DE1291140B - Schaltgeraet, das bei bestimmten Konzentrationen gasfoermiger Stoffe anspricht - Google Patents
Schaltgeraet, das bei bestimmten Konzentrationen gasfoermiger Stoffe ansprichtInfo
- Publication number
- DE1291140B DE1291140B DEE29415A DEE0029415A DE1291140B DE 1291140 B DE1291140 B DE 1291140B DE E29415 A DEE29415 A DE E29415A DE E0029415 A DEE0029415 A DE E0029415A DE 1291140 B DE1291140 B DE 1291140B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- oscillator
- switching device
- crystal
- reagent layer
- vibrations
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 46
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 21
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/036—Analysing fluids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
- G08B17/117—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means by using a detection device for specific gases, e.g. combustion products, produced by the fire
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
- G08B21/18—Status alarms
- G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
- H03B5/36—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/025—Change of phase or condition
- G01N2291/0256—Adsorption, desorption, surface mass change, e.g. on biosensors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät, das bei be- Das Gerät ist z. B. sehr geeignet zur Steuerung der
stimmten Konzentrationen gasförmiger Stoffe an- Erzeugung von Metallcarbonylen, Schwefelwasserspricht.
Das Gerät besteht aus einem elektronischen stoff, Kohlenmonoxyd, Wasser u. dgl. Das Steue-Oszillator,
dessen frequenzbestimmendes Element ein rungssystem ist so angeordnet, daß ein Relais entpiezoelektrischer
Kristall ist, und einem auf das Aus- 5 weder zum Einschalten oder zum Ausschalten gesetzen
der Schwingungen des Oszillators ansprechen- bracht wird, wenn der beschichtete Kristall sich in
den Relais. Gegenwart einer bestimmten Menge einer bestimm-
Schaltgeräte, die bei bestimmten Konzentrationen ten gasförmigen Komponente befindet, oder daß das
gasförmiger Stoffe ansprechen, sind bekannt. In einer Relais sich ein- oder ausschaltet, wenn eine beälteren,
nicht vorveröffentlichten Erfindung ist ferner io stimmte gasförmige Komponente in genügendem
beschrieben, daß durch piezoelektrische Kristalle ge- Ausmaß aus der Umgebung des beschichteten Kristeuerte
Schwingungskreise als äußerst empfindliche stalls verschwindet.
Analysiergeräte verwendet werden können, wenn der Die einfachsten Oszillatoren können so geplant
Kristall mit einer Reagenzschicht beschichtet ist, die sein, daß sie sich um den gewünschten Betrag entin
selektiver Weise mit dem nachzuweisenden Stoff 15 fernt von dem Punkt des Aussetzens der Schwingunin
Wechselwirkung tritt. Die Menge des mit der gen befinden, ohne daß eine weitere Einstellung oder
Reagenzschicht reagierenden Stoffes wird durch die Nachstellung erforderlich ist. Dieser Betrag, um den
Frequenzänderung des Kristalls und des zugehörigen der Oszillator sich von dem Punkt des Aussetzens
Schwingungskreises gemessen, wobei diese Menge des der Schwingungen entfernt befindet, wird hier als
mit der Reagenzschicht reagierenden Stoffes sich im ao »Einstellpunkt« bezeichnet. Kompliziertere Oszilla-Laufe
der Zeit ändert. Je mehr von dem nachzuwei- toren können mit veränderlichen Stromkreiselemensenden
Stoff von der auf dem Kristall befindlichen ten, wie Kondensatoren, Widerständen, Induktivitä-Reagenzschicht
aufgenommen wird, desto niedriger ten u. dgl., versehen sein, die mit dem beschichteten
ist die Frequenz, und umgekehrt. Die Reaktion kann Kristall in Reihe oder parallel geschaltet sind, um
in einer Absorption, Chemisorption, in chemischen as den Einstellpunkt je nach den besonderen Erforder-Reaktionen
usw. bestehen. nissen der Umgebung einstellen zu können. Auch die
Die Erfindung löst die Aufgabe, den Reaktionsver- Temperatur der Heizdrähte der Oszillatorröhre
lauf bei Gasreaktionen in Abhängigkeit von dem u. dgl. kann so geändert werden, daß auch hierdurch
Vorhandensein bestimmter Komponenten selbständig der Einstellpunkt gesteuert werden kann. Die Tempezu
steuern. So kann beispielsweise die Umsetzung der 30 ratur des den Kristall umgebenden Gases kann eben-Gase
von der genügenden Trocknung der Reaktions- falls zwecks Steuerung des Einstellpunktes geändert
teilnehmer abhängig gemacht werden. Eine weitere werden.
erfindungsgemäß gelöste Aufgabe besteht darin, bei Wie oben erwähnt, kann die Massenzunahme der
Umsetzungen, die mit giftigen Gasen arbeiten, den auf dem Kristall befindlichen Reagenzschicht auch
Endpunkt der Reaktion zuverlässig anzuzeigen und 35 durch chemische Reaktion zustande kommen. Wenn
das Austreten überschüssiger, nicht in Reaktion die Reagenzschicht z. B. ein Platinkatalysator ist,
tretender Gase zu verhüten. kann das mit ihr reagierende Gas Wasserstoff oder
Die Erfindung ist im einzelnen in den Patentan- Sauerstoff sein, wodurch sich Wasser bildet.
Sprüchen gekennzeichnet. Der Fortschritt der Erfin- Für die Zwecke der Erfindung sind piezoelek-
dung besteht in der außerordentlichen Empfindlich- 40 irische Kristalle jeder Art geeignet,
keit der neuen Schaltung bei größter Sicherheit in der Die Reagenzschicht befindet sich auf dem Kristall
selbsttätigen Wirkungsweise. in ziemlich geringer Menge, und diese Menge kann
Die Erfindung macht von den Stabilitätsgrenzen je nach der Empfindlichkeit der Reagenzschicht
der ungedämpften Schwingungen in einem durch gegen den mit ihr reagierenden Stoff variieren. Einige
einen beschichteten piezoelektrischen Kristall ge- 45 der für die Bildung der Reagenzschicht verwendeten
steuerten Oszillator Gebrauch, deren Resultat ein Stoffe, wie zerfließende Stoffe, absorbieren ein Vieleinfacher
Aus- und Einschaltstromkreis ist, der auf faches ihres Eigengewichtes an Wasser und brauchen
die Konzentration eines bestimmten gasförmigen daher nur in verhältnismäßig geringen Mengen ange-Stoffes
in Gegenwart des piezoelektrischen Kristalls wandt zu werden. Andere Stoffe nehmen veranspricht.
Beim Betrieb wird der beschichtete Kristall 50 hältnismäßig kleinere Stoffmengen je Gewichtsin
dem Oszillator so voreingestellt, daß er sich für einheit der Reagenzschicht auf und müssen daher
eine gegebene Bedingung der Reagenzschicht des in entsprechend größeren Mengen angewandt wer-Kristalls
nahe an dem Punkt des Aussetzens der den.
Schwingungen befindet. Wenn der Aus- und Einschalter durch Wasser-
Wenn dann genügend weiteres Material mit der 55 dampf betätigt werden soll, kann man als geeignete
Reagenzschicht des Kristalls reagiert, hören die zerfließliche Stoffe Lithiumchlorid, Calciumchlorid,
Schwingungen des Oszillators auf, wodurch eine Kaliumfhiorid, Lithiumbromid, Lithiumjodid, Lithi-Unterbrechung
des Stromflusses in dem Stromkreis umnitrat und Calciumnitrat verwenden. Hygroskozustande
kommt, die ein Relais betätigt, welches pische Stoffe, wie Polyelektrolyte, Naturharze, Gele,
seinerseits die Menge eines gasförmigen Bestandteils 60 Celluloseprodukte und Leime, können ebenfalls verim
Bereich des piezoelektrischen Kristalls steuern wendet werden, jedoch in etwas größeren Mengen als
kann. Das Gerät kann also zur Steuerung der An- die obengenannten zerfließlichen Stoffe.
Wesenheit giftiger Verbindungen oder irgendwelcher Einzelheiten der verwendbaren Kristalle und Rea-
sonstiger Verbindungen verwendet werden, deren genzschichten bilden nicht den Gegenstand der ErGegenwart
oder Abwesenheit gesteuert werden soll, 65 findung.
da es sich gegen das erste Auftreten solcher Verbin- Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf
düngen in einem System sehr empfindlich machen die Zeichnungen Bezug genommen,
läßt. Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer
3 4
Ausführungsform einer Vorrichtung, die von einem spannung wird von einer positiven Stromquelle (mit
Transistorstromkreis Gebrauch macht; 150 Volt bezeichnet) geliefert, die an einem 25-kQ-
F i g. 2 zeigt Einzelheiten des Transistorstromkrei- Potentiometer liegt. Das 25-kQ-Potentiometer dient
ses gemäß Fig. 1, und zwar den Oszillator und die zum Variieren der Anodenspannung.
Verbindung des Relais mit dem Oszillator; 5 Die negative Seite der Anodenstromversorgung ist
Verbindung des Relais mit dem Oszillator; 5 Die negative Seite der Anodenstromversorgung ist
F i g. 3 zeigt einen Ein- und Ausschaltstromkreis mit einer gemeinsamen Rückleitung für alle Hochunter
Verwendung üblicher Elektronenröhren; dieser frequenzanschlüsse verbunden (die als Erde bezeich-Stromkreis
macht von dem Abfall der Gittervorspan- nee werden kann). Ein zwischen der Oszillatoranode
nung Gebrauch, um an dem Punkt des Aussetzens und der gemeinsamen Leitung liegender 0,01-mF-der
Schwingungen ein Relais zu betätigen; io Kondensator stellt einen Hochfrequenzweg von nie-
F i g. 4 zeigt schematisch eine andere bevorzugte driger Impedanz zur Verfügung, ohne Gleichstrom
Ausführungsform eines Stromkreises, der zum Ein- zuleiten.
und Ausschalten verwendet werden kann, wobei der Was den Hochfrequenzstrom anbetrifft, befindet
Schaltvorgang durch Feuchtigkeit (Wasser) oder sich die Anode auf dem gemeinsamen Potential, oder
einen anderen Stoff gesteuert wird; 15 sie ist mit einer Seite des Kristalls verbunden. Dem
F i g. 5 zeigt schematisch einen Stromkreis, der zur Kristall parallel geschaltete Kondensatoren mit 30
Gewinnung der Werte gemäß F i g. 6 verwendet und 100 μμΡ bilden einen Abgriff und einen Weg für
wird; den umlaufenden Hochfrequenzstrom, dessen Fre-
F i g. 6 zeigt in graphischer Darstellung die Ab- quenz von einem beschichteten Kristall 15 bestimmt
hängigkeit des Gitterstromes und der quadratischen ao wird.
mittleren Hochfrequenzspannung an der Anode von Der Anschluß zur Kathode an der Verbindungs-
der prozentualen relativen Feuchtigkeit sowie ent- stelle der beiden Kondensatoren stellt einen Rücksprechende
Werte für einen 15 pF- (pF = Picofarad kopplungsweg dar, der es ermöglicht, daß der Kristall
= miFarad) -Stromkreis. entweder von dem Anodenstrom der Vakuumröhre
Die in F i g. 1, 2, 4 und 5 dargestellten Oszillatoren 25 gesteuert wird oder seinerseits den Gitterstrom der
machen von einer einzigen Vakuumröhre oder einem Röhre steuert. Ein l-kQ-Widerstand in dem Katho-Transistor
Gebrauch und nutzen die Tatsache aus, denstromkreis stellt einen Gleichstromweg dar, durch
daß die Ausgangs-Hochfrequenzspannung viel den Strom zur Kathode fließen kann, und bildet
schneller abfällt als der Gitterstrom. Dies führt zu gleichzeitig einen hinreichend hohen Scheinwidereiner
ausgezeichneten Ausschaltcharakteristik, was 30 stand, so daß kein Hochfrequenzkurzschluß entstehen
für ein Ein- und Ausschaltgerät wünschenswert ist. kann. (Der l-kß-Widerstand ist durch einen
In Fig. 1 befindet sich ein mit Lithiumchlorid be- lOO-i^iF-Kondensatornebengeschlossen,der 160Ohm
schichteter Kristall 10 innerhalb eines porösen Schir- bei 9000 kHz darstellt.)
mes 11. Der Kristall 10 ist elektrisch mit einem Tran- Das Gitter der Vakuumröhre wirkt, wenn es durch
sistorstromkreis 12 verbunden, der als Blockdia- 35 die Wechselstromspannung von dem Kristallschwinggramm
dargestellt ist. Ein Relais 13 ist elektrisch mit kreis gesteuert wird, als Einweggleichrichter. Die
dem Transistorstromkreis 12 und einem (nicht darge- gleichrichtende Wirkung verhindert größere Auswanstellten)
Stromkreis zur Steuerung der Feuchtigkeit derungen der Spannung nach der positiven Richtung
verbunden. Ein Einstellknopf 14 ist mit einem ver- hin zwischen dem Gitter und der Kathode,
änderlichen Element in dem Transistorstromkreis 12, 40 Vollständig negative Spannungsschwingungen finwie einem Kondensator, einem Widerstand usw., ver- den infolge eines Stromflusses mit negativem Vorbunden, zeichen durch zwei 15-kQ-Gitterwiderstände statt.
änderlichen Element in dem Transistorstromkreis 12, 40 Vollständig negative Spannungsschwingungen finwie einem Kondensator, einem Widerstand usw., ver- den infolge eines Stromflusses mit negativem Vorbunden, zeichen durch zwei 15-kQ-Gitterwiderstände statt.
Beim Betrieb wird der Einstellpunkt grob durch Der dem Oszillatorgitter am nächsten befindliche
die Menge der hygroskopischen Reagenzschicht, z. B. 15-kß-Widerstand bildet einen Gleichstromweg und
Lithiumchlorid, auf dem Kristall eingestellt. Die 45 verhindert den Fluß von Hochspannungsstrom, der
Feineinstellung erfolgt durch Drehen des Einstell- den Kristallschwingungskreis zerstören würde. Ein
knopfes, so daß der Oszillator ausgedämpft wird, dem zweiten 15-kQ-Widerstand parallel geschalteter
wenn die Reagenzschicht auf dem Kristall weiteres 0,01-mF-Kondensator verhindert die Rückwirkung
Wasser absorbiert. Die Dicke der Reagenzschicht jeglicher Hochfrequenz auf das Gitter der Relaisrichtet
sich nach dem Oszillator, der Feuchtigkeit 50 röhre.
und ähnlichen Bedingungen, liegt aber bei zerfließ- Die an dem zweiten 15-kß-Widerstand entwickelte
liehen anorganischen Salzen im allgemeinen in der Spannung erscheint infolge des Gitterstromes des
Größenordnung von 50 bis 2000 A, vorzugsweise von Oszillators als negative Gittervorspannung für eine
100 bis 1000 A. Relaisröhre. Die Relaisröhre ist eine Triode mit einer
Fig. 2 zeigt im einzelnen einen typischen Tran- 55 positiven Anodenversorgungsspannung. Der Anodensistor-Oszillator.
In diesem Oszillator sind die Basis strom dieser Röhre fließt durch das Anodenrelais. Ein
und der Emitter in einer abgeänderten Pierce-Schal- dem Anodenanschluß vorgeschalteter l-kQ-Widertting
miteinander verbunden. Der Kollektorstrom- stand kann auch fortgelassen werden,
kreis ist auf die Grundschwingung oder eine Harmo- Solange genügend negative Spannung an dem
kreis ist auf die Grundschwingung oder eine Harmo- Solange genügend negative Spannung an dem
nische des Kristalls abgestimmt, wodurch die für den 60 zweiten 15-kQ-Widerstand liegt, ist der Anodenstrom
Relaisstromkreis erforderliche Hochfrequenz erhalten der Relaisröhre so niedrig, daß er das Relais nicht
wird. C1 oder C2 können Kapazitäten von 10 bis betätigt, und die normalerweise geschlossenen Relais-100
pF haben, und einer von ihnen oder beide kön- kontakte bleiben geschlossen,
nen variierbar sein, um den Einstellpunkt einzu- Wenn die Schwingungen des Oszillators aussetzen,
nen variierbar sein, um den Einstellpunkt einzu- Wenn die Schwingungen des Oszillators aussetzen,
stellen. 65 sinkt die Gittervorspannung an der Relaisröhre ab,
In F i g. 3 enthält der Oszillator eine Triode (Dop- und das Relais tritt in Tätigkeit,
peltriode 12 AU 7), die in einem abgeänderten Eine Veränderung der Anodenspeisespannung der
peltriode 12 AU 7), die in einem abgeänderten Eine Veränderung der Anodenspeisespannung der
Pierce-Kristalloszillatorkreis arbeitet. Die Anoden- Oszillatorröhre ändert den Gesamtverstärkungsgrad
(oder die Empfindlichkeit des Stromkreises). Eine höhere Anodenspannung bewirkt eine höhere Verstärkung
und Aussteuerung, ermöglicht dem Kristall, sich in einem weniger wirksamen Arbeitszustand (infolge
des Wassers) zu befinden, und gestattet die Steuerung des »Aussetz«-Punktes des Oszillators.
Eine bevorzugte Spannung, um einen verhältnismäßig trockenen, beschichteten Kristall in Schwingungen
zu versetzen, beträgt z. B. 11 bis 12 Volt. Wenn der beschichtete Kristall sich in einer Umgebung von
sehr hoher Feuchtigkeit befindet, kann die zur Erzeugung von Schwingungen erforderliche Spannung
in der Größenordnung von 25 Volt liegen. Wenn diese Spannung nicht zur Verfügung steht, hören die
Schwingungen des Oszillators auf.
Fig. 4 zeigt einen Stromkreis für eine andere
Ausführungsform. In diesem Stromkreis kann ein weiterer Bereich und eine schärfere Abschaltung
erzielt werden, wenn ein l-kQ-Widerstand eine Drossel und ein 10-kQ-Widerstand ein auf den beschichteten
Kristall abgestimmter Oszillatorschwingkreis ist.
Der schematisch in F i g. 5 dargestellte Stromkreis wird als Normalteststromkreis verwendet, um Arbeitswerte
beim Betrieb nach dem Ein- und Ausschaltprinzip zu gewinnen. Der Oszillator ist ein elektronengekoppelter
Pierce-Oszillator, wie er häufig für die Nachrichtenübermittlung verwendet wird. Das Steuergitter
und das Schirmgitter arbeiten in der gleichen Weise wie ein Gitter und eine Anode in einer Pierce-Oszillatortriode.
Der von dem Pierce-Oszillator erzeugte schwingende Elektronenstrom wird auf die Anode der Röhre mit nur sehr geringer Wechselwirkung
übertragen.
Der piezoelektrische Kristall ist mit Lithiumchlorid ig beschichtet. Die Lastkapazität wird durch Veränderung
von Cit und CLo geändert, und die Streukapazität
sowie die Röhrenkapazität werden zusammen gemessen.
Die bei zwei verschiedenen Lastkapazitäten unter ao Verwendung des Stromkreises gemäß F i g. 5 erhaltenen
Werte sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt.
| AF0 | = 1 kHz; LiCl | 6 Monate bei 50%iger relativer Feuchtigkeit | Anode, Wechselstrom |
Schwingung setzt aus | aus | 0 | 0 | Frequenz | ohne Änderung gealtert | 10 pF | Anode, Wechselstrom |
| Relative | Lastkapazität 32 pF | V | aus | 0 | 0 | kHz | Lastkapazität | V | |||
| Feuchtigkeit des Probegases |
Frequenz | 1,12 | aus | 0 | 0 | 9012,938 | 1,24 | ||||
| °/o | kHz | 1,08 | aus | 0 | 0 | 9011,530 | 1,20 | ||||
| trocken | 9008,841 | 0,97 | aus | 0 | 0 | 9010,860 | 1,17 | ||||
| 18 | 9007,420 | 0,87 | 9010,720 | 1,15 | |||||||
| 36 | 9006,750 | 0,76 | 9010,575 | 1,13 | |||||||
| 43 | 9006,640 | 9010,417 | 1,12 | ||||||||
| 47 | 9006,460 | 9010,204 | 1,09 | ||||||||
| 50 | Gitter | 9010,058 | 1,07 | ||||||||
| 55 | μΑ | 9009,845 | 1,00 | ||||||||
| 60 | 61 | 9009,696 | 0,90 | ||||||||
| 63 | 39 | aus | 0 | ||||||||
| 67 | 14 | ||||||||||
| 71 | 7,0 | ||||||||||
| 3,0 | Gitter | ||||||||||
| μΑ | |||||||||||
| 141 | |||||||||||
| 111 | |||||||||||
| 71 | |||||||||||
| 61 | |||||||||||
| 53 | |||||||||||
| 44 | |||||||||||
| 33 | |||||||||||
| 27 | |||||||||||
| 16 | |||||||||||
| 7 | |||||||||||
| 0 |
Als Kristall wird ein piezoelektrischer Quarzkristall mit Goldelektroden mit einem Durchmesser
von 7,9 mm verwendet. Auf jeder Elektrode wird durch Vakuumbedampfung Lithiumchlorid abgeschieden.
Die Menge des auf jeder Seite des Kristalls abgeschiedenen Lithiumchlorides reicht aus, um die
Eigenfrequenz des Kristalls um 1 kHz zu vermindern. Der beschichtete Kristall behält seine Empfindlichkeit
verhältnismäßig lange bei. Bei der Bestimmung der oben angegebenen Werte war der beschichtete
Kristall z. B. 6 Monate alt; die Werte waren aber praktisch die gleichen wie die unmittelbar nach der
Beschichtung des Kristalls gemessenen Werte,
Die Werte der obigen Tabelle und weitere, bei einer Lastkapazität von 15 pF gewonnene Werte
werden in ein Diagramm eingetragen, welches die Abhängigkeit des Gitterstromes und des quadratisehen
Mittelwertes der Spannung von der prozentualen relativen Feuchtigkeit zeigt. Dieses Diagramm
ist in F i g. 6 dargestellt.
Aus Fig. 6 ergibt sich, daß bei verschiedenen relativen Feuchtigkeiten sowohl die Anodenspannungen
als auch der Gitterstrom den Wert 0 annehmen. Hierdurch wiederum kann je nach der gewünschten
Steuerung ein Relais entweder ein- oder ausgeschaltet werden. Zu beachten ist, daß die
Anodenspannung stärker abfällt als der Gitterstrom. Auch der Einfluß der Lastkapazität auf den Abschaltpunkt
ist bemerkbar.
Claims (9)
1. Schaltgerät, das bei bestimmten Konzentrationen gasförmiger Stoffe anspricht, gekennzeichnetdurchdie
Kombination aus
(a) einem elektronischen Oszillator, dessen frequenzbestimmendes Element ein piezoelektrischer
Kristall ist, der an seiner Oberfläche mit einer Reagenzschicht versehen ist, die
mit dem gasförmigen Stoff in Wechselwirkung tritt, und mit einer derartigen Ausbildung
des Oszillators, daß die Schwingungen bei einem bestimmten Ausmaß der Wechselwirkung zwischen der Reagenzschicht
und dem gasförmigen Stoff aussetzen, und
(b) einem auf das Aussetzen der Schwingungen ansprechenden Relais.
2. Schaltgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einstellvorrichtung, mit deren
Hilfe der Oszillator auf einen Punkt eingestellt
werden kann, der für eine gegebene Bedingung des beschichteten piezoelektrischen Kristalls nahe
am Punkt des Aussetzens der Schwingungen liegt.
3. Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung zum
Einstellen des Oszillators ein Potentiometer ist.
4. Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung zum
Einstellen des Oszillators ein veränderlicher Kondensator, eine veränderliche Induktivität, ein
veränderlicher Widerstand, eine veränderliche Temperatursteuerung oder eine Kombination
solcher Vorrichtungen ist.
5. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator ein
Transistoroszillator ist.
6. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator ein
Vakuumröhrenoszillator ist.
7. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzschicht
auf dem Kristall zerfließlich ist.
8. Schaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zerfließliche Reagenzschicht
aus Lithiumchlorid, Calciumchlorid, Lithiumbromid, Lithiumiodid, Lithiumnitrat, Calciumnitrat oder Gemischen dieser Stoffe besteht.
9. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenzschicht
für Wasser, Schwefelwasserstoff, Kohlenmonoxyd oder Metallcarbonyle selektiv ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
909512/1375
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US371720A US3343044A (en) | 1964-06-01 | 1964-06-01 | Switch apparatus employing coated piezoelectric crystal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1291140B true DE1291140B (de) | 1969-03-20 |
Family
ID=23465143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEE29415A Pending DE1291140B (de) | 1964-06-01 | 1965-05-31 | Schaltgeraet, das bei bestimmten Konzentrationen gasfoermiger Stoffe anspricht |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3343044A (de) |
| JP (1) | JPS441602B1 (de) |
| BE (1) | BE664715A (de) |
| CH (1) | CH441817A (de) |
| DE (1) | DE1291140B (de) |
| FR (1) | FR1453311A (de) |
| GB (1) | GB1063589A (de) |
| NL (1) | NL6506859A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112447019A (zh) * | 2019-08-27 | 2021-03-05 | 霍尼韦尔国际公司 | 自测试火灾感测设备 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2628290C3 (de) * | 1976-06-24 | 1981-12-24 | Olympia Werke Ag, 2940 Wilhelmshaven | Schaltungsanordnung zum Überlastschutz eines Schalttransistors in einer Endstufe |
| EP0038637A1 (de) * | 1980-04-18 | 1981-10-28 | Secretary of State for Social Services in Her Britannic Majesty's Gov. of the U.K. of Great Britain and Northern Ireland | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Anwesenheit einer Verunreinigung in einem strömenden Gas |
| US4637987A (en) * | 1984-05-07 | 1987-01-20 | Gould Inc. | Gas monitoring device and method |
| US4677078A (en) * | 1984-05-07 | 1987-06-30 | Gould Inc. | Oxygen monitoring device and method |
| EP0215669A3 (de) * | 1985-09-17 | 1989-08-30 | Seiko Instruments Inc. | Vorrichtung und Verfahren zur Analysierung von Biochemikalien, Mikroben und Zellen |
| US5028394A (en) * | 1990-04-13 | 1991-07-02 | Bend Research, Inc. | Chemical sensors |
| US5677476A (en) * | 1996-02-06 | 1997-10-14 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft Fuer Mess- Und Regeltechnik Mbh & Co. | Sensor and transmitter with multiple outputs |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2496975A (en) * | 1945-04-17 | 1950-02-07 | Premier Crystal Lab Inc | Temperature responsive piezo-electric crystal oscillator |
| US2794132A (en) * | 1953-09-23 | 1957-05-28 | Clevite Corp | Method of waterproofing piezoelectric crystals and waterproofed crystal unit |
| NL278407A (de) * | 1961-05-15 | |||
| US3253219A (en) * | 1961-06-01 | 1966-05-24 | Union Oil Co | Method using change of piezoelectric crystal frequency to determine corrosion rate and apparatus therefor |
| US3260104A (en) * | 1962-10-22 | 1966-07-12 | Exxon Research Engineering Co | Apparatus for fluid analysis |
| US3266291A (en) * | 1962-10-29 | 1966-08-16 | Exxon Research Engineering Co | Piezo crystal fluid analyzer |
-
1964
- 1964-06-01 US US371720A patent/US3343044A/en not_active Expired - Lifetime
-
1965
- 1965-05-17 GB GB20758/65A patent/GB1063589A/en not_active Expired
- 1965-05-28 CH CH742265A patent/CH441817A/fr unknown
- 1965-05-31 FR FR18994A patent/FR1453311A/fr not_active Expired
- 1965-05-31 NL NL6506859A patent/NL6506859A/xx unknown
- 1965-05-31 DE DEE29415A patent/DE1291140B/de active Pending
- 1965-05-31 BE BE664715D patent/BE664715A/xx unknown
- 1965-06-01 JP JP3240565A patent/JPS441602B1/ja active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| None * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112447019A (zh) * | 2019-08-27 | 2021-03-05 | 霍尼韦尔国际公司 | 自测试火灾感测设备 |
| US11749097B2 (en) | 2019-08-27 | 2023-09-05 | Honeywell International Inc. | Self-testing fire sensing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3343044A (en) | 1967-09-19 |
| FR1453311A (fr) | 1966-09-23 |
| NL6506859A (de) | 1965-12-02 |
| GB1063589A (en) | 1967-03-30 |
| BE664715A (de) | 1965-11-30 |
| JPS441602B1 (de) | 1969-01-24 |
| CH441817A (fr) | 1967-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1198089B (de) | Geraete zur Anzeige der Konzentration eines Anteils eines Gasgemisches, beruhend aufder Eigenschwingungsaenderung eines piezoelektrischen Kristalls | |
| DE2307255B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur periodischen Erhitzung von feuchtigkeitshaltigem Gut | |
| DE1291140B (de) | Schaltgeraet, das bei bestimmten Konzentrationen gasfoermiger Stoffe anspricht | |
| CH640055A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des dielektrischen durchbruches und der groesse von als umhuellung eine membran aufweisenden partikeln. | |
| DE3604893A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum feststellen geringfuegiger mengen von gasen oder daempfen in gasgemischen | |
| DE2237406A1 (de) | Feuchtigkeitsempfindliche vorrichtung zum entfernen eines kondensationsniederschlages | |
| DE112005002491T5 (de) | Elektrochemische Sensorschaltung mit großem dynamischen Bereich | |
| DE4028062C2 (de) | Gassensoranordnung mit FET mit unterbrochenem Gate | |
| DE1548623A1 (de) | Einrichtung zum Untersuchen von gasfoermigen Medien | |
| EP1079203B1 (de) | Kapazitive Überwachung des Leimauftrags auf ein Substrat mit der imaginären Permittivität | |
| DE1498819C3 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung einer charakteristischen Eigenschaft eines Materials | |
| DE2556683B2 (de) | Negativ-Widerstandsnetzwerk | |
| DE2705184A1 (de) | Schaltungsanordnung fuer einen elektroneneinfangdetektor | |
| DE1623018B1 (de) | Coulometrische Titriervorrichtung | |
| DE1648805A1 (de) | Massenspektrometer | |
| DE2262962C3 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung des Gesamtwirkwiderstandes während dem Widerstandsschweißen mit Wechselströmen | |
| DE3832267C2 (de) | ||
| CH440422A (de) | Schrittregler mit Rückführung | |
| DE2338648A1 (de) | Schaltungsanordnung zur bestimmung des teilverhaeltnisses eines spannungsteilers | |
| DE2320656A1 (de) | Signalerzeugungsschaltung mit temperaturkompensation | |
| DE2945999A1 (de) | Wien-robinson-oszillator hoher frequenzstabilitaet | |
| DE1465270A1 (de) | Temperaturabhaengiger Zeitgeber | |
| DE1698537B2 (de) | Vorrichtung zum zaehlen und zur groessenbestimmung von in einer fluessigkeit suspendierten teilchen | |
| DE19750988C2 (de) | Messeinrichtung und Verfahren zum Messen der Schöpfung eines Ionentauschers | |
| DE1216423B (de) | Einrichtung zur Intensitaetsmessung eines schwachen magnetischen Feldes |