CH645988A5 - Gasuntersuchungs- und -messvorrichtung mit pumpe von konstanter stroemung. - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gasuntersuchungsund-messvorrichtung, die insbesondere zum Einzelgebrauch bestimmt ist.
Es sind Vorrichtungen bekannt und von Einzelpersonen mit der Absicht verwendet worden, das Niveau der Fremdstoffe in der Luft zu bestimmen, denen eine Einzelperson ausgesetzt wird, beispielsweise Dämpfe oder Rauch, Staubteilchen und dergleichen. Derartige Vorrichtungen werden im folgenden mit Dosismesser bezeichnet. Der Dosismesser wird von der Einzelperson getragen und Luft wird durch ein Filter gepumpt, das Fremdstoffe in der Luft einfängt. Am Ende der Periode, während welcher die Einzelperson exponiert ist,
wird der Filter entfernt und nach Fremdstoffen analysiert. Bei diesen Dosismessern besteht das Problem, dass die Luftströmungsgeschwindigkeit durch den Dosismesser nicht genau geregelt wurde. Wenn beispielsweise der Filter teilweise blok-kiert war, so dass der Eintritt von Luft plötzlich zum Stillstand kam oder während eines Zeitraums herabgesetzt wurde, war es nicht möglich, die Luftströmungsgeschwindigkeit einzustellen und zu erhöhen, um einen Ausgleich für den Stillstand oder die Verminderung der durch den Filter des Dosismessers hindurchtretenden Luft zu schaffen. Jede Herabsetzung in der Luftströmungsgeschwindigkeit verringert die Menge der Fremdstoffe, die durch den Filter gesammelt werden, wodurch die Exponierung der Einzelperson erhalten wird.
Das vorerwähnte Problem wurde im wesentlichen durch die US-Patentschrift 4 063 824 gelöst. Dosismesser, die eine Luftströmungsgeschwindigkeit von etwa 1-3 1/min erfordern, bringen jedoch besondere Probleme mit sich und machen eine zusätzliche Regelung der Luft notwendig, die durch den Dosismesser gepumpt wird, um eine gleichmässige glatte Luftströmungsgeschwindigkeit zu erhalten.
Die erfindungsgemässe Gasuntersuchungs- und -messvorrichtung mit Pumpe von konstanter Strömung ist im vorangehenden Patentanspruch 1 charakterisiert.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert und zwar zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Dosismessers;
Fig. 2 ein Schaltschema für eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Dosismessers.
Der erfindungsgemässe Dosismesser, der einen Speicher
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und einen Luftdruckimpulsfilter enthält, ergibt eine gleichmässige stossfreie Strömung des Luftstroms durch den Dosismesser bei einer Luftströmungsgeschwindigkeit von 1-3 1/ min. Der Dosismesser ist von einer verhältnismässig geringe Kosten verursachenden Bauform und verwendet keine zusätzliche Pumpe oder eine hohe Kosten verursachende Regeleinrichtung, um diese gleichmässige Luftströmungsgeschwindigkeit zu erzielen.
Der Dosismesser ist in erster Linie zum Einzelgebrauch ausgebildet, von gedrängter Grösse mit Massen von etwa 4 x 10 x 16 cm und einem Gewicht von etwa 723 g. Der Dosismesser kann von einem Arbeiter beispielsweise in einer Tasche, an einem Gürtel und in einem Halsband oder dergleichen getragen werden, ohne als Störung oder Behinderung der Arbeit empfunden zu werden. Der Dosismesser ist in seinem Ausbau robust und vorteilhaft zur Benutzung in industrieller Umgebung.
Der Dosismesser mit seiner konstanten Strömung verbessert die Genauigkeit, mit welcher eine grosse Vielfalt von Vorfällen in der Umgebung, denen die Personen ausgesetzt sind, überwacht werden können. Die Überwachung wegen Staub in Bergwerken oder Hüttenwerken, nach Vinylchlorid- oder Benzoldämpfen in Arbeitsstätten in der Industrie und wegen toxischem Radongas und toxisch verwandten Produkten von Radongas in Bergwerken ist typisch für wichtige Anwendungsgebiete des Dosismessers.
Das in Fig. 1 gegebene Blockschaltbild zeigt eine Grundanordnung des Dosismessers. Luft wird am Einlass 1 mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit eingepumpt und durch einen Sammler oder Filter 2 geleitet. Der Lufteinlass und der Sammler bzw. Filter haben eine Rohrverbindung mit einem Speicher 3, der durch einen Kanal mit einer Pumpe 4 von veränderlichem Antrieb verbunden ist, die durch einen Gleichstrom-Elektromotor 18 angetrieben wird.
Durch den Speicher wird das Aufbauen überschüssiger Luft auf der Saugseite der Pumpe von veränderlichem Antrieb ermöglicht und dabei die Mässigung der Luftströmung dadurch unterstützt, dass Luftdruckanstiege, die durch Hübe der Pumpe erzeugt werden, verringert werden. Von der Pumpe 4 wird Luft zum Luftbehälter 5 gepumpt, der die Luftströmung ebenfalls mässigt und durch die Pumpe erzeugte Luftstösse verringert werden. Eine Öffnung 6, beispielsweise ein verstellbares Nadelventil, ist in dem Kanal angeordnet, der zur Auslassöffnung 7 führt und einen Luftdruckabfall zur Folge hat. Vor der Öffnung ist ein Druckschalter 14 angeordnet, der durch eine Veränderung im Luftdruckabfall betätigt wird.
Zur Herabsetzung der Druckanstiege in der Luft ist ein Luftdruckimpulsfilter 13 in einem Kanal vor dem Druckschalter angeordnet. Die eine Seite des Druckschalters ist dem Luftstrom ausgesetzt, während die andere Seite zur Aus-senluft offen ist. Wenn der Druckschalter 14 durch eine Änderung im Luftdruckabfall betätigt wird, wird ein elektrisches Signal erzeugt, das einer Integratorschaltung 15 zugeführt wird, welche mit dem Druckschalter elektrisch verbunden ist. Die Integratorschaltung integriert dieses Signal, welches dann der Verstärkerschaltung 16 zugeführt wird, durch die das Signal verstärkt wird. Sowohl die Integratorschaltung als auch die Verstärkerschaltung können auf einem elektronischen Mikrobaustein 17 geformt werden. Das verstärkte Signal regelt die Drehzahl des Elektromotors 18, der die Luftpumpe 4 antreibt, wodurch eine konstante Luftströmung durch den Dosismesser erhalten wird. Die Integratorschaltung und die Verstärkerschaltung sind mit einer Gleichstromquelle 20 elektrisch verbunden, die gewöhnlich eine Batterie ist. Zwischen der Stromquelle 20 und der Verstärker sowie der Integratorschaltung ist ein Ein- und Ausschalter 19 angeordnet.
Für den Dosismesser können auch andere Gestaltungen als die vorangehend beschriebenen verwendet werden. Der Dosismesser kann dazu verwendet werden, Beutel mit Luftproben dadurch zu füllen, dass ein Beutel an die Auslassöffnung angeschlossen wird. Für diesen Zweck wird die Niederdruckseite des Druckschalters 14 mit der Auslassöffnung 7 durch einen weiteren Luftdruckimpulsfilter, der dem Filter 13 identisch ist, verbunden. Wahlweise können zwei Luftdruck-impulsfilter zu einem Druckdifferenzimpulsfilter kombiniert werden.
Wenn ein Filter, beispielsweise ein Aktivkohlefilter, verwendet wird, der nicht für Luftdruckimpulse im Luftstrom empfindlich ist, ist es möglich, den Speicher 3 nicht zu benutzen. Wenn eine Mehrzylinderpumpe, beispielsweise eine Vierzylinderpumpe, verwendet wird, die nur kleine Luftdruckimpulse erzeugt, kann es möglich sein, den Speicher 3 und/oder den Luftbehälter 5 zu umgehen.
Die Öffnung 6, der Luftdruckimpulsfilter 13 und der Druckschalter können dazu zwischen dem Filter 2 und dem Speicher 3 angeordnet werden. Bei dieser Anordnung kann der Luftbehälter 5 unbenutzt bleiben. Es würde jedoch eine Differenzverbindung des Filters erforderlich werden und die Druckimpulsanordnung sowie der Druckschalter würden einem Einlassluftdruckabfall über den Filter ausgesetzt werden und zu Druckverlusten geneigt werden.
Der Filter oder Sammler 2 des Dosismessers kann so angepasst werden, dass er fast jede Art von Stoffen, wie Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe, aufnimmt. Wenn nur eine mechanische Filterung erforderlich ist, beispielsweise um Staubteilchen zu sammeln, denen ein Arbeiter ausgesetzt ist, wird ein Filter vorgesehen, der Teilchen von 0,01 p.m oder grösser aufnimmt. Wenn der Filter ein Gas, wie Schwefeldioxid, aufnehmen soll, wird ein chemischer Filter verwendet, der dieses Gas aufnimmt, oder es kann der Luftstrom durch eine Lösung blasenbildend geleitet werden, die mit diesem Gas in Reaktion tritt. Wenn Dämpfe entfernt werden sollen, wird ein Filter, beispielsweise aus Aktivkohle, verwendet, der Dämpfe aufnimmt. Zu Beginn einer Arbeitsperiode, beispielsweise einer Achtstundenschicht, wird ein reiner Filter oder Sammler in den Dosismesser gebracht. Am Ende der Periode wird der Filter entfernt und nach dem Stoff bzw. den Stoffen untersucht, denen die Einzelperson ausgesetzt war. Es kann eine einfache Zählung der Teilchen unter einem Mikroskop verwendet werden oder es kann der Filter beispielsweise mit einem Gaschromatographen analysiert werden.
Der Speicher 3 ist gewöhnlich ein integraler Teil irgendeines Rahmens, von dem die verschiedenen im Dosismesser verwendeten Bauelemente eingeschlossen oder angebracht sind, oder er ist aus dem Rahmen mit geeigneten Öffnungen herausgearbeitet oder geschnitten. Vorzugsweise ist mindestens eine Wand des Speichers aus einem dünnen flexiblen Material, wie «Neopren»-Kautschuk. Ein typischer Speicher hat ein Volumen von etwa 5 bis 20 cm3. Wie erwähnt, ist der Zweck des Speichers die Herabsetzung oder Mässigung der Druckimpulse, welche durch die Hübe der Pumpe dadurch erzeugt werden, dass sich Luft auf der Saugseite der Pumpe aufbauen kann.
Im Dosismesser wird eine Luftpumpe mit veränderlichem Antrieb verwendet. Gewöhnlich wird eine Membranpumpe benutzt, die je Minute etwa 1 bis 3 Liter pumpt. Andere Pumpen, wie Kolbenpumpen, Rotationspumpen und Kreiselpumpen können ebenfalls verwendet werden. Vorzugsweise wird eine Membranpumpe benutzt, bei welcher die Ventile aus einem elastomeren Material oder aus einem Kunststoff, beispielsweise aus einem Polyester wie Polyäthylenterephthalat bestehen.
Die Pumpe ist mit einem herkömmlichen Gleichstrommotor von etwa 0,07457 Wbis 14,914 W elektrisch verbunden.
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Der Motor ist ein Reguliermotor und arbeitet mit etwa 1000 bis 20 000 U/min. Unter manchen Umständen kann ein Untersetzungsgetriebe zwischen dem Motor und der Pumpe verwendet werden.
Der Luftbehälter ist gewöhnlich ein integraler Teil des Rahmens, an welchem die verschiedenen im Dosismesser verwendeten Bauelemente angebracht sind, wobei geeignete Öffnungen hierfür im Rahmenwerk herausgearbeitet sind. Ein Teil des Behälters kann von einem dünnen flächenhaften Teil aus einem Elastomer eingeschlossen sein, so dass irgendwelche Druckimpulse des Luftstroms, die durch die Pumpe erzeugt werden, leicht durch das die Druckimpulse absorbierende Elastomer gedämpft werden können.
Die Aufgabe des Behälters ist, die Druckimpulse des Luftstroms, die durch die Hübe der Pumpe erzeugt werden, zumindest bis zu einem gewissen Grad, bevor der Luftstrom durch die Öffnung hindurchtritt, auszugleichen. Das Volumen des Behälters ist so klein wie möglich, jedoch von ausreichendem Volumen, um die Druckimpulse des Luftstroms zu mildern. Ein typischer Behälter hat ein Volumen von etwa 1-5 cm3.
Eine Öffnung, beispielsweise ein verstellbares Nadelventil, ist in einem Rohr angeordnet, welches den Behälter mit der Auslassöffnung verbindet. Eine Öffnung wird verwendet, die einen Druckabfall von etwa 1-10 cm Wassersäule erzeugt. Gewöhnlich wird ein Druckabfall von 6,35 bis 8,25 cm Wassersäule verwendet.
Ein Luftdruckimpulsfilter 13 ist im Luftstrom vor der Öffnung 6 und vor dem Druckschalter 14 angeordnet, der parallel zur Öffnung ist. Durch den Filter werden die Druckimpulse und Druckstösse wesentlich verringert und oft beseitigt, die durch die Pumpe verursacht werden, so dass der Druckschalter nicht bei jedem Druckanstieg arbeitet, der durch jeden Pumpenhub erzeugt wird, wodurch die Lebensdauer des Druckschalters wesentlich verlängert wird. Der Druckimpulsfilter hat ferner eine Verzögerung der Drucksignalwanderung zum Druckschalter zur Folge. Diese Verzögerung bewirkt, dass die die Pumpe steuernde Schaltungsanordnung die Drehzahl der Pumpe in wiederholbarer Weise erhöht oder verringert.
Die Elemente des Luftdruckimpulsfilters 13 sind in Fig. 1 gezeigt. Die Luft von der Pumpe strömt durch die Öffnung 6 und ein Druckabfall über die Öffnung wird erzeugt, welcher einen höheren Druck am Einlass als auf der Auslassseite der Öffnung bewirkt. Der höhere Druck wird auf den Druckschalter durch Öffnungen 8,10 und 12 übertragen. Ein Druckanstieg im Luftstrom am Einlass der Öffnung 6 nimmt seinen Weg zuerst durch die Öffnung 8 und füllt die Kammer des Speichers 9. Der Druckanstieg nimmt seinen Weg durch die Öffnung 10 und dann in die Kammer des Speichers 11 und schliesslich durch die Öffnung 12 zum Druckschalter 14. Die entgegengesetzte Seite des Druckschalters ist zur Aussen-luft offen. Der Druckimpulsfilter dämpft die Luftdruckstösse im Luftstrom und ergibt ein verhältnismässig konstantes Druckniveau für den Druckschalter, welches den Durchschnitt des Druckabfalls darstellt, der über die Öffnung 6 erzeugt wird, und ermöglicht eine gleichmässige und kontinuierliche Arbeitsweise der Luftpumpe, da das durch den Druckschalter erzeugte Signal durch die Integratorschaltung dazu verwendet wird, die Arbeitsweise der Luftpumpe zu regeln.
Gewöhnlich wird ein Druckschalter verwendet, der einen Einstellungspunkt hat, welcher etwa derselbe wie der Druckabfall über die Öffnung ist und der auf eine Druckabfallveränderung im Luftstrom von etwa 0,0254 bis 1,27 cm Wassersäule anspricht. Die Empfindlichkeit des Schalters oder der Wert des Druckes, der zur Betätigung des Schalters erforderlich ist, bestimmt die Zahl der dem Integrator zugeführten
Signaländerungen. Ein Schalter mit einem niedrigen Empfindlichkeitsgrad würde weniger Ein-Ausveränderungen des Signals dem Integrator zuführen, als es ein Schalter von hoher Empfindlichkeit würde. Es kann ein Schalter mit einem festen Empfindlichkeitsgrad oder ein Schalter mit einem verstellbaren Empfindlichkeitsgrad verwendet werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms wird durch die Ein-stellgrösse in der Öffnung und durch die Empfindlichkeit des Druckschalters bestimmt. Wenn unter festen Bedingungen gearbeitet werden soll, kann eine nicht verstellbare Öffnung mit einem festen Druckschalter verwendet werden. Wenn unter veränderlichen Bedingungen gearbeitet werden soll, kann eine verstellbare Öffnung oder ein verstellbarer Druckschalter verwendet werden oder es können sowohl die Öffnung als auch der Druckschalter verstellbar sein.
Die Integratorschaltung nimmt das durch den Druckschalter erzeugte Ein-Aus-Signal auf und bildet aus diesem ein sich langsam veränderndes kontinuierliches Signal, das der Verstärkerschaltung zugeführt wird. Die Integratorschaltung hat eine Vorspannung von etwa + 0,6 V und das Signal aus dem Schalter erhöht auf etwa 1,2 V, wenn der Druckschalter aktiviert wird, und nimmt auf etwa + 0,0 V ab, wenn der Schalter deaktiviert wird. Die Integratorschaltung erzeugt eine allmählich abnehmende Ausgangsspannung, die dem Verstärker zugeführt wird, wenn der Druckschalter geschlossen ist, und eine allmählich zunehmende Spannung, wenn der Druckschalter offen ist. Die Schaltung ist aus herkömmlichen Transistoren, Kondensatoren und Widerständen aufgebaut.
Die Verstärkerschaltung nimmt das durch die Integratorschaltung erzeugte Signal auf und verstärkt das Signal, so dass der Gleichstrom-Elektromotor mit verschiedenen Drehzahlen geregelt werden kann, um eine konstante Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms durch den Dosismesser sicherzustellen. Die Verstärkerschaltung verstärkt das Signal aus dem Integrator auf ein Maximum von etwa 95% der Gesamtspannung der Stromquelle. Beispielsweise wird für eine Stromquelle von 5 V das Signal auf 4,8 V verstärkt. Gewöhnlich hat der Verstärker eine Impedanz von mehr als 10 Ohm und bis zu einem Megohm. Es kann jedoch ein Verstärker mit einer Impedanz von weniger als 10 Ohm verwendet werden, beispielsweise mit einer Impedanz von 0,01 bis 10 Ohm. Der Verstärker ist aus herkömmlichen Transistoren, Kondensatoren und Widerständen aufgebaut.
Die Stromquelle ist gewöhnlich eine Batterie von etwa 5-6 V. Im allgemeinen wird eine Niclcel-Kadmium-Batterie von 4 Zellen benutzt. Eine Gleichstromquelle aus einem gleichgerichteten Wechselstrom kann ebenfalls verwendet werden.
Eine wahlweise Schaltung, die im Dosismesser verwendet werden kann, ist eine Batterieprüfschaltung. Diese Schaltung verwendet einen Präzisionsspannungsprüfer, welcher auf die Spannung jeder Zelle eingestellt werden kann und so eingestellt ist, dass er bei der vollen Ladespannung der Batterie aktiviert wird. Eine lichtemittierende Diode, die durch einen Schalter betätigt wird, wird gewöhnlich zur Anzeige einer vollen Ladung der Batterie benutzt.
Eine weitere wahlweise Schaltung, die im Dosismesser verwendet werden kann, ist eine Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung, die mit der Integratorschaltung verbunden ist und betätigt wird, wenn die Ausgangsspannung der Integratorschaltung höher als normale Betriebsniveaus ist, welche durch eine Unterbrechung des durch den Dosismesser gepumpten Luftstroms verursacht wird. Die Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung wird durch einen bistabilen Multivibrator gebildet, der elektrisch mit einer Anzeige- oder Signallampe, beispielsweise mit einer lichtemittierenden Diode, verbunden ist.
Brauchbare Integratorschaltungen und Batterieprüfschaltungen sind in den US-Patentschriften 4 063 824 und
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4 123 932 beschrieben. Auf die anwendbaren Teile in diesen Patentschriften wird im vorliegenden Zusammenhang verwiesen. Diese Schaltungen können in Form eines Integrator-schaltung-Mikrobausteins sein. Der Mikrobaustein wird wegen seiner geringen Grösse und des einfachen Einbaus und Auswechseins bevorzugt.
Fig. 2 zeigt ein Schaltschema der im Dosismesser verwendeten Schaltung.
Die Schaltungsanordnung beruht auf einem Integrator-schaltung-Mikrobaustein. Der Mikrobaustein enthält eine Integratorschaltung, eine Verstärkerschaltung, eine Batterieprüfschaltung und eine Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung. Der innere Aufbau des Mikrobausteins wird durch herkömmliche Transistorschaltungen gebildet und nach herkömmlichen Verfahren hergestellt, die dem Fachmann von Integratorschaltung-Mikrobausteinen geläufig ist. Der Mikrobaustein weist 15 Anschlüsse auf, die mit äusseren funktionellen elektrischen Bauelementen der Schaltungsanordnung verbunden sind: Al bis A15.
Für den Betrieb des Motors M, der mit der Pumpe verbunden ist, wird der Schalter SW1 in die Einschaltstellung gebracht, so dass Strom aus der Batterie BATT dem .Motor M zugeführt wird und über die Diode D2 (gewöhnlich IN 4001) der Mikrobaustein-Schaltungsanordnung über den Stromein-gangsanschluss 5 ( + VCC). Die Diode D2 verhindert eine Schädigung der Schaltungsanordnung, wenn die Batterie versehentlich mit der umgekehrten Polarität angeschlossen wird.
Der Kondensator Cl (gewöhnlich 2,2 Mikrofarad), der zwischen dem Anschluss A5 und der Erde geschaltet ist, filtert regellose elektrische Schwankungen heraus. Im Betrieb der Integratorschaltung des Mikrobausteins ist die Spannung über den Kondensator C3 (gewöhnlich 10 Mikrofarad), der mit dem Anschluss A6 (CAP) verbunden ist, immer entweder zunehmend oder abnehmend, je nach dem Zustand des Druckschalters SW3. Wenn die Luftströmungsgeschwindigkeit niedrig ist, ist SW3 offen und die Spannung am Anschluss A6 nimmt zu und wenn die Luftströmungsgeschwindigkeit hoch ist, ist SW3 geschlossen, so dass der Anschluss A4 SW mit dem Anschluss Al GND verbunden ist, welches der GEMEINSAME Anschluss für den Mikrobaustein ist und die Spannung verringert sich. Die Geschwindigkeit der Zunahme und der Abnahme der Spannung (Zeitkonstante) wird durch den Kondensator C3 und den Widerstand R2 (gewöhlich 2,2 Megohm) bestimmt. R2 ist mit der Erde (G.N.D.) und mit dem Anschluss A7 TRIM verbunden, der mit der Integratorschaltung des Mikrobausteins verbunden ist.
Um eine kürzere Zeitkonstante beim ersten Anlaufen der Pumpe zu erhalten, wird kurzzeitig der Schalter SW2 geschlossen, wodurch R3 (gewöhnlich 100 Kiloohm) zu R2 parallelgeschaltet wird. SW2 ist geerdet und mit R3 verbunden. R2 ist mit dem Anschluss A7 des Mikrobausteins verbunden.
Im Mikrobaustein wird die Spannung aus der Integratorschaltung der Verstärkerschaltung zugeführt. Die Verstärkerschaltung ist mit dem Anschluss AI 3 DRIVE, dem Anschluss A14ILIM und mit dem Anschluss A15 OUT verbunden. Der Ausgangstransistor Q1 (gewöhnlich D40-D2) ist mit den Anschlüssen A13, A14 und A15 verbunden und liefert dem Motor zusätzliche Spannung.
Der Widerstand R1 (gewöhnlich ein Ohm) der zwischen dem Anschluss AI5 und der Erde geschaltet ist, bestimmt den maximalen Stromwert, den die Verstärkerschaltung erzeugt. ■ Ein Kondensator C2 (gewöhnlich 2,2 Mikrofarad) der zwischen dem Anschluss und der Erde geschaltet wird, stabilisiert die Verstärkerausgangsspannung.
In dem Mikrobaustein wird die Spannung aus der Integratorschaltung ferner der Anzeigeschaltung für schwache
Luftströmung zugeführt. Eine höhere als normale Spannung aus der Integratorschaltung zeigt eine schwache Luftströmung durch die Pumpe an. Wenn dies geschieht, wird die Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung getriggert und der Anschluss A3 LF gespeist, während der Anschluss A2 LF abgeschaltet wird. Jeder Anschluss kann mit einer lichtemittierenden Diode LED 1 verbunden werden, um die gewünschte Anzeige der Luftströmung zu geben. Wenn LED 1 zwischen dem Anschluss A2 und der Erde geschaltet ist, zeigt LED dadurch die richtige Strömungsregelung an, dass sie eingeschaltet bleibt, während bei schwacher Strömung die LED erlischt. Wenn die LED zwischen dem Anschluss und der Erde geschaltet ist, zeigt die LED richtige Strömungsregelung dadurch an, dass sie abgeschaltet bleibt, während bei einer schwachen Strömung die LED leuchtet.
Unter Bedingungen, bei welchen eine schwache Luftströmung stattfindet und die Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung getriggert ist und nachfolgend die Luftströmung auf normale Strömung korrigiert wird, bleiben die Anschlüsse A2 und A3 in ihrem Zustand für schwache Strömung wegen der Verbindung des Anschlusses AI 2 mit dem Anschluss A5 gehalten. Die Anschlüsse A2 und A3 bleiben in der gehaltenen Stellung, bis die Leistung abgeschaltet wird und halten LED 1 in ihrem leuchtenden oder nichtleuchtenden Zustand, was schwache Strömung anzeigt. Wahlweise kann die Verbindung zwischen dem Anschluss AI2 und dem Anschluss A5 weggelassen werden, worauf die Anschlüsse A2 und A3 in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren würden, wenn die schwache Strömung berichtigt wird.
Im Mikrobaustein speist die Batterieprüfschaltung die lichtemittierende Diode LED 2, die mit dem Anschluss A8 IND verbunden ist, wenn die Batteriespannung höher als ein bestimmter Wert ist. Widerstände R4 (gewöhnlich 20 Kiloohm), R5 (gewöhnlich 5 Kiloohm) und R6 (gewöhnlich 5,1 Kiloohm) sind zwischen dem Stromversorgungsschalter und der Erde in Reihe geschaltet, wobei der Kontaktarm von R5 mit dem Anschluss A9 (B. SET) verbunden ist, um einen Prozentsatz der Batteriespannung der Batterieprüfschaltung zuzuführen. Wenn diese Spannung höher als eine Intervall-präzisionsbezugsspannung ist, die im Mikrobaustein eingestellt ist, wird Strom dem Anschluss A8 zugeführt, wodurch LED 2 zum Aufleuchten gebracht wird, was anzeigt, dass die Batterie voll geladen ist. Wenn die vorgenannte Spannung niedriger als die Intervallpräzisionsbezugsspannung ist, wird LED 2 nicht erregt, was anzeigt, dass die Batterie nicht voll geladen ist.
Eine Präzisionsbezugsspannung wird in dem Integrator-schaltung-Mikrobaustein für die Batterieprüfschaltung erzeugt. Der Anschluss Al 1 TRIM ist normalerweise geerdet. Falls erforderlich, kann ein Widerstand zwischen dem Anschluss Al 1 und der Erde geschaltet werden, um eine bessere Temperaturstabilität zu erzielen.
Der Kondensator C4 (gewöhnlich 0,02 Mikrofarad) ist zwischen dem Anschluss AIO REF und der Erde geschaltet, um eine Filterung der Präzisionsbezugsspannung zu erhalten.
Die Batterie kann durch einen Nickel-Kadmium-Batterie-lader über eine Ladebuchse J1 aufgeladen werden. Die Diode Dl (gewöhnlich IN 4001) ist zwischen J1 und der positiven Klemme der Batterie geschaltet, um einen Stromfluss zu verhindern, wenn J1 zufällig kurzgeschlossen ist.
Für den praktischen Gebrauch des Dosismessers wird einem Arbeiter der Dosismesser zum Tragen während einer Achtstundenschicht gegeben. Am Ende der Schicht wird die LED der Strömungsregelschaltung beobachtet, um festzustellen, ob der Einlass während der Schicht blockiert war. Der Filter wird dann aus dem Dosismesser herausgenommen und an ein Laboratorium zur Analyse gegeben, deren Ergebnisse in den Akten des Arbeiters aufgezeichnet werden. Wenn eine
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übermässige Exponierung festgestellt wird, kann der Arbeiter aus dem besonderen Bereich herausgenommen und an einer anderen Stelle eingesetzt werden.
Es ist zweckmässig, eine Dosismesserbank einzurichten, aus der jeder Arbeiter seinen eigenen Dosismesser zu Beginn seiner Arbeitsschicht entnimmt und am Ende der Schicht zurückgibt.
Es kann vorzuziehen sein, nur einen Arbeiter einer gegebenen Gruppe zu überwachen und anzunehmen, dass die gesamte Gruppe die gleiche Exponierung erfahren hat. Wenn gewünscht, können Einzeldosismesser statisch in bestimmten 5 Arbeitsbereichen angeordnet werden und die Einzelexponierung kann angenähert je nach der Zeit bestimmt werden, welche der Arbeiter in einem besonderen Bereich verbracht hat.
G
1 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Gasuntersuchungs- und -messvorrichtung mit einer Einlassöffnung, die mit einem Filter verbunden ist, in welchem Teilchen oder Dämpfe, die in einem Luftstrom vorhanden sind, durch die Vorrichtung gepumpt werden, einer Pumpe mit veränderlichem Antrieb, die mit dem Filter verbunden ist und den Luftstrom durch den Filter saugt und den Luftstrom durch die Vorrichtung pumpt, eiriem Elektromotor, der mit der Pumpe von veränderlichem Antrieb gekuppelt ist und die Pumpe antreibt, einer Stromquelle, die mit dem Elektromotor gekuppelt ist, einem Luftbehälter, der mit der Pumpe verbunden ist und etwa überschüssige Luft, die durch die Pumpe gefördert wird, zurückhält, um eine konstante Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms aufrechtzuerhalten, einer Öffnung, die in einem Rohr vorgesehen ist, welches am Luftbehälter angebracht ist, derart, dass ein Druckabfall erzeugt wird, wenn der Luftstrom durch die erwähnte Öffnung gepumpt wird, einem Differenzdruckschalter, der vor der erwähnten Öffnung angeordnet und durch eine Änderung im Luftdruck des Luftstroms betätigt wird, und ein elektrisches Niederspannungs-Eingangssignal erzeugt, einer Integratorschaltung, die mit der Stromquelle und mit dem Druckschalter elektrisch verbunden ist und das Niederspannungseingangssignals des Druckschalters verwendet und dieses Signal integriert, einer Verstärkerschaltung, die mit der Stromquelle und der Integratorschaltung elektrisch verbunden ist und das Signal aus der Integratorschaltung verstärkt und das verstärkte Signal dem Elektromotor zuführt,
wodurch die Drehzahl des die Pumpe antreibenden Motors im Verhältnis zu dem Signal geregelt wird, das durch den Druckschalter erzeugt wird, um den Luftstrom auf einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit zu halten, gekennzeichnet durch einen Speicher (3), der vor der Pumpe (4) von veränderlichem Antrieb angeordnet und mit dieser verbunden ist, und Luft zurückhält, sowie eine gleichmässige Luftströmung zum Einlass der Pumpe (4) aufrechterhält, und einen Luftdruckimpulsfilter (13), der zwischen der Öffnung (6) und dem Druckschalter (14) angeordnet ist, welche die Druckimpulse im Luftstrom in Kontakt mit dem Druckschalter reduziert, wodurch die Betätigung des Druckschalters im wesentlichen auf Veränderungen im Luftdruck des Luftstroms beschränkt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruckimpulsfilter (13) mindestens eine Öffnung in Kombination mit einer Luftkammer besitzt.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruckimpulsfilter (13) eine Öffnung (8) in Kombination mit einer Luftkammer (9) aufweist, die mit einer zweiten Öffnung (10) in Kombination mit einer Luftkammer (11) verbunden ist, welche mit einer dritten Öffnung (12) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe von veränderlichem Antrieb eine Membranpumpe ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranpumpe ein Ventil aus einem flexiblen poly-meren Material besitzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil aus einem Polyesterfilm ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an diesen eine Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung angeschaltet ist, welche einen bistabilen Multivibrator aufweist, der mit einem Anzeigelicht elektrisch verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit diesem eine Batterieprüfschaltung elektrisch verbunden ist, die einen Präzisionsspannungsdetektor aufweist, welcher auf die Spannung jeder Zelle einer Batterìe eingestellt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Integrator, der Verstärker und gegebenenfalls eine Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung auf einem elektronischen Mikrobaustein vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruckimpulsfilter eine Öffnung in Kombination mit einer Luftkammer aufweist, die mit einer zweiten Öffnung in Kombination mit einer Luftkammer verbunden ist, welche mit einer dritten Öffnung verbunden ist, dass die Pumpe mit veränderlichem Antrieb eine Membranpumpe ist, die ein Ventil aus einem flexiblen Polyesterfilm aufweist, weiter gekennzeichnet durch eine Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung, welche in elektrischer Verbindung mit der Pumpe und mit einem bistabilen Multivibrator mit einer lichtemittierenden Diode elektrisch verbunden ist, durch eine Batterieprüfschaltung, die einen Präzisionsspannungsdetektor aufweist, der auf die Spannung jeder Zelle einer Batterie eingestellt ist, wobei der Integrator, der Verstärker, die Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung und die Batterieprüfschaltung auf einem elektronischen Mikrobaustein angeordnet ist.
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