1.

ANWENDUNGSBEREICH

In diesem Anhang sind die Bedingungen festgelegt, denen die Trübungsmeßgeräte entsprechen müssen, die für Prüfungen nach den Anhängen III und IV benutzt werden.

2.

GRUNDSÄTZLICHE VORSCHRIFTEN FÜR DIE TRÜBUNGSMESSGERÄTE

2.1. Das zu messende Gas muß sich in einer Kammer befinden, deren Innenflächen nicht reflektierend sind.

2.2. Die effektive Länge der Lichtabsorptionsstrecke ist unter Berücksichtigung des möglichen Einflusses von Schutzeinrichtungen für die Lichtquelle und für die Photozelle zu bestimmen. Diese effektive Länge ist auf dem Gerät anzugeben.

2.3. Die Anzeigeeinrichtung des Trübungsmeßgeräts muß 2 Skalen haben. Die eine muß absolute Einheiten der Lichtabsorption von 0 bis ∞,(m^-1) aufweisen, die andere muß linear von 0 bis 100 geteilt sein; beide Skalen müssen sich von dem Wert 0 für den gesamten Lichtstrom bis zu dem Größtwert der Skalen für die vollständige Lichtundurchlässigkeit erstrecken.

3.

BAUVORSCHRIFTEN

3.1.

Allgemeines

Trübungsmeßgeräte müssen so beschaffen sein, daß die Rauchkammer mit Rauch gleichmäßiger Trübung gefüllt ist, wenn sie bei gleichbleibenden Drehzahlen betrieben werden.

3.2.

Rauchkammer und Gehäuse des Trübungsmeßgeräts

3.2.1. Das auf die Photozelle fallende Streulicht, das von inneren Reflektionen oder von Lichtstreuung herrührt, muß auf ein Mindestmaß beschränkt sein (z. B. durch eine mattschwarze Oberfläche der inneren Flächen und eine allgemein geeignete Anordnung).

3.2.2. Die optischen Eigenschaften müssen gewährleisten, daß der Wert für Streuung und Reflektion zusammen eine Einheit der linearen Skala nicht überschreitet, wenn die Rauchkammer durch Rauch mit einem Absorptionskoeffizienten von etwa 1,7 m^-1 gefüllt ist.

3.3

Lichtquelle

Die Lichtquelle muss aus einer Glühlampe bestehen, deren Farbtemperatur zwischen 2800 und 3250 K liegt, oder aus einer grünen Lumineszenzdiode (LED) mit einem Strahlungsmaximum im Wellenlängenbereich zwischen 550 und 570 nm. Die Lichtquelle ist durch Mittel vor Verrußung zu schützen, die die optische Weglänge nicht stärker beeinflussen, als nach den Angaben des Herstellers zulässig ist.

3.4.

Empfänger

3.4.1. Der Empfänger muß aus einer Photozelle bestehen, deren spektrale Empfindlichkeit der Hellempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges angepaßt ist. (Höchstempfindlichkeit im Bereich 550/570 nm, weniger als 4 % dieser Höchstempfindlichkeit unter 430 nm und über 680 nm).

3.4.2. Der elektrische Kreis einschließlich der Anzeigeeinrichtung muß so beschaffen sein, daß der von der Photozelle gelieferte Strom eine lineare Funktion der Stärke des empfangenen Lichts innerhalb des Betriebs-Temperaturbereichs der Photozelle ist.

3.5.

Skalen

3.5.1. Der Absorptionskoeffizient k ist aus der Formel Φ = Φ_o · e^-kL zu berechnen, worin L die effektive Länge der Lichtabsorptionsstrecke, Φ_o der eintretende Lichtstrom und Φ der austretende Lichtstrom sind. Kann die effektive Länge L eines Trübungsmeßgerätetyps nicht unmittelbar von dessen Geometrie her bestimmt werden, so ist die effektive Länge L

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entweder nach dem in Punkt 4 beschriebenen Verfahren

—

oder durch Vergleich mit einem anderen Trübungsmeßgerätetyp, dessen effektive Länge bekannt ist, zu bestimmen.

3.5.2. Der Zusammenhang zwischen der linearen Skala mit der Teilung 0 bis 100 und dem Absorptionskoeffizienten k ist durch die Formel k = - 1L loge1 - N100 gegeben. Dabei bedeutet N einen Ablesewert auf der linearen Skala und k den entsprechenden Wert des Absorptionskoeffizienten.

3.5.3. Die Anzeigeeinrichtung des Trübungsmeßgeräts muß es ermöglichen, einen Absorptionskoeffizienten von 1,7 m^-1 mit einer Genauigkeit von 0,025 m^-1 abzulesen.

3.6.

Einstellung und Prüfung des Meßgeräts

3.6.1. Der elektrische Kreis der Photozelle und der Anzeigeeinrichtung muß einstellbar sein, um den Zeiger auf 0 bringen zu können, wenn der Lichtstrom durch die mit reiner Luft gefüllte Rauchkammer oder eine Kammer mit gleichen Eigenschaften geht.

3.6.2. Bei ausgeschalteter Lampe und offenem oder kurzgeschlossenem elektrischen Kreis muß die Anzeige auf der Skala für den Absorptionskoeffizienten ∞ betragen und nach Wiedereinschalten des Kreises muß die Anzeige bei ∞ bleiben.

3.6.3. Es ist die folgende Nachprüfung durchzuführen: In die Rauchkammer wird ein Filter eingeführt, der ein Gas mit einem bekannten Absorptionskoeffizienten k darstellt, der, nach Punkt 3.5.1 gemessen, zwischen 1,6 m^-1 und 1,8 m^-1 beträgt. Der Wert k muß mit einer Genauigkeit von 0,025 m^-1 bekannt sein. Die Nachprüfung besteht darin, festzustellen, ob dieser Wert um nicht mehr als 0,05 m^-1 von dem vom Anzeigegerät abgelesenen Wert abweicht, wenn der Filter zwischen Lichtquelle und Photozelle gebracht wird.

3.7.

Ansprechzeit des Trübungsmeßgeräts

3.7.1. Die Ansprechzeit des elektrischen Meßkreises, angegeben als die Zeit, innerhalb derer der Zeiger 90 % des Skalenendwertes erreicht, wenn ein vollständig lichtundurchlässiger Schirm vor die Photozelle gebracht wird, muß zwischen 0,9 und 1,1 Sekunden liegen.

3.7.2. Die Dämpfung des elektrischen Meßkreises muß so sein, daß das erste Überschwingen über die schließlich konstante Anzeige nach jeder plötzlichen Änderung des Eingangswertes (z.B. Einbringen des Prüffilters) nicht mehr als 4 % dieses Wertes in Einheiten der linearen Skala beträgt.

3.7.3. Die Ansprechzeit des Trübungsmeßgeräts, bedingt durch physikalische Erscheinungen in der Rauchkammer, ist die Zeit, die zwischen dem Beginn des Eintritts der Gase in das Meßgerät und der vollständigen Füllung der Rauchkammer vergeht; sie darf 0,4 Sekunden nicht überschreiten.

3.7.4. Diese Vorschriften gelten nur für Trübungsmeßgeräte, die für Trübungsmessungen bei freier Beschleunigung benützt werden.

3.8.

Druck des zu messenden Gases und der Spülluft

3.8.1. Der Druck der Abgase in der Rauchkammer darf vom Umgebungsdruck um nicht mehr als 75 mm Wassersäule abweichen.

3.8.2. Die Druckschwankungen des zu messenden Gases und der Spülluft dürfen keine größere Veränderung des Absorptionskoeffizienten als 0,05 m^-1 bei einem zu messenden Gas hervorrufen, das einen Absorptionskoeffizienten von 1,7 m^-1 hat.

3.8.3. Das Trübungsmeßgerät muß mit geeigneten Einrichtungen für die Messung des Drucks in der Rauchkammer versehen sein.

3.8.4. Die Grenzen der zulässigen Druckschwankungen des Gases und der Spülluft in der Rauchkammer sind vom Hersteller des Gerätes anzugeben.

3.9.

Temperatur des zu messenden Gases

3.9.1. Die Temperatur des zu messenden Gases muß an jedem Punkt der Rauchkammer zwischen 70 ^oC und einer vom Hersteller des Trübungsmeßgeräts angegebenen Höchsttemperatur liegen, so daß die Ablesungen in diesem Temperaturbereich um nicht mehr als 0,1 m^-1 schwanken, wenn die Kammer mit einem Gas gefüllt ist, das einen Absorptionskoeffizienten von 1,7 m^-1 hat.

3.9.2. Das Trübungsmeßgerät muß mit geeigneten Einrichtungen für die Temperaturmessung in der Rauchkammer versehen sein.

4.

EFFEKTIVE LÄNGE „L” DES TRÜBUNGSMESSGERÄTS

4.1.

Allgemeines

4.1.1. In einigen Trübungsmeßgerätetypen weisen die Gase zwischen der Lichtquelle und der Photozelle oder zwischen den transparenten Teilen, die die Lichtquelle und die Photozelle schützen, keine gleichmäßige Trübung auf. In solchen Fällen ist die tatsächliche Länge L jene einer Gassäule mit einheitlicher Trübung, die zu der gleichen Lichtabsorption führt wie jene, die festgestellt wird, wenn das Gas normal durch das Trübungsmeßgerät geht.

4.1.2. Die effektive Länge der Lichtabsorptionsstrecke erhält man, indem man die Anzeige N des normal arbeitenden Trübungsmeßgeräts mit der Anzeige N_o des Trübungsmeßgeräts vergleicht, das derart geändert ist, daß das Prüfgas eine genau definierte Länge L_o füllt.

4.1.3. Für die Berichtigung des Nullpunkts sind rasch aufeinander folgende Vergleichsanzeigen zu verwenden.

4.2.

Verfahren für die Bewertung der effektiven Länge L

4.2.1. Die Prüfgase müssen Abgase mit konstanter Trübung oder absorbierende Gase sein, deren Dichte nahezu jener der Abgase entspricht.

4.2.2. Bei dem Trübungsmeßgerät ist eine Säule der Länge L_o genau zu bestimmen, die einheitlich mit Prüfgas gefüllt werden kann und deren Grundflächen nahezu senkrecht zur Richtung der Lichtstrahlen sind. Diese Länge L_o sollte nicht erheblich von der angenommenen effektiven Länge des Trübungsmeßgeräts abweichen.

4.2.3. Die Durchschnittstemperatur der Prüfgase in der Rauchkammer ist zu messen.

4.2.4. Falls erforderlich, darf ein zur Dämpfung der Schwingungen genügend großes Beruhigungsgefäß kompakter Bauweise in die Entnahmeleitungen so nahe wie möglich bei der Entnahmesonde eingebaut werden. Auch eine Kühleinrichtung ist zulässig. Durch den Einbau des Beruhigungsgefäßes und des Kühlers darf die Zusammensetzung der Abgase nicht wesentlich beeinflußt werden.

4.2.5. Die Prüfung zur Bestimmung der effektiven Länge besteht darin, daß man eine Probe der Prüfgase zunächst durch das normal arbeitende Trübungsmeßgerät und anschließend durch das gleiche Gerät führt, das nach Punkt 4.1.2 geändert wurde.

4.2.5.1.

Die von dem Trübungsmeßgerät abgegebenen Werte sind während der Prüfung mit einem schreibenden Gerät aufzuzeichnen, dessen Ansprechzeit höchstens gleich derjenigen des Trübungsmeßgeräts ist.

4.2.5.2.

Bei normal arbeitenden Trübungsmeßgeräten gibt die lineare Skala den Wert N an und die Anzeige der mittleren Temperatur der Gase ist T in Grad Kelvin.

4.2.5.3.

Bei bekannter Länge L_o, gefüllt mit demselben Prüfgas,gibt die lineare Skala den Wert N_o an und die Anzeige der mittleren Temperatur der Gase ist T_o in Grad Kelvin.

4.2.6. Die effektive Länge wird dann

4.2.7. Die Prüfung muß mit mindestens 4 Prüfgasen so wiederholt werden, daß sie zu Werten führt, die auf der linearen Skala in regelmäßigen Abständen zwischen 20 und 80 liegen.

4.2.8. Die effektive Länge L des Trübungsmeßgeräts ist das arithmetische Mittel der effektiven Längen, die nach Punkt 4.2.6 mit einem jeden der Prüfgase erhalten werden.