DE1523033A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts eines Gas- oder Stoffgemisches - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts eines Gas- oder Stoffgemisches

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DE1523033A1
DE1523033A1 DE19641523033 DE1523033A DE1523033A1 DE 1523033 A1 DE1523033 A1 DE 1523033A1 DE 19641523033 DE19641523033 DE 19641523033 DE 1523033 A DE1523033 A DE 1523033A DE 1523033 A1 DE1523033 A1 DE 1523033A1
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oxidizable
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gas
reaction chamber
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Hanssen Wilhelm Jacobus
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Stamicarbon BV
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Sauerstoffgehalts eines Gas-oder Stoffgemisches Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des freien Sauerstoffgehalts eines Gas-oder Stoffgemisches. Eine solche Bestimmung ist möglich, indem man z. B. das Gemisch mit einem oxydierbaren Stoff mischt und anschliessend in eine Reaktionskammer einleitet, in der sich die oxydierbaren Bestandteile des Gemisches an einem katalytisch aktiven und in einer Brückenschaltung befindlichen Detektorfaden mit Sauerstoff verbinden.
  • Eine Schwierigkeit dabei ist die Zugabe der richtigen Menge der für die Oxydation notwendigen Komponente.
  • Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann diese Schwierigkeit beseitigt und eine genau wirkende, tragbare Apparatur konstruiert werden.
  • Sie kennzeichnet sich dadurch, dass das Gemisch mit einem oxydierbaren Stoff in eine Reaktionskammer geleitet wird, wobei eine solche Menge oxydierbaren Stoffes gewRblt wird, dass die Reaktion im Konzentrationsbereich der unvollständigen Oxydation erfolgt und die dabei auftretende Wärmewirkung als Mass fUr den Sauerstoffgehalt gelten kann.
  • Vorzugsweise erfolgt die Reaktion über der oberen Explosionsgrenze des Gemisches und wird das Gemisch vor EinfUhrung in die Reaktionskammer mit Dampf des oxydierbaren Stoffes gesattigt.
  • FUr Sättigungskonzentrationen, welche weit unter der oberen Explosionsgrenze liegen, nimmt die Ausgangsspannung der verwendeten Schaltung bei geringem Konzentrationsanstieg erheblich zu. Diese Abhängigkeit ist weitaus geringer für Gemische, welche auf Grund ihrer Zusammensetzung unter normalen Umständen Uber der oberen Explosionsgrenze liegen.
  • Zur Ausführung einer erfindungsgemässen Bestimmung stellt man deshalb ein solches Luft/Dampf-Gemisch her, dass fUr einen möglichst breiten Temperaturbereich der Mischkammer ein nicht-explosives Gemisch mit relativ hoher Konzentration der oxydierbaren Komponente gebildet wird, welche aus einem solchen Stoff besteht, dass die genannte AbhSngigkeit nur sehr gering ist.
  • Es können zu diesem Zweck mehrere Stoffe dienen. Ausgezeichnete Ergebnisse werden mit n-Hexan und auch mit Cyclohexan erzielt.
  • Vorzugsweise enthält die Mischkammer einen porösen und/oder feinkornigen inerten Trägerstoff, z. B. feuerfesten Stein. An der Farbe ist erkenntlich, ob der Stein noch genUgend Flüssigkeit enthält. Ein etwaiger Zusatz von Flüssigkeit kann z. B. über die Ansaugoffnung erfolgen.
  • Diese Flüssigkeitsbeigabe kann auch kontinuierlich oder periodisch stattfinden, z. B. mit Hilfe einer Tropfvorrichtung.
  • Durch das obengenannte Verfahren ist die Abhangigkeit der Konzentration von der Grosse der genannten Ausgangsspannung schon verhältnismassig gering ; dadurch liegt die Möglichkeit vor, zum Ausgleich der Wirkung von Temperaturschwankungen. in der Mischkammer auf die Ausgangsspannung ein Netzwerk von Widerständen mit negativem Temperaturkoeffizienten in die Brückenschaltung aufzunehmen. Es lässt sich nun für einen Temperaturbereich von z. B. 10-40 C ein vollständiger Ausgleich erreichen.
  • Durch Aufnahme eines veränderlichen Widerstandes in die Schaltung lassen sich Luftdruckschwankungen ausgleichen.
  • Die Reaktionskammer wird vorzugsweise gemäss dem Diffusionsprinzip ausgeführt, so dass die Ausgangsspannung geringfügig oder gar nicht von Schwankungen in der Ansauggeschwindigkeit des Gemisches abhängt.
  • Um die Bildung von Kondensflüssigkeit in der Reaktionskammer zu vermeiden, empfiehlt es sich, diese Kammer aus einem wärme-isolierenden Stoff z. B. ganz zum Teile aus Kunststoff anzufertigen.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere zu der Herstellung eines tragbaren Apparats.
  • Es ist jetzt auch möglich, bestehende Gas-, z. B. Methanmesser sowohlzur Bestimmung des Gehalts an oxydierbaren Komponenten eines Gases, insbesondere der atmosphXrischen Luft, sowie zur Ermittlung des Sauerstoffgehalts dieser Luft umzubauen. Ist der Sauerstoffgehalt so niedrig, dass nicht sämtliches Gas oxydieren kann, so ist die Meteranzeige irreführend. Bei bekanntem Sauerstoffgehalt kann man, um immerhin den Gehalt an oxydierbaren Bestandteilen genau bestimmen zu können, die erforderlichen Massnahmen, z. B. Sauerstoffzusatz, ergreifen. Auch aus Sicherheitsgründen, z. B. in einer Zeche, kann es gewünscht sein, den Sauerstoffgehalt zu kennen.
  • Die Bestimmung des Sauerstoffgehalts wurde nun dadurch ermöglicht, dass die Eintrittsbffnung einer Reaktionskammer an eine mit einem porenreichen Trägerstoff versehene Kammer angeschlossen wird, wobei dieser Trägerstoff ein brennbares Gas enthält und beim Hindurchleiten des Gases, dessen Sauerstoffgehalt zu bestimmen ist, eine Gasmenge abgibt, welche nur wenig grosser ist als zur nahezu vollständigen Bindung des Sauerstoffs während der Oxydation in Form von CO2 und H2O erforderlich ist. Durch Anwendung eines nur geringen Übermasses an oxydierbarem Gas bildet sich so wenig CO, dass der Katalysator nicht vergiftet wird.
  • Vorzugsweise besteht die Kammer für den Trägerstoff aus einer auswechselbaren Rohre, die vor Gebrauch hermetisch geschlossen worden ist. Die Ausführung ist jetzt äusserst einfach ; es gibt keine Drossel-oder Absperrventile und keine nachteilige Wirkung von Temperaturschwankungen. Der Trägerstoff besteht z. B. aus Silikagel und das oxydierbare Gas aus Pentan. Eine Pentanabgabe von 3 + wuhrend 40 Messungen lässt sich dadurch leicht verwirklichen.
  • Andere Gase sind z. B. Butan und Hexan. Für Pentan gilt : Zur vollständigen Bindung von 21 % O2 braucht man also : 1/8 x 21 = 3,6 % Pentan.
  • Es empfiehlt sich, in die Brückenschaltung einen Umschalter fUr eine zweite Gleichgewichtslage aufzunehmen, welche einer Minimalanzeige von etwa 13 % und einer Maximalanzeige von etwa 21 % 02 entspricht.
  • Diese Grenzen des Sauerstoffgehalts sind deshalb so gewählt, weil nur Messungen in diesem Bereich von Bedeutung sind und die Genauigkeit gesteigert wird, wenn die ganze Ableseskala für diesen Bereich verfügbar ist. Um leben zu können, braucht der mensch nämlich mehr als 13 %O2 Derfindungsgemässe Apprat kann als tragbares Gerät für Messungen in einem Untertagebetrieb ausgeführt werden. Es können damit in der umringenden Luft ausser Sauerstoffgehalten zwischen 13 und 21% auch Methangehalte von 0 bis 5 % gemessen werden.
  • Letzteres ist von Bedeutung wegen der Schlagwettergefahr. Am Hangenden, in Hohlräumen usw. gibt es Stellen mit CH4-Konzentrationen bis zu 100 %. Um auch diese Gehalte messen zu können, ist ein Anschluss der Einstrdmöffnung an ein Zweigrohr vorgesehen, dessen zwei Abzweigungen gegenseitig ein bekanntes pneu--matisches Widerstandsverhältnis aufweisen.
  • Beträgt dieses Verhältnis 1 : 19 und schliesst man den einen Zweig mit dem niedrigsten Widerstand an Luft ohne oxydierbare Bestandteile und mit einem 02-Gehalt von minimal 10 % (z. B. ausgeatmete Luft) und den anderen an die zu messende atmosphärische Luft an, so wird also eine 20-fache VerdUnnung gemessen, so dass der Meter für 100 % Methan jetzt 5 % Methan anzeigt.
  • Dieses Gerät kan auch als ein kontinuierlicher Messer ausgefuhrt und mit t einer Lärmvorrichtung ausgestattet werden.
  • Die Erfindung wird jetzt an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen : Fig. 1 den Zusammenhang zwischen der Konzentration von n-Hexan in Luft und der Ausgangsspannung einer Brückenschaltung ohne Temperaturausgleich ; Fig. 2 ein Schaltsystem ; Fig. 3 und 4 eine erfindungsgemässe Reaktionskammer und eine Kompensationskammer ; Fig. 5 einen Pufferraum ; Fig. 6 und 7 eine Mischkammer ; Fig, 8 ein tragbares Kombinationsgerät zum Teile im Schnitt, wobei das Bedrahtungssystem deutlichkeitshalber grösstenteils ausserhalb der Apparatur gezeichnet ist ; Fig. 8a und 8b zwei Schemas zur Erläuterung der Bedienung, und Fig. 9 graphisch die Gasabgabe eines Trägerstoffs.
  • In Fig. 1 ist die untere Explosionsgrenze met OE, die obere mit BE bezeichnet. Diese Grenzen liegen bzw. bei 1, 3 und 7, 4 % n-Hexan.
  • Wie sich zeigt, nimmt die Messanzeige Uber der unteren Explosionsgrenze anfangs sehr stark zu. Nach dem Wendepunkt der Kurve lässt der starke Verlauf in der Anzeige anfangs noch stark nach, aber die Abhängigkeit der Anzeige von Konzentrationsänderungen wird bei zunehmender Konzentration stets geringer. Die Punkte A, B, C und D bezeichnen die gesättigte Dampfspannung bei bzw. 10 ; 11, 7 ; 16 und 20 °C.
  • Durch den erfindungsgemässen Temperaturausgleich ist jetzt eine völlige Unabhängigkeit der Ausgangsspannung von der Konzentration gemäss der Linie TO möglich. Der Verlauf in der Anzeige wird jetzt nur durch den Sauerstoffgehalt bedingt.
  • Fig. 2 zeigt eine Brückenschaltung mit Stromquelle 1. Einer der vier Zweige wird durch einen unveränderlichen Widerstand 3 gebildet ; ein Zweig besteht aus einem in einer Kompensationskammer 26 untergebrachten, Vergleichsfaden 2, der Dritte aus einem katalytisch aktiven Detektorfaden 4 und der Vierte aus einer Reihe von Widerständen mit negativem Temperaturkoeffizienten, in der ein unveränderlicher Widerstand 6 mit einer Reihenschaltung eines veränderlichen Widerstandes 7 und eines NTK-Widerstandes 8 parallelgeschaltet ist (NTK = negativer Temperaturkoeffizient) Mit Hilfe des veränderlichen Widerstands 7 lassen sich jetzt Luftdruckschwankungen ausgleichen. Man kann den Widerstand von Hand einstellen, es ist aber auch mit Hilfe einer Bourdon-Rohre, welche auf einen Dehnungsstreifen einwirkt, eine automatische Einstellung möglich.
  • In der Messlinie sind ein mV-Messer 9, ein Umschalter 10 und ein einstellbarer Widerstand 11 aufgenommen. Mit Hilfe eines einstellbaren Widerstands 12 und des Umschalters 10 kann die Stromquelle 1 erprobt werden. Eine Mischkammer 13 enthält Steingrus, in dem sich n-Hexan z. B. Cyclohexan befindet.
  • Die Luft kann mit solcher Geschwindigkeit über eine Pumpe 14, die Mischkammer 13 und die Reaktionskammer 5 angesaugt werden, dass die Luft in der Mischkammer vollständig mit dem Flüssigkeitsdampf gesättigt wird.
  • Die Werte der Widerstände 6 und 7 können an Hand eines bekannten NTK-Widerstands fUr einen verhältnismässig grossen Temperaturbereich der Mischkammer, von z. B. 10-40 OC berechnet werden, so dass innerhalb dieses Bereichs bei konstantem Sauerstoffgehalt der angesaugten Luft eine konstante Anzeige des Meters 9 erreicht wird.
  • Die Reaktionskammer 5 setzt sich zusammen aus einem dünnen Metallzylinder 15 (Fig. 3, 4), einem Abschluss 16 und einer Wand 17, welche einen Spalt 18 aufweist. Die Reaktionskammer ist in einem Metallgehäuse 19 untergebracht, durch das das aus Luft und oxydierbarem Stoff bestehende Gemische geführt wird. Dazu ist das Gehäuse mit Anschlussstutzen 20 und 21 versehen.
  • Zwei Filter 22 und 23, hergestellt aus porösem Werkstoff, z. B. Sintermetall, funktionieren als Explosionssperren, wodurch eine etwaige Explosion auf das Gehäuse 19 beschränkt bleibt. Zwischen dem Zylinder 15 und dem Gehäuse 19 befindet sich eine von wärmeisolierenden Stoff 25, z-. B. Quarzwolle umgebene Kunststoffwand 24, welche mit der bereits erwähnten Wand 17 mit Spalt 18 eine Einheit bildet.
  • Ausser der Reaktionskamer gibt es noch eine Kompensationskammer 26.
  • In dieser ist der Vergleichsfaden 2 untergebracht (siehe Fig. 2).
  • Die geringe WärmeaufnahnekapazitEt des Zylinders 15, sowie der umgebende wärmeisolierende Stoff fördern einen guten Ausgleich der Gastemperatur, ermöglichen ferner eine genaue Messung der Oxydationswärme und vermeiden die Kondensation von Wasser. Das Gehäuse 19 mit seiner guten Wgrmeleitfahigkeit sichert eine gleiche Wirkung von an der Aussenfläche auftretenden Temperaturschwankungen auf beide Kammern.
  • Die Mischkammer 13 (Fig. 6) ist in einem-durchsichtigen Block 27 ausgespart, in dem weiter noch auf dieselbe Weise Kammern 28, 29, 30 und 31 vorgesehen wird. Die Kammern 13, 28 bis 30 sind reihengeschaltet und stehen mittels einiger Offnungen, in denen eng anliegend ein baumwollener Docht 32 läuft, mit einander in Verbindung. Fig. 6 zeigt schematisch eine Draufsicht des Blocks 27, während Fig. 7 einen Schnitt durch die Kammern in ausgelegter Form zeigt. Die Kammern 13, 28-30 sind mit Watten gefüllt. In der Kammer 30 ist ein Glaskörbchen 33 aufgestellt.
  • Der Block 27 ist mit einem Deckel 34 abgeschlossen, in dem sich tuber dem Korb 33 ein Verschlusspfropfen 35 befindet. Die Kammer 13 enthält zwischen Wand und Watten Steinkörner 36. Das Körbehen 33 wird mit Cyclohexan gefüllt.
  • An der Verfårbung der Steinkörner 36 ist zu sehen, ob die Watten mit Cyclohexan gesättigt sind. Zum Vergleich diene Kammer 31, welche mit denselben trocknen Steinkörnem gefüllt ist. Mit 8 ist der NTK-Widerstand aus Fig. 2 gemeint. Dieser Widerstand erhält dieselbe Temperatur wie die Kammer 13 ; Die Pfeile bezeichnen die Strömungsrichtung der angesaugten Luft.
  • Die Luft strömt durch die Kammern 26 und 5 und anschliessend durch die Pumpe (siehe Fig. 2). Diese Pumpe hat eine Förderleistung von 2 Liter je Stunde und wird mit Hilfe eines kleinen. Lautsprechersystems angetrieben. Dieses System wird von einer an einen kleinen Akkummulator angeschlossenen Oszillator-Schaltung gespeist.
  • Nach Passieren der Pumpe gelangen die Abgase über ein Rohr 37 in einen Pufferraum 38 (Fig. 5), angebracht am Gehäuse 39 dieses Geräts. Dieser Pufferraum ist an allen Seiten mit Diffusionsöffnungen 40 versehen, wodurch das Gas so stark verdünnt wird, dass es nicht mehr feuergefährlich sein kann.
  • Die Erfindung verschafft ein einfaches, zuverlässiges, billiges Gerät von leichtem Gewicht und geringen Abmessungen.
  • Mit Hilfe dieses Geräts lässt sich z. B. der Sauerstoffgehalt von Luft zwischen 15 und 21 % mit einem Ungenauigkeitsbereich von weniger als + 1 % messen.
  • Eine einstellbare Lärmvorrichtung welche betätigt wird, wenn der Sauerstoffgehalt weniger als z. B. 18 % beträgt, lässt sich leicht verwirklichen.
  • Das Messgerät kann auch z. B. mit einem Methanmesser kombiniert werden, so dass das Gerät wahlweise gefährliche Methan-oder Sauerstoffkonzentrationen anzeigen kann.
  • Die Fig. 8 und 9 beziehen sich auf einen Kombinationsmesser, wobei der Sauerstoffgehalt in einigermassen anderer Weise ermittelt wird.
  • Nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf diese Figuren.
  • In einem Gehäuse 1 befindet sich eine Reaktionskammer 2. In diese Kammer wird tuber einen der Eingänge 3, 4 und 5, einen Schieber 6, der sich in einem Raum 7 befindet, und eine Explosionssperre 8 Gas eingeleitet.
  • Die AbfUhrung des Gases erfolgt Uber eine Explosionssperre 9, eine Pumpe 10 und eine Austrittsöffnung 11. In der Reaktionskammer 2 befinden sich zwei Glühfäden 12 und 13, welche je einen Zweig einer Wheatstone'schen Brücke bilden. Die zwei übrigen Zweige werden durch Widerstände 14, 15, 16, 17 und 18 gebildet. In die Messlinie der Brücke sind ein Meter 19, ein Spannungsprüfgschalter S3 und ein Umschalter S2 aufgenomen. Dieser Umschalter ermöglicht eine Wahl Zwischen den Nullpunkten 20 und 21. Die Speiseleitung enthält einen Hauptschalter S1, eine Spannungsquelle 22, eine Kontroll-zugleich Skalenbeleuchtungslampe 23 und einen Widerstand 24. Die Lampe dient zugleich als selbsttätiger Spannungsregler.
  • Es sind drei Stellungen des Schiebers 6 möglich. Die Einstellung erfolgt mittels einer Zahnstange und eines Ritzels, das mit Hilfe eines Knopfes 26 über eine Achse 25 gedreht werden kann (siehe Fig. 8a). In der Stellung 0-100 % CH4 ist der Eingang 3, in der Stellung O-5 % CH4 der Eingang 4 und in der Stellung 13-21 % 0 2 der Eingang 5 mit der Reaktionskammer 2 verbunden. In der erstgenannten Stellung wird zugleich über einen Schlauch 27 Gas angesaugt. In der letztgenannten Stellung erfolgt die Gasansaugung über eine Röhre 28, in der sich ein mit oxydierbarem Gas gesättigter, porenreicher Trägerstoff, z. B. Silikagel, befindet.
  • Der Schalter S3 wird durch einen Druckknopf 29, der Schalter S1 durch einen Knopf 30 und der Schalter S2 durch einen Knopf 31 betätigt.
  • Diese Druckknopfe 29, 30 und 31 sind aber mittels s Nocken 32 und 33 derart verbunden, dass die Knopfe 29 und 31 zugleich Schalter S1 betätigen können (Siehe Fig. 8b).
  • Das Ansaugen eines nahezu konstanten Anteils an oxydierbarem Gas, z. B. 3 % Pentan, zusammen mit der zu prUfenden Luft lässt sich mit Hilfe der Röhre 28 folgendermassen erreichen. Ein porenreicher Trägerstoff, z. B. Silikagel, wird vollständig gereinigt, z. B. durch Erhitzen, Hinüberleiten eines Gases, wie z. B. Wasserstoff, Evakuieren usw. Anschliessend wird der Trägerstoff z. B. mit Pentan gesättigt Nach längerer Zeit, in der der Stoff in der Lage ist, sämtliches oxydierbare Gas bis in die kleinsten Poren aufzunehmen, wird durch Hinüberleiten von Luft mit einer Geschwindigkeit, welche der Ansauggeschwindigkeit der Pumpe entspricht, das oxydierbare Gas wieder desorbiert, bis die austretende Luft nur noch 3§ % Pentan enthält. Dieser Fall tritt ein nach Hinüberleiten von etwa 1200 ml Luft (Siehe Fig. 9). Die Röhre 28 mit dem Trägerstoff f wird jetzt an beiden Seiten zugeschmolzen. Beim Auswechseln der Röhren werden also zuerst die beiden Enden der neuen Röhre entfernt. Aus Fig. 5 ergibt sich, dass nach Hindurchleiten von 1100 ml Luft der Pentangehalt zu niedrig wird. Mit 1 Röhre können also gut 40 CO2-Messungen durchgeführt werden, wenn 1 Messung 25 ml Luft erfordert.
  • Der mit einer katalytischen Schicht bedeckte Glühfaden 13 hat eine solche Temperatur (etwa 650 OC), dass bei einem Ubermass an Sauerstoff sämtliche oxydierbaren Bestandteile des Gases verbrennen (Methanmessung) oder bei einem Übermass an oxydierbaren Bestandteilen nur soviel als der Sauerstoffgehalt zulässt (Sauerstoffmessung). Die Temperatur des blanken Glühfadens (550 OC) ist soviel niedriger, dass sich keine Oxydation einstellt, wohl aber alle anderen Einflüsse, von z. B. Wasserdampf und Temperatur, ausgeglichen werden. Durch eine richtige Wahl des Widerstandes lässt sich die Pentanoxydation an dem Glühfaden 12 vermeiden.
  • Die Methanmessung wird dadurch nicht beeinflusst.
  • Bei der Sauerstoffmessung wird der Schalter S2 umgelegt, wodurch der Nullpunkt 21 durch den Nullpunkt 20 ersetzt wird. Bei der Sauerstoffmessung zeigt dadurch der Messer bei 13 % °2 den Nullwert an.
  • Zum Messen des Sauerstoffs wird, wie sich aus obigen Bemerkungen ergibt, der Knopf 26 in die rechte Extremstellung gedreht, worauf der Knopf 31 eingedrückt wird. Die Luft wird dann durch die Robre 28 angesaugt.
  • Zum Messen von 0-5 % CH4 wird der Knopf 26 in die mittlere Stellung gedreht und der Knopf 30 eingedrückt. Die Luft tritt dann über Öffnung 4 ein.
  • Zum Messen von 0-100 % CH4 wird der Knopf 26 in die eingezeichnete Stellung gedreht und der Knopf 31 eingedrückt. Am Eingang 3 herrscht ein Widerstand, der um 19-mal grösser ist als der im Schlauch 27.
  • Das Gerät wird mit seiner Eintrittsöffnung 3 z. B. in einen Hohlraum am Hangenden einer Strecke gebracht, in dem die Methankonzentration höher ist als 5 %. Der Schlauch 27, der mehrere Meter lang sein kann, wird z. B. auf die Sohle der Strecke gelegt, wo der Sauerstoffgehalt normal ist, oder an einen mit ausgeatmeter Luft (etwa 16 % 0) gefüllten Kunststoffbeutel angeschlossen. Eine Konzentration von 100 % wird jetzt durch die 20-fache Verdünnung als 5 % gemessen. Es kann auch ein anderes Verdünnungsverhältnis gewählt werden. So kann der Messer für eine Maximalanzeige bei 50 % Methan eingerichtet werden ; dafur muss der Widerstand im Schlauch um neunmal niedriger sein als im Eingang 3.
  • Die Verdünnung kann unter Umstanden auch einstellbar sein.
  • Die Druckknöpfe 30 und 31 können auch unterbleiben ; in diesem Falle werden die Schalter durch den Schieber 6 betätigt.
  • Die Einstellungsmöglichkeit des Schiebers ist dann noch um einen vierten Stand, den Nullstand, zu erweitern. Es wäre sogar noch eine fünfte Stellung möglich, bei der der Kontrollschalter S3 betätigt werden könnte ; in diesem Falle könnte der Druckknopf 29 unterbleiben.
  • Auch dieses Messgerät kann als ein kontinuierlicher Messer ausgeführt werden, wenn der Balg 10-durch eine elektrische Pumpe mit einer Förderleistung von 1 Liter Luft pro Stunde ersetzt wird.
  • Gehaltsschwankungen werden wegen der kleinen Oxydationskammer schnell und mit ausreichender Genauigkeit angezeigt. Beim Überschreiten einer bestimmten Konzentration, z. B. 17 % 0 oder 2 % CH4 des zu prüfenden Gases, z. B. Luft, kann ein optisches oder akustisches Signal ausgelöst werden.

Claims (26)

  1. P A T E N T A N S P R U C H E 1. Verfahren zur Bestimmung des freien Sauerstoffgehalts eines Gas-oder Stoffgemisches, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch mit einem durch Sauerstoff oxydierbaren Stoff in eine Reaktionskammer eingeleitet wird, wobei eine solche Menge des oxydierbaren Stoffes gewählt wird, dass die Reaktion im Konzentrationsbereich der unvollständigen Oxydation erfolgt und die dabei auftretende Wärmewirkung als Mass für den Sauerstoffgehalt gelten kann.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion Uber der oberen Explosionsgrenze des Gemisches stattfindet.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch vor Eintritt in die Reaktionskammer mit dem Dampf des oxydierbaren Stoffes gesEttigt wird.
  4. 4. Verfahren nach den AnsprUchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass oxydierbare Stoffe Anwendung finden, deren Sättigungskonzentration normalerweise Uber der oberen Explosionsgrenze des Gemisches liegt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als oxydierbarer Stoff z. B. n-Hexan oder Cyclohexan angewandt wird.
  6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch vor Eintritt in die Reaktionskammer durch porösen und gegebenenfalls feinkornigen, inerten Trägerstoff geleitet wird, der den oxydierbaren Stoff enthält.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerstoff Schamottestein angewandt wird, dessen Farbe sich beim Verdampfen des adsorbierten oxydierbaren Stoffes ändert.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Trägerstoff ein Pigment und/oder dem oxydierbaren Stoff ein Stoff beigegeben wird, wodurch die Zone des Trägerstoffes, aus der der oxydierbare Stoff desorbiert ist, deutlich markiert wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch vor Eintritt in die Reaktionskammer z. B. durch Silikagel geführt wird, das ein oxydierbares Gas, z. B. Pentan enthält.
  10. 10. Messgerät zur Bestimmung des freien Sauerstoffgehalts eines Gas-oder Stoffgemisches gemäss den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reaktionskammer ein katalytisch aktiver, in eine BrUckenschaltung aufgenommener Detektor, z. B. ein vorerhitzter Messfaden, angebracht ist.
  11. 11. Messgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Brückenschaltung Mittel, z. B einen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten, zum Ausgleich der Temperaturabhängigkeit der Anzeige enthält.
  12. 12. Messgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Brückenschaltung Mittel, z. B. einen einstellbaren Widerstand zum Ausgleich der Druckabhängigkeit der Anzeige enthält
  13. 13. Messgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass automatisch wirkende Mittel, z. B. eine Bourdon-Röhre, den Widerstand, z. B. einen Dehungsstreifen, beeinflussen.
  14. 14. Messgerät nach den AnsprUchen 10-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer zur Vermeidung der Einflüsse einer veränderlichen Durchströmungsgeschwindigkeit auf das Messergebnis gemäss dem Diffusionsprinzip ausgeführt ist.
  15. 15. Messgerät nach den Ansprüchen 10-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer zum Teile aus wårme-isolierendem Werkstoff, z. B. Kunststoff, hergestellt ist.
  16. 16. Messgerät nach den Ansprüchen 10-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer in der Weise bemessen und konstruiert ist, dass sich während der Messung kein störender Einfluss einer etwaigen Wasserdampfkondensation einstellt.
  17. 17. Messgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskammer und eine Kompensationskammer in einem einzigen Metallgehäuse untergebracht sind, während zwischen den Wänden der Kammern und des Gehäuses eine wärmeisolierende Schicht vorhanden ist.
  18. 18. Messgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischkammer vorgesehen ist, in der sich ein poröser in der oxydierbaren Flüssigkeit z. B.
    Cyclohexan getränkter Stoff befindet, durch welche Kammer die zu prüfende Luft geleitet wird, wobei die Kammer mittels eines Kapillarfadens o. dergl. mit einer oder mehreren anderen mit porösem Stoff beschickten Kammern in Verbindung steht, welche als Vorratsräume für die Flüssigkeit dienen.
  19. 19. Messgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischkammer mit einer kontinuierlich wirkenden Pumpe verbunden ist.
  20. 20. Messgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe durch ein vibrierendes Element angetrieben wird, das mit Hilfe einer Oszillator-Schaltung elektromagnetisch gesteuert wird.
  21. 21. Messgerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung für das Restgas in einen Pufferraum mündet, versehen mit Diffusionsöffnungen, deren gesamte DurchgangsflEche diejenige der Austrittsöffnung um viele Male dbertrifft.
  22. 22. Messgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Ausgangsspannung der Brückenschaltung zum Steuern eines Ablesegeräts und/oder zur Betätigung einer Lärmvorrichtung benutzt wird.
  23. 23. Messgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reaktionskammer mit einer Ein-und Ausströmöffnung für das zu prtfende Gas vorgesehen ist, in welcher Kammer zwei Zweige einer Brückenschaltung untergebracht sind, von denen der eine mit einer katalytische Schicht überzogen ist, um bei einer bestimmten Temperatur die oxydierbaren Bestandteile des Gases an Sauerstoff zu binden und wobei weiter die Eintrittsöffnung der Oxydationskammer an eine Kammer angeschlossen ist, in der sich ein porenreicher Trägerstoff befindet, der ein oxydierbares Gas enthält und beim Hindurchleiten des Gases, dessen Sauerstoffgehalt zu ermitteln ist, eine Gasmenge abgibt, welche nur wenig grösser ist als zur nahezu völligen Bindung des Sauerstoffs während der Oxydation in Form von CO2 und H2O erforderlich ist.
  24. 24. Messgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer mit dem Trägerstoff als einer auswechselbaren Röhre besteht, welche vor Gebrauch hermetisch geschlossen wird.
  25. 25. Messgerät nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücke einen Umschalter für eine zweite Gleichgewichtslage aufweist, welche einer Minimalanzeige von 13 % und einer Maximalanzeige von etwa 21 % 0 entspricht
  26. 26. Messgerät gemäss einem der Ansprüche 23-25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschluss der Einströmöffnung an ein Zweigrohr vorgesehen ist, dessen zwei Abzweigungen gegenseitig ein bekanntes pneumatisches Widerstandsverhältnis aufweisen.
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