DE4413525A1 - Staubprobenahmegerät - Google Patents
StaubprobenahmegerätInfo
- Publication number
- DE4413525A1 DE4413525A1 DE4413525A DE4413525A DE4413525A1 DE 4413525 A1 DE4413525 A1 DE 4413525A1 DE 4413525 A DE4413525 A DE 4413525A DE 4413525 A DE4413525 A DE 4413525A DE 4413525 A1 DE4413525 A1 DE 4413525A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sampling device
- dust sampling
- dust
- filter
- cyclone
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000428 dust Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 241000446313 Lamella Species 0.000 claims description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 3
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 241000881711 Acipenser sturio Species 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012926 crystallographic analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3282—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting variations in infrasonic, sonic or ultrasonic waves, due to modulation by passing through the swirling fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
- G01N1/2205—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling with filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
- B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
- B04C2009/002—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks with external filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/24—Suction devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
- G01N2001/222—Other features
- G01N2001/2223—Other features aerosol sampling devices
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Staubprobenahmegerät nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für die Bewertung der Staubsituation in der Umwelt, insbe
sondere in der Arbeitsumwelt, sind Präparate erzeugende
Geräte und direkt anzeigende oder registrierende Geräte
bekannt.
Bei Präparate erzeugenden Geräten wird eine bestimmte
Probeluftmenge angesaugt und der Staub in Filtern abgeschie
den. Das Staubpräparat wird danach durch verschiedene
Wägetechniken, durch Zählen, Photometrieren oder durch
verschiedene chemische oder kristallographische Analysenme
thoden ausgewertet. Diese Geräte ermöglichen eine Aussage
über die Staubmassenkonzentration in der Luft (mg/m³) frak
tioniert nach Korngrößen sowie über die chemisch-kristallo
graphische Zusammensetzung des Staubs.
Bekannt sind Geräte, die nach dem zweistufigen gravimetr
ischen Verfahren arbeiten. So ist aus der DD-PS 89 496 ein
Gerät zur Entnahme von Schwebstoffproben aus Gasen zwecks
anschließender Bestimmung der Schwebstoffkonzentration
und der stofflichen Zusammensetzung der Schwebstoffe be
kannt. Dieses Gerät ist mit zwei Filtern und einem Saugag
gregat ausgerüstet. Bei diesem Gerät wird in einem Zyklon
als Vorabscheider mit definierter Abscheidecharakteristik
zunächst die grobe Teilchenfraktion abgeschieden. Anschlie
ßend wird die Luft durch ein Feinstaubfilter gesaugt, in
dem die feine Teilchenfraktion abgeschieden wird. Dieses
Filter besteht aus einem elektrisch polarisierten Grobfa
servlies.
Bei dem Gerät nach DD-PS 89 496 wird wegen der weitgehend
konstant bleibenden Filterwiderstände auf eine Durchflußmes
sung und -regelung verzichtet, was in ungünstigen Fällen
mit größeren Abweichungen vom Sollwert des Durchflusses
verbunden sein kann. Auch bei anderen bisher bekannten
Geräten mit Lüftern als Aspirator ist die Forderung nach
Konstanthaltung des Betriebsvolumenstromes nicht erfüllt.
Die bekannten Geräte weisen den Nachteil auf, daß sie nicht
die gegenwärtig geforderte 3stufige Korngrößenfraktionie
rung gemäß DIN-EN 481 vornehmen, die eine physiologisch
bessere Differenzierung der Staubdeposition im Atemtrakt
ermöglicht.
Bei bisher bekannten Anordnungen werden als Strömungsmesser
Flügelradanemometer, Hitzdraht- oder Hitzkugelanemometer,
Nomblende oder Venturidüse verwendet, die im eigentlichen
Sinne Massestromsensoren darstellen. Unter Normbedingungen,
d. h. bei nur geringer Abweichung der Raumtemperatur und
des Luftdruckes von den normalen Bedingungen, die zu keiner
erheblichen Änderung der Luftdichte führen, ist eine Propor
tionalität zwischen Masse- und Volumenstrom gegeben. Der
Volumenstrom ist die Voraussetzung für die repräsentative
Nachbildung des menschlichen Atemtraktes. Unter realen
Einsatzbedingungen sind Normbedingungen überwiegend nicht
vorhanden. Z.B. ergeben sich bei Einsatz unter Tage erhebli
ch andere Drucke oder in der keramischen und metallerzeugen
den Industrie erhebliche Temperaturabweichungen. Deshalb
ist bei dieser Massestrommessung eine Temperatur- und
Druckkompensation mit entsprechender Sensorik zur Realisie
rung einer Volumenstrommessung bezogen auf das Betriebsvolu
men erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Staubprobenah
megerät zur Verfügung zu stellen, das eine dreistufige
Korngrößentrennung nach DIN-EN 481 aufweist, das unter
realen Einsatzbedingungen keine aufwendige Regelung für die
Konstanthaltung des Betriebsvolumenstromes erfordert, das
sich durch geringes Bauvolumen auszeichnet und das bei Stör
fällen in seinem pneumatischen Kreis automatisch abschal
tet.
Erfindungsgemäß wird das entsprechend den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
Ein Staubprobenahmegerät unter Verwendung eines elektrisch
polarisierten Vliesfilters sowie eines Saugaggregates,
weist erfindungsgemäß drei Abscheiderstufen auf, indem dem
elektrisch polarisierten Vliesfilter zwei Fliehkraftabschei
der vorgeordnet sind und weist weiterhin eine Einrichtung
für die Volumenstrommessung (Betriebsvolumen) nach dem
Prinzip der Karmanschen Wirbelstraße auf. Weiterhin ist
eine Regelung zur Erzielung eines konstanten Volumenstromes
vorgesehen.
Mit dieser Anordnung wird eine dreistufige Abscheidung mit
hoher Annäherung an die geforderte Trenncharakteristik
erzielt. Diese sieht eine Abscheidung in drei Korngrößen
fraktionen entsprechend dem Ort ihrer Ablagerung im mensch
lichen Körper vor. Dabei erfolgt die Abscheidung der gröb
sten Staubfraktion (Nasopharyngealfraktion) in dem genann
ten ersten Fliehkraftabscheider, die Abscheidung der mittle
ren Fraktion (Bronchialfraktion) im zweiten Fliehkraftab
scheider und die Abscheidung der Feinstaubfraktion (Alveo
larfraktion) im elektrisch polarisierten Grobfaservliesfil
ter.
Durch die Anwendung des Prinzips der Karmanschen Wirbelstra
ße ist die direkte Messung des Betriebs-Volumenstromes
möglich. Im Gegensatz zur bisher bekannten indirekten Volu
menstrommessung über die Proportionalität zum Massestrom
ist keine Korrektur von Dichteabweichungen, die durch
Temperatur- bzw. Druckabweichungen hervorgerufen werden,
erforderlich, d. h. die aufwendige Kompensation des Tempera
tur- und Druckeinflusses entfällt. Es werden gut verar
beitbare digitale Signale erzeugt, und die Messung des
Volumenstromes erfordert nur eine einfache Mechanik.
Die mit diesem Gerät ermittelten Staubmassen werden zur
vorschriftsmäßigen Ermittlung der gravimetrischen Staubkon
zentration auf das ausgewertete Betriebsvolumen bezogen.
Dieses Volumen ergibt sich aus dem Produkt des Volumenstro
mes und der Betriebszeit. Der zur Realisierung des Betriebs
volumens notwendige geregelte Volumenstrom (Betriebsvolu
men) macht den Einsatz eines Sensors, der das Betriebsvolu
men auswertet, notwendig.
Als erster Fliehkraftabscheider ist ein Lamellenabscheider
und als zweiter Fliehkraftabscheider ein Zyklon vorgesehen.
Die Lamellen des Lamellenabscheiders sind vorzugsweise in
einem krümmerförmigen Strömungskanal angeordnet. Die Krüm
mung der Lamellen verläuft entsprechend der Krümmung des
Strömungskanals.
Die durch Ansaugen in die Öffnung des Lamellenabscheiders
gelangte Luft erhält infolge seiner gekrümmten Strömungs
kanäle eine radiale Bewegungskomponente, was zum trägheits
bedingten Aufprallen der Staubteilchen der vorgegebenen
Fraktion führt.
Die Lamellen sollten zweckmäßig mit einem Mittel benetzt
sein, das eine Anhaftung der abgeschiedenen Staubpartikel
ermöglicht, z. B. mit Silikonöl.
Das Abscheiden erfolgt mit der gleichen Charakteristik wie
bei einem Plattenelutriator bestimmter Geometrie. Das
Abscheideverhalten wird durch die Kanalbreite zwischen den
Lamellen, der Strömungsgeschwindigkeit und dem Betrag der
Richtungsänderung bestimmt.
Zur Realisierung der Strömungsführung im Zyklon ist es wei
terhin zweckmäßig, ein Pseudotauchrohr im Bereich der Ein
strömöffnung anzubringen. Es ist zweckmäßig, das Tauchrohr
im Boden des Zyklons anzubringen, um die Abscheideeinheiten
nacheinander in Richtung des Ansaugaggregates anordnen zu
können. Das Gehäuse des sich anschließenden Feinstaubfil
ters, das üblicherweise die Form eines flachen Zylinders
besitzt, ist derart an das Tauchrohr des Zyklons gekoppelt,
daß die Luft tangential einströmt und damit gleichmäßig
über den Umfang des Feinstaubfilterringes verteilt das
Filter durchströmt.
Für die Messung des Volumenstromes ist im Ansaugkanal vor
dem Saugaggregat ein Störkörper vorgesehen, dem eine Meßein
richtung zur Erfassung der am Störkörper abgelösten Wirbel
nachgeordnet ist. Als Meßeinrichtung zur Erfassung der
Wirbel kann z. B. eine Meßeinrichtung zur Zählung der
abgelösten Wirbel und/oder zur Messung der Wirbelfrequenz
vorgesehen sein. Als Meßeinrichtung für die Wirbelfrequenz
kann eine Ultraschallmeßeinrichtung vorgesehen sein.
Zur Erzielung einer kompakten Bauform ist es zweckmäßig,
daß der Lamellenabscheider, der Zyklon und das Feinstaubfil
ter in einem ersten Geräteteil angeordnet sind, aus dem sie
nach Probenahme leicht entfernbar sind. In dem verbleiben
den Freiraum zwischen diesen Baugruppen ist ein Hochspan
nungsmodul für das Filter vorgesehen. Durch die Positionie
rung des Hochspannungsmoduls im Filterkopf entfällt die Ge
fährdung durch Leitungsbeschädigungen.
Der Lamellenabscheider, der Zyklon und das Filter sind
leicht auswechselbar im Gehäuse angeordnet und unabhängig
voneinander für den Präparatetransport und als Wägebehälter
ausgestaltet.
Erfindungsgemäß sind die beiden Vorabscheiderstufen und das
Gehäuse des Filters sowie eine weitere Abdeckung des Hoch
spannungsmoduls, die ursächlich zum Schutz dieses Moduls
vor Staubeinwirkung dient, gleichermaßen als Faradayscher
Käfig ausgebildet, der den Träger des Gerätes vor schädli
cher Wirkung der Hochspannung schützt.
Für eine kompakte Bauform ist es weiterhin zweckmäßig, daß
die für das Betreiben des Staubprobenahmegerätes erforderli
chen elektronischen Baugruppen in einem zweiten Geräteteil
anzuordnen, der auch das Saugaggregat enthält. Bei Verwen
dung eines Radialventilators mit einem zugehörigen Ansaug
stutzen ist es zweckmäßig, daß die Leiterplatten für die
elektronischen Bauelemente um den Ansaugstutzen herum
angeordnet sind, wobei die elektronischen Bauelemente
jeweils zweier Leiterplatten einander gegenüberliegen.
Ein Mikroprozessor übernimmt die Regelung des Volumenstro
mes durch frequenz- oder impulsbreitenmodulierte Erregung
des Motors mittels eines Stellgliedes.
Zur Erfassung von Störzuständen im pneumatischen Kreis des
Probenahmegerätes, wie z. B. Abknicken oder Reißen der
Schlauchverbindung zwischen Filterkopf und Saugaggregat ist
ein Schwellwertschalter für die Erfassung der Motorspannung
als Maß für den zulässigen Drehzahlbereich vorgesehen, der
über einen Mikroprozessor einen Hauptschalter betätigt.
Durch diesen wird das Gerät im Störungsfall abgeschaltet.
Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel anhand von
Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 den Aufbau des erfindungsgemäßen Staubprobenahmege
rätes als Schema;
Fig. 2 einen Schnitt durch den Fliehkraftabscheider gemäß
der Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt durch das Saugaggregat;
Fig. 4 einen Schnitt durch die Einrichtung für die Volumen
strommessung;
Fig. 5 einen gegenüber dem Schnitt nach Fig. 4 um 90°
gedrehten Schnitt durch die Einrichtung für die
Volumenstrommessung;
Fig. 6 das Blockschaltbild einer Schaltung zur Abschaltung
des Probenahmegerätes bei einem Störfall im pneuma
tischen Kreis.
Bei dem erfindungsgemäßen Staubprobenahmegerät wird die
staubhaltige Luft über einen Ansaugstutzen 1 angesaugt und
gelangt zunächst in einen Lamellenabscheider 2, in dem eine
erste Staubabscheidung erfolgt. In dieser ersten Stufe wird
Staub der Korngröße von 100 µm bis 10 µm, der sich im
menschlichen Körper in der Nase und im Rachen absetzt,
abgeschieden. Die Abscheidung erfolgt an Lamellen, von
denen zwei Lamellen 15, 16 dargestellt sind, die in einem
Krümmer des Lamellenabscheiders 2 vorgesehen sind. Die
angesaugte Luft erhält in dem Krümmer eine radiale Bewe
gungskomponente, die ein Aufprallen von Staubteilchen der
genannten Korngröße bewirkt.
Aus dem Lamellenabscheider 2 tritt die Luft tangential in
einen Zyklon 3 ein, in dem infolge der Zentrifugalkräfte
eine zweite Staubfraktion abgeschieden wird. Hier wird
Staub der Korngröße von 10 µm bis 4 µm abgeschieden, der
auch als Bronchialstaub bezeichnet wird. Dabei tritt die
Luft oben tangential in den Zyklon ein und verläßt ihn
unten über ein Tauchrohr 18. Der abgeschiedene Staub wird
seitlich vom Tauchrohr in einem Staubablagerungsbereich 19
gesammelt.
Aus dem Tauchrohr 18 tritt die Luft tangential in eine Fil
terkapsel 4 ein, in der ein elektrisch polarisiertes Filter
5 angeordnet ist. Infolge des tangentialen Eintritts der
Luft wird das Filter am Umfang gleichmäßig mit Luft beauf
schlagt. Als Filtermaterial kann zweckmäßig Wirrfaserfil
tervlies aus Polypropylen verwendet werden, das einen hohen
Abscheidegrad bei einem niedrigen Druckabfall und ein hohes
Staubspeichervermögen aufweist. In diesem Filter wird die
dritte Staubfraktion abgeschieden, die Korngrößen < 4 µm
erfaßt. Staub dieser Korngröße wird auch als Alveolarstaub
bezeichnet.
Die Luft tritt von außen in das Filter 5 ein, durchdringt
dieses, wird innen abgesaugt und gelangt über einen Kanal
6′ in einen Ansaugkanal 6, der über eine Schlauchverbin
dung mit dem Geräteteil verbunden ist, der das Saugaggregat
enthält. In diesem Geräteteil erfolgt die Volumenstrommes
sung nach dem Karmanschen Wirbelprinzip. Hierzu ist in
dessen Ansaugkanal ein Störkörper 7 vorgesehen, von dem
Wirbel abgerissen werden. Die Anzahl der Wirbel bzw. die
Wirbelfrequenz sind ein Maß für das Volumen bzw. den Volu
menstrom. Zur Messung der Wirbelfrequenz ist im vorliegen
den Ausführungsbeispiel ein Ultraschallsender 8 in Form
eines Paares von Piezoelementen vorgesehen, dem über Zulei
tungen 10 ein Eingangssignal mit einer Frequenz von ca. 150
kHz zugeführt wird, dem ein Niederfrequenzsignal von 300 Hz
überlagert ist, das aus der Frequenz der durchlaufenden
Strömungswirbel resultiert. Über einen Ultraschallempfänger
9 in Form eines Piezoelementes wird ein frequenzmoduliertes
Ausgangssignal über Leitungen 11 einer Signalerzeugungsein
heit 26 zugeführt. Dort wird die 150 kHz Trägerfrequenz her
ausgefiltert. Die empfangenen Signale werden nach Verstär
kung und Demodulation in digitale elektrische Signale
gewandelt deren Frequenz dem Volumenstrom proportional ist.
Ein Mikroprozessor 27 übernimmt die Aufgabe der digitalen
Regelung des Saugaggregates auf den vorgegebenen Sollwert
des Volumenstromes durch Frequenz- oder impulsbreitenmodu
lierter Ansteuerung des Stellgliedes 29.
Zur Erfassung von Störzuständen im pneumatischen Kreis des
Probenahmegerätes wie z. B. Abknicken oder Reißen der
Schlauchverbindung zwischen Filterkopf und Saugaggregat
wird vom Mikroprozessor 27 über Schwellwertschalter 28 zu
sätzlich die Motorspannung bei geöffnetem Stellglied 29
als Maß für den zulässigen Drehzahlbereich ausgewertet und
im Störungsfall das Gerät über einen Hauptschalter 30 abge
schaltet.
Für das Ansaugen der Luft ist ein Radialventilator 20
vorgesehen, der von einem Motor 14 angetrieben wird. Die
Luft wird über einen Ansaugstutzen 12 und einen Ringspalt
13 angesaugt.
Zur Erzielung einer kompakten Bauweise des Staubprobenahme
gerätes ist das Hochspannungsmodul für das Betreiben des
Filters 5 in dem Raum zwischen Ansaugstutzen 1, Lamellenab
scheider 2, Zyklon 3 und Filterkapsel 4 angeordnet. Dieser
ohnehin vorhandene Raum im Gerät wird auf diese Weise
zweckmäßig genutzt.
Zur kompakten Bauweise trägt weiterhin bei, daß die erfor
derliche Analogleiterkarte 21 und die Rechnerleiterkarte 22
im Bereich des Ansaugstutzens 12 des Radialventilators 20
vorgesehen sind. Die Rechnerleiterkarte 22 weist eine
Aussparung 24 auf, die den äußeren Abmessungen des Ansaug
stutzens 12 entspricht, so daß sie über diesen geschoben
werden kann. Die Analogleiterkarte 21 weist eine Aussparung
25 auf, die den äußeren Abmessungen des Motors 14 ent
spricht, so daß sie über diesen geschoben werden kann. Die
Leiterkarten sind so angeordnet, daß sich die auf ihnen
befindlichen elektronischen Bauelemente 26 gegenüberliegen,
d. h. innen liegen. Als Stromquelle können Akkumulatoren
oder Primärelemente vorgesehen sein.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es erstmalig mög
lich, ein tragbares Staubprobenahmegerät zur Verfügung zu
stellen, das sowohl den Forderungen zur Meßaussage
- - dreistufige Abscheidung mit hoher Annäherung an eine Trenncharakteristik, die dem menschlichen Atemtrakt nahekommt und die auch in der DIN-EN-481 niedergelegt ist,
- - ausreichend großer Volumenstrom, der einen Einsatz auch bei geringen Konzentrationen ermöglicht,
- - hohe Speicherkapazität,
- - leichte Präparategewinnung bei Analysen
als auch den Forderungen zur Ergonomie
- - nach kleiner, leichter und körpergerechter Bauform
gerecht wird.
Claims (20)
1. Staubprobenahmegerät unter Verwendung eines elektrisch
polarisierten Vließfilters sowie eines Saugaggregates,
dadurch gekennzeichnet,
daß drei Abscheiderstufen vorgesehen sind, indem dem elek
trisch polarisierten Vliesfilter zwei Fliehkraftabscheider
vorgeordnet sind und daß eine Einrichtung für die Volumen
strommessung nach dem Prinzip der karmanschen Wirbelstraße
vorgesehen ist.
2. Staubprobenahmegerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß als erster Fliehkraftabscheider ein Lamellen
abscheider (2) und als zweiter Fliehkraftabscheider ein
Zyklon (3) vorgesehen sind.
3. Staubprobenahmegerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lamellen (15, 16) des Lamellenabscheiders
(2) in einem krümmerförmigen Strömungskanal vorgesehen
sind.
4. Staubprobenahmegerät nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Krümmung der Lamellen (15, 16) entspre
chend der Krümmung des Strömungskanals verläuft.
5. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen
(15, 16) mit einem Mittel benetzt sind, das eine Anhaftung
der abgeschiedenen Staubpartikel ermöglicht.
6. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der Ansprüche
2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen mit
Silikonöl benetzt sind.
7. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugka
nal vor dem Saugaggregat ein Störkörper (7) vorgesehen ist,
dem eine Meßeinrichtung (26, 27) zur Erfassung der am
Störkörper (7) abgelösten Wirbel nachgeordnet ist.
8. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßein
richtung zur Zählung der abgelösten Wirbel und/oder zur
Messung der Wirbelfrequenz vorgesehen ist.
9. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßein
richtung für die Wirbelfrequenz eine Ultraschallmeßeinrich
tung vorgesehen ist.
10. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich
der Einströmöffnung des Zyklons (3) ein Pseudo-Tauchrohr
(18) vorgesehen ist.
11. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr
(18) des Zyklons (3) tangential am Filtergehäuse befestigt
ist.
12. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr
(18) im Boden des Zyklons (3) vorgesehen ist.
13. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellen
abscheider, der Zyklon und das Filter in einem ersten
kompakten Geräteteil angeordnet sind und daß in dem verblei
benden Freiraum zwischen diesen Baugruppen ein Hochspan
nungsmodul für das Filter vorgesehen ist.
14. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellen
abscheider (2), der Zyklon (3) und das Filter (5) leicht
auswechselbar im Gehäuse angeordnet sind.
15. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellen
abscheider (2), der Zyklon (3) und das Filter (5) unabhän
gig voneinander für den Präparatetransport und als Wägebe
hälter ausgestaltet sind.
16. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Fliehkraftabscheider , das Gehäuse des Filters sowie eine
weitere Abdeckung des Hochspannungsmoduls, die ursächlich
zum Schutz dieses Moduls vor Staubeinwirkung dient, als Fa
radayscher Käfig ausgebildet sind.
17. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die für das
Betreiben des Staubprobenahmegerätes erforderlichen elektro
nischen Baugruppen in einem zweiten Geräteteil angeordnet
sind, der auch das Saugaggregat (20) enthält.
18. Staubprobenahmegerät nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei Verwendung eines Radialventilators (20)
mit einem zugehörigen Ansaugstutzen die Leiterplatten (21,
22) für die elektronischen Bauelemente um den Ansaugstutzen
herum angeordnet sind, wobei die elektronischen Bauelemente
(23) jeweils zweier Leiterplatten einander gegenüberliegen.
19. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die
Regelung des Volumenstromes durch frequenz- oder impulsbrei
tenmodulierte Erregung des Motors (14) ein Mikroprozessor
(27) und ein Stellglied (29) angeordnet sind.
20. Staubprobenahmegerät nach mindestens einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwell
wertschalter (28) für die Erfassung der Motorspannung als
Maß für den zulässigen Drehzahlbereich vorgesehen ist, dem
ein über einen Mikroprozessor angesteuerter Hauptschalter
(30) zugeordnet ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4413525A DE4413525C2 (de) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | Staubprobenahmegerät |
GB9507413A GB2288344B (en) | 1994-04-15 | 1995-04-10 | Dust sampling device |
FR9504550A FR2718847B1 (fr) | 1994-04-15 | 1995-04-14 | Appareil pour prélever des échantillons de poussières. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4413525A DE4413525C2 (de) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | Staubprobenahmegerät |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4413525A1 true DE4413525A1 (de) | 1995-10-26 |
DE4413525C2 DE4413525C2 (de) | 1996-09-26 |
Family
ID=6515833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4413525A Expired - Fee Related DE4413525C2 (de) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | Staubprobenahmegerät |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4413525C2 (de) |
FR (1) | FR2718847B1 (de) |
GB (1) | GB2288344B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19735205A1 (de) * | 1997-08-14 | 1999-02-25 | Gustav Prof Dr Techn Schweiger | Verfahren zur spektroskopischen Rußmessung |
CN105181396A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-23 | 北京市化工职业病防治院 | 一种个人呼吸性粉尘采样装置 |
DE102020002041A1 (de) | 2020-04-01 | 2021-10-07 | Palas Gmbh Partikel- Und Lasermesstechnik | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Partikeln eines Aerosols |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004056856A1 (de) | 2004-11-25 | 2006-06-01 | Hilti Ag | Grobabscheider |
DE102011109734A1 (de) * | 2011-08-08 | 2013-02-14 | Veritas Ag | Filterschutzkappe |
CN114720223B (zh) * | 2022-03-03 | 2023-09-08 | 中国矿业大学 | 一种粉尘发生装置 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3070990A (en) * | 1960-02-11 | 1963-01-01 | Pittsburgh Plate Glass Co | Sampling device and method for analysis of furnace gases |
DE2721825A1 (de) * | 1976-05-28 | 1977-12-15 | Cnen | Vorrichtung zur bestimmung von sich in den atemwegen des menschen ablagernden aerosol-teilchen der luft |
DD145037A3 (de) * | 1978-08-29 | 1980-11-19 | Juergen Schmalz | Zyklon-vorabscheider fuer staubpro enahmegeraete |
DE3544115A1 (de) * | 1985-12-09 | 1987-06-25 | Hitachi Koki Kk | Zentrifugal-elutriator-rotor |
DE3735106A1 (de) * | 1987-10-16 | 1989-04-27 | Seebeck Technoproduct Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur ausscheidung von fluessigkeitsteilchen aus gasen, insbesondere von aerosolen aus abgasen |
DE3940065A1 (de) * | 1988-12-05 | 1990-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | Von karman'sches wirbel-stroemungsmessgeraet |
US4941899A (en) * | 1989-04-24 | 1990-07-17 | Regents Of The University Of Minnesota | Cyclone personal sampler for aerosols |
DE4003648A1 (de) * | 1990-02-07 | 1991-08-08 | Ingo Dr Ing Gruen | Staubmessung von luft |
DE4017473A1 (de) * | 1990-05-14 | 1991-11-21 | Siemens Ag | Abgaspartikel-messeinrichtung |
DE3921895A1 (de) * | 1989-07-04 | 1992-10-15 | Gossen Gmbh | Aerosol-elektrometer, aerosol-sensoreinrichtung sowie sonde |
DE4218155A1 (de) * | 1992-06-02 | 1993-12-09 | Fraunhofer Ges Forschung | Staubsammlerkopf |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD89496B (de) * | ||||
GB2129335B (en) * | 1982-10-22 | 1985-09-11 | Coal Ind | Improvements in dust detection |
DD219381A1 (de) * | 1983-11-24 | 1985-03-06 | Medizin Labortechnik Veb K | Sensor fuer die volumenstrommessung eines atemgases |
US4649760A (en) * | 1985-04-18 | 1987-03-17 | Wedding James B | Method and apparatus for controlling flow volume through an aerosol sampler |
US5180407A (en) * | 1991-11-14 | 1993-01-19 | Demarco Thomas M | Vacuum loader with vaned and short tangential separator |
-
1994
- 1994-04-15 DE DE4413525A patent/DE4413525C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-10 GB GB9507413A patent/GB2288344B/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-04-14 FR FR9504550A patent/FR2718847B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3070990A (en) * | 1960-02-11 | 1963-01-01 | Pittsburgh Plate Glass Co | Sampling device and method for analysis of furnace gases |
DE2721825A1 (de) * | 1976-05-28 | 1977-12-15 | Cnen | Vorrichtung zur bestimmung von sich in den atemwegen des menschen ablagernden aerosol-teilchen der luft |
DD145037A3 (de) * | 1978-08-29 | 1980-11-19 | Juergen Schmalz | Zyklon-vorabscheider fuer staubpro enahmegeraete |
DE3544115A1 (de) * | 1985-12-09 | 1987-06-25 | Hitachi Koki Kk | Zentrifugal-elutriator-rotor |
DE3735106A1 (de) * | 1987-10-16 | 1989-04-27 | Seebeck Technoproduct Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur ausscheidung von fluessigkeitsteilchen aus gasen, insbesondere von aerosolen aus abgasen |
DE3940065A1 (de) * | 1988-12-05 | 1990-06-07 | Mitsubishi Electric Corp | Von karman'sches wirbel-stroemungsmessgeraet |
US4941899A (en) * | 1989-04-24 | 1990-07-17 | Regents Of The University Of Minnesota | Cyclone personal sampler for aerosols |
DE3921895A1 (de) * | 1989-07-04 | 1992-10-15 | Gossen Gmbh | Aerosol-elektrometer, aerosol-sensoreinrichtung sowie sonde |
DE4003648A1 (de) * | 1990-02-07 | 1991-08-08 | Ingo Dr Ing Gruen | Staubmessung von luft |
DE4017473A1 (de) * | 1990-05-14 | 1991-11-21 | Siemens Ag | Abgaspartikel-messeinrichtung |
DE4218155A1 (de) * | 1992-06-02 | 1993-12-09 | Fraunhofer Ges Forschung | Staubsammlerkopf |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DIN EN 481 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19735205A1 (de) * | 1997-08-14 | 1999-02-25 | Gustav Prof Dr Techn Schweiger | Verfahren zur spektroskopischen Rußmessung |
CN105181396A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-12-23 | 北京市化工职业病防治院 | 一种个人呼吸性粉尘采样装置 |
DE102020002041A1 (de) | 2020-04-01 | 2021-10-07 | Palas Gmbh Partikel- Und Lasermesstechnik | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Partikeln eines Aerosols |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2718847A1 (fr) | 1995-10-20 |
GB2288344B (en) | 1998-01-14 |
GB2288344A (en) | 1995-10-18 |
GB9507413D0 (en) | 1995-05-31 |
DE4413525C2 (de) | 1996-09-26 |
FR2718847B1 (fr) | 1998-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0211383B1 (de) | Filtergerät | |
DE2917004A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur abschirmung gesundheitsschaedlicher substanzen | |
EP0386665A2 (de) | Verfahren zur Messung von Partikeln in polydispersen Systemen und von Partikelkonzentrationen monodisperser Aerosole sowie Messvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE69902464T2 (de) | Vorrichtung und verfahren zur abgasemissionenmessung | |
EP0164591A2 (de) | Verfahren zur Langzeitbestimmung und Dauerüberwachung des Schadstoffgehaltes von feststoffbeladenen Abgasströmen | |
DE102010015364A1 (de) | Luftstrahlsieb | |
DE10220154B4 (de) | Abgas-Partikel-Mess-System | |
DE4413525C2 (de) | Staubprobenahmegerät | |
DE212012000076U1 (de) | Vorrichtung zum Messen von Partikeln | |
DE1266545B (de) | Einrichtung fuer die Koernungsanalyse von feinkoernigen oder staubfoermigen Partikeln | |
DE2129182A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Feststellung teilchenförmigen Materials in einer Gasströmung | |
DE10110156B4 (de) | Verfahren zur Verdünnung von Aerosolen bei der Messung der Aerosolkonzentration und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE102020203314A1 (de) | Luftreinigungsanordnung für ein Kraftfahrzeug | |
DE3921013C2 (de) | Meßanordnung zum Überwachen von Luftfilteranlagen | |
DE102010016788A1 (de) | Filter, Staubsauger mit einem solchen Filter und Verwendung eines solchen Filters als Staubsaugerabluftfilter | |
DE4325664C2 (de) | Staubsammelvorrichtung | |
DE102018220141A1 (de) | Kompakter Partikelsensor mit sensorinterner Messgasführung | |
DE102007001316B4 (de) | Entstaubungsvorrichtung und Verfahren zur Entstaubung, insbesondere von Bandanlagen | |
DE1959917C3 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Messung des Staubgehaltes von Gasen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE102012103563A1 (de) | Messvorrichtung für Staub in Rauchgas | |
DE102012211538A1 (de) | Verfahren und System zum Nachweisen von in einem Aerosol schwebenden Kohlenstoffnanoröhren | |
DE4211225C2 (de) | Partikelgehalt-Überwachungseinrichtung | |
DE2264036C3 (de) | Elektrostatischer Teilchenabscheider für Gase | |
DE4313238C2 (de) | Verfahren und Apparatur zur fraktionierenden Messung von Aerosolen | |
DE10011581C2 (de) | Einrichtung zur Registrierung fliegender Feststoffpartikel |
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 |