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.
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.
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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 Institut für Bioprozeß- und Analysenmeßtechnik e.V., 37308 Heilbad Heiligenstadt 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

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