DE8320018U1 - Automatisierte regenmeldergesteuerte messeinrichtung zur bestimmung der deposition von luftverunreinigungen und ihrer korrelation mit zeitgesteuert gemessenen meteorologischen daten - Google Patents

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Phywe AG, Robert-Bosch-Breite 1o, 34oO Göttingen

Automatisierte regenmeldergesteuerte Meßeinrichtung zur Bestimmung der Deposition von Luftverunreinigungen und ihrer Korrelation mit zeitgesteuert gemessenen meteorologischen Daten

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatisierte regenmeldergesteuerte Meßeinrichtung zur Bestimmung der Deposition von Luftverunreinigungen und ihrer Korrelation mit zeitgesteuert gemessenen meteorologischen Daten, insbesondere für Niederschläge, wie Regen, Schnee od. dgl., mit einem Auffangbehälter und einem mit einem Füllstandsmesser versehenen Sammelbehälter, dem weitere Sammenbehälter nachgeschaltet sein können, die zur Ermittlung von Depositionen von Luftverunreinigungen dienen.

Derartige Einrichtungen, die auch als Regenmesser bezeichnet werden, sind seit langem bekannt und werden in großem Umfang benutzt. Mit ihnen läßt sich die Menge eines Niederschlages messen, so daß Absolutwerte oder auf die Fläche umgerechnete Werte erhältlich sind. Die so aufgefangenen Niederschläge können auch auf andere Inhaltsstoffe untersucht werden, was insbesondere in der letzten Zeit in Verbindung mit dein sog. sauren Regen erheblich an Bedeutung gewonnen hat. Auf diese Weise sind jedoch nur Messungen von Durchschnittswerten möglich, nicht aber Messungen des zeitlichen Verlaufes, beispielsweise des pH-Wertes, über die Dauer eines Niederschlages hinweg. Gerade solche Meßwerte sind aber zur weiteren Erforschung der Niederschläge und der darin enthaltenen Schadstoffe von großer Bedeutung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Meßeinrichtung zu schaffen, bei der auch der zeitliche Verlauf eines Meßwertes über die Dauer des Niederschlages hinweg ermittelt werden kann, ohne daß eine Beschränkung auf Durchschnittswerte erforderlich ist, wobei die sich ergebenden Meßwerte zweckmäßigerweise selbsttätig aufgezeichnet werden können.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß am Abfluß des Auffangbehälters mindestens eine Meßsonde und im Sammelbehälter bzw. weiteren nachgeschalteten Sammelbehältern mindestens eine weitere Meßsonde vorgesehen ist. Mit der am Abfluß vorgesehenen Meßsonde läßt sich der zeitliche Verlauf eines Meßwertes ermitteln und mit der im Sammelbehälter befindlichen der Durchschnittswert. Durch Integration des Meßwertes der Meßsonde am Abfluß kann dabei der Durchschnittswert rechnerisch ermittelt und mit dem tatsächlich gemessenen verglichen werden, so daß hier eine Funktionskontrolle möglich ist. Zweckmäßigerweise sind dazu

die beiden Meßsonden gleichartig ausgebildet. Abgesehen hiervon läßt sich in herkömmlicher Weise die Niederschlagsmenge bestimmen. Die Meßsonden können zur Bestimmung des pH-Wertes geeignet sein. Es läßt sich damit der Säuregehalt des Niederschlages bestimmen, was insbesondere in Verbindung mit der Luftverunreinigung und dem sog. sauren Regen von Bedeutung ist. Die Meßsonden sind dabei vorteilhafterweise als Einstabmeßkette mit Temperaturkompensation ausgebildet. Die Messungen lassen sich mit derartigen Meßsonden sehr einfach durchführen, ohne daß dabei zusätzliche Referenzsonden erforderlich sind. Die Temperaturkompensation kann dabei durch Thermoelemente selbsttätig erfolgen. Eine Umrechnung der Meßwerte anhand umfangreicher Tabellen ist dabei nicht erforderlich.

Der Abfluß des Auffangbehälters mündet zweckmäßigerweise derart in den Sammelbehälter, daß eine Durchmischung der dort angesammelten Flüssigkeit stattfindet. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Meßsonde im Sammelbehälter den Durchschnittswert ermitteln kann. Hilfsweise kann zusätzlich im Sammelbehälter ein Rührer untergebracht sein. Der Sairanelbehälter ist von einer vom Füllstandsmesser und von einem Regenmelder gesteuerten Pumpe möglicherweise in nachfolgende Sammelbehälter entleerbar. Der Behälter wird dabei entleert, sobald er gefüllt ist, was durch den Füllstandsmesser bestimmt wird. Außerdem erfolgt eine Entleerung, sobald ein Niederschlag beendet ist. Die Saugleitung vor der Pumpe ist zweckmäßigerweise mit einem Rückschlagventil versehen, so daß nach dem Abschalten der Pumpe etwa im Saugrohr verbliebene Flüssigkeit nicht zurück in den Sammelbehälter fließen kann, was die Meßwerte verfälschen könnte.

Die vom Füllstandsmesser und von den Meßsonden erzeugten Meßwerts werden vorzugsweise elektronisch erfaßt und können so mit Hilfe eines Rechners weiter verarbeitet werden. Die Meßeinrichtung läßt sich in einfacher Weise durch andere meteorologische Meßeinrichtungen ergänzen, so daß eine vollständige automatische Wetterstation zusammengestellt werden kann. Mit solchen Stationen kann ein großflächiges Meßstellenraster aufgebaut werden, so daß Unabhännigkeit von bereits bestehenden Wetterstationen erreichbar ist. Dies ist erforderlich, da nur so eine begründete Korrelation herstellbar ist zwischen den meteorologischen Daten und der großräumigen, jahreszeitlichen bzw. örtlichen Verteilung der Deposition von Luftverunreinigungen. Ggf. sind anhand dieser korrelierten Daten Verursacherpeilungen möglich. Damit die Meßstation auch bei Frost einsetzbar ist, kann sie vorzugsweise mit einer Heizung versehen sein, wobei eine Außenisolierung als Frostschutz dient und Wärmeverluste verringert.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung im einzelnen erläutert. Diese zeigt eine Seitenansicht der Meßeinrichtung, teilweise im Schnitt.

Die Meßeinrichtung 1 weist einen Auffangbehälter 2 auf, dessen Abfluß 3 in einen Sammelbehälter 4 einmündet. Der Auffangbehälter 2 entspricht zweckmäßigerwexse in seinen äußeren Abmessungen den bei Regenmessern üblichen Abmessungen, so daß vergleichbare Meßergebnisse erzielt werden können. Seine Außenwand 5 ist dabei mit einer elektrischen Heizung 6 versehen, die bei Frostgefahr eingeschaltet werden kann und zusammen mit einer wirksamen Außenisolierung die Funktion der Einrichtung auch bei Temperaturen unter 0⁰C sicherstellt. Zusätzlich ist im Innern

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des Auffangbehälters 2 ein Sieb 7 untergebracht, damit Verschmutzungen, wie z.B. Laub oder Blätter, abgehalten werden können. Der z.B. als Überlauf ausgebildete Abfluß 3 des Auffangbehälters 2 mündet über eine Rohrleitung 8 in den Sammelbehälter 4. Gleichzeitig ist in dem als überlauf konstruierten Abfluß eine Meßsonde 9 vorgesehen, an welcher das im Auffangbehälter befindliche Regenwasser vorbeifließt. Es handelt sich hierbei um eine Einstabmeßkette zur Bestimmung des pH-Wertes, wobei an deren Ende ebenfalls im Abfluß 3 ein Thermoelement 1o zur Temperaturkompensierung vorgesehen ist.

Die Rohrleitung 8 leitet das aufgefangene Regenwasser bis etwa zum Boden des Sammelbehälters 4, so daß hier eine gründliche Durchmischung des Wassers stattfindet. Im Bodenbereich des Sammelbehälters 4 ist eine weitere Meßsonde 11 vorgesehen, die ebenfalls mit einem Thermoelement 12 zur Temperaturkompensation ausgestattet ist und in ihrer Funktion der Meßsonde 9 am Abfluß 3 des Auffangbehälters 2 entspricht. Außerdem ist im Sammelbehälter 4 ein Füllstandsmesser untergebracht, der einen mit einer Markierung versehenen Schwimmer 13 aufweist, der mit einer oder mehreren Gabellichtschranken 14 zusammenarbeitet. Mit diesem Füllstandsmesser läßt sich in bekannter Weise die aufgefangene Niederschlagsmenge bestimmen. Zur Entleerung des Sammelbehälters 4 ist eine Pumpe 15 vorgesehen, deren Saugrohr 16 bis zum Boden des Sammelbehälters 4 reicht. Zweckmäßigerweise ist in der Saugleitung 16 ein nicht weiter dargestelltes Rückschlagventil untergebracht, welches sicherstellt, daß beim Abschalten der Pumpe in der Saugleitung 16 verbleibendes Wasser in den Sammelbehälter 4 zurückläuft. Die Pumpe wird durch den Füllstandsmesser eingeschaltet, sobald der Sammelbehälter gefüllt ist. Außerdem wird die Pumpe 15 eingeschaltet, sobald

ein Niederschlag beendet ist, was durch einen nicht weiter dargestellten Regenmelder erfolgen kann. Ferner kann das abgepumpte Regenwasser in nicht weiter dargestellten nachfolgenden Sammelbehältern auf andere Schadstoffe untersucht werden.

Mit einer solchen Meßeinrichtung 1 läßt sich der zeitliche Verlauf des pH-Wertes über einen Niederschlag hinweg ermitteln, was durch die Meßsonde 9 am überlauf des Abflusses 3 des Auffangbehälters 2 erfolgt.

Das mit diesem aufgefangene Regenwasser fließt nämlich sofort an der Meßsonde 9 vorbei und gelangt erst danach über die Rohrleitung 8 in den Sammelbehälter 4. Im Sammelbehälter 4 findet eine Durchmischung der aufgefangenen Flüssigkeitsmenge statt, so daß hier lediglich mit Hilfe der Meßsonde 11 ein Durchschnittswert festgestellt werden ij

kann. Selbstverständlich lassen sich zusätzliche Sammelbehälter und Meßsonden in ähnlicher Weise anbringen, so daß ^ andere Meßgrößen er-mittelt werden können, wie beispielsweise ' der sich über längere Zeiträume ergebende integrierte pH-Wert, der Sauerstoffgehalt, die Radioaktivität usw. Die Meßeinrichtung 1 ist dadurch vielseitig anwendbar, insbesondere dann, wenn die Meßwerte elektronisch erfaßt, gespeichert und von \ einem Computer weiterverarbeitet werden können. Besonders .; zweckmäßig ist es dann, die durch Regenmelder gesteuerte Einrichtung mit zusätzlichen zeitgesteuerten meteorologischen Meßeinrichtungen zu kombinieren, so daß eine automatische Wetterstation aufgebaut werden kann.

Claims (8)

1. Schutzansprüche:

   jf ' 1.J Automatisierte regenmeldergesteuerte Meßeinrichtung zur

   ■? Bestimmung der Deposition von Luftverunreinigungen und ihrer

   £ Korrelation mit zeitgesteuert gemessenen meteorologischen

   h Daten, insbesondere für Niederschläge wie Regen, Schnee od.

   ; dgl., mit einem Auffangbehälter und einem, mit einem Füil-

   stancismesser versehenen Sammelbehälter, dadurch gekennzeich-, net, daß am Abfluß (3) des Auffangbehälters (2) mindestens eine Meßsonde (9) und im Sammelbehälter (4) mindestens eine weitere Meßsonde (11) vorgesehen ist.
2. 2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß .---Tn Abfluß (3) des Auffangbehälters (4} eine Vorrichtung zur kurzzeitigen Verzögerung des Regenwasserabflusses angebracht ist, die aus einem Überlauf, einem Ventil oder einer ähnlichen Vorrichtung besteht.
3. 3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (9) am Abfluß (3) und die Meßsonde (11) im Sammelbehälter (4) gleichartig sind.
4. 4. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonden (9, 11) zur Bestimmung des pH-Wertes geeignet sind.
5. 5. Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonden (9, 11) jeweils als Einstabmeßkette mit Temperaturkompensation ausgebildet sind.

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6. 6. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfluß (3) des Auffangbehälters (2) derart in den Sammelbehälter (4) mündet, daß eine Durchmischung der angesammelten Flüssigkeit stattfindet.
7. 7. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (4) von einer vom Füllstandmesser und von einem Regenmeldei gesteuerten Pumpe (15) entleerbar ist.
8. 8. Meßeinrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, da3 in der Saugleitung (16) vor der Pumpe (15) ein Rückschlagventil vorgesehen ist.

   -eccp daß die vom Füllstandsmesser und von den Meßsonden (jU--fT) erzeugten Meßwerte elektronisch erfaßt und mitteJrS^eines Rechners weiter verarbeitet werden.

   1o. Meßeinrichtung nacJvÄnspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß diese mita«d€ren meteorologischen Meßeinrichtungen kombinierbar--«Tia zu einer kombinierten Regenrnelder-/zeitgesteuerten

   \ +f. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 bis =h3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstandsmesser aus einem markierten Schwimmer (13) und einer oder mehreren Gabellichtsohranke(n) (14) gebildet ist.

   .AC-t-2"· Meßeinrichtung nach Anspruch 1 bis M, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffang- und Sammelbehälter (2, 4) mit einer Heizung (6) und mit einer wirksamen Außenisolierung versehen ist.

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