DE102017206379A1

DE102017206379A1 - sensor arrangement

Info

Publication number: DE102017206379A1
Application number: DE102017206379.3A
Authority: DE
Inventors: Jan Oberthür; Christian Koppmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2018-10-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Sensoranordnungen, die dauerhaft in wasserstoffhaltiger Atmosphäre betrieben werden können und Verfahren zum Betrieb der Sensoranordnungen.The present invention relates to sensor assemblies that can be operated permanently in a hydrogen-containing atmosphere and to methods of operating the sensor assemblies.

Description

Beim Betrieb in wasserstoffhaltigen Atmosphären leidet bei üblichen Sensoren innerhalb kurzer Zeit die Messgenauigkeit. Dies ist die Folge der Diffusion von Wasserstoff in die Materialien, aus denen die Sensoren bestehen. Dies kann zur Beschädigung des Sensors und in extremen Fällen zum Ausfall und der Zerstörung des Sensors führen.When operating in hydrogen-containing atmospheres suffers in conventional sensors within a short time, the measurement accuracy. This is the result of the diffusion of hydrogen into the materials that make up the sensors. This can damage the sensor and in extreme cases lead to failure and destruction of the sensor.

Es bestand daher die Aufgabe, Sensoranordnungen zur Verfügung zu stellen, die auch in wasserstoffhaltigen Atmosphären dauerhaft und zuverlässig funktionieren und reproduzierbare Messwerte liefern.It was therefore an object to provide sensor arrangements that function permanently and reliably even in hydrogen-containing atmospheres and provide reproducible measured values.

Sensoranordnungen zur Bestimmung der Konzentration von Wasserstoff in Gasgemischen sind aus dem Stand der Technik bekannt.Sensor arrangements for determining the concentration of hydrogen in gas mixtures are known from the prior art.

Die DE 697 24 294 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Brennbarkeitsüberwachung von Gasgemischen. Die Vorrichtung enthält eine Messkammer zur Aufnahme einer Probe des Gasgemischs mit einer Zündungseinrichtung und mindestens einem Sensor. Die Messkammer ist durch ein Ventil oder eine Membran von der zu messenden Gasatmosphäre getrennt. Vor einer Messung wird die Messkammer mit einem wasserstofffreien Gas gespült, dann wird ein Eindringen des zu messenden Gasgemischs in die Messkammer zugelassen und das Gasgemisch wird gezündet.The DE 697 24 294 discloses an apparatus and method for combustibility monitoring of gas mixtures. The apparatus includes a measuring chamber for receiving a sample of the gas mixture with an ignition device and at least one sensor. The measuring chamber is separated by a valve or a membrane from the gas atmosphere to be measured. Before a measurement, the measuring chamber is rinsed with a hydrogen-free gas, then permeation of the gas mixture to be measured is allowed in the measuring chamber and the gas mixture is ignited.

Die WO 2013/135539 A1 offenbart einen Gassensor, der eine Messkammer mit einem Spülgasanschluss und einen in der Messkammer angeordneten Wärmeleitfähigkeitsfühler, einen Temperaturfühler und eine Membran, welche im Betrieb die Messkammer von einem fluiden Medium abtrennt. Vor einem Messvorgang wird die Messkammer mit einem Spülgas gespült und so werden mögliche Rückstände aus der Messkammer entfernt. Anschließend wird der Messvorgang durchgeführt, bei dem die Membran des Gassensors mit einem fluiden Medium in Kontakt gebracht wird, so dass das zu messende Gas in die Messkammer diffundieren kann.The WO 2013/135539 A1 discloses a gas sensor comprising a measurement chamber having a purge gas port and a thermal conductivity sensor disposed in the measurement chamber, a temperature sensor, and a diaphragm which, in use, separates the measurement chamber from a fluid medium. Before a measuring process, the measuring chamber is flushed with a purge gas and thus possible residues are removed from the measuring chamber. Subsequently, the measuring operation is carried out, in which the membrane of the gas sensor is brought into contact with a fluid medium, so that the gas to be measured can diffuse into the measuring chamber.

Aus der DE 102 22 165 A1 ist eine Messsonde zur Messung des Partialdrucks eines Gases, insbesondere von Sauerstoff oder Wasserstoff, in einem Fluid nach der Permeations-Trägergas-Methode bekannt. Die Wandung des Sondenkörpers umfasst eine für das zu messende Gas permeable Kunststoffschicht. Die Sonde wird mit einem Trägergas durchspült. Dabei reichert sich das Trägergas mit dem in die Sonde eindiffundierenden Gas, dessen Konzentration bestimmt werden soll, an. Dessen Konzentration wird in dem die Sonde verlassenden Trägergas gemessen.From the DE 102 22 165 A1 is a measuring probe for measuring the partial pressure of a gas, in particular of oxygen or hydrogen, in a fluid according to the permeation-carrier gas method known. The wall of the probe body comprises a plastic layer permeable to the gas to be measured. The probe is purged with a carrier gas. The carrier gas enriches itself with the gas which diffuses into the probe and whose concentration is to be determined. Its concentration is measured in the carrier gas leaving the probe.

Den vorgenannten technischen Lösungen ist gemeinsam, dass die Sensoren in einer separaten, von der wasserstoffhaltigen Atmosphäre abgetrennten Messkammer angeordnet sind, die mit einem wasserstofffreien Gas gespült werden kann. Für Sensoranordnungen, bei denen die Messgrößen-Aufnehmer permanent Kontakt zur wasserstoffhaltigen Atmosphäre haben sollen, können diese nicht eingesetzt werden.The aforementioned technical solutions have in common that the sensors are arranged in a separate, separated from the hydrogen-containing atmosphere measuring chamber, which can be purged with a hydrogen-free gas. For sensor arrangements in which the transducers are to have permanent contact with the hydrogen-containing atmosphere, these can not be used.

Ein Eindringen von Wasserstoff in die Materialien der Sensoranordnung lässt sich auf Grund der hohen Diffusionsneigung der Wasserstoffmoleküle nie vollständig verhindern. Es wurden daher Sensoranordnungen entwickelt, bei denen der Wasserstoff aus den empfindlichen Bereichen abgeführt wird.Hydrogen penetration into the materials of the sensor arrangement can never be completely prevented due to the high tendency of the hydrogen molecules to diffuse. Therefore, sensor arrangements have been developed in which the hydrogen is removed from the sensitive areas.

Die erfindungsgemäßen Sensoranordnungen funktionieren auch in wasserstoffhaltigen Atmosphären dauerhaft und zuverlässig und liefern reproduzierbare Messwerte. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.The sensor arrangements according to the invention also function permanently and reliably in hydrogen-containing atmospheres and provide reproducible measured values. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Unter wasserstoffhaltiger Atmosphäre wird in der vorliegenden Anmeldung eine Gasatmosphäre verstanden, die mehr als 1000 ppm, insbesondere mehr als 1 Volumenprozent Wasserstoff enthält.Under hydrogen-containing atmosphere is understood in the present application, a gas atmosphere containing more than 1000 ppm, in particular more than 1 percent by volume of hydrogen.

Die empfindlichen Bereiche der Sensoranordnung umfassen insbesondere den Aufnehmer, mit dem die entsprechende Messgröße erfasst wird. Erfindungsgemäß können die Sensoranordnungen Aufnehmer für verschiedene physikalische Messgrößen enthalten. Beispiele für Messgrößen umfassen Drücke, Temperaturen, Gaskonzentrationen, Wärmemengen, Feuchtigkeit, Wärmeleitfähigkeiten, elektrische Leitfähigkeiten, elektrische Widerstände, elektrische Spannungen etc. Weitere empfindliche Bereiche sind gegebenenfalls in der Sensoranordnung enthaltene elektrische Kontakte, Leitungen und elektrische Bauteile.The sensitive areas of the sensor arrangement include, in particular, the sensor with which the corresponding measured variable is detected. According to the invention, the sensor arrangements can contain sensors for different physical variables. Examples of measured variables include pressures, temperatures, gas concentrations, amounts of heat, moisture, thermal conductivities, electrical conductivities, electrical resistances, electrical voltages, etc. Further sensitive areas are optionally electrical contacts, lines and electrical components contained in the sensor arrangement.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Sensoranordnungen zur Erfassung mindestens einer Messgröße in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre, bei denen Wasserstoff aus empfindlichen Bereichen kontinuierlich oder periodisch, in Intervallen oder gelegentlich, oder auch nur bei Bedarf entfernt wird durch Durchlüftung der Sensoranordnung, insbesondere des Gehäuses der Sensoranordnung, mit einem wasserstofffreien Spülgas. Die dadurch entstehende Partialdruckdifferenz zwischen mit Wasserstoff durchsetztem Material und der es umgebenden Atmosphäre treibt den Wasserstoff aus den empfindlichen Bereichen.An object of the present invention are sensor arrangements for detecting at least one measured variable in a hydrogen-containing atmosphere, in which hydrogen is removed from sensitive areas continuously or periodically, at intervals or occasionally, or even only when needed by aeration of the sensor arrangement, in particular the housing of the sensor arrangement, with a hydrogen-free purge gas. The resulting partial pressure difference between hydrogen-permeated material and the surrounding material Atmosphere drives the hydrogen out of the sensitive areas.

Als wasserstofffreies Spülgas können Gase und Gasmischungen eingesetzt werden, die weniger als 1 Volumenprozent Wasserstoff, bevorzugt weniger als 1000 ppm Wasserstoff enthalten. Geeignete Beispiele umfassen Luft, Stickstoff, Kohlendioxid, oder Edelgase wie Argon, Krypton oder Xenon.As a hydrogen-free purge gas gases and gas mixtures can be used which contain less than 1 percent by volume of hydrogen, preferably less than 1000 ppm of hydrogen. Suitable examples include air, nitrogen, carbon dioxide, or noble gases such as argon, krypton or xenon.

In einer Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Sensoranordnung ein Sensorgehäuse und einen Messgrößen-Aufnehmer, der so in einer Wand des Sensorgehäuses angeordnet ist, dass er eine Messung außerhalb des Sensorgehäuses vornehmen kann. In der Sensoranordnung sind Mittel vorgesehen, um die Wasserstoffkonzentration in empfindlichen Bereichen der Sensoranordnung zu verringern.In one embodiment, the sensor arrangement according to the invention comprises a sensor housing and a measurement sensor, which is arranged in a wall of the sensor housing such that it can perform a measurement outside the sensor housing. Means are provided in the sensor arrangement for reducing the hydrogen concentration in sensitive areas of the sensor arrangement.

In einer Ausführungsform der Sensoranordnung umfassen diese Mittel eine Spülgaszuleitung in das Sensorgehäuse und eine Spülgasausleitung aus dem Sensorgehäuse. Die Spülgaszuleitung kann beispielsweise eine Gasleitung sein, die im Inneren des Sensorgehäuses endet. Die Spülgasableitung kann als Öffnung im Sensorgehäuse ausgeführt sein oder als aus dem Gehäuse führende Gasleitung.In one embodiment of the sensor arrangement, these means comprise a purge gas feed line into the sensor housing and a purge gas discharge from the sensor housing. The purge gas supply line may be, for example, a gas line that ends in the interior of the sensor housing. The purge gas discharge can be designed as an opening in the sensor housing or as leading out of the housing gas line.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Sensoranordnungen, bei denen Wasserstoff durch Hinterlüftung empfindlicher Bereiche entfernt wird. Auch hierbei treibt die Partialdruckdifferenz zwischen mit Wasserstoff durchsetztem Material und der Atmosphäre den Wasserstoff aus den empfindlichen Bereichen. Hierfür können in der Sensoranordnung geeignete Mittel vorgesehen werden, beispielsweise Flachkanäle, die auf den in das Sensorgehäuse hineinragenden Teil des Messgrößen-Aufnehmers aufgesetzt werden und mit wasserstofffreiem Spülgas durchströmt werden können. Zusätzlich kann durch Zirkulation wasserstofffreier Atmosphäre im Sensorgehäuse dieses gespült und damit die Wasserstoffkonzentration verringert werden. Hierfür können im Sensorgehäuse entsprechende Zu- und Ableitungen vorgesehen werden. In einer Ausführungsform wird die Zirkulation des Spülgases durch Öffnungen in sich im Innenraum des Sensorgehäuses befindlichen Spülgasleitungen erreicht.Another object of the present invention are sensor assemblies in which hydrogen is removed by ventilation of sensitive areas. Again, the partial pressure difference between hydrogen permeated material and the atmosphere drives the hydrogen out of the sensitive areas. For this purpose, suitable means can be provided in the sensor arrangement, for example, flat channels, which are placed on the projecting into the sensor housing part of the measured variable pickup and can be flowed through with hydrogen-free purge gas. In addition, it can be flushed by circulation of hydrogen-free atmosphere in the sensor housing and thus the hydrogen concentration can be reduced. For this purpose, corresponding supply and discharge lines can be provided in the sensor housing. In one embodiment, the circulation of the purge gas is achieved through openings in the purge gas lines located in the interior of the sensor housing.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Sensoranordnungen, bei denen in dem Messgrößen-Aufnehmer Lüftungsöffnungen, - leitungen oder-kanäle vorgesehen sind, die mit wasserstofffreier Atmosphäre gespült werden können. Zusätzlich kann durch Zirkulation wasserstofffreier Atmosphäre im Sensorgehäuse dieses gespült und damit die Wasserstoffkonzentration verringert werden. Hierfür können im Sensorgehäuse entsprechende Zu- und Ableitungen vorgesehen werden. In einer Ausführungsform wird die Zirkulation des Spülgases bzw. der Atmosphäre im Sensorgehäuse durch Öffnungen in sich im Innenraum des Sensorgehäuses befindlichen Spülgasleitungen erreicht.A further subject of the present invention are sensor arrangements in which ventilation openings, lines or channels are provided in the measured quantity sensor, which can be flushed with a hydrogen-free atmosphere. In addition, it can be flushed by circulation of hydrogen-free atmosphere in the sensor housing and thus the hydrogen concentration can be reduced. For this purpose, corresponding supply and discharge lines can be provided in the sensor housing. In one embodiment, the circulation of the purge gas or the atmosphere in the sensor housing is achieved through openings in the purge gas lines located in the interior of the sensor housing.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Sensoranordnungen, bei denen empfindliche Bereiche durch einen Luftspalt von der wasserstoffhaltigen Atmosphäre getrennt sind. Die Messgröße wird hierbei durch aus der wasserstoffhaltigen Atmosphäre mit Hilfe eines Überträgerelements auf den Messgrößen-Aufnehmer weitergeleitet. Diese Variante kann beispielsweise zur Messung von Drücken, Leitfähigkeiten oder Temperaturen eingesetzt werden.Another object of the present invention are sensor arrangements in which sensitive areas are separated by an air gap of the hydrogen-containing atmosphere. The measured variable is forwarded from the hydrogen-containing atmosphere with the aid of a transfer element to the measured value pick-up. This variant can be used for example for measuring pressures, conductivities or temperatures.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung in wasserstoffhaltiger Atmosphäre, bei denen die Sensoranordnung mit einem wasserstofffreien Spülgas durchspült wird.The present invention also provides methods for operating a sensor arrangement in a hydrogen-containing atmosphere, in which the sensor arrangement is purged with a hydrogen-free purging gas.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das gesamte Innere des Sensorgehäuses mit dem Spülgas gefüllt. Das Spülgas wird durch eine Spülgaszuleitung in das Gehäuseinnere eingeleitet und durch eine Spülgasausleitung aus dem Gehäuse abgeführt. Dadurch wird der gesamte Innenraum des Sensorgehäuses durchlüftet und die darin befindlichen empfindlichen Bereiche werden umspült bzw. hinterspült, was zu einer Verringerung des Wasserstoffpartialdrucks in den empfindlichen Bereichen führt.In one embodiment of the method, the entire interior of the sensor housing is filled with the purge gas. The purge gas is introduced through a purge gas inlet into the housing interior and removed from the housing by a Spülgasausleitung. As a result, the entire interior of the sensor housing is ventilated and the sensitive areas therein are flushed or backwashed, resulting in a reduction of the hydrogen partial pressure in the sensitive areas.

In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird insbesondere der Messgrößen-Aufnehmer mit dem Spülgas hinterspült. Hierbei wird das Spülgas gezielt auf die im Innenraum des Sensorgehäuses liegenden Bereiche des Messgrößen-Aufnehmers geleitet, um den Wasserstoffpartialdruck im Aufnehmer zu verringern.In another embodiment of the method, in particular the measured variable pick-up is backwashed with the flushing gas. Here, the purge gas is selectively directed to the lying in the interior of the sensor housing areas of the Meßgrößenaufnehmers to reduce the hydrogen partial pressure in the transducer.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Messgrößen-Aufnehmer mit dem Spülgas durchspült, beispielsweise durch im Aufnehmer ausgebildete Öffnungen, Kanäle oder Leitungen.In a further embodiment of the method, the measured variable pick-up is purged with the purging gas, for example through openings, channels or lines formed in the pick-up.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Spülvorgang kontinuierlich durchgeführt. In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird der Spülvorgang periodisch durchgeführt. In einer weiteren Ausführungsform wird der Spülvorgang nur bei Bedarf durchgeführt, beispielsweise vor oder nach einer Messung oder wenn ein bestimmter Wasserstoffpartialdruck in der Sensoranordnung erreicht wird.In one embodiment of the method, the rinsing process is carried out continuously. In another embodiment of the method, the rinsing process is carried out periodically. In a further embodiment, the flushing process is carried out only when necessary, for example before or after a measurement or when a certain hydrogen partial pressure is reached in the sensor arrangement.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained not only in the respectively specified Combination, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben. Gleichartige Elemente sind durchgehend mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:

1 in einer schematischen Schnittdarstellung eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
2 in einer schematischen Schnittdarstellung eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
3 in einer schematischen Schnittdarstellung eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;
4 in einer schematischen Schnittdarstellung eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.

The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described schematically and in detail with reference to the drawings. Similar elements are denoted by the same reference numerals throughout. Show it:

1 in a schematic sectional view of an embodiment of the sensor arrangement according to the invention;
2 in a schematic sectional view of a second embodiment of the sensor arrangement according to the invention;
3 in a schematic sectional view of a third embodiment of the sensor arrangement according to the invention;
4 in a schematic sectional view of a fourth embodiment of the sensor arrangement according to the invention.

1 zeigt eine Ausführungsform einer Sensoranordnung 1, die im Kontakt mit einer wasserstoffhaltigen Gasatmosphäre 2 steht und darin Messungen ausführt, um mindestens eine Messgröße zu bestimmen. Die Sensoranordnung 1 umfasst ein Sensorgehäuse 3, in dessen Außenwand ein Messgrößen-Aufnehmer 4 so montiert ist, dass er eine Messung außerhalb des Sensorgehäuses 3 vornehmen kann. Das Messsignal des Aufnehmers 4 wird über elektrische Leitungen 5 aus der Sensoranordnung 1 übertragen. Über eine Spülgaszuleitung 6 kann das Sensorgehäuse 3 mit einem wasserstofffreien Spülgas gefüllt werden. Die Gasatmosphäre im Sensorgehäuse kann durch eine Spülgasausleitung 7 (hier als einfache Entlüftungsöffnung ausgeführt), aus dem Sensorgehäuse 3 abgeführt werden. Bei Einleitung eines Spülgases über die Spülgaszuleitung 6 wird so der gesamte Innenraum des Sensorgehäuses 3 durchlüftet. Die dadurch entstehende Partialdruckdifferenz zwischen mit Wasserstoff durchsetztem Material und der es umgebenden Atmosphäre treibt den Wasserstoff aus den empfindlichen Bereichen. 1 shows an embodiment of a sensor arrangement 1 in contact with a hydrogen-containing gas atmosphere 2 stands and carries out measurements in order to determine at least one measured variable. The sensor arrangement 1 includes a sensor housing 3 , in whose outer wall a measuring transducer 4 is mounted so that it takes a measurement outside the sensor housing 3 can make. The measuring signal of the transducer 4 is via electrical lines 5 from the sensor arrangement 1 transfer. About a purge gas supply line 6 can the sensor housing 3 be filled with a hydrogen-free purge gas. The gas atmosphere in the sensor housing can be replaced by a Spülgasausleitung 7 (executed here as a simple vent opening), from the sensor housing 3 be dissipated. When a purge gas is introduced via the purge gas supply line 6 So will the entire interior of the sensor housing 3 ventilated. The resulting partial pressure difference between the hydrogen-permeated material and the surrounding atmosphere drives the hydrogen out of the sensitive areas.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Sensoranordnung 1, bei der Wasserstoff durch Hinterlüftung empfindlicher Bereiche entfernt wird. Die Spülgaszuleitung 6 und die Spülgasausleitung 7 sind Bestandteil einer durchgehenden Spülgasleitung. Im Bereich des Aufnehmers 4 weist die Spülgasleitung Mittel 8 zur Hinterlüftung des Messgrößen-Aufnehmers 4 auf, beispielsweise einen Flachkanal, der auf den in das Sensorgehäuse hineinragenden Teil des Aufnehmers 4 aufgesetzt ist. Um eine Zirkulation wasserstofffreier Atmosphäre im Sensorgehäuse 3 zu erreichen, weist die Spülgasleitung eine Öffnung 9 auf, durch die ein Gasaustausch zwischen der Spülgasleitung und dem Innenraum des Sensorgehäuses 3 erfolgen kann. 2 shows a further embodiment of a sensor arrangement 1 in which hydrogen is removed by ventilating sensitive areas. The purge gas supply line 6 and the Spülgasausleitung 7 are part of a continuous purge gas line. In the area of the pickup 4 has the purge gas line means 8th for ventilation of the measuring sensor 4 on, for example, a flat channel, on the projecting into the sensor housing part of the transducer 4 is attached. For a circulation of hydrogen-free atmosphere in the sensor housing 3 to reach, the purge gas line has an opening 9 on, by the gas exchange between the purge gas line and the interior of the sensor housing 3 can be done.

3 zeigt eine andere Ausführungsform einer Sensoranordnung 1, bei der empfindliche Bereiche gezielt mit Spülgas durchströmt werden. Auch hier sind die Spülgaszuleitung 6 und die Spülgasausleitung 7 in eine durchgehende Spülgasleitung integriert. Der Messgrößen-Aufnehmer 4 weist Lüftungsleitungen 10 auf, welche an die Spülgasleitung angeschlossen sind. Das wasserstofffreie Spülgas kann so den Aufnehmer 4 intensiv durchströmen. Durch die vergrößerte Austauschfläche wird die Entfernung von gelöstem Wasserstoff aus dem Aufnehmer 4 begünstigt. 3 shows another embodiment of a sensor arrangement 1 , in which sensitive areas are selectively flushed with purge gas. Again, the purge gas supply 6 and the Spülgasausleitung 7 integrated in a continuous purge gas line. The measurand transducer 4 has ventilation ducts 10 on, which are connected to the purge gas line. The hydrogen-free purge gas can so the transducer 4 flow through intensively. Due to the increased exchange surface, the removal of dissolved hydrogen from the transducer 4 favored.

4 zeigt eine Ausführungsform einer Sensoranordnung 1, bei der empfindliche Bereiche durch einen Luftspalt 12 von der wasserstoffhaltigen Atmosphäre 2 getrennt sind. Die Messgröße wird hierbei aus der wasserstoffhaltigen Atmosphäre 2 mit Hilfe eines Überträgerelements 11 auf den Messgrößen-Aufnehmer 4 weitergeleitet. Durch den Luftspalt 12 wird Wasserstoff entlang der Außenseite des Sensorgehäuses 3 abgeführt und gelangt so nur in geringerem Maße in die Sensoranordnung 1 bzw. wird direkt wieder aus dieser entfernt. Diese Ausführungsform kann beispielsweise zur Messung von Drücken, Leitfähigkeiten oder Temperaturen eingesetzt werden. Für die Bestimmung von Messgrößen, die einen direkten Kontakt der wasserstoffhaltigen Gasatmosphäre 2 mit dem Aufnehmer 4 erfordern, beispielsweise Messungen von Gaskonzentrationen oder Gaszusammensetzungen, ist sie nicht geeignet. 4 shows an embodiment of a sensor arrangement 1 , at the sensitive areas through an air gap 12 from the hydrogenous atmosphere 2 are separated. The measured variable hereby comes from the hydrogen-containing atmosphere 2 with the help of a transmitter element 11 on the measuring transducer 4 forwarded. Through the air gap 12 becomes hydrogen along the outside of the sensor housing 3 dissipated and so only gets to a lesser extent in the sensor array 1 or is removed directly from this again. This embodiment can be used for example for measuring pressures, conductivities or temperatures. For the determination of measured quantities, which is a direct contact of the hydrogen-containing gas atmosphere 2 with the picker 4 For example, measurements of gas concentrations or gas compositions, it is not suitable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Sensoranordnungsensor arrangement
22: Wasserstoffhaltige AtmosphäreHydrogen-containing atmosphere
33: Sensorgehäusesensor housing
44: Messgrößen-AufnehmerMetrics pickup
55: Elektrische LeitungenElectric lines
66: Spülgaszuleitungpurge gas supply
77: SpülgasausleitungSpülgasausleitung
88th: HinterlüftungselementVentilation element
99: Belüftungsöffnungventilation opening
1010: DurchlüftungselementVentilation element
1111: ÜberträgerelementAbout support element
1212: Luftspaltair gap

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 69724294 [0005]
WO 2013/135539 A1 [0006]
DE 10222165 A1 [0007]

Claims

Sensor arrangement (1) for detecting at least one measured variable in a hydrogen-containing atmosphere (2), comprising a sensor housing (3) and at least one transducer (4), which is arranged in a wall of the sensor housing (3) so that it measures outside the sensor housing (3), wherein means (6, 7, 8, 9, 10, 12) are provided in the sensor arrangement in order to reduce the hydrogen concentration in sensitive areas (4) of the sensor arrangement (1).

Sensor arrangement (1) according to Claim 1 in which the means comprise a purge gas feed line (6) into the sensor housing (3) and a purge gas outlet (7) from the sensor housing (3).

Sensor arrangement (1) according to Claim 2 in which the purge gas supply line (6) ends in the interior of the sensor housing (3).

Sensor arrangement (1) according to Claim 2 , comprising means (8) for backwashing the at least one receiver (4) with a hydrogen-free purge gas.

Sensor arrangement (1) according to Claim 2 comprising means (10) for flushing the at least one receiver (4) with a hydrogen-free purge gas.

Sensor arrangement (1) according to Claim 4 or 5 comprising means (9) for aerating the interior of the sensor housing (3) with a hydrogen-free purge gas.

Sensor arrangement (1) according to Claim 1 in which the means comprise an air gap (12) between the sensor arrangement (1) and the hydrogen-containing atmosphere (2).

Sensor arrangement (1) according to Claim 7 , which comprises means (11) for forwarding a measured variable to the transducer (4).

Method for operating a sensor arrangement (1) comprising a sensor housing (3) and at least one measuring sensor (4) arranged in an outer wall of the sensor housing (3) in a hydrogen-containing atmosphere (2), in which the sensor arrangement (1) is equipped with a hydrogen-free purging gas is flushed through.

Method according to Claim 9 in which the entire interior of the sensor housing (3) is filled with the purge gas and this is discharged through a purge gas outlet (7) from the sensor housing (3).

Method according to Claim 9 or 10 in which the at least one sensor (4) is backwashed with the purge gas.

Method according to Claim 9 or 10 in which the at least one sensor (4) is flushed with the purge gas.

Method according to one of Claims 9 to 12 , in which the rinsing process is carried out continuously.

Method according to one of Claims 9 to 12 in which the rinsing process is carried out periodically.

Method according to one of Claims 9 to 12 in which the rinsing process is performed intermittently.