-
Die Erfindung betrifft ein Gerät und ein Verfahren zum Erfassen und Verdünnen des Gehaltes von Öl, Kohlenwasserstoffen und oxidierbaren Gasen in Luft oder Druckluft.
-
Es gibt verschiedene Sensortechniken zur Erfassung von Kohlenwasserstoffen in Luft oder Druckluft. Häufig verwendet werden elektrisch beheizte Halbleiteroxidmaterialien. Diese Halbleiteroxide verändern im beheizten Zustand ihren elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von der Menge der in der Luft enthaltenen Kohlenwasserstoffe.
-
Eine andere Methode ist die Erfassung der Kohlenwasserstoffe mittels Pellistoren. Dazu wird der zu messende Gasstrom über eine kleine Kugel aus beheiztem Katalysatormaterial geleitet, in deren Innerem sich eine beheizte Platinwendel befindet. Die Messung der Kohlenwasserstoffmenge lasst sich erfassen durch die Änderung des elektrischen Widerstandes der beheizten oder einer zweiten Platinwendel, die sich durch die Verbrennungswärme des Kohlenwasserstoffes am Katalysator einstellt.
-
Ebenfalls verwendet werden Flammenionisationsdetektoren. Hierbei werden Kohlenwasserstoffe in einem Gasstrom verbrannt und die Spannungsänderung zwischen zwei Elektroden in der Flamme gemessen.
-
Eine weitere Methode ist die Erfassung der Kohlenwasserstoffe mittels Photoionisation. Dabei werden die Kohlenwasserstoffe mit starker ultraviolettem Licht bestrahlt. Die Energiemenge des Lichtes muss dabei so hoch sein, dass Elektronen aus dem Kohlenwasserstoff herausgeschlagen werden. Deren Menge lässt sich über zwei Elektroden messen. Die mindestens erforderliche Photonenenergie beträgt für aromatische Kohlenwasserstoffe 8,5 bis 9,2 eV, für brennbare Kohlenwasserstoffe mindestens 9,0 bis 12,6 eV.
-
Die mittels Photoionisationsdetektoren generierten Messwerte lassen meist nur indirekt auf die gemessene Stoffmenge schließen, da die Messwerte auch von der Formel der Verbindung abhängen und selbst bei gleichen Summenformeln recht stark variieren können. Sofern die zu messende Verbindung aber konstant, bekannt und möglichst auch einheitlich ist, lässt sich die Konzentration des Kohlenwasserstoffes recht gut messen.
-
Allerdings sinkt die Messgenauigkeit mit abnehmender Konzentration an Kohlenwasserstoffen. Insbesondere steigt dabei der Einfluss des Feuchtegehaltes der Luft. Mit abnehmendem Kohlenwasserstoffwert wird der Einfluss der Luftfeuchte somit zunehmend größer. Messungen von Kohlenwasserstoffmengen im unteren mg/m3-Bereich und insbesondere im μg/m3-Bereich sind demnach nicht ausreichend genau durchzuführen.
-
Problematisch für genaue Messungen sind weiterhin die Drift der Nulllinie des Sensors und die Drift der Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Zeit, sowie teilweise auch deren Temperaturabhängigkeit.
-
Für die unterschiedlichen Anwendungen von Druckluft werden unterschiedliche Grenzwerte für den Ölanteil gefordert. Ölanteile bestehen aus tröpfchenförmigen Ölaerosolen und aus Öldämpfen. Ölaerosole und Öldämpfe können durch verschiedene Verfahren aus dem Druckluftstrom eliminiert werden.
-
Die Messung von Öl in Druckluft ist aber eine bislang nicht befriedigend gelöste Aufgabe.
-
Es gibt Druckluftströme, die einen hohen Ölgehalt von weit über 10 mg/m3 bis in den Bereich von einigen g/m3 Luft besitzen, bei denen der Ölgehalt vorwiegend aus Ölaerosolen besteht. Wegen des Tröpfchencharakters von Aerosolen lassen sich diese Ölgehalte mit der Messtechnik, die in diesem Konzentrationsbereich für Kohlenwasserstoffdämpfe verwendet wird, wie beispielsweise Halbleitersensoren nur sehr unzuverlässig oder überhaupt nicht messen. Die Ölaerosole lagern sich nämlich unoxidiert oder teiloxidiert als teerartiges Katalysatorgift auf dem Sensor ab.
-
Andere Druckluftströme sind bereits durch Filter oder Katalysatoren so weit aufgearbeitet, dass die Aerosole weitgehend entfernt sind, so dass im Luftstrom nur noch gasförmige Ölanteile vorhanden sind.
-
Öle haben einen niedrigen Dampfdruck, so dass für die reinen Öldämpfe Konzentrationen von unter 10 mg/m3 Luft typisch sind. Geräte zur Erfassung von Kohlenwasserstoffgehalten, die in der Regel auf Halbleitersensoren oder auf Infrarotsensoren basieren, messen aber erst oberhalb von 10 mg/m3 Luft mit akzeptabler Genauigkeit und Reproduzierbarkeit.
-
Stand der Technik zur diskontinuierlichen Messung von ölhaltiger Luft ist DIN/ISO 8573. Aerosole und Dämpfe werden demnach in Probennahmesystemen auf Glasfasern und Aktivkohle abgeschieden und diese zur Ermittlung des Ölgehaltes an ein zertifiziertes Labor gesendet.
-
in der
DE 691 22 357 T2 und der dort zitierten
US 4 891 186 A wird die Analyse auch von Kohlenwasserstoffen mittels Flammenionisationsdetektoren von Messgasen und Bezugsgasen als Referenz und deren Auswertung beschrieben.
-
Die
DE 33 12 525 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Messung des Aufteilungsverhältnisses verzweigter Gasströme.
-
In der
DE 41 20 246 A1 wird das von einem Flammenionisationsdetektor zu messende Gas mittels einer Vermischungsapparatur verdünnt, um die Explosionsgefahr zu senken.
-
Das Zumischen von bestimmten Reagenzgasen in einer kombinierten Photoionisations-Ionenmobilitätsspektrometrie zur Detektion von schwach protonenaffinen Substanzen ist aus der
DE 196 09 582 C2 bekannt.
-
DE 197 12 823 A1 beschreibt einen Infrarot-Gasanalysator mit einem integrierten Oxidationskatalysator. Wegen des großen Störeinflusses von Wasser wird auch eine Feuchtigkeitsbeseitigungseinrichtung verwendet, die die zu messende Luft für referenzierende Messungen trocknen kann. In der
DE 197 12 823 A1 und dem dort zitierten vorigen Stand der Technik werden ein Katalysator und Magnetventile als Bauteile verwendet.
-
In 10 2009 004 278.4 ist vom Anmelder eine Vorgehensweise beschrieben worden, bei der mittels einer referenzierenden Messung zwischen Messluft und Referenzluft gute Ergebnisse bei der Messung mit Photoionisationsdetektoren von Kohlenwasserstoffen in Luft oder Druckluft gefunden werden.
-
Zur zuverlässigen und akzeptierten Messung sind Vergleichsmessungen mit Prüfgasen aus Gasflaschen Stand der Technik. Prüfgase sind aber nur bedingt geeignet, insbesondere wenn die zu messenden Kohlenwasserstoffgehalte sehr niedrig sind.
-
Ursache dafür ist der zunehmende Einfluss der oft sogar schwankenden Luftfeuchtigkeiten auf die Signale der zu messenden sehr niedrigen Kohlenwasserstoffgehalte in der zu messenden Druckluft, während die Prüfgase prinzipiell trocken sind, bzw. einen konstanten Feuchtegehalt haben.
-
Der Einfluss der Feuchtigkeit kann einerseits die Nulllinie verschieben, zusätzlich aber kann die Messempfindlichkeit sich verändern.
-
Es wurde zwar bereits versucht, den Feuchtegehalt des zu messenden Luftstromes mit einem Feuchtesensor zu erfassen und mit dem Messwert für den Kohlenwasserstoffgehalt so zu verrechnen, dass der Feuchtegehalt keinen Einfluss auf die resultierende Messgröße hat. In der Praxis gestaltet sich dies aber als schwierig, da die Feuchtemessungen die hohen Genauigkeitsanforderungen nicht erfüllen. Zusätzlich ist es ein Problem, dass die wechselnden Temperaturen einen Einfluss haben.
-
Eine Schwierigkeit ergibt sich dadurch, dass die Einstufung eines Kohlenwasserstoffgehaltes nach DIN ISO 8573-1 in mg/m erfolgt. Der von einem PID gemessene Wert wird dagegen in ppm angegeben, da das Funktionsprinzip des PID-Sensors eine Abhängigkeit der Signalstärke vom Anteilsverhältnis der Kohlenwasserstoffteile zur Anzahl Luftteile bedingt. Es muss also bekannt sein, welchen Kohlenwasserstoff man messen will. Außerdem besitzen unterschiedliche Kohlenwasserstoffe unterschiedliche Responsefaktoren. Kalibriert man also einen Sensor mit beispielsweise Isobuten und misst anschließend einen anderen Kohlenwasserstoff mit dem so kalibrierten Sensor, muss der gemessene Wert entsprechend dem anderen Responsefaktor und dem anderen Molekulargewicht des anderen Kohlenwasserstoffes umgerechnet werden. Öle bestehen aber aus unterschiedlichen Anteilen einer ganzen Reihe unterschiedlicher Kohlenwasserstoffe.
-
Auf der Basis der Anmeldung
DE 10 2009 004 278.4 und der diese in Anspruch nehmende PCT-Anmeldung konnte ein Gerät realisiert werden, das zwischenzeitlich erstmals für solche Geräte ein TÜV-Zertifikat für Messungen im Bereich der Klasse 1 erhalten hat.
-
Es besteht aber das Problem, dass der Konzentrationsbereich der kommerziell erhältlichen Prüfgase für die Kalibrierung und der Konzentrationsbereich für die Messung im Bereich der Klasse 1 weit auseinander liegen. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil das Signal des Sensors sich nicht linear mit der zu messenden Kohlenwasserstoffkonzentration ändert. Diese Nichtlinearität ist sensorspezifisch und kann sich zudem im Laufe des Sensorbetriebes verändern. Es muss also für jedes Messgerät nach
DE 10 2009 004 278.4 neben der Kalibrierung ein aufwändig zu ermittelndes Linearitätsprofil erstellt werden, welches regelmäßig aufwändig korrigiert werden muss.
-
Es ist zwar theoretisch denkbar, Prüfgase mit Konzentrationen im Bereich der Klasse 1 (also ca 0,01 mg/m3) herzustellen, allerdings ist das in der Praxis nicht möglich, weil sich der Anspruch an die Genauigkeit, sowohl bei der Gasherstellung als auch bei der Analyse bei den Gasherstellern nicht realisieren lässt. Darüberhinaus würden auch beim Anwender bei derart niedrigen Konzentrationen geringste Verunreinigungen in Entnahmeapparaturen, Leitungen und Ventilen das vom Prüfgas ausgehende Signal überlagern.
-
Bei der Verwendung des Gerätes nach
DE 10 2009 004 278.4 wird das Linearisierungsverhalten regelmäßig mittels einer externen Verdünnungsapparatur, mit dem eine Verdünnung in 1:1000 Schritten möglich ist, bestimmt. Erhältliche Prüfgase mit Kohlenwasserstoffkonzentrationen von beispielsweise 0,5 ppm können so in 0,5 ppb-Schritten verdünnt werden.
-
Nachteilig bei diesen Messungen zur Bestimmung der Linearität ist, dass sie zeitaufwändig und teuer sind und für jedes Gerät, bzw. jeden Sensor nach den Messungen das Linearitätsverhalten einzeln mittels Rechenverfahren regelmäßig ermittelt werden müssen.
-
Nachteilig bei der Verwendung von Verdünnungsapparaturen ist auch, dass diese wesentlich teurer als das Messgerät selbst sind. Für Kunden, die das Gerät nutzen, finden weder die teure Anschaffung noch die komplizierte Bedienung eines Verdünnungsgerätes für die erforderlichen Nachlinearisierungen Akzeptanz. Dem ungeübten Anwender in den diversen Einsatzbereichen von Druckluft würde es wegen leicht auftretender Kontaminationen in den Verbindungen zwischen Verdünnungsapparatur und Messgerät in der rauen Alltagspraxis in der Regel kaum gelingen, den unteren Messbereich zuverlässig zu erfassen.
-
Ein weiterer Nachteil ist, dass bei Verdünnungsmessungen gerade die bei den höheren (weniger verdünnten) Konzentrationen erforderlichen Messungen die nachfolgenden Messungen bei niedrigen Konzentrationen negativ beeinflussen, weil sich Kohlenwasserstoffe in angrenzenden Bauteilen aus Kunststoffen durch Diffusion anreichern und abreichern, wodurch insbesondere die Messungen bei kleinen Konzentrationen erheblich verfälscht werden.
-
Zielsetzung der vorliegenden Erfindung war es, ein Gerät mit der Funktion nach der Anmeldung 10 2009 004 278.4 zu bauen, wobei das Gerät zusätzlich als Verdünnungsgerät fungiert und die Verdünnungsfunktion mit den dort bereits vorhandenen schaltbaren Mitteln (Magnetventilen) erfolgt. Dabei soll aber die Verdünnung derart durchführbar sein, dass eine Verdünnung sowohl bei der Kalibrierung als auch bei der Messung auf die gleiche Konzentration oder nach Belieben eine ähnliche Konzentration möglich ist. Damit sollte erreicht werden, dass keine Verdünnungskurve erstellt werden muss und somit auch keine Linearisierung durchgeführt werden muss.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, dass das Magnetventil, den zu messenden Gasstrom nicht einfach alternierend direkt zum Sensor (Messphase) oder durch den Katalysator zum Sensor (Referenzphase) schickt. Stattdessen wird zusätzlich während der Messphase ein Teil des zu messenden Gases über den Katalysator zum Sensor geführt. Durch ein softwaremäßig gesteuertes, entsprechendes Umschalten des Magnetventiles wird somit ein voreinstellbarer Konzentrationswert generiert und zum Sensor geleitet.
-
Steht beispielsweise als Kalibriergas ein Prüfgas mit einer zertifizierten Konzentration von 0,5 ppm Isobuten (entsprechend 1,2511 mg/m3) zur Verfügung, so trägt man diese Konzentration (1,2511 mg/m3) und die Sollkonzentration (beispielsweise 0,012511 mg/m3) am Gerät ein. Das Gerät leitet dann zunächst während der Referenzluftphase das gesamte Prüfgas über den Katalysator zum Sensor. Typisch sind jeweils eine Dauer von 60 sec für jeweils die Referenzluftphase und die Messluftphase. Während der anschließenden Messluftphase wird in diesem Beispiel 1% des Prüfgases direkt zum Sensor und der Rest von 99% durch häufiges, schnelles Umschalten des Magnetventiles über den Katalysator, oder an diesem vorbei, zum Sensor geleitet. Das verwendete handelsübliche Magnetventil wird auf eine möglichst kurze Schaltzeit eingestellt, bei dem es nach präzise arbeitet, beispielsweise 60 msec. Während der Messluftphase von 60 sec Dauer wird in diesem Beispiel das Magnetventil also alle 6 sec, insgesamt 10 mal für die Dauer von jeweils 60 msec, also insgesamt 600 msec für die Führung des Prüfgases direkt zum Sensor geöffnet. Auf diese Weise wird eine Verdünnung (1:100) der ursprünglichen Prüfgaskonzentration von 1,2511 mg/m3 auf 0,012511 mg/m3 erreicht. Der Sensor, der vom Hersteller mit einer typischen Reaktionszeit von 20 sec angegeben ist, benötigt bei einem so niedrigen Konzentrationsunterschied wie bei der alternierenden Messung zwischen 0,0 mg/m3 (Wert für die Referenzluft) und 0,012511 mg/m3 aber tatsächlich nur etwa 1–5 sec bis zur Einstellung des in diesem Fall (durch das permanente Umschalten) etwas oszillierenden Messwertes. Deshalb ist dem Sensor vor dem AD-Wandler ein Tiefpassfilter vorgeschaltet, der die Reaktion des Messwertes stark verzögert und dadurch einen jeweils stabilen Messwert generiert, der zur Kalibrierung für anschließend genaue Messungen in Messbereich der Klasse 1 dient.
-
Mit dieser Anordnung ist es also möglich, ohne das Linearisierungsverhalten eines Sensors zu kennen, Messungen im unteren ppb- und im sub-ppb-Konzentrationsbereich durchzuführen Wie beschrieben, kann die Verdünnungsfunktion also genutzt werden um aus Prüfgasen höherer Konzentration niedrigkonzentrierte Prüfgase herzustellen, zu vermessen, bzw. das Messgerät mit diesem Messwert zu kalibrieren.
-
Mittels dieser Kalibrierung können anschließend zu messende Gaskonzentrationen in diesem Konzentrationsbereich, bei dem kalibriert wurde, bestimmt werden.
-
Erfindungsgemäß ist es aber auch möglich, mit der gleichen Anordnung höhere Konzentrationen im ppb- oder im ppm-Bereich fehlerfrei zu messen, ebenfalls ohne zuvor das Linearisierungsverhalten zu bestimmen.
-
Dazu nutzt man das Gerät, um aus dem zu messenden Luftstrom mit unbekannter höherer Konzentration durch Verdünnung eine vorgewählte niedrige Konzentration zu generieren. Wurde das Gerät ursprünglich beispielsweise bei einer Konzentration von 0,012511 mg/m3 eines bestimmten Kohlenwasserstoffes, wie obenstehend beschrieben, kalibriert und man will nun eine unbekannte Konzentration im Bereich von beispielsweise 1–2 mg/m3 messen, besteht normalerweise die Schwierigkeit darin, dass man das Linearisierungsverhalten kennen muss, um eine genaue Messung durchzuführen. Erfindungsgemäß verdünnt das Gerät den zu messenden Luftstrom auf den Wert, bei dem es kalibriert wurde und errechnet dann aus dem Verdünnungsverhältnis den Messwert.
-
Dazu führt das Gerät eine erste (nicht verdünnende) Messung durch, bei der die Referenzluft gegen 100% originäre Messluft (beispielsweise 0,250 mg/m3) alternierend zum Sensor geführt wird. Anhand des erhaltenen Messergebnisses (welches wegen der Nichtlinearität von 0,250 mg/m3 abweicht) stellt das Gerät die Schaltzeit für das Magnetventil so ein, dass bei der zweiten Messung in Fortführung der oben als Beispiel angegebenen Konzentrationen ein Ergebnis von 0,012511 mg/m3 angezeigt werden sollte. Es werden während der Messluftphase also nur etwa 5% der originären Messluft direkt zum Sensor und etwa 95% über den Katalysator zum Sensor geführt.
-
Wegen der Nichtlinearität wird das tatsächlich gemessene Ergebnis aber noch erkennbar deutlich von dem erwarteten Wert von 0,012511 mg/m3 abweichen. Die dritte Messung nutzt aber bereits als Ausgangswert den aus der zweiten Messung gefundenen ungefähren Wert, so dass sich bereits nach wenigen Messungen einer mit jeder Messung genauerer Wert von geführt einstellt.
-
Das eigentliche Messergebnis errechnet das Gerät dann aus dem durch das iterative Verfahren ermittelten erforderlichen Verdünnungsfaktor des gemessenen Gases.
-
Das Gerät kann auch verwendet werden, um auf diesem iterativen Weg aus Prüfgasen, die kommerziell in Druckflaschen erhältlich sind, Prüfgase mit niedrigerer Konzentration herzustellen, um diese verdünnten Prüfgase für andere Zwecke zu nutzen.
-
Das Gerät kann weiterhin auch genutzt werden, um Stoffe, die aus Permeationsröhrchen in einen vorbeifließenden Luftstrom ausdiffundieren, zu messen oder um diese nach dem iterativen Weg auf eine vorwählbare Konzentration zu verdünnen und als Prüfgase mit definierbarem Gehalt an Kohlenwasserstoffen und für andere Zwecke zu nutzen. Auf diese Weise ist es mit diesem Gerät erstmals nicht mehr erforderlich, Temperatur und Luftmenge zu regeln, wie dies normalerweise bei der mengenkontrollierten Abgabe von Kohlenwasserstoffen aus Permeationsröhrchen erforderlich ist. Vielmehr können die Permeationsröhrchen beispielsweise bei Raumtemperatur betrieben werden. Sobald das Gerät also, wie obenstehend beschrieben, kalibriert ist, kann es genutzt werden, um auf einfachste Weise aus Luft oder Druckluft und Permeationsröhrchen Prüfgase vorwählbarer Konzentration herzustellen.
-
Dabei können zur Permeation verwendete Stoffe zusammen oder einzeln in einzeln oder gemeinsam umströmte Permeationsröhrchen gegeben werden, die beispielsweise den Öldämpfen einer jeweiligen Ölsorte entsprechen. Die unterschiedlichen Permeationsraten der unterschiedlichen Stoffe können beispielsweise so berücksichtigt werden, dass die Längen der gleichzeitig angeströmten, vorher einzeln kalibrierten Permeationsröhrchen entsprechend der jeweilig gewünschten Zusammensetzung angepasst werden.
-
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass gegenüber der in 10 2009 004 278.4 beschriebenen Ausführung nochmals deutlich verbesserte Ergebnisgenauigkeiten erzielt werden, wenn der im Gerät verwendete Katalysator ständig unter dem erhöhtem Druck des Druckluftnetzes steht und unter dem erhöhten Druck des Druckluftnetzes betrieben wird. Die Anordnung der Komponenten erfolgt also so, dass das Gerät einen Luft- bzw. Druckluftanschluß und einen sich daran anschließenden beheizbaren Oxidationskatalysator aufweist, an den sich ein Durchflussbegrenzer und danach ein Photoionisationsdetektor anschließt, wobei schaltbare Mittel zum Leiten der Luft bzw. Druckluft über den Oxidationskatalysator und an diesem vorbei direkt zum Durchflussbegrenzer und dann zum Photoionisationsdetektor vorgesehen sind.
-
Wesentliches Merkmal gegenüber der in 10 2009 004 278.4 beschriebenen Ausführung des Gerätes ist dabei, dass der Aufbau der vorliegenden Erfindung so ausgeführt ist, dass der Durchflussbegrenzer sich in Flussrichtung hinter dem Katalysator und hinter dem schaltbaren Mittel und vor dem Photoionisationsdetektor befindet. Der Katalysator wird also unter dem erhöhtem Druck betrieben, wie er in der Druckluft üblich ist, meist zwischen 5 und 10 bar.
-
Wie sich überraschenderweise gezeigt hat, ist diese neue Anordnung, bei der der Katalysator permanent unter dem von der Druckluft vorgegebenen Druck steht, eine derartig entscheidende Verbesserung, dass die gewonnenen Messergebnisse so verbessert werden, dass die Anforderungen zur Zertifizierung nach Klasse 1 erkennbar übertroffen werden. Es ist ebenfalls eine aus den Versuchen hervorgehende, überraschende Erkenntnis, dass auch der in der früheren Ausführung benötigte Kompensator zum Ausgleich unterschiedlicher Wassergehalte von Messluft und Referenzluft mit der erfindungsgemäßen Anordnung überflüssig ist. Dies ist möglicherweise darauf zurückzuführen, dass das Adsorptions- und Desorptionsgeschwindigkeit von Wasser vom Katalysatormaterial reduziert wird, wenn der Katalysator unter dem bei Druckluft üblichen erhöhten Druck (beispielsweise 4 bis 10 bar) betrieben wird.
-
Auch wenn in dieser Anmeldung Verdünnungsreihen demonstriert werden, so dienen diese lediglich zum Aufzeigen der Plausibilität der Vorgehensweise bei der vorliegenden Erfindung. Für die Verwendung des Messgerätes entsprechend der vorliegenden Erfindung werden solche Verdünnungsreihen aber nicht benötigt. Stattdessen wird bei der Verwendung jeweils nur ein Verdünnungspunkt für die Kalibrierung aus Prüfgas festgelegt. Bei der Messung selbst misst das Gerät unverdünnt (kleine Konzentrationen) oder ermittelt (bei größeren Konzentrationen) selbständig den Verdünnungsfaktor und verdünnt das zu messende Gas durch teilweise Oxidation um zu der gleichen Konzentration zu gelangen, bei der die Kalibrierung durchgeführt wurde.
-
In einer Ausführung wird das Gerät verwendet, um aus aufbereiteter Druckluft, Prüfgase von oxidierbaren Kohlenwasserstoffen herzustellen.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen
-
1 den schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Gerätes. Die durch den Eingang (8) einströmende Luft strömt entweder über den beheizten Katalysator (1) oder über die Leitung ohne Katalysator (7) zum 3/2-Wege Magnetventil, das durch seine Schaltstellung den Weg bestimmt. Die Luft fließt weiter über einen Filter (3) durch den Fließwiderstand (4), der aufgrund seiner geringen Durchlässigkeit den Druck des Druckluftnetzes in jeder Schaltstellung des Magnetventiles aufrechterhält. Nach dem Fließwiderstand fließt die Luft zum Sensor (5) und zum Ausgang (6)
Während der Referenzluftphase von beispielsweise 60 sec fließt der Luftstrom über den beheizten Katalysator (1). Während der Messluftphase von beispielsweise 60 sec fließt der Luftstrom über die Leitung ohne Katalysator (7), wodurch man zu dem 100% Messwert gelangt. Wird während der Messluftphase kontrolliert alternierend über den Katalysator (7) und die Leitung (7) geschaltet, gelangt man zu einer den jeweiligen Schaltzeiten entsprechenden Verdünnung. Die Schaltzeiten können beispielsweise 60 millisec betragen.
-
2 Neun aufeinanderfolgende Verdünnungsreihen von gemessenem Restöldampf. der aus einem ölgeschmierten Kompressor mit nachgeschaltetem Aktivkohlefilter stammt. Die Verdünnung wird in 20% Schritten von 0–100% durchgeführt. man erkennt die hohe Linearität in diesem Messbereich.
-
3 und 4 jeweils eine Verdünnungsreihe von Prüfgas (Isobuten) mit einer Konzentration von 1,65 mg/m3, welches in der gezeigten Verdünnungsreihe vom Gerät in 1%-Schritten von 0–5% verdünnt wird. Man erkennt die hohe Linearität in diesem niedrigen Verdünnungsbereich.
-
5 und 6 jeweils eine Verdünnungsreihe von Prüfgas (Isobuten) mit einer Konzentration von 1,65 mg/m3, welches in der gezeigten Verdünnungsreihe vom Gerät in 20%-Schritten von 0–100% verdünnt wird. Man erkennt die Nichtlinearität über den gesamten Messbereich.
-
7 die Originalwerte der Verdünnungsreihe zur in 4 dargestellten Messung. Der eigentliche Messwert wird jeweils aus denn untersten Wert der absteigenden Linie (Katalysatorluft zur Referenz) und obersten Wert der ansteigenden Linie (Messluft und zusätzlich ein unterschiedlicher Anteil Katalysatorluft).
Man erkennt an den Zacken der Messkurve bei der kleinsten Verdünnung von 1%, dass die Trägheit des Sensors das Hin- und Herschalten des Magnetventiles bei diesem Verdünnungsgrad bei Schaltzeiten von 150 msec gerade noch erkennbar macht. Schaltzeiten von 60 msec sind dagegen nicht mehr erkennbar.
-
8 zeigt den Aufbau des Gerätes mit vorgeschaltetem zusätzlichem Katalysator (10) zur Oxidation von Restkohlenwasserstoffen aus Druckluft und einem Permeationsröhrchen (9) zur Anreicherung der Druckluft mit Kohlenwasserstoffen aus dem Permeationsröhrchen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 69122357 T2 [0015]
- US 4891186 A [0015]
- DE 3312525 A1 [0016]
- DE 4120246 A1 [0017]
- DE 19609582 C2 [0018]
- DE 19712823 A1 [0019, 0019]
- DE 102009004278 [0026, 0027, 0029]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
