DE1673222A1 - Method and device for measuring reaction states in combustion rooms, preferably of furnace systems - Google Patents

Method and device for measuring reaction states in combustion rooms, preferably of furnace systems

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DE1673222A1 DE19661673222 DE1673222A DE1673222A1 DE 1673222 A1 DE1673222 A1 DE 1673222A1 DE 19661673222 DE19661673222 DE 19661673222 DE 1673222 A DE1673222 A DE 1673222A DE 1673222 A1 DE1673222 A1 DE 1673222A1
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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Reaktionszuständen in Verbrennungsräumen, vorzugsweise von Ofenanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Meusdaten Uber den Zustand chemischer Reaktionen in Verbrennungsräumen von Ofenanlagen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. lvlit den bisher bekannt gewordenen Mittel und Einrichtungen war es nicht möglich, Me#daten von Reaktionen innerhalb des Ofenraumes unmittelbar zu gewinnen. aus dem Verbrennungsraum des Ofens war es bisher nur möglich, Gasproben periodisch oder fortlaufend zu entnehmen. Die entnommene Gasprobe ist aber mit der ursprunglichen, im Ofenraum vorhandenen Gaszusammensetzung nicht identisch, weil beispielsweise eine unbekannte Konzentration Wasserdampf auskondensiert. Außerdem treten weitere Konzentrationsveränderungen durch chemische Nachreaktionen ein. Die Gasprobenentnahme ist in der Analysenmeßbechnik of-t die Quelle von Funktionsstörungen, weil Verunreinigungen die Entnahmeeinrichtungen zusetzen. Die laufende Kontrolle der Ofengaszusammensetzung ist in allen Anlagen mit Verbrennungsreaktionen von technischer und ökonomischer Bedeutung. Meßdaten über die iteaktionsgleichgewichte in den einzelnen Verbrennungsraumabschnitten sind Voraussetzung für eine systematische Verbesserung der Feuerführung. Da die eingesetzte Brennstoffmenge bei Großkesselanlagen und Industrieöfen erheblich gro# sein kann, ergibt jede Verbesserung des Wirkungsgrades des Verbrennungsprozesses einen überraschenden ökonomischen Nutzen. Bisher ist es üblich, anstelle einer Messung komplexer Reaktions-Gleichgewichtszustände wie z. B. der Luftverhältniszahl im Ofenabgas spezielle Gasanalysenmessungen an Abgasproben vorzunehmen. So wird beispielsweise eine Analyse auf CO2 ; CO oder-02 im Abgas vorgenommen, Die Analyse des CO-imAbgasalleineliefertdoppeldeutigeAngaben, weil sowohl Mangel als auch Überschuß an °2 gleiche CO2 Konzentrationen ergeben können, Die Analyse des-02 sagt nichts über die gleichzeitige Anwesenheit von Univerbrannten z.B. CO im Abgas aus. auch die. Analyse von CU ist von geringem Wert für eine optimale Ofenfuhrung, weil bei ungleichmäßiger Feuerung nicht nur gerin6e Mengen CO entstehen können, sondern gleichzeitig O2 im Überschu# vorhanden sein kann. Method and device for measuring reaction states in combustion chambers, preferably of furnace systems. The invention relates to a method for detection of measuring data on the state of chemical reactions in the combustion chambers of furnace systems, and a device for carrying out the method. lvlit known so far It was not possible to measure the reactions to the means and facilities that became available to win directly within the furnace chamber. from the combustion chamber of the furnace it was previously only possible to take gas samples periodically or continuously. the The gas sample taken is, however, with the original gas composition in the furnace chamber not identical because, for example, an unknown concentration of water vapor condenses out. In addition, further changes in concentration occur due to chemical post-reactions a. In analytical measurement technology, gas sampling is often the source of malfunctions, because impurities clog the extraction devices. The ongoing control The composition of the furnace gas is technical in all systems with combustion reactions and economic importance. Measurement data on the action equilibria in the individual Combustion chamber sections are a prerequisite for systematic improvement the fire control. As the amount of fuel used in large boiler systems and industrial furnaces can be considerably large, any improvement in the efficiency of the combustion process results a surprising economic benefit. So far it has been customary instead of a measurement complex reaction equilibrium states such as B. the air ratio in the furnace exhaust gas to carry out special gas analysis measurements on exhaust gas samples. For example an analysis for CO2; CO or -02 made in the exhaust gas, the analysis of the CO-in the exhaust gas alone provides ambiguous information, because both deficiency and excess of ° 2 result in the same CO2 concentrations can, The analysis of the-02 says nothing about the simultaneous presence from unburned substances, e.g. CO in the exhaust gas. also the. Analysis of CU is of little consequence Value for optimal furnace control, because not only with uneven firing small amounts of CO can arise, but at the same time there is an excess of O2 can be.

Zur Durchführung solcher Gasanalysen sind neben einer Reihe anderer Geräte und Verfahren Meßfühler far gaspotentiometrische Zwecke bekanntgeworden, die ein elektrisches Signal in iPorm einer Gleichspannung liefern, dereil Spannung ein Haß für die Konzer.-trationsdifferenz des freien Sauerstoffes an 2 Elektroden eines sauerstoffionenleitenden Festelektrolytelementes ist.To carry out such gas analyzes are among a number of others Devices and methods of sensors for gas potentiometric purposes become known, which supply an electrical signal in the form of a direct voltage, the voltage a hatred for the difference in concentration of free oxygen at 2 electrodes is an oxygen ion conductive solid electrolyte element.

Für eine optimale Ofenfuhrung ist von entscheidender Bedeutung, Verfahren und Vorrichtungen anzuwenden, mit denen man chemische Eigenschaften der Ofengase unter Betriebstemperaturen messen kann.For optimal furnace control, the process is of decisive importance and to apply devices with which to determine the chemical properties of the furnace gases can measure under operating temperatures.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, chemische Reaktionen und Zustandsänderungen der in Flammen-bzw. Verbrennungsräumen von Ofenanlagen primeur vorhandenen Gaszusanmensetzungen sowie Abweichungen vom stochiorimetischen Gleichgewicht meßtechnisch zu erfassen, ohne aus diesen Reaktionsbereichen Gasproben zu entnehmen. Ferner umfaßt die technische Aufgabenstellung der Erfindung die Ausbildung eines Me#fühlersystems, das bei großer Ansprechempfindlichkeit, auch bei Konzentrationen im Spurenbereich, mittels der gewonnenen Meßimpulse eine selbstundige Regelung der optimalen ProzeBführung ermöglicht.The present invention is based on the object chemical Reactions and changes in state of the flame or. Combustion chambers of furnace systems primeur existing gas compositions as well as deviations from the stochiorimetic To determine the equilibrium by measurement without taking gas samples from these reaction areas refer to. The technical task of the invention also includes training a measuring system that is very sensitive, even with concentrations in the trace range, an automatic control of the enables optimal process management.

Das wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren erreicht, bei dem die Sauerstoffkonzentration eines im Ofenraum vorhandenen meusgases mit der Sauerstoffkonzantration eines in dem Ofenraum eingeleiteten Yergleichsgases mittels eines unmittelbar im Ofenraum angeordneten Meßfühlers verglichen wird und bei Sauerstoffkonzentrationsunterschieden beispielsweise über einen elektrisch gesteuerten Gaserzeuger dem Meßgas oder dem Vergleichsgas soviel Hilfsgaszudosiertwird,daß der Konzentrationsuntersehied oder die abs@lute Sauerstoffkonzentration des Me#gases gegen Hüll divergiert, und die benötigte Hilfsgasmenge das Maß für die jeweilige Hesgröge, beispielsweise der Luftverhältniszahl oder der positiven o er negativen Sauerstoffkonzentration ist, @emä# der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, gek@@nzeich@et durch einen Me#fühler, bestehend aus ei @@@, darcn Schutzfilter abgeschirmten Detektor, beispiel@veise ein@@ Festelektrolytelement, Zuleitungen und @bl@itun@@n Für M@#-, Vergleichs- und Hilfsgas und einer Misch- @@d @@@k@ionskammer, der mit einem Me#stromverstärker, einer @@fsg@serreager, einer Desiervorrichtung und einer @e@date@a@zeige- bzw. Auswerteinrichtung einen selbsttätigen @@ elk@@is b@ldet.This is achieved according to the invention by a method in which the Oxygen concentration of a meus gas present in the furnace chamber with the oxygen concentration a comparison gas introduced into the furnace chamber by means of a directly im Oven space arranged sensor is compared and in the case of differences in oxygen concentration for example via an electrically controlled gas generator to the measuring gas or the Reference gas so much Auxiliary gas is metered in so that the concentration differs or the absolute oxygen concentration of the measurement gas diverges from the envelope, and the required amount of auxiliary gas the measure for the respective Hesgröge, for example the Air ratio or the positive or negative oxygen concentration, @ emä # of the invention is a device for performing the method, gek @@ nzeich @ et by a sensor consisting of a detector shielded by a protective filter, example @@ solid electrolyte element, leads and @ bl @ itun @@ n for M @ # -, Reference and auxiliary gas and a mixing @@ d @@@ k @ ions chamber, which is supplied with a measuring current amplifier, a @@ fsg @ serreager, a desiering device and a @ e @ date @ a @ display or evaluation device an automatic @@ elk @@ is b @ ldet.

Erfindangsgemä# ird der @@fühler @nmittelbar im Ofenraum angeordnet und @e nach Programm entweder das Me@gas oder das Vergleichsgas durch Zudosierung von Hilfsgas so in der Z@sammensetzung ve@@ndert, da# mittels eines @ergleiches die Konzcntration von freiem Sauerstoff im Ofenrau@ ouc@ die davon ableitvaren Me#grö#en be@@immt werden. c. s ist möglich, die Me#gasprobe in der Menge kontinuierlich k@nstant ru haltes und durch eine von Meßfühler geregelte Menge elektrisch erzeugten Wasserstoffes eine @eaktion des freien Sauerstoffes im Me#gas @u erzwingen, @bei die erf@rderliche Strommenge ein Ma# für die Konzentration des freien Sauerstoffes ist, Ist die Vergleic@sgaszusammensetzung so ge@ählt, da# deren O2-Konzentration sehr klein ist, z.B. zwischen 0,01 und 0,0001 Vol. @ 02 liegt, dann ergibt sich bei ausgeführter"Titration"eine sehr kleine Kon@cntrationsdifferenz zwischen Me#- und Vergleichsgas, die den Xert Null zustrebt. Die des Festelektrolytelementes wird dabei ebenralls gegen Null gehen. Damit entfällt z.B. Jeder Temperaturefhler für die Messung, : : ach den Erfindungsgedanken kann natürlich auch Luft mit einer Konzentration von 21 Vol. % 0 als Vergleichsgas verwendet werden.According to the invention, the sensor is arranged directly in the furnace chamber and @e either the Me @ gas or the reference gas by metering according to the program of auxiliary gas so in the composition ve @@ changes that # by means of an @comparison the concentration of free oxygen in the furnace room, the measurements that can be derived from it be @@ immt. c. It is possible to keep the gas sample continuously constant ru holdes and electrically generated hydrogen by a quantity controlled by a sensor Force an @eaction of the free oxygen in the Me # gas @u, @ if necessary Amount of current is a measure of the concentration of free oxygen, is the comparison gas composition Chosen so that their O2 concentration is very low, e.g. between 0.01 and 0.0001 Vol. @ 02 is then a very small concentration difference results when the "titration" is carried out between Me # and reference gas, which is striving towards Xert zero. That of the solid electrolyte element will also go to zero. This means that there is no need for any temperature sensor, for example for the measurement,:: oh the idea of the invention can of course also be air with a Concentration of 21% by volume 0 can be used as reference gas.

In diesem Fall wird die im MeBgas fehlende 02-Konzentration durch elektrolytische 02-Erzeugung und Zudosierung zum definierten eßgasstrom aufgefüllt und die O2-Differenz bildet ein Ma# fur 'die Ofengaszusammensetzung, Nach dem Erfindungsgedanken ist es auch möglich, die Vergleichsluft genau zu dosieren und deren Op-Konzentration der freien 02-Konzentration des MeBgases anzugleichen. Ist das Vergleichsgas z. B. frei ton Sauerstoff, dann wird die entsprechende O2-Menge dem Vergleichsgas durch elektolytische Op-Erzeugung zudosiert.In this case, the O2 concentration missing in the MeBgas is through electrolytic O2 generation and metering to the defined flow of gas filled up and the O2 difference forms a measure for the furnace gas composition, according to the concept of the invention it is also possible to precisely dose the reference air and its Op concentration to match the free O2 concentration of the measurement gas. Is the reference gas z. B. free ton oxygen, then the corresponding O2 amount is passed through to the reference gas electolytic Op generation metered in.

Der Elektrolysestrom ist dabei proportional der verglichenen freien 02-Meßgaskonzentration. Wird Luft als Vergleichsgas verwendet, dann wird durch zudosierten Wasserstoff und entsprechende teilweise Verbrennung des Op die Konzentrationsgleichheit hergestellt.The electrolysis current is proportional to the compared free 02 sample gas concentration. If air is used as the reference gas, then it is metered in Hydrogen and corresponding partial combustion of the Op equate the concentration manufactured.

Es gibt in der Praxis viele Fälle, in denen eine vorgegebene Zusammensetzung der Ofenatmosphare mit einer genau konstanten Konzentration freien Sauerstoffes eingehalten werden soll In diesen Fällen t'ird nach dem Erfindungsgedanken die Konzentration des Vergleichsgases entsprechend der geforderten MeBgaszusammensetaung gewählt und das elektrische Signal des Meßfühlers steuert einen Regler, hzw. ein Stellorgan, in der Art, da# eine konstante gleiche Konzentration von Me#- und Vorgleichsgas unter allen Betriebsbedingungen aufrecht erhalten bleibt.In practice there are many cases in which a predetermined composition the furnace atmosphere with a precisely constant concentration of free oxygen In these cases, according to the concept of the invention, concentration should be observed of the reference gas is selected according to the required gas composition and the electrical signal of the sensor controls a controller, hzw. an actuator, in such a way that # a constant equal concentration of Me # and pre-equilibrium gas is maintained under all operating conditions.

Das Verfahren ermöglicht dabei verschieden Me@- und Regelbedingungen nach vorgegebenem Programm einzuhalten.The process enables different measurement and control conditions to be adhered to according to the specified program.

Dabei losen alle Meßimpulse, die von Null oder einem vorgegebenen Wert abweichen, einen Befehl für die. Regeleinrichtung der kontrollierten Anlage aus. Der Befehl fuhrt zur Korrektur der Fahrweise der Ofenanlage.In doing so, loose all measurement pulses from zero or a predetermined one Value differ, a command for the. Control device of the controlled system the end. The command leads to the correction of the operating mode of the furnace system.

Die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Vorrichtungen bestehen aus einem MeBfühlery einem Me3signal-Verstärker einem Hilfsgaserzeuger (Elektrolyseur), Dosiervorrichtungen für Me#-oder Vergleichsgas und einer der Auswertung angepa#ten Anzeige-Registrier-und Regeleinrichtung, Die einzelnen Bauteile der Vorrichtung sind in. Form eines Regelkreises miteinander verknüpft und liefern entweder das Meßsignal über den Ist-Zustand der Reaktion oder das Steuersignal zur Einhaltung einer vorgegebenen Konzentration in Reaktionsraum. Der MeßfUhler kann in Abhäagigkeit vonher Meßaufgabe unterschiedlich ausgebildet sein. Er kann beispielsweise aus einen Festelektrolytelement, das Rohrform oder Plattenform aufweist, bestehan. Das Festelektrolytelement steht mit einer Elektrode mit des Meßgas in Verbindung, wihresd die andere Elektrode mit des Vergleichsgas in Verbindung stehts Durch ein feines Filter ist das Festelektrolytelement gegen Verunreinigungen durch das Meßgas geschützt. The devices required to carry out the procedure consist of a measuring sensor, a measuring signal amplifier, and an auxiliary gas generator (Electrolyser), metering devices for Me # or reference gas and one of the evaluation adapted display, registration and control device, the individual components of the device are linked in the form of a control loop and deliver either the Measurement signal on the actual state of the reaction or the control signal to maintain a specified concentration in the reaction space. The sensor can be designed differently depending on the measuring task. He can for example from a solid electrolyte element that has a tubular or plate shape, exist. The solid electrolyte element is in contact with the measuring gas with one electrode Connection, while the other electrode is in contact with the reference gas The solid electrolyte element is protected against contamination through a fine filter the measuring gas protected.

Anhand von Ausführungsbeispielen soll der Gegenstand der Erfindung näher erläutert werden.The subject matter of the invention is intended to be based on exemplary embodiments are explained in more detail.

Es zeigen : Figur 1 : Meßfühler mit schematischer Darstellung des vollständigen Regelkreises innerhalb der Meßanlage Figur 2: Me#fühler mit schematischer Darstellung des Regelkreises unter Einbeziehung der Ofenanlage Figur 3 : Me#fühler mit plattenförmigen Detektor Figur 4 : Me#fühler mit Meßgasdosierpumpe Die Figur 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Meßanlage.They show: FIG. 1: Measuring sensor with a schematic representation of the complete control loop within the measuring system Figure 2: measuring sensor with schematic Representation of the control circuit including the furnace system Figure 3: measuring sensor with plate-shaped detector FIG. 4: measuring sensor with measuring gas metering pump 1 shows a possible embodiment of the measuring system.

Sie besteht aus des Me#fühler 11 mit dem Festelektrolytelement 12 als Detektor, den Schutzfilter 13, dem Zuleitungsrohr 14 für Hilfs-und Vergleichsgas und dem Anschlußverteiler 15. Über elektrische Leitungen ist das Festelektrolyt-Element 12 mit dem Steuereingang des Meßstromverstärkers 16 verbunden. la Stromkreis des Verstärker-Ausganges liegt der Hilfagaserzeuger 1? und Uber entsprechende Widerstände im Nebenschlu# der Strommesser als Anzeige-und Auswertegerät 18. Die Sauerstoffseite des Hilfsgaserzeugers 17 ist über eine entsprechende Rohrleitung mit dem Anschlu#verteiler 15 derartig verbuaden, da# die im Elektrolyseur entwickelte Sauerstoffmenge als Hilfsgas zwischen dem rohrförmigen Detektorvund dem Zuleitungsrohr 14 bis zur Vereinigungsstelle für Hilfs- und Vergleichsgas strömt und sich dort nach einer Reaktion der Sauerstoffüberschu# an der Me#stelle des Detektors herausbildet, der einer gegebeaen Sauerstoff-Uberschu#konzentration in Meßgas entspricht. Nähert sich die Spannung im Festelektrolyt-, element dem Wert Null, dann entsprechen die Sauerstoff-Partialdrucke auf der Me#gas- und auf der Vergleichsgasseite einander.It consists of the sensor 11 with the solid electrolyte element 12 as a detector, the protective filter 13, the feed pipe 14 for auxiliary and reference gas and the connection distributor 15. The solid electrolyte element is via electrical lines 12 is connected to the control input of the measuring current amplifier 16. la circuit of the Amplifier output is the auxiliary gas generator 1? and about appropriate resistors in the shunt of the ammeter as a display and evaluation device 18. The oxygen side of the auxiliary gas generator 17 is via a corresponding pipeline with the connection distributor 15 in such a way that # the amount of oxygen developed in the electrolyser as Auxiliary gas between the tubular detector and the supply pipe 14 up to the point of connection for auxiliary and reference gas flows and there, after a reaction, the excess oxygen at the measuring point of the detector, that of a given oxygen excess concentration in Measuring gas corresponds. If the voltage in the solid electrolyte, element has the value zero, then the oxygen partial pressures on the Me # gas and each other on the comparison gas side.

Ist die Sauerstoffkonzentration aufder Vergleichsgasseite geringer als auf der Meßgasseite, dann entsteht eine der Konzentrationsdifferenz entsprechende JLMK, die außerdem von der absoluten Konzentration des Sauerstoffes abhängig ist. uer Me#stromvers Wrker 16 ist nun so geschaltet, daß jede Konzentrationsdifferenz, bei der die Sauerstoffkonzentration auf der Vergleichsseite geringer ist als auf der Heßgasseite, zu einer ErhUhung der Sauerstoff-Hilfsgasentwicklung und jeder Überschuß von Sauerstoff auf der Vergleichsgasweite zu einer Senkung der Sauerstoff-Hilfsgasentwicklung führt. If the oxygen concentration is lower on the reference gas side than on the measuring gas side, then one corresponding to the concentration difference arises JLMK, which also depends on the absolute concentration of oxygen. uer Me # stromvers Wrker 16 is now switched in such a way that every concentration difference, where the oxygen concentration on the comparison side is lower than on the hot gas side, to an increase in the oxygen auxiliary gas development and everyone Excess of oxygen over the reference gas width leads to a reduction in the development of auxiliary oxygen gas leads.

Je nach Hohe der absoluten Sauerstoffuberschuß-Konzentration im Meßgas stellt sich eine der absoluten Sauerstoffüberschuß-Konzentratiqn proportionale-kleine Differenz der Sauerstoff-Partialdrücke als bleibende Abweichung am Detektor des Meßfühlers 11 ein, Diese proportionale kleine Differenz wird bei der Eichung der Anlage entsprechend berücksichtigt. Depending on the level of the absolute oxygen excess concentration in the measuring gas one of the absolute oxygen surplus concentrations is proportional-small Difference in oxygen partial pressures as a permanent deviation at the detector of the Sensor 11, this proportional small difference is used when calibrating the Plant taken into account accordingly.

Die Figur 2 zeigt nun eine Anlage, die nur aus dem Meßfühler 11 mit dem Festelektrolyt-Element 12 als Detektor, dem Schutzfilter 13, dem Zuleitungsrohr 2o nur für Vergleichsgas, der Vergleichs-Speiseeinrichtung 21, dem Meßstromverstarker 16 und einer Servo-Steuerainrichtung 22 besteht, Die Vergleich@gas-Speise-Einrichtung liefert in kleinen Mengen ein in der Zusammensetzung genau definiertes Gas, welehes aut der inneren Seite des Detektors im Me#fühler anliegt. Figure 2 now shows a system that only consists of the sensor 11 with the solid electrolyte element 12 as a detector, the protective filter 13, the supply pipe 2o only for reference gas, the reference feed device 21, the measuring current amplifier 16 and a servo control device 22, the comparison @ gas feed device supplies a gas with a precisely defined composition in small quantities, welehes on the inner side of the detector in the probe.

Sobald die Meßgaskonzentration unzulässige Abweichungen des freien Sauerstoffes aufweist, steuert der Me#fühler 11 über den HeBstromverstärkör 16 die Servo-Steuereinrichtung 22, die z. B. die Regulierklappe der Frischluftzuführung steuert. Eine Abweichung der freien Sauerstoff konzehtration auf zu gro#e Konzentrationen steuert die Regulierklappe so, da# der Sauerstoffüberschu# im Brennraum sinkt. As soon as the measurement gas concentration shows unacceptable deviations of the free Has oxygen, the measuring sensor 11 controls via the HeBstromträger 16 the Servo controller 22, e.g. B. the regulating flap of the fresh air supply controls. A deviation of the free oxygen concentration to too high a concentration controls the regulating flap in such a way that # the excess oxygen # in the combustion chamber drops.

Ist die Konzentration des freien Sauerstoffes miedriger als die im Vergleichsgas, dann kehrt die Signalspannung ihre Vorzeichen un und die Steuereinrichtung ist in an sich bekannter Fern so geschaltet, daß auch die Stellrichtung der Regulierklappe ungskohrt wird. Datait die Stelloperationen in dex für dem Ofenbetrieb notwendigen Intervallen erfolgen, ist eine entsprechende Begrenzung der einzelnen Stellntervalle vorgesein, die z. B. von don Grad der Konzentrationsabweichuag und damait von der Signalspannung in bekannter Form beeinflu#t wird.Is the concentration of free oxygen lower than that in the Reference gas, then the signal voltage reverses its sign and the control device is switched in per se known remote so that the actuating direction of the regulating flap ungskohrt is. Datait the setting operations in dex necessary for the furnace operation Intervals take place, is a corresponding limitation of the individual adjustment intervals vorgesein, the z. B. from the degree of the concentration deviation and thus from the Signal voltage is influenced in a known way.

Die Figur 3 zeigt Einzelheiten eines Me#fühlers. Der Detektor 3o ist plattenformig ausgebildet uad die Elektroden sind in Form eines Metallnetzes aufgedämpft oder elektrogalvanisch aufgetragen. Ubsr das Zuleitungsrohr 31 sit FuD wird der Detektor gasdicht as den Dichtring 32 und an die Filterplatten 33 angepa#t.FIG. 3 shows details of a measuring sensor. The detector is 3o Plate-shaped and the electrodes are dampened in the form of a metal mesh or electroplated. Ubsr the feed pipe 31 sit FuD is the Detector gas-tight as the sealing ring 32 and adapted to the filter plates 33.

Der Anpreßdruck wird durch dis Feder 34 in sagen Grenzen konstaat gehalten. Der hoch-warmfeste Metallmantel35verleihtdem Me#fühler nach Figur 3 Chuta, Figur 4 zeigt die Anordnung der Dosiereinrichtung 41 innerhalb des Me#fühlers 42 in schematisoher Darstellung Diese From der Anordaung bietot die Gewahr, dan die Me#gaszusammeasetzung au f dem Weg des Me#gases durch den Me#fühler nicht durch Kondensation verfälscht wird, wenn die Kondensationsgrenze an Linie 43 nicht is Richtuag Dosiereinrichtung 41 überschritten wird, Die Dosiervorrichtung ka natürlich auch anders ausgebildet sein. Es ist lediglich erforderlich, da# innerhalb des Me#gasweges der Taupunkt nicht unterschritten wird,The contact pressure is constrained by the spring 34 within say limits held. The highly heat-resistant metal jacket 35 gives the probe according to FIG. 3 Chuta, FIG. 4 shows the arrangement of the metering device 41 within the measuring sensor 42 In a schematic representation This form of the arrangement offers the awareness, then the Me # gas composition on the way of the me # gas through the probe Condensation is falsified if the condensation limit on line 43 is not Richtuag metering device 41 is exceeded, the metering device can of course also be designed differently. It is only necessary that it is within the gas path the dew point is not fallen below,

Claims (5)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Messung von Reaktionszuständen in Verbrennungsraumen vorzugsweise von Ofenanlagenr dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffkonzentration eines im Qfenraum vorhandenen Meßgases mit der Sauerstoffkonzentration eines in den Qfenraum eingeleiteten Vergleichsgases mittels eines unaittelbar im Ofenrtum angeordneten Me@fü@lers verglichen wird und bei Sauerstoffkonzentrationsunterschieden beispielsweise über einen elektrisch gesteuerten Gas@rzeuger dem@ Me#gas oder dem V@rgleichsgas @oviel Hilfsgas zudosiert wird,, rIaP. de@ Ko@zentrationsurterschied oder die absolut Sauerstoffkonzvntration des Me#gases gegen @ull divergiert, und die benötigte Hilfsgasmenge die @e@grö#e ergibt. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Procedure for measuring reaction states in combustion chambers, preferably of furnace systems, characterized in that the oxygen concentration of a measuring gas present in the furnace chamber with the oxygen concentration a reference gas introduced into the furnace room by means of a direct im Filler arranged in the oven is compared and in the case of differences in oxygen concentration for example via an electrically controlled gas generator to the @ Me # gas or the Comparative gas @ how much auxiliary gas is metered in, rIaP. de @ Ko @zentrationsurtisticated or the absolute oxygen concentration of the measuring gas diverges from @ull, and the required amount of auxiliary gas results in the @ e @ size. 2. Verf@bren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, da# als Vergleichsgas vorzugsweise Luft, Wasserdampf oder gemischte Gase verwendet und in beka@nter @eise dem Me#fühler @udosicrt wird.2. Verf @ bren according to claim 1, characterized in that # as a reference gas preferably air, steam or mixed gases used and in well-known @eise the sensor @udosicrt. 3. Verfahren genä# A@sprach 1 - 2 dadurch geke@seichnet, da# jede Kenzentrationsdifferenz zwischen dem Vergleichsgas und dem Ee#gas ein Signal zur V@r#nderung des Betriebszustandes der Ofenanlage derart auslöst, da# die Me#gassusammensetzung auf die Vom Vergleichsgas vorgegebenen Konzentration geregelt wird.3. Procedure detailed # A @ spoke 1 - 2 thereby geke @ seichnet that # each Concentration difference between the reference gas and the Ee # gas a signal for A change in the operating state of the furnace system is triggered in such a way that the gas composition is regulated to the concentration specified by the reference gas. . Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemä# Ans@ruch 1 - 3 gekennzeicnnet durch inen Heßfühler (li) bestehend aus einem, durch Schutzfilter (13 abgeschirmten Detektor, beispielsweise einem FesteleXtrolytelement (12), Zuleitungen und Ableitungen (14) für Me#-, Vergleichs- und Hilfsgas und einer @isch- und Reaktionshammer, der nit eeinem Me#stromverstärker (16), @inem Hilfsgaserzeuger (17), einer Dosiervorrichtung (19) und einer Me#datenanzeige- bzw. Auswerteinrichtung (18) einen selbsttätigen-egelkreis bildet.. Device for carrying out the method according to claims 1 - 3 marked by a sensor (left) consisting of a protective filter (13 shielded detector, for example a fixed eleXtrolyte element (12), supply lines and leads (14) for Me #, reference and auxiliary gas and a @ isch and reaction hammer, with a measuring current amplifier (16), an auxiliary gas generator (17), a metering device (19) and a measurement data display or evaluation device (18) an automatic control circuit forms. 5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsgaserzeuger (17) und die Dosiervorrichtung für Vergleichsgas eine Funktionseinheit bilden und aus einem Elektrolyseur mit einer konstanten und einer vom Me#stromverstärker (16) gebildeten steuerbare, Stromquelle verbunden ist und für die Sauerstoffentvicklung eine gemeinsame Gazelle, für die Wasserstoffentwicklung jedoch getrennte Gaszellen aufweist und die He#daten-Anzeige- bzw. Answertevorrichtung (1@) als Strommesser in den steuerbaren Stromkreis geschaltet ist. 5. Apparatus according to claim 1-4, characterized in that the Auxiliary gas generator (17) and the metering device for reference gas form a functional unit and from an electrolyser with a constant and one from the measuring current amplifier (16) formed controllable, power source and connected for oxygen development a common gazelle, but separate gas cells for the development of hydrogen and the data display or evaluation device (1 @) as an ammeter is switched into the controllable circuit. 6<VorrichtungnachAnspruch4und5dadurchgekennzeichnet,daß der Detektor elektrische Heiz- oder Kühleinrichtungen aufneist, die mit Schaltvorrichtungen für die Stabilisierung der Temperatur ausgerüstet sind.6 <Device according to claims 4 and 5, characterized in that the detector electrical heating or cooling devices with switching devices for the stabilization of the temperature are equipped.
DE19661673222 1966-05-16 1966-05-16 Method and device for measuring reaction equilibrium states in combustion chambers at high temperatures, preferably in furnace systems Expired DE1673222C3 (en)

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