CH619781A5 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
CH619781A5
CH619781A5 CH208175A CH208175A CH619781A5 CH 619781 A5 CH619781 A5 CH 619781A5 CH 208175 A CH208175 A CH 208175A CH 208175 A CH208175 A CH 208175A CH 619781 A5 CH619781 A5 CH 619781A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
input
output
differential amplifier
current source
resistor
Prior art date
Application number
CH208175A
Other languages
English (en)
Inventor
Gregor Betz
Hugo-Peter Scholz
Original Assignee
Ehlen Karl Josef
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ehlen Karl Josef filed Critical Ehlen Karl Josef
Publication of CH619781A5 publication Critical patent/CH619781A5/de

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/122Circuits particularly adapted therefor, e.g. linearising circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/72Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Einrichtung zur 65 qualitativen und quantitativen Analyse von Gasgemischen mittels eines auf bestimmte Gase ansprechenden Halbleiter-Mess-fühlers in mindestens einem Zweig einer Messbrücke, deren Ausgangssignale durch eine Differenzverstärker-Anordnung
3 619 781
ausgewertet werden, in deren Ausgangskreis eine Vorrichtung deren Ausgänge durch eine Schaltungs-Vorrichtung mit einem zur Verwertung des Ausgangssignals der Differenzverstärker- gemeinsamen Ausgang verbunden sind. Wenn mehrere Mess-
Anordnung liegt. stellen abgefragt werden sollen, können zusätzliche Messfüh-
Auf dem vorbeschriebenen Gebiet der elektronischen Gas- ler-Vorrichtungen, mindestens annähernd der gleichen Bauart analyse werden seit langem Widerstands-Brückenschaltungen 5 wie der erstgenannten Messfühler-Vorrichtung, zusammen mit eingesetzt, in deren einem Zweig ein Widerstand liegt, der von dieser über einen von einem Zeitgeber gesteuerten Schalter dem zu analysierenden Gasgemisch umgeben ist, wobei das nacheinander an den einen Eingang der Differenzverstärker-Messverfahren auf dem Prinzip beruht, dass bei bestimmten Anordnung anschliessbar sein. In noch weitergehendem Widerstands-Werkstoffen in Anwesenheit verschiedener Gase Umfange werden die erzielbaren Vorteile ausgeschöpft, wenn wegen deren verschiedenen Wärmeleitvermögens unterschiedli-10 die Differenzverstärkerstufe ein als Kompakt-Halbleiter-Bau-che Widerstandswerte auftreten. Solche Gasanalysatoren haben stein ausgebildeter Operationsverstärker mit Anschlüssen für den Nachteil, dass sie einen komplizierten Aufbau haben, ein einen Kondensator zur Frequenzkompensation für einen nichtgrosses Gewicht und Volumen besitzen, häufiger Wartung invertierenden Eingang, für Betriebsspannungen und für einen bedürfen und hohe Anschaffungskosten verursachen. invertierenden Eingang ist. Für Gasanalysen, die im Falle von
Andererseits sind in neuerer Zeit Halbleiter bekannt gewor-15 zeitlich veränderlichen Gasgemischen durchgeführt werden Sölden, deren elektrische Eigenschaften sich verändern, wenn sie len, ist es besonders fördernd, wenn in Reihe mit einem Relais-mit Gasen, z.B. Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Methan, Propan, betriebenen Schalter ein einstellbarer Widerstand liegt.
Äthanol usw. in Berührung gebracht werden, so dass es möglich Schliesslich lässt sich auch hinsichtlich der erzielbaren ist, derartige Halbleiter zur Gasanalyse zu verwenden. Die Genauigkeit, Schnelligkeit und Stabilität der Messergebnisse einschlägigen bekannten Einrichtungen weisen nun den Nach- 20 und ihrer Verwertung eine zusätzliche Verbesserung erzielen,
teil auf, dass sie nicht genau genug arbeiten und dass vor allem wenn im Ausgangskreis der Differenzverstärker-Anordnung als ihre Ergebnisse von äusseren Betriebsbedingungen oder sonsti- Übertragungs- Vorrichtung eine solche zur Übertragung der gen störenden Schwankungen verfälscht werden. Ausgangssignale mittels Frequenzmodulation eines Trägersi-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung gnales oder als Schalteinrichtung eine kontaktlose elektronische elektronischer Art zur qualitativen und quantitativen Analyse 25 Leistungsschaltungs-Anordnung mit einem Lastkreis liegt. Eine von Gasgemischen zu schaffen, die mit Halbleiter-Messfühlern weitere Verbesserungsmassnahme kann darin bestehen, dass die ausgerüstet ist und bei der die elektrischen Signale der Halblei- Vorrichtung zur Übertragung des Ausgangssignals einen ein-
ter in einer so zweckmässig gestalteten Anordnung verarbeitet stellbaren Rückkopplungszweig zwischen dem Eingang und werden, dass das Gasanalysegerät bzw. die zugehörige Einrich- dem Ausgang einer Stufe des Differenzverstärkers enthält ;
tung trotz grosser Betriebszuverlässigkeit eine geringe Wartung m dabei kann der Rückkopplungszweig an denjenigen Eingang erfordert, kleine Abmessungen und ein kleines Gewicht hat, angeschlossen sein, an dem die Ausgangselektrode des Mess-
ortsbeweglich ist und auch ausserhalb chemischer Laboratorien fühlers liegt, welcher Eingang der nicht-invertierende Eingang eingesetzt werden kann sowie eine hinreichende Messgenauig- ist. Dieser Rückkopplungszweig kann ferner einen einstellbaren keit besitzt. Ohm'schen Spannungsteiler enthalten oder mit einer Relais-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch 35 Anordnung zusammenwirken. Durch jede dieser Teilmassnah-
gelöst, dass der Messfühler mindestens eine Heizelektrode mit men wird eine Abstimmung des Ausgangssignals an unter-
zwei Anschlüssen und mindestens eine räumlich davon schiedliche Betriebszustände der Einrichtung und/oder des getrennte Ausgangselektrode mit zwei Anschlüssen enthält, die Gegenstandes der Analyse herbeigeführt.
beide auf einem gemeinsamen Halbleiter-Körper angeordnet In besonders zweckmässiger Ausgestaltung kann bei der sind, wobei die von einer Heizstromquelle gespeiste Heizelek- «o elektronischen Einrichtung zur qualitativen und quantitativen trode an den einen Pol einer Gleichstromquelle angeschlossen Analyse von Gasgemischen die Messfühler-Vorrichtung so aus-und die Ausgangselektrode über einen Widerstand mit dem gebildet sein, dass eine Ausgangselektrode auf dem Halbleiteranderen Pol der Gleichstromquelle verbunden ist und wobei Körper mit Anschlüssen ausgestattet ist, die gemeinsam an unter Einwirkung des zu analysierenden Gasgemisches auf den einen Eingang der Differenzverstärker-Anordnung und über Halbleiterkörper an der Ausgangselektrode ein Gleichspan- 45 einen Widerstand an einen Pol der Gleichstromquelle ange-nungssignal auftritt, das über den Widerstand an einen F.ingang schlössen sind. Für den mobilen Einsatz dieser Einrichtung ist es der Differenzverstärker-Anordnung angelegt wird. dann weiterhin vorteilhaft, wenn als Heizungs-Wechselstrom-Es ist dabei zweckmässig, wenn das vom Messfühler abgege- quelle ein Wechselrichter dient, der aus einer Batterie gespeist bene Gleichspannungssignal an einem ersten Eingang und eine wird und diese Batterie auch als die Gleichstromquelle dient. Bezugs-Gleichspannung an einem zweiten Eingang einer Diffe- 50 Bevorzugte Verwendungen der vorbeschriebenen Einrich-renzverstärker-Stufe liegen, die einen invertierenden und einen tung zur qualitativen und quantitativen elektronischen Analyse nicht-invertierenden Eingang aufweist. Der Ausgang der elek- von Gasgemischen liegen auf dem Gebiet der von elektrischen tronischen Einrichtung kann zur Signal-Übertragung eine Ein- Schaltgeräten gesteuerten gasabgebenden technischen Prozesse, richtung für die Frequenz- oder Amplitudenmodulation einer deren kontinuierlicher Ablauf sorgfältig überwacht werden Trägerfrequenz durch das Ausgangssignal der Differenzverstär- 55 mussj und bestehen zum ersten darin, dass die Einrichtung zur keranordnung oder wahlweise für die Messung des Ausgangssi- Durchführung mehrerer Messvorgänge des Prozesses durch ein gnals ein Messinstrument mit Registriereinrichtung, für die ^ Zeitrelais mindestens einmal ein- bzw. umgeschaltet bzw. von Anzeige des Ausgangssignals eine Lumineszenzdiode oder eine diesem abgeschaltet wird. Hierbei ist es zweckmässig, wenn als Impulsschalter wirkende Schalteinrichtung enthalten. Hier- Zeitpunkt und Dauer der Messungen für die Ein-, Aus- bzw. durch kann die elektronische Einrichtung zur Gasanalyse in «, Umschaltung der Ejnrichtung vom zu überwachenden Prozess verschiedenartiger Weise praktisch eingesetzt werden, indem gesteuert werden. Darüberhinaus wirkt es sich förderlich oder in ihr Ausgangssignal mittels der verschiedenen in der einschlägi- anderer Weise nfitzKch aus> wenn die MeSsvorgänge des zu gen Technik verfügbaren Zusatzgeräte ausgewertet werden überwachenden Prozesses durch ein elektronisches Zählwerk im ^ann" Ausgangskreis der Einrichtung zur Gasanalyse abgebrochen
Zur rationellen Verarbeitung der Messergebnisse ist es oft werden.
sinnvoll, wenn mehrere Messfühler der gleichen Art mit zuge- In allen solchen Fällen lässt es sich mit Hilfe der beschriebe hörigen Differenzverstärker zusammengefasst werden, indem nen elektronischen Einrichtung zur Gasanalyse einrichten, dass
619 781
4
ein weiteres Zusammenwirken des technischen Prozesses mit ihr dadurch zustandekommt, dass als Schaltgerät ein Zeitrelais dient, das die Einrichtung verzögert nach dem Anlauf des technischen Prozesses ein- und/oder vorzeitig vor seinem Auslaufen ausschaltet, und schliesslich, dass die Ein-, Aus- bzw. 5 Umschaltung der Einrichtung durch das Ausgangssignal einer Codier- und Decodiereinrichtung bewirkt wird, wobei die Codier- und Decodiereinrichtung einen Soll-/Istwert-Vergleich für eine mittels eines Zählwerkes erfasste Anzahl von Prozessphasen und/oder für die Zeitdauer von wenigstens einer 10 Anlauf-, Normal- und Auslaufphase des Prozesses vornimmt, sowie zusätzlich oder stattdessen der Stromversorgungskreis der Einrichtung vor dem Beginn einer Phase des zu überwachenden Prozesses und nach deren Ende automatisch ausgeschaltet wird.
Die gemäss der Erfindung ausgebildete Einrichtung hat 15 gegenüber dem Stand der Technik insbesondere den Vorteil,
dass die Empfindlichkeit der Anzeige erheblich verbessert ist, so dass der Anwendungsbereich auf eine Vielfalt von Gasgemisch-Komponenten erweitert werden kann, indem man lediglich die Sensoren, d.h. die in Halbleitertechnik ausgebildeten Messfüh- 20 1er-Vorrichtungen durch ausgewählte Betriebswerte spezifischer zu sensibilisieren hat. Die Einrichtung kann damit in hohem Grade an die Bedürfnisse der Praxis angepasst werden.
Physikalisch hat dies seine Ursache darin, dass speziell bei der Sonderausführung des Messfühlers und dieser Art der 25 Beheizung nur der den Werten des Gasgemischs entsprechende echte Anzeigewert der erzeugten Gleichspannung gesteigert wird, ohne dass der Absolutwert der als aktivierte Ladungsträger entstehenden Gleichspannung zunimmt. Das Gasanalysegerät kann also mit der beschriebenen Einrichtung 3» bei hinreichender Messgenauigkeit und geringem Anschaffungspreis direkt an den Orten zum Einsatz kommen, wo Gasgemische entstehen. Besonders geeignet ist das Gasanalysegerät zur Abgaseüberwachung von Feuerungsanlagen, zur Luftüberwachung in klimatisierten Räumen und zur Steuerung von Kli- 35 maanlagen, zur kontinuierlichen Überwachung von Luftverunreinigungen, zur Messung des Alkoholgehaltes in der menschlichen Atemluft und dergleichen mehr.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher 4"
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 : den Schaltungsaufbau des Gerätes zur Gasanalyse
Fig. 2: die Einschaltvorrichtung für das Gasanalysegerät
Fig. 3: die Einschaltvorrichtung für das dem Gasanalysege- 45 rät vorgeschaltete Gasförderungsgerät
Fig. 4: die Kodier- und Dekodiereinrichtung, die mit der Einschaltvorrichtung nach Fig. 2 kombiniert werden kann
Fig. 5: eine elektronische Leistungsschaltung.
Gemäss Fig. 1 befindet sich ein als Messfühler 1 geeigneter 50 Halbleiter in einer in der Zeichnung nicht dargestellten Messkammer und wird mit dem zu analysierenden Gas in Berührung gebracht. Der Halbleiter ist für ein bestimmtes Gas, beispielsweise Kohlenmonoxid, sensibilisiert und gibt, wenn er mit Koh-lenmonoxid in Berührung gebracht wird, ein elektrisches Signal 55 ab, dessen Grösse sich proportional zur Kohlenmonoxidkonzen-tration verändert. In der Messkammer können auch mehrere als Messfühler 1 geeignete Halbleiter untergebracht sein. Der Messfühler 1 ist mit zwei Elektroden 2 und 3 mit je zwei Anschlüssen ausgestattet, von denen die eine oder andere Elek- 6o trode beheizt wird. Die Elektroden 2 oder 3 werden über die Sekundärwicklungen 9 und 10 des Transformators 8 und den Zweiweggleichrichter 11, dem ein Siebkondensator 14 nachgeschaltet ist, mit Spannung versorgt. Die Elektrode 2 ist über die Anschlüsse 4 und 5 mit der Sekundärwicklung 9 verbunden und 65 heizt den Messfühler 1. Die Betriebstemperatur der Messfühler 1 beträgt je nach Zusammensetzung der zu analysierenden Gasmischung 80 bis 120° C. Die Elektrode 2 ist über den
Relaiskontakt 15 mit der Plusseite 12 der Gleichstromquelle verbunden. Die Elektrode 3 ist über die Anschlüsse 6 und 7 und den Widerstand 16 mit der Minusseite 13 der Gleichstromquelle und mit dem nicht invertierenden Eingang 22 des Operationsverstärkers 20 verbunden. Der Spannungsteiler mit den Widerständen 17,18,19 ist bestimmend für den Verstärkungsfaktor. Am Potentiometer 18 kann das gewünschte Bezugspotential für den invertierenden Eingang 21 des Operationsverstärkers 20 abgegriffen werden (Sollwerteinstellung). Über die Anschlüsse 23 und 24 wird der elektronische Operationsverstärker 20 mit der notwendigen Betriebsspannung versorgt, während die verstärkten Signale zwischen dem Anschluss 26 und der Plusseite der Gleichstromquelle abgegriffen werden können. Der Operationsverstärker 20 ist über den Anschluss 25 und 26 mit dem Kondensator 28 verbunden und wird von diesem frequenzkompensiert. Die vom Operationsverstärker 20 über den Widerstand 27 abgegebenen, verstärkten Signale wirken über das Relais 31 und die Treiberstufe 33 auf das Relais 34, das den Umschalter 36 der Gallium-Arsenid-Diode 37 betätigt. Die Dämpfungsdioden 32 und 35 stabilisieren die Relais 31 bzw. 34. Parallel zum Widerstand 19 kann der Regelwiderstand 29 durch Schliessen des Schalters 30 gelegt werden, der von einem Relais, z.B. 53 (Fig. 2), geschlossen oder geöffnet wird. Der Widerstand 29 ist so eingeregelt, dass er die Empfindlichkeit des Operationsverstärkers 20 so weit herabsetzt, dass dieser unter bestimmten Bedingungen, wie sie beispielsweise beim Anfahren eines ölbrenners auftreten, nicht durchschaltet.
Erhält der Transformator 8 auf seiner Primärseite Spannung, so wird das Gasanalysegerät durch die beiden Sekundärwicklungen 9 und 10 sowie den Zweiweggleichrichter 11 mit Wechsel- und Gleischstrom versorgt. Über den Relais-Kontakt 15 wird die Messbereitschaft hergestellt und am Spannungsteiler 17,18,19 wird das Potential zwischen dem invertierenden und dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 20 so eingeregelt, dass er bei einem Istwert, der unter dem Sollwert der Gaskonzentration liegt, nicht anspricht, aber bei einem Istwert, der über dem Sollwert liegt, durchschaltet. Über das Relais 31 werden dann sichtbare oder hörbare Signale geschaltet, wahlweise Regelimpulse gegeben oder der zu überwachende Prozess, z.B. eine ölverbrennung, wird abgeschaltet. Über die Treiberstufe 33 schaltet das Relais 34 den Umschalter 36 der Gallium-Arsenid-Diode 37 bei Normalbetrieb des Gasanalysegerätes auf die Minusseite der Gleichstromversorgung und bei Überschreitung einer bestimmten Gaskonzentration auf die positive Seite. Entsprechend dem Betriebszustand, der über das Relais 34 eingestellt wird, sendet die Gallium-Arsenid-Diode 37 rotes oder grünes Licht aus, wobei die Kniespannung durch den die Dioden 38 und 39 und die Widerstände 40,41 umfassenden Spannungsteiler entsprechend eingestellt wird.
Fig. 2 zeigt eine Einschaltvorrichtung für das Gasanalysegerät und eine Anordnung zur Empfindlichkeitsänderung. Die Anschlüsse 45 und 46 sind beispielsweise mit dem ölfeuerungs-automaten eines Brenners verbunden. Läuft ein Prozess an, bei dem Gasgemische gebildet werden, deren Zusammensetzung überwacht werden soll, erhalten die Anschlüsse 45 und 46 Spannung. Auch das Relais 47 erhält über die Anschlüsse 48 und 49, die durch die Brücke 50 verbunden sind, Spannung. Das Relais 47 schliesst den Relaiskontakt 15 (Fig. 1) und den Schalter 55 (Fig. 3). Dadurch wird das Gasanalysegerät in Messbereitschaft gebracht und die Gaszufuhr zum Messfühler 1 wird in Gang gesetzt. Die Widerstände 51 und 52 haben einen negativen Temperaturkoeffizienten und sind so bemessen, dass bei der zwischen den Anschlüssen 45 und 46 liegenden Spannung das Relais 53 noch nicht anspricht. Nach einer einstellbaren Zeit erwärmen sich die beiden Widerstände 51 und 52 so stark, dass der Stromdurchgang ausreicht, um das Relais 53 zu betätigen. Dann wird der Schalter 54 geschlossen, um die
5
619 781
Widerstände 51 und 52 vor Überhitzung zu schützen. Ausserdem wird der Schalter 30 (Fig. 1) geöffnet. Hierdurch wird die während der Anlaufzeit des Prozesses verminderte Empfindlichkeit des Operationsverstärkers 20 erhöht. Die durch die Erwärmung der Widerstände 51 und 52 entstehende Verzögerung ist so bemessen, dass sie der Anfahrzeit des zu überwachenden Prozesses entspricht.
Fig. 3 zeigt eine Einschaltvorrichtung für das dem Gasanalysegerät vorgeschaltete Gasförderungsgerät. Wenn das Relais 47 den Schalter 55 schliesst, wird Gas zum Messfühler 1 gefördert. Die Anschlüsse 56 und 57 sind mit der Gasförderpumpe verbunden.
Fig. 4 zeigt eine Kodier- und Dekodiereinrichtung, die mit der Einschaltvorrichtung (Fig. 2) kombiniert werden kann.
Wird die Brücke 50 entfernt und werden die Anschlüsse 48 und 49 mit den Anschlüssen 58 und 59 der Kodier- und Dekodiereinrichtung 60 verbunden, so schaltet die Kodier- und Dekodiereinrichtung 60 erst nach einer beliebig einstellbaren Zahl von Prozessen, bei denen das zu analysierende Gasgemisch entsteht, das Relais 47 und damit den Messvorgang ein. Auf diese Weise kann z.B. jeder 10. Verbrennungsvorgang eines ölbrenners überwacht werden. Die Kodier- und Dekodiereinrichtung 60 kann auch durch einen Zeitschalter ersetzt werden. Kodier- und Dekodiereinrichtung 60 sowie Zeitschalter können auch hintereinander geschaltet werden und mit den Anschlüssen 48 und 49 verbunden werden. Die Anschlüsse 61 und 62 sind i mit den Anschlüssen 48 und 49 verbunden.
Fig. 5 zeigt eine kontaktlose elektronische Leistungschaltung, die die üblicherweise verwendete Lastschaltung (Relais 31 in Fig. 1) ersetzen kann. Bei Verwendung der kontaktlosen elektronischen Leistungsschaltung entfallen das Relais 31 und m die Diode 32 und es wird der Operationsverstärkerausgang 44 mit dem Anschluss 63, Anschluss 42 mit dem Anschluss 64, Anschluss 65 mit Anschluss 43 und Anschluss 66 mit dem Punkt 22 des nicht invertierenden Eingangs des Operationsverstärkers 20 verbunden. Die Last 67 wird von einem kontaktlosen Lei-is stungsschalter 68, beispielsweise einem Triac, geschaltet, der über die als Spannungsteiler wirkenden Widerstände 69 und 70 vom Operationsverstärker-Ausgang 44 über Anschluss 63 gesteuert wird. Der Festwiderstand 71 und der regelbare Widerstand 72 bewirken eine Rückkopplung über Anschluss 66 und ;ii den nicht invertierenden Eingang 22 des Operationsverstärkers 20, durch die die Steuerung des kontaktlosen Leistungsschalters 68 stabilisiert wird.
C
2 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

619 781 PATENTANSPRÜCHE
1. Elektronische Einrichtung zur qualitativen und quantitativen Analyse von Gasgemischen mittels eines auf bestimmte Gase ansprechenden Halbleiter-Messfühlers in mindestens einem Zweig einer Messbrücke, deren Ausgangssignale durch eine Differenzverstärker-Anordnung ausgewertet werden, in deren Ausgangskreis eine Vorrichtung zur Verwertung des Ausgangssignals der Differenzverstärker-Anordnung liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (1—7) mindestens eine Heizelektrode (2) mit zwei Anschlüssen (4,5) und mindestens eine räumlich davon getrennte Ausgangselektrode (3) mit zwei Anschlüssen (6,7) enthält, die beide auf einem gemeinsamen Halbleiter-Körper (1) angeordnet sind, wobei die von einer Heizstromquelle gespeiste Heizelektrode (2) an den einen Pol (12) einer Gleichstromquelle (11) angeschlossen und die Ausgangselektrode (3) über einen Widerstand (16) mit dem anderen Pol (13) der Gleichstromquelle (11) verbunden ist und wobei unter Einwirkung des zu analysierenden Gasgemisches auf den Halbleiterkörper (1) an der Ausgangselektrode (3) ein Gleichspannungssignal auftritt, das über den Widerstand (16) an einen Eingang der Differenzverstärker-Anordnung angelegt wird.
2« 'sehen Spannungsteiler (71,72 und 16) enthält oder mit einer Relais-Anordnung (31) zusammenwirkt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizstromquelle eine Wechselstromquelle dient.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Messfühler abgegebene Gleischspannungssignal an einem ersten Eingang (22) und eine Bezugs-Gleichspannung an einem zweiten Eingang (21) einer Differenzverstärkerstufe (20) liegen, die einen invertierenden (21) und einen nicht-invertierenden Eingang (22) aufweist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangselektrode (3) an dem nicht-invertierenden Eingang (22) der Differenzverstärkerstufe (20) und über den genannten Widerstand (16) am negativen Pol (13) der Gleichstromquelle (11) und die Heizelektrode (2) am positiven Pol (12) der Gleichstromquelle (11) angeschlossen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Differenzverstärkers zur Signal-Übertra-gung eine Einrichtung für die Frequenz- oder Amplitudenmodulation einer Trägerfrequenz durch das Ausgangssignal der Dif-
ferenzverstärker-Anodnung oder wahlweise für die Messung des Ausgangssignals ein Messinstrument mit Registriereinrichtung für die Anzeige des Ausgangssignals eine Lumineszenzdiode (37) oder eine als Impulschalter (55) wirkende Schalteinrichtung enthält.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Messfühler der gleichen Art mit zugehörigen Differenzverstärkern zusammengefasst sind, indem deren Ausgänge durch eine Schaltungs-Vorrichtung (31,32 bzw. 33,34) mit einem gemeinsamen Ausgang verbunden sind.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Messfühler, vorzugsweise der gleichen Bauart wie die erstgenannten Messfühler (1-7), zusammen mit dieser über einen von einem Zeitgeber gesteuerten Schalter nacheinander an einen Eingang der Differenzverstärker-Anordnung anschliessbar sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzverstärkerstufe (20) ein als Kompakt-Halblei-ter-Baustein ausgebildeter Operationsverstärker mit Anschlüssen (25) für einen Kondensator (28) zur Frequenzkompensation, für einen nicht-investierenden Eingang (22) für Betriebsspannungen und für einen invertierenden Eingang (21) ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Stromzweig der Bezugs-Gleichspannung ein einstellbarer Widerstand (18) gegebenenfalls in Serie mit Festwiderständen (17,19) und in Reihe mit einem Relais-betriebenen Schalter (30) ein einstellbarer Widerstand liegt (29) (liegen).
10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausgangskreis der Differenzverstärker-Anordnung als Übertragungs-Vorrichtung eine solche zur Übertragung des Ausgangssignals mittels Frequenzmodulation eines Trägersi-
s gnales oder als Schalteinrichtung eine kontaktlose elektronische Leistungsschaltungs-Anordnung (67 bis 70 in Fig. 5) mit einem Lastkreis liegt.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Übertragung des Ausgangssignals io einen einstellbaren Rückkopplungszweig (71,72) zwischen dem Eingang (22=26) und dem Ausgang (44=63) einer Stufe des Differenzverstärkers enthält.
12. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkopplungszweig an denjenigen
13. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückkopplungszweig einen einstellbaren Ohm-
14. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangselektrode (3) auf dem Halbleiter-Körper (1) mit Anschlüssen (6,7) ausgestattet ist, die gemeinsam an einen
25 Eingang (22) der Differenzverstärker-Anordnung (Fig. 1) und über einen Widerstand (16) an den einen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen sind.
15. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizungs-Wechselstromquelle ein
30 Wechselrichter ist, der aus einer Batterie gespeist wird, und diese Batterie vorzugsweise auch als Gleichstromquelle (11) dient.
15 Eingang angeschlossen ist, an dem die Ausgangselektrode (3) des Messfühlers (1—7) liegt, welcher Eingang der nicht-invertie-rende Eingang (22) ist.
16. Verwendung der Einrichtung nach Anspruch 1 zur Überwachung eines von elektrischen Schaltgeräten gesteuerten
35 gasabgebenden Prozesses, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung mehrerer Messvorgänge während des Prozesses durch ein Zeitrelais mindestens einmal ein- bzw. umgeschaltet bzw. von diesem abgeschaltet wird.
17. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich-
40 net, dass Zeitpunkt und Dauer der Messungen für die Ein-,
Aus- und/bzw. Umschaltung der Einrichtung vom zu überwachenden Prozess gesteuert werden.
18. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorgänge durch ein elektronisches Zählwerk
45 im Ausgangskreis der Einrichtung abgebrochen werden.
19. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitrelais die Einrichtung verzögert nach dem Anlauf des technischen Prozesses ein- und/oder vorzeitig vor seinem Auslaufen ausschaltet.
50
20. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein-, Aus- bzw. Umschaltung der Einrichtung durch das Ausgangssignal einer Codier- und Decodiereinrich-tung erst nach beliebig einstellbarer Anzahl von Prozessphasen für die Zeitdauer von wenigstens einer Anlauf-, Normal- und
55 Auslaufphase des Prozesses bewirkt wird.
21. Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromversorgungskreis der Einrichtung vor dem Beginn einer Phase des zu überwachenden Prozesses und nach deren Ende automatisch ausgeschaltet wird.
CH208175A 1974-02-21 1975-02-19 CH619781A5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2408218A DE2408218C3 (de) 1974-02-21 1974-02-21 Schaltungsanordnung zum Nachweis von Gasen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH619781A5 true CH619781A5 (de) 1980-10-15

Family

ID=5907984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH208175A CH619781A5 (de) 1974-02-21 1975-02-19

Country Status (13)

Country Link
US (1) US3997837A (de)
JP (1) JPS50124694A (de)
BE (1) BE825625A (de)
CH (1) CH619781A5 (de)
DE (1) DE2408218C3 (de)
DK (1) DK48775A (de)
FR (1) FR2262301B1 (de)
GB (1) GB1495584A (de)
IT (1) IT1031839B (de)
LU (1) LU71882A1 (de)
NL (1) NL7501510A (de)
NO (1) NO750446L (de)
SE (1) SE409510B (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4112356A (en) * 1976-12-20 1978-09-05 Toy Stephen M Semiconductor gas detector circuit
US4132109A (en) * 1977-07-22 1979-01-02 Alcohol Countermeasure Systems, Inc. Breath testing system
US4150370A (en) * 1977-08-22 1979-04-17 Thurman Bradshaw Smoke detector
US4228429A (en) * 1977-12-29 1980-10-14 Ricoh Company, Ltd. Alarm system having phase-sensitive bridge circuit
DE3025985C2 (de) * 1980-07-09 1985-05-30 Hartmut 7067 Plüderhausen Teut Überwachungsvorrichtung
US4351181A (en) * 1980-10-17 1982-09-28 Currans James H Linear, gas to voltage transducer circuit
DE3329432C2 (de) * 1983-08-12 1985-12-12 Auergesellschaft Gmbh, 1000 Berlin Gasmeßgerät
US4818977A (en) * 1987-11-03 1989-04-04 Mine Safety Appliances Company Combustible gas detector having temperature stabilization capability
FR2624974B1 (fr) * 1987-12-21 1990-09-07 Dana Dominique Dispositif detecteur de gaz
DE3809903A1 (de) * 1988-03-24 1989-10-05 Maria Dobosne Gyulai Anordnung zur steuerung kleiner luftreinigungsanlagen
US5576739A (en) * 1992-06-18 1996-11-19 Phy-Con. Inc. Carbon monoxide safety system
US6484559B2 (en) * 2001-02-26 2002-11-26 Lucent Technologies Inc. Odor sensing with organic transistors
GB2423400A (en) * 2005-02-22 2006-08-23 Thorn Security Detector with variable sensitivity in different modes of operation
US7683794B2 (en) * 2007-05-15 2010-03-23 David Contreras Carbon monoxide safety system for preventing entry into a dwelling containing toxic gases

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3051895A (en) * 1955-04-21 1962-08-28 Robert L Carson Gas detection
US3392333A (en) * 1964-04-13 1968-07-09 Beckman Instruments Inc Oxygen multisensor switching circuit
US3428892A (en) * 1965-09-20 1969-02-18 James E Meinhard Electronic olfactory detector having organic semiconductor barrier layer structure
US3482233A (en) * 1967-04-13 1969-12-02 Eastern Co Gas detector system
US3474022A (en) * 1967-09-14 1969-10-21 Atomic Energy Commission Alarm system for uf6 in air
BE728659A (de) * 1968-03-01 1969-08-19
US3609732A (en) * 1969-05-28 1971-09-28 New Cosmos Electric Co Gas responsive switching device
CH506062A (de) * 1970-06-30 1971-04-15 Balzers Patent Beteilig Ag Verfahren zum Betrieb einer Halogennachweisdiode und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JPS5010678B1 (de) * 1970-07-21 1975-04-23
US3678489A (en) * 1971-02-08 1972-07-18 Alexandr Nazarievich Scherban Apparatus for determining the concentration of combustible gases and vapors
US3733595A (en) * 1971-02-12 1973-05-15 E Benedict Condition responsive switching circuit
US3714562A (en) * 1971-04-23 1973-01-30 Selco Mining Corp Ltd Method and apparatus for the detection of selected components in fluids
DE2240814C3 (de) * 1971-08-19 1974-05-30 Nittan Co. Ltd., Tokio Gasspürelement
US3754219A (en) * 1972-01-03 1973-08-21 Johnson Service Co High impedance gaseous ion sensing and detection system
US3778229A (en) * 1972-03-29 1973-12-11 Gen Electric Ozone gas detector
DE2239270B2 (de) 1972-08-09 1975-07-24 Yazaki Sogyo K.K., Tokio Gasspürgerät
FR2208520A5 (de) * 1972-11-29 1974-06-21 Charbonnages De France
US3859644A (en) * 1973-04-24 1975-01-07 Burger Chef Systems Inc Temperature responsive cooking timer

Also Published As

Publication number Publication date
DK48775A (de) 1975-10-20
IT1031839B (it) 1979-05-10
SE7501516L (de) 1975-08-22
FR2262301B1 (de) 1980-01-25
DE2408218B2 (de) 1980-02-07
NL7501510A (nl) 1975-08-25
DE2408218A1 (de) 1975-09-04
LU71882A1 (de) 1975-06-24
DE2408218C3 (de) 1983-11-03
NO750446L (de) 1975-08-22
JPS50124694A (de) 1975-09-30
FR2262301A1 (de) 1975-09-19
BE825625A (fr) 1975-06-16
US3997837A (en) 1976-12-14
SE409510B (sv) 1979-08-20
GB1495584A (en) 1977-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0670490B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen eines Gasmediums mit einem chemischen Sensor
CH619781A5 (de)
DE3635513C2 (de)
DE2917876C2 (de) Steueranordnung zur Regulierung der Ausströmung aus einem Verdampfungsbehälter
DE1773705C3 (de) Vorrichtung zum Messen und Dosieren eines Gases
DE3934619A1 (de) Katalytisch arbeitende detektorschaltung fuer brennbare gase
EP0022992A1 (de) Überwachungseinrichtung für die Kondensatorbatterie eines Gleichstromfilterkreises
DE2354839A1 (de) Kapazitaetsempfindliches messgeraet zur messung physikalischer groessen
DE2431495A1 (de) Einrichtung zur stoergroessenkompensation eines messfuehlers, insbesondere zur messung des sauerstoffgehalts in den abgasen der brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs
DE3432824A1 (de) Vorrichtung zur erwaermung eines materials und zur bestimmung der temperatur dieses materials
DE2513267B1 (de) Vorrichtung zur steuerung der erzeugung unipolarer funkenentladungen von legierungskomponenten von materialproben aus metall und/oder der auswertung der spektrallinien der mittels der funkenentladungen erzeugten beugungsspektren
DE2459175B2 (de) Notalarmeinrichtung
DE2745034C2 (de)
DE1598646A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Eichung von Analysengeraeten
DE837884C (de) Messbruecke
DE845420C (de) Einrichtung zum Messen von physikalischen Eigenschaften, die mit dem Ionisationskoeffizienten in Zusammenhang stehen
DE906519C (de) Schaltungsanordnung zum Anzeigen oder Registrieren von Augenblickswerten
CH662425A5 (de) Verfahren zur staendigen ueberwachung eines gasgemisches.
DE1598950C3 (de) Feuchtigkeitsmeßeinrichtung für einen Schüttgutstrom
DE2924611A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum absichern einer mit heizeinrichtung versehenen apparatur gegen ueberhitzung
DE2048933B2 (de) Schaltungsanordnung zur analogen zeitlichen Integration
DE2105782C3 (de) Einrichtung zur Messung der Konzentration von brennbaren Gasen und Dämpfen
DE2437352A1 (de) Vorrichtung zum nachweis von kohlenmonoxyd
DE1498958C (de) Apparat fur die chemische Analyse von Werkstoffen
DE2036371B2 (de) Einrichtung zur unterdrueckung des durch unvollstaendige oxidation bedingten anzeigerueckganges bei hohen konzentrationen bei einem geraet zur anzeige der konzentration eine in luft enthaltenen oxidierbaren gases

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased