DE1170680B

DE1170680B - Geraet zur Anzeige von Gaskonzentrationen

Info

Publication number: DE1170680B
Application number: DEK46409A
Authority: DE
Inventors: Tokihiko Yoneda
Original assignee: Komyo Rikagaku Kogyo KK
Current assignee: Komyo Rikagaku Kogyo KK
Priority date: 1961-04-13
Filing date: 1962-04-06
Publication date: 1964-05-21
Also published as: US3221320A; GB994710A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: GOIn

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche Kl.: 421-4/10

K 46409 IXb/421
6. April 1962
21. Mai 1964

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Anzeige einer Konzentration eines in einem Gasgemisch enthaltenen Gases durch Messen des Verhältnisses zweier vom Meßgas und einem Vergleichsgas abhängiger elektrischer Widerstände mit einem Oszillator, der nach Überschreiten einer eingestellten Vorspannung schwingt, bestehend aus einer Wheatstonebriicke, die mindestens eine Meß- und eine Vergleichskammer und ein Abgleichpotentiometer enthält.

Derartige Geräte können als Warnsignalgeber dienen, die beispielsweise ein hörbares Signal abgeben, wenn das Meßgas eine bestimmte Gefahrenkonzentration erreicht. Bei den bekannten Geräten wird dabei im allgemeinen der Ausgangsstrom der Wheatstonebrücke über Vorverstärker auf mechanische Schaltrelais gegeben, die ihrerseits das Warnsignal auslösen. Diese Geräte haben den Nachteil, daß sie infolge der mechanischen Schaltstufen und erforderlichen Vorverstärkerstufen einen beträchtlichen Bauaufwand erfordern und daß die mechanischen Schaltelemente nicht in der Lage sind, eine über lange Zeiträume bestehende Betriebsbereitschaft des Gerätes zu gewährleisten.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die bekannten Geräte in vorteilhafter Weise auszugestalten und zu verbessern. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen dem einen Brückendiagonalpunkt und dem Potentiometerabgriff ein LC-Parallelschwingkreis und eine Tunneldiode in Reihe geschaltet sind und daß das Anzeige-(Signal-) Gerät an den Schwingkreis angekoppelt ist. Zweckmäßigerweise kann dabei zwischen den Schwingkreis und das Anzeige-(Signal-)Gerät ein Leistungsverstärker geschaltet sein.

Das erfindungsgemäße Gerät weist einen einfachen Aufbau auf und ist infolge des Fehlens von mechanischen Schaltern stets betriebsbereit. Außerdem ist sein Energieverbrauch extrem niedrig.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt die einzige Figur das elektrische Schaltdiagramm des Gerätes zur Anzeige von Gaskonzentrationen.

Die Eingangs- oder Meßseite des dargestellten Gerätes besteht aus einem Detektorkreis α in Form einer Wheatstonebrücke mit einem dem zu messenden Gas ausgesetzten Hitzdraht F₁, einem dem Vergleichsgas ausgesetzten Hitzdraht F₂, festen Widerständen R₁ und R₂ sowie einem veränderlichen Widerstand Gerät zur Anzeige von Gaskonzentrationen

Anmelder:

Komyo Rikagaku Kogyo Kabushiki Kaisha,
Meguro-Ku, Tokyo-To (Japan)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,
ίο München 22, Widenmayerstr. 4

Als Erfinder benannt:

Tokihiko Yoneda, Chuo-Ku-Tokyo-To (Japan)

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 13. April 1961 (12 648)

Drähte F₁ und F₂ besitzen den gleichen elektrischen Widerstand und bestehen aus Platindraht mit aktivierter Oberfläche. Der Vergleichshitzdraht F₂ befindet sich in einer dicht verschlossenen Kammer, die

as mit reiner Luft gefüllt ist. Zwischen dem einen Brückendiagonalpunkt und dem Potentiometerabgriff sind ein LC-Parallelschwingkreis, bestehend aus einer Spule L₁ und einem Kondensator C, und eine Tunneldiode D in Reihe geschaltet. Die Spule L₁ ist induktiv

mit einer Spule L₂ eines Verstärkers b gekoppelt, dessen Ausgang an einem Lautsprecher SP liegt. Der Verstärker b besteht aus einem Kondensator C₁, Widerständen R₃... R₈, Transistoren T₁, T₂, T₃ und einem Ausgangstransformator OT. Für die Kreise a und b wird eine gemeinsame Stromquelle verwendet. Das Gerät arbeitet folgendermaßen: Der Ausgangsstrom der Brücke α ist eine Funktion des Verhältnisses des Widerstandes (der wiederum eine Funktion der Meßgaskonzentration ist) des Hitzdrahtes F₁ zum Widerstand des Hitzdrahtes F₂. Der Anzeigebzw. Warnpunkt wird durch geeigneten Abgleich der Brücke unter Normalbedingungen mit Hilfe des Potentiometers VR festgelegt. Wenn nun im Betrieb des Geräts die Meßgaskonzentration sich derart ändert; daß die Ausgangsspannung der Brücke die durch das Potentiometer gegebene Vorspannung überwindet und das Potential einen Wert erreicht, der Eigenschwingungen des Tunneldiodenkreises hervorruft, so treten Schwingungen auf, und zwar in dem

50 Augenblick, wenn die Diode D in ihren instabilen Bereich gelangt. Die Schwingung, deren Frequenz (Potentiometer) VR zum Brückenabgleich. Die durch geeignete Bemessung der Spule L₁ und des

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Kondensators C des Kupplungskreises auf gewünschte Hörfrequenz gebracht werden kann, wird dann durch den Verstärkerfc verstärkt und erregt den Lautsprecher SP zur Abgabe eines Warnsignals.

Da bei dem erfindungsgemäßen Gerät der veränderliche Widerstand VR zusätzlich zur Regulierung des Anschwingpunktes des Warnschwingkreises dient, d. h. zur Festsetzung der Auslösung des Warnsignals, ist der Aufbau des Kreises äußerst einfach und der Kreis leicht einzustellen. Demgemäß kann dieses Gerät in vielen Anwendungsgebieten Verwendung finden. Beispielsweise kann es zum stetigen Überwachen der Konzentration eines explosiven Gases verwendet werden. Dabei sendet das Gerät ein Warnsignal aus, wenn die Gaskonzentration die untere Gefahrengrenze des Gases erreicht. Das Gerät nach der Erfindung kann auch zur kontinuierlichen Lecküberwachung bei schädlichen Gasen verwendet werden, wobei ein Warnsignal abgegeben wird, wenn ein Leck auftritt.

Darüber hinaus ergibt die Verwendung eines »Schaltschwingkreises« eine kontinuierliche und direkte Anzeige der Veränderung der Ausgangsspannung der Gaskonzentrationsmeßbrücke, ohne daß mechanische Übertrager oder Schalter erforderlich sind. Es ist deshalb mit der Erfindung möglich, ein Gaswarngerät herzustellen, das einen wesentlich kompakteren Aufbau als übliche Geräte ähnlicher Bau- art aufweist und das darüber hinaus nur sehr wenig Leistung verbraucht.

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zur Anzeige einer Konzentration eines in einem Gasgemisch enthaltenen Gases durch Messen des Verhältnisses zweier vom Meßgas und einem Vergleichsgas abhängiger elektrischer Widerstände mit einem Oszillator, der nach Überschreiten einer eingestellten Vorspannung schwingt, bestehend aus einer Wheatstonebrücke, die mindestens eine Meß- und eine Vergleichskammer und ein Abgleichpotentiometer enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem einen Brückendiagonalpunkt und dem Potentiometerabgriff ein LC-Parallelschwingkreis und eine Tunneldiode in Reihe geschaltet sind und daß das Anzeige-(Signal-)Gerät an den Schwingkreis angekoppelt ist.

2. Gerät nach Anspruch 1 mit einem Verstärker, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schwingkreis und das Anzeige-(Signal-)Gerät ein Leistungsverstärker geschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Die physikalische Gasanalyse, Druckschrift Nr. 916 der Fa. Hartmann & Braun A. G., Frankfurt a. M., S. 9 und 10.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen