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Die
Messung von in der Luft befindlichen Gefahrstoffen basiert auf dem
Prinzip, dass ein bestimmter Luftstrom der zu messenden Luft, meist
in Liter pro Minute gehandhabt, von einer Pumpe angesaugt wird und
während
einer bestimmten Zeitdauer über
ein spezielles Filter oder Adsorbens – nachfolgend Probeträger genannt – geführt wird
und dadurch die in der Luft befindlichen Gefahrstoffe gefiltert
oder gebunden werden. Der Probeträger/Filter sitzt meist in einer
Kapsel, die mit einem aufgeschraubten speziellen Erfassungselement
für den Lufteintritt
versehen ist. Die Erfassungselemente sind je nach Anforderung von
ganz spezieller und verschiedenartiger Ausführung, jedoch in keinem Fall für einen
Schlauchanschluss an ein Durchflussmessgerät vorgesehen. Der Luftdurchfluss
muss aber zur späteren
Berechnung der Gefahrstoffkonzentration genau bekannt bzw. zuvor
genau an einer Pumpe eingestellt werden. Zur Feststellung des Durchflusses
muss also der Probeträgerkopf
vorab entsprechend umgerüstet
werden.
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Stand
der Technik (Standardverfahren Berufsgenossenschaftliches Messsystem
Gefahrstoffe) ist es, an Stelle des Erfassungselementes zunächst ein
Kegelelement mit Schlauchtülle
an den Probeträgerkopf
anzuschrauben, um das Durchflussmessgerät anschließen zu können und sodann die Durchflussmessung
vornehmen zu können.
Danach muss das Kegelelement wieder abgeschraubt und durch das messtechnisch
vorgeschriebene Erfassungselement ersetzt werden. Dann erst kann
der eigentliche Vorgang der Gefahrstoffmessung am Messort im Betrieb
gestartet werden.
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Nach
Beendigung der Gefahrstoffmessung muss der aktuelle Volumenstrom
mittels Durchflussmessgerät
erneut gemessen werden um zu prüfen, ob
die Förderleistung
der Pumpe (= Durchfluss) die erlaubte Toleranz eingehalten und nicht überschritten hat.
Bei festgestellter Überschreitung
muss der ganze Messvorgang verworfen und wiederholt werden.
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Bei
dieser Nachprüfung
muss die oben beschriebene Prozedur (Kegelwechsel) ebenfalls wiederholt
werden. Desgleichen müsste
der Vorgang wiederholt werden, wenn man zwischendurch eine Kontrollmessung
vornehmen würde,
was zwar sehr heikel, aber zuweilen unvermeidlich ist. Solche Kontrollmessungen
sind deswegen sehr heikel, da sie eine Unterbrechung des Messvorganges
an sich bedeuten und zudem beim Wechsel der verschiedenen Aufsätze (vom
Erfassungselement auf Tüllenkegel und
wieder auf Erfassungselement) die Gefahr besteht, dass die in den
Probenahmekopf eingelegte Filterkapsel herausfallen kann und die
Messung dadurch unbrauchbar wird.
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Diese
Umstände
stellen arbeitstechnisch eine unbefriedigende Situation dar, da
zeitaufwändige
Arbeitsgänge
damit einhergehen und die Arbeitsplätze auch oftmals hinderlich
eng sind, was bei Serienmessungen besonders erschwerend hinzukommt.
Es musste also eine Lösung
gefunden werden, wie man ohne zusätzlichen Aufwand eine Vereinfachung
herbeiführen
kann. Gedacht war an eine einfache Verbindung der Geräte mit einem
Adapter, der von der Form her auch noch so beschaffen ist, dass
er möglichst
vielseitig einsetzbar ist. Auf den Aufsatzwechsel und das damit
verbundene Öffnen des
Probenahmekopfes sollte dabei verzichtet werden können. Der
Adapter sollte aus Materialien sein, welche einen luftdichten Abschluss
an den Kontaktstellen ermöglichen.
Zudem sollte die Fertigung eines solchen Adapters mit üblichen
Materialverarbeitungsverfahren machbar sein. Das Interesse des involvierten
Personenkreises dieses Arbeitsgebietes signalisierte schon im Vorfeld
eine erfolgreiche Markteinführung.
Die Recherche im Vorfeld und bei Gerätevertreibern hat ergeben,
dass ein solcher Adapter noch nicht bekannt ist.
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Die
erfindungsgemäße Verwendung
des Adapters erlaubt eine wesentlich einfachere Handhabung schon
gleich zu Anfang der Messungsvorbereitung. Der Probenahmekopf kann
gleich mit dem Erfassungselement für die Betriebsmessung bestückt werden.
Durch einfaches Aufsetzen des Adapters von Hand an das Erfassungselement
wird sodann der mit dem Durchflussmessgerät verbundene Adapter dicht
auf das Erfassungselement gedrückt
und der Volumenstrom kann am Durchflussmessgerät abgelesen werden oder der
Volumenstrom kann an der Pumpe dem Sollwert entsprechend einreguliert
werden.
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Eine
abgewandelte Form von Erfassungselementen wird bei der Messung von
Fasern verwendet, wobei der gleiche Probeträgerkopf wie oben verwendet
wird. Anstelle eines Erfassungskegels wird jedoch ein Erfassungszylinder
aufgeschraubt. Auch hierbei ist die aufwändige Umschraubung von Elementen
nicht mehr nötig.
Mit dem Adapter kann gleichfalls eine dichte Verbindung mit dem
zur Messung komplett hergerichteten Probeträgerkopfes hergestellt werden,
wobei nun eine andere Zone des Adapterkopfes beansprucht wird, nämlich die
Stirnseite des Dichtwulstes.
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Eine
andersartige Form von Probeträgern besteht
im relevanten Teil aus einer Filterkapsel (Millipore-Kapsel, aus
Plastikmaterial). Diese kann zwar mit einem Schlauch direkt verbunden
werden, jedoch ist der Anschlussstutzen für den Schlauch im Deckel der
Kapsel nur 4 mm hoch, was zu heiklen Handhabungen führen kann.
Der Adapter ist durch seinen auf vielfache Anwendbarkeit ausgelegten
Formkopf in der Lage, ebenfalls durch einfaches Aufsetzen eine dichte
Verbindung von der Kapsel mit dem Durchflussmessgerät herzustellen.
Die Abdichtzone des Adapters ist dann allerdings nicht mehr an der
Innenseite des Kopfes sondern am Außenrand des Dichtwulstes.
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Mit
der Verwendung des erfindungsgemäßen Adapters
sind Zwischenprüfungen
am Messort und/oder an der exponierten Person denkbar einfach und
jederzeit ohne Messzeitunterbrechung zu bewerkstelligen. Dies war
nach Stand der Technik bisher nicht ohne erheblichen Aufwand, Risiko
oder Verfälschung
der Messung möglich.
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Bei
einem speziellen Probenahmekopf gänzlich anderer Art (FSP 10-Zyklon
zur Erfassung von Feinstaub) ist das Erfassungselement für den Lufteintritt
kompakt in den Probenahmekopf integriert und zudem zu einer Art
Schacht ausgeformt, der keinerlei Schraubanschluss erlaubt. Eine
authentische, direkte Durchflussmessung konnte hier bisher überhaupt
nicht vorgenommen werden.
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Beim
Stand der Technik greift man zu einem Ersatzkompromiss, um dennoch
eine orientierende Durchflussgröße an der
Pumpe einzustellen zu können.
Anstelle des Probenahmekopfes mit seiner eingelegten Filterkapsel
(= Widerstand) wird nun auf die für die Messung vorgesehene Pumpe
ein externer, definierter, hülsenförmiger Widerstand
aufgesteckt, der in etwa zumindest dem Anfangswiderstand des kompletten
Probenahmekopfes inklusive Filter entspricht.
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Auf
diese Weise kann aber nicht festgestellt werden, wie sich die Durchflussverhältnisse
verändern,
wenn sich z.B. im Laufe der regulären Staubmessung das Filtermaterial
allmählich
zusetzt und sich dadurch der Durchflusswiderstand vergrößert. Eine
Nachmessung des Durchflusses am Ende der Messzeit macht wenig Sinn,
da hierbei zwar der Pumpenzustand geprüft wird, jedoch keinerlei Aussage über den
Durchfluss durch das Filter möglich ist.
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Mit
der erfindungsgemäßen Verwendung
einer speziell für
diesen Probenahmekopf angepassten Adaptervariante hat sich die Situation
grundlegend verändert.
Dieser Adapter verfügt über einen Schacht
mit weichem Innenteil, in den der Eintrittskanal des FSP 10-Kopfes
als exaktes Gegenstück
hineinpasst. Zusätzliche
sorgt ein kleiner Abdichtwulst, der rund um die Schachtinnenseite
etwa in halber Höhe
des Schachtes an der Wandung entlanggeht, für eine extrem gute Abdichtung.
Obwohl dieser Adapter äußerlich
anders beschaffen ist, bleiben alle bisher beschriebenen grundsätzlichen
Merkmale des Adapterkonzeptes voll erhalten.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Adapter
ist es jetzt möglich
geworden, anstelle eines mutmaßlichen Volumenstromes
aus der Ableitung eines Vergleichswiderstandes nun einen tatsächlichen
durch den Probenahmekopf und das Filter gehenden Luftstrom direkt
zu messen. Ebenfalls ein Novum ist die Möglichkeit, jederzeit und ohne
Messvorgangsunterbrechung eine Zwischenkontrolle des Volumenstromes durchzuführen. Dies
kann von großer
Wichtigkeit hinsichtlich der Qualität der Messung sein.
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Nach
dem Stand der Technik ergibt sich bei der Verwendung eines bestimmten
Pumpentyps ei Problem, wenn es während
der Messung zu einer Unregelmäßigkeit
kommt. Da sich die Filter in den Probeträgerköpfen durch den eingesaugten
Staub zusetzen, erhöht
sich allmählich
der Luftdurchgangswiderstand entsprechend. Um den entstehenden Widerstand
zu kompensieren, schalten bestimmte Pumpen eine Leistungsstufe höher und
behalten dieses Niveau bis zum Ende der Messung bei. Wenn allerdings
während
einer personengetragenen Messung ein Schlauch kurzzeitig abgeknickt
wird oder die Luftzufuhr zum Erfassungselement kurz blockiert wird,
schaltet die Pumpe ebenfalls die Leistung hoch. Dies könnte – allerdings
nur durch eine wie oben beschriebene Kontrollmessung mit all ihren
Problemen – durchaus
festgestellt werden. Am Ende der Messung muss die Pumpe abgeschaltet
werden und wird erst wieder bei der Nachkontrollmessung eingeschaltet.
Dann allerdings läuft
die Pumpe wieder regulär ohne
die höhere
Leistungsstufe an. Ein Fehler während
der Messung mit einem unberechtigt hohen Durchfluss bleibt dann
unbemerkt.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Adapter
ist es jedoch kein Problem, zumindest bei Verdacht sofort eine aktuelle
Messung des Volumenstromes am Mann oder vor Ort vorzunehmen und
den Fehler dabei zu entdecken.
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Der
beanspruchte Adapter ist neu und erfüllt in voller Weise die gesetzten
Verfahrensziele. Mit dem Adapter wird zudem die Qualität bei messtechnischen
Vorgängen
deutlich verbessert, weil damit auch erstmalig einige vorher nicht
durchführbare
Verfahrensschritte möglich
geworden sind.