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DE19947609C1 - Device for generating single or multi-component test gas for organic chemical substances - Google Patents

Device for generating single or multi-component test gas for organic chemical substances

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Publication number
DE19947609C1
DE19947609C1 DE19947609A DE19947609A DE19947609C1 DE 19947609 C1 DE19947609 C1 DE 19947609C1 DE 19947609 A DE19947609 A DE 19947609A DE 19947609 A DE19947609 A DE 19947609A DE 19947609 C1 DE19947609 C1 DE 19947609C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
evaporation
mixing chamber
gas
gas discharge
discharge line
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
DE19947609A
Other languages
German (de)
Inventor
Uwe Risse
Heidrun Behrendt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Muenchen
Original Assignee
Technische Universitaet Muenchen
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Publication date
Application filed by Technische Universitaet Muenchen filed Critical Technische Universitaet Muenchen
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Priority to PCT/DE2000/003459 priority patent/WO2001025781A2/en
Priority to AU13808/01A priority patent/AU1380801A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19947609C1 publication Critical patent/DE19947609C1/en
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/10Mixing gases with gases
    • B01F23/12Mixing gases with gases with vaporisation of a liquid
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Abstract

The invention relates to a device for producing dynamic single or multiple component test gases by evaporating volatile organic compound substances in an evaporating and mixing chamber (3, 4) through which a complementary gas passes. The invention provides a means of generating dynamic test gases consisting of organic-chemical substances with a boiling point range of approximately 25 - 300 DEG C. The concentration range of the admixture in the test gas can be varied through several powers of ten and it is possible to modify the concentration within a few minutes. The invention also makes it possible to produce multiple component test gases directly from mixtures of chemical substances, and therefore provides a universally applicable method for producing test gases as defined above.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von dynamischen Ein- oder Mehrkomponenten-Prüfgas. Gemäß der Definition in VDI-Richt­ linie 3490 ist ein Prüfgas ein Gasgemisch, das aus einem Grundgas und aus einer oder mehreren Beimengungen besteht, die ebenfalls gas- bzw. dampfförmig sind und im Grundgas homogen verteilt vorliegen. Das Grundgas kann ein reines Gas (z. B. Stickstoff) oder auch ein Gasgemisch (z. B. synthetische Luft) sein.The invention relates to a device for generating dynamic single or multi-component test gas. According to the definition in VDI guideline 3490 , a test gas is a gas mixture that consists of a basic gas and one or more admixtures, which are also gaseous or vaporous and are homogeneously distributed in the basic gas. The base gas can be a pure gas (e.g. nitrogen) or a gas mixture (e.g. synthetic air).

Prüfgase werden in verschiedenen Bereichen zur Lösung unterschiedlich­ ster Aufgaben eingesetzt. Die Anwendungen reichen von der Kalibrierung von Meßsystemen über physikalisch-chemische Untersuchungen bis hin zur Generierung von Testatmosphären im Rahmen von medizinischen oder toxikologischen Studien. Speziell für den letztgenannten Anwendungsfall ist es häufig erforderlich, definierte Gasgemische von flüchtigen bzw. halbflüchtigen organisch-chemischen Stoffen bzw. von entsprechenden Stoffmischungen zu erzeugen. Viele Anwendungen erfordern weiterhin, daß die Konzentration der Beimengungen veränderbar ist.Test gases are different in different areas to solve most used tasks. The applications range from calibration from measuring systems to physico-chemical examinations up to to generate test atmospheres in the context of medical or toxicological studies. Especially for the latter application it is often necessary to use defined gas mixtures of volatile or semi-volatile organic chemical substances or corresponding To produce mixtures of substances. Many applications still require that the concentration of the admixtures can be changed.

Gemäß einer Definition der WHO weisen Stoffe der Kategorie "volatile or­ ganic compounds" (VOC) einen Siedepunktsbereich von 50-100°C bis 240-260°C und Stoffe der Kategorie "semivolatile organic compounds" (SVOC) einen Siedepunktsbereich von 240-260 bis 380-400°C auf (WHO 1989).According to a WHO definition, substances in the "volatile or ganic compounds" (VOC) category have a boiling point range of 50-100 ° C to 240-260 ° C and substances in the "semivolatile organic compounds" (SVOC) category have a boiling point range of 240-260 up to 380-400 ° C (WHO 1989 ).

Bei der Prüfgasherstellung wird prinzipiell zwischen statischen und dyna­ mischen Verfahren unterschieden. Für Untersuchungen, bei denen eine Nutzung des Prüfgases über längere Zeiträume erforderlich ist, werden be­ vorzugt dynamische Verfahren eingesetzt, durch die Prüfgase kontinuier­ lich erzeugt werden können. Für viele organisch-chemische Stoffe eignen sich darüber hinaus statische Verfahren aus prinzipiellen Gründen (u. a. Wandadsorptionseffekte) nicht, so daß hier ebenfalls dynamische Verfah­ ren angewendet werden müssen.In principle, the test gas production is between static and dyna mix procedures distinguished. For examinations in which a Use of the test gas over longer periods of time will be required preferably dynamic processes used by the test gases continuously Lich can be generated. Suitable for many organic chemical substances static methods are also used for fundamental reasons (including Wall adsorption effects) not, so that dynamic processes are also here must be applied.

Eine Möglichkeit zur dynamischen Herstellung von Prüfgas ist das Verfah­ ren der kontinuierlichen oder periodischen Injektion, bei dem einem strö­ menden Grundgas eine definierte Menge der Beimengung zugefügt wird. Dafür stehen dem Fachmann verschiedenste Dosiervorrichtungen zur Ver­ fügung.The process is one way of dynamically producing test gas ren of continuous or periodic injection, in which a flow a defined amount of the admixture is added. Various dosing devices are available to the person skilled in the art addition.

Handelt es sich bei der jeweiligen Beimengung um einen organisch- chemischen Stoff der vorstehend genannten Kategorien, so befindet sich die Beimengung bei Raumtemperatur im flüssigen Zustand. Bei der Dosie­ rung kleiner und kleinster Flüssigkeitsmengen tritt jedoch das Problem auf, daß die relativen Dosierfehler auf Grund gerätespezifischer Eigenschaften und der Eigenschaften des zu dosierenden Stoffes größer werden. Ein wei­ teres Problem ist die vollständige Vermischung der flüssigen Komponente mit dem Grundgas, da sich Stoffe mit einem höheren Siedepunkt schlech­ ter mit dem Grundgas mischen lassen.If the respective admixture is an organic chemical substance of the above categories, so located the admixture at room temperature in the liquid state. At the Dosie of small and very small amounts of liquid, however, the problem arises that the relative dosing errors due to device-specific properties and the properties of the substance to be dosed become larger. A white Another problem is the complete mixing of the liquid component with the base gas, since substances with a higher boiling point are poor Let it mix with the base gas.

Bisherige Verfahren, die auf der kontinuierlichen Injektion einer flüssigen Beimengung beruhen, eignen sich daher nur für sehr hohe Konzentrations­ bereiche und sind für die meisten der eingangs erwähnten Anwendungen nicht von allen Substanzen der VOC-Kategorie Prüfgase hergestellt werden können. Wird zur Erzielung einer niedrigeren Konzentration die Injektion periodisch unterbrochen, so entstehen im Prüfgas starke Inhomogenitäten hinsichtlich des Konzentrationsverlaufs, was ebenfalls zu Problemen führt.Previous methods based on the continuous injection of a liquid Admixtures are only suitable for very high concentrations areas and are for most of the applications mentioned at the beginning  not all substances of the VOC category test gases are produced can. The injection is used to achieve a lower concentration periodically interrupted, strong inhomogeneities arise in the test gas regarding the course of concentration, which also leads to problems.

Speziell bei Anwendungen im Bereich medizinischer oder toxikologischer Studien ist es wichtig, Prüfgase mit sehr geringen VOC- oder SVOC-Kon­ zentrationen im Bereich von wenigen Mikrogramm je Kubikmeter bis eini­ gen hundert Milligramm je Kubikmeter zur Verfügung zu stellen, wobei die Konzentration der Beimengung in einem weiten Bereich variabel sein soll, die gewählte Konzentration dabei jedoch relativ schnell erreicht und mit hoher Genauigkeit eingestellt und gehalten werden muß. Darüber hinaus ist es sehr häufig notwendig, neben Einkomponenten-Prüfgasen auch Mehrkomponenten-Prüfgase, also Prüfgase mit mehreren Beimengungen, zu generieren.Especially for applications in the field of medical or toxicological In studies, it is important to use test gases with very low VOC or SVOC con concentrations in the range of a few micrograms per cubic meter to a few to provide a hundred milligrams per cubic meter, the Concentration of the admixture should be variable over a wide range, however, the selected concentration is reached relatively quickly and with high accuracy must be set and maintained. Furthermore it is very often necessary, in addition to one-component test gases Multi-component test gases, i.e. test gases with multiple admixtures, to generate.

Aus dem in den Dokumenten US 3 776 023, DE 43 39 472 C2, DE 32 16 109 A1, DE 196 26 749 A1, DE 196 18 268 A1, DE 36 42 609 C1, DE 40 32 337 A1, GB 2 029 717 A, US 4 257 439 und US 4 142 860 ent­ haltenen naheliegenden Stand der Technik ist bisher keine geeignete Vor­ richtung bekannt, die die Summe der genannten Anforderungsmerkmale erfüllt. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung mit vor­ stehend beschriebenen Eigenschaften zu schaffen.From the documents US Pat. No. 3,776,023, DE 43 39 472 C2, DE 32 16 109 A1, DE 196 26 749 A1, DE 196 18 268 A1, DE 36 42 609 C1, DE 40 32 337 A1, GB 2 029 717 A, US 4 257 439 and US 4 142 860 ent The obvious prior art is not yet a suitable proposition direction known, which is the sum of the requirements mentioned Fulfills. It is therefore the object of the invention to provide a device to create standing described properties.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Danach werden ein Grundgas und eine flüchtige oder halbflüchtige organisch- chemische Flüssigsubstanz oder eine Mischung aus verschiedenen Sub­ stanzen in eine Verdampfungs- und Mischkammer eingespeist. Diese Sub­ stanzen weisen einen Siedepunkt im Bereich von 25°C bis 300°C auf. Die Flüssigsubstanz wird mittels einer Mikrodosiervorrichtung durch eine Flüssigsubstanzzuleitung in Form einer Kanüle in die Verdampfungs- und Mischkammer eingeleitet. Das Grundgas wird über eine Grundgaszuleitung zugeführt. Die Temperatur der Verdampfungs- und Mischkammer wird so gewählt, daß die Flüssigkeit vollständig verdampft, d. h., falls es sich um ein Flüssigkeitsgemisch handelt, wird eine Temperatur gewählt, bei der auch die Komponente mit dem höchsten Siedepunkt sicher vollständig ver­ dampft. Da somit nur noch gasförmige Komponenten vorliegen, kommt es durch die Strömung des Grundgases zu einer guten Durchmischung. Mit­ tels einer Überschußgasableitung, die einen in weiten Grenzen regelbaren Strömungswiderstand aufweist, wird ein Teil des Gasgemisches aus der Verdampfungs- und Mischkammer abgeleitet und verworfen. Der verblei­ bende Volumenanteil wird als Prüfgas über eine Prüfgasableitung, die ei­ nen großen Strömungswiderstand aufweist, entnommen.The object is achieved with a device according to claim 1. After that become a base gas and a volatile or semi-volatile organic chemical liquid substance or a mixture of different sub punch fed into an evaporation and mixing chamber. This sub punches have a boiling point in the range from 25 ° C to 300 ° C. The liquid substance is removed by means of a microdosing device Liquid substance supply in the form of a cannula in the evaporation and Mixing chamber initiated. The base gas is supplied via a base gas feed line fed. The temperature of the evaporation and mixing chamber becomes like this chosen so that the liquid evaporates completely, i.e. i.e. if it is  is a liquid mixture, a temperature is selected at which the component with the highest boiling point is also completely ver steams. Since there are only gaseous components left, it happens through the flow of the base gas for thorough mixing. With means of excess gas discharge, which can be regulated within wide limits Has flow resistance, part of the gas mixture from the Evaporation and mixing chamber derived and discarded. The lead The volume fraction is used as a test gas via a test gas discharge line, the ei has a large flow resistance, taken.

Die Erfindung ermöglicht die Generierung von dynamischen Prüfgasen aus organisch-chemischen Stoffen mit einem Siedepunktsbereich von etwa 25 -300°C. Der Konzentrationsbereich der Beimengung im Prüfgas ist erst­ mals über mehrere Zehnerpotenzen variabel, wobei eine Konzentrationsän­ derung innerhalb weniger Minuten möglich ist. Durch die Erfindung ist es ebenfalls möglich, Mehrkomponenten-Prüfgase direkt aus Mischungen von chemischen Stoffen zu erzeugen, so daß erstmals ein sehr universell an­ wendbares Verfahren zur Erzeugung von vorstehend definierten Prüfgasen zur Verfügung steht.The invention enables the generation of dynamic test gases from organic chemical substances with a boiling point range of around 25 -300 ° C. The concentration range of the admixture in the test gas is only times variable over several powers of ten, one concentration change change is possible within a few minutes. By the invention it is also possible, multi-component test gases directly from mixtures of to produce chemical substances, so that for the first time a very universal reversible process for the generation of test gases defined above is available.

Nach Anspruch 2 sind mehrere Verdampfungs- und Mischkammern vorge­ sehen, die in eine gemeinsame Mischkammer münden, aus der das Prüfgas und das Überschußgas abgezweigt werden. Diese Ausführungsform ist dann von Vorteil, wenn die eingesetzten Flüssigsubstanzen stark abwei­ chende Siedepunkte aufweisen oder sich aus physikalischen oder chemi­ schen Gründen gegenseitig beeinflussen. Die verdampften Flüssigsubstan­ zen werden anschließend in eine Mischkammer geleitet und dort ver­ mischt. According to claim 2, several evaporation and mixing chambers are featured see that open into a common mixing chamber from which the test gas and the excess gas is branched off. This embodiment is then advantageous if the liquid substances used deviate greatly boiling points or from physical or chemical mutually influence reasons. The evaporated liquid substance zen are then passed into a mixing chamber and ver there mixes.  

Nach Anspruch 3 ist für jede Verdampfungs- und Mischkammer eine sepa­ rate Temperaturregelung vorgesehen. So kann jede der Flüssigsubstanzen bei einer optimalen Verdampfungstemperatur verdampft werden. Diese ist dann von Vorteil, wenn sich z. B. die Temperatur und/oder Strömungsge­ schwindigkeit des Grundgases schnell ändert. Durch diese Weiterbildung der Erfindung können die Betriebsparameter stabilisiert werden.According to claim 3 is a sepa for each evaporation and mixing chamber rate temperature control provided. So each of the liquid substances be evaporated at an optimal evaporation temperature. This is then an advantage if z. B. the temperature and / or Strömge speed of the base gas changes quickly. Through this training The operating parameters of the invention can be stabilized.

Nach Anspruch 4 sind mehrere Flüssigsubstanzzuleitungen mit je einer Mi­ krodosiervorrichtung vorgesehen. Diese Weiterbildung ist dann von Vorteil, wenn die verschiedenen Substanzen in der Flüssigphase nicht hinreichend mischbar sind, wobei nach Anspruch 5 alle Flüssigsubstanzzuleitungen in eine einzige Verdampfungs- und Mischkammer münden, wenn die optima­ len Verdampfungstemperaturen der einzelnen Substanzen nicht zu sehr voneinander abweichen. Ist dies nicht der Fall, werden nach Anspruch 6 mehrere Verdampfungs- und Mischkammern eingesetzt.According to claim 4 are several liquid substance feed lines, each with a Mi Krodosiervorrichtung provided. This further training is then advantageous if the various substances in the liquid phase are not sufficient are miscible, wherein according to claim 5 all liquid substance supply lines in a single evaporation and mixing chamber open when the optima The evaporation temperatures of the individual substances are not too high differ from each other. If this is not the case, according to claim 6 several evaporation and mixing chambers used.

Nach Anspruch 7 ist die Grundgaszuleitung beheizbar. Durch diese Maß­ nahme werden sehr stabile Betriebsbedingungen erzielt, da Temperatur­ schwankungen des Grundgases einen großen Einfluß auf die Temperatur­ verhältnisse in der Verdampfungs- und Mischkammer und somit auf die Qualität des Verdampfungsprozesses und die Vermischung haben.According to claim 7, the basic gas supply line is heated. By that measure Very stable operating conditions are achieved because of the temperature Fluctuations in the base gas have a major influence on the temperature conditions in the evaporation and mixing chamber and thus on the Quality of the evaporation process and the mixing.

Nach Anspruch 8 sind mehrere Grundgaszuleitungen vorgesehen, wenn das Grundgas aus verschiedenen Mischungen unterschiedlicher Gase be­ stehen soll und diese Mischung z. B. nicht in einer einzigen Gasflasche zur Verfügung steht.According to claim 8, several basic gas supply lines are provided if be the base gas from different mixtures of different gases should stand and this mixture z. B. not in a single gas bottle Available.

Nach Anspruch 9 sind in der Verdampfungs- und Mischkammer Durch­ mischungselemente vorgesehen, um eine weitere Verbesserung der Durchmischung zu erreichen. Dem Fachmann stehen dafür je nach kon­ struktiver Ausführung des Bereichs um die Verdampfungs- und Misch­ kammer verschiedenste Möglichkeiten zur Verfügung, aus denen er ohne erfinderische Tätigkeit eine zweckentsprechende Konstruktion auswählen kann. Bekannt sind z. B. passive Mischelemente (Schikanen), wie Bleche mit Löchern oder Schlitzen, durch die die Gase hindurchgeleitet werden, wobei sie sich vermischen. Es können jedoch auch aktive Elemente, wie z. B. motorgetriebene Drehflügel, eingesetzt werden.According to claim 9 are in the evaporation and mixing chamber Mixing elements provided to further improve the To achieve thorough mixing. Depending on the con structural execution of the area around the evaporation and mixing  chamber various options available, from which he without inventive activity select an appropriate construction can. Are known for. B. passive mixing elements (baffles), such as sheets with holes or slots through which the gases are passed, whereby they mix. However, active elements such as e.g. B. motor-driven rotary wing can be used.

Nach Anspruch 10 sind die Durchmischungselemente erwärmbar. Diese Weiterbildung der Erfindung hat den Vorteil, daß mögliche Wandadsorpti­ onseffekte sicher vermieden werden.According to claim 10, the mixing elements are heated. This Further development of the invention has the advantage that possible wall adsorpti ons effects can be safely avoided.

Nach Anspruch 11 ist eine Heizvorrichtung für die Prüfgasableitung vorge­ sehen. Durch die Temperierung der Prüfgasableitung auf eine vorbestimm­ te Temperatur werden ebenfalls mögliche Wandadsorptionseffekte und Kondensationsreaktionen in der Prüfgasableitung sicher vermieden.According to claim 11, a heater is provided for the test gas discharge see. By tempering the test gas discharge to a predetermined te temperature are also possible wall adsorption effects and Condensation reactions in the test gas discharge safely avoided.

Nach Anspruch 12 ist am Auslaßende der Prüfgasableitung eine beheizbare zweite Mischkammer vorgesehen, in die über eine Grundgaszuleitung wei­ teres Grundgas zugemischt wird, wobei durch eine regelbare Überschuß­ gasableitung das Überschußgas wieder abgeleitet und verworfen wird, so daß wiederum nur der verbleibende Volumenanteil über eine Prüfgasablei­ tung mit hohem Strömungswiderstand als Prüfgas entnommen wird. Durch diese Maßnahme wird eine nochmalige Verdünnung des Prüfgases erzielt.According to claim 12 is a heatable at the outlet end of the test gas discharge line second mixing chamber is provided, into which white via a basic gas supply line teres base gas is added, with a controllable excess gas discharge the excess gas is discharged again and discarded, so that in turn only the remaining volume fraction via a test gas drain device with high flow resistance is taken as test gas. By this measure results in a further dilution of the test gas.

Nach Anspruch 13 sind weitere Mischkammern nach Anspruch 12 in Form einer Kaskade hintereinander geschaltet. Durch diese Anordnung kann die Prüfgaskonzentration in sehr weiten Grenzen verändert werden.According to claim 13 further mixing chambers according to claim 12 are in shape cascade connected in series. With this arrangement, the Test gas concentration can be changed within very wide limits.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit je einer Zeichnung näher erläutert. The invention is now based on two exemplary embodiments in Connection explained with a drawing.  

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Prüf­ gaserzeugung mit zwei Verdampfungs- und Mischkammern und einer nachgeschalteten Mischkammer. Fig. 1 shows the schematic representation of a device for test gas generation with two vaporization and mixing chambers and a downstream mixing chamber.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 mit einer zusätzlichen Heiz­ einrichtung an den Verdampfungs- und Mischkammern. Fig. 2 shows the device of FIG. 1 with an additional heating device on the evaporation and mixing chambers.

Die Vorrichtung zur Prüfgaserzeugung 1 nach Fig. 1 hat eine zentrale Grundgaszuleitung 2, die sich in eine Grundgaszuleitung 2a für die Ver­ dampfungs- und Mischkammern 3 und 4 und in eine Grundgaszuleitung 2b für eine nachgeschaltete zweite Mischkammer 5 teilt. Mit den Bezugszei­ chen 6 und 7 sind jeweils Heizeinrichtungen bezeichnet, mit denen das Grundgas auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wird. Eine Flüs­ sigsubstanz VOC I wird mittels einer Dosiervorrichtung (nicht gezeigt) durch eine Kanüle 8 in die Verdampfungs- und Mischkammer 3 eingetra­ gen. Eine Flüssigsubstanz VOC II, die mit der Flüssigsubstanz VOC I nur schwer mischbar ist, wird separat über eine Kanüle 9 in die Verdamp­ fungs- und Mischkammer 4 eingetragen. Der Grundgasstrom wird nach der Heizeinrichtung 6 aufgeteilt und durchströmt die Verdampfungs- und Mischkammern 3 und 4, die von einem beheizten Gehäuse 21 auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten werden. Die verdampften Flüssigsub­ stanzen VOC I und VOC II vermischen sich mit dem Grundgas und werden aus der jeweiligen Verdampfungs- und Mischkammer 3, 4 in eine gemein­ same Mischkammer 10 ausgetragen und mit einem Durchmischungsele­ ment 11a vermischt. Ein Teil dieser Gasmischung wird über eine Über­ schußgasableitung 12 abgeführt. Der verbleibende Volumenanteil wird durch eine Kapillare 13 geführt, die durch einen temperierten Raum 14 verläuft und in der zweiten Mischkammer 5 endet. In dieser zweiten Mischkammer 5 wird erneut über die Grundgasleitung 2b Grundgas einge­ führt und das Gasgemisch somit weiter verdünnt und mit einem Durch­ mischungselement 11b vermischt. Von dieser Gasmischung wird ebenfalls ein Teil über eine Überschußgasableitung 15 abgeführt, so daß lediglich ein kleiner Volumenanteil als Prüfgas verbleibt, das aus einer Prüfgasablei­ tung 16 entnommen wird. Mittels der Ventile 17 bis 20 werden die jeweils optimalen Prozeßparameter eingestellt. Dem Fachmann ist bekannt, daß mit Druck- und Temperatursensoren und Durchflußmeßgeräten in Verbin­ dung mit einer Steuereinheit eine vollautomatische Prüfgaserzeugung mög­ lich ist, so daß diese Ausführungsform in den Bereich des fachmännischen Handelns fällt und nicht näher erläutert werden muß.The apparatus for Prüfgaserzeugung 1 of FIG. 1 has a central base gas supply line 2, the dampfungs- in a basic gas supply line 2 a for the locking and mixing chambers 3 and 4 and b in a basic gas supply line 2 divides for a downstream second mixing chamber 5. With reference numerals Chen 6 and 7 are each designated heaters with which the base gas is heated to a predetermined temperature. A liquid substance VOC I is introduced into the evaporation and mixing chamber 3 by means of a metering device (not shown) through a cannula 8. A liquid substance VOC II, which is difficult to mix with the liquid substance VOC I, is separated separately via a cannula 9 in the evaporation and mixing chamber 4 entered. The basic gas flow is divided after the heating device 6 and flows through the evaporation and mixing chambers 3 and 4 , which are kept at a predetermined temperature by a heated housing 21 . The vaporized liquid substances VOC I and VOC II mix with the base gas and are discharged from the respective evaporation and mixing chamber 3 , 4 into a common mixing chamber 10 and mixed with a mixing element 11 a. Part of this gas mixture is discharged via a shot gas discharge line 12 . The remaining volume fraction is passed through a capillary 13 , which runs through a temperature-controlled space 14 and ends in the second mixing chamber 5 . In this second mixing chamber 5 , basic gas is introduced again via the basic gas line 2 b and the gas mixture is thus further diluted and mixed with a mixing element 11 b. A part of this gas mixture is also discharged via an excess gas discharge line 15 , so that only a small volume fraction remains as test gas, which is taken from a test gas discharge line 16 . The optimal process parameters are set in each case by means of the valves 17 to 20 . The person skilled in the art is aware that with pressure and temperature sensors and flow meters in conjunction with a control unit, a fully automatic test gas generation is possible, so that this embodiment falls within the field of professional action and need not be explained in more detail.

Die Vorrichtung zur Prüfgaserzeugung 1 nach Fig. 2 hat zusätzlich zu dem beheizten Gehäuse 21 zwei Zusatzheizungen 22 und 23, die getrennt re­ gelbar sind. Dadurch können für die zu verdampfenden Flüssigsubstanzen jeweils unterschiedliche Verdampfungstemperaturen eingestellt werden, was zu den bereits erwähnten Vorteilen führt.The device for test gas generation 1 according to FIG. 2 has, in addition to the heated housing 21, two additional heaters 22 and 23 , which can be separately re gelled. As a result, different evaporation temperatures can be set for the liquid substances to be evaporated, which leads to the advantages already mentioned.

Claims (16)

1. Vorrichtung (1) zum Erzeugen eines Prüfgases aus
  • - einem Grundgas und
  • - einer flüchtigen oder halbflüchtigen organisch-chemischen Flüssigsub­ stanz oder
  • - einer Mischung aus verschiedenen Substanzen mit einem Siedepunkt im Bereich von 25°C bis 300°C,
die folgende Merkmale aufweist:
  • - eine beheizbare Verdampfungs- und Mischkammer (3, 4),
  • - eine Grundgaszuleitung (2a) zum Einleiten von Grundgas in die Verdamp­ fungs- und Mischkammer (3, 4),
  • - eine Flüssigsubstanzzuleitung (8, 9) mit einer Mikrodosiervorrichtung zum Einleiten der Flüssigsubstanz oder der Mischung aus verschiedenen Sub­ stanzen (VOC) in die Verdampfungs- und Mischkammer (3, 4),
  • - eine Überschußgasableitung (12) mit einem vorbestimmten Strömungs­ widerstand (19) zur Ableitung eines Überschußgases aus der Verdamp­ fungs- und Mischkammer (3, 4) und
  • - eine Prüfgasableitung (13) mit einem vorbestimmten Strömungswider­ stand zur Ableitung des Prüfgases aus der Verdampfungs- und Mischkam­ mer (3, 4), wobei
  • - die Verdampfungs- und Mischkammer (3, 4) eine Temperatur aufweist,
bei der die Flüssigsubstanz oder die Mischung aus verschiedenen Substan­ zen vollständig verdampft.
1. Device ( 1 ) for generating a test gas
  • - a base gas and
  • - A volatile or semi-volatile organic chemical liquid substance or
  • a mixture of different substances with a boiling point in the range from 25 ° C to 300 ° C,
has the following characteristics:
  • - a heatable evaporation and mixing chamber ( 3 , 4 ),
  • - A basic gas supply line ( 2 a) for introducing basic gas into the evaporation and mixing chamber ( 3 , 4 ),
  • - A liquid substance feed line ( 8 , 9 ) with a microdosing device for introducing the liquid substance or the mixture of different substances (VOC) into the evaporation and mixing chamber ( 3 , 4 ),
  • - An excess gas discharge line ( 12 ) with a predetermined flow resistance ( 19 ) for discharging excess gas from the evaporation and mixing chamber ( 3 , 4 ) and
  • - A test gas discharge line ( 13 ) with a predetermined flow resistance was used to derive the test gas from the evaporation and mixing chamber ( 3 , 4 ), wherein
  • - The evaporation and mixing chamber ( 3 , 4 ) has a temperature,
in which the liquid substance or the mixture of different substances evaporates completely.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verdampfungs- und Mischkammern (3, 4) vorgesehen sind, die in eine gemeinsame Mischkammer (10) münden, aus der das Prüfgas und das Überschußgas abgezweigt werden.2. Device according to claim 1, characterized in that a plurality of evaporation and mixing chambers ( 3 , 4 ) are provided which open into a common mixing chamber ( 10 ) from which the test gas and the excess gas are branched off. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ dampfungs- und Mischkammern (3, 4) eine separate Temperaturregelung aufweisen.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the Ver vaporization and mixing chambers ( 3 , 4 ) have a separate temperature control. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Flüssigsubstanzzuleitungen (8, 9) mit je einer Mikrodosiervorrichtung vorgesehen sind.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of liquid substance supply lines ( 8 , 9 ) are provided, each with a microdosing device. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Flüssigsubstanzzuleitungen (8, 9) in einer Verdampfungs- und Mischkam­ mer (3, 4) münden.5. The device according to claim 4, characterized in that a plurality of liquid substance supply lines ( 8 , 9 ) mer in an evaporation and Mischkam ( 3 , 4 ). 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Flüssigsubstanzzuleitungen (8, 9) in verschiedenen Verdamp­ fungs- und Mischkammern (3, 4) münden.6. Device according to claims 2 to 4, characterized in that several liquid substance supply lines ( 8 , 9 ) in different evaporation and mixing chambers ( 3 , 4 ) open. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Grundgaszuleitung (2a, 2b) beheizbar ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the basic gas supply line ( 2 a, 2 b) is heatable. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Grundgaszuleitungen vorgesehen sind.8. Device according to one of the preceding claims, characterized ge indicates that several basic gas supply lines are provided. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Verdampfungs- und Mischkammer (3, 4) und/oder in der Mischkammer (10) Durchmischungselemente (11a, 11b) vorgesehen sind. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the evaporation and mixing chamber ( 3 , 4 ) and / or in the mixing chamber ( 10 ) mixing elements ( 11 a, 11 b) are provided. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmischungselemente (11a, 11b) beheizbar sind.10. The device according to claim 9, characterized in that the mixing elements ( 11 a, 11 b) are heated. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Heizvorrichtung (14) für die Prüfgasableitung (13) vorgesehen ist.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a heating device ( 14 ) for the test gas discharge line ( 13 ) is provided. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Auslaßende der Prüfgasableitung (13) eine beheiz­ bare zweite Mischkammer (5) vorgesehen ist, in die über eine Grundgaszu­ leitung (2b) Grundgas zuführbar ist, durch eine Überschußgasableitung (15) mit einem vorbestimmten Strömungswiderstand das Überschußgas ableitbar ist und über eine Prüfgasableitung (16) mit einem vorbestimmten Strömungswiderstand das Prüfgas entnehmbar ist.12. The device according to any one of the preceding claims, characterized in that a heatable second mixing chamber ( 5 ) is provided at the outlet end of the test gas discharge line ( 13 ), into which the base gas can be supplied via a base gas supply line ( 2 b), by an excess gas discharge line ( 15 ) the excess gas can be derived with a predetermined flow resistance and the test gas can be removed with a predetermined flow resistance via a test gas discharge line ( 16 ). 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Mischkammern nach dem Prinzip der zweiten Mischkammer (5) vorgese­ hen sind.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that further mixing chambers according to the principle of the second mixing chamber ( 5 ) are hen vorgese. 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strömungswiderstand der Prüfgasableitung (13) wenigstens 10x größer ist als der Strömungswiderstand der Überschuß­ gasableitung (12).14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow resistance of the test gas discharge line ( 13 ) is at least 10 times greater than the flow resistance of the excess gas discharge line ( 12 ). 15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Strömungswiderstand der Prüfgasableitung (16) wenigstens 10x größer ist als der Strömungswiderstand der Überschußgasableitung (15). 15. Device according to claims 12 and 13, characterized in that the flow resistance of the test gas discharge line ( 16 ) is at least 10 times greater than the flow resistance of the excess gas discharge line ( 15 ). 16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strömungswiderstand der Überschußgasableitungen (12, 15) regelbar ist.16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow resistance of the excess gas discharge lines ( 12 , 15 ) is adjustable.
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