DE4312635A1 - Verfahren und Meßgerät zur Erstellung und sofortigen Auswertung von Luftschadstoffanalysen am Meßort - Google Patents
Verfahren und Meßgerät zur Erstellung und sofortigen Auswertung von Luftschadstoffanalysen am MeßortInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein mobiles Meßgerät, das eine Erstellung
und Auswertung von Luftschadstoffen am Meßort erlaubt.
Luftschadstoffe können an geeigneten Adsorptionsmaterialien konzentriert oder durch
Sensoren, die auf den gesuchten Stoff ansprechen, detektiert werden. Durch direkte chemische
Umsetzung, beispielsweise colorimetrische Reaktion oder Bestimmung mit geeigneten Sensoren, kann
die Masse des Schadstoffs bestimmt werden.
Als Ergebnis derartiger Untersuchungen erhält man die Masse des gesuchten chemischen
Stoffes. Um die Konzentration in der Luft zu erhalten, muß die exakte Luftmenge bekannt
sein, die das Adsorptionsmaterial oder den Sensor durchströmt hat.
Das Volumen eines Gases ist vom Druck (bei Luft: Luftdruck und in diesem Zusammenhang
Höhe der Volumenmessung über dem angenommenen Nullpunkt Meereshöhe) und der
Temperatur abhängig, daher müssen bei Volumenbestimmungen der Luftdruck, die Höhe
über Normalnull und die Temperatur des Gases bekannt sein.
Die gemessene Gasmenge wird mit den Faktoren Luftdruck, Höhe über NN und Temperatur
korrigiert und man erhält als Ergebnis das sogenannte Normalvolumen (bei 20°C, 1013 hPa
und Meereshöhe), auf das die Masse des Schadstoffes bezogen wird.
Nach dem Gesetz von Avogadro gilt, daß dieselbe Anzahl Moleküle/Atome bei konstantem
Druck und Temperatur dasselbe Volumen besitzen. Daraus ergibt sich, daß durch eine
Massenbestimmung des Gases, das Gasvolumen bei vorgegebenem Druck und Temperatur
erhalten werden kann.
Die Masse eines Gases kann aus der Wärmekapazität des Gases erhalten werden. Einer
unbestimmten Gasmenge wird eine bestimmte Wärmeenergie zugeführt. Die
Temperaturerhöhung dieser Gasmenge ist proportional der Anzahl der Moleküle/Atome und
somit seiner Masse. Durch Berechnung oder einmalige Kalibration erhält man somit das
Volumen des Gases bei Standardbedingungen (beispielsweise Normalvolumen bei 20°C, 1013 hPa
und Meereshöhe [Normalnull]).
Die Massebestimmung ist unabhängig von dem am Meßort herrschenden Luftdruck, der Höhe
des Meßortes über Normalnull und der Temperatur. Man erhält damit bei Gasmessungen
unabhängig von den Umgebungsbedingungen stets das Standardvolumen (Normalvolumen)
des Gases.
Aus der Masse des Schadstoffs, die über einen Detektor oder Sensor erhalten wurde und dem
Normalvolumen der durchströmten Gasmenge läßt sich somit am Ort der Probenahme die
Konzentration des Luftschadstoffs unabhängig von den Umgebungsbedingungen ohne
zusätzliche Messungen oder Korrekturen sofort bestimmen.
Die Erfindung ist durch Verfahrensschritte a-c und durch ein Meßgerät gelöst, wie es in
Abschnitt 8 skizziert ist. Zweckmäßige Weiterentwicklungen sind in den jeweiligen
Unterabschnitten beschrieben.
Das Meßgerät (1) besteht aus einem Massenflußsensor (2), der unabhängig vom herrschenden
Luftdruck, der Höhe des Meßortes über Normalnull und der jeweiligen Umgebungstemperatur
das Normalvolumen mißt, einer vor oder hinter dem Massenflußsensor angebrachten
Vakuumpumpe (3) und einem Prozessor (4).
Dem Prozessor (4) ist ein Bildschirm (5) zur Darstellung der Meßergebnisse und eine
Eingabetastatur (6) zugeordnet.
Die Stromversorgung des Meßgerätes besteht aus einem Netzteil und einem integrierten
Ladegerät (7) für wiederaufladbare Akkumulatoren (8). Das Meßgerät kann durch die
eingebauten Akkumulatoren (8) netzunabhängig betrieben werden.
Nicht dargestellt ist ein Massenspeicher (9) zum Speichern der Meßergebnisse, ein integrierter
Drucker (10) zum Drucken der Meßergebnisse und einer Schnittstelle (11) zur
Datenübertragung an einen externen Computer.
Zur Meßwert-Dokumentation können weitere Sensoren (12), beispielsweise ein Sensor, zur
Messung des Unterdrucks nach der Meßsonde (16) angebracht sein. Die Sensoren sind über
einen Analog-Digital-Wandler (13) mit dem Prozessor (4) verbunden. Die Meßwerte dieser
Sensoren werden auf dem Bildschirm (5) angezeigt.
Die Durchführung des Verfahrens zur Erstellung und sofortigen Auswertung von
Luftschadstoffen am Meßort erfolgt dermaßen, daß ein Saugschlauch (14), der mit einer
Schnellverschlußkupplung (15) mit dem Meßgerät (1) verbunden ist, und einer Meßsonde mit
integriertem Detektor oder Sensor zur Bestimmung des Schadstoffs (16) an die Meßstelle (17)
herangeführt wird. Über die Eingabetastatur (6) wird das Normalvolumen und die Zeit, in der
das Normalvolumen gepumpt werden soll, eingeben und die Messung gestartet. Die
Meßparameter werden auf dem Bildschirm (5) wiedergegeben. Nach Erreichen des
vorbestimmten Normalvolumens beendet der Prozessor (4) den Meßvorgang. Die Meßwerte
werden auf dem Bildschirm (5) angezeigt. Eine Korrektur des Normalvolumens ist nicht
notwendig.
Als Detektoren in der Meßsonde mit integriertem Detektor (16) können je nach Art des zu
messenden Schadstoffs verschiedene Detektoren verwendet werden.
Detektoren können Adsorptionsröhrchen mit colorimetrischer Anzeige, flüssige
Adsorptionsmaterialien oder Sensoren sein. Als Sensoren können Chemosensoren,
elektrochemische Sensoren oder Biosensoren in der Meßsonde (16) verwendet werden.
Bei der Verwendung von Sensoren zur Detektion des Schadstoffes werden die Meßergebnisse
über eine Schnittstelle (18) und dem Analog-Digital-Wandler (13) dem Prozessor (4)
zugeführt, der die Konzentration des Schadstoffs im Normalvolumen berechnet und auf dem
Bildschirm (5) wiedergibt.
Legende
1 Meßgerät
2 Massendurchflußmesser
3 Vakuumpumpe
4 Prozessor
5 Bildschirm
6 Tastatur
7 Netzteil und Ladegerät für Akkumulatoren
8 Akkumulatoren
9 Massenspeicher
10 Drucker
11 Schnittstelle zu externem Computer
12 Sensor zur Messung des Unterdrucks nach der Meßsonde
13 Analog-Digital-Wandler
14 Saugschlauch
15 Schnellverschlußkupplung
16 Meßsonde mit integriertem, auswechselbarem Detektor
17 Meßstelle
18 Schnittstelle Meßsonde/Prozessor
2 Massendurchflußmesser
3 Vakuumpumpe
4 Prozessor
5 Bildschirm
6 Tastatur
7 Netzteil und Ladegerät für Akkumulatoren
8 Akkumulatoren
9 Massenspeicher
10 Drucker
11 Schnittstelle zu externem Computer
12 Sensor zur Messung des Unterdrucks nach der Meßsonde
13 Analog-Digital-Wandler
14 Saugschlauch
15 Schnellverschlußkupplung
16 Meßsonde mit integriertem, auswechselbarem Detektor
17 Meßstelle
18 Schnittstelle Meßsonde/Prozessor
Claims (18)
1. Verfahren zur Erstellung und Auswertung von Luftschadstoffanalysen am Meßort,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- a) eine Sonde mit integriertem, auswechselbarem Detektor für die zu bestimmenden Schadstoffe wird an die Meßstelle herangeführt. Die Sonde ist durch einen Saugschlauch mit der Vakuumpumpe und dem Massendurchflußmesser verbunden;
- b) über eine Tastatur wird das Normalvolumen und die Zeit, in der das Normalvolumen gepumpt werden soll, einem Prozessor eingegeben. Die eingegebenen Werte werden auf einem Monitor angezeigt;
- c) die Vakuumpumpe saugt durch den Meßmodul und den Prozessor gesteuert das Normalvolumen in der vorbestimmten Zeit ein und gibt die Werte auf dem Monitor wieder.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektor ein
Adsorptionsröhrchen mit colorimetrischer Anzeige verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektor flüssige
Adsorptionsmaterialien verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektor ein Sensor
verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektor ein Chemosensor
verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektor ein
elektrochemischer Sensor verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektor ein Biosensor
verwendet wird.
8. Meßgerät zur Ausübung des Verfahrens 1-7, gekennzeichnet durch eine Vakuumpumpe
(3), einen Massendurchflußmesser (2) in Flußrichtung vor oder hinter der Vakuumpumpe (3),
einen Prozessor zur Erstellung und Auswertung des angesaugten Normalvolumens und einer
Sonde mit integriertem, auswechselbarem Detektor (16).
9. Meßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Prozessor (4) ein Monitor
(5) zugeordnet ist.
10. Meßgerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Prozessor (4) eine
Tastatur (6) zugeordnet ist.
11. Meßgerät nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung ein
Ladegerät und Netzteil (7) vorgesehen ist.
12. Meßgerät nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung
Akkumulatoren (8) vorgesehen sind.
13. Meßgerät nach Anspruch 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Massenspeicher (9)
zum Speichern der Meßergebnisse und Aufruf von automatischen Meßprogrammen
vorgesehen ist.
14. Meßgerät nach Anspruch 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Datenübertragung
eine Schnittstelle (11) zu einem externen Computer vorgesehen ist.
15. Meßgerät nach Anspruch 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drucker (10) zum
Drucken der Meßergebnisse vorgesehen ist.
16. Meßgerät nach Anspruch 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor zum
Detektieren der relativen Feuchte im Meßgas vorgesehen ist.
17. Meßgerät nach Anspruch 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzdrucksensor
(12) zum Detektieren des Unterdruckes nach der Sonde vorgesehen ist.
18. Meßgerät nach Anspruch 8-17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Datenübertragung von
der Meßsonde (16) zum Prozessor (4) eine Schnittstelle (18) vorhanden ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934312635 DE4312635A1 (de) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Verfahren und Meßgerät zur Erstellung und sofortigen Auswertung von Luftschadstoffanalysen am Meßort |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934312635 DE4312635A1 (de) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Verfahren und Meßgerät zur Erstellung und sofortigen Auswertung von Luftschadstoffanalysen am Meßort |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4312635A1 true DE4312635A1 (de) | 1994-10-20 |
Family
ID=6485751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19934312635 Withdrawn DE4312635A1 (de) | 1993-04-19 | 1993-04-19 | Verfahren und Meßgerät zur Erstellung und sofortigen Auswertung von Luftschadstoffanalysen am Meßort |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4312635A1 (de) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4430150C1 (de) * | 1994-08-25 | 1995-10-19 | Horst K Veith | Verfahren und Vorrichtung zur Schadstoffmessung in Matratzen |
| WO2000016097A1 (de) * | 1998-09-11 | 2000-03-23 | Wrzeski Lucjan | Verfahren und einrichtung zur beseitigung von verunreinigungen aus luftatmosphäre, besonders in störungslagen |
| FR2797953A1 (fr) * | 1999-09-01 | 2001-03-02 | Althea Dev | Dispositif de pompage d'echantillons d'air atmospherique, securise par la surveillance optique de la zone et controle fonctionnel de l'equipement avec enregistrement et restitution des donnees |
| WO2002073161A1 (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-19 | The Secretary Of State For Defence | Gas sampler |
| FR3064363A1 (fr) * | 2017-03-27 | 2018-09-28 | Action Europe | Dispositif portable pour la detection et le prelevement de polluants dans un gaz et procede mis en œuvre par ledit dispositif |
-
1993
- 1993-04-19 DE DE19934312635 patent/DE4312635A1/de not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| Anal.Chem., 1981, 53, S. 740-742 * |
| Chemical Abstracts, 1988, Vol. 109, 42758c * |
| Drägerheft 325 (Jan.-April 1983), S. 1-10 * |
| Drägerheft 325 (Jan.-April 1983), S. 11-14 * |
| Staub-Reinhaltung der Luft, 51 (1991), S. 433-438 * |
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