Einrichtung zur Gasuntersuchung. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gasuntersuchung, bei welcher die Wärmeleitfähigkeit des Gases durch in den Stromkreis einer Wheatstoneschen Brücke eingeschaltete, temperaturabhängige Wider stände bestimmt wird. Die üblichen Einrich tungen dieser Art weisen wesentliche Nach teile auf, da sie zum Beispiel ausserordent lich sorgfältig zusammengebaut werden müs sen und die Empfindlichkeit gegen die ausserordentlich kleinen Temperaturunter schiede zwischen den Brückenschenkeln mit veränderlichem Widerstand sehr gross sein muss. Gegenwärtig werden diese Anforde rungen dadurch erfüllt, dass man diese Schen kel aus Platindraht, zum Beispiel in Form einer Schraubenlinie, die in einem Quarz mantel eingeschlossen ist, herstellt.
Diese Anordnung ist jedoch ausserordentlich kost spielig.
Der Zweck der Erfindung ist die Ausbil clung einer Einrichtung der genannten Art in der Weise, dass der Herstellungspreis sehr niedrig ist und trotzdem die Wirkungsweise dauernd zuverlässig und vollkommen genau ist. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erzielt, da.ss als temperaturabhängige Wider stände solche dienen, welche zu einem andern Zweck in Masse im Handel billig erhältlich sind. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass der temperaturabhängige Widerstand nicht für .den vorliegenden Zweck besonders hergestellt zu werden braucht, sondern dass ein in dem Handel befindlicher, verhältnis mässig billiger temperaturabhängiger Wider stand verwendet werden kann.
Als solcher kann zum Beispiel eine elektrische Glüh lampe, der Glühfaden einer solchen, oder eine Glühkatho,denröhre verwendet werden.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel der Einrichtung.
Fig. 1 zeigt schaubildlich das Ausfüh rungsbeispiel; Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 11-II .der Fig. 1; Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III .der Fig. 2.
Die Einrichtung weist zwei Prüfzellen A und B auf, welche nebeneinander angeordnet sind, um den Wärmeverlust zu verringern. Die beiden Prüfzellen<I>A</I> und <I>B</I> stehen mit einem Gehäuse 13, welches zur Aufnahme einer Absorptionsmasse bestimmt ist, aus schaltbar in Verbindung.
Jede Zelle besteht aus einem T-Rohr, mit einem Längsteil 4 und einem Querteil 5. Die Enden des Längsteils 4 sind mit Innen gewinde für Gewindepfropfen 11, diese mit Bohrungen zum Anschluss von Rohren ver sehen, durch welche das Gas in die so gebil dete Kammer ein- und aus ihr austritt.
Die Zellen A und B werden so dicht wie möglich durch Schellen 12 aneinander- gepresst, welche die Querteile 5 umgeben.
Als temperaturabhängiger Widerstand ist der Faden 9 einer Glühlampe verwendet, der in einen passend geformten Glaskolben 6 ein gesetzt ist, welch letzterer mittelst eines Pfropfens 7 aus Kitt oder Zement so be festigt ist, dass der untere Teil des Kolbens in das Längsrohr 4 hineinragt. Der untere Teil des Kolbens weist Öffnungen 8 auf, durch welche Gas aus dem Längsrohr 4 in den Kolben eintreten und mit dem Faden 9 der Glühlampe in Berührung kommen kann, wobei die Anordnung des Glühfadens derart ist, .dass derselbe jeglichem Einfluss der Ge schwindigkeit der Gasströmung durch die Zelle entzogen ist.
Der Glühfaden 9 ist mit- telst Drähten 10 in den einen Zweig einer Wheatstoneschen Brücke eingeschaltet. Der Glühfaden in der Zelle A ist in einen an dern Zweig der Wheatstoneschen Brücke ein geschaltet. Sind die Gase in den beiden Prüfzellen<I>A</I> und<I>B</I> von gleicher Zusammen setzung, so erfolgt keine Ablenkung des Zei gers im Galvanometer der Wheatstoneschen Brücke.
Soll beispielsweise mit der Einrichtung der Gehalt an Kohlensäure in einer Mischung von Kohlensäure, Methan, Stickstoff und Sauerstoff bestimmt werden, wird das zu untersuchende Gasgemisch zunächst durch die beiden<B>Zellen A</B> und B, unter Ausschal tung des Gehäuses 13; geleitet. Dadurch wird sich in dem Galvanometer der Wheat- stonschen Brücke ein Gleichgewichtszustand (Nullstellung) einstellen. Nun wird zwi schen :die Zellen A und B das die Absorp tionsmasse enthaltende Gehäuse 13 ein geschaltet, um die Kohlensäure zu entfernen.
Die Absorptionsmasse enthält zum Beispiel Kaliumhydrogyd. Durch die Zelle A. wird daher das gesamte Gasgemisch streichen, während .durch die Zelle Bein Gemisch, .dem die Kohlensäure entzogen wurde, strömt. Durch die nunmehr geänderte Wärmeleit fähigkeit in der Zelle B wird das Gleich gewicht in der Wheatstoneschen Brücke ge- stört,das heisst das Galvanometer wird einen Ausschlag zeigen. Dieser Ausschlag ent spricht dem Gehalt des Gemisches an Koh lensäure und nur diesem, da alle übrigen Gemischbestandteile sowohl durch die Zelle <I>A</I> wie auch durch die Zelle<I>B</I> geleitet wer den.
Das Galvanometer wird empirisch mit Hilfe von Gemischen mit bekanntem Kohlen säuregehalt geeicht.
Unter Umständen ist, um den Glühfaden gegen die Einwirkung der Gase zu schützen, die Verwendung von gewöhnlichen Glühlam pen zweckmässig. Die öffnungslosen Birnen können mit inerten Gasen zwecks Steigerung der Empfindlichkeit gefüllt sein. Besonders eignen sich Glühfäden aus Wolfram oder Tantal oder deren Legierungen, auch solche aus Platin und Nickel. Wenn der Glühfaden unmittelbar der Einwirkung des Gases aus gesetzt wird, ist es zu empfehlen, nur solche Metalle zu verwenden, die gegen die zerstö rende Wirkung des Gases unempfindlich sind.
Wenn der Glühfaden nicht mit dem Gas in Berührung kommt, ist es zweckmässig, ein Metall zu verwenden, welches einen mög lichst hohen Temperaturkoeffizienten, etwa 0,002 bis 0,006, besitzt.
Die Fäden von Glühlampen sind in bezug auf die Birnen genau zentriert, so dass es sich empfiehlt, Glühfaden und Birne als Ganzes gemeinsam zu verwenden, wobei der zur Be festigung der Birne in dem T-Rohr verwen- dete Kitt oder Zement möglichst denselben Ausdehnungskoeffizienten wie Glas besitzt. Es ist jedoch nicht immer erforderlich, die Birne mit zu verwenden, da der Glühfaden mit seiner Fassung allein verwendet werden kann, vorausgesetzt, dass derselbe in der Zelle in geeigneter Weise montiert wird.
An Stelle der Glühlampen können zum Beispiel auch Glühkathodenröhren verwen det werden.
Die Glühlampen und Glühkathodenröh- ren bilden infolge ihres Glasballons an sich zur Gasuntersuchung geeignete Zellen und können, wenn der Glasballon mit Anschluss- wtutzen zur Gasein- und ausleitung versehen wird, ohne in eine Prüfzelle eingebaut zu sein, in die Zweige der Wheatstoneschen Brücke eingeschaltet werden. Es ist aber Vorsorge zu treffen, dass Fehlerquellen, zum Beispiel durch die Gasströmung, vermieden werden.
Device for gas testing. The invention relates to a device for gas analysis, in which the thermal conductivity of the gas is determined by in the circuit of a Wheatstone bridge switched, temperature-dependent resistors. The usual facilities of this type have significant disadvantages because they must be assembled carefully, for example, and the sensitivity to the extremely small temperature differences between the bridge legs with variable resistance must be very high. At present, these requirements are met by making these legs from platinum wire, for example in the form of a helix that is enclosed in a quartz jacket.
However, this arrangement is extremely costly.
The purpose of the invention is to train a device of the type mentioned in such a way that the production price is very low and yet the mode of operation is always reliable and completely accurate. According to the invention, this is achieved in that the temperature-dependent resistors used are those which are commercially available in bulk for another purpose. In this way it can be achieved that the temperature-dependent resistor does not need to be specially produced for the present purpose, but that a relatively cheap temperature-dependent resistor that is commercially available can be used.
As such, an electric incandescent lamp, the filament of such, or a hot cathode, for example, can be used.
The drawing illustrates an exemplary embodiment from the device.
Fig. 1 shows diagrammatically the Ausfüh approximately example; Fig. 2 is a section on line 11-II of Fig. 1; FIG. 3 is a section along the line III-III of FIG.
The device has two test cells A and B, which are arranged side by side in order to reduce heat loss. The two test cells <I> A </I> and <I> B </I> are connected in a switchable manner to a housing 13 which is intended to accommodate an absorption mass.
Each cell consists of a T-tube, with a longitudinal part 4 and a transverse part 5. The ends of the longitudinal part 4 are threaded with internal threads for threaded plugs 11, these see ver with holes for connecting pipes through which the gas in the so gebil ended Chamber enters and exits it.
The cells A and B are pressed against one another as tightly as possible by clamps 12 which surround the transverse parts 5.
The filament 9 of an incandescent lamp is used as a temperature-dependent resistor, which is inserted into a suitably shaped glass bulb 6, the latter being fastened by means of a plug 7 made of putty or cement so that the lower part of the bulb protrudes into the longitudinal tube 4. The lower part of the bulb has openings 8 through which gas can enter the bulb from the longitudinal tube 4 and come into contact with the filament 9 of the incandescent lamp, the arrangement of the filament being such that the same can be influenced by the speed of the Gas flow through the cell is withdrawn.
The filament 9 is connected to one branch of a Wheatstone bridge by means of wires 10. The filament in cell A is connected to another branch of the Wheatstone bridge. If the gases in the two test cells <I> A </I> and <I> B </I> are of the same composition, there is no deflection of the pointer in the galvanometer of the Wheatstone bridge.
For example, if the device is to be used to determine the content of carbon dioxide in a mixture of carbon dioxide, methane, nitrogen and oxygen, the gas mixture to be examined is first passed through the two cells A and B, with the housing 13 switched off ; directed. As a result, a state of equilibrium (zero position) will be established in the galvanometer of the Wheatstone bridge. Now is tween: the cells A and B, the housing 13 containing the Absorp tion mass switched on to remove the carbonic acid.
The absorption mass contains, for example, potassium hydrogen. The entire gas mixture is therefore passed through cell A., while the mixture, from which the carbonic acid has been removed, flows through the cell. The now changed thermal conductivity in cell B disrupts the equilibrium in the Wheatstone bridge, that is, the galvanometer will show a deflection. This rash corresponds to the carbonic acid content of the mixture and only this, since all other components of the mixture are conducted through both cell <I> A </I> and cell <I> B </I>.
The galvanometer is empirically calibrated using mixtures of known carbon acid content.
It may be advisable to use ordinary incandescent lamps to protect the filament from the effects of the gases. The apertureless pears can be filled with inert gases to increase sensitivity. Filaments made of tungsten or tantalum or their alloys, including those made of platinum and nickel, are particularly suitable. If the filament is directly exposed to the action of the gas, it is recommended that you only use metals that are insensitive to the destructive effects of the gas.
If the filament does not come into contact with the gas, it is advisable to use a metal which has a temperature coefficient as high as possible, about 0.002 to 0.006.
The filaments of incandescent lamps are exactly centered with respect to the bulbs, so that it is advisable to use the filament and the bulb together as a whole, with the cement or cement used to fix the bulb in the T-tube having the same expansion coefficient as possible Owns glass. It is not always necessary to use the bulb, however, since the filament and its socket can be used on its own, provided that it is suitably mounted in the cell.
Instead of incandescent lamps, glow cathode tubes can also be used, for example.
The incandescent lamps and hot cathode tubes form suitable cells for gas analysis due to their glass balloon and can be switched into the branches of the Wheatstone bridge if the glass balloon is provided with connection pieces for gas inlet and outlet without being built into a test cell . However, precautions must be taken to avoid sources of error, for example due to the gas flow.