Anhang VII
Eigenschaften der Trübungsmessgeräte

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 Fotozelle zu bestimmen. Diese effektive Länge ist auf dem Gerät anzugeben.

2.3

Die Anzeigeeinrichtung des Trübungsmessgeräts muss zwei 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 Fotozelle fallende Streulicht, das von inneren Reflektionen oder von Lichtstreuung herrührt, muss auf ein Mindestmaß beschränkt sein (zum Beispiel durch eine mattschwarze Oberfläche der inneren Flächen und eine geeignete allgemeine 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 2 800 und 3 250 K liegt.

3.4   Empfänger

3.4.1

Der Empfänger muss aus einer Fotozelle bestehen, deren spektrale Empfindlichkeit der Hellempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges angepasst ist (Höchstempfindlichkeit im Bereich 550/570 nm, weniger als 4 Prozent 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 Fotozelle gelieferte Strom eine lineare Funktion der Stärke des empfangenen Lichts innerhalb des Betriebstemperaturbereichs der Fotozelle ist.

3.5   Skalen

3.5.1

Der Absorptionskoeffizient k ist aus der Formel Φ = Φo · e–kL zu berechnen, wobei L die effektive Länge der Lichtabsorptionsstrecke, Φo 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
  • entweder nach dem in Nummer 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

Formel

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 Fotozelle 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 elektrischem 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 Nummer 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 Fotozelle gebracht wird.

3.7   Ansprechzeit des Trübungsmessgeräts

3.7.1

Die Ansprechzeit des elektrischen Messkreises, angegeben als die Zeit, innerhalb derer der Zeiger 90 Prozent des Skalenendwerts erreicht, wenn ein vollständig lichtundurchlässiger Schirm vor die Fotozelle 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 Eingangswerts (zum Beispiel Einbringen des Prüffilters) nicht mehr als 4 Prozent dieses Werts 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 735 Pa 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 Geräts 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 °C und einer vom Hersteller des Trübungsmessgeräts angegebenen Höchsttemperatur liegen, sodass 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 Fotozelle oder zwischen den transparenten Teilen, die die Lichtquelle und die Fotozelle 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 N0 des Trübungsmessgeräts vergleicht, das derart geändert ist, dass das Prüfgas eine genau definierte Länge L0 füllt.

4.1.3

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

4.2   Verfahren für die Ermittlung 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 L0 genau zu bestimmen, die einheitlich mit Prüfgas gefüllt werden kann und deren Grundflächen nahezu senkrecht zur Richtung der Lichtstrahlen sind. Diese Länge L0 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 Nummer 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 Kelvin.

4.2.5.3

Bei bekannter Länge L0, gefüllt mit demselben Prüfgas, gibt die lineare Skala den Wert N0 an, und die Anzeige der mittleren Temperatur der Gase ist T0 in Kelvin.

4.2.6

Die effektive Länge wird dann

Formel

4.2.7

Die Prüfung muss mit mindestens vier 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 Nummer 4.2.6 mit einem jeden der Prüfgase erhalten werden.