DE102011105486A1

DE102011105486A1 - Method for long-term measurement of exhalation rate of radon from e.g. ground surface, involves conveying air into collection container during rinsing phase, and sealing container against environment after rinsing phase

Info

Publication number: DE102011105486A1
Application number: DE102011105486A
Authority: DE
Inventors: Martin Schläger; Jürgen Höbig
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Langzeitmessung der Exhalationsrate einer gasförmigen Substanz sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird in einer Messphase die Substanz in einem gegen die Umgebungsluft abgedichteten Sammelbehälter aufgefangen und eine Messgröße bestimmt, die ein Maß für die Konzentration der Substanz in dem Sammelbehälter ist. In einer daran anschließenden Spülphase wird durch Luftaustausch mit der Umgebung die Konzentration der Substanz in dem Sammelbehälter abgesenkt. Im Anschluss an die Spülphase wird der Sammelbehälter wieder gegen die Umgebung abgedichtet, und eine neue Messphase beginnt. Erfindungsgemäß wird während der Spülphase Umgebungsluft aktiv durch den Sammelbehälter gefördert. Es wurde erkannt, dass die für den Luftaustausch notwendige Verbindung zwischen Sammelbehälter und Umgebungsluft dann von einem solch engen Querschnitt und von einer solchen Bauart gewählt werden kann, dass sie sich vor dem Beginn der nächsten Messphase mit hoher Dichtigkeit und Zuverlässigkeit wieder verschließen lässt.The invention relates to a method for the long-term measurement of the exhalation rate of a gaseous substance and to an apparatus for carrying out the method. In the method, in a measuring phase, the substance is collected in a sealed against the ambient air collecting container and determines a measure, which is a measure of the concentration of the substance in the sump. In a subsequent rinsing phase, the concentration of the substance in the collecting container is lowered by exchanging air with the environment. Following the rinsing phase, the collection container is again sealed against the environment and a new measurement phase begins. According to the invention, ambient air is actively conveyed through the collecting container during the rinsing phase. It has been recognized that the connection between sump and ambient air necessary for the air exchange can then be chosen from such a narrow cross-section and of such a design that it can be resealed with high tightness and reliability before the start of the next measurement phase.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Langzeitmessung der Exhalationsrate einer gasförmigen Substanz sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for the long-term measurement of the exhalation rate of a gaseous substance and to an apparatus for carrying out the method.

Stand der TechnikState of the art

Zu der Hintergrunddosis von ca. 2 mSv pro Jahr, mit der der Mensch durch natürliche Radioaktivität belastet wird, liefert Radon den größten Beitrag. Bei Daueraufenthalt in schlecht belüfteten Räumen, in denen sich hohe Konzentrationen von Radon ansammeln, wirkt die beim Zerfall des Radons freiwerdende Alphastrahlung mit ihrem Strahlungswichtungsfaktor von 20 in der Lunge und kann das Risiko von Lungenkrebs erhöhen. Daher werden die Freisetzung von Radon z. B. aus Böden oder Baumaterialen und der Einfluss von Umweltbedingungen auf diese Freisetzung durch langfristige Messung von Radonexhalationsraten überwacht.At the background dose of about 2 mSv per year, with which humans are burdened by natural radioactivity, Radon provides the largest contribution. For permanent residence in poorly ventilated areas where high levels of radon accumulate, the alpha radiation emitted by the decay of radon, with its radiation weighting factor of 20 in the lungs, can increase the risk of lung cancer. Therefore, the release of radon z. From soil or building materials and the impact of environmental conditions on this release is monitored by long-term measurement of radon inhalation rates.

Zur quasikontinuierlichen Langzeitmessung von Radonexhalationsraten wird ein einseitig offener Sammelbehälter mit der offenen Seite auf die zu untersuchende Oberfläche aufgesetzt und an der Kontaktfläche abgedichtet. Über einen festgelegten Zeitraum (Messphase) wild die Zunahme der Radonaktivitätskonzentration innerhalb des Sammelbehälters gemessen; aus der Steigung der Konzentration über der Zeit wird die Exhalationsrate ausgewertet. Nach Ablauf der Messzeit wird der Sammelbehälter automatisch für eine bestimmte Zeit geöffnet, woraufhin das im Sammelbehälter angereicherte Radon entweicht und die Radonaktivitätskonzentration, im Sammelbehälter wieder auf das Niveau in der Umgebungsluft sinkt (Belüftungsphase). Anschließend beginnt eine neue Messphase. Entsprechende Messverfahren und Vorrichtungen zur Durchführung sind aus ( C. Ferry, A. Beneito, R. Richon, M.-C. Robe. „An automatic device for measuring the effect of meteorological factors an radon-222 flux from soils in the long term”, Radiation Protection Dosimetry 93, 271–274 (2001) ) und ( B. E. Lehmann. B. Ihly, S. Salzmann, F. Conen, E. Simon: ”An automatic static chamber for continuous Rn-220 and Rn-222 flux measurements from soll”, Radiation Measurements 38, 43–50 (2004) ) bekannt. For the quasi-continuous long-term measurement of radon inhalation rates, a collection container open on one side is placed with the open side on the surface to be examined and sealed at the contact surface. Over a fixed period of time (measurement phase), the increase in radon activity concentration within the collection container is measured wildly; From the slope of the concentration over time, the exhalation rate is evaluated. After the measuring time, the collecting container is automatically opened for a certain time, whereupon the radon enriched in the collecting container escapes and the radon activity concentration in the collecting container drops again to the level in the ambient air (aeration phase). Then begins a new measurement phase. Corresponding measuring methods and devices for carrying out are ( C. Ferry, A. Beneito, R. Richon, M.-C. Robe. "An automatic device for measuring the effect of meteorological factors on radon-222 flux from soils in the long term", Radiation Protection Dosimetry 93, 271-274 (2001) ) and ( BE Lehmann. B. Ihly, S. Salzmann, F. Conen, E. Simon: "An automatic static chamber for continuous Rn-220 and Rn-222 flux measurements from soll", Radiation Measurements 38, 43-50 (2004) ) known.

Nachteilig erfordern diese Verfahren eine relativ aufwändige mechanische Konstruktion zum Öffnen und Schließen des Sammelbehälters, wodurch die Apparatur schwer, sperrig, schlecht transportabel und störanfallig wird. Während der Belüftungsphasen können darüber hinaus Fremdkörper zwischen die Dichtungen geraten, die beim Schließen der Apparatur ein Leck verursachen und zu gravierenden Messfehlern führen, die bei der Datenanalyse nicht erkannt werden.Disadvantageously, these methods require a relatively complicated mechanical construction for opening and closing the collecting container, as a result of which the apparatus becomes heavy, bulky, poorly transportable and liable to faults. In addition, foreign particles may get between the seals during the ventilation phases, causing a leak when closing the device and leading to serious measurement errors that are not detected during data analysis.

Aufgabe und LösungTask and solution

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Langzeitmessung von Exhalationsraten zur Verfügung zu stellen, das mit einer mechanisch weniger anspruchsvollen Apparatur durchführbar ist und zugleich weniger anfällig für Lecks ist. Es ist außerdem die Aufgabe der Erfindung, eine solche Apparatur zur Verfügung zu stellen.It is therefore the object of the invention to provide a method for the long-term measurement of exhalation rates, which is feasible with a less mechanically demanding apparatus and at the same time is less susceptible to leaks. It is also the object of the invention to provide such an apparatus.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Hauptanspruch sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Nebenanspruch. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich jeweils aus den darauf rückbezogenen Unteransprüchen.These objects are achieved by a method according to the main claim and by an apparatus for performing the method according to the independent claim. Further advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Im Rahmen der Erfindung wurde ein Verfahren zur Langzeitmessung der Exhalationsrate einer gasförmigen Substanz an einer Oberfläche entwickelt. Dabei wird in einer Messphase die Substanz in einem gegen die Umgebungsluft abgedichteten Sammelbehälter aufgefangen und eine Messgröße bestimmt, die ein Maß für die Konzentration der Substanz in dem Sammelbehälter ist. In einer daran anschließenden Spülphase wird durch Luftaustausch mit der Umgebung die Konzentration der Substanz in dem Sammelbehälter abgesenkt. Im Anschluss an die Spülphase wird der Sammelbehälter wieder gegen die Umgebung abgedichtet, und eine neue Messphase beginnt.In the context of the invention, a method has been developed for the long-term measurement of the exhalation rate of a gaseous substance on a surface. In this case, in a measuring phase, the substance is collected in a sealed against the ambient air collecting container and determines a measure, which is a measure of the concentration of the substance in the sump. In a subsequent rinsing phase, the concentration of the substance in the collecting container is lowered by exchanging air with the environment. Following the rinsing phase, the collection container is again sealed against the environment and a new measurement phase begins.

Prinzipiell kann die Exhalation jeder gasförmigen Substanz gemessen werden. Langzeitmessungen über einen Zeitraum von mehreren Wochen bis Monaten sind hauptsächlich bei radioaktiven Gasen wie Radon und Thoron von Interesse. Es können jedoch auch beispielsweise Freisetzungen anderer Stoffe, wie etwa Formaldehyd, aus damit behandelten Produkten oder Abfalldeponien gemessen werden. Dabei spielen die Dichte bzw. Molmasse des zu messenden Gases keine Rolle, da eine homogene Gaszusammensetzung innerhalb des Sammelbehälters vorausgesetzt wird. Die notwendige Durchmischung kann z. B. durch aktive Förderung von Luft zwischen den Sammelbehälter und einen außerhalb des Sammelbehälters angeordneten Messgerät für die Messgröße oder, insbesondere bei größeren Sammelbehältern, durch einen innerhalb des Sammelbehälters angeordneten Ventilator erfolgen. Dabei sind durch die chemischen bzw. physikalischen Eigenschaften des untersuchten Gases insofern Randbedingungen für die Konstruktion der Messapparatur vorgegeben, als beispielsweise im Fall von korrosiven Gasen korrosionsbeständige Materialien eingesetzt werden müssen. Auch müssen alle verwendeten Materialien für das untersuchte Gas undurchlässig sein.In principle, the exhalation of any gaseous substance can be measured. Long-term measurements over a period of several weeks to months are mainly of interest for radioactive gases such as radon and thoron. However, for example, releases of other substances, such as formaldehyde, from products treated therewith or to landfills may also be measured. The density or molar mass of the gas to be measured are irrelevant since a homogeneous gas composition within the collecting container is assumed. The necessary mixing can z. Example, by actively conveying air between the collecting container and arranged outside the collecting container measuring device for the measured variable or, in particular for larger collection containers, carried out by a fan arranged within the collecting container. In this case, given by the chemical or physical properties of the examined gas so far boundary conditions for the construction of the measuring apparatus, as corrosion-resistant materials must be used, for example, in the case of corrosive gases. Also, all materials used must be impermeable to the gas being tested.

Die Messgröße kann die Konzentration der Substanz selbst sein. Es kann aber auch beispielsweise das Strahlungsspektrum der im Sammelbehälter vorhandenen Nuklide gemessen und aus diesem Spektrum auf die Konzentration des zu detektierenden Nuklids, wie z. B. Radon oder Thoron, geschlossen werden. The measurand can be the concentration of the substance itself. However, it is also possible, for example, to measure the radiation spectrum of the nuclides present in the collecting container and to deduce from this spectrum the concentration of the nuclide to be detected, such as, for example, As radon or thoron be closed.

Erfindungsgemäß wird während der Spülphase Umgebungsluft aktiv durch den Sammelbehälter gefördert.According to the invention, ambient air is actively conveyed through the collecting container during the rinsing phase.

Es wurde erkannt, dass die für den Luftaustausch notwendige Verbindung zwischen Sammelbehälter und Umgebungsluft dann von einen solch engen Querschnitt und von einer solcher Bauart gewählt werden kann, dass sie sich vor dem Beginn der nächsten Messphase mit hoher Dichtigkeit und Zuverlässigkeit wieder verschließen lässt. Gleichwohl vollzieht sich der Luftaustausch in einer angemessenen Zeit. Nach dem Stand der Technik vollzog sich der Luftaustausch in der Belüftungsphase dagegen rein passiv, also durch natürliche Konvektion und Diffusion. Um die Konzentration der zu detektierenden Substanz in hinreichender Zeit wieder auf ein Niveau zu senken, von dem aus die nächste Messphase gestartet werden konnte, musste der Sammelbehälter mit sehr weitem Querschnitt zur Umgebungsluft hin geöffnet werden. Entsprechend fehleranfällig war das Wiederverschließen vor dem Beginn der nächsten Messphase.It has been recognized that the connection between sump and ambient air necessary for the air exchange can then be chosen from such a narrow cross-section and of such a design that it can be resealed with high tightness and reliability before the start of the next measurement phase. Nevertheless, the air exchange takes place in a reasonable time. In the state of the art, however, the air exchange in the ventilation phase was purely passive, ie by natural convection and diffusion. In order to reduce the concentration of the substance to be detected in a sufficient time back to a level from which the next measurement phase could be started, the sump had to be opened with a very wide cross section to the ambient air. Correspondingly error-prone was the re-closing before the beginning of the next measurement phase.

Zudem wird es mit kleinerem Querschnitt apparativ deutlich einfacher, eine Verbindung zwischen Sammelbehälter und Umgebungsluft zu öffnen und wieder zu verschließen. Hierfür kann beispielsweise ein robuster Kugelhahn mit Stellmotor genügen. Nach dem Stand der Technik wurde zu Beginn der Belüftungsphase entweder der Sammelbehälter im Ganzen angehoben oder ein Deckel an seiner Oberseite geöffnet, was jeweils eine deutlich kompliziertere Mechanik erforderte. Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind deutlich kompakter und aus kleineren Einzelteilen zu bauen, so dass ihr Transport im Fluggepäck zu entlegenen Einsatzorten weniger Probleme aufwirft und ein Versagen am Einsatzort unter rauen Umweltbedingungen weniger wahrscheinlich ist.In addition, with a smaller cross-section, it becomes significantly easier to open a connection between collecting container and ambient air and to close it again. For this purpose, for example, a robust ball valve with actuator suffice. According to the state of the art, at the beginning of the aeration phase either the collecting container as a whole was raised or a lid opened at its top, which in each case required a much more complicated mechanism. Devices for carrying out the method according to the invention are significantly more compact and can be built from smaller parts, so that their transport in the baggage to remote locations poses fewer problems and a failure in the field under harsh environmental conditions is less likely.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird während der Spülphase die Konzentration der Substanz in dem Sammelbehälter zumindest annähernd auf die Konzentration der Substanz in der Umgebungsluft abgesenkt. Abhängig von der gewünschen Messgenauigkeit und den Eigenschaften des zu untersuchenden Materials, etwa dem Gehalt des Materials an der Substanz, dem Feuchtigkeitsgehalt und der Porosität des Materials, kann die Konzentration der Substanz in den Sammelbehälter während der Spülphase aber auch auf eine Startkonzentration gesenkt werden, die höher ist als die Konzentration in der Umgebungsluft. Eine solche sinnvolle Startkonzentration kann im Einzelfall durch Vorversuche bestimmt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, during the rinsing phase, the concentration of the substance in the collecting container is lowered at least approximately to the concentration of the substance in the ambient air. Depending on the desired measurement accuracy and the properties of the material to be examined, such as the content of the material, the moisture content and the porosity of the material, the concentration of the substance in the reservoir during the rinsing phase can also be reduced to a starting concentration is higher than the concentration in the ambient air. Such a meaningful starting concentration can be determined in individual cases by preliminary experiments.

Wenn die Konzentration der Substanz im Sammelbehälter genau der Konzentration in der Umgebungsluft entspricht und im Sammelbehälter der gleiche Druck herrscht wie in der Umgebung, ist auch der Partialdruck der Substanz im Sammelbehälter identisch mit dem in der Umgebungsluft. Damit ist das Partialdruckgefälle zwischen der Oberfläche und der Luft im Sammelbehälter genauso groß wie zwischen der Oberfläche und der Umgebungsluft. Das Partialdruckgefälle ist die treibende Kraft für die Exhalation der gasförmigen Substanz. Herrscht somit im Sammelbehälter der gleiche Partialdruck der zu detektierenden Substanz wie in der Umgebungsluft, wird die zu messende Exhalationsrate durch das Vorhandensein des Sammelbehälters nicht verfälscht.If the concentration of the substance in the sump exactly corresponds to the concentration in the ambient air and the same pressure prevails in the sump as in the environment, the partial pressure of the substance in the sump is identical to that in the ambient air. Thus, the partial pressure gradient between the surface and the air in the collecting tank is just as large as between the surface and the ambient air. The partial pressure gradient is the driving force for the exhalation of the gaseous substance. Thus, if the same partial pressure of the substance to be detected prevails in the collecting container as in the ambient air, the exhalation rate to be measured is not falsified by the presence of the collecting container.

Ausgehend vom gleichen Partialdruck der Substanz innerhalb und außerhalb des Sammelbehälters steigt nach dem Abdichten des Sammelbehälters zu Beginn der Messphase die Konzentration der Substanz im Sammelbehälter zunächst (annähernd) linear an, wobei die Steigung proportional zu der gesuchten Exhalationsrate ist. Vorteilhaft wird daher die Exhalationsrate aus der zeitlichen Steigung der Konzentration der Substanz im Sammelbehälter ausgewertet.Starting from the same partial pressure of the substance inside and outside the collecting container increases after sealing of the collecting container at the beginning of the measurement phase, the concentration of the substance in the collection initially (approximately) linearly, the slope is proportional to the desired exhalation rate. Advantageously, therefore, the exhalation rate is evaluated from the time gradient of the concentration of the substance in the collecting container.

Mit steigender Konzentration der Substanz im abgeschlossenen Sammelbehälter steigt auch ihr Partialdruck in der Luft im Sammelbehälter. Das Partialdruckgefälle gegenüber der zu untersuchenden Oberfläche, das die treibende Kraft für die Exhalation ist, wird immer geringer. Die weitere Exhalation verläuft also langsamer gegenüber der ungestörten Exhalation ohne Sammelbehälter. Nach der Rate der ungestörten Exhalation ist aber im Endeffekt bei der Messung gefragt. Vorteilhaft wird daher ein Abflachen des Anstiegs der Konzentration als Signal für die Beendigung der Messphase und den Übergang in die Spülphase gewertet.As the concentration of the substance in the sealed collection container increases, so does its partial pressure in the air in the collection container. The partial pressure gradient with respect to the surface to be examined, which is the driving force for the exhalation, is becoming ever smaller. The further exhalation thus proceeds more slowly compared to the undisturbed exhalation without collecting container. After the rate of undisturbed exhalation but is in the end asked for the measurement. Advantageously, therefore, a flattening of the increase of the concentration is evaluated as a signal for the termination of the measurement phase and the transition to the purge phase.

Inwieweit eine solche messwertabhängige Steuerung der Messdauer sinnvoll ist, hängt von der Exhalationsrate ab. Ist diese sehr gering, kann es bei Messungen an Bodenoberflächen oder Baumaterialien erfahrungsgemäß unter bestimmten Bedingungen mehr als 10 Stunden dauern, bis das Ende des linearen Bereichs der Messkurve erreicht ist. Ein Übergang von der Messphase in die Spülphase ist aber schon viel früher sinnvoll, da nach 2 bis 3 Messphase die Steigung der Konzentration der Substanz im Sammelbehälter bereits mit hinreichender Genauigkeit festliegt und eine Fortsetzung der Messung keinen wesentlichen Erkenntniszuwachs mehr verspricht. Wird bei einer fest vorgewählten Messphasendauer der lineare Bereich der Steigung überschnitten, können die Daten aus der Phase, in der der Anstieg der Konzentration abflacht, nachträglich erkannt und bei der Auswertung der Exhalationsrate ausgeblendet werden. Die Messung bleibt somit auswertbar und dauert lediglich länger als nötig.The extent to which such a measurement-dependent control of the measurement period makes sense depends on the exhalation rate. If this is very low, experience shows that under certain conditions, it can take more than 10 hours to reach the end of the linear range of the measurement curve when measuring on floor surfaces or building materials. However, a transition from the measuring phase into the rinsing phase makes sense much earlier, since after 2 to 3 measuring phases the slope of the concentration of the substance in the collecting container is already determined with sufficient accuracy and continuation of the measurement no longer promises any significant increase in knowledge. Is at a fixed preselected Measurement phase duration of the linear region of the slope overlapped, the data from the phase in which the increase in the concentration flattened, can be detected later and hidden in the evaluation of the exhalation rate. The measurement thus remains evaluable and only takes longer than necessary.

Im Rahmen der Erfindung wurde eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entwickelt. Diese Vorrichtung umfasst einen gegen die Umgebungsluft abdichtbaren Sammelbehälter und ein Messinstrument zur Bestimmung einer Messgröße, die ein Maß für die Konzentration der zu detektierenden Substanz in der Sammelbehälter ist.In the context of the invention, a device for carrying out the method according to the invention has been developed. This device comprises a collecting container which can be sealed against the ambient air and a measuring instrument for determining a measured variable which is a measure of the concentration of the substance to be detected in the collecting container.

Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung mindestens eine Verbindung zwischen dem Sammelbehälter und der Umgebungsluft, eine Pumpe zur Förderung von Umgebungsluft durch diese Verbindung während der Spülphase und Mittel zur Abdichtung der Verbindung während der Messphase.According to the invention, the device comprises at least one connection between the collecting container and the ambient air, a pump for conveying ambient air through this connection during the rinsing phase and means for sealing the connection during the measuring phase.

Es wurde erkannt, dass mit einer derartigen Vorrichtungen ein immer wiederkehrender Wechsel zwischen Messphase und Spülphase realisiert werden kann, ohne dass die Dichtigkeit des Sammelbehälters während der Messphase auf die Dauer leidet. Hierzu ist es lediglich erforderlich, den Querschnitt der Verbindung so klein zu dimensionieren, dass er mit einem robusten und fehlerunanfälligen Mittel sicher geschlossen werden kann. Der Querschnitt der Verbindung sollte andererseits groß genug sein, um einen ausreichenden Luftdurchsatz zu gewährleisten und einem störenden Druckaufbau innerhalb des Sammelbehälters während der Spülphasen zu verhindern. Die sinnvollen Größenverhältnisse hängen vom benötigten Luftdurchsatz und damit von der maximalen Exhalationsrate ab, die mit der Apparatur gemessen werden soll. Das Ausführungsbeispiel enthält einen Sammelbehälter 1 mit einem Volumen von ca. 3,3 l; der Abfluss 4a und der Kugelhahn 4 haben Innendurchmesser von 2,0 bzw. 2,54 cm.It has been recognized that with such a device a recurring change between the measuring phase and the rinsing phase can be realized without the tightness of the collecting container suffering during the measuring phase in the long run. For this purpose, it is only necessary to dimension the cross section of the connection so small that it can be securely closed with a robust and error-prone means. On the other hand, the cross-section of the connection should be large enough to ensure sufficient air flow and to prevent any disturbing build-up of pressure inside the collecting container during the rinsing phases. The reasonable size ratios depend on the required air flow rate and thus on the maximum exhalation rate, which is to be measured with the apparatus. The embodiment includes a collection container 1 with a volume of approx. 3.3 l; the drain 4a and the ball valve 4 have inner diameters of 2.0 or 2.54 cm.

Zur Stand der Technik gehören einerseits Messvorrichtungen, bei denen eine Pumpe ständig Umgebungsluft durch den Sammelbehälter hindurch in das Messinstrument fördert (z. B. M. Hosoda, T. Ishikawa, A. Sorimachi, S. Tokonami, S. Uchida: „Development and application of a continuous measurement system for radon exhalation rate”, Review of Scientific Instruments 82, 015101 (2011)) , andererseits Messvorrichtungen, bei denen der Sammelbehälter während der Messphase dicht gehalten und während der Belüftungsphase durch Anheben oder durch Öffnen eines Deckels großflächig zur Umgebungsluft hin geöffnet wird. Die erstgenannten Vorrichtungen haben den Nachteil, dass für eine Auswertung der Exhalationsrate die Durchflussrate der Luft durch den Sammelbehälter bekannt sein muss und Ungenauigkeiten bei deren Bestimmung im Wege der Fehlerfortpflanzung sehr stark auf die letztendlich bestimmte Exhalationsrate durchschlagen. Die letztgenannten Vorrichtungen ermöglichen dann und nur dann eine genaue Messung, wenn der Sammelbehälter nach der Belüftungsphase wieder absolut dicht verschlossen wird; ansonsten kommt es zu systematischen. Messfehlern, die bei der weiteren Auswertung nicht erkannt werden können. Beim immer wiederkehrenden Öffnen und Wiederverschließen im Rhythmus der Größenordnung 1 Stunde über einen langen Zeitraum, der Größenordnung mehrerer Monate bis Jahre leidet die Dichtung einer Verbindung zur Umgebungsluft mit großem Querschnitt überproportional stärker als die Dichtung einer Verbindung mit kleinerem Querschnitt. Dieses Problem verschärft sich, wenn die Vorrichtung Langzeitmessung an einem Ort mit rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt wird. So können etwa während der Spülphase Blätter oder andere Fremdkörper in die Dichtung der Verbindung geraten, so dass sich die Verbindung zu Beginn der nächsten Messphase nicht mehr dicht schließen lässt. Wenn in einer späteren Spülphase der Fremdkörper von selbst wieder aus der Dichtung verschwindet, erhält der Benutzer bei der späteren Auswertung der Daten keinen Hinweis, dass die Vorrichtung während eines bestimmten Zeitraums gestört war und die entsprechenden Daten unbrauchbar sind.On the one hand, prior art include measuring devices in which a pump constantly conveys ambient air through the collecting container into the measuring instrument (eg. M. Hosoda, T. Ishikawa, A. Sorimachi, S. Tokonami, S. Uchida: "Development and application of a continuous measurement system for radon exhalation rate", Review of Scientific Instruments 82, 015101 (2011)) on the other hand, measuring devices in which the collecting container is kept tight during the measuring phase and during the ventilation phase by lifting or by opening a lid over a large area to the ambient air out. The first-mentioned devices have the disadvantage that for an evaluation of the exhalation rate, the flow rate of the air through the collecting tank must be known and inaccuracies in their determination in the way of error propagation penetrate very strongly to the finally determined exhalation rate. The latter devices allow and only then an accurate measurement when the sump is sealed again absolutely tight after the ventilation phase; otherwise it comes to systematic. Measurement errors that can not be detected during further evaluation. With repeated opening and reclosing on the order of one hour over a long period of time, on the order of several months to years, the gasket of a compound with large cross-section ambient air suffers disproportionately more than the gasket of a smaller cross-section gasket. This problem is exacerbated when the device is used for long term measurement in a harsh environment. For example, during the rinsing phase, leaves or other foreign bodies may get into the seal of the connection, so that the connection can no longer be closed tightly at the beginning of the next measurement phase. If, in a later rinsing phase, the foreign body automatically disappears from the seal, the user receives no indication in the later evaluation of the data that the device was disturbed during a certain period of time and the corresponding data are unusable.

Gegenüber den erstgenannten Vorrichtungen bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, dass sie ganz ohne Kenntnis der Durchflussrate der Umgebungsluft durch den Sammelbehälter betrieben werden kann, so dass diese Rate als Fehlerquelle ausscheidet. Gegenüber den letztgenannten Vorrichtungen wird die Möglichkeit eröffnet, die Dichtung der Verbindung zur Umgebungsluft zuverlässiger und langlebiger zu machen und dabei immer noch einen schnellen Luftaustausch zwischen Umgebungsluft und Sammelbehälter zu gewährleisten.Compared with the first-mentioned devices, the device according to the invention has the advantage that it can be operated without knowledge of the flow rate of the ambient air through the collecting container, so that this rate excretes as a source of error. Compared to the latter devices opens the possibility to make the seal the connection to the ambient air more reliable and durable and still to ensure a rapid exchange of air between the ambient air and collecting container.

Als robustes und fehlerunfälliges Mittel zum Verschließen der Verbindung ist insbesondere ein Kugelhahn geeignet, der für eine automatische Steuerung vorteilhaft mit einem Stellmotor ausgestattet sein kann. Ein Kugelhahn weist im geöffneten Zustand einen hinreichenden Querschnitt auf, der einen schnellen Luftaustausch zwischen Sammelbehälter und Umgebungsluft ermöglicht. Gegenüber einem Magnetventil hat er den Vorteil, dass er nur zum Ändern seines Zustandes Energie benötigt, nicht jedoch, um den aktuellen Zustand zu erhalten. Ein Magnetventil benötigt entweder im geöffneten oder im geschlossenen Zustand ständig Strom. Gerade beim Einsatz der Vorrichtung in entlegenen Gebieten ist aber der Stromverbrauch der begrenzende Faktor für die maximale Zeit, während der die Vorrichtung unbeaufsichtigt ihren Dienst tun kann.As a robust and error-prone means for closing the connection a ball valve is particularly suitable, which can be advantageously equipped for automatic control with a servomotor. A ball valve in the open state has a sufficient cross-section, which allows a quick exchange of air between the reservoir and ambient air. Compared to a solenoid valve, it has the advantage that it only needs to change its state energy, but not to maintain the current state. A solenoid valve requires power either in the open or closed state. Especially when using the device in remote areas but the power consumption is the limiting factor for the maximum time during which the device can do its job unattended.

Gibt es mehrere Verbindungen zwischen dem Sammelbehälter und der Umgebungsluft, kann die Pumpe vorteilhaft in eine dieser Verbindungen geschaltet sein. In dem Maße, in dem sie im ausgeschalteten Zustand eine gasdichte Barriere bildet, kann sie dann eine Doppelfunktion als Pumpe und als Mittel zum Verschließen der Verbindung erfüllen. If there are several connections between the sump and the ambient air, the pump can be advantageously connected in one of these connections. To the extent that it forms a gastight barrier in the off state, it can then fulfill a dual function as a pump and as a means for closing the connection.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit für den automatischen Wechsel zwischen Mess- und Spülphase. Diese Steuereinheit kann insbesondere einen Rechner umfassen, der sowohl das Öffnen und Schließen der Verbindung zwischen Sammelbehälter und Umgebungsluft als auch die Pumpe zu steuern vermag. Dann kann die Vorrichtung völlig autark über Monate oder auch Jahre ohne weiteres Zutun arbeiten. Gerade an entlegenen Orten wäre es exorbitant aufwändig, die Umschaltung zwischen Messphase und Spülphase von Hand vorzunehmen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the device comprises a control unit for the automatic change between measuring and rinsing phase. In particular, this control unit can comprise a computer which is able to control both the opening and closing of the connection between collecting container and ambient air as well as the pump. Then the device can work completely self-sufficient for months or even years without further action. Especially in remote locations, it would be exorbitantly complicated to make the switchover between the measuring phase and rinsing phase by hand.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Messinstrument außerhalb des Sammelbehälters angeordnet und über mindestens eine gegen die Umgebungsluft abgedichtete Verbindung mit dem Sammelbehälter verbunden. Dann ist seine Größe nicht durch die Größe des Sammelbehälters begrenzt. Zudem kann das Messinstrument dann mit wenig Aufwand vom Sammelbehälter getrennt werden, so dass sich Sammelbehälter und Messinstrument getrennt, voneinander transportieren lassen. Für Flugreisen an den Einsatzort kann die Vorrichtung somit auf mehrere Gepäckstücke verteilt werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the measuring instrument is arranged outside the collecting container and connected via at least one sealed against the ambient air connection with the collecting container. Then its size is not limited by the size of the collection container. In addition, the measuring instrument can then be separated from the collecting container with little effort, so that collecting container and measuring instrument can be transported separately from each other. For air travel to the site, the device can thus be distributed to several pieces of luggage.

Vorteilhaft umfasst die Vorrichtung eine weitere Pumpe zur Förderung von Luft zwischen Sammelbehälter und Messinstrument. Je länger und dünner der Verbindungsweg zwischen diesen beiden Komponenten ist, desto länger dauert es, bis sich durch reine Diffusion im Inneren des Messinstruments die gleiche Gaszusammensetzung einstellt wie im Sammelbehälter. Diese Zeitspanne ist etwa für die Messung der Exhalation von Thoron, das eine Halbwertszeit von gerade einmal 56 Sekunden hat, zu lang.Advantageously, the device comprises a further pump for conveying air between collecting container and measuring instrument. The longer and thinner the connecting path between these two components, the longer it takes for the same gas composition to be established by pure diffusion inside the measuring instrument as in the collecting container. This period of time is too long, for example, to measure the exhalation of thoron, which has a half-life of just 56 seconds.

Spezieller BeschreibungsteilSpecial description part

Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung anhand von Figuren erläutert, ohne dass der Gegenstand der Erfindung hierdurch beschränkt wird. Es ist gezeigt:The subject matter of the invention will be explained below with reference to figures, without the subject matter of the invention being limited thereby. It is shown:

1: Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Bestimmung der Exhalationsrate von Radon. 1 Embodiment of the device according to the invention for the determination of the exhalation rate of radon.

2: Weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sammelbehälter 1, der mir zwei Schlauchanschlüsse aufweist. 2 : Further embodiment of the device according to the invention with a collecting container 1 which has two hose connections.

3: Weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sammelbehälter 1, der drei Schlauchanschlüsse aufweist 3 : Further embodiment of the device according to the invention with a collecting container 1 which has three hose connections

4: Weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem im Sammelbehälter 1 angeordneten Radonmessgerät 2. 4 : Further embodiment of the device according to the invention with a collection container 1 arranged radon gauge 2 ,

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Schemazeichnung. Dieses Ausführungsbeispiel ist auf die Messung der Exhalationsrate von Radon ausgelegt. Alle Pfeile geben die Richtungen von Luftflüssen an. Der einseitig offene, beispielsweise zylinder-, quader- oder halbkugelförmige, Sammelbehälter 1 ist zur Durchführung einer Messung mit der offenen Seite auf die zu untersuchende Oberfläche aufzusetzen und an den Kontaktflächen mit einem geeigneten Material abzudichten. Zum Abdichten eignen sich beispielsweise das zu untersuchende Material selbst, aber auch Lehm oder eine spezielle Dichtmasse wie Polyisobutylen. Die Messkammer 2a eines Radonmessgeräts 2 ist über Schläuche 2d und 2c mit dem Sammelbehälter 1 verbunden, wobei der Schlauch 2d mit einem Staubfilter 1a versehen ist, um eine Kontamnination der Messkammer 2a mit Partikeln zu vermeiden. Am Eingang des Schlauchs 2c befindet sich eine Umwälzpumpe 2b, die die Luft aus der Messkammer 2a in den Sammelbehälter 1 drückt. Dies erzeugt einen Unterdruck in der Messkammer 2a, der wiederum bewirkt, dass Luft aus dem Sammelbehälter 1 durch Staubfilter 1a und Schlauch 2d nachstömt. 1 shows an embodiment of the device according to the invention in schematic drawing. This embodiment is designed to measure the exhalation rate of radon. All arrows indicate the directions of air flows. The unilaterally open, for example, cylinder, cuboid or hemispherical, collecting container 1 is to be placed on the surface to be examined in order to carry out a measurement with the open side and to be sealed at the contact surfaces with a suitable material. For sealing, for example, the material to be examined itself, but also clay or a special sealant such as polyisobutylene are suitable. The measuring chamber 2a a radon gauge 2 is about hoses 2d and 2c with the collection container 1 connected, with the hose 2d with a dust filter 1a is provided to a Kontamnination the measuring chamber 2a with particles to avoid. At the entrance of the hose 2c there is a circulation pump 2 B taking the air out of the measuring chamber 2a in the collection container 1 suppressed. This creates a negative pressure in the measuring chamber 2a which in turn causes air from the sump 1 through dust filter 1a and hose 2d nachstömt.

Zwischen denn Sammelbehälter 1 und der Umgebungsluft gibt es zwei Verbindungen, einen Zufluss 3a, 3b sowie einen Abfluss 4a, 4b. In den Zufluss ist zwischen die Schlauchleitungen 3a und 3b die Pumpe 3 geschaltet, die während der Spülphase Umgebungsluft ansaugt und in den Sammelbehälter 1 fördert, Während der Spülphase ist auch der in den Abfluss zwischen die Schlauchleitungen 4a und 4b geschaltete Kugelhahn 4 geöffnet, so dass die durch die Pumpe 3 in den Sammelbehälter 1 geförderte Luft das darin vorhandene Gas durch den Abfluss 4a, 4b aus dem Sammelbehälter 1 hinaustreiben kann, Der Kugelhahn ist durch einen Stellmotor 5 elektrisch ansteuerbar. Eine Steuereinheit 6 steuert sowohl die Pumpe 3 als auch den Stellmotor 5 für den Kugelhahn 4. Am Ende der Spülphase wird zunächst die Pumpe 3 abgeschaltet und bildet damit einen gasdichten Abschluss zwischen den Schlauchstücken 3a und 3b. Erst wenn sich anschließend ein Druckausgleich zwischen Umgebungsluft und Sammelbehälter 1 eingestellt hat, wird der Kugelhahn 4 geschlossen, und der Sammelbehälter 1 ist von der Umgebungsluft getrennt.Between the collection container 1 and the ambient air there are two connections, one inflow 3a . 3b as well as a drain 4a . 4b , In the inflow is between the hose lines 3a and 3b the pump 3 switched, which sucks ambient air during the rinsing phase and into the collecting container 1 During the rinsing phase is also in the drain between the hose lines 4a and 4b switched ball valve 4 open so that through the pump 3 in the collection container 1 conveyed air the gas present in it through the drain 4a . 4b from the collection container 1 The ball valve is controlled by a servomotor 5 electrically controlled. A control unit 6 controls both the pump 3 as well as the servomotor 5 for the ball valve 4 , At the end of the rinsing phase, first the pump 3 switched off and thus forms a gas-tight seal between the hose pieces 3a and 3b , Only when there is a pressure equalization between the ambient air and the collecting tank 1 has set, the ball valve 4 closed, and the collection container 1 is separated from the ambient air.

Während der Messphase wird bei ausgeschalteter Pumpe 3, geschlossenem. Kugelhahn 4 und eingeschalteter Umwälzpumpe 2b des Radonmessgeräts 2 die Zunahme der Radonaktivitätskonzentration in der Messkammer 2a gemessen. Aus der Steigung der Konzentration in Abhängigkeit von der Messzeit und den bekannten Abmessungen des Sammelbehälters 1 wird die (mittlere) Radonexhalationsrate während der Messzeit ausgewertet. Nach der Messphase öffnet die Steuereinheit 6 über den Stellmotor 5 zuerst den Kugelhahn 4, bevor einige Sekunden später die Pumpe 3 startet und der Sammelbehälter 1 belüftet wird. Die Belüftung wird mindestens solange fortgesetzt, bis die Radonaktivitätskonzentration innerhalb des Sammelbehälters 1 annähernd auf das normale Umgebungsniveau gesunken ist. During the measuring phase, when the pump is switched off 3 , closed. ball valve 4 and switched circulating pump 2 B of the radon gauge 2 the increase in radon activity concentration in the measuring chamber 2a measured. From the slope of the concentration as a function of the measuring time and the known dimensions of the collecting container 1 the (mean) Radonexhalationsrate is evaluated during the measurement time. After the measuring phase, the control unit opens 6 via the servomotor 5 first the ball valve 4 before a few seconds later the pump 3 starts and the sump 1 is ventilated. The aeration is continued at least until the radon activity concentration within the sump 1 has fallen almost to the normal ambient level.

Im Prinzip können beliebig viele alternierende Mess- und Spülphasen ohne manuelle Eingriffe ablaufen; die Betriebsdauer der Apparatur wird nur durch die verwendete Energiequelle bzw. die Datenspeicherkapazität des Radonmessgeräts 2 begrenzt.In principle, any number of alternating measuring and rinsing phases can take place without manual intervention; the operating time of the apparatus is only by the energy source used or the data storage capacity of Radonmessgeräts 2 limited.

Der Sammelbehälter 1 besteht aus Edelstahl, geeignet ist jedoch auch jedes andere mechanisch stabile radondichte Material. Die Schlauchleitungen 2c, 2d, 3a und 4a bestehen aus PVC mit einer Wandstärke von mindestens 2 mm. Geeignet sind jeweils auch andere Schläuche bzw. Rohre aus radondichten Materialien. Als Energiequellen für das Radonmessgerät 2, die Pumpe 3, den Stellmotor 5 und die Steuereinheit 6 können z. B. Netzstrom, (wiederaufladbare) Batterien, Solarmodule oder beliebige andere Stromerzeugungsaggregate eingesetzt werden. Die Steuereinheit 6 ist programmierbar, so dass die Mess- und Spülzeiten sowie die Verzögerung zwischen dem Öffnen des Kugelhahns 4 und dem Starten der Pumpe 3 bzw. die Verzögerung zwischen dem Abschalten der Pumpe 3 und dem Schließen des Kugelhahns 4 frei wählbar sind. Die optimale Dauer der Mess- und Spülphasen ist abhängig von der Radonexhalationsrate am jeweiligen Messort.The collection container 1 is made of stainless steel, however, any other mechanically stable radon-tight material is also suitable. The hose lines 2c . 2d . 3a and 4a consist of PVC with a wall thickness of at least 2 mm. Also suitable are other tubes or tubes made of radon-tight materials. As energy sources for the radon measuring device 2 , the pump 3 , the servomotor 5 and the control unit 6 can z. As power, (rechargeable) batteries, solar panels or any other power generation units are used. The control unit 6 is programmable, allowing the measuring and flushing times as well as the delay between the opening of the ball valve 4 and starting the pump 3 or the delay between switching off the pump 3 and closing the ball valve 4 are freely selectable. The optimal duration of the measuring and rinsing phases depends on the radon exhalation rate at the respective measuring location.

2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hier sind die beiden Zuflüsse 2c aus dem Radonmessgerät und 3a aus der Pumpe 3 sowie die beiden Abflüsse 4a zum Kugelhahn und 2d zum Radonmessgerät jeweils über ein Y-Stück durch die gleiche Durchführung in den Sammelbehälter 1 geführt. Mit dieser Verschaltung kann auch ein Sammelbehälter 1 mit nur zwei Schlauchanschlüssen genutzt werden, während ein Aufbau gemäß 1 einen Sammelbehälter 1 mit vier Anschlüssen voraussetzt. 2 shows a further embodiment of the device according to the invention. Here are the two tributaries 2c from the radon gauge and 3a from the pump 3 as well as the two outflows 4a to the ball valve and 2d to Radonmessgerät each via a Y-piece through the same implementation in the collection 1 guided. With this interconnection can also be a collection container 1 be used with only two hose connections, while a construction according to 1 a collection container 1 with four connections.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Wie in 2 werden hier die beiden Pumpenausgänge 2c und 3a mit einem Y-Stück zusammengeführt und an den Sammelbehälter angeschlossen. Da der Innendurchmesser der Schlauchleitungen 2c, 2d und 3a nur einige Millimeter beträgt, strömt während der Spülphasen die von der Pumpe 3 geförderte Luft mit relativ hoher Geschwindigkeit in den Sammelbehälter und sorgt so für eine gute Durchmischung. Durch einen separaten Luftauslass 4a (wie in 1) und einen Kugelhahn 4 mit Innendurchmessern von mehreren Zentimetern wird ein deutlicher Druckaufbau im Sammelbehälter vermieden und ein ausreichender Luftdurchsatz ermöglicht. Ein Prototyp dieses Ausführungsbeispiels wurde in Langzeitversuchen zur Messung von hohen Radonexhalationsraten erfolgreich getestet. 3 shows a further embodiment of the device according to the invention. As in 2 Here are the two pump outputs 2c and 3a merged with a Y-piece and connected to the collection container. As the inner diameter of the hose lines 2c . 2d and 3a is only a few millimeters, flows during the purging phases of the pump 3 conveyed air at a relatively high speed in the sump and thus ensures a good mixing. Through a separate air outlet 4a (as in 1 ) and a ball valve 4 with inner diameters of several centimeters, a significant build-up of pressure in the sump is avoided and sufficient air flow is achieved. A prototype of this embodiment has been successfully tested in long term experiments to measure high radon exhalation rates.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich das Radonmessgerät 2 innerhalb des Sammelbehälters 1. Dadurch entfallen die Schlauchleitungen 2d und 2c zwischen Radonmessgerät 2 und Sammelbehälter 1 sowie die Umwälzpumpe 2b. Der Gasaustausch zwischen dem Sammelbehälter 1 und dem Radonmessgerät 2 erfolgt ausschließlich durch Diffusion. 4 shows a further embodiment of the device according to the invention. In this embodiment, the radon gauge is located 2 within the collection container 1 , This eliminates the hose lines 2d and 2c between radon gauge 2 and storage tanks 1 as well as the circulation pump 2 B , The gas exchange between the sump 1 and the radon gauge 2 takes place exclusively by diffusion.

Unabhängig von den jeweiligen konstruktionstechnischen Details der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die gesammelten Messdaten folgendermaßen ausgewertet werden. Während der Messphasen wird in festgelegten Zeitintervallen (z. B. alle 10 min) die Radonaktivitätskonzentration im Sammelbehälter gemessen. Die Messwerte werden im Radonmessgerät gespeichert und können bei Bedarf über eine Schnittstelle ausgelesen und in ein Tabellenkalkulatioins- oder Statistikprogramm (z. B. Microsoft Excel) importiert werden. Zu Beginn jeder Messphase (in der Regel in den ersten Stunden), wenn die Leckrate aufgrund geringer Undichtigkeiten der Messapparatur, die Rückdiffusion des Radons aus dem Sammelbehälter in die zu prüfende Oberfläche und der radioaktive Zerfall des Radons nach vernachlässigbar sind, existiert in guter Näherung ein linearer Zusammenhang zwischen den gemessenen Aktivitätskonzentrationen C(t) (in Bq/m³) und der Messzeit t (in s). Durch lineare Regression wird die Anfangssteigung dC(t)/dt im (annähernd) linearen Bereich der Messkurve bestimmt. Dann kann für jede Messphase eine Exhalationsrate E (in Bq·m^–2·s^–1) in guter Näherung nach folgender Gleichung berechnet bzw. abgeschätzt werden: E = (dC(t)/dt)·(V/S) Regardless of the respective design-technical details of the device according to the invention, the collected measurement data can be evaluated as follows. During the measurement phases, the radon activity concentration in the collection container is measured at fixed time intervals (eg every 10 minutes). The measured values are stored in the radon measuring device and can be read out via an interface as required and imported into a spreadsheet or statistics program (eg Microsoft Excel). At the beginning of each measuring phase (usually in the first few hours), when the leakage rate is negligible due to small leaks in the measuring apparatus, the backward diffusion of radon from the sump into the test surface and the radioactive decay of the radon, there is a good approximation linear relationship between the measured activity concentrations C (t) (in Bq / m ³ ) and the measurement time t (in s). Linear regression determines the initial slope dC (t) / dt in the (approximately) linear region of the trace. Then, for each measurement phase, an exhalation rate E (in Bq.m ^-2 .s ^-1 ) can be calculated or estimated to a good approximation according to the following equation: E = (dC (t) / dt) * (V / S)

V (in m³) ist das Gasvolumen innerhalb der Messapparatur, d. h. das Innenvolumen des Sammelbehälters 1, der Messkammer 2a des Radonmessgeräts und der Schlauchleitungen 2c, 2d, 3a und 4a. S (in m²) ist die Fläche, über die der Gasaustausch zwischen der zu untersuchenden Oberfläche und dem Sammelbehälter stattfindet.V (in m ³ ) is the gas volume within the measuring apparatus, ie the internal volume of the collecting container 1 , the measuring chamber 2a Radon gauge and hose assemblies 2c . 2d . 3a and 4a , S (in m ² ) is the area over which the gas exchange takes place between the surface to be investigated and the collecting container.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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BE Lehmann. B. Ihly, S. Salzmann, F. Conen, E. Simon: "An automatic static chamber for continuous Rn-220 and Rn-222 flux measurements from soll", Radiation Measurements 38, 43-50 (2004) [0003]
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Claims

A method for the long-term measurement of the exhalation rate of a gaseous substance on a surface, wherein • in a measuring phase, the substance is collected in a sealed against the ambient air sump and a measure is determined, which is a measure of the concentration of the substance in the sump; • In a subsequent rinsing phase by air exchange with the environment, the concentration of the substance is lowered in the collecting container; • After the rinsing phase, the collecting container is again sealed against the environment and a new measuring phase begins, characterized in that ambient air is actively conveyed through the collecting container during the rinsing phase.

A method according to claim 1, characterized in that during the rinsing phase, the concentration of the substance in the collecting container is lowered at least approximately to the concentration of the substance in the ambient air.

Method according to one of claims 1 to 2, characterized in that during the measuring phase, air is actively conveyed between the collecting container and a meter arranged outside the collecting container for the measured variable.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the exhalation rate from the temporal slope of the concentration of the substance in the collecting container is evaluated.

A method according to claim 4, characterized in that a flattening of the increase in the concentration is evaluated as a signal for the completion of the measurement phase and the transition to the rinse phase.

Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, comprising a collecting container which can be sealed against the ambient air and a measuring instrument for determining a measured variable which is a measure of the concentration of the substance to be detected in the collecting container, characterized in that it comprises at least one Connection between the sump and the ambient air, a pump for conveying ambient air through this connection during the rinsing phase and means for sealing the connection during the measuring phase.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the means for sealing the connection comprise a ball valve.

Device according to one of claims 6 to 7, characterized in that there are a plurality of connections between the collecting container and the ambient air and the pump is connected in one of the compounds.

Device according to one of claims 6 to 8, characterized by a control unit for the automatic change between measuring and rinsing phase.

Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the measuring instrument is arranged outside the collecting container and connected via at least one sealed against the ambient air connection with the collecting container.

Apparatus according to claim 10, characterized in that it comprises a further pump for conveying air between the collecting container and the measuring instrument.