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Brandversuch mit OSE_O112 im
Freien in einem Recycling Betrieb
Aufgabenstellung des Versuchs
Getestet wurde die Reaktion der Brandgas-Früherkennung (CO-Messung) unseres
Systembausteins OSE_O112 mit aktiver Ansaugung.
Besonderes Augenmerk wurde auf die Ansprechzeit gelegt, unter Berücksichtigung
der in den Freianlagen herrschenden Witterungseinflüsse.
Beobachtungen unter Praxisbedingungen
•
Nässe von Produkt
•
Umfeldes (Regen und Feuchtigkeit)
•
Windbelastung und Verwirbelung durch Wind
Wertermittlung
Die ermittelten Werte sind Vergleichswerte. Es wurde bei der Messung darauf
verzichtet die Werte in reale ppm-Werte umzurechnen, um so die
Größenänderungen und die Änderungsgeschwindigkeiten besser bewerten zu
können.
Messaufbau des Tests
Der Brandversuch wurde aus Sicherheitsgründen in einem Behälter (Stahlfass)
ausgelöst (siehe Bild 1: „Gesamtaufbau“). Zur Messung wurden drei
Sensoreinheiten in einem Traggestell über dem Brandgut (geschredderter
Grünschnitt) aufgehängt.
Bild 1: „Gesamtaufbau“
Die Abstände
Brandgutes
der
Ansaugöffnungen,
über
1. Unterer Sensor; ca. 80mm über dem Brandgut
Bild 2: „Sensor unten“
2. Mittlerer Sensor; ca. 400mm über dem Brandgut
Bild 3: „Aufbau Sensorgestell“)
3. Oberer Sensor; ca. 800mm über dem Brandgut
Bild 3: „Aufbau Sensorgestell“
der
Oberfläche
des
Bild 2: „Sensor unten“
Bild 3: „Aufbau Sensorgestell“
Im Bild 2: „Sensor unten“ ist auch der prinzipielle Aufbau des Sensors zu sehen.
Die Ansaugung erfolgt von unten. Das Rohr der Luftführung steigt mit ca. 45° an.
Der steile Anstellwinkel ermöglicht es, das angesaugte Partikel nach abschalten des
Ansaugventilator zurückrutschen können. Auch angesaugte Nässe kann so
ablaufen.
Am Ende des Steigrohrs liegt der eigentliche Sensor, erst danach kommt der
Ansaugkopf mit dem Ventilator.
Um den Schwelbrand auszulösen wurde eine Heizschlange mit 1,5kW, ca. 200 mm
tief, in dem Brandgut eingelegt (Bild 4: „Beginn des Versuches“).
Bild 4: „ Beginn des Versuches“
Eckdaten
Datum des Versuchs:
27.01.2016
Uhrzeit:
10:50 Uhr – 11:15 Uhr
Ort:
Bönen, NRW
Wetter:
Am Mittwoch ist es in der Nordhälfte wolkenreich und es
fällt immer wieder Regen, im Nordwesten mitunter recht
kräftig, dazu ist es windig. (Quelle: wetter.de).
Sensorik:
OSE_O112
Aufzeichnung:
Pico Log
Tiefe des Glimmbrandes: ca. 200mm unter der Oberfläche
Versuchsmaterial:
geschredderter Grünschnitt mit beginnender exothermer
Wärmeentwicklung, regennass
Versuchsübersicht
Diagramm 1: Überblick über den gesamten Zeitablauf des Versuches
1. 10:50:52 bis 10:55:49 erster Versuch mit niedriger Temperatur
2. 10:57:20 bis 11:05:35 zweiter Versuch bei hoher Temperatur
3. 11:05:35 bis 11:13:32 Versuchsende nach abschalten der Zündenergie
Blauer Kurvenverlauf: Unterer Sensor; Ansaugung ca. 80 mm über der Oberfläche
Grüner Kurvenverlauf: mittlerer Sensor; Ansaugung ca. 400 mm über der
Oberfläche
Roter Kurvenverlauf: oberer Sensor; Ansaugung ca. 800 mm über der Oberfläche
Diagramm 2: Start des Versuches bei niedriger Temperatur
(10:50:52 bis 10:55:49)
a)
Der erste Brandversuch wurde bei einer Temperatur von ca. 150°C
durchgeführt. Zur Zündung und zur Aufrechterhaltung des Glimmbrandes
(nasser, geschredderter Grünschnitt) wurde eine Heizschlange mit
Termostatregelung eingesetzt.
b)
Aus dem Diagramm 1 ist zu entnehmen, dass die Ansprechzeit des unteren
Sensors, nach Einschalten der Heizschlange, bei ca. einer Minute liegt
(Einschalten der Heizschlange bis die CO Konzentration ihren mittleren
Dauerwert erreicht (Zeit 10:51:35).
Die detaillierte Ansicht Diagramm 2 zeigt deutlich, dass die Thermik des
aufsteigenden Gases nicht ausreicht, um die Sensoren „Mitte“ und „Oben“ zu
erreichen. Nur der untere Sensor liefert ein auswertbares Signal.
Die Einbrüche im Signal bis auf Grundwert (unter anderem 10:51:37 bis
10:53:57 und 10:54:20 bis 10:54:30), und die Schwankungen im
Signalverlauf
(von10:53:37
bis
10:55:50)
sind
auf
Windböen
zurückzuführen, die kurzzeitig zu einem Verwehen der Gaskonzentration
führt.
Diagramm 3: Versuch bei hoher Temperatur
(10:57:20 bis 11:05:35)
c)
Der zweite Versuch, mit erhöhter Temperatur, ist im Diagramm 3 detailliert
dargestellt. Die Temperatur wurde ab 10:55:50 auf ca. 280-300°C erhöht.
Die Kurven zeigen dass die CO Konzentration aus dem Brandgut zeitnah der
steigenden Temperatur folgt. Ab ca. 10:58:30 ist der Endwert erreicht.
Auffällig dabei ist, dass mit der steigenden Temperatur, nicht nur der CO
Gehalt des Gases steigt, sondern das auch die Sensoren „Mitte“ und „Oben“
ansprechen. Das ist mit der stärkeren Thermik zu erklären. Auch das
Verschieben der Einbrüche im Signal für den Sensor „Unten“ zum Sensor
„Mitte“ erklärt sich damit.
Der Sensor „Oben“ spricht zwar ebenfalls an. Seine große Entfernung zur
Oberfläche führt aber erwartungsgemäß zu einer extremen Anfälligkeit gegen
die Windbeeinflussung. Der Einsatz der Sensorik sollte also so nahe wie
möglich an der Oberfläche stattfinden.
Diagramm 4: Auslaufen des Versuches
(11:05:5 bis 11:13:32)
d)
Zum Ende des Versuches wird die externe Wärmequelle abgeschaltet (ab
11:07:25). Erwartungsgemäß verlöscht der Glimmbrand nach abschalten der
Heizschlange in dem nassen Brandgut von selber.
Einhergehend sinken die CO Konzentrationen des Gases. Solange die
Temperatur des Gases noch relativ hoch ist, kommt es nicht zu Einbrüchen in
der Gas-Messung des unteren Sensors(Blaue Kurve). Der Sensor oben, der
auch während der Phase erhöhter Temperatur keine wirklich brauchbaren
Ergebnisse lieferte ist praktisch sofort funktionslos.
Das Signal des mittleren Sensors wird mit zunehmendem Abkühlen
instabiler, da die Thermik immer schwächer wird.
Auch dieser Kurvenverlauf bestätigt die Aussage, dass die Distanz zur
Oberfläche möglichst gering gehalten werden sollte.

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