FR2718847A1 - Appareil pour prélever des échantillons de poussières. - Google Patents
Appareil pour prélever des échantillons de poussières. Download PDFInfo
- Publication number
- FR2718847A1 FR2718847A1 FR9504550A FR9504550A FR2718847A1 FR 2718847 A1 FR2718847 A1 FR 2718847A1 FR 9504550 A FR9504550 A FR 9504550A FR 9504550 A FR9504550 A FR 9504550A FR 2718847 A1 FR2718847 A1 FR 2718847A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- filter
- res
- cyclone
- lamellae
- previous
- 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 description 38
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 241000446313 Lamella Species 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling 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
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims 5
- PWNAWOCHVWERAR-UHFFFAOYSA-N Flumetralin Chemical compound [O-][N+](=O)C=1C=C(C(F)(F)F)C=C([N+]([O-])=O)C=1N(CC)CC1=C(F)C=CC=C1Cl PWNAWOCHVWERAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 2
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012926 crystallographic analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 210000003800 pharynx Anatomy 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution 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)
Abstract
L'invention concerne un appareil équipé d'un filtre (5) à voile de fibres polarisé électriquement, ainsi que d'un groupe d'aspiration. Trois étages de séparation sont prévus, deux séparateurs centrifuges (2, 3) étant disposés en amont dudit filtre (5). Un dispositif est prévu pour mesurer le débit volumique d'après le principe de l'allée tourbillonnaire de Bénard-Karman.
Description
APPAREIL POUR PRELEVER DES ECHANTILLONS DE POUSSIERES
La présente invention se rapporte à un appareil de pré-
lèvement d'échantillons de poussières équipé d'un filtre à voile de fibres polarisé électriquement, ainsi que d'un groupe d'aspiration. Pour évaluer le bilan d'empoussiérage de l'environne-
ment, en particulier de l'environnement du travail, l'on con-
naît des appareils produisant des échantillons et des appareils
qui affichent ou enregistrent directement.
Dans des appareils produisant des échantillons, une
quantité déterminée d'air examiné est aspirée, puis les pous-
sières sont séparées dans des filtres. L'échantillon de pous-
sières est ensuite interprété par différentes techniques de
pesage, par comptage, par traitement photométrique ou par di-
vers procédés d'analyses chimiques ou cristallographiques. Ces appareils autorisent un diagnostic relatif à la concentration des masses de poussières dans l'air (mg/m3), fractionnées selon les grosseurs de grains, et concernant également la composition
chimico-cristallographique des poussières.
L'on connaît des appareils qui fonctionnent selon le procédé gravimétrique en deux étapes. Ainsi, d'après le brevet
DD-89 496, l'on connaît un appareil pour prélever des échantil-
lons de matières en suspension dans des gaz, en vue d'une déter-
mination consécutive de la concentration en matières en suspen-
sion et de la composition matérielle desdites matières en sus-
pension. Cet appareil est équipé de deux filtres et d'un groupe d'aspiration. Dans cet appareil, la séparation de la fraction
grossière des particules s'effectue tout d'abord dans un cyclo-
ne remplissant la fonction d'un séparateur amont présentant une caractéristique de séparation bien définie. Ensuite, l'air est aspiré à travers un filtre à poussières fines, dans lequel la
fraction fine des particules est séparée. Ce filtre est consti-
tué d'un voile de fibres grossières, polarisé électri-
quement.
Dans l'appareil selon le brevet DD-89 496, les résistan-
ces de filtration demeurant largement constantes font qu'on re-
nonce à un mesurage et à une régulation du débit, ce qui, dans des cas défavorables, peut être lié à des écarts substantiels par rapport à la valeur de consigne du débit. Egalement dans d'autres appareils connus jusqu'à présent, dont l'aspirateur est constitué par des ventilateurs, il n'est pas satisfait à
l'exigence d'un maintien du débit volumique de régime à une va-
leur constante.
Les appareils connus présentent l'inconvénient de ne pas exécuter le fractionnement granulométrique en trois étapes selon la norme DIN-EN-481, qui est actuellement exigé et qui
permet une différenciation meilleure, en termes physiologi-
ques, du dépôt de poussières dans les voies respiratoires.
Dans les agencements connus jusque-là, l'on utilise, en tant que débitmètres, des anémomètres à roues à ailettes, des anémomètres à résistances électriques ou à boules chaudes, des diaphragmes ou des buses de Venturi qui représentent, au sens strict, des capteurs de débits massiques. Dans des conditions normalisées, c'est-à-dire lorsque la température ambiante et
la pression de l'air accusent, par rapport aux conditions nor-
males, uniquement un faible écart ne se traduisant par aucune variation notable de la densité de l'air, une proportionnalité
est établie entre les débits massique et volumique. Le débit vo-
lumique est la condition préalable à la reproduction représen-
tative des voies respiratoires humaines. Des conditions norma-
lisées ne sont majoritairement pas réunies dans des circonstan-
ces d'utilisation concrètes. Par exemple, il en résulte des pressions notablement autres en cas d'utilisation sous terre,
ou bien des écarts de température considérables dans les indus-
tries céramique et métallurgique. C'est pourquoi ce mesurage du débit massique réclame une compensation de la température et de
la pression, s'accompagnant d'un équipement de détection cor-
respondant pour réaliser un mesurage du débit volumique, par
rapport au volume de régime.
L'invention a pour objet de fournir un appareil de pré-
lèvement d'échantillons de poussières qui présente une sépa-
ration granulométrique en trois étapes, conformément à la norme DIN-EN481; qui n'exige, dans des conditions d'utilisation concrètes, aucune régulation compliquée pour maintenir le dé-
bit volumique de régime à une valeur constante; qui se singula-
rise par un faible volume d'encombrement; et dont le circuit pneumatique soit mis automatiquement hors fonction en cas de pannes. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le
fait qu'un appareil de prélèvement d'échantillons de poussiè-
res, équipé d'un filtre à voile de fibres polarisé électrique-
ment, ainsi que d'un groupe d'aspiration, comprend trois étages de séparation, deux séparateurs centrifuges étant disposés en amont du filtre à voile de fibres polarisé électriquement, et par le fait que cet appareil présente en outre un dispositif pour mesurer le débit volumique (volume de régime) d'après le
principe de l'allée tourbillonnaire de Bénard-Karman. Une ré-
gulation est par ailleurs prévue, en vue d'obtenir un débit vo-
lumique constant.
Cet agencement permet d'atteindre une séparation en trois étapes, avec forte approximation de la caractéristique de séparation exigée. Cette dernière présuppose une séparation en trois fractions granulométriques, correspondant au site de leur dépôt dans le corps humain. La séparation de la fraction la plus grossière des poussières (fraction rhinopharyngienne) a alors lieu dans le premier séparateur centrifuge mentionné; la séparation de la fraction moyenne (fraction bronchique) s'opère dans le second séparateur centrifuge; et la séparation
de la fraction fine des poussières (fraction alvéolaire) inter-
vient dans le filtre à voile de fibres grossières polarisé élec-
triquement. L'application du principe de l'allée tourbillonnaire de
Bénard-Karman rend possible le mesurage direct du débit volumi-
que de régime. A l'inverse du mesurage indirect du débit volu-
mique jusqu'à présent connu, se fondant sur la proportionnalité avec le débit massique, il n'est pas nécessaire de procéder à une correction d'écarts de densité provoqués, respectivement, par des écarts de température ou de pression. Cela signifie une suppression de la compensation compliquée de l'influence de la température et de la pression. L'on obtient des signaux numéri-
ques se prêtant bien au traitement, et le mesurage du débit vo-
lumique ne réclame qu'un système mécanique simple.
Les masses de poussières déterminées à l'aide de cet ap-
pareil sont rapportées au volume de régime interprété, en vue de
la détermination réglementaire de la concentration gravimétri-
que en poussières. Ledit volume résulte du produit du débit vo-
lumique et du temps de service. Le débit volumique régulé (volu-
me de régime), nécessaire à la réalisation du volume de régime, réclame l'utilisation d'un capteur qui interprète le volume de
régime.
Un séparateur à lamelles est prévu en tant que premier
séparateur centrifuge, un cyclone étant prévu en tant que se-
cond séparateur centrifuge. Les lamelles du séparateur à lamel-
les sont disposées, de préférence, dans un canal d'écoulement en forme de coude. La courbure des lamelles peut correspondre au
coude du canal d'écoulement.
Suite à la présence des canaux d'écoulement coudés du séparateur à lamelles, l'air parvenu, par aspiration, dans l'orifice dudit séparateur reçoit une composante radiale de
mouvement impliquant un impact inertiel des particules de pous-
sières de la fraction préétablie.
Il conviendrait que les lamelles soient commodément hu-
mectées avec un agent, comme par exemple de l'huile siliconée,
permettant l'adhérence des particules de poussières sépa-
rées.
La séparation s'opère avec la même caractéristique que dans un dispositif d'élution à plaques présentant une géométrie déterminée. Le comportement à la séparation est déterminé par
la largeur des canaux entre les lamelles, par la vitesse d'écou-
lement et par l'ampleur de la variation directionnelle.
Pour obtenir concrètement le guidage de l'écoulement dans le cyclone, il est par ailleurs judicieux d'installer un pseudo-tube plongeur dans la région de l'orifice d'afflux dudit cyclone. Il est commode d'installer le tube plongeur dans le
fond du cyclone, de manière à pouvoir agencer les unités de sé-
paration les unes à la suite des autres dans la direction du groupe d'aspiration. Le boîtier du filtre attenant à poussières fines, revêtant habituellement la forme d'un cylindre aplati, est accouplé au tube plongeur du cyclone de façon telle que
l'air afflue tangentiellement et parcourt, de ce fait, le fil-
tre avec répartition uniforme sur le pourtour de l'anneau de filtration des poussières fines. En d'autres termes, le tube plongeur du cyclone est de préférence fixé tangentiellement au
boîtier du filtre.
Pour mesurer le débit volumique, le canal d'aspiration renferme de préférence, en amont du groupe d'aspiration, un
corps perturbateur en aval duquel se trouve un dispositif mesu-
reur conçu pour détecter les tourbillons détachés dudit corps
perturbateur. En tant que dispositif mesureur conçu pour détec-
ter les tourbillons détachés, il peut par exemple être prévu un dispositif mesureur pour compter les tourbillons détachés et/ou pour mesurer la fréquence tourbillonnaire. Un dispositif mesureur d'ultrasons peut être prévu en tant que dispositif
mesureur de la fréquence tourbillonnaire.
Pour obtenir une forme de réalisation compacte, il est judicieux que le séparateur à lamelles, le cyclone et le filtre à poussières fines soient disposés dans une première partie compacte de l'appareil, dont ils peuvent être aisément enlevés après prélèvement d'échantillons. Un module à haute tension, prévu pour le filtre, se trouve dans l'espace libre restant entre ces groupes structurels. L'intégration du module à haute tension dans la tête de filtration a pour résultat de supprimer
le danger que représentent des détériorations de conduc-
teurs. Le séparateur à lamelles, le cyclone et le filtre sont logés dans le boîtier, avec faculté de remplacement aisé et sont conçus indépendamment les uns des autres, pour le transport des
échantillons et en tant que récipients de pesage.
Conformément à l'invention, les deux étages séparateurs amont, le boîtier du filtre, ainsi qu'une coiffe supplémentaire du module à haute tension, servant originellement à protéger ce module d'un effet des poussières, sont semblablement réalisés sous la forme d'une cage de Faraday qui protège le support de
l'appareil vis-à-vis de l'effet néfaste de la haute tension.
Pour obtenir une forme de réalisation compacte, il est
par ailleurs judicieux de loger les groupes de composants élec-
troniques, nécessaires pour faire fonctionner ledit appareil, dans une seconde partie de cet appareil dans laquelle se trouve également le groupe d'aspiration. En cas d'utilisation d'un ventilateur radial muni d'un manchon d'aspiration associé, il est judicieux que les plaquettes à circuits imprimés, destinées
aux composants électroniques, soient agencées tout autour du-
dit manchon d'aspiration, les composants électroniques de deux plaquettes respectives à circuits imprimés étant alors situés
en vis-à-vis.
Un microprocesseur assure la régulation du débit volu-
mique par excitation du moteur avec modulation de la fréquence
ou des largeurs d'impulsions, au moyen d'un organe de manoeu-
vre. Pour détecter des états de perturbation dans le circuit pneumatique de l'appareil préleveur d'échantillons, comme par exemple un coudage ou une rupture de la liaison par flexible
entre la tête de filtration et le groupe d'aspiration, un inter-
rupteur à valeurs de seuil est prévu pour détecter la tension du
moteur en tant que mesure de la plage de vitesses angulaires ad-
missible, ledit interrupteur actionnant un interrupteur prin-
cipal par l'intermédiaire d'un microprocesseur. Cet interrup-
teur principal assure la mise hors fonction de l'appareil en cas
de perturbation.
L'invention va à présent être décrite plus en détail, à
titre d'exemple nullement limitatif, en regard des dessins an-
nexés sur lesquels: la figure 1 illustre schématiquement l'agencement structurel de l'appareil conforme à l'invention, pour prélever des échantillons de poussières; la figure 2 est une coupe du séparateur centrifuge selon la figure 1; la figure 3 est une coupe du groupe d'aspiration;
la figure 4 est une coupe du dispositif conçu pour mesu-
rer le débit volumique; la figure 5 est une coupe du dispositif mesureur du débit volumique, décalée de 900 par rapport à la coupe de la figure 4; et la figure 6 est un schéma synoptique d'un circuit de mise hors fonction de l'appareil de prélèvement d'échantillons lors
d'une panne affectant le circuit pneumatique.
Dans l'appareil conforme à l'invention, conçu pour pré-
lever des échantillons de poussières, l'air chargé de poussiè-
res est aspiré par l'intermédiaire d'un manchon d'aspiration 1 et parvient, tout d'abord, dans un séparateur 2 & lamelles dans lequel s'opère une première séparation des poussières. Cette
première étape implique la séparation de poussières d'une gros-
seur de grains comprise entre 100 im et 10 pm, qui se déposent dans le corps humain, plus précisément dans le nez et dans le
pharynx. La séparation a lieu sur des lamelles, dont on a repré-
senté deux lamelles 15, 16 prévues dans un coude du séparateur 2. L'air aspiré reçoit, dans le coude, une composante radiale de mouvement qui provoque un impact de particules de poussières
présentant la grosseur de grains précitée.
Au sortir du séparateur 2 à lamelles, l'air afflue tan-
gentiellement dans un cyclone 3 dans lequel une deuxième frac-
tion des poussières est séparée sous l'effet des forces centri-
fuges. Il s'effectue alors une séparation de poussières dont la grosseur de grains est comprise entre 10 pn et 4pm, et qui sont désignées par "poussières bronchiques". L'air pénètre alors tangentiellement en partie haute dans le cyclone et en sort, en partie basse, par l'intermédiaire d'un tube plongeur 18. Les poussières séparées sont collectées latéralement par rapport au tube plongeur, dans une zone 19 de sédimentation des poussières.
L'air sortant du tube plongeur 18 parvient tangentiel-
lement dans une capsule filtrante 4, dans laquelle se trouve un
filtre 5 polarisé électriquement. Du fait de l'afflux tangen-
tiel de l'air, le filtre est sollicité uniformément par de l'air sur son pourtour. L'on peut commodément utiliser, en tant que matériau filtrant, un voile filtrant constitué par des fibres de polypropylène emmêlées, ce matériau possédant un degré de séparation élevé moyennant une faible chute de pression, ainsi qu'un fort pouvoir d'accumulation des poussières. Il s'opère, dans ce filtre, une séparation de la troisième fraction des poussières comprenant des grosseurs de grains inférieures à 4 upm. Les poussières présentant cette grosseur de grains sont
désignées par "poussières alvéolaires".
L'air pénètre dans le filtre 5 à partir de l'extérieur, il parcourt ce dernier, est aspiré intérieurement et parvient, en empruntant un canal, dans un canal d'aspiration 6 relié, par l'intermédiaire d'une liaison par flexible, à la partie de
l'appareil renfermant le groupe d'aspiration. Dans cette par-
tie de l'appareil, le mesurage du débit volumique s'effectue d'après le principe tourbillonnaire de Bénard-Karman. Il est prévu à cette fin, dans le canal d'aspiration de ladite partie,
un corps perturbateur 7 ayant pour effet de séparer des tourbil-
lons. Le nombre des tourbillons ou, respectivement, la fréquen-
ce tourbillonnaire constitue une mesure du volume ou du débit volumique. L'on a prévu dans le présent exemple de réalisation,
pour mesurer la fréquence tourbillonnaire, un émetteur d'ul-
trasons 8 revêtant la forme d'une paire d'éléments piézoélec-
triques à laquelle, par l'intermédiaire de conducteurs d'arri-
vée 10, est appliqué un signal d'entrée d'une fréquence d'en-
viron 150 kHz, auquel est superposé un signal de basse fréquence
de 300 Hz résultant de la fréquence des tourbillons d'écoule-
ment continus. Par l'intermédiaire d'un récepteur d'ultrasons 9 se présentant comme un élément piézoélectrique, un signal de sortie à fréquence modulée est appliqué, par des conducteurs 11, à une unité 26 génératrice de signaux. Dans celle-ci, la fréquence porteuse de 150 kHz est filtrée. Les signaux reçus
sont convertis, après amplification et démodulation, en des si-
gnaux électriques numériques dont la fréquence est propor-
tionnelle au débit volumique.
Un microprocesseur 27 a pour objet de régler numérique-
ment le groupe d'aspiration sur la valeur de consigne prééta-
blie du débit volumique, par activation d'un organe de manoeu-
vre 29 avec modulation de la fréquence ou des largeurs d'impul-
sions. En vue de détecter des états de perturbation survenant dans le circuit pneumatique de l'appareil de prélèvement d'échantillons, comme par exemple un coudage ou une rupture de la liaison par flexible entre la tête de filtration et le groupe
d'aspiration, le microprocesseur 27 interprète additionnelle-
ment la tension du moteur par l'intermédiaire d'interrupteurs 28 à valeurs de seuil, lorsque l'organe de manoeuvre 29 est ouvert, en tant que mesure de la plage de vitesses angulaires admissible; et l'appareil est mis hors fonction, en cas de
panne, par l'intermédiaire d'un interrupteur principal 30.
Un ventilateur radial 20, entrainé par un moteur 14, est prévu pour aspirer l'air. Cet air est aspiré par l'entremise d'un manchon d'aspiration 12 et d'un interstice annulaire 13.
En vue d'obtenir un mode de réalisation compact de l'ap-
pareil de prélèvement d'échantillons de poussières, le module à haute tension, conçu pour faire fonctionner le filtre 5, est
logé dans l'espace situé entre le manchon d'aspiration 1, le sé-
parateur 2 à lamelles, le cyclone 3 et la capsule filtrante 4. Il est ainsi commodément tiré parti de cet espace, présent de toute
façon dans l'appareil.
Le mode de réalisation compact est en outre favorisé grâce au fait qu'une nécessaire carte 21 à circuits imprimés analogique, et une carte 22 à circuits imprimés numérique, sont prévues au voisinage du manchon d'aspiration 12 du ventilateur radial 20. La carte 22 présente une échancrure 24 correspondant aux dimensions extérieures du manchon d'aspiration 12, de sorte qu'elle peut être enfilée sur ce dernier. La carte 21 comporte
une échancrure 25 qui correspond aux cotes extérieures du mo-
teut 14, si bien qu'elle peut être enfilée sur celui-ci. Les cartes à circuits imprimés sont disposées de telle sorte que des composants électroniques 23 qui s'y trouvent soient situés en
vis-à-vis, c'est-à-dire occupent des positions intérieures.
Des accumulateurs ou des éléments primaires peuvent être prévus
en tant que source de courant.
Grâce aux mesures conformes à l'invention, il est pour la première fois possible de disposer d'un appareil portatif de prélèvement d'échantillons de poussières qui répond aussi bien:
aux exigences en matière de diagnostic de mesures, c'est-à-
dire
- une séparation en trois étapes avec forte approxima-
tion d'une caractéristique de séparation, qui avoisi-
ne celle des voies respiratoires humaines et est éga-
lement exposée dans la norme DIN-EN-481, - un débit volumique suffisamment grand, permettant une
utilisation également dans le cas de faibles concen-
trations, - une forte capacité d'accumulation, - une obtention aisée d'échantillons lors d'analyses, qu'aux exigences en matière d'ergonomie, c'est-à-dire - visant à atteindre une forme de réalisation petite,
légère et ergonomique.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté, sans sortir
du cadre de l'invention.
Claims (20)
1. Appareil de prélèvement d'échantillons de poussières
équipé d'un filtre (5) à voile de fibres polarisé électrique-
ment, ainsi que d'un groupe d'aspiration, appareil caractérisé
par le fait que trois étages de séparation sont prévus, deux sé-
parateurs centrifuges (2, 3) étant disposés en amont du filtre (5) à voile de fibres polarisé électriquement, et par le fait qu'un dispositif est prévu pour mesurer le débit volumique
d'après le principe de l'allée tourbillonnaire de Bénard-
Karman.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le
fait qu'un séparateur (2) à lamelles est prévu en tant que pre-
mier séparateur centrifuge, un cyclone (3) étant prévu en tant
que second séparateur centrifuge.
3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les lamelles (15, 16) du séparateur (2) à lamelles sont
prévues dans un canal d'écoulement en forme de coude.
4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la courbure des lamelles (15, 16) correspond au coude
du canal d'écoulement.
5. Appareil selon au moins l'une quelconque des revendi-
cations précédentes, caractérisé par le fait que les lamelles (15, 16) sont humectées avec un agent permettant l'adhérence
des particules de poussières séparées.
6. Appareil selon au moins l'une quelconque des revendi-
cations 2 à 4, caractérisé par le fait que les lamelles sont hu-
mectées avec de l'huile siliconée.
7. Appareil selon au moins l'une quelconque des revendi-
cations précédentes, caractérisé par le fait que le canal d'as-
piration renferme, en amont du groupe d'aspiration, un corps
perturbateur (7) en aval duquel se trouve un dispositif mesu-
reur (26, 27) conçu pour détecter les tourbillons détachés
dudit corps perturbateur (7).
8. Appareil selon au moins l'une quelconque des revendi-
cations précédentes, caractérisé par le fait qu'un dispositif mesureur est prévu pour compter les tourbillons détachés et/ou
pour mesurer la fréquence tourbillonnaire.
9. Appareil selon au moins l'une quelconque des revendi-
cations précédentes, caractérisé par le fait qu'un dispositif mesureur d'ultrasons est prévu en tant que dispositif mesureur
de la fréquence tourbillonnaire.
10. Appareil selon au moins l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé par le fait qu'un pseudo-
tube plongeur (18) est prévu dans la région de l'orifice d'af-
flux du cyclone (3).
11. Appareil selon au moins l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé par le fait que le tube
plongeur (18) du cyclone (3) est fixé tangentiellement au boî-
tier du filtre.
12. Appareil selon au moins l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé par le fait que le tube
plongeur (18) est prévu dans le fond du cyclone (3).
13. Appareil selon au moins l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé par le fait que le sépara-
teur à lamelles (2), le cyclone (3) et le filtre (5) sont dispo-
sés dans une première partie compacte dudit appareil; et par le fait qu'un module à haute tension, prévu pour le filtre, se
trouve dans l'espace libre restant entre ces groupes struc-
turels.
14. Appareil selon au moins l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé par le fait que le sépara-
teur (2) à lamelles, le cyclone (3) et le filtre (5) sont logés,
dans le boîtier, avec faculté de remplacement aisé.
15. Appareil selon au moins l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé par le fait que le sépara-
teur (2) à lamelles, le cyclone (3) et le filtre (5) sont conçus,
indépendamment les uns des autres, pour le transport des échan-
tillons et en tant que récipients de pesage.
16. Appareil selon au moins l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé par le fait que les deux séparateurs centrifuges (2, 3), le boîtier du filtre, ainsi qu'une coiffe supplémentaire du module à haute tension, servant originellement à protéger ce module d'un effet des poussières,
sont réalisés sous la forme d'une cage de Faraday.
17. Appareil selon au moins l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé par le fait que les groupes
de composants électroniques, nécessaires pour faire fonction-
ner ledit appareil, sont logés dans une seconde partie de cet
appareil dans laquelle se trouve également le groupe d'aspira-
tion (20).
18. Appareil selon la revendication 12, caractérisé par le fait que, en cas d'utilisation d'un ventilateur radial (20) muni d'un manchon d'aspiration associé, les plaquettes (21, 22) à circuits imprimés, destinées aux composants électroniques, sont agencées tout autour dudit manchon d'aspiration (12), les composants électroniques (23) de deux plaquettes respectives à
circuits imprimés étant alors situés en vis-à-vis.
19. Appareil selon au moins l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé par le fait qu'un micropro-
cesseur (27) et un organe de manoeuvre (29) sont installés pour la régulation du débit volumique par excitation du moteur (14)
avec modulation de la fréquence ou des largeurs d'impul-
sions.
20. Appareil selon au moins l'une quelconque des reven-
dications précédentes, caractérisé par le fait qu'un interrup-
teur (28) à valeurs de seuil est prévu pour détecter la tension du moteur en tant que mesure de la plage de vitesses angulaires admissible, interrupteur auquel est affecté un interrupteur
principal (30) activé par l'intermédiaire d'un microproces-
seur.
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 |
---|---|
FR2718847A1 true FR2718847A1 (fr) | 1995-10-20 |
FR2718847B1 FR2718847B1 (fr) | 1998-04-10 |
Family
ID=6515833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9504550A Expired - Fee Related FR2718847B1 (fr) | 1994-04-15 | 1995-04-14 | Appareil pour prélever des échantillons de poussières. |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4413525C2 (fr) |
FR (1) | FR2718847B1 (fr) |
GB (1) | GB2288344B (fr) |
Families Citing this family (6)
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 |
DE102004056856A1 (de) | 2004-11-25 | 2006-06-01 | Hilti Ag | Grobabscheider |
DE102011109734A1 (de) * | 2011-08-08 | 2013-02-14 | Veritas Ag | Filterschutzkappe |
CN105181396B (zh) * | 2015-09-11 | 2018-05-15 | 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 |
CN114720223B (zh) * | 2022-03-03 | 2023-09-08 | 中国矿业大学 | 一种粉尘发生装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD89496B (fr) * | ||||
DE3430577A1 (de) * | 1983-11-24 | 1985-06-05 | Veb Kombinat Medizin- Und Labortechnik Leipzig, Ddr 7033 Leipzig | Sensor fuer die volumenstrommessung eines atemgases |
US4586389A (en) * | 1982-10-22 | 1986-05-06 | Coal Industry (Patents) Limited | Dust detection |
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 |
Family Cites Families (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 |
IT1061615B (it) * | 1976-05-28 | 1983-04-30 | Cnen | Campionatore di polveri basato sulla simulazione dell apparato respiratorio |
DD145037A3 (de) * | 1978-08-29 | 1980-11-19 | Juergen Schmalz | Zyklon-vorabscheider fuer staubpro enahmegeraete |
US4670002A (en) * | 1985-12-09 | 1987-06-02 | Hitachi Koki Company, Ltd. | Centrifugal 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 |
GB2226409B (en) * | 1988-12-05 | 1992-12-23 | Mitsubishi Electric Corp | Karman's vortex flow meter |
US4941899A (en) * | 1989-04-24 | 1990-07-17 | Regents Of The University Of Minnesota | Cyclone personal sampler for aerosols |
DE3921895C2 (de) * | 1989-07-04 | 1996-10-10 | Przybilla Karl Dr | Aerosol-Elektrometer und Aerosol-Sensoreinrichtung |
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 |
-
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 (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DD89496B (fr) * | ||||
US4586389A (en) * | 1982-10-22 | 1986-05-06 | Coal Industry (Patents) Limited | Dust detection |
DE3430577A1 (de) * | 1983-11-24 | 1985-06-05 | Veb Kombinat Medizin- Und Labortechnik Leipzig, Ddr 7033 Leipzig | 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 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"safety in mines: New portable self-powered dust sampler", COLLIERY ENGINEERING, vol. 44, March 1967 (1967-03-01), LONDON GB, pages 113 - 114, XP002030474 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4413525A1 (de) | 1995-10-26 |
DE4413525C2 (de) | 1996-09-26 |
FR2718847B1 (fr) | 1998-04-10 |
GB2288344A (en) | 1995-10-18 |
GB9507413D0 (en) | 1995-05-31 |
GB2288344B (en) | 1998-01-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6779380B1 (en) | Measuring system for the control of residual dust in safety vacuum cleaners | |
EP2134556B1 (fr) | Système capteur de la pollution de l'air | |
US6230572B1 (en) | Instrument for measuring and classifying nanometer aerosols | |
US8813540B2 (en) | Analysis methods and devices for fluids | |
US4974455A (en) | Dilution extractive probe | |
US9541488B2 (en) | Particle sampling and measurement in the ambient air | |
EP2352982B1 (fr) | Procédé pour mesurer la concentration de poussière dans un gaz qui s'écoule et dispositif pour mesurer la concentration de poussière dans un gaz qui s'écoule | |
EP1987498B1 (fr) | Atténuateur de fumée en ligne | |
KR102002967B1 (ko) | 흡인노즐에 단면적 조절장치가 부착된 배기가스 연속 등속 채취 장치와 이를 결합한 배기가스 미세먼지 연속자동측정 시스템 | |
US5317930A (en) | Constant flowrate controller for an aerosol sampler using a filter | |
JP7389016B2 (ja) | 粒子検出装置および浮遊粒子検出方法 | |
CZ20022406A3 (cs) | Způsob a zařízení pro monitorování životnosti filtru | |
SE452200B (sv) | Dosimeter med reglerad luftflodeshastighet | |
CN103674793A (zh) | 环境空气中的颗粒的采样和测量设备和方法 | |
FR2718847A1 (fr) | Appareil pour prélever des échantillons de poussières. | |
WO2002018910A1 (fr) | Appareil de determination de la repartition de taille de particules d'aerosol | |
US5730942A (en) | Apparatus for measuring the content of foreign substances in a gas stream | |
EP0159646B1 (fr) | Dispositif pour la séparation des particules d'un aérosol en classes granulométriques | |
JP2841224B2 (ja) | 気液分離器 | |
EP3234250B2 (fr) | Installation d'extraction d'eau | |
US10656067B2 (en) | Measuring arrangement and method of directing and detecting particles | |
JP2012127773A (ja) | 粒子数計測装置 | |
GB1578157A (en) | Method and apparatus for monitoring particle sizes | |
CN115398201A (zh) | 用于确定气溶胶的颗粒的方法和设备 | |
CA1044080A (fr) | Detecteur du defaut de fonctionnement d'un filtre |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |