DE4312112A1 - Vorrichtung zur Messung der Rußkonzentration von Abgasen in Kaminen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Rußkonzentration von Abgasen in Kaminen, insbesondere Haus­ kaminen, mit einem in den Kamin einführbaren Meßsondenrohr, einem am Ende des Meßsondenrohres angeordneten rohrförmigen Meßelement mit einer Filteraufnahme, in die ein die Abgas­ durchtrittsöffnung des Meßelementes in der Meßposition vollständig abdeckender Rußmeßfilter einsetzbar ist, und mit einer im Bereich des Austritts des Meßelementes ange­ ordneten Saugeinrichtung.

Derartige Rußmeßvorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 41 22 658-A1 bekannt und werden vielfältig benötigt, da aufgrund gesetzlicher Bestimmungen in allen Haushalten, die über fossile Heizsysteme verfügen, in gewissen regelmäßigen Zeitabständen Abgasmessungen durchgeführt werden müssen. Diese Meßvorrichtungen müssen möglichst einfach handhabbar und insbesondere gut transportabel sein, da ein die Abgas­ messung durchführender Schornsteinfeger oder eine andere autorisierte Person täglich eine Vielzahl von Messungen in unterschiedlichen Haushalten vornimmt. Derartige Meßvor­ richtungen sind deshalb als Handgeräte ausgebildet, die leicht transportiert werden können. Dabei wird die Meßvor­ richtung mit ihrer Meßsonde in den Kamin bzw. in das Abgas­ rohr eingeführt und Abgas mit Hilfe der an der Meßvorrich­ tung vorgesehenen Saugeinrichtung in einer bestimmten Menge abgesaugt. Das Abgas tritt dann im Meßelement durch einen Rußmeßfilter, der anschließend entnommen wird, wobei durch die Färbung des Filterpapiers die jeweilige Rußkonzentra­ tion festgestellt werden kann.

Nachteilig bei diesen bekannten Meßvorrichtungen ist, daß die Bestimmung der Rußkonzentration nur sehr ungenau mög­ lich ist und zudem aufwendig ist. Das Filterpapier muß näm­ lich jeweils nach der Messung entnommen werden und dann nach Augenmaß bzw. durch Vergleich mit einer schwarz/weiß- Farbskala ausgewertet werden, was leicht zu Fehlern führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Lösung zu schaf­ fen, mit der bei einem derartigen einfachen Handgerät eine zuverlässige Bestimmung der Rußkonzentration auf möglichst einfache und leicht handhabbare Weise möglich ist, wobei Meßfehler weitgehend vermieden werden sollen.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs be­ zeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am rohr­ förmigen Meßelement im Bereich der Filteraufnahme eine op­ tische Meßeinrichtung zur Bestimmung des Rußgehaltes ange­ ordnet ist.

Mit der Erfindung ist auf leicht handhabbare Weise eine zu­ verlässige Messung des Rußgehaltes möglich, indem die In­ tensität des Rußfleckes auf dem Filterpapier optisch gemes­ sen und entsprechend ausgewertet wird. Meßfehler werden da­ durch zuverlässig vermieden, außerdem ist es nicht erfor­ derlich, das Filterpapier nach der Messung sofort heraus­ zunehmen und mit einer Farbskala zu vergleichen.

In einer ersten besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß die optische Meß­ einrichtung als Reflexsensor ausgebildet ist, welcher außerhalb der Abgasdurchtrittsöffnung angeordnet ist, wobei der Rußmeßfilter quer zur Gasdurchtrittsrichtung in der Filteraufnahme wenigstens bis in den Bereich des Reflexsen­ sors verschiebbar ist. Nach der Messung wird dann das Fil­ terpapier in der Filteraufnahme in den Bereich des Reflex­ sensors verschoben, wobei eine lineare Verschiebung oder auch eine revolverförmige Verdrehung vorgesehen sein kann, wenn das Filterpapier als rundes Plättchen ausgebildet ist. Bei letzterer Ausgestaltung kann dann mit einem Filterpa­ pier bei entsprechender Verdrehung mehrfach gemessen wer­ den. Zur Messung wird dabei vom Reflexsensor eine bestimmte Lichtintensität abgegeben, das vom Filterpapier reflek­ tierte Licht wird dann anschließend im Reflexsensor gemes­ sen und zur Bestimmung des Rußgehaltes herangezogen.

Zur Erleichterung der Handhabung ist vorteilhaft vorgese­ hen, daß die Filteraufnahme mit einer Einrichtung zum auto­ matischen Verschieben des Rußmeßfilters ausgerüstet ist.

Dabei ist besonders vorteilhaft vorgesehen, daß in der Fil­ teraufnahme Rastanschläge für den Rußmeßfilter wenigstens in der Meßposition und in der Auswerteposition vorgesehen sind. Dadurch kann zuverlässig gewährleistet werden, daß der Rußmeßfilter sowohl in der Meßposition als auch in der Auswerteposition genau positioniert wird.

In einer besonders vorteilhaften zweiten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die optische Meßeinrich­ tung eine Lichtquelle, die im Bereich der Filteraufnahme derart angeordnet ist, daß sie den Rußmeßfilter in der Meß­ position beaufschlagt, und einen Lichtdetektor aufweist, welcher derart im Bereich der Filteraufnahme angeordnet ist, daß er das von der Lichtquelle stammende Licht nach dem Durchtritt durch den Filter oder der Reflektion am Fil­ ter aufnimmt. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteil­ haft, da eine kontinuierliche Messung des Rußgehaltes mög­ lich ist, d. h. die Auswertung kann simultan mit der Messung erfolgen. Es ist nicht erforderlich, den Rußmeßfilter nach der eigentlichen Messung in der Filteraufnahme zu ver­ schieben, die optische Meßeinrichtung ist so angeordnet, daß sie den Rußgehalt direkt im Bereich der Abgasdurch­ trittsöffnung ermitteln kann.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Lichtquelle im Bereich vor dem Rußmeßfilter und der Lichtdetektor vor oder hinter dem Rußmeßfilter angeordnet ist, jeweils in Abhängigkeit davon, ob die Intensität des vom Filter reflektierten Lich­ tes oder des durch den Filter hindurchgetretenen Lichtes gemessen wird.

Die Erfindung sieht ferner vorteilhaft vor, daß im Bereich der Filteraufnahme eine Heizeinrichtung vorgesehen ist. Die Heizeinrichtung kann zweckmäßig sein, wenn besonders feuch­ te Abgase zu untersuchen sind, um zu verhindern, daß sich Feuchtigkeit auf dem Filterpapier niederschlägt, was die Messung verfälschen könnte. Dabei kann die Heizeinrichtung mit einer eigenen Energieversorgung versehen sein (z. B. Batterie).

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung, teilweise im Längsschnitt nach einer ersten Ausführungsform und

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Meßvorrichtung, teilweise im Längsschnitt nach einer zweiten Ausführungsform.

In den Zeichnungen ist von einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Messung der Rußkonzentration von Abgasen in Kami­ nen, insbesondere Hauskaminen, nur ein für die Erfindung wesentliches rohrförmiges Meßelement dargestellt, das all­ gemein mit 1 bezeichnet ist. Der Meßgaseintritt in dieses Meßelement ist mit einem Pfeil 2 und der Austritt mit einem Pfeil 3 angedeutet.

Stromaufwärts vor dem mit dem Pfeil 2 angedeuteten Eintritt ist an das rohrförmige Meßelement 1 ein nicht dargestelltes Meßsondenrohr mit Meßsonde angeschlossen, z. B. ange­ schraubt, welches zur Rußmessung in einen nicht darge­ stellten Kamin bzw. in ein Abgasrohr eingeführt wird. Im Bereich des Austritts des rohrförmigen Meßelementes 1, d. h. stromabwärts vom Pfeil 3, ist eine Saugeinrichtung, z. B. eine Pumpe, angeordnet, die ebenfalls nicht dargestellt ist. Die Abgasdurchtrittsöffnung im rohrförmigen Meßelement 1 ist mit 4 bezeichnet.

Das rohrförmige Meßelement 1 selbst besteht wenigstens aus zwei rohrförmigen Teilstücken 5 und 6, die im Verbindungs­ bereich jeweils einen flanschförmigen Ansatz 7 bzw. 8 auf­ weisen, zwischen denen eine schlitzförmige Filteraufnahme 9 vorgesehen ist, in die ein Rußmeßfilter 10 auswechselbar einführbar ist.

In den Flansch 7 des rohrförmigen Teils 5 des Meßelementes 1 ist eine als Reflexsensor ausgebildete optische Meßein­ richtung 11 integriert, deren Austrittsfläche 11a unmittel­ bar an die Filteraufnahme 9 angrenzt, und zwar radial außerhalb der Abgasdurchtrittsöffnung 4.

Dieser an sich bekannte Reflexsensor 11 weist eine Licht­ quelle auf, welche Licht in die Filteraufnahme 9 eintreten läßt und einen Lichtdetektor, welcher das in der Filter­ aufnahme 9 bzw. am Rußmeßfilter 10 reflektierte Licht auf­ nimmt bzw. dessen Intensität bestimmt. Die gemessene Licht­ intensität wird dann elektronisch ausgewertet und liefert eine Angabe über die Schwärzung des Filterpapiers bzw. da­ mit des Rußgehaltes.

Beim eigentlichen Meßvorgang bildet sich durch den Gas­ durchtritt durch die Abgasdurchtrittsöffnung 4 auf dem Ruß­ meßfilter 10 ein Rußfleck. Nach dem eigentlichen Meßvorgang wird dann das Filterpapier 10 quer zur Durchtrittsrichtung derart in der Filteraufnahme 9 verschoben, daß der Rußmeßfleck auf dem Filter 10 vor dem Reflexsensor 11 posi­ tioniert wird.

Diese Verschiebung des Rußmeßfilters kann manuell oder auch automatisch erfolgen, indem eine entsprechende Verschiebe­ einrichtung vorgesehen ist, die nicht dargestellt ist. Um dabei eine genaue Positionierung zu erreichen, sind in der Filteraufnahme 9 bevorzugt Rastanschläge für den Meßfilter 10 wenigstens in der Meßposition und in der Auswerteposi­ tion vorgesehen, was im einzelnen nicht dargestellt ist. Die Verschiebung des Rußmeßfilters 10 kann dabei linear er­ folgen, es kann allerdings auch nach Art eines Revolver­ kopfes eine Verdrehung durchgeführt werden, der Meßfilter 10 ist dann nicht streifenförmig, sondern kreisförmig und kann entsprechend bei dieser Ausgestaltung nacheinander für mehrere Messungen eingesetzt werden.

Nach der Verschiebung des Rußmeßfilters 10 aus der Meßpo­ sition in die Auswerteposition, d. h. in den Bereich des Re­ flexsensors 11, wird dann automatisch durch Intensitätsbe­ stimmung des an der Schwärzung des Rußmeßfilters 10 reflek­ tierten Lichtes die Rußkonzentration bestimmt und mit einer mit dem Reflexsensor 11 verbundenen, nicht dargestellten Anzeigeeinrichtung angezeigt.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 ver­ wandt sind.

Anders als beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht die optische Meßeinrichtung hierbei aus im wesentlichen zwei Elementen, nämlich einer Lichtquelle 12 und einem Lichtde­ tektor 13. Dabei ist die Lichtquelle 12 bevorzugt vor der Filteraufnahme 9 im Flansch 7 derart angeordnet, daß das aus der Lichtquelle 12 austretende Licht den Rußmeßfilter 10 in der Meßposition beaufschlagt. Die entsprechende Sym­ metrieachse der Lichtquelle 12 ist mit 14 bezeichnet. Der Lichtdetektor 13 ist bevorzugt symmetrisch zur Lichtquelle 12 derart angeordnet, daß das von der Lichtquelle 12 aus­ tretende Licht nach der Reflektion am Rußmeßfilter 10 in den Lichtdetektor 12 eintritt (Symmetrieachse 15). Der Lichtdetektor 13 ist dann ebenfalls mit einer Anzeigeein­ richtung verbunden, die nicht dargestellt ist, um den aus der Messung der Lichtintensität des reflektierten Lichtes ermittelten Rußkonzentrationswert anzuzeigen.

Erkennbar ist mit dieser Vorrichtung eine kontinuierliche Rußkonzentrationsbestimmung möglich, da auch während der Auswertung der Rußmeßfilter 10 in der eigentlichen Meßpo­ sition verbleibt.

Selbstverständlich ist es auch möglich, den Lichtdetektor 13 hinter dem Rußmeßfilter 10 bzw. hinter der Filterauf­ nahme 9 anzuordnen, es wird dann vom Lichtdetektor 13 nur das Licht aufgenommen, welches durch den Rußfleck auf dem Meßfilter 10 hindurchgetreten ist.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind möglich, ohne den Grundgedanken zu ver­ lassen. So können auch andere geeignete optische Meßein­ richtungen zur Bestimmung der Rußkonzentration eingesetzt werden und dergl. mehr.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Messung der Rußkonzentration von Abgasen in Kaminen, insbesondere Hauskaminen, mit einem in den Kamin einführbaren Meßsondenrohr, einem am Ende des Meßsonden­ rohres angeordneten rohrförmigen Meßelement mit einer Fil­ teraufnahme, in die ein die Abgasdurchtrittsöffnung des Meßelementes in der Meßposition vollständig abdeckender Rußmeßfilter einsetzbar ist, und mit einer im Bereich des Austritts des Meßelementes angeordneten Saugeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß am rohrförmigen Meßelement (1) im Bereich der Filter­ aufnahme (9) eine optische Meßeinrichtung (11, 12, 13) zur Bestimmung des Rußgehaltes angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Meßeinrichtung als Reflexsensor (11) aus­ gebildet ist, welcher außerhalb der Abgasdurchtrittsöffnung (4) angeordnet ist, wobei der Rußmeßfilter (10) quer zur Gasdurchtrittsrichtung in der Filteraufnahme (9) wenigstens bis in den Bereich des Reflexsensors (11) verschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filteraufnahme (9) mit einer Einrichtung zum auto­ matischen Verschieben des Rußmeßfilters ausgerüstet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Filteraufnahme Rastanschläge für den Rußmeßfil­ ter (10) wenigstens in der Meßposition und in der Auswer­ teposition vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Meßeinrichtung eine Lichtquelle (12), die im Bereich der Filteraufnahme (9) derart angeordnet ist, daß sie den Rußmeßfilter (10) in der Meßposition beauf­ schlagt, und einen Lichtdetektor (13) aufweist, welcher derart im Bereich der Filteraufnahme (9) angeordnet ist, daß er das von der Lichtquelle (12) stammende Licht nach dem Durchtritt durch den Filter (10) oder der Reflektion am Filter (10) aufnimmt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (12) im Bereich vor dem Rußmeßfilter (10) und der Lichtdetektor (13) vor oder hinter dem Ruß­ meßfilter (10) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Filteraufnahme (9) eine Heizeinrichtung vorgesehen ist.