CH185712A - Einrichtung zur Anzeige von den elektrischen Widerstand eines Messdrahtes beeinflussenden Fremdstoffen in gasförmigen Fluida. - Google Patents

Description

      Einrichtung        zur    Anzeige von den elektrischen Widerstand eines     Messdrahtes     beeinflussenden     Fremdstoffen    in gasförmigen Fluida.    Den     Gegenstand    der vorliegenden Erfin  dung bildet eine     Einrichtung    zur Anzeige  von den elektrischen Widerstand     eines        Mess-          drahtes        beeinflussenden    Fremdstoffen in gas  förmigen Fluida, insbesondere in Luft.

   Diese  Fremdstoffe können sowohl Gase, als auch       tropfbar        flüssige    Körper in Nebelform und  von einem Gasstrom mitgeführter Staub     sein.     



  Es     ist    bekannt,     dass    gewisse Metalle, wie  zum     Beispiel    Palladium,     Platin    und     Iridium,     zur     Adsorption,    wenn nicht     zur    Absorption  von Wasserstoff     befähigt    sind, wobei der       elektrische        Widerstand    der genannten Me  talle vergrössert     wird.    Die     Ansaugung        bezw.     Aufsaugung findet bereits bei gewöhnlicher  Temperatur     statt,    nimmt aber zu,

   wenn das  Metall     erwärmt        wird.    Von der erwähnten       Sorptionsfähigkeit    wird bereits Gebrauch ;ge  macht in Geräten für den     Nachweis    von       Wasserstoff    in Gasgemischen.  



  Nun     ist    aber durch     einlässliche    Versuche  festgestellt worden, dass ausser Wasserstoff  auch andere Gase,     ferner    zum     Beispiel    in         Kampfgasen    enthaltene Arsen- und Chlor  verbindungen, eine Erhöhung des     elek-          trischen        Widerstandes    eines aus einer     Palla-          dium-Silberlegierung    bestehenden     Drahtes     oder     Bandes    bewirken.

   Zweckmässig-erweise  wird der     Messdraht,    welcher     rund    oder band  förmig     sein    kann, nur ganz     dünn        ausgebildet,     um     eine    im Verhältnis zum Querschnitt mög  lichst grosse Oberfläche zur Verfügung zu       haben.    Die Empfindlichkeit der     Einrichtung     kann erheblich     gesteigert    werden durch     Mit-          tel    zur Erwärmung des zu     untersuchenden          gasförmigen    Fluidums bis -auf die Tempe  ratur des     Messdrahtes;

      es lässt sich dadurch  ermöglichen, unter Beachtung .der Zeit, in  welcher die Veränderung des     Widerstandes     des     Messdrahtes    vor sich geht, .den     prozen-          6valen    Gehalt eines     gasförmigen        Fluidums     an     Fremdstoffen,    die den elektrischen Wider  stand des     Messdrahtes        beeinflussen,    einiger  massen abzuschätzen und, festzustellen.  



  Für das     Adsorptions-        beziehungsweise     Absorptionsvermögen     des        Messdrahtes        ist         dessen absolute Temperatur massgebend;  es     ist    daher von Vorteil, diese Tempe  ratur,     die    sich     aus    der Temperatur des den       Mess:draht    umgebenden     Fluidums    und der       Übertemperatur,die    der     Messdraht    durch Er  hitzung erhält,     zusammensetzt,        möglichst     gleichmässig zu halten.

   Die     Temperatur    eines       gasförmigen    Fluidums lässt sich     unischwer     durch     eine    regelbare Heizung konstant hal  ten, was     jedoch    für die von der Wärmeleit  fähigkeit und     .Strömungsgeschwindigkeit    des  Fluidums     abhängige        Übertemperatur        des          Messdrahtes        nicht        möglich    ist.

   Um den Ein  fluss der Einwirkung ,der     Übertemperatur    des       Messdrahtes    auf dessen absolute     Temperatur          möglichst    gering zu     hallten,    kann     vorteil-          hafterweise    die Erhitzung     desgasförmigen     Fluidums so weit     ,getrieben    werden,     dass     schon     eine    ,geringe     Übertemperatur    des. Drah  tes     hinreicht,    um die     gewünschte    absolute  Temperatur des     Messdrahtes    zu erhalten.

   Bei  spielsweise würden hierfür bei .einer     Tempe-          ratur    des Fluidums von -85       und        einer        ge-          wünschten        Temperatur    von 100       des        Mess-          drahtes    bloss 15       Übertemperatur        erforderlich     sein,

   so     @dass    selbst bei einer     Änderung    der       Wärmeleitfähigkeit    des Fluidums eine Ände  rung der absoluten Temperatur des     Mess-          drahtes        kaum    eintreten     würde.     



  Die beigegebene     Zeichnung        stellt    ein     Aus-          führungsbeispiel        des        Erfindungsgegenstan-          des,    eine Einzelheit der     Einrichtung        und.     eine     Variante        ,dieser        Einzelheit    dar.  



       Fig.    1 ist eine     schematische    Darstellung  der     ,ganzen,    aus einem Messgerät und     einem          Anzeigegerät    gebildeten     Einrichtung;          Fig.    2 ist     ein.        Längsschnitt        des        Messgerä-          tes    allein;

         Fig.    3     zeigt        zum.    Teil einen Schnitt     nach     der Linie     III-III        und    zum andern     Teil    eine  Variante der untern Partie der     Fig.        2(.     



  Die in     Fig.    1     dargestellte        Einrichtung    ist       aus        einem    Messgerät 1 und     einem    Anzeige  gerät 12;

   zusammengesetzt.     Diese    beiden Ge  räte stehen mit einer     ihnen        gemeinsamen     Stromquelle 13 in     Wirkungsverbindung,        ass            welche        eine        Batterie    oder     ein        elektrischer          Akkumulator    vorgesehen sein     kann.     



  Das eigentliche     Anzeigeinstrument    33 des  Anzeigegerätes     ist        ferner    über eine     Wheat-          stone'sche    Brücke mit dem     Messdraht        des          Messgerätes    1     verbunden.     



  Bei dem     Ausführungsbeispiel    gemäss     Fig.1     besitzt das     Messgerät        ein    .in der     untern    Partie  annähernd kugelförmiges Gehäuse 2,     .dessen     Innenwandung     aus    einem weder     chemisch     roch     katalytisch    auf ein zu     untersuchendes     Fluidum     einwirkenden    Material besteht,

   bei  spielsweise aus Porzellan oder Bakelit oder       Hartgggummi.    Das Gehäuse 2 ist     unten        mit     einem für den     Zutritt    eines     zu        untersuchen-          den        Fluidums        bestimmten    Stutzen 3 ver  sehen, in welchen eine durch     elektrischen          Strom    beheizbare Spirale 4     eingesetzt    ist;

    diese     ist    mit der im Anzeigegerät     unter-          @gebrachten        Batterie    13     einerseits    durch die       Leitungen    17 und 14, den     Regulierwiderstand     15 und     ein    Amperemeter 16, und anderseits  durch     Leitungen    24 und 29 verbunden.

   Fer  ner ist das     Gehäuse    2 oben mit     einem        als     Kamin dienenden Rohr 10 versehen,     .das        nahe          seinem    obern Ende Öffnungen 11 für den       Austritt    des zu     unters        chenden    Fluidums       aufweist.    Durch dieses Rohr     sind    die     Lei-          tungen    17, 24, 30 und 34 aus-     und.        eingeführt.     



  Im Innern des     kugelförmigen        Teils    des       Gehäuses    '2     ist    ein     dünner    Messdraht 5     unter-          gebracht,    der     aus    einer     Palladium@Bilber-          legierung    besteht und auch als sehr dünnes  Band     ausgebildet    sein kann.

   Er     bildet        einen     im     Punkt    35     angeschlossenen        Zweig    der     be-          reits    erwähnten     Wheatstone'schen    Brücke.

         Als        Vergleichswiderstand        ist    in der     Nälhe     des     Messdrahtes    5     ein    zweiter Draht 6, an  geordnet, der     zweckmässig        saus    einem     Mate-          ria@    besteht, das bei einer     bestimmten        Tem-          peratur    dem     .Stromdurchgang    den .gleichen  Widerstand     wie    .der     Messdraht    5 bietet,

   daher  am     besten    ebenfalls aus     einer        Pd-Ag-Legie-          rung        besteht.    Sowohl der     Mess:draht,        als    der       Vergleichsdraht    ist von     einer    Hülse 8     bezw.    7  umgeben, die zum     Beispiel    aus     Glas    oder  Porzellan     bestehen    kann.

   Während     aber    die      Hülse 7 völlig geschlossen ist, so dass der       Vergleichsdraht    gegen .die     Einwirkung    des       gasförmigen    Fluidums     geschützt        ist,    weist  die Hülse 8     Durchbrechungen    in ihrem Man  tel auf, um eben dem Fluidum Zutritt zum       Messdraht    5 zu gewähren. Die Drähte 5 und  6 sind am einen Ende mit schwachen  Schraubenfedern 50     bezw.    49 versehen, wel  che eine     Durchbiegung    der Drähte verhin  dern sollen.

   Die Drähte ,sind mit     ihren     Schraubenfedern zweckmässig durch ein am       besten    aus<B>75%</B> Zinn, 18 bis 20% Wismut  und 5 bis 7 % Antimon bestehendes Lot ver  bunden.  



  Die Wärme, die dem zu     untersuchenden     Fluidum durch die Heizspirale 4 zugeführt  wird und diejenige der hierbei ebenfalls er  hitzten Drähte 5     und    6 erzeugt im     Kamin    10  des     Gehäuses    einen     kräftigen    Zug,     @so        da.ss     auch ruhende Gase, wie zum Beispiel     a,tmo-          sphäTische    Luft, und Gas, das schwerer als  Luft oder mit     ,Sohwebestoffen    geschwängert  ist, in ununterbrochenem Strom in das Ge  häuse 2 eingesaugt werden, aus welchem     ,

  sie     schliesslich .durch die Öffnungen 11 des     Ka-          mins-10        wieder    austreten.  



  Parallel zum     Stromkreis    der Heizspirale 4       ist    im     Anzeigegerät    die bereits erwähnte       Wheatstone'sehe    Brücke     geschaltet,    mittels  derer die Widerstandsänderungen des     IvIess-          drahtes    bestimmt werden können. Die     soge-          nannten    Eckpunkte dieser Brücke sind 23, 28  und 31 und der     bereits    erwähnte Punkt 35,  der sich im     Gehäuse    2 .des     Mess,geräles    be  findet.

   Der Stromverlauf ist folgender: von  der     Batterie    13     fliesst    -der     Messstrom    über die       Leitungen    14 und 18, den     zur        Konstant-          haltung    des Stromes innert enger     Grenzen     dienenden     Eisenwasserstoffwiderstand    19, den       Grobregulierwiderstand    20, das Amperemeter  21 und die     Leitung    22 zum Eckpunkt     23,der     Brücke.

   Von diesem geht der Strom einer  seits durch einen     konstanten        Widerstand    25,  ein     Potentiometer    26 und einen zweiten kon  stanten     Widerstand    27 zu .dem     durch    die       Leitung    29 mit der Stromquelle 13 verbun  denen Eckpunkt 28, anderseits durch die  Leitung .30, den     Vergleicbswiderstand    6     und       den     Messdraht    5 im -Gehäuse 2     .des        Mess-          gerätes    und .die     Leitung    24.

   Die     Verbindung     der beiden andern     Eckpunkte    31 und 3-5 der  Brücke wird durch die     Leitung    34, das An  zeigeinstrument 33 und die     Leitung    32 be  werkstelligt. Der Eckpunkt 31 ist als     .Schleif-          kontakt    gegenüber dem     Potentiometer    26       ausgebildet,        um    die Brücke abgleichen,     @da:s     heisst ins     Gleichgewicht    bringen zu können.

    Letzteres wird alsbald gestört,     wenn    .in das       Messgerät    ein     gasförmiges        Fluidum    ein  strömt; der Zeiger des Anzeigeinstrumentes  33 schlägt dann entsprechend     aus.    Das       Instrument    kann in üblicher Weise durch  einen     Schalter    36 zeitweise kurzgeschlossen  werden.  



  Die Wirkungsweise der hiervor     beschrie-          benen        Einriohtunggemäss        ng.    1     ist    fol  gende: Der     Messstrom    wird durch .den     Grob-          regulierwIderstand    20 so geregelt, dass der       Messdraht    5 und der Vergleichswiderstand 6  eine     Temperatur    von     beispielsweise   <B>85'</B> an  nehmen.

   Hernach wird die     Heizspirale    4     ein-          geschaltet    und deren Temperatur     mittels    des       Widerstandes    15 so geregelt, dass sie un  gefähr dieselbe wird,     wie    sie die beiden  Drähte 5 und 6 haben.

   Sodann wird die       Wheatstone'sche    Brücke gegebenenfalls durch       Versohieben    ihres als Schleifkontakt aus  gebildeten Eckpunktes 31 auf     dem        Potentio-          meter    26 ins     Gleichgewicht    gebracht.     In    die  ser Stellung verharrt die Brücke, solange das  zu     untersuchende        Fluidum,        beispielsweise     atmosphärische Luft, keine den     elektrischen     Widerstand des     Mess,drahtes    verändernde       Fremdstoffe    enthält.

       ,Sobald    dies nicht mehr  der Fall ist, die Luft also     einen    Fremdstoff  der     erwähnten    Art     enthält,    wird der     elek-          trische    Widerstand .des     Messdrahtes    5, kraft  der     Adsorptionsfähigkeit    des für den     Mess-          draht    verwendeten     Metallei,        gestört,

      wobei  der Zeiger des     Instrumentes    33     ausschlägt.     Die Grösse .des     Ausschlages    kann als Mass für  die Menge des im     Fluidum    enthaltenen, auf  den     Messdraht    einwirkenden fremden Be  standteils     bewertet    werden.  



  Die konstruktive     Ausbildung    des     Mess-          gerätes    der beschriebenen     Einrichtung    ist in      0  Fig. 2 und zum 'Teil auch in     Fig.    3     @dar-          gestellt.    Das Gehäuse 2 äst hier     zweiteilig.     Die obere Hälfte 3,6     mit    dem Kamin 10     ist          mit    der untern Hälfte 37     mittels        eines    an  letzterer     vorgesehenen        Gewindereifens    38  verbunden.

   Die untere Hälfte 87 ist     unten     mit einem     Gewindestutzen    39 versehen, auf  welchen     die        Kapsel    3'     angesteckt    ist. In letz  tere ist das     mit    wechselständigen Prall  flächen 41 versehene Endstück 40 der Zu  flussleitung     für    das zu     untersuchende    Flui  dum     eingesetzt.        Die        Heizspirale    4     ist    hier  an einem Paar Isolatoren 42 angebracht,

   die  oberhalb des     Einlassstutzens    89 angeordnet       sind.    Die Hülsen 7 und 8 - letztere mit       Durchbrechungen    9 im Mantel - sind an       ihren    Stirnenden durch Kappen aus leiten  dem Material, zum Beispiel Metall, ab  geschlossen, an welche der     Messdrakt    5 und  der     Vergleichsdraht        unter        Zwischenschaltung     von     Schraubenfedern    50     angeschlossen        sind.     Jene Hülsen sind     zwischen        Klammern    47       eingeklemmt,

      die an der     Unterseite    eines       Zwischenbodens    43 angebracht     und    an die       Leitungen        24        bezw.    30     bezw.    34 angeschlos  sen sind.

   Der     Zwischenboden    43.     ist    am un  tern Rand der     obern    Gehäusehälfte 36 mit  tels     eines    mit     iSchraubenwindungen    ver  sehenen Flansches eingesetzt und besitzt     eine          zentrale    Öffnung 45 für den     Durchlass    des       Fluidums        und        nahe        seinem        Rand    Löcher     44     und 46 für die Drähte 17     bezw.    24.

   Die zur  Verbindung des     Messgerätes        mit    dem     An-          zeigegerät    dienenden vier Drähte sind in  einer das Kamin 10     durchsetzenden        Hülle     vereinigt.  



  Die     Austrittsöffnungen    11 im Mantel des       Kamins    sind     mit        einigem        Abstand    von einer  oben offenen     Muffe    51 umgeben.

       Das    obere  Ende     des        Kamins    ist     mittels    eines von den  Verbindungsdrähten     @durebsetzten        Spundes          verschlossen.    Die     Prallflächen    41 und die  Muffe 51 sollen eine     Störung    durch äussere       Einflüsse,        zum    Beispiel durch Windstösse,  beim Untersuchen und Messen eines Flui  dums verhindern und die     Bedingungen    mög  lichst gleichförmig erhalten,

   unter denen     das          Fluidum        Zutritt    zum     Gehäuse    2 hat. Es    können auch     Mittel    vorgesehen     sein,    um den       Einfluss    von     Temperaturschwankungen.    auf       dieStrömung    des Fluidums im     Gehäuseaus-          zuschalten.     



  Bei der Variante gemäss     Fig.    8     ist    die  Kapsel 8", durch     welche    ein .zu     untersuchen-          des    Fluidum in das Gehäuse 2 des     Messgerä-          tes        einströmt,    unten mit einer Kappe 48 ver  sehen, in welche ein .Sieb 53     eingesetzt    ist.  Ein zweites Sieb 54 ist vor der Öffnung des       in    die Kapsel 3" hineinragenden     Stutzens    39  angebracht.

   Diese Siebe haben die gleiche Be  stimmung wie die     Prallflächen    41 im End  stück 40 der     Zuflussleitung    in     Fig.    2.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Anzeige von den elek trischen Widerstand eines Messdrahtes beein- flussenden Fremdstoffen in gasförmigen Fluida, insbesondere in Luft, dadurch ge- kennzeichnet, dass . der Messdraht aus einer Palladium-,Silberlegierung besteht. UNTERANSPRÜCHE:

   1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch ,gekennzeichnet, dass der Messdraht als Zweig einer Wheatstone'schen Brücke geschaltet ist, in deren Diagonalverbin- dung ein Anzeigeinstrument- liegt. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass als Vergleichswiderstand der Wheatstone'schen Brücke ein Draht an geordnet ist, der aus einem Stoff be steht, der einen wenigstens annähernd gleichen Temperaturkoeffizienten wie der Messdraht besitzt.

   B. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Messdraht und der Vergleichswiderstand in Hülsen aus einem .gegen das zu untersuchende Flui dum indifferenten Baustoff unterge bracht sind, wobei jedoch. ,die Hülse des Messdrahtes Durchbrechungen aufweist, durch die das zu untersuchende Fluidum an dem Messdraht vorbeistreichen kann.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch .gekennzeich net, dass die Stromquelle der Wheat- stone'schen Brücke so bemessen ist, dass der Messdraht und der Vergleichswider stand bis auf etwa <B>100'</B> erhitzt werden können.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Messdraht und der Vergleichswiderstand im Innern. eines Gehäuses mit aufrechtstehendem Rohraufsatz untergebracht sind,

   an wel ches Gehäuse eine Zuleitung für das zu untersuchende gasförmige Fluidum un ter Zwischenschaltung einer Vorrichtung zum Erhitzen des Fluidums angeschlos- sen ist. 6.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass .die Vorrichtung zum Erhitzen -des Fluidums aus einer an der Stelle, an der das zu untersuchende Fluidum in das Gehäuse eintritt, angeordneten Heiz- spirale besteht, die von .der Stromquelle der Wheatstone'schen Brücke gespeist wird. 7.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch ,ge kennzeichnet, dass die Hülsen an ihren Stirnenden durch metallische Kappen ab geschlossen sind, an welch letztere der Messdraht bezw. der Vergleichswider- stand mittels Schraubenfedern ange- schlossen ist. B.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung des Messdrahtes und des Vergleichswider- standes je mit den zugehörigen .Schrau benfedern ein aus etwa 75 % Zinn, etwa 19 % Wismut und etwa 6 % Antimon be stehendes Lot verwendet ist:

   9. Einrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3 und 7, da ,durch gekennzeichnet, dass die Hülsen des Messdrahtes und des Vergleichswider standes zwischen Haltern (47) ein- geklemmt sind, die an einem stellenweise durchbrochenen Zwischenboden des Ge häuses angebracht sind.

   10. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch .gekennzeich net, dass der an das den Messdraht und den Vergleichswiderstand umschliessende Gehäuse angeschlossene Teil der Zulei- tung für das zu untersuchende Fluidum mit Hindernissen ausgerüstet ist,

   mittelst derer störende äussere Einflüsse für die Messung verhindert werden. 11. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, @dass der Rohraufsatz des Gehäuses Durchbrechungen des Mantels aufweist, die von. einer oben offenen Muffe um geben sind.