DE19547419A1 - Determining concn. of gases of two component gas mixture with pressure lying below atmospheric pressure - Google Patents
Determining concn. of gases of two component gas mixture with pressure lying below atmospheric pressureInfo
- Publication number
- DE19547419A1 DE19547419A1 DE1995147419 DE19547419A DE19547419A1 DE 19547419 A1 DE19547419 A1 DE 19547419A1 DE 1995147419 DE1995147419 DE 1995147419 DE 19547419 A DE19547419 A DE 19547419A DE 19547419 A1 DE19547419 A1 DE 19547419A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pressure
- gas
- determination
- absolute
- determined
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/032—Analysing fluids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/036—Analysing fluids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
- G01N2291/014—Resonance or resonant frequency
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
- G01N2291/015—Attenuation, scattering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/021—Gases
- G01N2291/0212—Binary gases
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02845—Humidity, wetness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestim mung der Konzentration der Gase eines zweikomponentigen Gasgemisches bei einem unterhalb des Atmosphärendruckes liegenden Druck.The invention relates to a method for determining measurement of the concentration of the gases of a two-component Gas mixture at a below atmospheric pressure lying pressure.
In einer älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmel dung wird ein Verfahren zur Absolutdruckmessung in einem gasverdünntem Raum beschrieben, bei welchem die Reso nanzfrequenz eines mechanischen Resonators gemessen und zur Bestimmung des Absolutdruckes ausgewertet wird. Die Durchführung dieses Verfahrens erfolgt in der Weise, daß der Resonator bezüglich der Temperatur des gasverdünnten Raumes auf Übertemperatur gebracht wird, daß in Abhän gigkeit von einem veränderlichen Absolutdruck (pa) als erstem Parameter und von der veränderlichen mittleren Massenzahl <m< von nacheinander im Raum befindlichen Ga sen als zweitem Parameter ein Kennlinienfeld der gemes senen Resonanzfrequenzen (f) und Schwingungsamplituden (A) ermittelt wird und daß daraus eine gasartunabhängige Zuordnung von jeweils aktuell gemessenen Werten der Re sonanfrequenz (f) und der Schwingungsamplitude (A) zum jeweils in dem gasverdünnten Raum herrschenden Absolut druck (pa) ermittelt wird. In an older, unpublished patent application a method for absolute pressure measurement in one gas-diluted room in which the Reso frequency of a mechanical resonator measured and is evaluated to determine the absolute pressure. The This procedure is carried out in such a way that the resonator with respect to the temperature of the gas diluted Room is brought to overtemperature, that in depend ability of a variable absolute pressure (pa) as first parameter and the variable mean Mass number <m <of Ga in the room one after the other As a second parameter, a characteristic field of the measured its resonance frequencies (f) and vibration amplitudes (A) is determined and that it is a gas type independent Allocation of currently measured values of Re sonanfrequenz (f) and the vibration amplitude (A) to absolute prevailing in the gas-diluted room pressure (pa) is determined.
In dem nach diesem Verfahren entstehenden Kennlinien feld, welches mathematisch beschrieben und/oder gra phisch dargestellt wird, entspricht jeder Punkt einem Wertepaar, bestehend aus den gemessenen Werten der Fre quenzänderung und der Amplitudenänderung, sowie dem je weils herrschenden Absolutdruck. Dadurch ist es möglich, aktuell gemessenen Werten der Amplitudenänderung und der Frequenzänderung mit Hilfe des einmal ermittelten Kenn linienfeldes dem jeweils herrschenden Absolutdruck zuzu ordnen. Der besondere Vorteil dieses Verfahren zur Be stimmung des Absolutdruckes besteht darin, daß es gas artunabhängig ist.In the characteristic curves created by this method field which is described mathematically and / or gra each point corresponds to one Pair of values, consisting of the measured values of Fre frequency change and the amplitude change, as well as the because absolute pressure prevails. This makes it possible currently measured values of the amplitude change and the Frequency change using the once determined characteristic line field to the prevailing absolute pressure organize. The particular advantage of this method for loading Absolute pressure is that it is gas is independent of species.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neben der gasartunabhängigen Bestimmung des Absolut druckes auch noch eine Konzentrationsbestimmung von im gasverdünnten Raum sich befindenden Gaskomponenten zu ermöglichen.The present invention is based on the object in addition to the determination of the absolute independent of the gas type pressure also a concentration determination of im gas-diluted space to existing gas components enable.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß jeder Punkt des nach dem oben erwähnten Verfahren ermittelten Kenn linienfeldes zwei Wertepaaren entspricht, und zwar zum einen den gemessenen Werten der Amplitudenänderung und Frequenzänderung und zum anderen dem Absolutdruck und der mittleren Massenzahl <m< der im gasverdünnten Raum befindlichen Gase (und nicht dem Absolutdruck allein). Dieses gilt insbesondere für den Bereich des Kennlinien feldes, in dem die Amplitudenänderung und - noch mehr - die Frequenzänderung relativ stark von der Massenzahl der im gasverdünnten Raum befindlichen Gase abhängt.The invention is based on the knowledge that every point of the characteristic determined according to the above-mentioned method line field corresponds to two pairs of values, namely to one of the measured values of the amplitude change and Frequency change and on the other hand the absolute pressure and the average mass number <m <that in the gas-diluted room gases (and not the absolute pressure alone). This applies in particular to the area of the characteristic curves field in which the amplitude change and - even more - the frequency change relatively strongly from the mass number depends on the gases in the gas-diluted room.
Unter der Voraussetzung, daß sich im gasverdünnten Raum ein zweikomponentiges Gasgemisch mit bekannten Massen zahlen befindet, kann deren Konzentration bestimmt wer den, indem mit Hilfe des Kennlinienfeldes zunächst die mittlere Massenzahl <m< beim herrschenden Druck ermit telt und anhand der bekannten Massenzahlen der reinen Gase die Konzentration der Komponenten des zweikomponen tigen Gasgemisches bestimmt wird. Dieses Verfahren zur Konzentrationsbestimmung ist insbesondere dann von Be deutung, wenn sich im gasverdünnten Raum ein feuchtes Gas befindet, das heißt, ein Gasgemisch, bestehend aus einem Gas und einem nicht bekannten Wasserdampfanteil. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Konzentrationen der Gaskomponente und der Wasserdampf komponente sehr genau ermittelt werden.Provided that in the gas-diluted room a two-component gas mixture with known masses numbers, their concentration can be determined by who by first using the characteristic field average mass number <m <given the prevailing pressure telt and based on the known mass numbers of the pure Gases the concentration of the components of the two-component term gas mixture is determined. This procedure for Concentration determination is especially from Be interpretation if there is a damp room in the gas-diluted room Gas is located, that is, a gas mixture consisting of a gas and an unknown amount of water vapor. With the aid of the method according to the invention, the Concentrations of the gas component and the water vapor component can be determined very precisely.
Vorteilhaft ist weiterhin, daß auch der Partialdruck der im Gasgemisch vorhandenen Komponenten angegeben werden kann. Dieses geschieht durch Multiplikation des mit Hilfe des Kennlinienfeldes ermittelten Absolutdruckes mit der jeweiligen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten Konzentration.It is also advantageous that the partial pressure of the components present in the gas mixture can be specified can. This is done by multiplying the Absolute pressure determined using the characteristic field with the respective according to the inventive method determined concentration.
Schließlich ist es möglich, auch die relative Feuchte ϕ oder den Taupunkt τ eines Wasserdampf-/Gas-Gemisches an zugeben. ϕ ist gegeben durch die FormelFinally, it is also possible to use the relative humidity ϕ or the dew point τ of a water vapor / gas mixture admit. ϕ is given by the formula
p: Partialdruck H₂O
PSätt(T): Sättigungsdruck H₂O bei der Temperatur Tp: partial pressure H₂O
P Saturation (T): Saturation pressure H₂O at temperature T.
Dabei wird die Tatsache ausgenutzt, daß sich der Chip mit dem mechanischen Resonator auf einer bekannten Tem peratur befindet. Wenn der gemessene Partialdruck p des Wasserdampfes mit dem Sättigungsdampfdruck pSätt bei der herrschenden Temperatur T ins Verhältnis gesetzt wird, so erhält man die relative Feuchte ϕ. Die Temperatur T ist aus der Chiptemperatur bekannt, die zur Temperaturkompensation der Anordnung gemessen werden muß (temperaturabhängiger Chipwiderstand).This takes advantage of the fact that the chip with the mechanical resonator is at a known temperature. If the measured partial pressure p of the water vapor is compared with the saturation vapor pressure p Satur at the prevailing temperature T, the relative humidity ϕ is obtained. The temperature T is known from the chip temperature, which must be measured for temperature compensation of the arrangement (temperature-dependent chip resistance).
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand der Figur und eines Beispieles erläutert werden.Further advantages and details of the invention are intended be explained with reference to the figure and an example.
Die Figur zeigt das nach der älteren Patentanmeldung er mittelte Kennlinienfeld, das nach dem eingangs beschrie benen Verfahren erstellt wird und die Ableitung des Ab solutdruckes aus Frequenz- und Amplitudenänderungs-Mes sungen ermöglicht. Wegen der Abhängigkeit dieser Messun gen von der Masse der im verdünnten Raum befindlichen Gase ist es weiterhin möglich, Konzentrationen zu ermit teln. Diese Möglichkeit soll anhand eines Beispiels er läutert werden.The figure shows that after the earlier patent application averaged characteristic field, which was described after the beginning is created and the derivation of the Ab solutdruckes from frequency and amplitude change measurements solutions. Because of the dependence of this measurement of the mass of those in the diluted space It is still possible for gases to determine concentrations teln. This possibility should be based on an example to be refined.
Bei diesem Beispiel wird davon ausgegangen, daß sich im gasverdünnten Raum ein feuchtes Gas befindet, dessen Massenzahlen m₁ (Gaskomponente) und m₂ (Wasserdampf-kom ponente), so daß sich die H2O-Konzentration CH2O ergibt nachIn this example it is assumed that there is a moist gas in the gas-diluted room, the mass numbers of which are m 1 (gas component) and m 2 (water vapor component), so that the H 2 O concentration results in C H2O
<m< = 18·CH₂O + (1-CH₂O)·28<m <= 18 · C H₂O + (1-C H₂O ) · 28
Im Beispiel ergibt sich mit <m< = 25 also CH₂O = 0,3 oder 30%. Bei dem Druck von 10⁴ Pa beträgt damit der Partialdruck von WasserdampfIn the example, <m <= 25 thus gives CH₂O = 0.3 or 30%. At a pressure of 10⁴ Pa this is Partial pressure of water vapor
pH₂O = CH₂O·ptot = 0,3·10⁴ Pa = 3·10³Pap H₂O = C H₂O · p tot = 0.3 · 10⁴ Pa = 3 · 10³Pa
Es sei nun beispielsweise die Gastemperatur (gemessen mit einem temperaturabhängigen Chipwiderstand oder mit einem zweiten Schwingelement) ϑgas = 30°C. Dann kann aus einer Sattdampftabelle (die z. B. im Speicher eines Mikroprozessors abgelegt ist) ein Sätti gungswasserdampfdruck von 42 mbar = 4,2·10³ Pa entnommen werden. Die relative Feuchte ϕ ist dannFor example, let's say the gas temperature (measured with a temperature-dependent chip resistor or with a second oscillating element) ϑ gas = 30 ° C. Then a saturated steam pressure of 42 mbar = 4.2 · 10³ Pa can be taken from a saturated steam table (e.g. stored in the memory of a microprocessor). The relative humidity ϕ is then
Umgekehrt kann natürlich auch der Taupunkt τ angegeben werden: für pH₂O = 3·10³Pa entnimmt man der Sättigungs dampfdrucktabelle τ = 24°C.Conversely, the dew point τ can of course also be specified become: for pH₂O = 3 · 10³Pa one takes the saturation vapor pressure table τ = 24 ° C.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995147419 DE19547419A1 (en) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | Determining concn. of gases of two component gas mixture with pressure lying below atmospheric pressure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995147419 DE19547419A1 (en) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | Determining concn. of gases of two component gas mixture with pressure lying below atmospheric pressure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19547419A1 true DE19547419A1 (en) | 1997-06-26 |
Family
ID=7780557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995147419 Withdrawn DE19547419A1 (en) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | Determining concn. of gases of two component gas mixture with pressure lying below atmospheric pressure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19547419A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1963809A1 (en) * | 2005-12-22 | 2008-09-03 | Endress+Hauser GmbH+Co. KG | Method and device for determining at least one measurable variable of a medium |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1032360A1 (en) * | 1981-12-10 | 1983-07-30 | Предприятие П/Я Х-5332 | Gas concentration measuring method |
EP0416160A1 (en) * | 1988-03-14 | 1991-03-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for measuring the partial pressure of gases or vapours |
EP0477648A1 (en) * | 1990-09-28 | 1992-04-01 | BASF Aktiengesellschaft | Surface wave gas detector |
US5235844A (en) * | 1991-10-23 | 1993-08-17 | Niagara Mohawk Power Corporation | Multiple gas property sensor |
DE4319997A1 (en) * | 1993-06-17 | 1994-12-22 | Seiler Andreas | Interferometer type device for the quantitative detection of a gas type and device for the detection of a vapor |
-
1995
- 1995-12-19 DE DE1995147419 patent/DE19547419A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1032360A1 (en) * | 1981-12-10 | 1983-07-30 | Предприятие П/Я Х-5332 | Gas concentration measuring method |
EP0416160A1 (en) * | 1988-03-14 | 1991-03-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Apparatus for measuring the partial pressure of gases or vapours |
EP0477648A1 (en) * | 1990-09-28 | 1992-04-01 | BASF Aktiengesellschaft | Surface wave gas detector |
US5235844A (en) * | 1991-10-23 | 1993-08-17 | Niagara Mohawk Power Corporation | Multiple gas property sensor |
DE4319997A1 (en) * | 1993-06-17 | 1994-12-22 | Seiler Andreas | Interferometer type device for the quantitative detection of a gas type and device for the detection of a vapor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1963809A1 (en) * | 2005-12-22 | 2008-09-03 | Endress+Hauser GmbH+Co. KG | Method and device for determining at least one measurable variable of a medium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102009028022A1 (en) | Method for determining and / or monitoring at least one physical process variable of a medium | |
DE29918193U1 (en) | Device for determining the depth of sleep | |
EP1963809A1 (en) | Method and device for determining at least one measurable variable of a medium | |
DE19547419A1 (en) | Determining concn. of gases of two component gas mixture with pressure lying below atmospheric pressure | |
Volkmer et al. | Influence of heat pressure steaming (HPS) on the mechanical and physical properties of common oak wood | |
DE19757296A1 (en) | Method for determining and compensating the transfer function of a measuring device, in particular a spectrum analyzer | |
Kubojima et al. | Effect of shear deflection on bending properties of compressed wood | |
DE1458422A1 (en) | Process for producing a non-aging special deep-drawing steel sheet | |
WO1993021515A1 (en) | Process and device for measuring the concentration of a detector gas in a measuring gas containing an interfering gas | |
DE19823193A1 (en) | Natural gas density determination | |
EP0445509A1 (en) | Multipurpose domestic paper | |
DE102020124887A1 (en) | "Engine System with Switched Engine" | |
EP0183062B1 (en) | Method and apparatus for examining the filling gas of insulating glass sheets | |
DE2835444C2 (en) | Process for obtaining a display and control signal for the carbon level in the gas carburization of iron parts | |
DE2814576A1 (en) | Vibration mode analysis for vehicle structural components - involves eigen frequency stimulation, local amplitude measurement, and arithmetic processing | |
DD290718A5 (en) | ACOUSTIC MEASURING PROCEDURE FOR SPATIALLY LIMITED GAS CONCENTRATIONS | |
DE863368C (en) | Beat buzzer | |
DE3248534C2 (en) | Electromagnetic defectoscope | |
DE3017580A1 (en) | Ultrasonic absorption measuring system - uses change of electromechanical oscillators during change of absorption material spacing to oscillator | |
DD248193A1 (en) | METHOD FOR ASSESSING THE COOKING STATE OF FOODSTUFFS | |
DE102007047153A1 (en) | Humidity sensor for detecting water content in e.g. organic solvent, has resonator element and sensor layer coupled together in manner such that resonant frequency of resonator element depends on amount of water absorbed by sensor layer | |
EP0703310B1 (en) | Process for decatizing a textile fabric | |
DE951479C (en) | Sound-absorbing clothing for space delimiting surfaces | |
EP0347883A2 (en) | Process and device for balancing rotating parts | |
DD161274A3 (en) | Device for the detection of gas concentrations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |