DE3410203C2

DE3410203C2 -

Info

Publication number: DE3410203C2
Application number: DE3410203A
Authority: DE
Inventors: Takaaki Fukumoto; Masaharu Hama; Shinpei Itami Hyogo Jp Kayano
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-05-20
Filing date: 1984-03-20
Publication date: 1987-09-10
Also published as: JPS59214750A; DE3410203A1; JPH0249654B2; US4600888A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierli chen Überwachen der Dichte von in der Luft befindlichen Natriumionen, mit einem Wassertank mit einem vorbestimmten Volumen, mit einer Wasserzuführeinrichtung, um reines Was ser mit einem spezifischen Widerstand von wenigstens 15 M Ω · cm dem Wassertank zuzuführen, wobei das Niveau des reinen Wassers in dem Wassertank gehalten wird, und mit Einrichtungen zum kontinuierlichen Messen der Leitfähig keit oder des Widerstandes des reinen Wassers.

Aus der DE-OS 29 38 545 ist bereits eine Vorrichtung zum Überwachen der Luft an Stellplätzen für elektronische Ge räte im Hinblick auf elektronische Bauteile gefährdende Einflüsse bekannt, wobei diese Vorrichtung eine Waschvor richtung zum Auswaschen von Schadstoffen der Luft mittels destilliertem Wasser und je eine Meßzelle zur Bestimmung des pH-Wertes und der elektrischen Leitfähigkeit des zum Auswaschen benutzten Wassers aufweist. Die bekannte Vor richtung umfaßt ferner einen Wassertank mit einem vorbe stimmten Volumen mit einer Wasserzuführeinrichtung, wobei aber in den Wassertank in Intervallen Wasser nachgefüllt wird. Die Nachfülleinrichtung ist so ausgebildet, daß immer dann reines Wasser in den Wassertank nachgefüllt wird, wenn eine bestimmte Menge des Wassers im Wassertank verdunstet ist und daher der Pegelstand des Wassers innerhalb des Wassertanks einen bestimmten Wert unterschreitet. Die be kannte Vorrichtung enthält ferner Mittel, um das Wasser auf eine Kontaktfläche zu leiten, an der es mit der Umge bungsluft besonders innig in Berührung gelangt, um Schad stoffe aus der Luft intensiv aufzunehmen.

Ferner ist ein Verfahren zum diskontinuierlichen Nachweis der Dichte von Natriumionen bekannt. Gemäß diesem Verfah ren wird eine vorbestimmte Menge der zu prüfenden Luft durch destilliertes oder auf andere Weise gereinigtes Was ser hindurchgeleitet und die erhaltene Lösung wird dann mit einer Analysiervorrichtung wie z. B. einem Atomabsorptions spektrophotometer analysiert.

Gemäß einem weiteren bekannten Verfahren werden in der Luft befindliche Meersalzteilchen auf einem Filter gesam melt, indem man einen Probennehmer mit geringem Volumen während einer vorbestimmten Zeit betreibt. Die Teilchen werden dann in einer vorbestimmten Menge reinen Wassers gelöst und das Wasser wird einer Atomabsorptionsanalyse unterworfen.

Diese üblichen Verfahren sind allgemein mit dem Nachteil behaftet, daß die Proben nicht gleichmäßig gesammelt wer den können. Da es für die Messung erforderlich ist, eine Probe in einen Analyseraum einzubringen, ist es bei die sen bekannten Verfahren unmöglich, die Dichte von Natrium ionen schnell zu messen und aufzuzeichnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Überwachen der Dichte von in der Luft befindlichen Natriumionen der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei besonders einfachem Aufbau eine konti nuierliche Überwachung der Dichte von Natriumionen in der Atmosphäre ermöglicht.

Ausgehend von der Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) in dem Wassertank eine Wasserabzugseinrichtung vorge sehen ist,
b) reines Wasser über die Wasserzuführeinrichtung und die Wasserabzugseinrichtung in einer solchen vorbe stimmten Fließrate den Wassertank kontinuierlich durchströmt, daß das Niveau des Wassers in dem Was sertank unverändert bleibt,
c) der Wassertank nach oben zur Atmosphäre geöffnet ist, und
d) Einrichtungen zum kontinuierlichen Messen der Leit fähigkeit oder des Widerstandes in einer Wasserab zugsleitung der Wasserabzugseinrichtung angeordnet sind.

Bei der Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung wird unabhängig vom Verdunstungsvorgang kontinuierlich reines Wasser in den Wassertank eingeleitet und es wird ferner wieder soviel Wasser aus dem Wassertank abgeführt, daß das Niveau des Wassers in dem Wassertank unverändert bleibt. In der Atmosphäre befindliche Natriumionen werden kontinuierlich in dem reinen Wasser gelöst und die Leit fähigkeit oder der spezifische Widerstand des Wassers in dem Wassertank wird gemessen, um dadurch die Dichte der Natriumionen in der Atmosphäre zu überwachen. Mit Hilfe der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann eine kontinuierliche und sichere Überwachung der Natriumionen konzentration in der Luft durchgeführt werden.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs beispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur schematisch eine Vorrichtung zum kontinu ierlichen Überwachen der Dichte von in der Luft befindli chen Natriumionen mit Merkmalen nach der Erfindung zeigt.

In der Figur bedeutet 1 einen Wassertank, der nach oben hin geöffnet ist, so daß die Wasseroberfläche darin in Berührung mit der atmosphärischen Luft steht. Reines Wasser mit einem Widerstand von 15 M Ω · cm oder mehr wird durch die Wasserzuführungsleitung 2 in den Wassertank mit einer Fließrate, die durch das Ventil 3 bestimmt wird, ein geführt. Wasser wird aus dem Tank 1 in einen Wasser probetank 4 durch eine Wasserabzugsleitung 5 in einer Rate von beispielsweise 0,01 m³/h abgezogen. Wasser aus dem Tank 4 wird einer natriumsensitiven Elektrode 7 mittels einer Pumpe 6 in einer Rate derart zuge führt, daß das Niveau des Wassers im Tank 1 unverän dert bleibt.

Während reines Wasser in den Tank 1 in einer vorbe stimmten Fließrate in der vorerwähnten Weise geleitet wird, werden Meersalzteilchen aus der Luft gelöst und bilden in dem Wasser Ionen. Veränderungen des elek trischen Widerstandes des reinen Wassers aufgrund der Gegenwart von solchen Ionen werden kontinuierlich gemessen, um dadurch die Dichte des Salzes in der Luft zu überwachen. In einem Fall, bei dem die Dichte des Salzes in der Luft 100 µg/m³ oder mehr beträgt, wird ein Ohmmeter 9 mit einer Sonde 8 in dem Wasserprobe tank 4 verwendet, um den Widerstand des Wassers zu messen. Ein solches Instrument hat eine typische An sprechzeit von 10 bis 30 Sekunden in einem Bereich von 100 K Ω · cm bis 1 M Ω · cm. Anstelle eines Ohmmeters kann man auch ein Instrument zum Messen der Leitfä higkeit verwenden.

Wenn die Dichte des Salzes in der Atmosphäre gering ist und z. B. weniger als 100 µg/cm³ beträgt, nimmt der Widerstand des Wassers mehr durch das Auf lösen von Kohlendioxidgas aus der Luft als durch Na triumionen ab. In diesem Fall wird eine natriumsensitive Elektrode 7 verwendet. Genauer gesagt wird die Pumpe 6 in Betrieb genommen, um Wasser aus dem Wasserprobetank 4 durch ein Teflon®-Rohr 10 zu dem Nachweisteil der natriumsensitiven Elektrode 7 mit einer Fließgeschwindigkeit von etwa 0,1 m³/h zu lei ten. Das abgezogene Wasser, das mittels der Elektrode 7 analysiert wurde, wird dann durch eine Was serabgabeleitung 11 verworfen. Die natriumsensitive Elektrode 7 ist in der Lage, Dichten in der Größ enordnung von 1 bis 10 000 ppb (1 bis 10 000 Teile pro Milliarde Teilen) zu messen, so daß die Dichte des Salzes in der Luft als Dichte der Natriumionen überwacht wird. Die natriumsensitive Elektrode 7 ist wirksam, die Natriumionen von anderen störenden Ionen abzutrennen, insbesondere von den üblichen in der Luft befindlichen Verunreinigungen wie SO₂ und NO_x.

Die Ansprechgeschwindigkeit der natriumsensitiven Elektrode 7 ist verhältnismäßig langsam und be trägt typischerweise 2 oder 3 Minuten. Diesen Nach teil kann man aber überwinden, wenn man das Ohmmeter 9 verwendet. Das heißt, daß dann, wenn die Dichte des Salzes in der Luft oberhalb eines gewissen Niveaus liegt, der Ohmmesser 9, der eine hohe Ansprechge schwindigkeit hat, aktiviert wird. Gewünschtenfalls kann eine Alarmvorrichtung (nicht gezeigt) in Betrieb genommen werden, um eine Warnung auszusprechen, wenn die Anzeige des Ohmmeters einen vorbestimmten Wert übersteigt.

Um die Nachweisempfindlichkeit zu erhöhen, ist es wünschenswert, daß die Öffnungsfläche des Wasser tanks 1 groß ist, damit die Kontaktfläche des Was sers mit der Luft groß ist. In diesem Zusammenhang wird, um konstante Bedingungen an der Wasserober fläche aufrechtzuerhalten, der Boden des Wasser tanks in der Mitte, im Abstand von der Wasserzufuhr leitung und der Wasserabzugsleitung, erhöht.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß erfin dungsgemäß reines Wasser kontinuierlich in einen zur Luft geöffneten Wassertank zugeführt wird, und daß Mittel zum Messen der Leitfähigkeit oder des Widerstandes des Wassers in der Wasserabzugsleitung vorgesehen sind. Mit einer solchen Anordnung können Natriumionen aus der Luft in dem reinen Wasser ge löst werden und die Dichte der Natriumionen wird dadurch überwacht, daß man die Leitfähigkeit oder den Widerstand des Wassers mit einem Instrument, das eine hohe Ansprechgeschwindigkeit hat, überwacht. Da eine natriumsensitive Elektrode in Kombination mit einem Ohmmeter oder dergleichen verwendet wird, wer den die Einwirkungen von anderen ionischen Materialien ausgeschlossen und dadurch kann man selbst dann, wenn die Dichte der Natriumionen gering ist, diese befriedigend überwachen.

Claims

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Überwachen der Dichte von in der Luft befindlichen Natriumionen, mit einem Wassertank mit einem vorbestimmten Volu men, mit einer Wasserzuführeinrichtung, um reines Wasser mit einem spezifischen Widerstand von wenig stens 15 M Ω · cm dem Wassertank zuzuführen, wobei das Niveau des reinen Wassers in dem Wassertank gehalten wird, und mit Einrichtungen zum kontinuierlichen Mes sen der Leitfähigkeit oder des Widerstandes des rei nen Wassers, dadurch gekennzeichnet, daß

a) in dem Wassertank (1) eine Wasserabzugseinrich tung (5) vorgesehen ist,
b) reines Wasser über die Wasserzuführeinrichtung (2) und die Wasserabzugseinrichtung (5) in einer solchen vorbestimmten Fließrate den Wassertank (1) kontinuierlich durchströmt, daß das Niveau des Wassers in dem Wassertank (1) unverändert bleibt,
c) der Wassertank (1) nach oben zur Atmosphäre ge öffnet ist, und
d) Einrichtungen zum kontinuierlichen Messen der Leitfähigkeit oder des Widerstandes (8, 9, 10, 6, 7) in einer Wasserabzugsleitung der Wasser abzugseinrichtung (5) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung aus einer Kombination eines Leitfähig keitsmessers (9) und einer natriumsensitiven Elektro de (7) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassertank (1) sich von einem höher gelegenen zen tralen Bodenbereich aus zu seinen sich gegenüberlie genden Seitenteilen hin in vertikaler Richtung er weitert, wobei die Wasserabzugsleitung (5) in den einen Seitenteil und die Wasserzuführungsleitung (2) in den anderen Seitenteil einmündet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum kontinuierlichen Messen der Leitfä higkeit oder des Widerstandes für eine Natriumionen dichte von 100 µg/m³ oder mehr angewendet wird und daß die natriumsensitive Elektrode (7) für eine Na triumionendichte unterhalb 100 µg/m³ verwendet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Wassertanks (1) in der Mitte zwischen Was serzuführleitung (2) und Wasserabzugsleitung (5) er höht ist.