NL1003272C2

NL1003272C2 - Measurement of gas, particle and aerosol emissions - using narrow diameter tube with flow restrictor in middle, paper carrier impregnated with reagent is inserted on site

Info

Publication number: NL1003272C2
Application number: NL1003272A
Authority: NL
Inventors: Rob Scholtens
Original assignee: Inst Milieu & Agritech
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1997-12-10
Also published as: NL1003272A1

Abstract

The method passes air flows (arrow) through two glass tubes (2,5), each with length (L) of 10 cm. and internal diameter (D) about 0.7 cm. They are joined by a plastic coupling (8) with internal supporting shoulders (11,11'). A stainless steel partition (7) has a small opening (9). A paper strip (10) impregnated with reagent is placed in one tube (2). The reagent e.g. phosphoric acid in ethanol, is applied in a nitrogen atmosphere and kept in a sealed container until needed. Accuracy of measurement is enhanced if the distance between inlet and outlet is reduced e.g. by folding the tubes into a modified U-shape.

Description

Werkwijze en inrichting voor het meten van de emissie van een gas, deeltjes of aerosols.Method and device for measuring the emission of a gas, particles or aerosols.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het meten 5 van de flux van gasmoleculen, deeltjes en/of aersolen in lucht omvattende een meetkanaal met een lengte en een afmeting (D) van een inwendige doorsnede die ten hoogste 0,5 maal de lengte van het meetkanaal bedraagt, bij voorkeur ten hoogste 0,04 maal de lengte van het meetkanaal, een vernauwing van het meetkanaal en een in het 10 meetkanaal gelegen chemisch en/of fysisch reagens voor interactie met de door het meetkanaal stromende gasmoleculen, deeltjes en/of aerosols.The invention relates to a device for measuring the flux of gas molecules, particles and / or aerosols in air, comprising a measuring channel with a length and a dimension (D) of an internal cross-section that is at most 0.5 times the length of the measuring channel is, preferably at most 0.04 times the length of the measuring channel, a narrowing of the measuring channel and a chemical and / or physical reagent located in the measuring channel for interaction with the gas molecules, particles and / or flowing through the measuring channel. aerosols.

Een dergelijke inrichting voor het meten van de flux (kg.m'2.s_1) van ammoniak in lucht is bekend uit: "Concentration Measurements and 15 Equilibrium Studies of Ammonium, Nitrate and Sulphur Species in Air and Precipitation", Martin Ferm, University of Göteborg of 1986, ISBN 91-7900-006-1. De flux van een component wordt uitgedrukt als het aantal deeltjes dat per tijdseenheid door een oppervlak getransporteerd wordt. Als het oppervlak bekend is kan de emissie 20 worden berekend als aantal deeltjes per tijdseenheid. In dit document wordt beschreven hoe ammoniakemissie wordt gemeten door middel van een tweetal glazen buisjes met een lengte van ongeveer 15 centimeter en een inwendige diameter van ongeveer 1 cm die nabij een ammoniakbron worden geplaatst. Aan het uiteinde van iedere buisje 25 bevindt zich een metalen plaatje met een centrale opening met een straal van 1 mm. De binnenwanden van de buisjes waren bedekt met oxaalzuur (H02CC02H) of citroenzuur (HOC(CH2C02H)2C02H) . De coating in ieder buisje bestond uit twee aparte gescheiden zones. Eén zone vangt de ammoniakflux van de bronzijde, de andere zone vangt de 30 ammoniakflux van de achtergrond. Gebleken is dat met beide buisjes, waarvan één met het plaatje met de opening naar de bron was toegekeerd, en de ander daarvan was afgekeerd, een globale meting van de flux mogelijk is die afkomstig is van het ammoniak emitterende veld.Such a device for measuring the flux (kg.m'2.s_1) of ammonia in air is known from: "Concentration Measurements and 15 Equilibrium Studies of Ammonium, Nitrate and Sulfur Species in Air and Precipitation", Martin Ferm, University or Gothenburg or 1986, ISBN 91-7900-006-1. The flux of a component is expressed as the number of particles that are transported through a surface per unit time. If the surface is known, the emission 20 can be calculated as number of particles per unit time. This document describes how ammonia emission is measured by means of two glass tubes with a length of about 15 centimeters and an internal diameter of about 1 cm placed near an ammonia source. At the end of each tube 25 there is a metal plate with a central opening with a radius of 1 mm. The inner walls of the tubes were covered with oxalic acid (H02CC02H) or citric acid (HOC (CH2CO2H) 2CO2H). The coating in each tube consisted of two separate separated zones. One zone captures the ammonia flux from the source side, the other zone captures the ammonia flux from the background. It has been found that both tubes, one with the orifice plate facing the source and the other facing away, allow a global measurement of the flux from the ammonia-emitting field.

35 Hierbij is de totale flux = flux van veld - flux van achtergrond. De flux van het veld is het gemiddelde van beide naar de bron gerichte zones van ieder buisje. De flux van de achtergrond is het gemiddelde van beide naar de achtergrond gerichte zones van ieder 1003272 2 buisje.35 Here the total flux = flux of field - flux of background. The flux of the field is the average of the two source-oriented zones of each tube. The background flux is the average of the two background areas of each 1003272 2 tube.

Een nadeel van het bekende systeem is dat door plaatsing van de openingen aan de uiteinden van de buisjes, deze gemakkelijk verstopt kunnen raken zodat de nauwkeurigheid van het systeem afneemt. Verder 5 is door plaatsing van de vernauwing aan de uiteinden van de buisjes de invloed van variaties in de luchtstroming en turbulenties relatief groot. Ook is het aanbrengen van een inwendige laag van een reagens op de binnenwand van de buisjes complex. Voor het verkrijgen van een voor alle buisjes constante coating zonder vervuiling is grote 10 zorgvuldigheid vereist bij het aanbrengen van de coating. Voor een nauwkeurige meting is de hoeveelheid reagens die aan de binnenkant is aangebracht kritisch. Oxaalzuur is hygroscopisch en zal tijdens meetperioden met hoge luchtvochtigheden in de lucht zoveel water kunnen binden dat de coating vervloeit en uit de buis loopt. Hierdoor 15 wordt de nauwkeurigheid van de fluxmeting aangetast. Deze meetomstandigheden komen vaak voor bijvoorbeeld: tijdens buitenluchtmetingen met regen en mist en tijdens afkoeling 's avonds, metingen in gebouwen met mensen of met dieren die waterdamp 20 produceren met onvoldoende ventilatie en verwarming en/of metingen in deze gebouwen tijdens perioden met hoge luchtvochtigheden in de buitenlucht.A drawback of the known system is that by placing the openings at the ends of the tubes, they can easily become blocked, so that the accuracy of the system decreases. Furthermore, by placing the constriction at the ends of the tubes, the influence of variations in the air flow and turbulences is relatively large. The application of an internal layer of a reagent to the inner wall of the tubes is also complex. To obtain a constant coating without contamination for all tubes, great care is required when applying the coating. The amount of reagent applied on the inside is critical for accurate measurement. Oxalic acid is hygroscopic and will be able to bind so much water during measurement periods with high air humidity in the air that the coating will liquefy and run out of the pipe. This affects the accuracy of the flux measurement. These measurement conditions are common, for example: during outdoor air measurements with rain and fog and during cooling in the evening, measurements in buildings with people or with animals producing water vapor 20 with insufficient ventilation and heating and / or measurements in these buildings during periods of high humidity in the open air.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een systeem voor het meten van de emissie van een gas dat relatief 25 ongevoelig is voor vervuiling, en waarbij het reagens op nauwkeurige, goed gedefinieerde en eenvoudige wijze kan worden aangebracht. Het is tevens een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een inrichting waarbij de analyse van de hoeveelheid gas, deeltjes en/of aerosols die met het reagens heeft gereageerd op eenvoudige wijze kan 30 worden doorgevoerd. Het is verder een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een systeem dat niet nadelig wordt beïnvloedt door variaties en turbulentie in de langsstromende lucht.It is an object of the present invention to provide a system for measuring the emission of a gas which is relatively insensitive to pollution, and in which the reagent can be applied in an accurate, well-defined and simple manner. It is also an object of the present invention to provide a device in which the analysis of the amount of gas, particles and / or aerosols that has reacted with the reagent can be carried out in a simple manner. It is a further object of the present invention to provide a system which is not adversely affected by variations and turbulence in the flowing air.

Hiertoe is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de vernauwing zich op een afstand van de uiteinden van het 35 meetkanaal bevindt zodat tussen de vernauwing en een uiteinde een meetkamer wordt gevormd waarin op losneembare wijze een drager plaatsbaar is welke drager het reagens omvat.For this purpose the device according to the invention is characterized in that the constriction is at a distance from the ends of the measuring channel, so that a measuring chamber is formed between the constriction and one end, in which a carrier can be detachably mounted, which carrier comprises the reagent.

Op verrassende wijze is gebleken dat plaatsing van een drager 1003272 3 in de ruimte tussen een verderop in het meetkanaal geplaatste vernauwing en het uiteinde, de proportionaliteit van de luchtstroom door de buis met de luchtstroom langs de buis niet nadelig beïnvloedt. Door plaatsing van de vernauwing in het meetkanaal in 5 plaats van aan het uiteinde daarvan, kan worden voorkomen dat de vernauwing verstopt raakt door stofdeeltjes of andere in de lucht aanwezige vervuiling. Door plaatsing van de vernauwing in het meetkanaal neemt de invloed van variaties in de luchtstroom en turbulenties ter plekke van het uiteinde van het meetkanaal af. In 10 tegenstelling tot de bekende inrichting kan met een enkel meetkanaal een fluxmeting worden doorgevoerd. Op de drager kan op nauwkeurige wijze het gewenste reagens worden aangebracht. Bijvoorbeeld kan fosforzuur H3P04 worden aangebracht door dit op filtreerpapier aan te brengen terwijl dit in een stikstofatmosfeer is geplaatst. Hierna kan 15 het geïmpregneerde filtreerpapier in het meetkanaal worden ingebracht. Dit kan bijvoorbeeld plaatsvinden net voordat de inrichting op de meetpositie wordt gebracht, bijvoorbeeld in een luchtkanaal van een stal, of bij voorkeur in een voorbereidingsruimte, waarbij het meetkanaal na het aanbrengen van de 20 drager met doppen wordt afgesloten. De geprepareerde en afgesloten meetkanalen (buisjes) kunnen lang van tevoren worden geprepareerd en in afgesloten toestand worden opgeslagen.Surprisingly, it has been found that placement of a support 1003272 3 in the space between a constriction placed further down the measuring channel and the end does not adversely affect the proportionality of the airflow through the tube with the airflow past the tube. By placing the constriction in the measuring channel instead of at the end thereof, the constriction can be prevented from becoming clogged by dust particles or other pollution present in the air. Placing the narrowing in the measuring channel reduces the influence of variations in the airflow and turbulence at the location of the measuring channel. In contrast to the known device, a flux measurement can be carried out with a single measuring channel. The desired reagent can be accurately applied to the support. For example, phosphoric acid H3PO4 can be applied by applying it to filter paper while it is placed in a nitrogen atmosphere. After this, the impregnated filter paper can be introduced into the measuring channel. This can for instance take place just before the device is brought to the measuring position, for instance in an air duct of a stable, or preferably in a preparation room, the measuring channel being closed with caps after the carrier has been applied. The prepared and closed measuring channels (tubes) can be prepared long in advance and stored in a closed state.

Verder kan door toepassing van een open vezelstruktuur van de drager, een meer efficiënte adsorptie van gassen worden verkregen dan 25 mogelijk is met een coating aan de binnenwand van het meetkanaal. Eveneens kan een relatief grote hoeveelheid reagens worden opgenomen in de structuur van de drager, zodat een langere meettijd mogelijk wordt.Furthermore, by using an open fiber structure of the support, a more efficient adsorption of gases can be obtained than is possible with a coating on the inner wall of the measuring channel. Likewise, a relatively large amount of reagent can be incorporated into the structure of the support, allowing for a longer measurement time.

Met de term "chemisch of fysisch reagens" wordt ieder medium 30 bedoeld dat in staat is door middel van een chemische reactie, een fysische interactie zoals absorptie of adsorptie, of andere mechanismen een detecteerbare verandering te ondergaan in samenstelling, uiterlijk of gewicht welke een maat is voor het met het reagens in contact gekomen gas, deeltjes en/of aerosol. Hierbij 35 dient onder "gas" te worden verstaan atomen, moleculen of verbindingen in de gasfase die eventueel in een luchtomgeving aanwezig zijn. Verder kan het reagens geschikt zijn voor kleine vaste deeltjes zoals rook of aërosols. Volgens de uitvinding kan de drager 1003272 4 zijn gevormd uit een inert materiaal dat is geïmpregneerd met een reagens of waaraan een vast reagens fysisch is gebonden, of kan de drager zelf het reagens vormen en bijvoorbeeld zijn gevormd uit actief koolstof, een katalytische keramische drager met platina 5 deeltjes en dergelijke.By the term "chemical or physical reagent" is meant any medium capable of undergoing a detectable change in composition, appearance or weight by a chemical reaction, a physical interaction such as absorption or adsorption, or other mechanisms is for the gas, particles and / or aerosol in contact with the reagent. Here, "gas" is to be understood to mean atoms, molecules or compounds in the gas phase which may be present in an air environment. Furthermore, the reagent may be suitable for small solid particles such as smoke or aerosols. According to the invention, the support 1003272 4 may be formed from an inert material impregnated with a reagent or to which a solid reagent is physically bound, or the support itself may form the reagent and may be formed, for example, from activated carbon, a catalytic ceramic support with platinum 5 particles and the like.

In een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding bedraagt de dwarsdoorsnede-oppervlakte van het meetkanaal ter plaatse van de vernauwing minder dan 0.9 maal de oppervlakte van het meetkanaal buiten de vernauwing, bij voorkeur ongeveer 0.14 maal. De 10 plaatsing van een aparte drager in het meetkanaal beïnvloedt de luchtstroming daardoor in verwaarloosbare mate indien de vernauwing klein genoeg is. Echter, de vernauwing kan niet zo klein worden gemaakt dat de luchtstroming door de buis te zeer afneemt. Bij een te grote afmeting van de vernauwing neemt de relatieve invloed van de 15 weerstand die wordt veroorzaakt naar het plaatsen van de drager in het meetkanaal toe, en kan deze de meting nadelig beïnvloeden. Bij voorkeur is de vernauwing op een afstand van ten minste 3 maal de diameter van het meetkanaal van de rand geplaatst, bij voorkeur ten minste 10 maal. Bij een buislengte van bijvoorbeeld 20 cm, kan de 20 vernauwing halverwege zijn gelegen bij een inwendige diameter van de buis van bijvoorbeeld 7 mm.In an embodiment of a device according to the invention, the cross-sectional area of the measuring channel at the constriction is less than 0.9 times the surface of the measuring channel outside the constriction, preferably about 0.14 times. The placement of a separate support in the measuring channel therefore influences the air flow to a negligible extent if the constriction is small enough. However, the constriction cannot be made so small that the airflow through the tube decreases too much. If the constriction is too large, the relative influence of the resistance caused to the placement of the carrier in the measuring channel increases, and this can adversely affect the measurement. Preferably, the narrowing is spaced at least 3 times the diameter of the measurement channel from the rim, preferably at least 10 times. At a tube length of, for example, 20 cm, the narrowing may be halfway at an internal diameter of the tube of, for example, 7 mm.

De vernauwing in het meetkanaal kan zijn gevormd door plaatsing van een schot dat is voorzien van een centrale opening in het meetkanaal. Op alternatieve wijze kan de vernauwing bijvoorbeeld 25 eveneens zijn gevormd door een plaatselijke vernauwing van de wanden van het meetkanaal. Dit kan worden verkregen door een glazen of een kunststof meetkanaal te verhitten en dit uit te rekken zodat een hals wordt gevormd.The narrowing in the measuring channel can be formed by placing a partition provided with a central opening in the measuring channel. Alternatively, the constriction can for instance also be formed by a local constriction of the walls of the measuring channel. This can be achieved by heating a glass or plastic measuring channel and stretching it to form a neck.

Bij toepassing van een schot met een centrale opening als 30 vernauwing, is dit schot bij voorkeur opgenomen in een koppelbus waarbij aan weerszijden van het schot een schouder is opgenomen waartegen de kanaaldelen met hun kopse kanten zijn afgesteund. Na het nemen van een meting kan het buisdeel dat de drager omvat uit de koppelbus worden losgenomen en aan zijn uiteinde worden afgesloten 35 met behulp van een tweetal doppen. Een nieuw buisdeel met een verse drager kan dan weer in de bus worden geplaatst terwijl het weggenomen buisdeel naar een analyseruimte kan worden vervoerd.When using a bulkhead with a central opening as narrowing, this bulkhead is preferably included in a coupling sleeve, on which a shoulder is accommodated on either side of the bulkhead against which the channel parts are supported with their front sides. After taking a measurement, the tube part comprising the carrier can be removed from the coupling sleeve and closed at its end with the aid of two caps. A new pipe section with a fresh carrier can then be placed in the bus again while the removed pipe section can be transported to an analysis room.

Voor het verkrijgen van een zeer kleine afmeting van de 1003272 5 inrichting, kan het meetkanaal bijvoorbeeld aan weerszijden van de vernauwing zijn "dubbelgevouwen", zodat het meetkanaal aan weerszijden van de vernauwing onderling parallel verloopt.In order to obtain a very small size of the device 1003272, the measuring channel can for instance be "folded in half" on either side of the narrowing, so that the measuring channel on both sides of the narrowing runs parallel to one another.

In een voordelige uitvoeringsvorm van een drager voor 5 toepassing in een inrichting volgens de uitvinding is de drager geïmpregneerd met een reagens dat verkleurt bij reactie met langs de drager stromend gas. Hierbij is de inrichting bij voorkeur doorzichtig uitgevoerd, bijvoorbeeld uit glas zodat de kleurverandering kan worden waargenomen. Door vergelijken van de 10 kleur met een ijktabel, kan de flux worden bepaald.In an advantageous embodiment of a carrier for use in a device according to the invention, the carrier is impregnated with a reagent that discolours upon reaction with gas flowing past the carrier. The device is preferably made transparent, for example of glass, so that the color change can be observed. By comparing the 10 color with a calibration table, the flux can be determined.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekeningen. In de tekeningen toont:The invention will be further elucidated with reference to the annexed drawings. In the drawings shows:

Figuur 1 een langsdoorsnede van een inrichting volgens de uitvinding omvattende twee kanaaldelen en een afzonderlijke 15 koppelbus,Figure 1 is a longitudinal section of a device according to the invention comprising two channel parts and a separate coupling sleeve,

Figuur 2 een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding waarbij de kanaaldelen aan weerszijden van de vernauwing parallel zijn gelegen,Figure 2 shows an embodiment of a device according to the invention in which the channel parts on either side of the constriction are parallel,

Figuur 3 een alternatieve uitvoeringsvorm van een inrichting 20 volgens de uitvinding.Figure 3 shows an alternative embodiment of a device 20 according to the invention.

Figuur 4 een langsdoorsnede van een losgenomen kanaaldeel omvattende de drager, dat aan beide zijden is afgesloten voor transport enFigure 4 is a longitudinal section of a disconnected channel part comprising the carrier, which is closed on both sides for transport and

Figuur 5 een schematische weergave van een drager voor 25 bevestiging van de inrichting volgens de uitvinding in bijvoorbeeld een ventilatieschacht.Figure 5 shows a schematic representation of a carrier for mounting the device according to the invention in, for example, a ventilation shaft.

Bij de meting van bijvoorbeeld ammoniakemissie die afkomstig is van een bron zoals bijvoorbeeld de vloer van een stal of een weiland, worden detectoren voor ammoniak en voor de windsnelheid in de 30 nabijheid van de bron geplaatst. De ammoniakdetector neemt de bron waar in een denkbeeldig fluxraam waardoor de ammoniak met een luchtstroming langs de detector wordt gevoerd. De ammoniakflux (mg.m-2.s_1) is gelijk aan het produkt van ammoniakconcentratie (mg.m-3) en windsnelheid (m.s-1) en heeft betrekking op een fluxraam 35 met een zekere oppervlakte (m2). De nauwkeurigheid van de meting wordt nadelig beïnvloed door variaties in de bronsterkte, de luchtsnelheid, turbulentie van de lucht en het oppervlak van het fluxraam, zowel in plaats als in de tijd. Dit kan worden ondervangen 1003272 6 door het toepassen van een groot aantal detectoren en het frequent nemen van metingen. Hiervoor is echter een grote hoeveelheid mankracht en dure apparatuur benodigd.For example, when measuring ammonia emissions from a source such as, for example, the floor of a stable or a pasture, detectors for ammonia and for the wind speed are placed in the vicinity of the source. The ammonia detector detects the source in an imaginary flux window through which the ammonia is led past the detector with an air flow. The ammonia flux (mg.m-2.s_1) is equal to the product of ammonia concentration (mg.m-3) and wind speed (m.s-1) and relates to a flux window 35 with a certain surface area (m2). The accuracy of the measurement is affected by variations in source strength, air velocity, air turbulence, and surface area of the flux window, both in place and over time. This can be overcome by using a large number of detectors and taking measurements frequently. However, this requires a large amount of manpower and expensive equipment.

De variaties in de bronsterkte en de luchtsnelheid kunnen 5 worden opgevangen door het proportioneel meten van de flux van het door de bron geëmitteerd gas. Dit kan op een zeer goedkope en eenvoudige wijze plaatsvinden door toepassing van een fluxbemonsteraar die werkt zonder gebruik van externe hulpbronnen zoals pompen en windsnelheidsmeters. Een dergelijke passieve 10 fluxmeter is op zich bekend en bestaat uit een tweetal buisjes met een lengte van ongeveer 10 cm, een diameter van ongeveer 0,7 cm en aan het uiteinde daarvan een roestvrijstalen plaatje met een centrale opening met een diameter van 1 mm. Op de binnenzijde van de buisjes is een laag uit bijvoorbeeld oxaalzuur of citroenzuur in twee 15 gescheiden zones aangebracht. Door plaatsing van 1 buisje waarbij het schot is toegekeerd naar de emitterende bron, en een ander buisje waarbij het schot is afgekeerd van de emitterende bron kan de van de bron afkomstige flux, bijvoorbeeld de flux van ammoniak, gecorrigeerd voor de achtergrond, worden gemeten. Door de opstelling van beide 20 buisjes, wordt een gunstige evenredigheid van de door de buisjes tredende flux verkregen met de cosinus van de hoek die de luchtstroming maakt ten opzichte van de lengteas van de buisjes. De luchtsnelheid in de buisjes bedraagt in dit geval ongeveer 1/60 van de luchtsnelheid buiten de buisjes.The variations in source strength and air velocity can be compensated for by proportionally measuring the flux of the gas emitted from the source. This can be done in a very inexpensive and simple manner by using a flux sampler that works without using external resources such as pumps and wind speed meters. Such a passive 10 flux meter is known per se and consists of two tubes with a length of about 10 cm, a diameter of about 0.7 cm and at the end of which a stainless steel plate with a central opening with a diameter of 1 mm. On the inside of the tubes, a layer of, for example, oxalic or citric acid is applied in two separate zones. By placing 1 tube with the baffle facing the emitting source and another tube with the baffle facing away from the emitting source, the flux from the source, for example the ammonia flux corrected for the background, can be measured. By arranging both tubes, a favorable proportion of the flux passing through the tubes is obtained with the cosine of the angle making the air flow relative to the longitudinal axis of the tubes. The air velocity in the tubes is in this case about 1/60 of the air velocity outside the tubes.

25 Zoals getoond in figuur 1 omvat een uitvoeringsvorm van de inrichting 1 volgens de uitvinding twee glazen buisjes 2, 5 waardoor zich een luchtstroom beweegt met een component in de richting van de pijl. De lengte, L, van ieder buisje bedraagt ongeveer 10 cm. De inwendige diameter, D bedraagt ongeveer 0,7 cm. De buisjes zijn 30 onderling verbonden door middel van een koppelbus 8, die bijvoorbeeld is gevormd uit kunststof. De koppelbus 8 omvat een inwendige schouder 11, 11' waartegen de kopse uiteinden van beide buisjes 2 en 5 aanliggen. In het inwendige van de koppelbus is een schot 7 geplaatst, bijvoorbeeld een cirkelvormig plaatje uit roestvrijstaal. 35 De koppelbus 8 kan eveneens als een knelfitting uit roestvast staal met bijvoorbeeld een elastisch afdichtmateriaal (teflon) zijn uitgevoerd of als een elastisch element uit bijvoorbeeld rubber. Een centrale opening 9 is opgenomen in het schot 7 en vormt een 1003272 7 vernauwing van het meetkanaal. Een drager 10, bijvoorbeeld gevormd uit een papieren strook die is geïmpregneerd met een reagens is opgenomen in het instroombuisje 2. Door plaatsing van de inrichting 1 in de nabijheid van een bron die een gas emitteert, waarbij de zijde 5 van de inrichting waarin de drager 10 is opgenomen naar de bron is gericht, kan de emissie van gas worden gemeten in massa per tijdseenheid. Indien de richting van de luchtstroming niet parallel is aan de lengterichting van de buisjes 2, 5 en aan draaiing onderhevig is, kan een additionele drager 10' worden aangebracht in 10 buisje 5, zodat met 1 enkele meting nauwkeurig de flux van de bron en de achtergrond kan worden bepaald.As shown in figure 1, an embodiment of the device 1 according to the invention comprises two glass tubes 2, 5 through which an air flow moves with a component in the direction of the arrow. The length, L, of each tube is about 10 cm. The internal diameter, D is about 0.7 cm. The tubes are mutually connected by means of a coupling bush 8, which is for instance formed from plastic. The coupling sleeve 8 comprises an internal shoulder 11, 11 'against which the end ends of both tubes 2 and 5 abut. A partition 7 is placed in the interior of the coupling sleeve, for example a circular plate made of stainless steel. The coupling sleeve 8 can also be designed as a compression fitting of stainless steel with for instance an elastic sealing material (Teflon) or as an elastic element of, for example, rubber. A central opening 9 is included in the baffle 7 and forms a narrowing of the measuring channel. A support 10, for example formed of a paper strip impregnated with a reagent, is received in the inflow tube 2. By placing the device 1 in the vicinity of a source emitting a gas, the side 5 of the device in which the carrier is 10 is directed to the source, the emission of gas can be measured in mass per unit time. If the direction of the air flow is not parallel to the longitudinal direction of the tubes 2, 5 and is subject to rotation, an additional carrier 10 'can be fitted in tube 5, so that with a single measurement the flux of the source and the background can be determined.

De drager 10 kan bijvoorbeeld zijn geïmpregneerd met bijvoorbeeld 24 ml fosforzuur in 100 mol ethanol in een stikstofomgeving en kan in een afgesloten container worden vervoerd. 15 Hierbij kan de drager 10 reeds in een los buisje 2 zijn opgenomen dat ter plekke van de meetomgeving met een bijvoorbeeld vast opgestelde koppelbus 8 en buis 5 wordt verbonden. Eveneens kan de drager 10 voorafgaand aan een meting in een reeds op zijn plaats gebrachte meetinrichting 1 die bijvoorbeeld uit 1 stuk is gevormd worden 20 ingebracht.For example, the carrier 10 can be impregnated with, for example, 24 ml of phosphoric acid in 100 moles of ethanol in a nitrogen environment and can be transported in a closed container. In this case, the carrier 10 can already be accommodated in a separate tube 2, which is connected at the location of the measuring environment to a, for instance, fixedly arranged coupling sleeve 8 and tube 5. The carrier 10 can also be introduced prior to a measurement into an already placed measuring device 1, which is for instance formed from one piece.

De nauwkeurigheid van de meting wordt vergroot indien de afstand tussen de instroomopening en de uitstroomopening van de meetinrichting zo klein mogelijk wordt gehouden. Hiertoe kan de meetinrichting zijn uitgevoerd zoals getoond in figuur 2. Hierbij 25 zijn delen van de buisjes 2 en 5 parallel aan elkaar opgesteld en heeft het meetkanaal een U-vorm. De vernauwing, in de vorm van een schot 7 is in de bocht van de U geplaatst.The accuracy of the measurement is increased if the distance between the inflow opening and the outflow opening of the measuring device is kept as small as possible. For this purpose, the measuring device can be designed as shown in figure 2. Here, parts of the tubes 2 and 5 are arranged parallel to each other and the measuring channel has a U-shape. The narrowing, in the form of a shot 7, is placed in the bend of the U.

Figuur 3 toont een alternatieve opstelling waarin de instroombuis 2 binnen de uitstroombuis 5 is gelegen. Het schot 7 is 30 aan het uiteinde van de buis 2 geplaatst. De buis 5 omvat aan zijn buitenoppervlak twee uitstroomopeningen 26,28.Figure 3 shows an alternative arrangement in which the inflow tube 2 is located within the outflow tube 5. The partition 7 is placed at the end of the tube 2. The tube 5 comprises two outflow openings 26, 28 on its outer surface.

Zoals getoond in figuur 4 kan het buisje 2 in een voorkeursuitvoeringsvorm worden losgenomen uit de koppelbus 8 en aan beide uiteinden luchtdicht worden afgesloten met behulp van doppen 13 35 en 15. Hierdoor wordt voorkomen dat vocht en lucht tijdens transport van de drager 10 naar een analyseruimte, in het buisje 2 binnendringen en door verontreiniging de nauwkeurigheid van de meting kan aantasten.As shown in figure 4, the tube 2 in a preferred embodiment can be detached from the coupling sleeve 8 and closed airtight at both ends by means of caps 13, 35 and 15. This prevents moisture and air from being transported from the carrier 10 to an analysis room. , penetrate into tube 2 and may contaminate the accuracy of the measurement due to contamination.

1003272 81003272 8

Figuur 5 toont een inrichting voor bevestiging van een tweetal meetinrichtingen 23 en 24 in bijvoorbeeld de ventilatiekoker van een stal. Van de meetinrichtingen 23, 24 is voor illustratieve doeleinden een deel weggesneden. Nabij beide uiteinden van iedere inrichting 23, 5 24 kan een drager 10 zijn opgenomen. Het is eveneens mogelijk per inrichting 23, 24 een enkele drager op te nemen, aan bijvoorbeeld een voorzijde van inrichting 23 en aan een achterzijde van inrichting 24. Op een basisplaat 18 zijn twee klemmen 22, 22' aangebracht waarin de buisvormige inrichtingen 23 en 24 kunnen worden ingeklemd. Twee 10 loodrecht op de basisplaat gelegen zijplaten 19 en 20 kunnen tegen respectieve flenzen van de ventilatiekoker worden bevestigd, die daartoe zijn voorzien van permanente magneten. Een dergelijke ventilatiekoker kan zich op een hoogte van bijvoorbeeld 6 meter boven de vloer van een stal bevinden. De inrichting volgens de uitvinding 15 kan op zeer volledige wijze op een dergelijke hoogte worden aangebracht aangezien de inrichting zeer eenvoudig van aard is en licht van gewicht.Figure 5 shows a device for mounting two measuring devices 23 and 24 in, for example, the ventilation duct of a stable. A part of the measuring devices 23, 24 has been cut away for illustrative purposes. A carrier 10 may be included near both ends of each device 23, 24. It is also possible to receive a single carrier per device 23, 24, for example on a front side of device 23 and on a rear side of device 24. Two clamps 22, 22 'are arranged on a base plate 18, in which the tubular devices 23 and 24 can be clamped. Two side plates 19 and 20 perpendicular to the base plate can be mounted against respective flanges of the ventilation duct, which are provided for this purpose with permanent magnets. Such a ventilation duct can be located at a height of, for example, 6 meters above the floor of a stable. The device according to the invention can be arranged at such a height in a very complete manner, since the device is very simple in nature and lightweight.

Hoewel de onderhavige uitvinding is beschreven aan de hand van het meten van de emissie van ammoniak, is de inrichting niet beperkt 20 tot het meten van ammoniakemissie. Andere gassen, bijvoorbeeld geur, ozon, ΝΟχ, CO, S02 of stofdeeltjes en dergelijke kunnen eveneens worden gemeten door het aanbrengen van een geschikte reagens op de drager en/of door selectie van een geschikte drager die zelf het reagens vormt. Doordat de drager afzonderlijk kan worden gevormd van 25 het meetkanaal van de inrichting volgens de uitvinding, kunnen een groot aantal verschillende dragers en reagentia die maximaal op elkaar zijn afgestemd worden toegepast, bij toepassing van een enkele inrichting. Eveneens kan zijn voorzien dat de reagens verkleurt bij contact met het door de inrichting stromend gas. Hierdoor kan na een 30 bepaalde meettijd, die bijvoorbeeld een maand kan bedragen, door het vergelijken van de kleur van de drager met een ijktabel, de emissie direct worden afgelezen.Although the present invention has been described by measuring ammonia emission, the device is not limited to measuring ammonia emission. Other gases, for example odor, ozone, ΝΟχ, CO, SO2 or dust particles and the like, can also be measured by applying a suitable reagent to the support and / or by selecting a suitable support which itself forms the reagent. Because the carrier can be formed separately from the measuring channel of the device according to the invention, a large number of different carriers and reagents which are optimally matched to each other can be used when using a single device. It may also be envisaged that the reagent will discolour upon contact with the gas flowing through the device. As a result, after a certain measuring time, which can for instance amount to a month, the emission can be read directly by comparing the color of the carrier with a calibration table.

Voor meting van de flux van een gas in meerdere richtingen kunnen een aantal inrichtingen volgens de uitvinding onder 35 verschillende hoeken ten opzichte van elkaar worden opgesteld, bijvoorbeeld onder hoeken van 90° in twee horizontale en 1 verticale richting. Verder zouden een aantal inrichtingen volgens de uitvinding kunnen worden gecombineerd door middel van een speciale koppelbus 8 1003272 9 met meerdere aansluitingen voor afzonderlijke buizen, bijvoorbeeld in een bolvormige configuratie, waarbij telkens langs dezelfde richting gelegen buizen de configuratie hebben zoals getoond in figuur 1. Uit proeven is gebleken dat de onderdruk aan de stroomafwaarts gelegen 5 zijde, of zuigzijde, van de meetinrichting bepalend is voor de druk over de vernauwing, en daarmee bepalend voor de luchtaanzuiging door de buizen. Op basis van dit inzicht is het mogelijk om een uiteinde van de meetinrichting uit te voeren als een aantal vertakte, onderling verbonden buizen of kanalen die ruimtelijk zijn verdeeld 10 over een meetvlak om een gemiddelde luchtsnelheid over het meetvlak te bepalen. Een dergelijke opstelling is met name geschikt voor het bepalen van de gemiddelde flux in ventilatiekokers van mechanisch gevent ileerde gebouwen.For measuring the flux of a gas in several directions, a number of devices according to the invention can be arranged at different angles to each other, for example at angles of 90 ° in two horizontal and one vertical direction. Furthermore, a number of devices according to the invention could be combined by means of a special coupling sleeve 8 1003272 9 with multiple connections for individual pipes, for instance in a spherical configuration, wherein pipes situated along the same direction each have the configuration as shown in figure 1. From Tests have shown that the negative pressure on the downstream side, or suction side, of the measuring device determines the pressure across the constriction, and thus determines the air suction through the pipes. Based on this insight, it is possible to design one end of the measuring device as a number of branched, interconnected pipes or channels which are spatially distributed over a measuring plane in order to determine an average air velocity over the measuring plane. Such an arrangement is particularly suitable for determining the average flux in ventilation ducts of mechanically ventilated buildings.

10032721003272

Claims

Device for passively measuring the flux of gas molecules, dust particles and / or aerosols in air, comprising a measuring channel (2,5) open at both ends with a length (L) and a dimension (D) of an interior cross-section that is at most 0.5 times the length, preferably at most 0.04 times the length, a narrowing (7.9) of the measuring channel (2.5) and a chemical and / or physical reagent located in the measuring channel for interaction with the gas molecules, particles and / or aerosols flowing through the measuring channel, characterized in that that the constriction (7,9) is located at a distance from the ends of the measuring channel, so that a measuring chamber is formed between the constriction and one end in which a support (10) can be placed in a detachable manner, which support comprises the reagent. 15

The device according to claim 1, wherein the cross-sectional area of the measuring channel at the narrowing (9) is no more than 0.9 times the surface of the measuring channel outside the narrowing, preferably no more than 0.2 times. 20

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the distance between the narrowing and the end of the measuring channel is at least 3 times the diameter of the measuring channel, preferably at least 10 times. 25

Device according to claim 1, characterized in that the measuring channel comprises a circular cross-section and the narrowing is formed by a partition (7) placed in the measuring channel and provided with a central opening (9). 30

Device as claimed in claim 4, wherein the measuring channel comprises at least two channel parts (2,5) and a coupling bush (8) in which the baffle (7) is placed with a shoulder (11,11 ') on either side of the baffle against which the baffle (11,11') is placed. channel parts (2.5) with their front sides are supported.

Device according to one of the preceding claims, in which channel parts (2,5) of the measuring channel on either side of the 1003272 constriction (7) run parallel to one another.

A method for measuring the emission of a gas comprising the steps of: Placing a carrier in a device according to any one of the preceding claims, Placing the device and the carrier in a measuring environment, Removing the carrier from the device after a predetermined measurement time, Placement of the support in an analyzer and Determination of the amount of gas that has interacted with the reagent.

Method according to claim 7, characterized in that the channel part with the carrier is detached from the device, the channel part is closed at both ends and transported to an analysis room.

Carrier suitable for use in a device according to any one of claims 1 to 6, wherein the carrier has a substantially elongated shape and is made of a fibrous material.

The carrier according to claim 9, wherein the carrier is impregnated with phosphoric acid for reaction with NH3.

Carrier according to claim 9 or 10, characterized in that. that the reagent discolours as a result of gas flowing along the carrier. 30

A mounting device for mounting a device according to any one of claims 1 to 7 in a metal air duct, comprising a base plate with at least one clamping member for clamping the device detachably and a magnet for connecting the base plate to a wall of the air duct. 1003272