DE2261792C2

DE2261792C2 - Vorrichtung zur Messung der Luftverschmutzung

Info

Publication number: DE2261792C2
Application number: DE2261792A
Authority: DE
Inventors: Joseph Dr.-Ing. 8000 Muenchen Eichmeier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-12-16
Filing date: 1972-12-16
Publication date: 1974-10-03
Also published as: IL42851A0; DE2261792B1; GB1367440A; DE2261792A1; IT994174B; CA997423A; FR2214377A5; US3889180A; CH550399A; IL42851A; JPS4991295A; BR7307570D0

Description

Meßwerte besteht, führen bereits geringe Verschmutzungsunterschiede zu erheblichen Änderungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung des Verschmutzungsmeßwerts; es ergibt sich daher zur Messung der Luftverschmutzung mit einer ersten 65 eine sehr genaue Messung, Die Messung der Ionen-Meßvorrichtung zur Gewinnung eines von der Kon- konzentration ist sehr einfach. Sie läßt sich auch zentration der Kleinionen abhängigen ersten Aus- ohne Schwierigkeiten kontinuierlich durchführen,
gangssignals. Zweckmäßigerweise mißt die erste und zweite

Meßvorrichtung die Konzentration der positiven Sauggebläses 3 im Zwangsstrom Wndurchgeführt. An

Klein- und Oroßionen. die äußere Elektrode des ersten Kondensators X ist

Eine besonders hohe Genauigkeit erreicht man, eine Gleichspannung von z.B. +50V und an die

wenn zusätzlich zu den eine Einrichtung bildenden äußere Elektrode des zweiten Kondensators 2 eine

Meßvorrichtungen zum Nachweis der Klein- und 5 Gleichspannung von z.B. +180V gelegt Die

Großionen eines Vorzeichens eine weitere Einrich- inneren Elektroden sind über Leitungen 4 und 5 wad

tung mit einer dritte* und vierten Meßvorricbtung je einen Verstärker 6 und 7 an einen nicht veran-

zura Nachweis der Klein- und Großionen entgegen- schaulichten Nulleiter gelegt. Wenn im Kondensator 1

gesetzten Vorzeichens vorgesehen ist und wenn diese positive Kleinionen unter dem Einfluß des Quer-

Einrichtungen jeweils mit einer Dividierscbaltung zur io feldes an dieinnere Elektrode gelangen, wird ihre

Bildung des Verhältnisses von Großionen- zu Klein- Ladung über die Leitung 4 abgeführt Am Ausgang

ionenkonzentran'on jeweils eines Ladungsvorzeichens des Verstärkers 6 tritt dann ein Ausgangssignal /i+

und die beiden Dividierschaltungen mit einer Addier- auf, das der Konzentration der positiven Kleinionen

schaltung verbunden sind. proportional ist. In ähnlicher Weise werden die

Insbesondere sollte in der Dividierschaltung die i$ Ladungen der sich an der inneren Elektrode Konzentration der Großionen durch die Konzentra- des Kondensators 2 abscheidenden positiven Großtion der Kleinionen geteilt werden. Auf diese Weise ionen über die Leitung S abgeführt Das Ausgangssteigt der Meßwert mit der Verschmutzung stark an. signal N⁺ des Verstärkers 7 ist daher der Konzen-

Zur Messung der Konzentration der Klein- und tration der Großionen propotional. Die beiden Aus-Großionen eines Vorzeichens sind zweckmäßiger- to gangssignale n ⁺ und N⁺ speisen eine Dividierschalweise in an sich bekannter Weise zwe' Luftkonden- tung 8, deren Ausgangssignal der Quotient N⁺In ^f ist. satoren vorgesehen, zwischen deren Elektroden die In ähnlicher Weise ist die zweite MeDschaltung B zu untersuchende Luft mit konstanter Geschwindig- für die negativen Ionen aufgebaut. Es werden daher keit laminar hindurchströmt. Die Kondensatoren die gleichen Bezugszeichen, jedoch um 10 erhöht, können als Platten- oder Zylindersysteme aufgebaut as verwendet. Der Kondensator 11 wird mit einer Spansein und zwei oder mehr Elektroden enthalten. Der nung von z. B. —50 V, der Kondensator 12 mh einer Luftstrom wird beispielsweise mittels eines Saug- Spannung von z.B. —180V gespeist. An den Ausgebläses erzeugt. gangen der Verstärker 16 und 17 treten Signale n~

Insbesondere können die beiden Kondensatoren und N~ auf, die der Konzentration der negativen in an sich bekannter Weise im Luftstrom hinterein- 30 Kleinionen bzw. der Konzentration der negativen ander liegen, und der erste Kondensator kann eine Großionen proportional sind. Die Dividierschaltung geringere Länge haben und an einer geringeren Span- 18 hat als Ausgangssignal den Wert N~/n~.
nung liegen als der zweite Kondensator. Im elektri- Die Ausgänge der Dividierschaltung 8 und 18 sehen Querfeld des ersten Kondensators werden die werden einer Addierschaltung 20 zugeführt. Deren Kleinionen abgesaugt; die geringe Länge und geringe 35 Ausgangssignal (N⁺Zn⁺ + N'ln') dient als kombi-Spannung reichen nicht aus, um einen merklichen nierter Verschmutzungsmeßwert. Er wird in einem Teil der trägeren Großionen bis an eine Elektrode digitalen Anzeigegerät 21 wiedergegeben und in zu fühien. Die in den zweiten Kondensator ein- einem Schreiber 22 kontinuierlich aufgezeichnet,
tretende Luft enthält dann im wesentlichen nur noch In der vorliegenden Schaltung werden die Konzen-Großionen, die ihre Ladung in diesem Kondensator 40 tralionen der Klein- bzw. Großionen als Ströme geabgeben, messen. Die weiteren Ausgangssignale sind Ströme

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in oder Spannungen, die den Meßwert in analoger

der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbei- Form darstellen. Dividierschaltungen hierfür sind

spiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schema- bekannt. Auf Wunsch kann die Anzeige im Gerät 21

tisch die Schaltung einer Meßvorrichtung. 45 in digitaler Form erfolgen.

Es ist eine erste Meßschaltung A für die Messung Bei einer Ausführungsform für die Meßvorrich-

positiver Klein- und Großionen und eine zweite tung hatten die Zylinderkondensatoren einen Innen-

Meßschaltung B füv die Messung negativer Klein- durchmesser von 1,5 cm und einen Außendurch-

und Großionen vorgesehen. Die Meßschaltung A messer von 5 cm. Die Länge der Kondensatoren 1

weist iii Reihe hintereinander einen ersten Zylinder- 50 und 11 betrug 10 cm, die Länge der Kondensatoren 2

kondensator 1 und einen zweiten längeren Zylinder- und 12 50 cm. Die Sauggebläse 3 und 13 erzeugten

kondensator 2 auf. Durch die elektrischen Querfelder in jeder Kondensator-Reihenschaltjng einen Zwangs-

dieser Kondensatoren wird Luft L mittels eines luftstrom von 1500 cmVs.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

l ²

Zur Messung der Luftverschmutzung sind Staub-

Patentansorüche· messiragen bekannt bei denen der Staub durch ein

Filter gesaugt und dann oie uickc ucr um uciu rnvcr

Gewinnung eines von der Konzentration der zu

daß dieTeilte Meßvorricntune (1I soausgebiide verschmutzten Luft befindlichen Kondensationskerne fffiSÄSfaSfSVoSÄ^ « Wft. dient als VJjMj^B. Ausgangssignal beitragen, daß eine zweite Meß- andere bekannte,Vornchtung «J* es!mng der Luftvorrichtog (2) zur Gewinnung eines von der verschmutzung (»Staub« 20, I960, S. 212) enthalt Konzentration der Großionen desselben Vor- eine Meßvornchtung, die ein von der Klenwmeazeicht abhängigen zweiten Ausgangssignals konzentration abhängiges Ausgangssignal als Maß (Ν* t£w, N^B LHt den fadfea Kor- « for die Luftverschmutzung abgibt Dieseund andere richtungen (1 und 2) verbnndene Dividierschal- bekannte Meßverfahren erlauben jedoch nur recht tung (8; 18) zur Erzeugung eines dem Quotienten grobe Messungen Die mit Filter und ^üftkornpres-UiS den be-den Ausgangssignalen (n+ und W sion arbeitenden Verfahren sind kornpliziert in der bzw. n- und W-) entsprechenden Signals vorge- Bedienunng und e.gnen _SIch nur bedingt fur kontisehen ist, welches ein Maß für die Luftver- »o nuierhche Messungen. .

schmutzung darstellt. Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde eine
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, kennzeichnet, daß die erste und zweite Meßvor- die auf einfache Weise auch bei kontinuierlichem richtung (1, 2) die Konzentration der positiven Betrieb, sehr genaue Meßwerte liefert.

Klein-und Großionen mißt. *5 Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- gelöst, daß die erste Meßvornchtung so ausgebildet kennzeichnet, daß zusätzlich zu den eine Einrich- ist, daß nur Kleinionen eines Vorzeichens zum Austung (A) biiJenden Meßvorrichtungen (1 und 2) gangssignal beitragen, daß eine zweite Meßvornchzum Nachweis der Klein- und Großionen eines t"ng zur Gewinnung eines von der Konzentration Vorzeichens eine Einrichtung (B) mit einer dritten 30 der Großionen desseleben Vorzeichens abhangigen und vierten Meßvorrichtunr (11 bzw. 12) zum zweiten Ausgangssignals und eine mit den beiden Nachweis der Klein- und Großionen entgegen- Meßvorrichtungen verbundene Dividierschaltung gesetzten Vorzeichens vorgesehen ist und daß ™r Erzeugung eines dem Quotienten aus den beiden diese Einrichtungen (A und B) jeweils mit einer Ausgangssignalen entsprechenden Signals vorgesehen Dividierschaltung (8 bzw. 18) zur Bildung des 35 »^st> welches ein Maß für die Luftverschmutzung dar-Verhältnisses von Großionen- zu Kleinionenkon- stellt.

zentration jeweils eines Ladungsvorzeichens und ^{Es läßt sich} nachweisen, daß mit der Luftver-

die beiden Dividierschaltungen (8, 18) mit einer schmutzung die Konzentration oder Dichte der Addierschaltung (20) verbunden sind. atmosphärischen Kleinionen, also die Zahl der Klem-
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 40 '°nen pro Kubikzentimeter Luft, abnimmt, die Konbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Divi- zentration oder Dichte der Großionen, also die Zahl dierschaltung (8, 18) die Konzentration der ^der Großionen pro Kubikzentimeter Luft, zunimmt. Großionen durch die Konzentration der Klein- Während man in sauberer Luft, z. B. auf iem Land, ionen geteilt wird. ^{600 bis 100}° Kleinionen/cm³ und 1000 bis 2000
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 45 Großionen/cm» findet, ergeben sich in verschmutzter bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung ^Luft- ^z· ^B- ^{in der Stadt}> ^{ino bls 30}° Kleinionen/cnV der Konzentration der Klein- und Großionen und 3000 bis 10000 Großionen/cm'im Durchschnitt eines Vorzeichens zwei Luftkondensatoren (1, 2; ^{und weit über 1000}° Großionen/cm» nahe verkehrs-11, 12) vorgesehen sind, zwischen deren Elek- reichen Straßen, an Kaminen od. dgl. Diese Werte troden die zu untersuchende Luft (L) im Zwangs- 50 gelten für positive Ionen; für negative Kleinionen strom geführt ist. liegen die Werte etwas darunter. Als Kleinionen
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- werden hierbei aus durchschnittlich 3 bis 10 Molekennzeichnet, daß die beiden Kondensatoren (1, ^külen bestehende Teilchen verstanden, die eine 2; 11, 12) im Luftstrom hintereinander liegen Elementarladung haben und einen Durchmesser und der erste Kondensator eine geringere Länge 55 ^{von etwa 5} · ¹⁰~^{8 bis} ^l ' ¹⁰~^{7 cm} besitzen. Großhat und an einer geringeren Spannung liegt als ^{ionen können} dagegen mehrere Elementarladungen der zweite Kondensator. aufweisen und haben einen Durchmesser von etwa

1 · ΙΟ"⁷ bis 1 ■ 10"^B cm; sie sind in der Regel Kondensationskerne mit mehreren angelagerten Klein-60 ionen. Da der Verschmutzungsmeßwert aus dem

Quotienten zweier gegenläufiger Ionenkonzentrations-