ZEBIS bzw. CBIS - ein Isotopensammler auf dem Zeppelin NT bzw. der CASA 212 AR

Funktionsprinzip

Die Luftprobensammler ZEBIS (Zeppelin based isotope sampler) CBIS (CASA based isotope sampler) dienen dafür, Außenluftproben in speziellen Kanistern (SilcoCanTM, Restek GmbH) zu sammeln. Diese Luftproben werden später im Labor auf Isotopenverhältnisse analysiert.

Der Ablauf ist hierbei wie folgt:
Jedes Behälter-Modul besteht aus 4 speziellen Kanistern, die zu vorher programmierten Zeiten mittels einer Pendelkolbenpumpe (NPK 09 DC, KNF Neuberger) befüllt werden. Wird der Betriebsdruck von 4 bar absolut (tbc) erreicht, wird der Behälter automatisch über ein elektromagnetisches Ventil (Fa. Clippard) geschlossen. Falls diese Druckschwelle nicht erreicht werden sollte, wird das Ventil von der Steuerelektronik nach einer definierten Zeit geschlossen. Dies deckt eventuell auftretende Probleme mit der Druckabschaltung oder durch vorhandene Lecks ab.
Zusätzlich zu diesem Automatikmodus gibt es noch die Möglichkeit, die Ventile (VOC_ISO_NO1-8) der Behälter manuell anzusteuern. Das Schließen der Ventile kann hierbei wiederum über die Druckabschaltung oder per Schalter erfolgen. Die Pumpe ist permanent in Betrieb. Dadurch wird ein andauerndes Spülen der Füllleitung erreicht. Ein NO-Ventil (normal offen) am Ende der Leitung wird während des Füllvorgangs gleichzeitig mit dem NC-Ventil (normal geschlossen) des jeweiligen Behälters betätigt.
Um den Vorgang später analysieren zu können, werden Druck, Status der Ventile und einige weitere Housekeeping-Signale (z.B. Temperatur) auf einem Data Logger (VOC_ISO_DL) gespeichert. Die gesamte Steuerelektronik befindet sich in einem 19'' Baugruppenträger (3 Höheneinheiten). Darauf wird der Daten-Logger montiert. Das Auslesen des Loggers erfolgt über einen externen USB-Anschluss.

Behältermodul

Foto: Marc Krebsbach

Steuerelektronik

Foto: Marc Krebsbach

Gasfluss-Blockdiagramm

Grafik: Marc Krebsbach