DE29617354U1

DE29617354U1 - Vorrichtung zur Erfassung flüchtiger organischer Substanzen

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Publication number: DE29617354U1
Application number: DE29617354U
Authority: DE
Original assignee: Institut fuer Bioprozess und Analysenmesstechnik eV
Current assignee: Institut fuer Bioprozess und Analysenmesstechnik eV
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2006-09-25

Description

Institut für Bioprozeß-
und Analysenmeßtechnik e.V.
Rosenhof

37308 Heiligenstadt

IBA140

Vorrichtung zur Erfassung flüchtiger organischer Substanzen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung flüchtiger organischer Substanzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Beurteilung von Vorkommen und gesundheitsschädigender Wirkung chemischer Stoffe in Innenräumen, ist neben der Kenntnis über emittierende Quellen eine Kenntnis über das quantitative Ausmaß der Einwirkungen auf den Menschen erforderlich. Maßgeblich für die Belastung der Innenraumluft sind vor allem Emissionen organischer Verbindungen aus

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Baustoffen und Einrichtungsgegenständen. Bei den organischen Emittenten sind insbesondere flüchtige Substanzen von Interesse, da diese bevorzugt über die Atemwege aufgenommen werden.

Zur Ermittlung von Schadstoffen in Innenräumen ist es bekannt, durchsichtige Prüfröhrchen zu verwenden, die mit einer Chemikalie gefüllt sind, die selektiv auf einen bestimmten Schadstoff reagiert und dabei ihre Farbe verändert. In Abhängigkeit von der Stärke des Farbumschlages kann auf die Konzentration des Schadstoffes geschlossen werden. Um einen Innenraum auf mehrere Schadstoffe zu untersuchen, ist es bekannt, mehrere Prüfröhrchen auf einem Adapter anzuordnen und mittels eines Saugaggregates die zu untersuchende Luft gleichzeitig durch alle Prüfröhrchen zu saugen.

Diese bekannte Methode der Schadstoffermittlung weist jedoch Nachteile auf. So ist die Schadstoffkonzentration nur qualitativ erfaßbar. Bestenfalls kann mittels des Farbumschlages festgestellt werden, ob eine geringe, mittlere oder hohe Konzentration vorliegt. Weiterhin muß bei dieser Art der Schadstoffermittlung eine der Anzahl der zu ermittelnden Substanzen entsprechende Anzahl Probenröhrchen verwendet werden, wodurch die Handhabbarkeit der Methode erschwert wird. Andere als mit den verwendeten Probenröhrchen nachweisbare Substanzen werden nicht erfaßt. Weiterhin sind geringe Konzentrationen schwer erfaßbar, da ein Aufkonzentrierung der Schadstoffe im Probenröhrchen entweder nicht oder in einer Zeiteinheit für jede Probensubstanz unterschiedlich erfolgt, so daß die Auswertung der Farbumschläge sehr erschwert wird.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der flüchtige organische Substanzen auch geringer Konzentration so erfaßt und präzise aufkonzentriert werden, daß sie anschließend mittels Analysegeräten auswertbar sind.

Erfindungsgemäß wird das gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Bei einer Vorrichtung zur Erfassung flüchtiger organischer Substanzen, insbesondere von Schadstoffkonzentrationen in Innenräumen, sind erfindungsgemäß mindestens eine Baugruppe zur Erfassung und Aufkonzentrierung der Substanzen und mindestens eine Baugruppe zur Erfassung der Umgebungsbedingungen vorgesehen, wobei die Baugruppe zur Erfassung und Aufkonzentrierung mindestens einen Substanzsammler aufweist, der aus der Vorrichtung herausnehmbar ist und aus dem die Substanzen zwecks anschließender Analyse herauslösbar sind. Dem Substanzsammler ist ein Saugaggregat zugeordnet, das die zu untersuchende Luft durch diesen hindurchsaugt und einen konstanten Volumenstrom realisiert.

Diese Vorrichtung weist den Vorteil auf, das eine große Anzahl chemischer Substanzen erfaßt und aufkonzentriert wird. Durch das anschließende Herauslösen der Substanzen aus dem Substanzsammler ist deren Analyse mittels eines bekannten hochgenauen Analyseverfahrens, wie z.B. der Gaschromatographie in Verbindung mit der Massenspektrometrie (GC/MS), möglich.

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Als SubstanzSammler ist vorzugsweise ein Adsorberharzmodul vorgesehen. Insbesondere kann ein Adsorberharzmodul verwendet werden, wie es aus dem deutschen Gebrauchsmuster 94 08 802 bekannt ist.

In einer Ausführungform ist vorgesehen, daß die Baugruppe zur Erfassung und Aufkonzentrierung einen Probenahmekopf mit Ansaugöffnung aufweist, der der Substanzsammler und das Saugaggregat nachgeordnet sind und der ein Volumenstromsensor zugeordnet ist, daß die Baugruppe zur Erfassung der Umweltbedingungen einen Temperatur- und Feuchtesensor enthält, und daß beiden Baugruppen eine Meß-, Steuer- und Regeleinheit zugeordnet ist. In dieser_; Ausführungsform werden also die Substanzen unter Berücksichtigung des Raumklimas erfaßt. Dadurch wird die temperatur- und feuchtigkeitsabhängige unterschiedliche Abgabe flüchtiger Substanzen in einem Raum berücksichtigt, d.h. die Aussagekraft der Meßwerte wird weiter erhöht.

Die Vorrichtung ist weiterhin zweckmäßig so ausgebildet, daß der Substanzsammler an beiden Enden am Umfang Paßflächen aufweist, mittels derer das Adsorbermodul einerseits mit dem Saugaggregat und andererseits mit dem Probenahmekopf steckbar verbindbar ist, die eine entsprechende Paßfläche aufweisen. Diese Art der Verbindung erlaubt den einfachen Einbau und Ausbau des Adsorbermoduls. Die Abdichtung der Verbindungsstellen kann in bekannter Weise mittels Rundringen erfolgen.

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In einer Ausführungsform ist als Saugaggregat ein Radiallüfter vorgesehen, der zur Ankopplung an den Substanzsammler mit einem Ansaugflansch versehen ist. Weiterhin kann zwischen dem Substanzsammler und dem Probenahmekopf ein Verbindungselement vorgesehen sein, z.B. in Form eines Schlauches, um einen einfachen Wechsel des Adsorberharzmoduls zu gewährleisten.

Als Volumenstromsensor kann ein kalorimetrischer, nach dem Wärmeübertragungsprinzip arbeitender Strömungssensor und als Feuchtesensor ein kapazitiver Sensor vorgesehen sein.

Es ist weiterhin zweckmäßig, den Volumenstromsensor, den Feuchtesensor und den Temperatursensor über einen Multiplexer mit einem Mikroprozessor zu verbinden und das Ansaugaggregat zur volumenstromabhängigen Regelung seines Antriebes ebenfalls mit dem Mikroprozessor zu verbinden.

Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert werden. Die Zeichnung zeigt den prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung.

Die Vorrichtung weist eine Baugruppe zur Erfasung und Aufkonzentrierung von Substanzen auf, die sich im wesentlichen aus einem Probenahmekopf 1, einem Verbindungselement 2, einem Adsorberharzmodul 3 als Substanzsammler und einem Radiallüfter 4 mit Ansaugflansch 5 zusammensetzt. Der Probenahmekopf 1 weist eine Ansaugöffnung 6 auf, in der eine Strömungsmeßzelle 8 eines Volumenstromsensors 7 angeordnet ist. Die Strömungsmessung erfolgt kalorimetrisch nach dem Wärmeübertragungsprinzip. Das Adsorberharzmodul 3

ist an seinen beiden Enden am Umfang mit Paßflächen 9, 10 versehen, die in entsprechende Öffnungen des Ansaugflansches 5 und des Verbindungselementes einschiebbar sind. Die Abdichtung erfolgt mittels Rundringen 11, 12.

Die Baugruppe zur Erfassung der Umgebungsbedingungen weist einen Temperatursensor 13 und einen Feuchtesensor 14 auf. Als Temperatursensor ist ein handelsübliches Einsteck-Widerstandsthermometer Pt 100 und als Feuchtesensor ein nach dem kapazitiven Meßprinzip arbeitendes Element vorgesehen.

Weiterhin ist eine Meß-, Steuer- und Regeleinheit 15 vorgesehen, die einen Mikroprozessor 16 enthält. Als weitere wesentliche Baugruppe ist ein Multiplexer 17 vorhanden, der die Ausgangssignale des Volumenstromsensors 7 , des Temperatursensors 13 und des Feuchtesensors 14 aufbereitet und den Datenstrom zum Mikroprozessor 16 koordiniert. Mittels der Meß-, Steuer- und Regeleinheit wird ein definierter, konstanter Volumenstrom durch das Adsorberharzmodul 3 realisiert.

Mittels des Radiallüfters 4 wird beim Einsatz der Vorrichtung die zu untersuchende Luft durch das Adsorberharzmodul gesaugt. Dabei werden die leicht flüchtigen organischen Substanzen am Adsorberharz abgeschieden. Während der Probenahme werden gleichzeitig der Volumenstrom, der Feuchtegehalt und die Temperatur gemessen, so daß eine Bewertung der Raumluftqualität möglich ist.

Nach Abschluß der Probenahme, die sich über mehrere Stunden bzw, Tage erstrecken kann, wird das Adsorberharzmodul 3 aus der Vorrichtung ausgebaut und anschließend werden die gesammelten Substanzen in bekannter Weise aus dem Adsorberharzmodul 3 herausgelöst und mittels einer Analyseapparatur, z.B. mittels eines Gaschromatographen, werden die einzelnen Schadstoffe bestimmt.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Erfassung flüchtiger organischer Substanzen, insbesondere von Schadstoffkonzentrationen in Innenräumen,

dadurch gekennzeichnet/

daß mindestens eine Baugruppe zur Erfassung und Aufkonzentrierung der Substanzen und mindestens eine Baugruppe zur Erfassung der Umgebungsbedingungen vorgesehen sind, wobei die Baugruppe zur Erfassung und Aufkonzentrierung mindestens einen Subs tanz sammler (3) aufweist, der aus der Vorrichtung herausnehmbar ist und aus dem die Substanzen zwecks anschließender Analyse herauslösbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Substanzsammler ein Adsorberharzmodul (3) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet/ daß dem Substanzsammler (3) ein Saugaggregat (4) zugeordnet ist.

Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe zur Erfassung und Aufkonzentrierung einen Probenahmekopf (1) mit Ansaugöffnung (6) aufweist, der der Substanz sammler (3) und das Saugaggregat (4) nachgeordnet sind und der ein Volumenstromsensor (7) zugeordnet ist, daß die Baugruppe zur Erfassung der Umweltbedingungen einen Temperatur-(13) und Feuchtesensor (14) enthält, und daß beiden Baugruppen eine Meß-, Steuer- und Regeleinheit (15) zugeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Substanzsammler (3) an beiden Enden am Umfang Paßflächen (9, 10) aufweist, mittels derer der Substanzsammler (3) einerseits mit dem Saugaggregat (4) und andererseits mit dem Probenahmekopf (1) steckbar verbindbar ist, die eine entsprechende Paßfläche aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Saugaggregat ein Radiallüfter (4) vorgesehen ist, der zur Ankopplung an den Substanzsammler (3) mit einem Ansaugflansch (5) versehen ist.

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7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Substanzsammler (3) und dem Probenahmekopf (1) ein Verbindungselement (2) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstromsensor (7) einen kalorimetrischen, nach dem Wärmeübertragungsprinzip arbeitenden Strömungssensor (8) aufweist.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das als Feuchtesensor (14) ein kapazitiver Sensor vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenstromsensor (7), der Feuchtesensor (14) und der Temperatursensor (13) über einen Multiplexer (17) mit einem Mikroprozessor (16) verbunden sind und daß das Ansaugaggregat (4) zur volumenstromabhängigen Regelung seines Antriebes ebenfalls mit dem Mikroprozessor (16) verbunden ist.