NL7908805A - Kalibreerinrichting. - Google Patents

Description

* *4 ié

Kalibreerinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een kalibreerinrichting voor ademalcoho 1-meetapp aratuur met halfgeleiders ens or.

Meetapparaten met halfgeleidersensoren, waarbij het electrische geleidingsvermogen van het sensormateriaal door de adsorptie van 5 gas beïnvloed wordt, hebben een kalibreermogelijkheid nodig, daar het signaal van de halfgeleidersensor door gebruik en veroudering verandert. Al naar gelang van de gebruikmaking en de vereiste nauwkeurigheid kan de kalibrering ook met kortere tussenpozen nodig zijn.

Een bekende kalibreerinrichting voor inrichtingen voor de 10 automatische bepaling van sporen van organische oplosmiddeldampen in lucht onder aanwending van een halfgeleidersensor bestaat uit een wasflesachtige, van warmteisolatie voorziene en verwarmde houder, waarin zich tot een deel van zijn hoogte vloeibaar oplosmiddel bevindt.

Een verdaapingsinrichting uit stervormig gevouwen filterpapier is in 15 de vloeistof aangébracht en steekt in de gasruimte van de houder cmhoog. Een toeloopbuis voor de lucht eindigt boven de vloeistof-spiegel. De afvoerleiding voor het afvoeren van de oplosmiddel -damp - concentratie uit de kalibreerinrichting bevindt zich in een bovenste dom van de houder. De afvoerleiding mondt boven een capillair 20 en een stuurventiel in de proef gasleiding uit. Deze is met de halfgeleidersensor verbonden, waarop een doorstroomregelaar en de gas-pomp; aansluiten. Een programmeschakelwerp zorgt met vast ingestelde tussenpozen voor de omschakeling tussen meting en kalibrering. Tijdens de meting wordt de te onderzoeken lucht door de pomp via de proefgas-25 leiding naar de halfgeleiders ensor gezogen. Tijdens de kalibrering wordt voor de proefgasleiding een filter opgenomen, waarin de lucht van de meetbestanddelen bevrijd wordt. Daarna wordt door de in de proefgasleiding heersende onderdruk via het capillair en het geopende stuurventiel oplosmiddeldamp uit de kalibreerinrichting aangezogen, 30 waarmee van de meetbestanddelen bevrijde lucht in de proefgasleiding 7908805 λ * 2 vermengd en aan de half geleider sens or toegevoerd wordt. Om na beëindiging van de kalibrering een condensatie uit de dan in de afvoerleiding staande oplosmiddeldamp te vermijden, verbindt een van een capillair voorziene omloopleiding onder omloop van stuurventiel en halfgeleider-5 sensor de afvoerleiding steeds met de doorstroomregelaar en de pomp. Daardoor wordt aan de kalibreerinrichting steeds een deelstroom onttrokken, die de inhoud van de afvoerleiding ververst. Bezwaarlijk is, dat door de aanwending van vloeistof de inrichting standafhankelijk is. De in de kalibreerinrichting gevormde concentratie is sterk afhanke-10 lijk van de temperatuur, die door dure isolatie en aanvullende verwarming met hoge energiebehoefde constant gehouden moet worden. D.e in de proefgasleiding optredende concentratie wordt behalve door voorafgaande condensatie ook door de druk- en stromingsgesteldheden op de mengplaats beïnvloed en in zijn betrouwbaarheid geschaad.

15 (Duitse octrooischrift 2k 22 271).

Bij een bekende imchting voor het aantonen en voor de kwalitatieve bepaling van een gas wordt een monster, bijvoorbeeld een op alcohol te onderzoeken sïemmonster, in een monsterverzamelaar ingeblazen. De monsterverzamelaar bestaat uit een gewonden nauwe huis met 20 een varmtemantel, die aan ëén einde in de omgeving open en aan het andere einde schakelbaar met de inblaasopening, de elektrochemische sensor of een kalibreerinrichting verbonden is. Voor de meting wordt het gas uit de monsterverzamelaar door een pomp via de sensor en een stromingsmeter aangezogen en met de sensor gemeten. Elke meting gaat 25 een kalibrering vooraf. Daarbij wordt eerst de sensor met de inblaasopening verbonden en voor de spoeling omgevingslucht door de pomp aangezogen. Tevens is de monsterverzamelaar met de kalibreerinrichting verbonden, een persgascilinder, die lucht en aethanoldamp bevat. De samenstelling is zo gekozen, dat bij de laagste bedrijfstemperatuur 30 geen aethanol uitcondenseert en dat ook geen waterdamp aanwezig is.

Bij het drukken op èen bedieningsknop stroomt kalibreergas uit de persgascilinder in de monsterverzamelaar en vult deze. Daarna wordt dit kalibreringsmonster aan de sensor toegevoerd en de aanwijzing daarvan in overeenstemming met de bekende concentratie gecorrigeerd.

35 Bezwaarlijk is, dat geen middelen aangegeven zijn, die de vulhoeveel- 7908805 t 1 3 heid van de monsterverzamelaar met kalibreer gas vastleggen. Bij te kort drukken op de bedieningsknop blijft de hoeveelheid te gering en leidt de kalibrering tot foutieve resultaten. Bij te lang drukken wordt de monsterverzamelaar te vol gevuld, aan zijn open einde treedt 5 kalibreergas in de omgeving uit en gaat verloren, ai is de kalibreer-gasvoorraad voortijdig uitgeput. (Duitse Offenlegungsschrift 22 ko U22).

Het oogmerk van de uitvinding is een kalibreerinrichting, die bij spaarzaam verbruik aan kalibreergas en zonder extra energiebehoefte gedefinieerde kalibrering en verzekert.

10 Dit oogmerk is volgens de uitvinding bereikt door een kalibreer inrichting, gekenmerkt doordat deze uit een via ventielen afwisselend met een kalibreeagtsbron en de halfgeleidersensor te verbinden kamer met een tegen de kracht van een veer tussen twee eindstanden verschuifbare wand bestaat.

15 Zodoende wordt door de vulling van de kamer voor elke kalibrering juist de nodige kalibreergashoeveelheid beschikbaar gesteld. Daardoor zijn foutieve metingen uitgesloten. Er worden echter ook verliezen vermeden en met een geringe kalibreergasvoorraad een lange gebruikstijd bereikt, vat bij draagbare apparaten voordelig uitwerkt. Onaf- 20 hankelijk van een wisselende opslagdruk van het kalibreergas staat het in de kamer steeds onder de door de veerkracht bepaalde druk en wordt zodoende aan dehalfgeleidersensor onder gedefinieerde omstandigheden toegevoerd. Daardoor zijn gedefinieerde kalibreringen verzekerd.

De nieuwe kalibreerinrichting is voorts gekenmerkt doordfc de 25 kalibreergasbron uit een persgashouder met kalibreergasvulling bestaat, hetgeen door de gasvormige vulling een van de stand onafhankelijke aanwending bij steeds gelijke concentratie van het kalibreergas oplevert. Een verwarming en de daaraan verbonden energiebronnen zijn niet nodig.

30 Een verder as’pect is, dat de kalibreergasbron uit een op een pers gasvoorziening aangesloten verdamper bestaat, waarbij het gevormde kalibreergas aan de halfgeleidersensor door de kamer op gedéfinieerde en spaarzame wijze toegevoerd wordt.

Voorts is er in voorzien, dat de kamer bij de eindstanden van 7908805 k ίΚ * de verschuifbare wand aangebrachte, met een op de ventielen aangesloten besturing verbonden eindschakelaars heeft, hetgeen een^fsrogrammeerd verloop van de kalibrering mogelijk maakt en fouten door bedienings-vergissingen of niet besefte uitputting van de kalibreergasvoorraad 5 vermijdt, en voorts dat voor de kamer een smoororgaan opgenomen is, welk smoororgaan storingen van de kalibrering door het optreden van overmatige stromingssnelheden bij hoge opslagdruk van het kalibreer-gas verhindert.

Een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding is in de tekening ^0 in beginsel weergegeven en wordt in het volgende beschreven.

De inblaas opening 1 is via de stromingstaster 2, de leiding 3 en het eerste ventiel U met de verwarmde monsterverzamelaar 5» een met ziji einde 6 naar de omgeving open buiswinding, verbonden. Het eerste ventiel U is via de leiding 7 met de getempeerde halfgeleider-^ sensor 8 en de daarachter opgenomen pomp 9 verbonden. De halfgeleider-sensor 8 is voorts via de leiding TO, het tweede ventiel 11 en het derde ventiel 12 met de lading 13 verbonden, waarvan het einde 1¾ naar de omgeving open is. Op het tweede ventiel 11 is via de leiding 15 met het smoororgaan 16 de kalibreergasbron 17 aangesloten. Op het derde 2q ventiel 12 is via de leiding 18 met het smoororgaan 19 de cilindriche kamer 20 aangesloten. In de kamer 20 is de verschuifbare wand 21 als zuiger tegen de kracht van de veer 22 beweegbaar. Eindschakelaars 23 en 2k zijn op cfe besturing-25 aangesloten en melden deze het bereiken van de lege resp. volle stand door de wand 21. Op de besturing 25 zijn 2^ voorts de aandrijvingen van de ventielen k, 11 en 12 aangesloten zomede (met niet weergegeven leidingen) de stromingstaster 2, de halfgeleider sensor 8 en de pomp 9.

De besturing 25 voert zodoende behalve een besturing van het verloop ook nog bewaring en aanwijzing van de meetwaarde door.

2q Bij activering door de besturing 25 geraken de ventielen van de weergegeven uitgangsstand in de schakelstand. Het eerste ventiel U verbindt in de uitgangsstand de monsterverzamelaar 5 met de leiding 3 en sluit de leiding 7 af; het verbindt in de schakelstand de monsterverzamelaar 5 met de leiding 7 en sluit de leiding 3 af. Het tweede 35 ventiel 11 verbindt in de uitgangsstand de leiding 10 met het derde ven- 7908805 «. Λ 5 tiel 12 en sluit de leiding 15 af; het verbindt in de schakelstand de leiding 15 met het derde ventiel 12 en sluit de leiding 10 af.

Het derde ventiel 12 verbindt in de uitgangsstand de leiding 13 met het tweede ventiel 11 en sluit de leiding 18 af; het verbindt in de 5 schakelstand de leiding 18 met het tveede ventiel 11 en sluit de leiding 13 af.

Tijdens de gehele bedrijfstijd loopt de pomp 9 en zuigt via de halfgeleidersensor 8 een constante gasstroom aan, die bij 26 in de omgeving uittreedt. Bij de gelijkmatige stroming kan de half-10 geleiders ensor 8 op een gelijkmatige bedrijfstemperatuur gehouden worden.

In de uitgangsstand wordt aan het einde 1^ omgevingslucht aangezogen en geraakt via de leiding 13, ventielen 12 en 11 en de leiding 10 tot de halfgeleidersensor 8. Vanuit de uitgangsstand kan naar 15 verkiezing een kalibrering of een monstermeting uitgevoerd worden.

De uitvoering van een kalibreermeting wordt door toetsdruk op de besturing 25 teweeg gebracht. Dit brengt de ventielen U, 11 en 12 in de schakelstand. Nu wordt aan het einde 6 omgevingslucht aangezogen en geraakt deze via de monsterverzamelaar 5, het eerste 20 ventiel U en de leiding 7 tot de halfgeleidersensor 8. Tegelijkertijd is de kalibreergasbron 17 via de ventielen 11 en 12 met de kamer 20 verbonden. De kalibreergasbron 17 bestaat uit een persgashouder van

O

ongeveer 200 cm grootte, waarin eenfasig onder een beginoverdruk van ongeveer 8 bar het kalibreergas opgeslagen is. Het bestaat uit 25 een mengsel van lucht met ongeveer 1 μ 1 alcohol. Dit mengsel is bij omgevingstemperatuur gasvormig, en een condensatie treedt niet op.

Het kalibreergas geraakt met door de smoororganen 16 en 19 beperkte stroming in de kamer 20 en brengt de wand 21 tegen de kracht van de veer 22 in de volle stand» Onafhankelijk van de druk in de kalibreer- 3 30 gasbron 17 bevat de gevulde kamer 20 van ongeveer 2 cm ruimteinhoud het kalibreergas steeds onder dezelfde, door de veerkracht opgewekte overdruk van ongeveer 1,5 bar. De daardoor bepaalde gashoeveelheid is zo vastgelegd, dat deze met zekerheid voor de uitvoering van de kalibreermeting toereikend is. Voor het geval bij geledigde kali-35 breergasbron 17 een vulling van de kamer 20 niet mogelijk is en de 7908805

Ik * 6 wand 21 de eindschakelaar 2b niet bereikt, wordt de verdere afloop door de besturing 25 onderbroken* Aan het einde van het vulproces bediend de wand 21 de eindschakelaar 2b en brengt deze door tussenkomst van de besturing 25 een omschakeling van de kleppen 11 en H 5 in de uitgangsstand teweeg, terwijl het derde ventiel 12 in de schakelstand verblijft. Zodoende is de leiding 7 door het eerste ventiel b gesloten* Het zich in de kamer 20 bevindende kalibreergas stroomt via het smoororgaan 19, de leiding 18, de ventielen 12 en 11 en de leiding 10 naar de halfgeleidersensor 8 en vandaar via de pomp 10 9 in de omgeving. Daarbij vindt bij de halfgeleidersensor 8 de kalibreermeting plaats. Daar steeds dezelfde kamervulling onder de druk van de veer 22 toestroomt, levert dit voor elke kalibreermeting een reproduceerbaar verloop op.Aan het einde van de ledigingsslag bediend de wand 21 de eindschakelaar 23* De besturing beëindigt dan 15 de kalibreermeting door omschakeling van het derde ventiel 12 in de uitgangsstand. Zodoende bevindt de gehele inrichting zich weer in de uitgangsstand.

De monstermeting wordt door inblazen van de ademlueht in de inblaasopening 1 aangevangen, waarbij de stromingstaster 2 de bestu-20 ring 25 opjgang brengt. De ademlueht stroomt via de stromingstaster 2, de leiding 3 en het eerste ventiel b in de monsterverzamelaar 5 en vult deze, waarbij de tot dusver optredende inhoud van de monster-verzamelaar aan het openjeinde 6 in de omgeving verdrongen wordt.

Op grond van de signalen van de stromingstaster 2 worden dan door de 25 besturing 25 de ventielen b en 12 in de schakelstand gébracht, Daardoor wordt de leiding 10 afgesloten, want een stroming uit de lege kamer 20 kan niet plaats vinden. Het ademluehtmonster wordt uit de monsterverzamelaar 5 via het eerste ventiel U, de leiding 7 en de halfgeleidersensor 8 aangevoerd. De maximale waarde van het sensor-30 signaal wordt in de besturing 25 opgeslagen en als meetwaarde aangegeven. Direct aansluitend op het ademluehtmonster wordt omgevingslucht aangevoerd, die aan het einde 6 van de monsterverzamelaar 5 aangezogen wordt. Resten van het aiemluchtmonster worden zodoende uit de leidingsgang van de monsterverzamelaar 5 naar de halfgeleider-35 sensor 8 gespoeld. Zodra het sensorsignaal zijn uitgangswaarde voor 7908805 V ƒ 7 omgevingslucht weer bereikt, worden door de besturing 25 de ventielen k en 12 en daarmee de gehele inrichting weer in de uitgangsstand gebracht.

79 0 8 8 0 5

Claims (5)

1. Kalibreerinrichting voor ademalcohol-meetapparatuur met halfgeleider sensor, gekenmerkt doordat deze uit een via ventielen 5 (11, 12) afwisselend met een kalibreergasbron (17) en de halfgeleider sens or (8) te verbinden kamer (20) met een tegen de kracht van éen veer (22) tussen twee eindstanden verschuifbare wand (21) bestaat.

2. Kalibreerinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de kalibreergasbron (17) uit een persgashouder met kalibreergas- 10 vulling bestaat.

3. Kalibreerinrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de kalibreergasbron (17) uit een op een persgas^voorziening aangesloten verdamper bestaat. U. Kalibreerinrichting volgens een der conclusies 1 t/m 3, 15 gekenmerkt doordat de kamer (20) bij de eindstanden van de verschuifbare wand (21) aangebrachte, met een op de ventielen (11, 12) aangesloten besturing (25) verbonden eindschakelaars (23, 2U) heeft.

5. Kalibreerinrichting volgens een der conclusies 1 t/m gekenmerkt doordat voor de kamer (20) een smoororgaan (19) opgenomen 20 is.

6. Inrichting, in hoofdzaak zoals voorgesteld in de beschrijving en/of tekening. 79 0 8 8 0 S