DE1116444B - Gasanalysegeraet zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Gasen - Google Patents

Description

• Gasanalysegerät zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Gasen Zur Bestimmung der in Gasen enthaltenen oxydierenden Bestandteile, insbesondere von Sauerstoff, ist es bekannt, das zu analysierende Gas durch den Elektrolyten eines galvanischen Elementes hindurchzuleiten, welches eine edle und eine unedle Elektrode enthält. Die Elektrolytflüssigkeit wird dabei mit dem Analysengas gesättigt, ein der Konzentration des Sauerstoffes im Analysengas entsprechender Anteil löst sich in der Elektrolytflüssigkeit auf. Bei Abwesenheit von Sauerstoff oder oxydierenden Bestandteilen im Elektrolyten bildet sich an der edlen Elektrode eine Polarisationsschicht, so daß im äußeren Stromkreis der Elektrolysezelle, d. h. in der ein elektrisches Meßgerät enthaltenden Verbindungsleitung zwischen den beiden Elektroden kein Strom auftritt.
• Die depolarisierende Wirkung des in der Elektrolytflüssigkeit gelösten Sauerstoffes bzw. der darin gelösten oxydierenden Bestandteile verursacht einen Stromfluß, welcher von dem Gehalt der oxydierenden Bestandteile im Elektrolyten abhängt und damit ein Maß für den im Analysengas enthaltenen Sauerstoff bzw. der anderen oxydierenden Bestandteile darstellt.
• Geräte zur Ausübung dieses bekannten Gasanalyseverfahrens auf oxydierende Bestandteile vermittels eines galvanischen Elementes in dessen Elektrolyten wiesen beträchtliche Nachteile auf, welchen nur durch besondere aufwendige Maßnahmen begegnet werden konnte. Bei einem nicht auf der depolarisierenden Wirkung der oxydierenden Bestandteile auf die edlere Elektrode, sondern auf eine chemische Reaktion der zu bestimmenden Bestandteile an der Oberfläche der Elektrode beruhenden Gerät wurde z. B. die Elektrode abwechselnd auf dem Elektrolyten- hervorgezogen und wieder darin eingetaucht, wobei die bei aufgetauchter Elektrode an deren Oberfläche entstandenen Reaktionsprodukte beim Eintauchen in den Elektrolyten fortgespült werden. Da der Elektrolyt durch das trockene Analysengas teilweise aufgenommen und so verbraucht wird, ist bei allen bekannten Anordnungen dieser Art eine galvanische Zelle mit großem Elektrolytvolumen vorzusehen. Der Elektrolyt muß aber mit dem Meßgas gesättigt werden, damit eine richtige Anzeige erfolgt. Die benötigte große Elektrolyt menge wirkt sich deshalb bei den bekannten Anordnungen als Vergrößerung der Trägheit ungünstig aus.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Elektrolytverbrauch in der Meßzelle durch Nachfüllen von Elektrolytflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter auszugleichen. Dabei wird der Elektrolyt im Vorratsgefäß mit dem zu analysierenden Gas vorgesättigt, indem das zu analysierende Gas durch den Elektrolyten im Vorratsgefäß hindurchgeleitet wird.
• Bei den bekannten Anordnungen besteht die Gefahr, daß durch kleine, kaum wahrnehmbare Undichtigkeiten atmosphärische Luft Zutritt zu dem Elektrolyten in der Meßzelle erhält und daß der darin enthaltene Sauerstoff das Meßergebnis verfälscht. Die Anordnungen zur Sauerstoffbestimmung durch Messung des Reststromes einer Analysezelle dienen hauptsächlich zur Bestimmung sehr kleiner Sauerstoffmengen. Wegen des kleinen Meßbereiches wirkt sich auch eine sehr geringe Undichtigkeit in der Apparatur nachteilig aus. Die Erfindung zeigt einen Weg, mit wenig Aufwand die Gefahr einer Meßwertverfälschung durch kleine Undichtigkeiten in der Meßapparatur zu vermeiden. Die Erfindung bezieht sich auf ein Gasanälysegerät - zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Gasen, bei welchem das zu untersuchende Gas durch den Elektrolyten einer galvanischen Zelle mit einer edlen und einer unedlen Elektrode hindurchgeleitet und der durch die Depolarisationswirkung des im Elektrolyten aufgelösten Sauerstoffes auftretende Reststrom als Maß für die Sauerstoffkonzentration in dem zu analysierenden Gas bestimmt wird und bei dem der Elektrolyt in der galvanischen Zelle laufend aus einem vom Analysengas durchströmten Vorratsbehälter ergänzt wird. Sie besteht darin, daß die Analysenzelle, das Vorratsgefäß sowie die Zuleitungen zu den Gefäßen in einem dicht abschließenden Gehäuse angeordnet sind, durch welches das Analysengas, vorzugsweise nach Durchlauf der Analysenzelle und des Elektrolyten im Vorratsgefäß, hindurchgeleitet wird.
• Im folgenden wird die Anordnung nach der Erfindung an Hand der Abbildung näher beschrieben.
• Diese zeigt schematisch den Aufbau der Analysenapparatur. Die Meßzelle Z ist ein allseitig geschlossenes, mit dem Elektrolyten gefülltes Gefäß mit druckdichten Durchführungen für die Elektroden und Leitungsanschlüsse für den Zulauf des zu analysierenden Gases, den Ablauf des zu analysierenden Gases und die Zufuhr von neuem Elektrolyten. Die Meßelektrode N besteht aus einem spiralig oder nach Art einer Doppelwendel gebogenen Edelmetalldraht, die Anode ist als Platte eines unedlen Metalls ausgebildet. Die Zuleitungen zu den beiden Elektroden werden in bekannter Weise an ein anzeigendes Meß-bzw. Registrierinstrument angeschaltet. Die Gaszufuhr erfolgt über ein in den Elektrolyten eintauchendes, durch die Wandungen der Meßzelle druckdicht hindurchgeführtes Röhrchen B. Ein weiteres Rohr C ist an den Luftraum über den Elektrolyten in der Zelle Z angeschlossen. Durch dieses Rohr C wird das durch den Elektrolyten hindurchgeleitete Gas aus der Elektrolysezelle abgeleitet. Aus einem oberhalb der Elektrolysezelle Z angeordneten Vorratsgefäß V für den Elektrolyten kann über ein einstellbares NachlaufventilN der Elektrolyt durch ein EinlaufrohrE nachgefüllt werden. Das Einlaufrohr ist an seinem Austrittsende nach oben gebogen, so daß die im Elektrolyten der Zelle Z feinverteilten Gasbläschen nicht durch das untere Ende des Einlaufrohres E in dieses eintreten und zum Nachlaufventil hochsteigen können. Das aus der Elektrolysezelle abgeleitete Gas wird in das Gefäß V geleitet, in welchem sich der vorrätige Elektrolyt befindet. Das von dem Luftraum über dem Elektrolyten in der Elektrolysezelle zum Vorratsgefäß V für den Elektrolyten führende Gasleitungsrohr C ist so gebogen, daß es in den Vorratselektrolyten im Gefäß eintaucht, daß also das aus der Elektrolysezelle Z austretende Gas durch den Elektrolysevorrat im Gefäß V hindurchperlt. Nach dem das Analysengas durch den Elektrolytvorrat in dem Gefäß V hindurchgeperlt ist, kann es durch eine Öffnung 0 oberhalb des Elektrolytspiegels austreten, Die gesamte Apparatur mit der Elektrolysezelle Z und dem Vorratsgefäß V ist ein druckdichtes Gehäuse G eingebaut. Das aus dem Vorratsbehälter V austretende Analysengas füllt das Innere des Gehäuses G aus, so daß die gesamte Meßapparatur von einem Gas mit derselben Zusammensetzung wie das zu analysierende Gas umgeben ist und keinerlei Sauerstoff aus der umgebenden Luft durch eventuelle vorhandene kleinste Undichtigkeiten in die Meß- apparatur hineindiffundieren kann. Das Analysengas kann aus dem Gehäuse durch einen Flüssigkeitsverschluß F oder ein anderes Ventil in die Atmosphäre austreten, wobei es zweckmäßig innerhalb des Gehäuses G unter leichtem Überdruck gehalten wird.
• Innerhalb des Gehäuses G befindet sich noch ein Magnetrührwerk R, bestehend aus einem Motor mit auf dessen Achse angebrachtem Dauermagneten D außerhalb der ElektrolysenzelleZ und einem innerhalb der Zelle Z angebrachten Rührstab R' aus magnetischem Material, der durch die Wandung der Zelle Z hindurch angetrieben wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Gasanalysegerät zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Gasen, bei welchem das zu untersuchende Gas durch den Elektrolyten einer galvanischen Zelle mit einer edlen und einer unedlen Elektrode hindurchgeleitet und der durch die Depolarisationswirkung des im Elektrolyten aufgelösten Sauerstoffes auftretende Reststrom als Maß für die Sauerstoffkonzentration in dem zu analysierenden Gas bestimmt wird und bei dem der Elektrolyt in der galvanischen Zelle laufend aus einem vom Analysegas durchströmten Vorratsbehälter ergänzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Analysezelle, das Vorratsgefäß sowie die Zuleitungen zu den Gefäßen in einem dicht abschließenden Gehäuse angeordnet sind, durch welches das Analysegas, vorzugsweise nach Durchlaufen der Analysenzelle und des Elektrolyten im Vorratsgefäß, strömt.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Analysengas nach Durchströmen des die Meßapparatur umschließenden Gehäuses durch ein Ventil, vorzugsweise ein Flüssigkeitsventil, ins Freie ausströmt.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 139 649, 749 673; französische Patentschrift Nr. 1 095 503; britische Patentschrift Nr. 505 628; deutsche Patentanmeldungen T 6067 IX/421 (bekanntgemacht am 13. 10. 1955), T 4613 In/421 (bekanntgemacht am 9. 4. 1953).