DE3019341A1

DE3019341A1 - Salt quantity on winter road measurements - is done by measuring light transmission and electrical conductivity of absorbent band

Info

Publication number: DE3019341A1
Application number: DE19803019341
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Chem. 3500 Kassel Budan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-05-21
Filing date: 1980-05-21
Publication date: 1981-11-26

Abstract

A sampling band with a layer of absorbent material, pref. paper, covered on both sides by waterproof transparent foil, is continuously pressed against the surface. Samples of liquid from the road are absorbed through windows in the foil. An analyser determines the amount of soluble material in the samples by measuring light transmission and electrical conductivity of the absorbent inner layer at points defined by the calibrated windows in the foil. If the band is dry the road surface is sprayed with a salt solvent ahead of the band.

Description

Verfahren und Einrichtung zur MengenmessungMethod and device for quantity measurement

löslicher Substanzen wie Auftausalzen auf einer Fahrbahnoberfläche.soluble substances such as de-icing salts on a road surface.

Bekanntlich werden im Winterdienst zur Bekämpfung von Eis-, Schnee- oder Reifglätte auf Fahrbahnflächen Salze mit niedrigem kryohydratischem Punkt wie die Chloride des Natriums, Calciums oder Magnesiums als Auftaumittel gestreut. Das kann-kurativ wie auch prophylaktisch ge schehen. Auf jeden Fall sind nach dem heutigen Stand der Technik verkehrssichere Strassen im Winter ohne diese Salzstreuungen nicht mehr denkbar.As is well known, in winter service to combat ice, snow or icy frost on road surfaces such as salts with a low cryohydrate point the chlorides of sodium, calcium or magnesium are scattered as thawing agents. That can be curative as well as prophylactic. In any case, are after today State-of-the-art traffic-safe roads in winter without this salt spread more conceivable.

mun kann ein Zuviel an Auftausalz auch zu einem Umweltproblem zum Beispiel im Hinblick auf Strassenbegleitgrün, Grundwasser oder auch Korrosion von Fahrzeugen werden, sodass ein möglichst sparsamer Einsatz von Auftausalz angezeigt ist. Gleiches gilt im Hinblick auf die Kosten der Salzanwendung. mun, too much de-icing salt can also lead to an environmental problem Example with regard to roadside greenery, groundwater or corrosion of Vehicles are indicated so that the most economical use of de-icing salt is possible is. The same applies to the cost of using salt.

Sparsamer Einsatz von Auftausalz verlangt als erstes die Berücksichtigung von Restsalzmengen, die unter Umständen noch von einer vorangegangenen Streuung zurückgeblieben sind. Dabei handelt es sich in der Regel um feinstes rekristallisiertes Salz, entstanden durch Abtrocknen einer abgestreuten Strasse oder bei feuchter Strasse um Reste einer Salzlösung.The economical use of de-icing salt must first be taken into account of residual salt quantities, which may still be from a previous spread stayed behind. This is usually the finest recrystallized Salt, created by drying a strewn road or when the road is damp around the remains of a saline solution.

Die Bestimmung dieser Restsalzmenge pro Flächeneinheit ist-ausserordentlich schwierig, sodass das Problem der Entnahme einer repräsentativen Probe auf einer Länge von vielen Strassenkilometern in praktisch brauchbarem Zeitraum, d.h. mit relativ hoher Geschwindigkeit ohne den laufenden Verkehr zu behindern oder den Messenden zu gefährden bis heute nicht befriedigend gelöst wurde.The determination of this amount of residual salt per unit area is extraordinary difficult, so the problem of taking a representative sample on a Length of many kilometers of road in a practically usable period, i.e. with relatively high speed without hindering the traffic or the person measuring endangering has not yet been satisfactorily resolved.

Der bereits bekannte Vorschlag, mit einer rotierenden Bürste Strassenfeuchtigkeit während der Fahrt in einen Behälter zu schleudern und nach Ansammlung ausreichender Flüssigkeitsmenge deren Salzgehalt z.B. durch Leitfähigkeitsmessung zu bestimmen, stellt keine repräsentative Probenahme dar, weil eine sichere quantitative Beziehung zur Strassenoberfläche damit nicht gegeben ist. Bei trockener Strasse versagt das Verfahren. So sind bislang nur Methoden bekannt, die die Restsalzbestimmung nicht von einem fahrenden Fahrzeug aus gestatten. Diese Methoden verzichten wegen der erwähnten Schwierigkeiten auf eine Probenahme und ermitteln unter Inkaufnahme der genannten Gefahren die Restsalzmenge direkt auf der Strassenfläche durch Leitfähigkeitsmessung unter Verwendung eines Lösungsmittels-oder durch Auftragen von flüssigen farbigen Indikatoren, die je nach Konzentrationseinstellung auf eine Mindestmenge von Chloridionen-pro Strassenflächeneinheit durch Farbumschlag ansprechen.The already known suggestion, with a rotating brush, street moisture to be thrown into a container while driving and sufficient after accumulation Determine the amount of liquid, its salt content, e.g. by measuring the conductivity, does not represent a representative sample because it is a reliable quantitative relationship to the road surface is not given. This fails on dry roads Procedure. So far, only methods are known that do not determine the residual salt from a moving vehicle. These methods are dispensed with because of the mentioned difficulties on a sampling and determine with acceptance of the the residual salt amount directly on the road surface by measuring the conductivity using a solvent or by applying liquid colored Indicators that, depending on the concentration setting, indicate a minimum amount of chloride ions-per Address the street area unit by changing the color.

Alle diese Methoden bedingen, dass entweder in gefährlicher Weise die Fahrbahn mit dem Messgerät betreten werden oder ein zweites Fahrzeug folgen muß, wenn die erwähnten Indikatoren von einem fahrenden Fahrzeug ausgebracht werden, da der Farbumschlag vor allem bei trockaner Strasse erst nach einiger Zeit eintritt. Für eine sichere Aussage sind ausserdem sehr- viele Meßpunkte erforderlich und da pro Messpunkt jeweils mehrere Kubikzentimeter Indikatorflüssigkeit.benötigt werden und diese wiederum eine der Restsalzmenge äquivalente Menge Silbersalz enthält, ist die Anwendung dieser Methode obendrein sehr kostspielig. Bei Nacht und Verwendung von Kunstlicht entstehen Erkeanungrschwierigteiteno So gesehen gewinnt ein allen Anforderungen der Praxis entsprechendes Probenahmeverfahren gemäß vorliegender Erfindung große technische Bedeutung.All of these methods require either in dangerous ways the lane is entered with the measuring device or a second vehicle is following must, if the mentioned indicators are applied by a moving vehicle, because the color change takes some time, especially on dry roads. In addition, a very large number of measuring points are required and there for a reliable statement Several cubic centimeters of indicator liquid are required for each measuring point and this in turn contains an amount of silver salt equivalent to the remaining amount of salt, this method is also very costly to use. At night and in use Artificial light creates difficulties in the way Seen in this way, wins a sampling procedure that meets all practical requirements in accordance with the present one Invention of great technical importance.

Es hat sich überraschend gezeigt, dass eine in qualitativer und quantitativer Hinsicht ausreichend repräsentative Probenahme eines Flüssigkeitsfilmes auf -einer Fahrbahn mittels eines. auf die Fahrbahn gepreßten. flachen Bandes aus saugfähigem Material, xorzugsweise eines Papierbandes vom fahrenden Bahrzeug aus möglich ist, wenn dieses Band auf-beiden Seiten mit wasserfester transparenter Folie. abgedeckt ist und die Abdeckfolie auf der die. Strassenoberfläche berührenden Seite in gleichmäßigem Längenabstand Fenster kalibrierter Größe hat, durch die die saugfähige Innenlage im Moment des Kontaktes mit der. Strasse deren Flüssigkeitsfilm in der von den Fenstern gegebenen Flächengröße absaugt. Die aufgesaugte Flüssigkeit markiert sich als deutlich sichtbarer Fleck mit erheblich höherer Lichtdurchlässigkeit -als die der trockenen Umgebung. Die Ausdehnung dieses Fleckes in der inneren Lage ist ein direktes Maß für die aufgesaugte Menge Flüssigkeit. So kann erfindungsgemäß aus der Fläche des lichtdurchlässigen Fleckes bezogen auf die Größe der Fenster die Menge Flüssigkeit pro Flächeneinheit Strasse errechnet werden Gleichzeitig wird der Salzgehalt dieser Flüssigkeitsmenge in an sich bekannter weise durch Messung-der elektri-achen Leittähigkeit der aufgesaugten Flüssigkeit bezw. der Leitfähigkeit der feuchten Innenlage bestimmt. Im Gegensatz zur saugfähigen Innenlage besteht die transparente Abdeckfolie aus hydrophobem Material wie beispielsweise Polyäthylen,. um jegliche Konkurrenz zur Saugleistung der Innenlage des Probenahmebandes auszuschließen.It has surprisingly been shown that one in qualitative and quantitative Regarding sufficiently representative sampling of a liquid film on one Roadway by means of a. pressed on the road. flat tape made of absorbent Material, preferably a paper tape, is possible from the moving vehicle, if this tape on both sides with waterproof transparent film. covered is and the cover film on the. Road surface touching side in even Length spacing window of calibrated size through which the absorbent inner layer at the moment of contact with the. Street their liquid film in that of the windows sucks the given area size. The absorbed liquid is clearly marked visible spot with significantly higher light transmission than that of the dry one Surroundings. The extent of this spot in the inner layer is a direct measure for the amount of liquid absorbed. Thus, according to the invention from the area of the translucent spot based on the size of the window the amount of liquid per unit area of the street can be calculated. At the same time, the salt content of this Amount of liquid in a manner known per se by measuring the electrical conductivity the absorbed liquid respectively. the conductivity of the moist inner layer is determined. In contrast to the absorbent inner layer, the transparent cover film consists of hydrophobic material such as polyethylene. any competition to the Exclude the suction power of the inner layer of the sampling tape.

Abb.1 zeigt eine der möglichen Ausführungsformen des Probenahmebandes als Teilder vorliegenden Erfindung. Figure 1 shows one of the possible embodiments of the sampling tape as part of the present invention.

( 1 ) ist die saugfähige Innenlage, ç 2 )- sind die beidseitigen transparenten Abdeckfolien, die an den Rändern ( 3 ) wasserdicht miteinender verschweisst sind. (1) is the absorbent inner layer, ç 2) - are the two-sided transparent cover films, which are welded to one another in a watertight manner at the edges (3) are.

( 4 ) sind die auf der die Strasse berührenden Seite des Bandes angeordneten kalibrierten Fenster und ( 5 ) sind kleine Öffnungen in der gegenüberliegenden Abdeckfolie, durch die Reagenzien der Innenlage aufgegeben werden können. Die saugfähige Innenlage ( 1 ) z.B. aus Papier ist in dem von den Abdeckfolien gebildeten Schlauch nicht fixiert, damit sie sich entsprechend der aufgesaugten menge Strassenflüssigkeit frei ausdehnen kann. (4) are those arranged on the side of the belt that touches the street calibrated window and (5) are small openings in the opposite cover sheet, can be abandoned by the reagents of the inner layer. The absorbent inner layer (1) E.g. made of paper is not in the tube formed by the cover films fixed, so that it can adjust to the amount of street fluid that has been absorbed can expand freely.

Der Anwendung und Auswertung des vorstehend beschriebenen Probenahmebandes dient erfindungsgemäß nachstehend beschriebene und in Abb.2 schematisch dargestellte Sinrichtung, die zweckmässigerweise an der Seite eines Kraftfahrzeuges oder als Nachläufer mit dem Gleitschlitz ( ) an dem Träger ( 2 ) des Kraftfahrzeuges angebracht ist, um wahlweise während der Fahrt mit dem -Probenahmeband ( 3 ) auf die Fahrbahn aufgesetzt oder zur Unterbrechung der Probenahme mit Hilfe des Seilzuges ( 4 ) im Schlitz ( 1 ) gleitend nach oben abgehoben zu werden, wobei dann die gesamte Einrichtung allein auf dem. Rad ( 5 ) läuft. Beim Aufsetzen der Einrichtung auf die Fahrbahn läuft das Probenahmeband ( 3-) von der Vorratstrommel ( 6 ) über die Rollenräder:< 7 ) in die Auswertungavorrichtung ( .8 ). Die Rollen ( 9 ) und die Rollen ( 10 ) dienen wie bei einer Gleißkette der Führung bezw. dem Anpressen des Probenahmebandes an die Fahrbahn. Die Rollen ( 11 ) in der Auswertungsvorrichtung ( 8 ) bewirken schrittweisen Vorschub des Bandes im Abstand der Fenster z.B. mittels eines hier nicht dargestellten von einem der Rollenräder ( 7 ) wegeäbhängig angetriebenen Malteserkreuzes, so, dass in an sich bekannter Wei-se jeweils bei A eine Durchleuchtung des Bandes und bei B eine Leitfähigkeitsmessung der aufgesaugten Flüssigkeit in Höhe der Fenster in der Abieckfolie stattfindet. Ein hier ebenfalls nicht dargestellter Kleinrechner kombiniert den Messwert für die Lichtdurchlässigkeit als Maß für die Menge der aufgesaugten Blüssigkeit mit dem X,esswert für die Leitfähigkeit als Maß des in der Strassenflüssigkeit gelösten Salzes und errechnet damit laufend die vorhandene Lenge Salz pro Flächeneinheit Fahrbahn als Iviittelwert der jeweils durchgeführten Zahl von Messungen. The application and evaluation of the sampling tape described above is used according to the invention described below and shown schematically in Fig.2 Device that is conveniently on the side of a motor vehicle or as Follower with the sliding slot () attached to the carrier (2) of the motor vehicle is to optionally while driving with the sampling tape (3) on the road put on or to interrupt the sampling with the help of the cable (4) in the Slot (1) to be lifted up slidingly, then the entire device alone on the. Wheel (5) runs. When placing the device on the roadway the sampling belt (3-) runs from the supply drum (6) over the roller wheels: < 7) into the evaluation device (.8). The rollers (9) and the rollers (10) serve as with a Gleißkette the leadership respectively. pressing the sampling tape to the road. Effect the rollers (11) in the evaluation device (8) Step-by-step feed of the tape at the distance of the window, e.g. by means of a here not illustrated by one of the roller wheels (7) driven by the Maltese cross depending on the path, so that, in a manner known per se, an X-ray of the tape is carried out at A and at B a conductivity measurement of the absorbed liquid at the height of the window takes place in the Abieckfolie. A small computer, also not shown here combines the measured value for the light transmission as a measure for the amount of absorbed Fluid with the X, measurement value for conductivity as a measure of the fluid in the street dissolved salt and thus continuously calculates the existing length of salt per unit area Road surface as the mean value of the number of measurements carried out in each case.

Erfindungsgemäss kann das Probenahmeband aber auch so ausgewertet werden, dass mit Hilfe einer Schablone die sichtbare fast kreisrunde Ausdehnung der aufgesaugten Flüssigkeit gemessen und mit Hilfe von Reagenzien Grenzen der Salzkonzentration dieser Flüssigkeit ermittelt werden. Wenn, in dieser Weise ausgewertet werden soll, wird zweckmässigerweise eine Innenlage im Probenahmeband verwendet, die durch Aufbringen einer Lösung und anschliesseqdem trocknen mit Ealiumbichromat präpariert ist. Zum Testen werden Tropfen einer Silbernitratlösung bestimmter Konzentration durch die kleinen Öffnungen ( 5 ) des Prtobenalimebandes der mit Kaliumbichromat präparierten Innenlage zugesetzt, wobei je nach Salzkonzentration-der aufgesaugten Flüssigkeit einerseits und der Konzentation der Silbernitratlösung andererseits bei tberschuß von Silbernitrat ein brauner und bei tbersehuß von Chlorid ein hellgelber Fleck auf der Innenlage entsteht. Auf diese Weise wird der Salzgehalt der Strassenoberfläche mit der für diesen. Zweck ausreichenden-Genauigkeit eingegabelt. Da das Probenahmeband zur Auf- nahme von Flüssigkeit bestimmt ist, aber auch der Salzgehalt einer trockenen Strasse gemessen werden soll, enthält der Behälter ( 12 ) ein Salzlösungsmittel, welches mit Hilfe der Dosierpumpe ( 13 ), die über das Rollenrad ( 7-) wegeabhangig angetrieben wird, und der Leitung ( 14 ) in der Spur des Probenahmebandesvor.diesem auf die Strassenoberfläche gebracht wird.According to the invention, however, the sampling tape can also be evaluated in this way that with the help of a template the visible almost circular extent of the absorbed liquid is measured and the salt concentration is set with the help of reagents this liquid can be determined. If, in this way, is to be evaluated, an inner layer is expediently used in the sampling tape, which is applied by applying a solution and then drying with Ealiumbichromate is prepared. To the Tests are carried out through the drops of a silver nitrate solution of a certain concentration small openings (5) of the prtobenalimebandes prepared with potassium dichromate Inner layer added, depending on the salt concentration of the absorbed liquid on the one hand and the concentration of the silver nitrate solution on the other hand in the case of excess a brown spot from silver nitrate and a light yellow spot from excess chloride arises on the inner layer. In this way the salinity of the road surface is determined with the one for this. Purpose of sufficient accuracy. Because the sampling tape to intake of liquid is determined, but also the salt content a dry road is to be measured, the container (12) contains a saline solvent, which with the help of the metering pump (13), which is path-dependent via the roller wheel (7-) is driven, and the line (14) in the track of the sampling tape in front of this is brought to the road surface.

Claims

Claims Q. Method and device for measuring the denomination more soluble Substances such as de-icing salts on a road surface, characterized in that that by continuously pressing a sampling tape, which is absorbent from one layer materials, preferably paper, covered on both sides with a waterproof transparent film is covered, consists, on the carriageway, samples of road fluid through calibrated Window sucked up in the cover film and the amount in an evaluation device of the sample by measuring the light transmittance and the content of the sample of dissolved Substance by measuring the electrical conductivity of the absorbent inner layer of the sampling tape to the given through the calibrated window of the cover sheet Places to be determined.

.2. Method according to claim 1, characterized in that when dry Lane a saline solvent in the lane of aes sampling belt in front of this the Road surface, metered depending on the route, is sprayed on.

5. sampling tape according to claim 1, characterized in that the absorbent inner layer prepared with potassium dichromate and the cover sheet next to the calibrated windows are provided with further openings through which silver nitrate certain concentration of the inner layer is added.

4. Sampling tape according to claim 1, characterized in that the transparent cover films on both sides at the edges preferably watertight are connected to one another by welding.

5. sampling tape according to claim 1, characterized in that the absorbent inner layer is prepared with a non-ionic wetting agent.

6. Device according to claim 1, characterized in that the of Sampling tape running off a supply drum when it is placed on the roadway of a moving vehicle made up of roller wheels and pressure rollers like a sliding chain pressed onto the road surface and from further roles, which are from the expiring Sampling belt by means of the roller wheels are driven, by an evaluation device, -where a measurement of light transmission and electrical conductivity of the absorbent Inner layer of the ribbon at the points indicated by the calibrated window takes place, is gradually drawn at the distance of the calibrated window and that a dosing pump also driven by the sampling belt via the roller wheels Salt solvent from a storage container in the track of the sampling belt splashes on the road surface.