DISPOSITIVO DE MUESTREO POR DIFUSIÓN.

Kit de piezas para montar un dosímetro por difusión para la detección de contaminantes,

comprendiendo dicho kit de piezas: - una carcasa (1, 50), - un primer adsorbente (2) que se colocará dentro de dicha carcasa, - un primer separador (3) que se colocará en la parte superior de dicho adsorbente, para definir un espesor (L) y una primera área superficial (A) de una capa de difusión, - una primera capa (5) protectora que se colocará en la parte superior de dicho separador, - una primera cubierta (6) que presenta una abertura (7), que se colocará en la parte superior de dicha capa protectora, de tal manera que cierre el dosímetro montado en su circunferencia, caracterizado porque comprende además por lo menos uno o más separadores (15, 16, 17) adicionales, siendo capaz cada separador adicional de sustituir dicho primer separador, en el que cada separador define un área superficial diferente, de tal manera que cada separador posibilite la realización de una medición con una tasa de adsorción diferente

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/BE2005/000155.

Solicitante: VLAAMSE INSTELLING VOOR TECHNOLOGISCH ONDERZOEK (VITO).

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: BOERETANG 200 2400 MOL BELGICA.

Inventor/es: GOELEN,Eddy , BORMANS,Robert.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 7 de Noviembre de 2005.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01N1/22 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 1/00 Muestreo; Preparación de muestras para la investigación (manipulación de materiales para un análisis automático G01N 35/00). › en estado gaseoso.

Clasificación PCT:

  • G01N1/22 G01N 1/00 […] › en estado gaseoso.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.


Fragmento de la descripción:

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo de muestreo por difusión o “dosímetro” usado para la detección de contaminantes en un fluido gaseoso, principalmente en el aire, y para la medición de la concentración de tales contaminantes. 5

ESTADO DE LA TÉCNICA

Los dispositivos de muestreo por difusión de este tipo se han descrito en la técnica. Comprenden un adsorbente que es capaz de reaccionar con o adsorber un contaminante concreto cuando se expone a una mezcla gaseosa, por ejemplo, aire ambiente de un lugar de trabajo cerrado. El contaminante es capaz de difundir hacia dicho adsorbente a través de una porción de difusión, que puede ser un espacio de aire o una porción de material 10 poroso, o una combinación de ambos. Desde el momento de la adsorción de contaminante por el adsorbente, se puede calcular entonces la concentración del contaminante en el aire en base al conocimiento de las dimensiones de la porción de difusión y el coeficiente de difusión del contaminante en dicha porción de difusión.

Los dosímetros por difusión conocidos se describen en los documentos US-A-4158958, GB-A-2078371 y FR-A-2621691. Un problema de los dosímetros existentes es que se fabrican como una especie de "caja negra". 15 Tienen dimensiones fijas que conducen a una tasa de adsorción fija para cada contaminante, es decir, la masa de contaminante adsorbida por unidad de tiempo.

Puesto que, a menudo, la duración de una medición es fija, por ejemplo, 8 h para un ensayo en un lugar de trabajo, es un problema que la tasa de adsorción no pueda ser adaptada a las condiciones de ensayo por el usuario del dispositivo. El aire ambiente con bajas concentraciones de contaminantes puede requerir una mayor tasa de 20 adsorción y viceversa. Cuando se aplica una elevada tasa de adsorción fija, hay peligro de sobresaturación del adsorbente, mientras que una baja tasa de adsorción puede hacer que el contaminante adsorbido permanezca por debajo del límite de detección.

OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene como objetivo proporcionar un dosímetro por difusión modular que permita un 25 mayor grado de flexibilidad en cuanto a su funcionamiento. La flexibilidad es una elección de la tasa de adsorción y, por tanto, la masa adsorbida con un mismo dispositivo de muestreo sin cambiar la geometría externa del dispositivo de muestreo, el tiempo de muestreo o la concentración de exposición.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un dosímetro por difusión modular con tasa de adsorción variable como se 30 describe en las reivindicaciones adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La fig. 1 representa un dosímetro de la invención, que tienen una cubierta abierta y un primer elemento separador.

La fig. 2 representa el mismo dosímetro, en el que se proporciona un separador que comprende pequeños 35 orificios.

La fig. 3 representa el mismo dosímetro, en el que se proporciona un separador que permite la aplicación de dos adsorbentes diferentes.

La fig. 4 representa el mismo dosímetro, en el que se proporciona un separador con dos mitades, teniendo cada mitad una tasa de adsorción diferente. 40

Las figs. 5, 6 y 7 muestran prototipos de un dosímetro según la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y REALIZACIONES PREFERIDAS

En base a la ley de difusión de Fick, la concentración de un contaminante en una mezcla de gases, habiendo difundido dicho contaminante a través de una capa de difusión, se puede expresar como:

en la que m es la adsorción de contaminante (en mg), L es la longitud de la trayectoria de difusión (cm), D es el coeficiente de difusión del contaminante en la capa de difusión (cm2/s), A es la superficie de la capa de difusión (cm2) y t es el tiempo de adsorción (s).

Cuando se define la tasa de adsorción Q como D·A/L, la expresión se transforma en: 5

Como se mencionó anteriormente, en los dosímetros existentes, Q es un valor constante para un tipo concreto de contaminante. La cantidad (m) adsorbida solo se puede cambiar cambiando el tiempo de muestreo (t) o cuando C0 cambia. En el dosímetro de la invención se proporcionan medios para que el usuario adapte la tasa de adsorción en función de las condiciones del ambiente, sin cambiar las dimensiones externas del dispositivo. La idea 10 básica es proporcionar un dosímetro modular, en el que el usuario puede intercambiar una o más sub-piezas de forma que el uso de una pieza concreta dé como resultado un valor concreto de los parámetros A y L, conduciendo así a una tasa de adsorción Q variable.

La figura 1 muestra una vista esquemática de un dosímetro según la invención. Comprende una carcasa 1, que puede ser un receptáculo con forma cuadrada formado por una placa 11 inferior y una pared 12 circunferencial 15 vertical, como se muestra en el dibujo. En la parte inferior de la carcasa está el adsorbente 2, una capa de un material adecuado, capaz de adsorber el contaminante mediante reacciones físicas o químicas. Hay presente un separador 3 en la parte superior del adsorbente. El separador es básicamente una pieza de forma anular con la misma forma que la carcasa y que tiene la función de crear un espacio 4 de aire que sirve de capa de difusión (todavía zona de aire). En la parte superior del separador 3 hay una capa 5 protectora, que es permeable al 20 contaminante pero que evita que entren corrientes de convección en el dosímetro, de forma que el aire del espacio de aire permanece fácilmente sin perturbaciones. El dosímetro se cierra con una cubierta 6. La cubierta es básicamente extraíble del dispositivo. La cubierta 6 mostrada en la figura 1 tiene una abertura 7. Esto tiene como resultado un dosímetro con un factor de adsorción Q determinado, definido por la longitud L de difusión y la superficie A de la región del espacio de aire. La cubierta 6 puede ser sustituida para transporte por una cubierta 25 cerrada. La cubierta de la realización preferida de la invención tiene una pared 8 circunferencial, que solapa la pared de la carcasa, cerrando así el dosímetro por los lados. Este aspecto se describirá mejor en base a los dibujos de un prototipo de las figuras 5 a 7.

Según la invención, el separador 3 puede ser sustituido por otro separador con un área superficial A diferente. Por ejemplo, se puede usar el separador 15 mostrado en la figura 2, que tiene varios orificios 10 cilíndricos 30 a través del espesor del separador. La instalación del separador 15 tendrá el efecto de una reducción de la superficie A y, por tanto, un cambio en la tasa de adsorción para un contaminante concreto. Al proporcionar un conjunto de separadores con cantidades variables de orificios a través de su espesor, posiblemente teniendo dichos orificios diámetros variables, el usuario tiene la posibilidad de seleccionar el separador adecuado, lo que dará lugar, para un contaminante concreto, a la tasa de adsorción óptima. 35

La figura 3 muestra otro tipo de separador 16 que se puede instalar en vez del modelo 3 anteriormente descrito. El separador 16 tiene dos grandes aberturas 20 y 21. Esta pieza de separador es adecuada para ser usada en combinación con dos capas 22 y 23 de adsorbente diferentes, correspondientes a las dos aberturas, estando cada adsorbente adaptado para medir un contaminante diferente. Alternativamente, el separador 16 de la figura 3 se puede usar con un adsorbente 2 de un tipo concreto, como se muestra en la figura 1. De esta forma, las dos mitades 40 del adsorbente están adsorbiendo contaminante a través de espacios 4a y 4b de aire separados. Después de la exposición, el adsorbente se puede cortar en dos piezas, que se pueden analizar independientemente, posiblemente aplicando diferentes procedimientos analíticos. Es igualmente posible colocar dos capas adsorbentes del mismo tipo, una al lado de otra, en combinación con el separador 16 de la figura 3. Los dos adsorbentes se pueden analizar entonces independientemente después del ensayo. Los separadores de tipo 16 se pueden proporcionar con más de 45 dos aberturas.

Una realización concreta de un separador tiene una gran abertura 25 en una mitad de la superficie del separador y varios orificios 10 cilíndricos en la otra mitad (véase separador 17 de la fig. 4). Este separador permite realizar una...

 


Reivindicaciones:

1. Kit de piezas para montar un dosímetro por difusión para la detección de contaminantes, comprendiendo dicho kit de piezas:

- una carcasa (1, 50),

- un primer adsorbente (2) que se colocará dentro de dicha carcasa, 5

- un primer separador (3) que se colocará en la parte superior de dicho adsorbente, para definir un espesor (L) y una primera área superficial (A) de una capa de difusión,

- una primera capa (5) protectora que se colocará en la parte superior de dicho separador,

- una primera cubierta (6) que presenta una abertura (7), que se colocará en la parte superior de dicha capa protectora, de tal manera que cierre el dosímetro montado en su circunferencia, 10

caracterizado porque comprende además por lo menos uno o más separadores (15, 16, 17) adicionales, siendo capaz cada separador adicional de sustituir dicho primer separador, en el que cada separador define un área superficial diferente, de tal manera que cada separador posibilite la realización de una medición con una tasa de adsorción diferente.

2. Kit de piezas según la reivindicación 1, en el que uno o más de dichos separadores (15) adicionales 15 presentan unos orificios (10) a través del espesor, presentando dichos orificios diferentes tamaños y/o estando en diferente número de un separador al siguiente.

3. Kit de piezas según la reivindicación 1 o 2, en el que por lo menos uno de dichos separadores (16) adicionales comprende dos grandes aberturas (20, 21) de igual tamaño.

4. Kit de piezas según la reivindicación 1 o 2, en el que por lo menos uno de dichos separadores (17) 20 adicionales comprende una gran abertura (25) en una mitad de la superficie del separador y varias aberturas (10) más pequeñas en la otra mitad.

5. Kit de piezas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además uno o más adsorbentes adicionales y/o una o más capas protectoras adicionales.

6. Kit de piezas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una 25 cubierta adicional, siendo una cubierta cerrada.

7. Kit de piezas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha carcasa presenta una pared (12) circunferencial y cada una de dichas cubiertas (6) presenta una pared (8) circunferencial, de tal modo que, en estado montado, la pared de dicha cubierta recubre la pared de dicha carcasa de manera que cierra el dosímetro por su circunferencia. 30

8. Kit de piezas según la reivindicación 7, en el que dicha carcasa (1) comprende una acanaladura (30) alrededor de la circunferencia externa de su pared (12) circunferencial.

9. Kit de piezas según la reivindicación 8, en el que dicha carcasa tiene forma rectangular y dicha acanaladura (30) presenta una mayor profundidad (31) en un lado de dicha carcasa.

10. Kit de piezas según la reivindicación 8 o 9, en el que cada una de dichas cubiertas (6) comprende un 35 borde (34) que sobresale en el lado interior de su pared (8) circunferencial.

11. Kit de piezas según la reivindicación 7, en el que dicha carcasa (1) comprende una acanaladura (40) de profundidad constante a lo largo de la circunferencia externa de su pared (12) circunferencial, estando adaptada dicha acanaladura para recibir una junta tórica.

12. Kit de piezas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicha carcasa (50) está 40 adaptada para recibir una cubierta (6) en ambos lados de dicha carcasa.

13. Kit de piezas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un medio para identificar una tasa de adsorción predefinida asociada a uno de dichos separadores.


 

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