DE3010587C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dosismesser nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein aus der US-PS 40 63 824 bekannter Dosismesser der gattungsgemäßen Bauart wird von einer Einzelperson verwendet, um den Anteil an Schadstoffen in der Luft zu bestimmen, dem die Einzelperson ausgesetzt ist. Es kann sich dabei um Dämpfe, Rauch, Staubteilchen und dergleichen handeln. Der Dosismesser wird von der Einzelperson getragen. Am Ende einer Expositionsperiode wird das Filter entfernt und auf Schadstoffe untersucht. Die Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch den Dosismesser wird genau geregelt. Wenn beispielsweise das Filter teilweise blockiert war, so daß der Luftdurchsatz verringert war, so wird die Strömungsgeschwindigkeit der Luft erhöht, um die eingetretene Verringerung des Luftdurchsatzes auszugleichen, so daß der Gesamtluftdurchsatz innerhalb der Expositionsperiode konstant ist. Der bekannte Dosismesser für einen Luftdurchsatz von 250 cm³/min ausgelegt. Bei höheren Werten des Luftdurchsatzes treten schnelle Luftpulsationen auf, die den Druckschalter in schneller Folge auslösen. Dies verringert die Standzeit des Luftschalters wesentlich.

Aus der US-PS 39 56 940 ist ein Dosismesser bekannt, bei dem die Umdrehungen des Motors gezählt werden und als Maß für den Gesamt-Luftdurchsatz dienen. Bei einer teilweisen oder vollständigen Blockierung des Filters dreht sich der Motor jedoch mit nahezu unveränderter Geschwindigkeit weiter, obwohl der Luftdurchsatz verringert bzw. unterbrochen ist. Bei derartigen Betriebsstörungen liefert dieser Dosismesser daher unzutreffende Werte über die Schadstoffkonzentration.

Aus der US-PS 39 53 152 ist ein Dosismesser bekannt, bei dem zur Erzielung einer möglichst genauen Messung des Gesamtvolumens ein Antrieb verwendet wird, bei dem hohe Linearität zwischen dem Strömungsdurchsatz und der Antriebsgeschwindigkeit einerseits und der Antriebsgeschwindigkeit und der Motorspannung andererseits besteht. Dadurch kann durch Integration der elektrischen Spannung ein Maß für das Gesamtvolumen gewonnen werden. Voraussetzung dafür ist jedoch, daß der Druckabfall an den verschiedenen Ventilen und am Filter konstant ist. Bei einer teilweisen oder vollständigen Blockierung des Strömungsweges kann die aufintegrierte Motorspannung nicht mehr als Maß für das Gesamtvolumen verwendet werden.

Ausgehend von dem eingangs genannten Dosismesser liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Luftdurchsatz auf 1 bis 3 l/min zu erhöhen, ohne die Standzeit des Druckschalters zu verkürzen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Dosismessers;

Fig. 2 ein Schaltschema für eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dosismessers.

Der erfindungsgemäße Dosismesser, der einen Speicher und einen Luftdruckimpulsfilter enthält, ergibt eine gleichmäßige stoßfreie Strömung des Luftstroms durch den Dosismesser bei einer Luftströmungsgeschwindigkeit von 1-3 l/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 cm×10 cm×16 cm und einem Gewicht von etwa 723 g. Der Dosismesser kann von einem Arbeiter beispielsweisse in einer Tasche, an einem Gürtel und in einem Halsband od. dgl. 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 Blockschaltbildung 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 Außenluft 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 Luftdruckimpulsfilter zu einem Druckdifferenzimpulsfilter kombiniert 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 2 vorgesehen, der Teilchen von 0,01 Mikron oder größer aufnimmt. Wenn der Filter 2 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 2, 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 2 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 4 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 einen Kunststoff, beispielsweise aus einem Polyester wie Polyäthylenterephthalat bestehen.

Die Pumpe ist mit einem herkömmlichen Gleichstrommotor von etwa 0,07457 W bis 14,914 W (0,0001 bis 0,02 hp) elektrisch verbunden. 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 5 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 4 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 4 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 6, 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 (etwa 0,4 bis 4,0″) Wassersäule erzeugt. Gewöhnlich wird ein Druckabfall von 6,35 bis 8,25 cm (2,5 bis 3,5″) 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 13 werden die Druckimpulse und Druckstöße wesentlich verringert und oft beseitigt, die durch die Pumpe 4 verursacht werden, so daß der Druckschalter 14 nicht bei jedem Druckanstieg arbeitet, der durch jeden Pumpenhub erzeugt wird, wodurch die Lebensdauer des Druckschalters 14 wesentlich verlängert wird. Der Druckimpulsfilter 13 hat ferner eine Verzögerung der Drucksignalwanderung zum Druckschalter 14 zur Folge. Diese Verzögerung bewirkt, daß die die Pumpe 14 steuernde Schaltungsanordnung die Drehzahl der Pumpe 4 in wiederholbarer Weise erhöht oder verringert.

Die Elemente des Luftdruckimpulsfilters 13 sind in Fig. 1 gezeigt. Die Luft von der Pumpe 4 strömt durch die Öffnung 6 und ein Druckabfall über die Öffnung 6 wird erzeugt, welcher einen höheren Druck am Einlaß als auf der Auslaßseite der Öffnung 6 bewirkt. Der höhere Druck wird auf den Druckschalter 14 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 14 ist zur Außenluft offen. Der Druckimpulsfilter 13 dämpft die Luftdruckstöße im Luftstrom und ergibt ein verhältnismäßig konstantes Druckniveau für den Druckschalter 14, 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 13 erzeugte Signal durch die Integratorschaltung 15 dazu verwendet wird, die Arbeitsweise der Luftpumpe 4 zu regeln.

Gewöhnlich wird ein Druckschalter 14 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 (0,01 bis 0,5″) Wassersäule anspricht. Die Empfindlichkeit des Schalters 14 oder der Wert des Druckes, der zur Betätigung des Schalters 14 erforderlich ist, bestimmt die Zahl der dem Integrator 15 zugeführten Signaländerungen. Ein Schalter 14 mit einem niedrigen Empfindlichkeitsgrad würde weniger Ein-Ausveränderungen des Signals dem Integrator 15 zuführen, als es ein Schalter 14 von hoher Empfindlichkeit würde. Es kann ein Schalter 14 mit einem festen Empfindlichkeitsgrad oder ein Schalter 14 mit einem verstellbaren Empfindlichkeitsgrad verwendet werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms wird durch die Einstellgröße in der Öffnung und durch die Empfindlichkeit des Druckschalters 14 bestimmt. Wenn unter festen Bedingungen gearbeitet werden soll, kann eine nicht verstellbare Öffnung 6 mit einem festen Druckschalter 14 verwendet werden. Wenn unter veränderlichen Bedingungen gearbeitet werden soll, kann eine verstellbare Öffnung 6 oder ein verstellbarer Druckschalter 14 verwendet werden oder es können sowohl die Öffnung 6 als auch der Druckschalter verstellbar 14 sein.

Die Integratorschaltung 15 nimmt das durch den Druckschalter 14 erzeugte Ein-Aus-Signal auf und bildet aus diesem ein sich langsam veränderndes kontinuierliches Signal, das der Verstärkerschaltung 16 zugeführt wird. Die Integratorschaltung 15 hat eine Vorspannung von etwa +0,6 V und das Signal aus dem Schalter erhöht auf etwa 1,2 V, wenn der Druckschalter 14 aktiviert wird, und nimmt auf etwa +0,0 V ab, wenn der Schalter 14 deaktiviert wird. Die Integratorschaltung 15 erzeugt eine allmählich abnehmende Ausgangsspannung, die dem Verstärker 16 zugeführt wird, wenn der Druckschalter 14 geschlossen ist, und eine allmählich zunehmende Spannung, wenn der Druckschalter 14 offen ist. Die Schaltung ist aus herkömmlichen Transistoren, Kondensatoren und Widerständen aufgebaut.

Die Verstärkerschaltung 16 nimmt das durch die Integratorschaltung 15 erzeugte Signal auf und verstärkt das Signal, so daß der Gleichstrom-Elektromotor 18 mit verschiedenen Drehzahlen geregelt werden kann, um eine konstante Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms durch den Dosismesser sicherzustellen. Die Verstärkerschaltung 16 verstärkt das Signal aus dem Integrator 15 auf ein Maximum von etwa 95% der Gesamtspannung der Stromquelle 20. Beispielsweise wird für eine Stromquelle 20 von 5 V das Signal auf 4,8 V verstärkt. Gewöhnlich hat der Verstärker 16 eine Impedanz von mehr als 10 Ohm und bis zu eine Megohm. Es kann jedoch ein Verstärker 16 mit einer Impedanz von weniger als 10 Ohm verwendet werden, beispielsweise mit einer Impedanz von 0,01 bis 10 Ohm. Der Verstärker 16 ist aus herkömmlichen Transistoren, Kondensatoren und Widerständen aufgebaut.

Die Stromquelle 20 ist gewöhnlich eine Batterie von etwa 5-6 V. Im allgemeinen wird eine Nickel-Kadmium-Batterie von 4 Zellen benutzt. Eine Gleichstromquelle aus einem gleichgerichteten Wechselstrom kann ebenfalls verwendet werden.

Eine wahlweise Schaltung 19, 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 19 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 15 verbunden ist und betätigt wird, wenn die Ausgangsspannung der Integratorschaltung 15 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 15 und Batterieprüfschaltungen sind in den US-Patentschriften 40 63 824 und 41 23 932 beschrieben. Auf die anwendbaren Teile in diesen Patentschriften wird im vorliegenden Zusammenhang verwiesen. Diese Schaltungen können in Form eines Integratorschaltung- Mikrobausteins 17 sein. Der Mikrobaustein 17 wird wegen seiner geringen Größe und des einfachen Einbaus und Auswechselns bevorzugt.

Fig. 2 zeigt ein Schaltschema der im Dosismesser verwendeten Schaltung.

Die Schaltungsanordnung beruht auf einem Integratorschaltung- Mikrobaustein. Der Mikrobaustein 17 enthält eine Integratorschaltung 15, eine Verstärkerschaltung 16, eine Batterieprüfschaltung 19 und eine Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung. Der innere Aufbau des Mikrobausteins 17 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.

Für den Betrieb des Motors 11, der mit der Pumpe 4 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 IN4001) der Mikrobaustein- Schaltungsanordnung über den Stromeingangsanschluß 5 (+VCC). Die Diode D2 verhindert eine Schädigung der Schaltungsanordnung, wenn die Batterie versehentlich mit der umgekehrten Polarität angeschlossen wird.

Der Kondensator C1 (gewöhnlich 2,2 Mikrofarad), der zwischen dem Anschluß 5 und der Erde geschaltet ist, filtert regellose elektrische Schwankungen heraus. Im Betrieb der Integratorschaltung des Mikrobausteins 17 ist die Spannung über den Kondensator C3 (gewöhnlich 10 Mikrofarad), der mit dem Anschluß 6 (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 6 nimmt zu und wenn die Luftströmungsgeschwindigkeit hoch ist, ist SW3 geschlossen, so daß der Anschluß 4 SW mit dem Anschluß 1 GND verbunden ist, welches der gemeinsame Anschluß für den Mikrobaustein 17 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 (gewöhnlich 2,2 Megaohm) bestimmt. R2 ist mit der Erde (G.N.D.) und mit dem Anschluß 7 TRIM verbunden, der mit der Integratorschaltung 15 des Mikrobausteins 17 verbunden ist.

Um eine kürzere Zeitkonstante beim ersten Anlaufen der Pumpe 4 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 7 des Mikrobausteins 17 verbunden.

Im Mikrobaustein 17 wird die Spannung aus der Integratorschaltung 15 der Verstärkerschaltung 16 zugeführt. Die Verstärkerschaltung 16 ist mit dem Anschluß 13 DRIVE, dem Anschluß 14 ILIM und mit dem Anschluß 15 OUT verbunden. Der Ausgangstransistor Q1 (gewöhnlich D40-D2) ist mit den Anschlüssen 13, 14 und 15 verbunden und liefert dem Motor 18 zusätzliche Spannung.

Der Widerstand R1 (gewöhnlich ein Ohm) der zwischen dem Anschluß 15 und der Erde geschaltet ist, bestimmt den maximalen Stromwert, den die Verstärkerschaltung 16 erzeugt. Ein Kondensator C2 (gewöhnlich 2,2 Mikrofarad) der zwischen dem Anschluß und der Erde geschaltet wird, stabilisiert die Verstärkerausgangsspannung.

In dem Mikrobaustein 17 wird die Spannung aus der Integratorschaltung 15 ferner der Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung zugeführt. Eine höhere als normale Spannung aus der Integratorschaltung 15 zeigt eine schwache Luftströmung durch die Pumpe 4 an. Wenn dies geschieht, wird die Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung getriggert und der Anschluß 3 LF gespeist, während der Anschluß 2 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 2 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 2 und 3 in ihrem Zustand für schwache Strömung wegen der Verbindung des Anschlusses 12 mit dem Anschluß 5 gehalten. Die Anschlüsse 2 und 3 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 12 und dem Anschluß 5 weggelassen werden, worauf die Anschlüsse 2 und 3 in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren würden, wenn die schwache Strömung berichtigt wird.

Im Mikrobaustein 17 speist die Batterieprüfschaltung 19 die lichtemittierende Diode LED 2, die mit dem Anschluß 8 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 9 (B. SET) verbunden ist, um einen Prozentsatz der Batteriespannung der Batterieprüfschaltung 19 zuzuführen. Wenn diese Spannung höher als eine Intervallpräzisionsbezugsspannung ist, die im Mikrobaustein eingestellt ist, wird Strom dem Anschluß 8 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 Integratorschaltung- Mikrobaustein für die Batterieprüfschaltung 19 erzeugt. Der Anschluß 11 TRIM ist normalerweise geerdet. Falls erforderlich, kann ein Widerstand zwischen dem Anschluß 11 und der Erde geschaltet werden, um eine bessere Temperaturstabilität zu erzielen.

Der Kondensator C4 (gewöhnlich 0,02 Mikrofarad) ist zwischen dem Anschluß 10 REF und der Erde geschaltet, um eine Filterung der Präzisionsbezugsspannung zu erhalten.

Die Batterie kann durch einen Nickel-Kadmium-Batterielader über eine Ladebuchse J1 aufgeladen werden. Die Diode D1 (gewöhnlich IN4001) 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 2 wird dann aus dem Dosismesser herausgenommen und an ein Laboratorium zur Analyse gegeben, deren Ergebnisse in den Akten des Arbeiters aufgezeichnet werden. Wenn eine 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 Arbeitsbereichen angeordnet werden und die Einzelexponierung kann angenähert je nach der Zeit bestimmt werden, welche der Arbeiter in einem besonderen Bereich verbracht hat.

Claims (10)

1. Dosismesser mit einer Einlaßöffnung, die mit einem Filter verbunden ist, in welchem Teilchen oder Dämpfe, die in einem Luftstrom vorhanden sind, durch den Dosismesser gepumpt werden, einer Pumpe mit veränderlichem Antrieb, die mit dem Filter verbunden ist, den Luftstrom durch den Filter saugt und den Luftstrom durch den Dosiermesser pumpt, einem 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 Niederspannungseingangssignal 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. Dosismesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruckimpulsfilter (13) mindestens eine Öffnung in Kombination mit einer Luftkammer besitzt.

3. Dosismesser 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. Dosismesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe von veränderlichem Antrieb eine Membranpumpe ist.

5. Dosismesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranpumpe ein Ventil aus einem flexiblen polymeren Material besitzt.

6. Dosismesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil aus einem dünnen Polyesterfilm besteht.

7. Dosismesser 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. Dosismesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit diesem eine Batterieprüfschaltung elektrisch verbunden ist, die einen Präzisionsspannungsdetektor aufweist, welcher auf die Spannung jeder Zelle der Batterie eingestellt ist.

9. Dosismesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator, der Verstärker und die Anzeigeschaltung für schwache Luftströmung auf einem elektronischen Mikrobaustein 17 vorgesehen sind.

10. Dosismesser nach den Ansprüchen 3, 6, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterieprüfungsschaltung auf dem elektronischen Mikrobaustein 17 angeordnet ist.