DE102021002143A1

DE102021002143A1 - Messsystem

Info

Publication number: DE102021002143A1
Application number: DE102021002143.6A
Authority: DE
Inventors: Vanessa Klawunder-Ryll
Original assignee: DIVIS GmbH
Current assignee: Divis De GmbH
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2022-07-21

Abstract

Bei einem Messsystem (1) zum Ermitteln zumindest eines Gases, insbesondere von CO2, in einem Medium (P1), umfassend zumindest eine Messkammer (30), zumindest eine Mediumeinlassöffnung (20), zumindest eine Mediumauslassöffnung (41) und zumindest einen Messsensor (4), sind zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung in Richtung des zumindest einen Messsensors (4) und zumindest eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus dem Mediumstrom in Strömungsrichtung vor dem zumindest einen Messsensor (4) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Messsystem zum Ermitteln des Vorliegens und/oder der Konzentration zumindest eines Gases, insbesondere von CO₂, in einem Medium, umfassend zumindest eine Messkammer, zumindest eine Mediumeinlassöffnung, zumindest eine Mediumauslassöffnung und zumindest einen Messsensor, sowie die Verwendung eines solchen Messsystems.
Messsysteme bzw. Mess- und Analysesysteme zum Ermitteln des Vorliegens und/oder der Konzentration zumindest eines Gases, insbesondere von CO₂, sind im Stand der Technik bekannt, z.B. aus der EP1 286 320 A2 . Solche CO₂-Messsysteme benötigen eine aktive Umströmung der CO₂-Messensoren bzw. Durchströmung der Gassensorik, um eine dauerhaft gesicherte Messung der zu prüfenden Medien, wie beispielsweise von Umgebungsluft in (größeren) Räumen oder Luftkanälen zu gewährleisten. Dies bedeutet, dass gasförmiges Medium, wie Luft, angesaugt und durch eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung der Messkammer des Messystems strömen muss. Partikelanteile in Form von Staub im angesaugten Medium, wie Luft, setzen dabei leicht eingebaute Filter der Messkammern der Messsensoren zu. Die Filter dienen zum Filtern der Luft und Entfernen von Staubpartikeln aus dieser, wobei es bekannt ist, vor der Messkammer eingebaute Filter zu verwenden. Durch die sich zusetzenden Filter werden sowohl die Reichweite der Messung als auch die Messgenauigkeit wesentlich beeinträchtigt. Ein regelmäßiger Austausch der Filter ist daher zwingend erforderlich, bringt jedoch erheblichen Aufwand mit sich, da diese nicht ohne weiteres zugänglich sind.
Gerade in Räumen mit einer größeren Anzahl von Menschen, wie z.B. in Klassenzimmern mit Schülerinnen und Schülern einer Schulklasse, Kindergärten, Konferenzräumen, Büros, etc., entsteht eine sehr hohe Staubbelastung. Diese kann zu einer kurzfristigen Blockierung der Filter führen, was zu ungenauen und verfälschten Messungen mittels des Messsystems führt. Dies kann bei Einsatz von CO₂-Messsystemen als Kontrollinstrument zur Vorbeugung gegen virale Ansteckung ein großes Risiko darstellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Messsystem zum Ermitteln des Vorliegens und/oder der Konzentration zumindest eines Gases, insbesondere von CO₂, in einem Medium, umfassend zumindest eine Messkammer, zumindest eine Mediumeinlassöffnung, zumindest eine Mediumauslassöffnung und zumindest einen Messsensor zu schaffen, bei dem die vorstehende Problematik der sich mit Staub oder anderen Partikeln bzw. Feststoffpartikeln zusetzenden Filter vermieden werden kann.
Die Aufgabe wird für ein Messsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung in Richtung des zumindest einen Messsensors und zumindest eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln bzw. Feststoffpartikeln aus dem Mediumstrom in Strömungsrichtung vor dem zumindest einen Messsensor vorgesehen sind. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Dadurch wird ein Messsystem zum Ermitteln des Vorliegens und/oder der Konzentration zumindest eines Gases, insbesondere von CO₂, in einem Medium geschaffen, bei dem der Mess- und Analysesensorik des Messsystems ein von Fremdpartikeln befreiter Medienstrom zugeführt werden kann, der damit verhindert, dass sich Filterelemente, die im Medienstrom den Messsensoren vorgelagert sind, zusetzen. Zu diesem Zweck umfasst das Messsystem zumindest eine Messkammer zum Messen bzw. Ermitteln des Vorliegens und/oder der Konzentration des zumindest einen Gases, zumindest eine Mediumeinlassöffnung zum Einlass des zu analysierenden Mediums in das Messsystem bzw. ein dieses ummantelndes Gehäuse, zumindest eine Mediumauslassöffnung zum Auslass des Mediums nach dem Messen und somit Durchlaufen des Messsystems aus diesem bzw. dessen Gehäuse, zumindest einen Messsensor der Mess- und Analysesensorik zum Messen des zumindest einen Gases, zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung in Richtung des zumindest einen Messsensors und zumindest eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln bzw. Feststoffpartikeln aus dem Mediumstrom in Strömungsrichtung vor dem zumindest einen Messsensor. Durch die Einrichtung zum Abscheiden von Feststoffpartikeln aus dem Mediumstrom in Strömungsrichtung vor dem zumindest einen Messsensor wird der Mediumstrom von diesen Partikeln bzw. Feststoffpartikeln befreit, so dass dem zumindest einen Messsensor bzw. der Mess- und Analysesensorik, insbesondere Gasmess- und -analysesensorik, ein von Partikeln bzw. Feststoffpartikeln bzw. Fremdpartikeln befreiter Mediumstrom zugeführt werden kann. Es wird somit ein gegenüber der äußeren Umgebung des Messsystems abgedichteter Weg im Innern des Messsystems bzw. von dessen Gehäuse bzw. ein abgedichteter Mediumkanal zur Einleitung des Mediums in die Mess- und Analysesensorik zur Verfügung gestellt. Hierdurch kann vermieden werden, dass sich eingebaute Filterelemente der verwendeten Messsensoren zusetzen. Wartung und Reinigungsintervalle des Messsystems, insbesondere im Bereich der Mess- und Analysesensorik und der Filterelemente können dadurch wesentlich weiter ausgedehnt bzw. deutlich verlängert werden.
Die zumindest eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln bzw. Feststoffpartikeln aus dem Mediumstrom, insbesondere gasförmigen Mediumstrom, umfasst vorteilhaft zumindest einen Zyklonabscheider. Durch den zumindest einen Zyklonabscheider werden selbst kleinste Partikel, wie Stäube, aus dem Mediumstrom abgetrennt. Der zumindest eine Zyklonabscheider oder aufgrund seiner Wirkung auch als Zentrifugal-Zyklonabscheider bezeichnet ist in Strömungsrichtung vor dem zumindest einen Messsensor bzw. der Mess- und Analysesensorik angeordnet.
Die Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung kann eine aktiv oder passiv einen Differenzdruck erzeugende Einrichtung sein. Es kann somit eine aktive oder eine passive Mediumzufuhr vorgesehen sein bzw. werden. Durch die aktiv oder passiv einen Differenzdruck erzeugende Einrichtung wird somit auf einer Seite ein Unterdruckbereich und auf der anderen ein Überdruckbereich erzeugt. Die zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung, insbesondere einer Strömung eines gasförmigen Mediums, in Form einer aktiv einen Differenzdruck erzeugenden Einrichtung kann weiter vorteilhaft zumindest eine elektromechanische Antriebseinheit, beispielsweise zumindest eine Gebläseeinrichtung oder zumindest einen motorisch betriebenen Lüfter, umfassen. Ist die zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung, insbesondere einer Strömung eines gasförmigen Mediums, in Form einer passiv einen Differenzdruck erzeugenden Einrichtung ausgebildet, kann sie zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen eines Kamineffekts, beispielsweise eine Rohrkanalanordnung zum Erzeugen eines Kamineffekts, umfassen. Die zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung, insbesondere einer Strömung eines gasförmigen Mediums, in Form einer aktiv einen Differenzdruck erzeugenden Einrichtung kann ferner vorteilhaft zumindest eine Unterdruckkammer umfassen.
Der zumindest eine Zyklonabscheider ist vorteilhaft im durch die aktiv oder passiv einen Differenzdruck erzeugende Einrichtung erzeugten Unterdruckbereich des Messystems angeordnet. Durch diese Anordnung kann gewährleistet werden, dass sämtliche Betriebskomponenten des Messsystems, wie beispielsweise Messsensoren und Gebläseeinrichtungen bzw. Lüfter, im partikelarmen Auslassstrom des Mediums in Strömungsrichtung hinter dem zumindest einen Zyklonabscheider gehalten werden können.
Der zumindest eine Zyklonabscheider weist vorteilhaft zumindest einen trichterförmig zulaufenden Mediumeinlasskanal zum Beschleunigen des Mediums, insbesondere gasförmigen Mediums, und zumindest einen umlaufenden Raum zum Beschleunigen von eingesaugten Partikeln bzw. Feststoffpartikeln auf. Der zumindest eine trichterförmig zulaufende Mediumeinlasskanal mündet in den zumindest einen umlaufenden Raum. Das insbesondere gasförmige Medium wird durch die Querschnittsreduktion im Bereich des trichterförmig zulaufenden Mediumeinlasskanals beschleunigt. Dieses beschleunigte Medium wird in den zumindest einen umlaufenden bzw. zirkulären Raum eingeleitet. Darin werden eingesaugte Partikel bzw. Feststoffpartikel auf einer Kreisbahn beschleunigt.
Der Zyklonabscheider kann ferner zumindest einen Ausfalltrichter und zumindest ein in den zumindest einen Ausfalltrichter eintauchendes, darin mündendes Tauchrohr als Mediumauslass aus dem Zyklonabscheider in Richtung der zumindest einen Messkammer umfassen. Das Tauchrohr sorgt dafür, dass sich die in dem Zyklonabscheider befindlichen Partikel bzw. Feststoffpartikel mit dem Mediumstrom, insbesondere Gasstrom, in dem Ausfalltrichter in Richtung des Medium- bzw. Volumenstroms bewegen. Hier kommt es durch die Zentrifugalkräfte zu einer Trennung leichter Gasmoleküle, die sich (zwangsweise) in Richtung eines Druckausgleichs bewegen, von allen anderen Partikeln bzw. Feststoffpartikeln, die schwerer als die Gasmoleküle sind. Durch die Fliehkräfte werden die Partikel bzw. Feststoffpartikel, wie Staubpartikel, somit aus dem beschleunigten Mediumstrom ausgetrieben. Die schwereren Partikel bzw. Feststoffpartikel folgen der Schwerkraft und fallen in dem Ausfalltrichter nach unten bzw. in Richtung zu dessen zumindest einer Auslassöffnung. Die Gasmoleküle hingegen steigen in dem Tauchrohr auf, somit in Richtung weg von dem Ausfalltrichter. Durch das zumindest eine Tauchrohr wird eine zentrale Durchgangsöffnung zwischen der zumindest einen Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln bzw. Feststoffpartikeln aus dem Mediumstrom und der Unterdruckkammer, bei Vorsehen einer aktiv einen Differenzdruck erzeugenden Einrichtung, vorgesehen, durch die die Gasmoleküle in die Unterdruckkammer aufsteigen. Nach Passieren der Unterdruckkamer gelangen die Gasmoleküle zu der zumindest einen elektromechanischen Antriebseinheit, wie einen Lüfter oder einer Gebläseeinrichtung, und nach deren Passieren zur Messkammer mit dem zumindest einen Messsensor. Die zumindest eine elektromechanische Antriebseinheit, wie Gebläseeinrichtung oder Lüfter, ist somit in Mediumströmungsrichtung zwischen der zumindest einen Unterdruckkammer und der zumindest einen Messkammer angeordnet.
Zum Auffangen und Akkumulieren der durch den zumindest einen Zyklonabscheider abgetrennten Partikel bzw. Feststoffpartikel kann zumindest ein im Betrieb des Messsystems dichtend an einem Gehäuse des Messsystems befestigter, insbesondere lösbar befestigter, Auffangbehälter vorgesehen sein. Die Partikel bzw. Feststoffpartikel fallen somit der Gravitation folgend durch die zumindest eine Auslassöffnung der Ausfalltrichters in den zumindest einen von dem Gehäuse des Messsystems, das dessen Komponenten in sich aufnimmt, abnehmbaren bzw. entfernbaren, im Betriebsmodus jedoch abgedichtet an diesem befestigten Auffangbehälter, in dem diese Partikel gesammelt werden. Der Auffangbehälter kann beispielsweise durch eine Schraubverbindung oder eine andere lösbare Verbindung lösbar mit dem Gehäuse des Messsystems verbunden sein oder werden. Vorteilhaft ist oder wird zumindest ein Dichtelement zum Abdichten der lösbaren Verbindung vorgesehen.
Der zumindest eine trichterförmig zulaufende Mediumeinlasskanal umfasst vorteilhaft die zumindest eine Mediumeinlassöffnung, wobei letztere vorteilhaft im Gehäuse des Messsystems in Höhe des zumindest einen umlaufenden Raums angeordnet sein kann/können. Das durch die zumindest eine Mediumeinlassöffnung einströmende und in dem trichterförmig zulaufenden Mediumeinlasskanal beschleunigte Medium gelangt dadurch direkt in den umlaufenden Raum im Innern des Gehäuses des Messsystems.
Die zumindest eine Mediumauslassöffnung ist vorteilhaft in Strömungsrichtung hinter dem zumindest einen Messsensor angeordnet.
Das Messsystem umfasst somit einen oder mehrere Messsensoren und eine aktive oder passive Medienzufuhr durch das Erzeugen zumindest eines Unterdruckbereichs innerhalb eines Gehäuses des Messsystems, das dessen Komponenten in sich aufnimmt, sowie eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln, somit zur Partikelabscheidung, mittels eines Zyklonabscheiders bzw. Zentrifugal-Zyklonabscheiders, wobei die Partikelabscheidung in Mediumströmungsrichtung vor der den zumindest einen Messsensor umfassenden Mess- oder Analysesensorik erfolgt. Durch das Abscheiden selbst kleinster Partikel, wie von Stäuben, wird eine weitgehende Wartungsfreiheit der Messsensoren erreicht.
Das Messsystem kann beispielsweise als CO₂-Messsystem zum Ermitteln der CO₂-Konzentration in der Raumluft eines Raums verwendet werden. Ferner ist es möglich, das Messsystem im Bereich eines oder in Kombination mit einem zentralen Umluftfilter in einem Flugzeug, einem Kreuzfahrtschiff, einer Gebäude- oder einer Raumklimaanlage zu verwenden. Auch andere Anwendungen bzw. Verwendungen der Messsystems sind möglich.
Das Messsystem kann ferner z.B. bei festgestellter zu hoher CO₂-Belastung in einem Raum einen Alarm auslösen, damit z.B. Fenster des Raums geöffnet werden. Zum Melden bzw. zentralen Melden von Betriebszuständen, Störungen, Messwerten, usw. ist es ferner möglich, eine Anbindung an eine Cloud, eine Benachrichtigung über SMS, E-Mail, etc. vorzusehen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel von dieser näher anhand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt in:

1 eine perspektivische teilweise geschnittene Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messsystems.

In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Messsystems 1 zum Ermitteln des Vorhandenseins und/oder der Konzentration zumindest eines Gases, wie CO₂, in einem Medium, wie Luft, gezeigt. Das Messsystem 1 umfasst ein Gehäuse 2, in dem die Komponenten des Messsystems 1 angeordnet sind. An dem Gehäuse 2 ist rückseitig eine Leiterplatte 10 (PCB) angeordnet, über die die elektrischen und elektromechanischen Komponenten des Messsystems 1 verdrahtet und an eine elektrische Energiequelle angeschlossen werden können.
In dem Gehäuse 2 ist eine Mediumeinlassöffnung 20 vorgesehen, an die sich in das Innere des Gehäuses 2 hinein ein trichterförmig zulaufender Mediumeinlasskanal 21 anschließt. Dieser mündet in einen umlaufenden Raum 22 im Innern des Gehäuses 2. Der umlaufende oder kreisförmige Raum 22 wird umfangsseitig von dem Gehäuse 2 umgrenzt. Senkrecht hierzu wird der durch eine Trennwandung 23 abgegrenzt, in der ein Tauchrohr 24 angeordnet ist. Über das Tauchrohr 24 wird eine Mediumverbindung zwischen dem umlaufenden Raum 22 und dem auf der diesem gegenüberliegenden Seite der Trennwandung 23 befindlichen Raum im Innern des Gehäuses 2 geschaffen. Auf der dem umlaufenden Raum 22 gegenüberliegenden Seite der Trennwand 23 ist eine Unterdruckkammer 28 angeordnet. Benachbart zu dem umlaufenden Raum 22 ist ein Ausfalltrichter 25 angeordnet, in den das Tauchrohr 24 hineinragt und in diesem mit seiner inneren Durchgangsöffnung 124 mündet. Der Ausfalltrichter 25 ist innerhalb des Gehäuses 2, mit diesem fest verbunden, angeordnet, wobei sich der Ausfalltrichter 25 konisch zulaufende in Richtung weg von dem Tauchrohr 24 und somit auch dem umlaufenden Raum 22 in dem Gehäuse 2 erstreckt. Der Ausfalltrichter 25 weist eine endseitige Auslassöffnung 125 auf, die in das Innere eines Auffangbehälters 26 hinein mündet. Der Auffangbehälter 26 ist über eine lösbare Verbindung 27, hier beispielhaft eine Schraubverbindung, mit dem Gehäuse 2 des Messsystems 1 lösbar verbunden.
Auf der dem umlaufenden Raum 22 gegenüberliegenden Seite der Trennwandung 23, über die innere Durchgangsöffnung 124 des Tauchrohrs 24 in Mediumströmungsverbindung mit diesem ist die Unterdruckkammer 28 innerhalb des Gehäuses 2 ausgebildet. Benachbart zu dieser ist eine motorisch betriebene Gebläseeinrichtung 29 als eine elektromechanische Antriebseinheit angeordnet. Mittels der motorisch betriebenen Gebläseeinrichtung 29 wird ein Differenzdruck erzeugt, somit ein Unterdruck in der Unterdruckkammer 28 und ein Überdruck in dem sich an die motorisch betriebene Gebläseeinrichtung 29 anschließenden Messraum 30. In den Messraum 30 ragt ein Messsensor 4 hinein, wobei innerhalb des Messraums 30 eine Sensoreinlassöffnung 40 angeordnet ist. Der Messsensor 4 erstreckt sich aus dem Gehäuse 2 des Messsystems 1 hinaus und weist dort außerhalb des Gehäuses 2 eine Sensorauslassöffnung 41 auf, die zugleich als Mediumauslassöffnung zum Auslass des Mediums aus dem Messsystem dient.
Der trichterförmig zulaufende Mediumeinlasskanal 21, der umlaufende Raum 22, der Ausfalltrichter 25 und das in diesen eintauchende und darin mündende Tauchrohr 24 sind Komponenten eines Zyklonabschneiders 5. Durch die Mediumeinlassöffnung 20 strömt Medium 9, siehe Pfeil P1 zum Anzeigen der Strömungsrichtung des Mediums 9, in den trichterförmig zulaufenden Mediumeinlasskanal 21 ein. Aufgrund der Trichterform wird das einströmende gasförmige Medium 9, wie Luft, in Richtung zu dem umlaufenden Raum 22 hin beschleunigt. In dem kreisförmigen bzw. umlaufenden Raum 22 wird das beschleunigte Medium auf einer Kreisbahn weiter beschleunigt, insbesondere auch die sich in dem eingesaugten und beschleunigten Medium befindenden Partikel 8, wie Feststoffpartikel in Form von Stäuben. Durch das Tauchrohr 24 und den Ausfalltrichter 25 werden Gasmoleküle von den Feststoffteilen bzw. Partikeln 8 getrennt, wobei die Partikel bzw. Feststoffpartikel sich innerhalb des Ausfalltrichters 25 in Richtung von dessen Auslassöffnung 125 bewegen, während die Gasmoleküle (siehe Pfeil P2 zum Andeuten des Gasstroms der Gasmoleküle) durch die innere Durchgangsöffnung 124 des Tauchrohrs 24 hindurch in Richtung der Unterdruckkammer 28 bewegen bzw. dorthin aufsteigen. Das Einsaugen des Mediums 9 in das Gehäuse 2 des Messsystems 1 durch die Mediumeinlassöffnung 20 und den trichterförmig zulaufenden Mediumeinlasskanal 21 hindurch in den umlaufenden Raum 22 wird durch die motorisch betriebene Gebläseeinrichtung 29 initiiert. Durch diese wird aktiv ein Differenzdruck erzeugt, auf der einen Seite der motorisch betriebenen Gebläseeinrichtung 29 einen Unterdruck und auf der anderen Seite einen Überdruck. Der Unterdruckbereich 6 umfasst die Unterdruckkammer 28 sowie alle Komponenten des Zyklonabscheiders 5, während der Überdruckbereich 7 sich im Bereich der Messkammer 30 befindet. Das Medium bzw. der Gasstrom (Pfeil P2) strömt daher in Richtung der Messkammer 30, wobei die Gasmoleküle durch die innere Durchgangsöffnung 124 des Tauchrohrs 24 in Richtung der Unterdruckkammer 28 aufsteigen, während die schwereren Partikel 8, wie Stäube, im Ausfalltrichter 25 absinken und durch die Auslassöffnung 125 in den Auffangbehälter 26 gelangen. Zum Vermeiden eines ungewollten Eintrags von Staub oder Medium im Bereich der lösbaren Verbindung 27 zwischen Auffangbehälter 26 und Gehäuse 2 kann dort zumindest ein Dichtelement vorgesehen werden.
Durch die Unterdruckkammer 28 wird ein Raum geschaffen, in dem ein Unterdruck aufrechterhalten werden kann, um dauerhaft den gewünschten Zykloneffekt im Bereich des Zyklonabscheiders 5 zu erzeugen. Durch das Anordnen des Zyklonabscheiders 5 im Unterdruckbereich 6 des Messsystems 1 kann gewährleistet werden, dass die Betriebskomponenten beispielsweise der motorisch betriebenen Gebläseeinrichtung 29 und des oder der Messsensoren im partikelarmen Mediumstrom, der somit von Partikeln 8 im Bereich des Zyklonabscheiders 5 befreit wurde, gehalten werden können. Im Bereich des Messsensors 4 kann zumindest ein Filterelement (nicht gezeigt) vorgesehen werden, insbesondere im Bereich der Sensoreinlassöffnung 40, um den Messsensor 4 vor dem Eindringen von Partikeln, wie Staub, zu schützen. Durch das Entfernen der Partikel 8 bereits im Zyklonabschneider 5 kann verhindert werden, dass sich solche Filterelemente zusetzen, so dass Wartungs- und Reinigungsintervalle gegenüber den bekannten Lösungen ohne einen solchen Zyklonabscheider verlängert werden können.
Die in dem Auffangbehälter 26 aufgefangenen und gesammelten Partikel bzw. Feststoffpartikel, wie Stäube, können nach Lösen und Abnehmen des Auffangbehälters 26 von dem Gehäuse 2 aus diesem entfernt und letzterer nachfolgend wieder mit dem Gehäuse 2 verbunden werden. Insbesondere kann vorgesehen werden, dass ein Lösen des Auffangbehälters 26 von dem Gehäuse 2 des Messsystems 1 nur im Stillstand, wenn also das Messsystem nicht im Betriebsmodus bzw. im Betrieb ist, möglich ist, um einen ungewollten freien Eintritt von Medium, wie Gas mit Partikeln in das Innere des Gehäuses des Messsystems zu vermeiden.
Anstelle des Vorsehens der motorisch betriebenen Gebläseeinrichtung 29 und der Unterdruckkammer 28 als aktive Einrichtung zum Erzeugen eines Differenzdrucks innerhalb des Gehäuse 2 des Messsystems 1 kann auch eine passive Einrichtung zum Erzeugen eines solchen Differenzdrucks, also eines Unterdruckbereichs 6 und eines Überdruckbereichs 7 innerhalb des Gehäuses des Messsystems 1 vorgesehen werden, beispielsweise durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Kamineffekts, z.B. unter Verwendung einer Rohrkanalanordnung. Durch das Vorsehen des Zyklonabscheiders 5 im Unterdruckbereich 6 des Messsystems 1 kann ein abgedichteter Zustrom von Medium zu der Mess- und Analysesensorik bzw. den Messsensor 4 des Messsystems 1 erfolgen.
Neben der im Vorstehenden beschriebenen und in der Figur gezeigten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messsystems zum Ermitteln zumindest eines Gases, insbesondere von CO₂, in einem Medium, umfassend zumindest eine Messkammer, zumindest eine Mediumeinlassöffnung, zumindest eine Mediumauslassöffnung und zumindest einen Messsensor, können noch zahlreiche weitere gebildet werden, insbesondere auch beliebige Kombinationen der vorstehend genannten Merkmale, wobei jeweils zumindest eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels derer eine Mediumströmung in Richtung des zumindest einen Messsensors erzeugt werden kann und zumindest eine Einrichtung, die dem Abscheiden von Partikeln aus dem Mediumstrom in Strömungsrichtung vor dem zumindest einen Messsensor dient. Die Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus dem Mediumstrom umfasst hierbei insbesondere einen Zyklonabscheider. Innerhalb des Messsystems ist eine aktive oder passive Medienströmung vorgesehen bzw. wird dort erzeugt.
Bezugszeichenliste

1: Messsystem
2: Gehäuse
4: Messsensor
5: Zyklonabscheider
6: Unterdruckbereich
7: Überdruckbereich
8: Partikel
9: Medium
10: Leiterplatte
20: Mediumeinlassöffnung
21: trichterförmig zulaufender Mediumeinlasskanal
22: umlaufender Raum
23: Trennwandung
24: Tauchrohr
25: Ausfalltrichter
26: Auffangbehälter
27: lösbare Verbindung/Schraubverbindung
28: Unterdruckkammer
29: motorisch betriebene Gebläseeinrichtung
30: Messkammer
40: Sensoreinlassöffnung
41: Sensorauslassöffnung/Mediumauslassöffnung
124: innere Durchgangsöffnung
125: Auslassöffnung
P1: Mediumströmungsrichtung
P2: Gasstrom

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1286320 A2 [0002]

Claims

Messsystem (1) zum Ermitteln zumindest eines Gases, insbesondere von CO₂, in einem Medium (P1), umfassend zumindest eine Messkammer (30), zumindest eine Mediumeinlassöffnung (20), zumindest eine Mediumauslassöffnung (41) und zumindest einen Messsensor (4), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung in Richtung des zumindest einen Messsensors (4) und zumindest eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus dem Mediumstrom in Strömungsrichtung vor dem zumindest einen Messsensor (4) vorgesehen sind.
Messsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einrichtung zum Abscheiden von Partikeln aus dem Mediumstrom, insbesondere gasförmigen Mediumstrom, zumindest einen Zyklonabscheider (5) umfasst.
Messsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung eine aktiv oder passiv einen Differenzdruck erzeugende Einrichtung (29) ist.
Messsystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zyklonabscheider (5) im durch die aktiv oder passiv einen Differenzdruck erzeugende Einrichtung (29) erzeugten Unterdruckbereich (6) des Messystems (1) angeordnet ist.
Messsystem (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung, insbesondere einer Strömung eines gasförmigen Mediums, in Form einer aktiv einen Differenzdruck erzeugenden Einrichtung zumindest eine elektromechanische Antriebseinheit, insbesondere Gebläseeinrichtung (29), umfasst.
Messsystem (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung, insbesondere einer Strömung eines gasförmigen Mediums, in Form einer passiv einen Differenzdruck erzeugenden Einrichtung zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen eines Kamineffekts, insbesondere eine Rohrkanalanordnung zum Erzeugen eines Kamineffekts, umfasst.
Messsystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mediumströmung, insbesondere einer Strömung eines gasförmigen Mediums, in Form einer aktiv einen Differenzdruck erzeugenden Einrichtung zumindest eine Unterdruckkammer (28) umfasst.
Messsystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Zyklonabscheider (5) zumindest einen trichterförmig zulaufenden Mediumeinlasskanal (21) zum Beschleunigen des Mediums, insbesondere gasförmigen Mediums, zumindest einen umlaufenden Raum (22) zum Beschleunigen von eingesaugten Partikeln und zumindest einen Ausfalltrichter (25) und zumindest ein in den Ausfalltrichter (25) eintauchendes und darin mündenden Tauchrohr (24) als Mediumauslass aus dem Zyklonabscheider (5) in Richtung der zumindest einen Messkammer (30) umfasst, wobei der zumindest eine trichterförmig zulaufende Mediumeinlasskanal (21) in den zumindest einen umlaufenden Raum (22) mündet.
Messsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der trichterförmig zulaufende Mediumeinlasskanal (21) die zumindest eine Mediumeinlassöffnung (20) umfasst, wobei letztere in Höhe des zumindest einen umlaufenden Raums (22) angeordnet ist.
Messsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein im Betrieb des Messsystems (1) dichtend an einem Gehäuse (2) des Messsystems (1) befestigter, insbesondere lösbar befestigter, Auffangbehälter (26) zum Auffangen und Akkumulieren der durch den zumindest einen Zyklonabscheider (5) abgetrennten Partikeln (8), wie Feststoffpartikel, vorgesehen ist.
Verwendung des Messsystems (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche als CO₂-Messsystem zum Ermitteln der CO₂-Konzentration in der Raumluft eines Raums ist.
Verwendung eines Messsystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 im Bereich eines oder in Kombination mit einem zentralen Umluftfilter in einem Flugzeug, einem Kreuzfahrtschiff, einer Gebäude- oder einer Raumklimaanlage.