrane movement information to indicating means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2247Sampling from a flowing stream of gas
    • G01N1/2258Sampling from a flowing stream of gas in a stack or chimney
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/24Suction devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

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.
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.
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.
DE19883822360 1988-07-01 1988-07-01 Gasprobennehmer Granted DE3822360A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19883822360 DE3822360A1 (de) 1988-07-01 1988-07-01 Gasprobennehmer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19883822360 DE3822360A1 (de) 1988-07-01 1988-07-01 Gasprobennehmer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
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
DE19883822360 Granted DE3822360A1 (de) 1988-07-01 1988-07-01 Gasprobennehmer

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3822360A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4113695A1 (de) * 1991-04-26 1992-10-29 Bayer Ag Kontinuierlich betriebener gasanalysator
US5269659A (en) * 1992-08-28 1993-12-14 University Corporation For Atmospheric Research Air sampling pump system
DE4318525A1 (de) * 1993-06-03 1994-12-08 Siemens Ag Probensammler zur Adsorption eines Stoffes
DE29617354U1 (de) * 1996-09-24 1996-12-12 Inst Bioprozess Analysenmesst Vorrichtung zur Erfassung flüchtiger organischer Substanzen
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

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7932060U1 (de) * 1980-03-06 H. Krantz Gmbh & Co, 5100 Aachen Vielfachsonden-Probenahmegerät
DE2256120A1 (de) * 1972-11-16 1974-05-22 Bp Benzin Und Petroleum Ag Durchflussmessgeraet mit einem hinund hergehenden membranverdraenger
DE2633034A1 (de) * 1976-07-22 1978-01-26 Jacques Arvisenet Durchflusszaehler
DE2823315C3 (de) * 1978-05-29 1981-09-10 Drägerwerk AG, 2400 Lübeck Gasspür- bzw. -meßgerät unter Verwendung von Prüfröhrchen
US4204538A (en) * 1978-06-07 1980-05-27 Imed Corporation Cassette for intravenous controller
US4257746A (en) * 1978-10-02 1981-03-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dosimeter having a low air flow rate
US4315523A (en) * 1980-03-06 1982-02-16 American Flow Systems, Inc. Electronically controlled flow meter and flow control system
GB2072842B (en) * 1980-03-29 1983-06-08 Graviner Ltd Substances in a fluid
EP0040928B1 (de) * 1980-05-14 1984-09-19 ROTHEROE & MITCHELL LIMITED Gasprobennehmer
JPS59225332A (ja) * 1983-06-04 1984-12-18 Horiba Ltd 試料ガス採取装置
US4775470A (en) * 1986-05-20 1988-10-04 Cobe Laboratories, Inc. Diaphragm with magnet

Also Published As

Publication number Publication date
DE3822360A1 (de) 1990-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2509411C2 (de) Vorrichtung zum Analysieren des Emissions-Gehalts der Abgase eines Verbrennungsmotors
DE3119944C2 (de)
DE2809846A1 (de) Abfuelleinrichtung fuer fluessiges gut
DE1190697B (de) Dosiereinrichtungen fuer Gasanalysegeraete
DE3034556A1 (de) Pruefvorrichtung fuer einspritzpumpen von brennkraftmaschinen
DE3822360C2 (de)
DE3716289A1 (de) Einrichtung fuer die herstellung bestimmter konzentrationen gasfoermiger stoffe sowie zum mischen verschiedener gasfoermiger stoffe in einem vorgegebenen verhaeltnis
DE2508572A1 (de) Verfahren und vorrichtung fuer die fluessigkeits-chromatographie
DE2916855A1 (de) Vorrichtung zum messen der volumetrischen abgabemenge von kraftstoff-einspritzsystemen oder teilen derselben
EP2494328A1 (de) Verfahren zur dichtigkeitsprüfung von handgehaltenen kolbenhubpipetten sowie dichtigkeits-prüfeinrichtung dafür
DE2708955A1 (de) Durchflussmesser fuer fluessigkeiten
DE2402828C3 (de) Vorrichtung zum Messen oder Dosieren von Mengen von Flüssigkeiten oder Gasen
DE2703096A1 (de) Vorrichtung zum messen einer brennstoffmenge
EP3112865A1 (de) Kalibriereinrichtung für atemalkoholmessgeräte
DE2658739C2 (de) Absorber mit Saugpumpe
DE3021152C2 (de)
DE2849401A1 (de) Vorrichtung zur bestimmung des kohlendioxidgehaltes einer fluessigkeit, insbesondere eines getraenkes
DE2211783C3 (de) Vorrichtung zur Einführung flüssiger Proben in einen Gaschromatographen
DE102009040286A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit eines Fluidsystems
DE2744043C3 (de) Prüfgerät für die Spannung eines Riemens, insbesondere eines Keilriemens eines Kraftfahrzeugmotors
CH656709A5 (de) Vorrichtung zum abmessen kleiner fluessigkeitsmengen.
DE2946654A1 (de) Leckmengenmessgeraet fuer gase
DE3226398A1 (de) Fluessigkeitschromatograph
DE1503400C3 (de) Steuervorrichtung für ein Gerät zum Analysieren von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen
DE3025009C2 (de) Vorrichtung zum Prüfen und/oder Eichen von Balgengaszählern

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee