DE1236228B

DE1236228B - Einrichtung zur Feststellung kleiner Aerosolpartikel in der Atmosphaere

Info

Publication number: DE1236228B
Application number: DEF42161A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-02-29
Filing date: 1964-02-29
Publication date: 1967-03-09
Also published as: US3415984A

Description

Einrichtung zur Feststellung kleiner Aerosolpartikel in der Atmosphäre Im Rahmen der Überwachung der Verunreinigung der Luft ist die Erfassung auch kleiner Aerosolmengen in der Luft wichtig. Auch ist jeder atmosphärische Nebel in seinem Frühstadium ein Wasseraerosol, so daß mit einer empfindlichen Aerosolmessung auch Nebel in ihrem frühesten Stadium, d. h. noch vor visueller Erkennbarkeit, erfaßbar werden.
Die Erfindung löst die Aufgabe, auch bei vollem Tageslicht kleine Aerosolpartikel in der freien Atmosphäre meßtechnisch zu erfassen. Es werden gemeinsam mehrere Maßnahmen ergriffen, die jede für sich zwar bekannt sind, die aber in ihrem Zusammenwirken für den vorliegenden Zweck eine überraschende Steigerung der Nachweisgrenze ermöglichen. Die Anordnung nach der Erfindung benutzt das an sich bekannte Meßprinzip der Rückstreuung optischer Strahlung aus einem atmosphärischen Meßvolumen. Um jedoch völlig ungestört vom Tageslicht unter solchen Verhältnissen zu arbeiten, die optisch der Nacht entsprechen, wird in einem spektralen Gebiet unterhalb von etwa 3000 A Wellenlänge gearbeitet, wobei die in großer Höhe liegende atmosphärische Ozonschicht als Filter wirkt, indem sie praktisch keine störende Strahlenintensität unterhalb dieser Wellenlänge durchläßt. Die Arbeitsweise macht die Anwendung sehr empfindlicher Photodetektoren möglich, z. B. eines Photovervielfachers mit Cs-J- oder Cs-Te-Kathode. Diese Fotokathoden haben keine nennenswerte Empfindlichkeit für Wellenlängen oberhalb von 3000 A und zudem eine hohe Quantenausbeute. Die aus dem Meßraum infolge Aerosolrückstreuung zurückkommende Strahlung wird daher nahezu optimal genutzt. Nach der Erfindung wird der Meßraum selbst mit Ultraviolett-Quanten aus einem Scheinwerferstrahl sehr hoher optischer Spitzenleistung versorgt. Die Impulsfolge selbst ist dabei ohne Einfluß. Das Verfahren nach der Erfindung arbeitet also entgegen dem üblicherweise verwendeten modulierten Licht mit elektrischer Frequenzausfilterung im Empfänger. Es werden vielmehr die benötigten Quanten in Form von zeitlich kurzen Strahlungspaketen, z. B. innerhalb einer Mikrosekunde, in die Atmosphäre gesandt. Dadurch liegen die empfangsseitig aufgenommenen Meßimpulse vergleichsweise hoch über dem Rauschen der Anordnung. Die Erzeugung dieser ultravioletten Impulse geschieht durch eine Funkenstrecke, die in Luft oder auch in einem anderen zweckmäßigen Gas arbeitet und die im Brennpunkt eines kurzbrennweitigen Parabolspiegels liegt, derart, daß ein großer Anteil des erzeugten Strahlungsflusses ausgenutzt wird. Wenn man das Aerosolmeßgerät nach der Erfindung für die Nebelvorwarnung benutzt, sind zweckmäßig zusätzlich bekannte Vorrichtungen zur Feuchtigkeits- und Temperaturmessung anzuordnen.
Ein von dem Gerät entdeckter Nebel in seinem Frühstadium hat nämlich nur dann eine Tendenz zur Verstärkung, d. h. zur Quellung und Sichtbarwerdung, wenn genügend Luftfeuchtigkeit vorhanden ist oder die Temperatur absinkt, d. h., die relative Luftfeuchtigkeit steigt.
Die Anordnung nach der Erfindung läßt sich auch zur Differentialmessung der Tröpfchengrößen derart ausbilden, daß man mit zwei Empfängern arbeitet, die in zwei verschiedenen ultravioletten Spektralbereichen arbeiten. Der Unterschied bzw. der Koeffizient zwischen diesen beiden Registrierwerten vermag Aufschluß über die mittlere Größe der gemessenen Teilchen im Streuvolumen zu geben.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Feststellung von Aerosolpartikeln in der freien Atmosphäre, bei der die Rückstreuung optischer Impulsstrahlung als Meßwert benutzt wird, gekennzeichnet durch die gemeinsame Anwendung folgender Teilmerkmale: a) die Einrichtung benutzt spektral das Wellenlängengebiet unterhalb 3000 Ä; b) der Empfänger verwendet eine tageslichtblinde Photokathode der Type Cäsium-Tellur oder Cäsium-Jod.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Nebelvorwarnung an sich bekannte Vorrichtungen zur Feuchtigkeits- und Temperaturmessung vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 929 517; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 162 596; electronic engineering, November 1957, S. 519.