DE1623059A1

DE1623059A1 - Device to shorten the response time for gas analyzers

Info

Publication number: DE1623059A1
Application number: DE19661623059
Authority: DE
Inventors: Klaus Schorpp
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-09-30
Filing date: 1966-09-30
Publication date: 1971-01-14
Also published as: DE1623059B2

Description

Einrichtung zur Verkürzung der Einstellzeit bei Gasanalysegeräten Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verkürzung der Einstellzeit bei nach dem Vergleichsprinzip arbeitenden Gasanalysegeräten mit thermischen Me#fühlern. Diese bestehen bei derartigen bekannten Geräten aus in einer Brückenschaltung liegenden temperaturempfindlichen Widerstandsdråhten, die einzeln oder paarweise in mit einem vergleichsgas gefüllten oder durchströmten Vergleichskammern und ebensolchen vom Meßgas durchströmten oder mit ihm gefüllten Meßkammern angeordnet sind. Der lleßeffekt ergibt sich aus der unterschiedlichen Temperatur der widerstandsdrähte in'den Vergleichs- und Meßkammern und der damit verbundenen Änderung der Widerstandswerte.Device to shorten the response time for gas analyzers The invention relates to a device for shortening the setting time after Gas analyzers with thermal sensors working according to the comparison principle. In such known devices, these consist of a bridge circuit temperature-sensitive resistance wires, individually or in pairs with a reference gas-filled or flow-through comparison chambers and just such measuring chambers through which the measuring gas flows or which are filled with it are arranged are. The reading effect results from the different temperature of the resistance wires in'den comparison and measuring chambers and the associated change in resistance values.

Die aus der Brückenspannung resultierende Diagonalspannung kann als Me#signal weiter verarbeitet werden.The diagonal tension resulting from the bridge tension can be used as Me # signal can be processed further.

Tritt bei diesen Meßgeräten das zu messende Gas in die Meßstrecke ein, so ändert sich plötzlich die Temperatur in der Meßkammer, wae zur Folge hat, daß das vorher herrschende Temperaturgleichgewicht sich neu einstellen mu#. Dabei macht sich die gro#e Wärmekapazität der in den meiten ä11en au# Metall bestehenden Wandungen der meßkammer insofern störend bemerkbar, als sie die Einstellung auf das neue Temperaturgleichgewicht in erheblichem Maße verzögert. Die Einstellzeit beträgt bei bekannten Geräten im Durchschnitt fünf Minuten, in denen eine Ausschiagszunahme von ca. 3 bis 4 % des gesamten Ausschlags erfolgt.With these measuring devices, does the gas to be measured enter the measuring section one, the temperature in the measuring chamber changes suddenly, which results in that the previously prevailing temperature equilibrium must be re-established. Included This is made up of the large heat capacity of the metal elements in most of the outer areas Walls of the measuring chamber in so far noticeable disturbing, as they the setting on delayed the new temperature equilibrium to a considerable extent. The setting time is an average of five minutes in known devices, in which an increase in deflection about 3 to 4% of the total deflection occurs.

Es besteht die Aufgabe, dies Einstellzeit zu verkürzen.The task is to shorten this setting time.

Zu diesem Zwecke wird vorgeschlagen, die Meßkammer mit einem Heizelement zu versehen, wobei die Leistung des Heizelements proportional den Ausgangssignal des Me#-gerätes ist. Die Heizleistung ist so ZU bemessen, daß das vor dem Einspeisen des zu messenden Gases herrschende Temperaturgleichgewicht erhalten bleibt. Das durch die Abkühlung des Gases infolge des Neßeffektes hervorgerufene Absinken der Temperatur der Me#kammerwand wird durch die zugeführte ausschlagsproportionale Heizleistung verhindert.For this purpose it is proposed to equip the measuring chamber with a heating element with the power of the heating element proportional to the output signal of the Me # device is. The heating power is too dimensioned so that the get the prevailing temperature equilibrium before feeding the gas to be measured remain. That caused by the cooling of the gas as a result of the wet effect A drop in the temperature of the measuring chamber wall is determined by the supplied deflection proportional Prevents heating power.

Das Heizelement kann auch an der Vergleichskammer angebracht werden, die zuzuführende Heizleistung ist dann dem Ausschlag umgekehrt proportional.The heating element can also be attached to the comparison chamber, the heating power to be supplied is then inversely proportional to the deflection.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Heizleistung von einem Transistor erzeugt, dessen Verlustwärme auf die Wandung der Meßkammer übertragen wird. Der Transistor wird von den Ausgangssignal des Me#geräts gesteuert und von einer konstanten Spannungquelle gespeist.In a preferred embodiment of the invention, the heating power generated by a transistor, its heat loss on the wall of the measuring chamber is transmitted. The transistor is controlled by the output signal of the measuring device and fed by a constant voltage source.

Ein Ausführungsbeiepicl-einer Einrichtung nach der Erfindung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt und im folgenden erläutert.An embodiment of a device according to the invention is shown in FIG Figures 1 and 2 shown and explained below.

F i g . 1 zeigt den Meßgeber eines Gasanalysegerätes, das nach dem Infrarotabsorptionsverfahren arbeitet. In den vom Infrarotstrahler 1 ausgehenden zwei Strahlengängen ist eine zweifach aufgeteilte Analysenkammer 2 mit Gaseintritt 3 und Gasaustritt 4 eingeschaltet. Auf die Analysenkammer folgt der Empfängerblock 5, der einerseits die mit dem Vergleichsgas, hier Stickstoff N2, gefüllte Vergleichßkammer und die mit dem Meßgas, hier z.B. Co, gefüllte Meßkammer 7 enthält. In der Vergleichskammer 6 und der Meßkammer 7 sind im Strahlengang die die Zweige einer Meßbrücke bildenden Widerstandsdrähte 8 und 9 angeordnet. An der Kammerwandung der Meßkammer 7 ist mit gutem Wärmeübergang ein Transistor 10 montiert, dessen Verlustleistung auf die Kammerwandung übertragen werden soll. Die Steuerung dieses Transistors 10 ist in der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung schematisch dargestellt. Der Ausgang des Mcßgeräts 11 ist mit dem Eingang des Verstärkers. 12 verbunden, der einen eingeprägten Strom abgibt, weicher das Anzeigeinstrument 12 betätigt. Über dem vom me#wertproportionalen Ausgangsstrom des Verstärkers 12 durchflossenen variablen Widerstand 14 fällt eine Spannung ab, die als Steuerspannung filr den Transistor 10 dient. Der Transistor wird von einer konstanten Spannungsquelle gespeist. Zur Linearisierung ist der Transistor über dem Widerstand 15 gegengekoppelt, der Kondensator 16 leitet eingestreute, störende Wechseistromkompononten ab. Die aus-dem variablen Widerstand 17 und der mit ihm in Reihe liegenden Diode 18 bestehende Kombination dient zur Unterdrückung der Restspannung der Basiskennlinie.F i g. 1 shows the transducer of a gas analyzer, which according to the Infrared absorption process works. In the outgoing from the infrared heater 1 two beam paths is a twofold split analysis chamber 2 with gas inlet 3 and gas outlet 4 switched on. The recipient block follows the analysis chamber 5, on the one hand the comparison chamber filled with the comparison gas, here nitrogen N2 and the measuring chamber 7 filled with the measuring gas, here e.g. Co. In the comparison chamber 6 and the measuring chamber 7 are in the beam path which form the branches of a measuring bridge Resistance wires 8 and 9 arranged. On the chamber wall of the measuring chamber 7 is with good heat transfer, a transistor 10 is mounted, its power loss on the chamber wall should be transferred. The control of this transistor 10 is in that shown in FIG The circuit arrangement shown is shown schematically. The output of the measuring device 11 is connected to the input of the amplifier. 12 connected, of an impressed stream outputs, which the indicating instrument 12 is actuated. Above that of the me # value proportional Output current of the amplifier 12 through which the variable resistor 14 flows Voltage from which is used as a control voltage for the transistor 10. The transistor is fed by a constant voltage source. The transistor is used for linearization The capacitor 16 is fed back via the resistor 15 directs interspersed, disruptive alternating current components. The out-of-the-variable resistor 17 and the existing diode 18 in series with it is used for Suppression of the residual voltage of the basic characteristic.

Mit dem Widerstand 14 lässt sich die benötigte Heizleistung, die von den Eigenschaften des zu messenden Gases und der Ausgestaltung der Meßkammerwandung abhängt, einstellen. Das an der Basis des Transistors 10 liegende Potential steuert den Transistor proportional dem Ausschlag des Meßgerätes 13 durch, so daß seine als Wärme anfallende Verlustleistung so bemessen ist, daß sie die unerwünschte Abkühlung der Kammerwand gerade kompensiert.With the resistor 14, the required heating power, which of the properties of the gas to be measured and the design of the measuring chamber wall depends, adjust. The potential at the base of the transistor 10 controls the transistor proportional to the deflection of the measuring device 13 through, so that its as heat accumulating power dissipation is dimensioned so that it takes the unwanted cooling the chamber wall just compensated.

Entsprechende Einrichtungen können in ähnlicher Weise auch an Gasanalysegeräten verwendet werden, deren Meßprinzip. auf der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit von Gasen- oder dem Paramagnetismus des Sauerstoffes beruht.Corresponding devices can also be connected to gas analyzers in a similar manner are used, their measuring principle. on the different thermal conductivity of gases or the paramagnetism of oxygen.

2 Patentansprüche Blatt Zeichnungen2 claims sheet drawings

Claims

Claims 1. Device to shorten the response time Measuring devices that assume a temperature difference measurement, and where the thermal short-circuit is disturbed by the measurement effect, characterized by that the measuring chamber is provided with a heating element, and that the heating power of the Heating element is proportional to the output signal of the measuring device.

2. Device according to claim 1, characterized in that the heating element is a transistor which is attached to the wall of the measuring chamber so that its power loss occurring as heat is transferred to the wall of the measuring chamber, and that the transistor is controlled by the output signal of the measuring device and by a constant voltage source is fed.