DE1523109B2

DE1523109B2 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des gehalts an sauerstoff und kohlensaeure in einem gasgemisch

Info

Publication number: DE1523109B2
Application number: DE19641523109
Authority: DE
Inventors: der Anmelder GOIn ist
Original assignee: Visser, Bernardus Fredenkus, Utrecht (Niederlande), VtT Grunecker, A , Dipl Ing , Kmkeldey, H , Dr Ing , Pat Anwalte, 8000 München
Priority date: 1963-08-09
Filing date: 1964-08-07
Publication date: 1973-08-23
Also published as: DE1523109A1; NL296499A; BE651520A; GB1081412A; US3401553A; NL127772C; DE1523109C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen des Gehalts an Sauerstoff und Kohlensäure in einem Gasgemisch, insbesondere für klinische Gasanalysen, wobei eine Menge des Gasgemisches regelmäßig in Querrichtung zu einem in einer Meßkammer vorgesehenen langgestreckten, elektrisch beheizten Draht, dessen elektrischer Widerstand temperaturabhängig ist und aus dessen gemessenen Widerstand der gesuchte Gehalt hergeleitet wird, mit einer linearen Geschwindigkeit von mehr als 1 cm/Sek. geführt und der Druck in der Umgebung des Drahtes auf weniger als 0,125 at gehalten wird, wobei zum Bestimmen des Kohlensäuregehaltes die mittlere Meßdrahttemperatur auf einen derart niedrigen Wert eingestellt wird, daß eine Änderung des Sauerstoffgehalts den Drahtwiderstand nicht beeinflußt. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Bestimmen des Sauerstoffs und Kohlensäuregehaltes in einem Gasgemisch.

Ein derartiges Verfahren, bei dem in einem Meßvorgang der Kohlensäuregehalt eines Gasgemisches festgestellt werden kann, ist durch die niederländische Patentschrift 95 702 bekanntgeworden. Ein derartiges Verfahren bedeutete einen erheblichen Fortschritt gegenüber den bis dahin bekannten Verfahren, bei denen zur Sauerstoff- und zur Kohlensäurebestimmung jeweils zwei verschiedene Messungen notwendig waren, aus denen die Gehalte sodann durch Lösung zweier Gleichungen mit zwei Unbekannten erhalten werden konnten. Das bekannte Verfahren ermöglichte es nunmehr den Kohlensäuregehalt mit Hilfe einer einzigen Messung festzustellen. Die Messung des Kohlensäuregehaltes selbst erfolgt durch eine Messung des Widerstandes des Meßdrahtes, nachdem der Widerstand entsprechend geeicht worden ist. Die Änderung des Meßdrahtwiderstandes ist im allgemeinen von der eingestellten mittleren Drahttemperatur, von der Strömungsgeschwindigkeit, mit welcher das zu prüfende Gasgemisch entlang dem Draht geführt wird, und schließlich von den Prozentsätzen aller vorkommenden Komponenten abhängig. Die Interpretation des Meßergebnisses ist im allgemeinen schwer, jedoch wurde bei diesem bekannten Verfahren gefunden, daß eine von dem Sauerstoff unabhängige Messung des Kohlensäuregehaltes durchgeführt werden kann, wenn die obengenannten Bedingungen eingehalten wurden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kohlensäuregehalt und/oder Sauerstoffgehalt einer Gasmischung unabhängig voneinander zu messen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Bestimmen des Sauerstoffgehaltes die

Gasströmung an dem Meßdraht vorbei auf einen solchen niedrigen Wert und die mittlere Meßdrahttemperatur auf einen so hohen Wert eingestellt werden, daß der Drahtwiderstand unabhängig von dem Kohlensäuregehalt innerhalb eines Variationsbereichs von 0 bis etwa 10 °/o ist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Widerstandsänderung des Drahtes, welche auftritt, wenn Luft in der Meßkammer durch einen gewissen Prozentsatz Kohlensäure in Luft ersetzt wird, in Abhängigkeit von der Drahttemperatur einen solchen Verlauf aufweist, daß bei einer gewissen hohen Temperatur keine Widerstandsänderung mehr auftritt. Bei einem anderen Prozentsatz Kohlensäure liegt der Nulldurchgang der Meßkurve im allgemeinen bei einer anderen Drahttemperatur. Es hat sich herausgestellt, daß man die Nulldurchgänge der Kohlensäurekurven unter den angegebenen Bedingungen innerhalb eines Bereiches von 0 bis_.lO°/o Kohlensäure in Luft zusammenfallen lassen kann.

Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß man ohne vorherige Kenntnis des Kohlensäuregehaltes unmittelbar in einem einzigen Meßvorgang den Sauerstoffgehalt bestimmen kann.

Die Bestimmung des Kohlensäuregehaltes kann sich in einfacher Weise an die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes anschließen, indem lediglich die Temperatur des Meßdrahtes auf einen geeigneten Wert eingestellt wird, während der Durchlaß für den Gasstrom auf den für die Sauerstoffbestimmung eingestellten Wert eingestellt bleiben kann. Dies bedeutet also, daß man nacheinander Sauerstoff- und Kohlensäuregehalt bestimmen kann, indem man lediglich den den Draht durchfließenden Strom verändert.

Vorzugsweise wird die Erfindung so ausgeführt, daß das Einstellen der Gasströmung in derartiger Weise durchgeführt wird, daß die Strömungsgeschwindigkeit an der Seite der Meßkammer die Schallgeschwindigkeit erreicht. Wie noch näher erläutert werden wird, erhält man auf diese Weise eine Stabilisierung des Gasstromes und daher eine Stabilisierung der Anzeige des Meßinstruments. Außerdem wird bei der Bestimmung des Kohlensäuregehaltes eine Vergrößerung der Anzeige erzielt.

Zweckmäßigerweise wird bei Anwendung eines Widerstandsdrahtes aus Platin mit einer Länge von 6 cm in einer Meßkammer mit einem Durchmesser von 3 mm die mittlere Drahttemperatur für die Sauerstoffbestimmung auf ungefähr 400° C eingestellt,wobei ein Gasstrom von 5 ccm/Sek. bei atmosphärischem Druck durch die Meßkammer geführt wird.

Ein besonderer weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß nunmehr die Möglichkeit gegeben wird, den Kohlensäure- und Sauerstoffgehalt in Luft unabhängig voneinander gleichzeitig zu bestimmen. Dies wird zweckmäßigerweise dadurch erreicht, daß das Gasgemisch durch eine für die Sauerstoffbestimmung unabhängig von Kohlensäure eingestellte Meßkammer und durch eine für die Kohlensäurebestimmung unabhängig von Sauerstoff eingestellte Meßkammer geführt wird, wobei der Gasdurchsatz für die beiden Meßkammern auf denselben Wert eingestellt wird.

Auf diese Weise wird der Vorteil erhalten, daß mit Hilfe eines Schreibers O₂/CO₂-Diagramme erhalten werden können, welche dem Arzt Angaben über das Atmungsverhalten eines Patienten geben.

Eine vorzugsweise Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer länglichen Meßkammer mit wenigstens annähernd konstantem Querschnitt, in der in Längsrichtung ein Draht mit einem von der Temperatur abhängigen Widerstand gespannt ist und mit einer Zuleitung und einer Ableitung für das Gasgemisch, wobei die Meßdrahttemperatur der Meßkammer für die Bestimmung von Kohlensäure unabhängig von dem Sauerstoffgehalt eingestellt ist, zeichnet sich dadurch aus, daß eine zweite gleiche Meßkammer vorgesehen ist, daß die Meßkammern in bezug auf die sie durchströmende Gasmischung parallel zueinander geschaltet und auf denselben Durchsatz eingestellt sind und daß die Meßdrahttemperatur der zweiten Meßkammer für die Bestimmung von Sauerstoff unabhängig von dem Kohlensäuregehalt eingestellt ist.

Der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

ao A b b. 1 einen Querschnitt durch eine aus zwei Teilen bestehende Meßvorrichtung, gemäß den Pfeilen I-I in A b b. 2,

Abb.2 ein Querschnitt durch dieselbe Vorrich-*»- tung, gesehen in der Richtung der Pfeile II-II in A b b. 1 und

Abb. 3 ein Kurvenschaubild, worin die Anzeige des Meßinstrumentes in Abhängigkeit von der Drahttemperatur dargestellt ist.

Die Vorrichtung besteht aus zwei Blöcken 1 und 2, welche mit Bolzen 3, 4, 5, 6 aneinander befestigt sind. In dem Block 1 bzw. 2 sind drei halbzylindrische Aussparungen 7, 8 und 9 bzw. 10, 11 und 12 vorgesehen. Die Aussparungen 7 und 10 und die Aussparungen 9 und 12 sind aufeinander zu gerichtet zur Bildung zylindrischer Höhlungen 13 und 14 mit einem Durchmesser von etwa 5 mm, wobei die Aussparungen 8 und 11 zusammen ein durchgehendes zylindrisches Loch 15 von etwa 3 mm Durchmesser durch das Instrument bilden. Zwischen den Aussparangen 7, 8 und 9 liegen zwei Flächen 16 und 17 des Blockes 1, und zwischen den Aussparungen 10, 11 und 12 liegen zwei Flächen 18 und 19 des Blocks 2. Wenn die Blöcke 1 und 2 mit ihren Rändern aufeinander ruhen, befinden sich die Flächen 16 bzw. 17 in einem Abstand von etwa 0,5 mm von den Flächen 18 bzw. 19. Mit der Höhlung 13 steht ein bis außerhalb der Blöcke 1 und 2 reichendes Rohr 20 in Verbindung. In ähnlicher Weise ist ein Rohr 21 bei der Höhlung 14 vorgesehen. Das Rohr 20 wird in Betrieb mit einer Luftpumpe oder mit einem Raum, worin ein Luftdruck von weniger als 0,125 at, z.B. 0,1 at, aufrechterhalten wird, in Verbindung gebracht. Das Rohr 21 ist mit einem Druckregelventil 22 versehen, welches den Druck an der Vorderseite eines in dem Rohr 21 angeordneten Diaphragmas 23 konstant hält. Der Einlaß 21 bis 23 steht im Betrieb mit einem Raum in Verbindung, worin sich ein zu prüfendes Gas, z.B. ausgeatmete Luft von etwa 1 at, befindet. Zur Erhaltung einer Anzeigeverzögerung von weniger als 1 Sek. soll die Durchlaßöffnung des Diaphragmas wenigstens so klein sein, daß nicht mehr als 5 cm³ Luft von atmosphärischem Druck pro Sekunde durchtreten können.

Wenn die Blöcke 1 und 2 mittels der Bolzen 3 bis 6 aneinander befestigt sind, schließen die Ränder der Blöcke, z.B. mittels einer geeigneten Zwischenschicht, luftdicht aufeinander, und es sind die Enden des zylindrischen Kanals 8 mittels Verschlüssen,

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durch die die Leiter 26 und 27 luftdicht geführt sind, rakteristisch erwähnt wird, einfach aus dem Drahtabgeschlossen. Zwischen diesen Leitern ist in der widerstand bestimmt wird. Die Drahtstärke beein-Achse der Höhlung 8 ein dünner Metalldraht 28 von flußt praktisch nur die Ansprechzeit. Bei einer etwa 15 bis 25 Mikron Stärke gespannt. Dieser Draht Drahtstärke von 20 Mikron beträgt die 90%-Anwird vorzugsweise aus Platin hergestellt, das von al- 5 Sprechzeit 0,15 sek.

len Metallen den höchsten Temperaturkoeffizienten Damit in der beschriebenen Weise der Sauerstoffdes elektrischen Widerstands besitzt und das ferner gehalt bestimmt werden kann ohne Beeinflussung unangreifbar ist, so daß der Oberflächenzustand, durch einen sich verändernden Kohlensäuregehalt, welcher für die abgegebene Wärme bestimmend ist, genügt es schon, wenn der Durchlaß für den Gasunveränderlich ist. 10 strom an der Eintrittseite des Instrumentes in beliebi-

Während der Messung wird durch diesen Draht ger Weise auf den richtigen Wert eingestellt wird, ein elektrischer Strom geleitet. Dieser wird aus der Die Anwendung des Diaphragmas 23 ist dafür nicht Stromquelle 29 bezogen und fließt durch einen ein- erforderlich, aber es wird damit erreicht, daß das stellbaren Widerstand 30 und einen Amperemeter durchströmende Gas meßkammerseitig die Schallge-31, wobei aus der Anzeige des Amperemeters der 15 schwindigkeit erreicht. Wie bekannt, ist dann der Widerstand des Drahtes hergeleitet wird. Selbstver- Gasstrom unabhängig von dem Gegendruck, weil ständlich kann dieser Widerstand auch auf andere dieser kleiner als 0,53 at ist. Dadurch wird der Gas-Weise, z. B. mittels einer Wheatestone-Brücke, be- strom stabilisiert, was einen erheblichen Vorteil stimmt werden. ^ bringt, weil bei der erforderlichen hohen Drahttem-

Die in A b b. 3 dargestellten Kurven zeigen in skiz- 20 peratur für die Sauerstoffmessung die Anweisung des zenhafter Weise, wie sich die Anzeige des Meßinstru- Instrumentes in starkem Maße von dem Gasstrom mentes in Abhängigkeit von der eingestellten Draht- abhängig ist. Es wird also eine stabile Anzeige des ₍ temperatur verändert. Die Kurven α und b beziehen Instrumentes erhalten. "*" sich je auf einen gewissen Prozentsatz Kohlensäure Zur Erreichung der Schallgeschwindigkeit in dem in Luft, Kurven c undd auf bestimmte Prozentsätze 25 Lufteinlaß könnte statt der Kombination von Dia-Sauerstoff in Luft. Das Messen von Kohlensäure un- phragma und Druckregelventil auch ein Nadelventil abhängig von dem Sauerstoffgehalt soll bei einer so angewendet werden, dessen Nadel dann mit der niedrigen Drahttemperatur stattfinden, daß alle Spitze nach der Einlaßseite gekehrt sein sollte. Ein Sauerstoffkurven wie c und d noch nahezu mit der solches Ventil weist aber zwei Nachteile auf. Erstens Abszisse zusammenfallen. Der Verlauf dieser Kurven 30 ist es empfindlich für Staub, weil die Spalte zwischen ist von der Gasströmung abhängig. Bei einer genü- Nadel und Sitz, angesichts der geringen durchzulasgend niedrigen Temperatur kann aber immer ein ge- senden Gasmenge, besonders schmal sind, und zwar eigneter Wert der Gasströmung gefunden werden, bei von der Größenordnung üblichen Staubs. Zweitens dem 100 % Sauerstoff keinen Ausschlag im Ver- ist zwar das Volumen der durchgelassenen Gasmenge gleich mit Luft mehr gibt. Die Empfindlichkeit für 35 von dem Druck vor dem Ventil unabhängig (angeeinen bestimmten Prozentsatz Kohlensäure in Gemi- sichts des niedrigen Druckes in der Meßkammer) sehen mit Luft und Sauerstoff variiert dann nicht aber nicht das Gewicht. Es ist daher zweckmäßig, ein mehr als plus oder minus 2 % des mittleren Meßwer- Diaphragma zwecks Bestimmung der Durchlaßtes, falls sich der Sauerstoffgehalt von 0 bis 100 °/o menge vorzusehen — mit einer Öffnung, deren Umverändert. 40 fang genügend scharf ist, um den Gasstrom die

Für verschiedene Prozentsätze Kohlensäure wird Schallgeschwindigkeit erreichen zu lassen — und die Gestalt der Kurven im großen und ganzen die- dann in der schematisch dargestellten Weise den selbe sein, aber mit einem anderen Nulldurchgang. Druck vor diesem Diaphragma mittels eines Druck-Die Drahttemperatur, wobei die Kurven die Abszisse regelventil konstant zu halten. Es wird dadurch die schneiden, ist von der Gasströmung abhängig. Bei 45 Messung völlig unabhängig von Druckvariationen in dem Wert der Gasströmung, welche für die Kohlen- der Außenluft; eine einfache zentrale öffnung ist wesäuremessung gefunden ist und welche mit dem niger staubempfindlich als ein Nadelventil; die To-Druckregelventil 22 eingestellt werden kann, zeigt leranz dieser öffnung ist unwichtig, weil das Druckdas Experiment, daß ein hoher Wert der Drahttem- ventil korrigieren kann, und schließlich ist die Komperatur gefunden werden kann, bei dem die Null- 50 bination von Diaphragma und Druckregelventil kondurchgänge der Kurven für Kohlensäuregehalte, struktiv einfacher als ein Nadelventil,
welche von 0 bis ungefähr 10% variieren, zusam- Der oben angeführte Vorteil, daß bei der Bestimmenfallen. Wenn man die Meßeinrichtung auf den mung des Kohlensäuregehaltes unabhängig vom also erhaltenen Werten von Gasströmung und Draht- Sauerstoff eine Vergrößerung der Meßanzeige erhaltemperatur einstellt, bedeutet das, daß ein wechseln- 55 ten wird, beruht auf den folgenden Erscheinungen: der Prozentsatz Kohlensäure die Messung nicht be- Die pro Zeiteinheit durch die öffnung strömende einträchtigt, so daß man nur den Sauerstoffgehalt be- Gasmenge ist umgekehrt proportional der Wurzel stimmt. A₀ und A_d in Abb. 3 sind die Anzeigewerte aus dem Molekulargewicht. Die leichten Gase He für verschiedene Sauerstoffgehalte, wenn das Instru- und N₂ werden also im Vergleich mit Luft eine stärment auf die richtige Kombination von Strömung 60 kere Strömung ergeben und die schwereren Gase O₂ und Drahttemperatur eingestellt worden ist. und CO₂ eine geringere Strömung. Die Drahttempe-

Beispielsweise liegt für ein Instrument mit den ratur sinkt, wenn mehr Gas entlang dem Draht

obenerwähnten Bemessungen und mit einem Pia- strömt, also in Anwesenheit von He oder N₂, und

tin-Draht von 6 cm Länge die einzustellende mittlere steigt umgekehrt in Anwesenheit von O₂ oder CO₂,

Drahttemperatur bei einem Gasstrom von 5 cm^s/sek. 65 weil diese Gase in geringeren Mengen entlang dem

und bei atmosphärischem Druck bei 400° C. Draht strömen.

In diesem Zusammenhang wird noch bemerkt, daß „. Die Wärmeleitfähigkeit λ der Gase beeinflußt

die mittlere Drahttemperatur, welche hier als cha- ebenfalls die Meßtemperatur. He und O₂ weisen eine

größere Wärmeleitfähigkeit als Luft auf, und N₂ und CO₂ eine geringere Wärmeleitfähigkeit. Für die erstgenannten Gase wird also die Meßtemperatur niedriger als für die letztgenannten sein.

Alle diese Einflüsse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt. Darin bezeichnet F die Gasströmung, Tf die von der Gasströmung beeinflußte Temperatur, λ die Wärmeleitfähigkeit und T₁ den Einfluß von λ auf die Temperatur. Ein Plus-Zeichen bedeutet einen höheren Wert und ein Minus-Zeichen niedrigeren Wert als bei Luft von normaler Zusammensetzung. Schließlich ist in der Tabelle die Temperatur T angegeben, worin der Einfluß der Gasströmung und der Wärmeleitfähigkeit zusammen berücksichtigt sind.

Tabelle 1

N₂	O₂	CO₂
+	1	— ■
	+	_
+	—	+
1+	+	+ +

He

Tf

T₁

Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß die beiden Faktoren für He und CO₂ in derselben Richtung wirken und für N₂ und O₂ in entgegengesetzter Richtung. Es hat sich gezeigt, daß es möglich ist, die Meßeinrichtung so einzustellen, daß die beiden Faktoren derart zusammenarbeiten, daß 100 °/o Sauerstoff in bezug auf Luft keine Anzeige mehr gibt.

Mit den bisher angewandten Meßeinrichtungen, worin eine enge Kapillarrohre den Eintritt der Meßkammer bildete, konnte der letztgenannte Effekt durch eine geeignete Wahl von Drahttemperatur und Bemessung der Kapillarrohre wohl auch erreicht werden. In diesem Fall wurde die Anweisung von der Wärmeleitfähigkeit λ des Gases und von der Viskosität η bestimmt. Ein größerer Wert des letztgenannten Faktors hat eine Senkung der Gasströmung F durch die Kapillarrohre zur Folge, wodurch die Drahttemperatur höher wird. Die auftretenden Erscheinungen sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.

Tabelle 2

	N₂	O₂	CO₂	He
η — τ *^xr,* λ	I + I I ++I	1+ I ++ I +	I++ I I + I	+ I ++ I +1
T_x T

Die beiden wirksamen Faktoren wirken also in entgegengesetzter Richtung, was eine geringe Anzeige des Instrumentes bedeutet. Falls der Einfluß der Viskosität eliminiert wird — durch Anwendung einer Durchlaßöffnung an der Eintrittsseite, in der die Schallgeschwindigkeit erreicht wird, wie oben beschrieben, statt einer Kapillarrohre — wird die Anzeige des Instruments für CO₂ unabhängig von Sauerstoff um etwa 20 °/o verstärkt. Dadurch, daß die Messung nur bei niedriger Drahttemperatur ausgeführt werden kann, ist der Ausschlag des Instruments für die CO,-Bemessung, wie aus A b b. 3 hervorgeht, ziemlich gering. Eine Erhöhung um 20 %, durch Anwendung eines geeigneten Diaphragmas, ist also von erheblichem Vorteil.

Es wird bemerkt, daß der Wert von λ für Gase wie Helium, Argon und SF₆ so sehr von dem Wert für Sauerstoff, Stickstoff, Kohlensäure und Wasserdampf verschieden ist, daß bei hinreichend hohen Konzentrationen die Messung praktisch spezifisch wird;

ίο diese besonderen Gase können daher bei jeder willkürlichen Drahttemperatur gemessen werden.

Der Wert der Gasströmung, also der Durchlaß des vor dem Diaphragma angeordneten Druckregelventils, kann einmal in der oben beschriebenen Weise eingestellt werden. Danach kann die Vorrichtung so ausgeführt werden, daß mittels Vorschaltwiderständen od. dgl. die zwei einzustellenden Drahttemperaturen einfach durch Umstellen eines elektrischen Schalters erhalten werden können. Die Messungen können dann schnell nacheinander ausgeführt werden.

Es ist möglich, die beiden Bestimmungen gleichzeitig auszuführen, falls zwei Vorrichtungen der be- * schriebenen Art angewendet werden, welche im allgemeinen identisch sind und welche auf dieselbe Gasströmung eingestellt sind, aber mit Drahttemperaturen, deren eine das Bestimmen des Sauerstoffgehaltes unabhängig von der Kohlensäure ermöglicht und die andere die Messung des Kohlensäuregehalts unabhängig vom Sauerstoff. Die beiden Instrumente können dann an einen Schreiber angeschlossen werden; ein solcher Schreiber kann in jeder von zwei lotrecht aufeinanderstehenden Richtungen einen dem Meßergebnis proportionalen Ausschlag haben, wodurch ein O,/CO₂-Diagramm erhalten wird, woraus der Arzt Folgerungen über die Atmung eines Patienten ziehen kann.

Die richtige Einstellung der Apparatur ist nahezu unabhängig von dem Druck in der Meßkammer, hängt aber von der Gasströmung ab. Es ist also erwünscht, die Einstellung der Gasströmung prüfen zu können. Dies kann dadurch geschehen, daß in der Ableitung des Meßblocks ein Manometer aufgenommen wird. Der durch dieses Manometer angegebene Druck ist für die Strömung repräsentativ, aber nur bei einer bestimmten Vakuumpumpe. Falls eine Pumpe mit größerer Kapazität angewendet wird, kann durch das Anordnen einer einstellbaren Verengung hinter dem Block, welche Verengung in der Zeichnung schematisch mit 32 bezeichnet ist und welche z.B. die Gestalt eines Nadelventils haben kann, der Druck an der Eintrittsseite der Pumpe erniedrigt werden, wodurch die Kapazität der Pumpe erniedrigt wird. Das Ventil kann so eingestellt werden, daß der von dem Manometer gezeigte Druck wieder mit der gewünschten Gasströmung übereinstimmt.

Weil in der Praxis nicht alle Pumpen desselben Typs genau dieselbe Kapazität haben, ist es produktionstechnisch vorteilhaft, mit diesem Ventil eine Möglichkeit zu haben, um die verschiedenen Exemplare des Meßblocks in Verbindung mit der gelieferten Pumpe derart einzustellen, daß in der Gebrauchsanweisung ein fester Druckwert angegeben werden kann, welcher dann ein Maß für den richtigen Strömungswert ist. Insbesondere kann dadurch das Manometer unmittelbar mit einer Gradeinteilung für den Strömungswert versehen werden.

309 534/370

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bestimmen des Gehalts an Sauerstoff und Kohlensäure in einem Gasgemisch, insbesondere für klinische Gasanalysen, wobei eine Menge des Gasgemisches regelmäßig in Querrichtung zu einem in einer Meßkammer vorgesehenen langgestreckten, elektrisch beheizten Draht, dessen elektrischer Widerstand temperaturabhängig ist und aus dessen gemessenen Widerstand der gesuchte Gehalt hergeleitet wird, mit einer linearen Geschwindigkeit von mehr als 1 cm/Sek. geführt und der Druck in der Umgebung des Drahtes auf weniger als 0,125 at gehalten wird, wobei zum Bestimmen des Kohlensäuregehaltes die mittlere Meßdrahttemperatur auf einen derart niedrigen Wert eingestellt wird, daß eine Änderung des Sauerstoffgehalts den Drahtwiderstand nicht beeinfIußt7-dadurch gekennzeichnet, daß zum Bestimmen des Sauerstoffgehalts die Gasströmung an dem Meßdraht vorbei auf einen solchen niedrigen Wert und die mittlere Meßdrahttemperatur auf einen so hohen Wert eingestellt werden, daß der Drahtwiderstand unabhängig von dem Kohlensäuregehalt innerhalb eines Variationsbereichs von 0 bis etwa 10% ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellen der Gasströmung derartig durchgeführt wird, daß die Strömungsgeschwindigkeit an der Seite der Meßkammer die Schallgeschwindigkeit erreicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, unter Anwendung eines Widerstandsdrahtes aus Platin mit einer Länge von 6 cm in einer länglichen Meßkammer mit einem wenigstens annähernd konstanten Querschnitt und einem Durchmesser von 3 mm, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Drahttemperatur für die Sauerstoffbestimmung auf ungefähr 400° C eingestellt wird, wobei ein Gasstrom von 5 ccm/Sek. bei atmosphärischem Druck durch die Meßkammer geführt wird.

4. Verfahren zum Bestimmen des Gehalts an Sauerstoff und Kohlensäure in einem Gasgemisch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch durch eine für die Sauerstoffbestimmung unabhängig von Kohlensäure eingestellte Meßkammer und durch'eine für die Kohlensäurebestimmung unabhängig von Sauerstoff eingestellte Meßkammer geführt wird, wobei der Gasdurchsatz für die beiden Meßkammern auf denselben Wert eingestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßkammern parallel von dem Gasgemisch durchströmt werden und daß der Sauerstoffgehalt und der Kohlensäuregehalt gleichzeitig bestimmt werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer länglichen Meßkammer mit wenigstens annähernd konstantem Querschnitt, in der in Längsrichtung ein Draht mit einem von der Temperatur abhängigen Widerstand gespannt ist und mit einer Zuleitung und einer Ableitung für das Gasgemisch, wobei die Meßdrahttemperatur der

Meßkammer für die Bestimmung von Kohlensäure unabhängig von dem Sauerstoffgehalt eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite gleiche Meßkammer (15) vorgesehen ist, daß die Meßkammern in bezug auf die sie durchströmende Gasmischung parallel zueinander geschaltet und auf denselben Durchsatz eingestellt sind und daß die Meßdrahttemperatur der zweiten Meßkammer für die Bestimmung von Sauerstoff unabhängig von dem Kohlensäuregehalt eingestellt ist.