DD299679A5 - Vorrichtung zur bestimmung eines gasbestandteiles in einem messgas - Google Patents

Abstract

Mit einer Vorrichtung zur Bestimmung eines Gasbestandteiles in einem Meszgas mit einem vom Meszgas durchstroembaren, mit einem beim Vorhandensein eines bestimmten Gasbestandteiles optisch verfaerbbaren Indikator gefuellten Pruefroehrchen soll eine Loesung geschaffen werden, mit der eine solche Vorrichtung derart verbessert werden kann, dasz auch eine Konzentrationsbestimmung von Gasbestandteilen moeglich ist. Dies wird dadurch erreicht, dasz zur Konzentrationsmessung des bestimmten Gasbestandteiles das Pruefroehrchen an einer Bypass-Leitung (25) an der Hauptleitung (26) eines Mengendurchfluszgebers zur kontinuierlichen Entnahme eines bestimmten Gasvolumens angeordnet ist. Figur{Gasbestandteil; Meszgas; verfaerbbarer Indikator; Pruefroehrchen; Konzentrationsbestimmung; Bypass-Leitung; Mengendurchfluszgeber; Gasvolumen}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Gasbestandteiles in einem Meßgas mit einem vom Meßgas durchströmbaren, mit einem beim Vorhandensein eines bestimmten Gasbestandteiles optisch verfärbbaren Indikator gefüllten Prüfröhrchen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Derartige Vorrichtungen sind bekannt, wobei für eine große Fülle von Gaskomponenten solche Prüfröhrchen mit unterschiedlichen Indikatorpapieren bzw. ähnlichen Anzeigepapieren verfügbar sind. Wird ein Meßgas durch eine solche Vorrichtung geleitet, tritt in dem Prüfröhrchen dine Verfärbung des Indikators auf, wenn das Meßgas den entsprechenden Gasbestandteil enthält.

Nachteilig ist jedoch, daß mit den bekannten Vorrichtungen nur eine qualitative Bestimmung von Gasbestandteilen möglich ist, d. h. anhand der Verfärbung des Indikators kann festgestellt werden, ob ein Gasbestandteil im Meßgas enthalten ist oder nicht. Dagegen ist es nicht möglich, Konzentrationsangaben mit einer solchen Vorrichtung zu ermitteln. ·

Darlegung des Wesens der Erfindung Aufgabe der Erfindung Ist die Schaffung einer Lösung, mit der eine solche Vorrichtung derart verbessert werden kann, daß auch

ein) Konzentrationsbestimmung von Gasbestandteilen möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten A1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Konzentrationsmessung des bestimmten GaGbestandteiles das Prüfröl· rchen an einer Bypass-Leitung an der Hauptleitung eines Mengendurchflußgebers zur kontinuierlichen Entnahme eines bestimmten Gasvolumens angeordnet ist. Mit der Erfindung werden eine Reihe von Vorteilen ermöglicht, die insbesondere darin bestehen, daß über eine Bypass-Leitung

immer ein identisches Meßvolumen dem Prüfröhrchen zugeführt werden kann, daß dios über eine vorbestimmbare Zeit erfolgen kann, so daß sich reproduzierbare Meßwerte erreichen lassen. Die Verfärbung des Meßröhrchens, die dann auch in bestimmten

Beroichen abgerufen werden kann, stellt ein Maß für die Konzentration auch von Gasbestandteilen dar, die z. B. in sehr geringen Konzentrationen vorhanden S6ln können. Die Art der Probeentnahme führt hier zu reproduzierbaren Werten. Dabei können

sichtbare Lageveränderungen der Färbefront als Maß für die Konzentration herangezogen werden. Die Auswertung kann auf einfachem herkömmlichem optischem Wege erfolgen oder aber auch elektronisch, wie diesdie Erfindung vorsieht.

Dazu ist in Ausgestaltung vorgesehen, daß zur Konzentrationsmessung eines bestimmten Gasbestandteiles über der Länge des Prüfröhrchens in einem vorbestimmten, einstellbaren Abstand zwei Sensoren, insbesondere optische Reflektionssensoren,

angeordnet sind.

Mit der Definition einer einstellbaren Meßstrecke zwischen zwei optischen Sensoren bei bekannten Technologien der Prüfröhrchen läßt sich eine sehr exakte Bestimmung der Meßergebnisse vornehmer.

Darüber hlnfaus bietet die Erfindung iwel weitere entscheidende Vorteile die darin bestehen, daß einmal bei vorbestimmtem Abstand der beiden Sensoren ein Verschieben dieser Sensoren über das Meßröhrchen über die gesamte Strecke des Meßröhrchens hinweg möglich ist, wodurch sich etwaige Ungenaulgkeiten in der Verfärbung zu Beginn und am Ende des Meßröhrchens kompensieren lassen. Hier kann der Benutzer sich genau diejenige Strecke des Meßröhrchens als Meßstrecke aussuchen, die z. B. ein besonders gutes lineares Verhalten zeigt.

Der weitere Vorteil besteht darin, daß auch der Abstand der beiden Sensoren zueinander veränderbar ist, wodurch sich eine Kompensierung einerseits erreichen läßt, andererseits auch eine Meßbereichumschaltung, etwa wenn sich eine Verfärbefront aufgrund sehr geringer zu messender Gaskomponenten sehr langsam ausweitet, so daß man hler, um alsbald zu Meßergebnissen tu kommen, die beiden Sensoren sehr dicht zueinander verschiebt, schreitet die Front vergleichsweise schnell voran, können die Sensoren einen vergleichsweise größeren Abs¹ jnd zueinander aufweisen.

Durch die Erfindung ist mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung neben der Ermittlung des betreffenden Gasbestandteiles auch eine Konzentrationsbestimmung desselben möglich. Dazu wird vom ersten Sensor am Anfang des Prüfröhrchen!) der Beginn einer bestimmten optischen Verfärbung gemessen und das Voranschroiten dieser Verfärbungsfront wird dann nach einiger Zeit im zweiten Sensor festgestellt. Aufgrund der festen Vorgabe des Abstandes zwischen den beiden Sensoren und einer konstanten Gasmenge pro Zeiteinheit stellt die gemessene Zeit eine direkte Meßgröße für die Gaskonzenintion im Meßgas dar. Ist die Gaskonzentration der zu messenden Meßgaskomponente klein, wird es eine längere Zeit benötigen, bis die Verfärbungsfront vom ersten Sensor zum zweiten Sensor fortgeschritten ist. Ist die Konzentration dagegen sehr hoch, schreitet die Verfärbungsfront entsprechend sehr schnell voran. ,

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß vor dem Prüfröhrchen zur Erzeugung eines konstanten Meßgasstromes ein regelbarer Mengendurchflußgeber vorgesehen ist. Mitteis dieses Mengendurchflußgebers kann eine konstante Gasmenge pro Zeiteinheit eingestellt werden, die je nach Bedarfsfall veränderbar ist.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Reflexionssensoren und der Mengendurchflußgeber an eine Auswerte- und Steuerelektronik angeschlossen sind. Mit diesor Elektronik kann dann entsprechend die Durchflußmenge geregelt und gleichzeitig auch die Konzentrationsbestimmung ausgewertet werden.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung i.aispielsweiso näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur einen Schritt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung. Eine Vorrichtung zur Bestimmung und Konzentrationsmessung eines Gasbestandteiles in einem Meßgas ist in der Zeichnu g

allgemein mit 1 bezeichnet. Die Vorrichtung weist einen als Gehäuse dienenden Meßblock 2 mit Verschlußdeckel 3 auf, der mittels Befestigungsschrauben 4 oder dgl. am Meßblock 2 befestigt ist.

Im Meßblock 2 ist in Längsrichtung eine durchgehende Bohrung 5 für ein Prüfröhrchen 6 sowie eine Aussparung 7 im oberen Bereich des Meßblockes 2 vorgesehen, in deren Bodenfläche zwei Ausnehmungen 8,9 jeweils für einen optischen Reflexionssensor 10,11 ausgebildet sind, wobei die Ausnehmungen 8, S in die durchgehende Bohrung 5 münden. Das Prüfröhrchen 6 ist mit einem auf einen bestimmten Gasbestandteil ansprechenden, d. h. sich verfärbenden Farbindikator 12

gefüllt, durch den ein Meßgas strömen kann. Das Prüfröhrchen 6 ist über eine Verschraubung 13 mit einer Zuleitung 14 verbunden, die ihrerseits mittels eines geeigneten Befestigungselementes 15 an einen in der Zeichnung nicht dargestellten einregelbaren Mengendurchflußgeber angeschlossen ist. Der Mengendurchflußgeber ist in der Figur lediglich durch eine doppelte strichpunktierte Leitung 26 angedeutet, von der auch symbolisch angegeben über eine Pumpe 28 eine Bypass·

Leitung 25 abgezweigt ist, an die die Zuleitung 14 des Prüfröhrchen angeschlossen ist. Damit ist es möglich, permanent einen Teilstrom abzuzweigen und über das Prüfröhrchen zu leiten, was zu besonders optimalen Meßergebnissen führen kann. Die beiden optischen Reflexionssenscren 10,11 sind entlang der Länge des Prüfröhrchens 6 in einem bestimmten Abstand 17

zueinander angeordnet, der die Länge der Meßstrecke bestimmt. Die Länge der Meßstrecke 17 kann verändert werden, z. B.

verkürzt werden, was durch den Doppelpfeil 1T angedeutet ist. Die Lage der Meßstrecke 17 selber im Meßblock>2 kann ebe nfalls über eine nur angedeutet wiedergegebene Schlittenführung 27 verändert werden, was mit dem Pfeil 17 a angedeutet sein soll.

Damit ist es möglich, die Sensoren 10 und 11 sowohl in ihrer Lage relativ zueinander zu verändern als auch in ihrer Gesamtlage

am Prüfröhrchen.

Jeder Sensor 10,11 weist einen nur sohematisch angedeuteten Lichtsensor 18 und Lichtempfänger 19 auf und ist über Leitungen 20 mit einer Sensorelektronik 21 verbunden, die ihrerseits über Leitungen 22 an eine nicht dargestellte Auswerte- und Steuerelektronik angeschlossen ist. Wird ein Meßgas mit einer konstanten Gasmenge pro Zeiteinheit, die vom über die Auswerte- und Steuerelektronik

einregelbaren Mengendurchflußgeber einstellbar ist, in das Prüfröhrchen 6 über die Bypass-Leitung 25 eingeleitet, so beginnt sich der Farbindikator 12 im Röhrchen zu verfärben. Der Beginn dieser Verfärbung wird am Anfang der Meßsuocke durch den ersten Reflexionssensor 10 festgestellt. Das Voranschreiten dieser mit 23 bezeichneten Verfärbungsfront wird dann nach einer gewissen Zeit von dem zweiten Reflexionssensor 11 ermittelt. Die ermittelte Zeit stellt dann die Meßgröße für die

Gaskonzentration im Meßgas dar, da alle anderen Werte konstant sind. Ist die Gaskonzentration der zu messenden Meßgaskomponente klein, wird es eine längere Zeit benötigen, bis die Verfärbungsfront vom ersten Sensor 10 zum zweiten Sensor 11 fortgeschritten ist. Ist die Konzentration sehr hoch, schreitet die Verfärbungsfront 23 sehr schnell voran.. Das MeiJgas

tritt nach dem Durchströmen durch das Prüfröhrchen 6 durch einen Gasaustritt 24 aus diesem aus.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausgestaltungen

der Erfindung sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So können selbstverständlich auch andere geeignete

Sensoren zur Ermittlung der Intensität der Verfärbungsfront eingesetzt werden und dgl. mehr.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Bestimmung eines Gasbestandteiles in einem Meßgas mit einem vorn Meßgas durchströmbaren, mit einem beim Vorhandensein eines bestimmten Gasbestandteiles optisch verfärbbaren Indikator gefüllten Prüfröhrchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konzentrationsmessung des bestimmten Gasbestandteiles das Prüfröhrchen an einer Bypass» Leitung (25) an der Hauptleitung (26) eines Mengendurchflußgebers zur kontinuierlichen Entnahme eines bestimmten Gasvolumens angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konzentrationsmessung eines bestimmten Gasbestandteiles über der Länge des Prüfröhrchens (6) in einem vorbestimmten, einstellbaren Abstand (17,17', 17a) zwei Sensoren (10,11\ insbesondere optische Reflektionssensoren, angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (10,11) am Prüfröhrchen über eine Gleitschiene (27) in ihrer Position verstellbar in einem gemeinsamen Meßblock (2) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Prüfröhrchen (6) zur Erzeugung eines konstanten Meßgasstromes ein regelbarer Mengendurchflußgeber vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionssensoren (10,11) und der Mengendurchflußgeber an eine Auswerte- und Steuerelektronik angeschlossen sind.