NO118580B - - Google Patents

Description

Anordning for påvisning av forurensninger i gassarter ved hjelp

av på et roterbart organ anordnede indikeringsmidler.

Foreliggende oppfinnelse vedrbrer en anordning for påvisning av forurensninger i luft, andre gasser og damper ved hjelp av på en roterbar innretning anordnede indikeringsorganer, og formålet med oppfinnelsen er å skaffe en pålitelig og hurtigarbeidende, men samtidig enkel anordning for påvisning av forurensninger både i luft og i andre gassformige medier.

Anordningen ifblge oppfinnelsen tar dels sikte på å gjore

det mulig på manuell vei å bringe en roterbar skive til å rotere med så hoy hastighet at den på en enkel måte kan utformes som en luftpumpe med tilstrekkelig hoy ydeevne til å kunne utnyttes for opptagning og anrikning av gasser og aerosoler, og dels gjore det mulig å ta flere prover i én og samme arbeidsoperasjon. Ved kombi-nasjon av forskjellige reagenser på de simultant uttatte prover kan

nærværet av et stort antall substanser påvises*

En sådan anordning kan f.eks. med fordel anvendes i for-svaret for å påvise og/eller bestemme kjemiske og biologiske stridsmidler som måtte finnes i luften. Som eksempel på civile anvendelsesområder kan nevnes påvisning av karbonoksyd i garasjer, fartoyer og boliger og påvisning av cyanhydrogen ved rbkning mot utby. Som ytterligere anvendelsesområder kan nevnes gassanalyser, alkoholtest og måling av forurensninger i væskeformede medier.

De hittil til dette formål kjente anordninger er i almin-nelighet meget kompliserte og av denne grunn heller ikke egnet for en hurtig og samtidig pålitelig indikering av forurensninger. En kjent anordning omfatter en roterbart anordnet sirkulær skive med indikeringsorganer som er anordnet rundt skivens periferi og som ved rotasjon av skiven bringes i kontakt med prbveluften. Denne anordning har imidlertid en del temmelig alvorlige ulemper. Forst og fremst kan den luftmengde av hvilken prbven tas»ikke bestemmes på tilfredsstillende måte, hvilket umuliggjør en kvantitativ påvisning av forurensningene. Videre skjer der en utarmning av prbveluften under prbvetagningens gang. da indikeringsorganene roterer i samme luftvolum og samtidig blir opptagningsgraden av-hengig av forurensningenes partikkelstbrrelse, da mindre partikler ved en sådan rotasjon av indikeringsorganene viser en sterkere tendens enn storre partikler til A vike ut ved siden av indikeringsorganene som fblge av foran disse dannede luftputer. Dette betyr på sin side at også små variasjoner i rotasjonshastigheten fbrer til endrede opptagningsforhold idet en minskning av rotasjonshastigheten prioriterer en opptagning av store partikler, hvilket medfbrer en utilfredsstillende nbyaktighet ved prbvetagningen. De kjente anordninger har også relativt kompliserte driv-anordningér.

Ovennevnte ulemper elimineres fullstendig ved anordningen ifblge oppfinnelsen, som prinsippielt omfatter anvendelsen av en pumpelignende roterende innretning som skaffer den nødvendige luftgjennomstrbmning gjennom ett eller flere indikeringsorganer og som til dette formål er utformet på en spesiell måte og bringes til å rotere 1 luften med et temmelig hbyt turtall ved hjelp av en i og for seg kjent manuell drivanordning.

Det nye ved anordningen ifblge oppfinnelsen er i det vesentlige at den roterbare innretning utgjbres av en skive med radiale kanaler som ved skivens periferi munner ut 1 som luftutlbp anordnede åpninger og nær skivens sentrum kommuniserer med åpninger som er dannet i skiven og tjener som luftinntak og som omfatter indikeringsorganer, og at skiven er innrettet til å settes i rotasjon på i og for seg kjent måte ved manuelt trekk i to om hinannen snodde snorer som nær skivens sentrum er fbrt gjennom hvert sitt hull.

Ved hjelp av denne anordning oppnås like overfor de hittil til dette formål kjente anordninger blandt annet fblgende fordeler: 1) Ved at luften ved pumpevirkning suges gjennom indikeringsorganene, oppnås en praktisk talt fullstendig opptagning av luftens forurensninger, hvilket ikke bare tillater en kvali-tativ, men også en for de fleste tilfelle tilfredsstillende kvantitativ bestemmelse. 2) Ved at indikeringsorganene på forhånd kan prepareres med egnede reagensmidler og ved et enkelt håndgrep kan skiftes ut henholdsvis anbringes på innretningen eller allerede finnes mon-tert på denne, oppnås en meget kort prbvetagningatid, hvilket er en vesentlig fordel når det gjelder å fastslå eventuelle tilstede-værende stridsmidler og andre forurensninger i luften hvor en tidsgevinst på noen sekunder kan være avgjbrende. 3) Ved hjelp av den foreslåtte drivanordning kan innretningen meget hurtig bringes til å rotere med det nbdvendige hbye turtall. Forsbk har vist at den oppnådde rotasjonshastighet overstiger 50.000 omdr./min. Som Sige av det hbye turrall kan anordningen med bibehold av en hoy virkningsgrad gis meget små di-mensjoner og lav vekt, hvilket også bidrar til dens velegnethet, særlig i felten, og dessuten fra et prlssynspunkt gjor den egnet for engangsbruk. 4) Ved sin enkle konstruksjon egner den foreslåtte anordning seg til massefreiti8tilling for engangsbruk.

De ovennevnte og andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av fblgende beskrivelse under henvisning til teg-ningene, på hvilke fig. 1 viser et delvis snitt i perspektiv av anordningen, fig. 2 er et perspektiv av en ytterligere utfbrelse, fig. 3 viser en egnet utfbrelse av indikeringsorganene for semi-kvantitativ prbvetagning, fig. 3a - 3d viser forskjellige utførel-ser av en detalj av indikeringsorganene, fig. 4-6 viser diagrammer som angir indikeringsorganenes opptagningsevne ved anvendelse

av strupeskiver og anordningens trykk- henholdsvis volumydelse,

og fig. 7-8 viser diagrammer over kalibreringseksempler•

På tegningen er en roterbar innretning utformet som en sirkulær skive 1 med radiale kanaler 2 med inniSp 3 nær skivens sentrum og utlbp 4 ved skivens periferi. Innlbpene er forsynt med luftgjennomstrombare indikeringsorganer 5 (sorbenser), f.eks. bestående av filterpapir, for opptagelse av gasser eller aerosoler. To snodde snorer 6 og 7 er fort gjennom hvert sitt hull 8 og ^ nær skivens sentrum. Snorenes ender er festet til håndtak 11 og 12. Hvis man trekker begge håndtak fra hinannen og derpå gir etter, kan skiven ved at snorene er snodd sammen, bringes til å rotere med meget hoyt turtall avvekslende i den ene og den annen retning, hvorunder skiven vil virke som en luftpumpe som suger luft gjennom indikeringsorganene 5. På skiven kan der rundt indikeringsorganene 5 være anbragt f.eks. forskjelligfarvede ringer 10 for iden-tifisering av de forskjellige organer. De to snorers ender er forbundet med hinannen over håndtakene 11 og 12 som f.eks. kan bestå av plastslanger.

Ved den på fig. 2 viste utfbrelse er indikeringsorganene 5 med tilhbrende innlbp anordnet på en holder 13 som er utskiftbart anordnet på skiven 1. Holderen 13 kan skyves inn i en av en flens 14 dannet lomme og fikseres i sin innskjbvne stilling, f.eks. ved hjelp av en tapp 15 som kan innfores i et tilsvarende hull 16 i holderen. På flensens 14 overside kan egnede farvemarkeringer 17 anordnes på den ene eller begge sider av de respektive indikeringsorganer. Den på fig. 2 viste utfbrelse av anordningen kan således på enkel måte settes istand for gjentatte anvendelser.

Ved den på fig. 3 viste utfbrelse er forskjellig dimen-sjonerte strupeskiver 18 innlagt bak indikeringsorganene 5, hvilket medfbrer at forskjellige luftmengder vil suges gjennom indikeringsorganene. For en reagens med en bestemt fblsomhet fåes da ved prbvetagningan f.eks. et klart markert farveomslag på de to indikeringsorganer som ligger i de luftinntak, gjennom hvilke den storste luftimengde passerer, et ubetydelig farveomslag på det indikeringsorgan som gjennomstrbmmes av en mindre luftmengde og intet utslag på indikeringsorganene med den kraftigste strupning av luftstrbmmen. De beskrevne anordninger kan f.eks. anvendes på fblgende måte*

For påvisning av en gitt forurensning, f.eks. karbonoksyd, kan der anvendes indikeringsorganer 5 som gir et farveut- slag direkte under prbvetagningens gang. Anvendes der f.eks. palladiumklorid, svartfarves indikeringsorganet ved nærvær av karbonoksyd ved reduksjon til fritt palladium. Selvsagt kan der også anvendes andre reagenser og også andre forurensninger enn karbonoksyd kan påvises.

Skal bare én forurensning blandt et antall trolige påvises, anvendes en anordning med flere indikeringsorganer for opptagning av kjente gasser og aerosoler. Etter avsluttet provetag-ning, anbringes forskjellige reagenser på de forskjellige indikeringsorganer. Anvendes f.eks. for fosgenreaksjon dimethylamino-bensaldehyd og fenylnaftylamin, vil indikeringsorganet grbnnfarves ved nærvær av denne substans.

Selvsagt kan man ved hjelp av anordningen ifblge oppfinnelsen også undersbke nedsmussingsgraden i form av aerosoler i luften ved at det på indikeringsorganene oppsamlede materiale etter prbvetagningen på kjent vis underkastes en kvantitativ bestemmelse, f.eks. gravimetrisk eller etter ekstraksjon av indikeringsorganene med gjengse analytiske metoder.

Anvendelsen av den i forbindélse med fig. 3 beskrevne strupning av de bak indikeringsorganene 5 liggende luftkanaler, skal forklares nærmere i forbindelse med de på fig. 4 og fig. 5 viste diagrammer. Diagrammet på fig. 4 viser den relative aerosol-vektmengde V som avsettes på de forskjellige indikeringsorganer a, b, c og d når diameteren D av kanalene til luftinnlbpene er strupt på forskjellig måte.

Ved et forsbk ble der f.eks. anvendt en roterende skive (fig. 3) med en diameter på 40 mm og en vekt på ca. 2,5 g. Luft-innlopenes diameter var inntil 4 mm og den stbrste strupeskives diameter (som ble anordnet bak indikeringsorganet a) var også 4 mm. Under forsbket ble der anvendt/frinkkloridtåke som prbvemedium og de i diagrammet angitte vektmengder V ble bestemt ved veining av indikeringsorganene etter prbvetagningen. På indikeringsorganet d som var utsatt for normal luftgjennomsugning, ble der veiet en mengde som tilsvarte ca. 85 pst. av den i prbveluften tilstedevær-ende prbvesubstansmengde. Den på indikeringsorganet a avsatte vektmengde ble forårsaket av impaktoreffekt, da luftkanalen i dette tilfelle var helt lukket med en strupeskive (se fig. 3a).

Resultatene av en lignende undersøkelse ved bestemmelse av gassformige forurensninger fremgår av det på fig. 5 viste dia gram. Ved dette forsok hadde anordningens roterende skive også en diameter av 40 mm og en vekt av ca. 2,5 g. Skiven 1 var forsynt med fem luftinntak som hvert hadde en diameter på 4 mm, og som indikeringsorganer a-e anvendtes gelbelagte cellulosefiltere. Den stbrste strupeskives diameter D var 4 mm, dvs. like stor som luftinntakenes henholdsvis indikeringsorganenes diameter; der ble anvendt en radioaktiv prbvesubstans (tritlummerket eddiksyrean-hydrid). Den på indikeringsorganet a avsatte mengde V skyldtes stort sett blandt annet diffusjonseffekten, da luftkanalen i dette tilfelle var helt stengt av en strupeskive av samme diameter som luftinntakets diameter. Som det fremgår av diagrammene er de på indikeringsorganene avsatte vektmengder V ikke direkte proporsjo-nale med strupningsgraden, hvilket kan bero på et bket trykkfall over indikeringsorganene ved bket lufthastighet og endret filtrer-ingseffekt.

For å fastslå anordningens trykk- og volumydelse m.m. ble der foretatt endel forskjellige forsbk med bl.a. en anordning, hvis skive hadde en diameter på 40 mm, en vekt på ca. 2,5 g, en tykkelse på 4 mm og et innlbpsareal på 1 cm . Anordningen ble under forabket holdt i rotasjon av en elektromotor i prbvebenk, og de oppnådde verdier fremgår av det på fig. 6 viste diagram. Langs den venstre ordinat ev dvsapé den.fciviøfCstrbm i liter/min ved et innlbpsareal på 1 cm^ og luftens strbmningshastighet i m/s. og langs den hbyre ordinat er avsatt det statiske undertrykk p i mm vannsbyle (strbm = 0). Langs abscissen er avsatt skivens rotasjonshastighet i omdr./min. Kurven F viser luftstrømmen og kurven S det statiske undertrykk.

Ifolge andre foretatte undersøkelser viste det seg at anordningen ved hjelp av den beskrevne manuelle drivanordning kunne akselereres opp til en hastighet på over 50.000 omdr./min. Anordningen virker som en pumpe med meget hby ydelse når det gjelder statisk trykk og luftkapasitet. Det viste seg også at skivens maksimale hastighet bker med avtagende diameter, og da hbyere has-tigheter bker anordningens kapasitet med hensyn på gjennomsuget luftmengde pr. overflateenhet indikeringsflate, bor skivens diameter gjbres så liten som det til hvert formål er praktisk for-målstjenlig. Det bemerkes i denne forbindelse at også skivens vekt og drivsnorens beskaffenhet påvirker rotasjonshastigheten.

Fig. 7 og 8 viser i diagramform kalibreringseksempler

på en luftprbvetagningsanordning ifolge oppfinnelsen. Skiven 1

er av papp med en diameter på 40 mm, vekt på 2,5 g og med fire med indikeringsorganer forsynte luftinntak med 3,5 mm diameter.

Véd proven i henhold til fig. 7 ble skiven drevet av en elektromotor med regulerbart turtall i prøvebenk for bestemmelse av trykk - og volumydelse m.m. Langs ordinaten 1 er avsatt den gjennom indikeringsorganene innsugne luftmengde A i liter/min og luftmengden B i liter/min uten indikeringsorganer eller filtere. Langs abscissen er avsatt skivens rotasjonshastighet i omdr./min. Kurven X viser luftstrømmen uten indikeringsorganer eller filtere og kurven Y viser luftstrømmen med indikeringsorganer eller filtere.

Flg. 8 viser et kålibreringseksempei med skiven drevet manuelt. Rotasjonshastigheten i omdr./min ble bestemt på grunnlag av oscilloskopregistreringer. Langs ordinaten til høyre er avsatt den luftmengde i liter/min som ble suget gjennom indikeringsorganene eller filtrene. Tiden pr. pumpeslag var 0,6 sek og er avsatt over strekningen T; den skraferte flate angir den integrerte luftmengde som er 10 liter/min. Kurven Z viser rotasjonshastigheten og kurven U viser luftstrømmen.

De på anordningen anvendte indikeringsorganer kan bestå av filterpapir eller andre egnede materialer og kan enten i for-veien eller også først etter prbvetagningen prepareres med en egnet reagens.

Anordningen kan som følge av sin enkelhet, særlig hvis den for engangsbruk utføres av papp eller plast, fremstilles til en meget lav pris og derfor f.eks. uten nevneverdig omkostninger inngå i ethvert gassmaskeutstyr både for civilt og for milibært bruk.

Hvis anordningen er bestemt for engangsbruk, kan den ettef anvendelsen tjene som en leke og i den forbindelse f.eks* lett utstyres med et eller annet organ som ved rotasjon av skiven fremklaller lyd.

Anordningen tillater videre en meget kort prøvetatnings-tid uten omfattende forarbeider eller etterarbeider, hvilket er av avgjørende betydning for feltbruk. Ved at allerede meget små sub-st ans mengd er kan påvises ved hjelp av den som følge av pumpevirkning oppnådde anrikning av prøvesubstansen på indikeringsorganene og at flere prøver kan tas samtidig og således et antall stoffer kan påvises samtidig ved indikeringsorganenes preparering med forskjellige reagens-kombinasjoner, oppnås ved oppfinnelsen et effek- tivt og fra nøyaktighetssynspunkt helt tilfredsstillende instru-ment for hurtig bestemmelse av eventuelle forurensninger både i luft og i andre gassformige medier.

Claims (7)

1. Anordning for påvisning av forurensninger i luft, andre gasser og damper ved hjelp av på en roterbar innretning anordnede indikeringsorganer, karakterisert ved at den roterbare innretning utgjbres av en skive (1) med radiale kanaler (2) som ved skivens (1) periferi munner ut i som luftutlbp anordnede åpninger (4) og nær skivens (1) sentrum kommuniserer med åpninger (3) som er dannet i skiven (1) og tjener som luftinntak og som omfatter indikeringsorganene (5), og at skiven (1) er innrettet til å settes i rotasjon på i og for seg kjent måte ved manuelt trekk i to om hinannen snodde snorer (6, 7) som nær skivens (1) sentrum er fort gjennom hvert sitt hull (8, 9).

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at indikeringsorganene (5) er fast anordnet eller losbart eller utskiftbart festet i åpningene (3).

3. Anordning i henhold til kravene 1 og 2, karakterisert ved at indikeringsorganene (5) er anordnet på en holder (13) som festes losbart til skiven (1).

4. Anordning i henhold til krav 3, karakterisert ved at holderen (13) er innrettet til å skyves inn i en av en flens (14) dannet lomme og fastholdes i innskjbvet stilling ved hjelp av en fra skiven (1) utstikkende tapp (15) som fores inn i en utsparing (16) på holderen (13).

5. Anordning i henhold til krav 4, karakterisert ved at flensens (14) ytterside har farvemarkeringer (17) i hbyde med indikeringsorganet (5).

6. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at kanaler innenfor indikeringsorganene har forskjellig gjennomstrbmningsdiameter.

7. Anordning i henhold til krav 6, karakterisert ved at minskningen av gjennomstrbmningsdiameteren er til-veiebragt ved hjelp av innenfor indikeringsorganene i kanalene anordnede avstrupninger.