DD230083A1

DD230083A1 - Nullpunktkontrolleinrichtung fuer einen akustischen gaszusammensetzungssensor

Info

Publication number: DD230083A1
Application number: DD27054284A
Authority: DD
Inventors: Lothar Zipser; Lutz Dorfmueller; Joachim Labude
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1984-12-10
Filing date: 1984-12-10
Publication date: 1985-11-20
Also published as: DE3542524A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nullpunktkontrolleinrichtung fuer einen akustischen Gaszusammensetzungssensor, der aus einem Mess- und einem Vergleichsoszillator besteht. Die Nullpunktkontrolleinrichtung gestattet es, waehrend des Messprozesses durch kurzzeitiges Betaetigen einer Umschalteinrichtung zur gleichzeitigen Verbindung von Mess- oder Vergleichsgas mit beiden Oszillatoren zu kontrollieren, ob Mess- und Vergleichsoszillator noch symmetrisch arbeiten, oder ob z. B. durch Verschmutzung eine unerwuenschte Unsymmetrie zwischen Mess- und Vergleichsoszillator entstanden ist, die eine Nullpunktverschiebung der statischen Kennlinie und damit Messfehler verursacht. Betrag und Richtung der Nullpunktkontrollverschiebung werden durch die Nullpunktkontrolleinrichtung bestimmbar und damit korrigierbar. Fig. 1

Description

Mullpunktkontrolleinrichtung für einen akustischen Gaszusaramensaizungssansor

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Nullpunktkontrolleinrichtung für einen akustischen Gaszusammsnsstzungssensor, der auch bsi Temperaturen:·''·über^ 1CO'°C" und. hai .verschmutzten Gasen eins'stzbar ist und..vorzugsweise-zur Messung;dss feuchtegehaltes von beiSer-verschmutzter Abluft von industriellen Trocknungsanlagsn genutzt )*!%raen^;- kann.

Charaktsristik der^;bekanntsn technischen Lösungen,

Bekannt sind Gaszusasmensatzungsssnsoren. auf der Basis fluidischar Oszillatoren, deren Schwingungsfrequenz sich in 'Abhängigkeit von dar Zusammensetzung eines Gasgemisches· mit dam diese Oszillatoren bsi rieben warden, ändert, Ausführungsbeispiele solcher Sensoren sind in DE-OS 2 448 783, DO-PS 115 205, US-PS 4 007 625, US-PS 3 273 377, US-PS 4 150 5Sl₉ US-PS 3 755 053, US-PS 3 392 571, DD-WP G Ol a/231 532 5 und W? G öl Π/ 2Sl 051· 5» Einig« dieser S-ensorsn" nutzen zur Gewinnung\" fisfoleranaer M^Sv/srie- swsi Oszillatoren; >inen HsS-" Oszillator/ der mit de-a zu analysierenden verschmutzten MeBgas betrieben wird und eines? Verglaichsoszillator, dar mit einsiu (meist) sauberen Ve'rgleichsgas betrieben wird. Dia Frequenzen beider Oszillatoren werden subtrahiert oder divicliart ,unä /uär-3w&lAe&W&r&&-^%ir^:^ gsafo.nnen_:„.

Ein:yNac-lftsil--dle^:ser^;''-Si3insofen· - bss-t ah;.t:dsr±n , '.dsSi ^:bsi, längs rem Bet r±^:©3: *HsS«-'-u;*5d 'VBrgl^^chBQ^TlllätOF^-unt-^rsQ^iBdll.Qh' st'ark versG.hsJtitzsn ^können-'-tmd/od.e-r -sich dia/Gsoaetria von MaS=- und y9rglsi^;ch3ö3Zillator aufgrund starker Taaperaturschwänkangan' untarschi'sdlich und indat3r:aini3ri ändern kann, Soich'a Varschsautzangsn oder Änderungen der Gaoaatria fOhran zu indstsrainisrtsn Verschiebungen dss ?-iyllpunktss der statischen Ksnnlinia -des Ssnsors und daait zu MsSfshlsrn, dis durch Subtraliiion odsr Divi^:slpn der Frequenzen nicht korrigiert und·· böi den'" hekanni^:&n^?:Seiisote'n'-Mährend däs-^;-'Hs-3sen_3^Vi a«ch-^:nicht quantitativ bssti^at werd-en !tonnen.

Ziel der Erfindung.

Ziel der Erfindung ist es, die durch indeterminierte Veränderungen der Geometrie von MeS- und Vergleichsoszillator (z.B. durch Verschmutzung, thermische Verzerrungen) verursachte Nullpunktverschiebung der statischen Kennlinie von akustischen Gaszusasmensetzungssensoren, vorzugsweise zur Messung des Feuchtegehaltes von heißer Luft, bei Bedarf während das Meßvorganges, erkennbar und daiait korrigierbar zu machen.

Darlegung* des-Wesen-s- der-· Ξτ fin dang

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus HaS- und Vergleichsoszillator bestehenden Gaszusammensetzungssensor mit einer Nullpunktkontrolleinrichtung zu versehen, die es gestattet zu prüfen, ob der Nullpunkt der statischen Kennlinie des Sensors durch indeterminierte Veränderungen der Sensorgeometrie (z.B. durch Verschmutzung oder durch thermische Verzerrungen) verschoben wurde und den Betrag und die Richtung dieser Verschiebung zu bestiamen. Damit soll die fehlerfreie Funktion des Sensors überprüft und ggf. aufgetretene Nullpunktverschiebungen korrigierbar gedacht werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an den Einströsiöffnyngen von MeS- und Vergleichsoszillator eine ümschalteinrichtung angeschlossen ist, die es gestattet, wahlweise die Meßgasquelle mit dem MeScszillator und die Vergleichsgasquelle rait dem Verglaichoszillator oder entweder die VerglBicosgasqiaells-i-glaic.hsaitig.viait^:: d'snrTMeS·?. und"· Vergleichs¹* oszillator oder die. _:;MeSgasquelle' gleichzeitig alt dem Meß- und iVergleichsQSSillator za .verbinden¹, Xoi:f4eSzustand^: wird: die !^schalteinrichtung so eingestellt, daS die MeSgasqüelle mit" deia^^eBosziHator und die Vergleichsgasquelle iait dea Vergleichsoszillator verbunden sind. Dann gibt der Sensor einen durch Differenz- oder Quotientenbildung der Frequenzen gebildeten Meßwert ab, dessen Betrag von der Zusammensetzung des Meßgases sowie von eventuell austretenden bezüglich Meß- und Vergleichsoszillator unsymmetrischen. Veränderungen dar Oszillatorgeoiaetrien (z.B. Verschmutzungen_# thermische Verspannungen) abhängt.

Im Kon.trollzustand wird die ^schalteinrichtung so eingestellt, daS entweder die MeSgasquelle gleichzeitig mit dem MeS- und Vergleichsoszillator oder die Vergleichsgasquelle gleichzeitig mit dem MeS- und Vergleichsoszillator verbunden sind. Dann gibt der Sensor einen Meßwert ab, dessen Betrag lediglich veil eventuell aufgetretenen, bezüglich MeS- und Vergleichsoszillator unsymmetrischen Veränderungen der Öszillatorgaoitetrien abhängt.

Der iüjKontrollzustand gewonnene Meßwert entspricht der in Betrag und Richtung zu bestimmenden Nullpunktverschiebung. Sie kann zur Korrektur des im Meßzustand gewonnenen Meßwertes genutzt werden.

Falls während des Messens eine durch Verschmutzung, thermische Verzerrung usw. verursachte Nullpunktverschiebung bela Sensor vermutet wird, läßt sich durch Verstellen der U'äsc^;hälteinrichtung der Kontrollzustand kurzfristig einstellen und die ermittelte Nullpunktverschiebung bei der Bewertung der Meßwerte berücksichtigen.

In einer weiteren Auskleidung der Erfindung wird die Einströonöffnung des Vergleichsozillators als Doppelöffnung ausgebildet, wobei an die erste Täil-Öf.fnung- die Vergleichsgasquelle und an die zweite Teil-Öffnung die Meßgäsqusllö angeschlossen werden. Die yergleicbsgasquelle muß dabei das Vergleichsgas stets rait al π esa. höheren Druck liefern als die MeSgasquelle das Meßgas. Dann strömt im MsSzüstand in den Vergleichsoszillat ο riausÄchlieSlich 'Vergleichs gas γ während -das;- silt : g:&rittg;£re'sf.,:.;. Druck a·nlie ge^:nde^ ΉB δ ga"S ^:Λ/ofl^tVsrglaiΌhS:gäs ^a%ge.d;i*ä'n-g^:1: ^! wi. rd ' ϊ^:.. Wird· dagegen issKöntrollzustand dia Zufuhr van¹ Verglaichsgasv durch eine !^schalteinrichtung unterbrochen^ gelangt in den Vergläichsoszillator ebenso wie in den MeSöszillator das Meßgas. Dann gibt dar Sensor einen Meßwert ab, der nur aus den unerwünschten Unsynsjnetrien vom MeS- und Vergleichsoszillatorjresultisrt und die Nullpunktverschiebung der statischen Kennlinie darstellt.

In einer weiteren Auskleidung der Erfindung wird.:-vorgeschlagen·, die Betätigung der Usschalteinrichtung zum"Umschalten vom MeSzustand auf den Kontrollzustand und umgekehrt wahlweise

von Hand ans MeSört oder ferngesteuert von einer Warte aus durchzuführen. Die Fernbedienung der Nullpunktkontrolleinrichtung ist dann wichtig, wenn ara MeSort extreme Umgebungsbedingungen vorliegen oder der MeSort schwer zugänglich ist.

AusfUhrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend: an einem Aasführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die dazugehö&gen Zeichnungerr zeigen:

Fig. 1 Schnitt usr Nullpunktkontrolleinrichtung im MeSzustand

Fig. 2 Schnitt der .Nullpunktkontrolleinrichtung isa Kpnt rollzustand

Nach den Fig. 1 und 2 kann die Nullpunktkontrolleinrichtung aus einem Stellrohr 5 bestehen, das an einer Seite an eine Trennwand 4 und an der anderen Seite an die Vergleichsoszillatorplatte 7 eines planaren Vergleichsoszillators angranzt. Im MeSzustand ist das Stellrohr 5 so gedreht, daS die zweite Abströüiöffnung 5.2 im· Stellrohr 5 als eine zweite Teil-Einst röaöffnung des Verglaichsoszillators wirksam wird. Die erste Teil-Einströmöffnung 8.1 des Vergleichsoszillators ist ein Loch in der Deckplatte S. An dieses Loch ist die MeSgasquelle 2 angeschlossen. An das Einströmloch 5.3 des Stellrohrs ist die Vergleichsgasquelle 5 angeschlossen, die Vergleichsgas mit.höheres! Druck liefert als die Msßgasquelle 2 das Meßgas liefert. Wegen dieses, Drückunterschisdes: wird· HeBgas·; aus. -der ersten Teil-EinströBSöffnung 8.1 über die zweite Abströmöffnung. 5.2 des Stallrohrs 5.heraasgedfückt und -an -die Einsxröaöffnung 7.2 des Vergleichsoszillators^gelangt lediglich Vergleichsgas,, Auf der anderen Seite der Trennv<?and 4 wird der MeSoszillator über die Einströssöffnung 3.1 in der Oszillatorplatte 3 und ein Teil-Einströfflöffnungsloch 1,1 in der Deckplatte 1 von dar MeSgasquelle 2 lediglich mit MeSgas beliefert. Vom MeS- zum Kontrollzustand (Fig. 2) wird das Stellrohr 5 vom'Stellbolzen 5.4 aus ua. 180° verdreht. Dadurch wird die zweite Abströtnöffnung 5.2 des Stellrohrs 5 von der Einströiaöffnung 7,2 weggedreht, so daS kein Vergleichsgas mehr an die

Einströaöffnung 7.2 des Vergleichsoszillators 7 gelangen kann. Die Einströaöffnung 7.2 .wird' jetzt über die Teil-Einst rösöffnung 8.1 in der Deckplatte 8 dss Vergleichsoszillators von der MeSgasquelle 2 ausschließlich uitMeSgas versorgt. Das Verglsichsgas strörat indessen über die Ausströmöffnung. 5.1 im Steilrohr 5, eine Ausströmöffnung 7.1 in der Oszillatorplatte 7 und eine Aysströsöffnung der Deckplatte ins Freie. Auf diese Weise werden MeS- und Vergleichsoszillator gleichzeitig mit MeBgas gespeist. Der Sensor gibt einen Meßwert ab; der die .- Nullpunk-tverschiebüng· der statischen Kennlinie repräsentiert.

Claims

-S-

Erfindungsansorach

1. NullpunktkontTeileinrichtung für einen akustischen Gaszusamiaensetzungssensor, der aus einem MeBoszillator und einem Vergleichsoszillator besteht, dadurch gekennzeichnet, daS an den Einströmöffnungen (3.1;7.2) der MeS- und VergleichsoszillatöröR eine Umschalteinrichtung angeschlossen ist, die beim MeSzustand die MeSgasquelle (2) mit dem MeSoszillator sowie der Vergleichsgasquelle (6) Bit dem Vergleichssszillator (7) und beisa Kontrollzustand eine der beiden Gasquellen (2;5) gleichzeitig mit desj MeS- und Vergleichsoszillator verbindet.
2. Nullpunktkontrolleinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet,. daS an die Einströaöffnung (7.2) des Vergleichsoszillators die MeSgasquelle (2) und über eine Absperreinrichtung (5;5.3) die Vergleichsgasquelle (6) angeschlossen ist, wobei der Vergleichsgasdruck stets höher ist als der MeSgasdruck.
3. Nullpunktkontrolleinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung am Einbauort des Sensors von Hand oder.aus beliebiger Entfernung vom Einbauort des Sensors, z.B. von einer Warte aus, ferngesteuert betätigt wird.

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