DE1096646B

DE1096646B - Magnetic hot wire oxygen meter as a differential gas meter

Info

Publication number: DE1096646B
Application number: DES46563A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Alfred Naumann; Dipl-Phys Helmut Oster
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-12-02
Filing date: 1955-12-02
Publication date: 1961-01-05

Description

In der Hauptpatentanmeldung ist ein magnetischer Sauerstoffmesser mit unterdrücktem Meßbereich beschrieben, der als Differenzgasmesser betrieben wird. In the main patent application is a magnetic oxygen meter described with suppressed measuring range, which is operated as a differential gas meter.

Dieser Sauerstoffmesser besitzt vier Kammern, deren Hitzdrahtwiderstände in einer Brückenschaltung liegen. Hierbei werden die Hitzdrähte zweier in nebeneinanderliegenden Brückenzweigen der Hitzdrahtbrückenschaltung liegender Kammern von dem zu untersuchenden Gas und die beiden anderen Kammern von einem Gas mit einer in der Nähe des Meßbereiches liegenden konstanten Sauerstoffkonzentration be strömt. Die Brückenwiderstände sind dabei so abgestimmt, daß für das dem Skalennullpunkt entsprechende Sauerstoffverhältnis zwischen dem zu messenden Gas und dem Gas konstanter Konzentration die Brücke im Gleichgewicht ist, der Zeiger des angeschlossenen Meßgerätes also auf dem Skalenanfangspunkt steht. Als Gas konstanter Konzentration kann beispielsweise ein Gas verwendet werden, dessen Sauerstoffkonzentration dem Anfangspunkt des Meßbereiches entspricht.This oxygen meter has four chambers, their hot wire resistors lie in a bridge circuit. Here, the hot wires are two in side by side Bridge branches of the hot wire bridge circuit of lying chambers of the one to be examined Gas and the other two chambers from a gas with one near the measuring range constant oxygen concentration. The bridge resistances are tuned so that for the oxygen ratio corresponding to the zero point on the scale between the gas to be measured and the gas of constant concentration is the bridge im Is equilibrium, i.e. the pointer of the connected measuring device is on the starting point of the scale stands. A gas of constant concentration can be used, for example, whose oxygen concentration corresponds to the starting point of the measuring range.

Beim magnetischen Sauerstoffmesser ist der magnetische Effekt, d. h. die Anzeige des Meßgerätes, vom Druck und der Temperatur des zu untersuchenden Gases abhängig. Man kann daher die Vergleichskammern nicht starr abschließen, sondern muß diese entweder laufend mit dem Gas konstanter Konzentration beschicken oder einen Druckausgleich mit der Umgebung bzw. dem zu messenden Gas zulassen. With the magnetic oxygen meter, the magnetic effect, i. H. the display of the measuring device, of the pressure and the temperature of the to be examined Gas dependent. The comparison chambers can therefore not be closed rigidly, but rather must either continuously feed it with the gas of constant concentration or allow pressure equalization with the environment or the gas to be measured.

Für Wärmeleitfähigkeitsmeßgeräte ist es bereits bekannt, eine Meßkammer und eine Vergleichskammer unmittelbar benachbart anzuordnen und für den Druckausgleich eine Membran als gemeinsame Trennwand zu verwenden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit Membranen kein ausreichender Druckausgleich zu erhalten ist, da selbst Membranen aus sehr elastischem Material immer noch merkliche Richtkräfte besitzen, die verhindern, daß der Druck von der einen Mem branseite vollständig auf die andere Seite übertragen werden kann. For thermal conductivity measuring devices it is already known to have a measuring chamber and to arrange a comparison chamber immediately adjacent and for pressure equalization to use a membrane as a common partition. However, it has been shown that sufficient pressure equalization cannot be obtained with membranes, as membranes themselves made of very elastic material still have noticeable straightening forces that prevent that the pressure from one membrane side completely transferred to the other side can be.

Ein Druckausgleich mit weitgehend richtkraftfreien Mitteln wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das zu messende Gas von dem Gas konstanter Konzentration (Vergleichsgas) durch eine auf einer Flüssigkeit schwimmende oder gleitende, möglichst kräftefrei verschiebbare Wand getrennt ist. A pressure equalization with means that are largely free of directional force is shown in accordance with the invention achieved in that the gas to be measured from the gas of constant concentration (Reference gas) by a floating or sliding on a liquid, if possible force-free movable wall is separated.

Zur Trennung der Gase kann weiterhin auch ein waagerecht angeordnetes abgewinkeltes Rohr verwendet werden, dessen Schenkel von der Mitte aus ansteigen und das einen verschiebbaren Flüssigkeitsstopfen aufnimmt. Das eine Ende dieses Rohres wird hierbei mit dem zu messenden Gas und das andere Ende mit dem Gas konstanter Konzentration verbunden. Der Flüssigkeitsstopfen verschiebt sich hierbei Magnetischer Hitzdraht-Sauerstoffmesser als Differenzgasmesser Zusatz zur Patentanmeldung S28550IX/421 Anmelder: Siemens & Halske Aktiengesellschaft, Berlin und München, München 2, Wittelsbacherplatz 2 Dr. phil. Alfred Naumann, und Dipl.-Phys. Helmut Oster, Karlsruhe, sind als Erfinder genannt worden 2 entsprechend dem Druckunterschied, so daß der Raum des unter höherem Druck stehenden Gases vergrößert wird, bis der Druck beider Gase annähernd den gleichen Wert annimmt. Das Rohr mit dem Flüssigkeitsstopfen kann auch zur Füllung bzw. Beströmung oder Kammern mit dem Gas konstanter Konzentration benutzt werden. A horizontally arranged one can also be used to separate the gases angled pipe can be used, the legs of which rise from the center and which receives a slidable liquid plug. One end of this The pipe becomes more constant with the gas to be measured and the other end with the gas Concentration connected. The liquid stopper shifts in the process Magnetic Hot wire oxygen meter as differential gas meter Addition to patent application S28550IX / 421 Applicant: Siemens & Halske Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, Munich 2, Wittelsbacherplatz 2 Dr. phil. Alfred Naumann, and Dipl.-Phys. Helmut Oster, Karlsruhe, have been named as inventors 2 according to the pressure difference, so that the The space of the higher pressure gas is enlarged until the pressure of both Gases assumes approximately the same value. The tube with the liquid stopper can also for filling or flowing through or chambers with the gas of constant concentration to be used.

Ein Ausführungsbeispiel für diese Anordnung zeigt die Fig. 1 der Zeichnung. An embodiment of this arrangement is shown in FIG Drawing.

Die Trennung der Gase mittels einer in einer Sperrflüssigkeit, z. B. Quecksilber, schwimmenden Gasometerglocke wird an Hand des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 erläutert. The separation of the gases by means of a barrier liquid, e.g. B. mercury, floating gasometer bell is based on the embodiment explained according to FIG.

Nach Fig. 1 enthält ein in der Mitte abgewinkeltes Rohr 11 einen Flüssigkeitsstopfen 12, beispielsweise aus Quecksilber oder Toluol. Das Gas konstanter Konzentration wird über den Anschluß 14 und eine Erweiterung 15 dem linken Ende des Rohres 11 zugeführt. Das rechte Ende des Rohres 11 mit der Erweiterung 16 ist über den Anschluß 17 mit den Vergleichskammern des magnetischen Sauerstoffmessers verbunden. Bei der Füllung der Vergleichskammern wird der Flüssigkeitsstopfen unter dem Druck des Gases nach rechts verdrängt und gibt den Ausgangl8 frei. Sobald die Beströmung der Vergleichskammern aufhört, verschließt der Stopfen 12 den Austritt 18 und nimmt beispielsweise die in der Figur gezeichnete Stellung ein. Stehen das zu messende Gas und das Vergleichsgas unter dem Druck der atmosphärischen Luft, so verschiebt sich der Stopfen 12 entsprechend dem äußeren Luftdruck, und das in den Vergleichskammern abgeschlossene Gas nimmt dengleichenDruck an. According to Fig. 1, a tube 11 angled in the middle contains a Liquid stopper 12, for example made of mercury or toluene. The gas more constant Concentration is via port 14 and an extension 15 to the left end of the tube 11 supplied. The right end of the tube 11 with the extension 16 is via the connection 17 with the comparison chambers of the magnetic oxygen meter tied together. When filling the comparison chambers, the liquid stopper is under the pressure of the gas displaced to the right and releases the exit l8. As soon as the When the flow in the comparison chambers ceases, the plug 12 closes the outlet 18 and assumes, for example, the position shown in the figure. Stand that Gas to be measured and the reference gas under the pressure of atmospheric air, so the plug 12 moves according to the external air pressure, and that in the comparison chambers closed gas takes the same pressure at.

Haben das zu messende Gas und das Vergleichsgas einen vom Luftdruck abweichenden Druck, so kann das eine Ende des Rohres 11 mit dem zu messenden Gas und das andere Ende mit den Kammern des Vergleichsgases konstanter Konzentration verbunden werden. Die Räume 15 und 16 in Fig. 1 sollen verhüten, daß bei plötzlichen Druckstößen der Flüssigl;eitsstopfen in die anschließenden Rohrleitungen dringen kann. Do the gas to be measured and the reference gas have an air pressure different pressure, one end of the tube 11 with the gas to be measured and the other end to the chambers of the reference gas of constant concentration get connected. The spaces 15 and 16 in Fig. 1 are intended to prevent sudden Pressure surges from the liquid plugs penetrate the adjoining pipelines can.

In Fig. 2 ist eine Gasometerglocke für den Abschluß der Vergleichskammern dargestellt. Innerhalb eines Gefäßes 20 schwimmt in einer Sperrflüssigkeit 22 eine Glocke 21. Die Kammern mit dem Vergleichsgas sind iiber die Anschluß leitungen 10 mit dem Innenraum der Glocke21 verbunden, während das zu messende Gas über die Leitung7 auf den Außenraum der Glocke wirkt. Am unteren Rand der Gasometerglocke ist ein ringförmiger Hohlraum 23 befestigt, dessen Auftriebskräfte das Eigengewicht der Glocke ausgleichen. An Stelle eines derart als Schwimmer wirkenden Hohlkörpers kann auch beispielsweise über einen Hebel ein Gegengewicht oder die Kraft einer Feder auf die Glocke wirken. Als Sperrflüssigkeit kann beispielsweise Quecksilber verwendet werden. Die Glocke wird zweckmäßig innerhalb des Gefäßes 20 seitlich geführt. In Fig. 2 is a gasometer bell for the closure of the comparison chambers shown. Within a vessel 20, a floats in a barrier liquid 22 Bell 21. The chambers with the reference gas are connected via the connecting lines 10 connected to the interior of the bell21, while the gas to be measured via the line7 acts on the outside of the bell. At the bottom of the gasometer bell is a annular cavity 23 attached, the buoyancy of which is the weight of the Balance the bell. Instead of a hollow body acting as a float in this way, it can also, for example, a counterweight or the force of a spring via a lever act on the bell. Mercury, for example, can be used as the sealing liquid will. The bell is expediently guided laterally within the vessel 20.

PATENTANSPROCHE: 1. Magnetischer Hitzdraht-Sauerstoffmesser als Differenzgasmesser mit vier Kammern, von denen zwei das zu untersuchende Gas und zwei ein Gas mit in der Nähe des Meßbereiches liegender konstanter Konzentration enthalten, nach Patentanmeldung S28550IXb/421, wobei der Druck des Gases konstanter Konzentration mit dem Druck des zu messenden Gases übereinstimmt, dadurch ,ekennzeicbnet, daß das zu messende Gas von dem Gas konstanter Konzentration (Vergleichsgas) durch eine auf einer Flüssigkeit schwimmende oder gleitende möglichst kräftefrei verschiebbare Wand getrennt ist. PATENT CLAIM: 1. Magnetic hot-wire oxygen meter as a differential gas meter with four chambers, two of which contain the gas to be examined and two of which contain a gas contain constant concentration close to the measuring range, according to patent application S28550IXb / 421, the pressure of the gas constant concentration with the pressure of the gas to be measured coincides, thereby, ekennzeicbnet that the to be measured Gas from the gas of constant concentration (reference gas) through to a liquid floating or sliding wall that is as force-free as possible is separated.

Claims

2. Magnetic hot wire oxygen meter according to claim 1, characterized marked that as Partition a thin-walled one floating in a liquid Bell is used.

3. Magnetic hot wire oxygen meter according to claim 2, characterized characterized in that the weight of the bell by means of a buoyancy float, one Counterweight or is balanced by spring force.

4. Magnetic hot wire oxygen meter as a differential gas meter with four chambers, two of which contain the gas to be examined and two of which contain a gas contain constant concentration close to the measuring range, according to patent application S28550IXb / 421, characterized in that the gas to be measured is more constant than the gas Concentration (reference gas) by one within an at least approximately horizontal Tube's sliding liquid stopper is separated.

5. Magnetic hot wire oxygen meter according to claim 4, characterized characterized in that the tube consists of two symmetrical, one to another against the horizontal slightly inclined pipe parts that meet in the middle.

6. Magnetic hot wire oxygen meter according to claim 1, 4 and 5, characterized in that the tube with the liquid stopper for filling or flow through the chambers with the gas of constant concentration can be used and the connections for the gas are discharged upwards at such a distance from the end of the pipe are that the liquid stopper in the space between the end of the pipe and the gas connection can kick.

7. Magnetic hot wire oxygen meter according to claim 4 and the following, characterized in that the connection lines in the vicinity of their entry occurs in the angled tube are expanded.

Documents considered: German Patent No. 420 676; U.S. Patent No. 2,251,751; Siemens magazine (1952), issue 3 (article by A. Naumann).