DE1698048A1

DE1698048A1 - Grid for a device for measuring weak gas flows

Info

Publication number: DE1698048A1
Application number: DE19681698048
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl-Ing Schunck; Winfried Speeter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-11-30
Filing date: 1968-02-06
Publication date: 1972-04-06
Also published as: FR2001382A6

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, denSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Munich, the

PAPA

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Gitter für eine Einrichtung zur Messung schwacher Gasströmungen Grid for a device for measuring weak gas flows

Zusatz zu Patent (Anmeldung: S 107 186 IXb/42 e)Addendum to patent (registration: S 107 186 IXb / 42 e)

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung schwacher Gasströmungen, bei der im Wege der Gasströmung und senkrecht dazu mindestens zwei vorzugsweise ebene Gitter aus temperaturempfindlichem, elektrisch leitendem Material angeordnet sind, bei der die Gitter von Stromquellen auf um etwa eine Größenordnung über der Umgebungstemperatur liegende Temperaturen aufheizbar sind, bei der die GitterThe invention relates to a device for measuring weak Gas flows, in which at least two preferably flat grids in the way of the gas flow and perpendicular to it of temperature-sensitive, electrically conductive material are arranged, in which the grid of power sources Temperatures which are about an order of magnitude above the ambient temperature can be heated at which the grids

29.1.1968, Gl/Scl 209815/0284 January 29, 1968, Gl / Scl 209815/0284

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in einem derartigen Abstand voneinander angeordnet sind, daß Wärmekopplung besteht, bei der der Spannungsabfall über einem der Gitter als Meßsignal abgenommen und in an sich bekannter Weise meßwertanzeigenden oder -verarbeitenden Geräten zugeführt wird, gemäß der Hauptanmeldung (Anm. S. 107 186 IXb/42e).are arranged at such a distance from each other that there is thermal coupling, in which the voltage drop taken over one of the grids as a measurement signal and in on is supplied in a known manner to measuring value indicating or processing devices, according to the main application (Note p. 107 186 IXb / 42e).

Durch eine derartige Anordnung mit zwei sich in Wärmekopplung befindlichen beheizten Gittern wird die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung- um mindestens eine Größenordnung erhöht. Um eine möglichst starke Wäraekopplung zu erreichen, ist die Temperatur der Gitter möglichst hoch zu wählen, jedoch so, daß keine Umwandlung des zu untersuchenden Gases zu befürchten ist. Starke Wärmekopplung kann auch durch möglichst geringen Abstand zwischen den beiden Gittern erreicht werden. Die zu messende Gasströmung verschiebt das an dem strömungs3eitig gelegenen Gitter auftretende Wärmeprofil derart, daß es. zu einer v/eiteren Aufheizung des zweiten Gitters kommt. Bei dieser Anordnung wird der Meßeffekt gegenüber einem Hitzdrahtströmungsmesser üblicher Bauart infolge der größeren Widerstandsänderung des Gitters, an dem das Meßsignal abgenommen wird, erheblich erhöht. Die beiden Gitter sind vorzugsweise zwei ebene Metallgitter, die Zweige einer Brückenschaltung bilden und sind von einer in einer Brückendiagonalen liegenden Konstantstromquelle auf eine um etwa eine Größenordnung gegenüberSuch an arrangement with two are in thermal coupling heated grids located, the sensitivity of the measuring device is reduced by at least an order of magnitude elevated. In order to achieve the strongest possible heat coupling, the temperature of the grids should be selected as high as possible, but in such a way that no conversion of the gas to be examined is to be feared. Strong thermal coupling can also can be achieved by keeping the distance between the two grids as small as possible. The gas flow to be measured shifts the heat profile occurring on the grille located on the flow side in such a way that it. to further heating of the second grid comes. With this arrangement, the measuring effect becomes more common than that of a hot wire flow meter The type of construction is considerably increased due to the greater change in resistance of the grid from which the measurement signal is picked up. The two grids are preferably two flat metal grids which form and are branches of a bridge circuit from a constant current source lying in a bridge diagonal to an order of magnitude opposite

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der Umgebungstemperatur liegende Temperatur aufheizbar. In der Heßdiagonale der Brücke sind in an sich bekannter Weise meßwertanzeigende oder -verarbeitende Geräte angeordnet.the ambient temperature can be heated up. In the Heßdiagonal of the bridge are in a known manner Measured value indicating or processing devices arranged.

Auo Gründen der Stabilität der diese Gitter umgebenden Gasatmosphäre oder Flüssigkeit sind größere Übertemperaturen unerwünscht. Sind die Gitter, die eine bestimmte Öffnung, durch die eine Gasströmung fließt, überdecken und die auf eine bestimmte mittlere Übertemperatur gegen das sie umgebende Medium gebracht werden, Kreisgitter, so tritt der Effekt auf, daß die mittleren und damit längeren Stege der Gitter wärmer als die äußeren kürzeren sind. Die Empfindlichkeit der Gitter wird daher in der Hautpsache nur von den inneren Stegen erzeugt, während die äußeren Stege nur wenig zum Meßeffekt beitragen.For reasons of stability of the surrounding grids Excessive excess temperatures are undesirable in a gas atmosphere or liquid. Are the grilles that open a certain opening, through which a gas flow flows, and which cover a certain mean overtemperature against which it surrounding medium are brought, circular grid, the effect occurs that the middle and thus longer webs the grids are warmer than the outer shorter ones. The sensitivity of the grid is therefore in the main only from generated the inner webs, while the outer webs contribute little to the measuring effect.

Die Erfindung sieht deshalb vor, aus Metallstreifen oder dergleichen bestehende Stege für das Gitter zu verwenden, die mäanderförmig eine rechteckige oder quadratische öffnung überdecken. Diese erfindungsgemäße Ausbildung des Gitters bietet den wesentlichen Vorteil, daß auch die äußeren Stege der Gitter wärmer v/erden und mehr am Meßeffekt beteiligt sind. Die Temperatur der inneren Stege wird bei gleichbleibender Empfindlichkeit (gegenüber dem Kreisgitter) geringer, die der äußeren Stege dagegen höher. Es findet somit eine gleichmäßigere Beteiligung aller Gitterstege amThe invention therefore provides for webs consisting of metal strips or the like to be used for the grid, which meander-like cover a rectangular or square opening. This design of the grid according to the invention offers the essential advantage that the outer webs of the grid also become warmer and are more involved in the measuring effect. The temperature of the inner webs is reduced at a constant speed (compared to the circular grid), the higher the contrast, the outer webs. There is thus a more even participation of all bars in the

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Meßeffekt statt und die größte im Gitter auftretende Temperatur wird kleiner als die bei Kreisgittern erzeugte.Measurement effect instead and the largest occurring in the grid The temperature is lower than that generated by circular grids.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der den Mäander bildende Metallstreifen oder dergleichen an seinen Umkehrstellen zu laschen verbreitert ist.A further development of the invention provides that the metal strip or the like forming the meander on his Reversal points to tabs is widened.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher fc erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Infrarotgasanalyse. Figur 1 zeigt eine Glasplatte P (oder eine Platts aus isolierendem Material) in die eine Öffnung Ö von quadratischer Form eingelassen ist. Quer über die Glasplatte P und die Öffnung Ö ist ein Metallband gelegt, aus welchem Stege St ausgearbeitet (z.B. geätzt) sind. Diese Stege bilden ein Gitter. Durch die Zwischenräume zwischen den einzelnen Stegen St kann Gas strömen. Jeweils zwei der Stege St sind an einer der beiden sich gegenüberliegenden "Seiten A und B der Öffnung Ö miteinander verbunden, so daß alle Stege St zusammen ein Mäander bilden, welches einen geschlossenen Weg von einer Stromzuführung E zu einer Stromabnahme D bildet. Die Umkehrpunkte U des Mäanders sind erweitert, d.h. zu Metallstreifen verlängert. Diese Erweiterungen der Umkehrpunkte U dienen zur · Stabilisierung des Mäanders, werden aber nicht von Heiz-A preferred field of application of the invention The facility is infrared gas analysis. Figure 1 shows a glass plate P (or a plate made of insulating material) into which an opening Ö of a square shape is let. Across the glass plate P and the opening Ö is a Metal tape is laid, from which webs are worked out (e.g. etched). These bars form a grid. Through the gaps Gas can flow between the individual webs St. In each case two of the webs St are on one of the two opposite "sides A and B of the opening Ö connected to one another, so that all the webs St together form a meander form, which forms a closed path from a power supply E to a power take-off D. The reversal points U of the meander are widened, i.e. lengthened to metal strips. These extensions of the reversal points U serve to Stabilization of the meander, but are not caused by heating

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strom durchflossen. Der Eingang E und der Ausgang D des Mäanders sind außerhalb der Glasplatte P zu Laschen L₁ und Ig erweitert, an die Kontakte für die Stromzu- bzw.current flowing through it. The input E and output D of the meander are extended outside the glass plate P to form tabs L ₁ and Ig, to which the contacts for the power supply and

-abführung· angebracht sind.
5-Discharge · are attached.
5

Für das Gasanalysegerät v/erden, wie oben erwähnt wurde, zv/ei nahe beieinander liegende gut wärmegekoppelte Gitter benötigt. Eine Anordnung dafür ist in Figur 2 dargestellt.For the gas analyzer, as mentioned above, zv / ei closely spaced, well heat-coupled grids are required. An arrangement for this is shown in FIG.

In Zuge der durch den Doppelpfeil in Figur 2 versinnbildlichten Gasströmung sind zwei Gitter G₁ und Gg angeordnet, die den Gäszuführweg vollständig überdecken. Es sind drei Glasplatten 1 (oder Platten aus isolierendem Material) über einandergesochtet und fest miteinander verbunden unter Zwischenlage eines der Gitter G₁ bzw. Gg. Alle drei Glasplatten 1 weisen in ihrer Mitte Öffnungen ö auf, die übereinander liegen und eine gemeinsame öffnung bilden. Diese geraeinsame Öffnung v/ird von den beiden Gittern G₁ und Gg abgesperrt. Sie liegen im Abstand einer Glasplattendicke voneinander parallel zueinander und senkrecht zur StröiDungsrichtung. Die Erweiterungen der Metallstreifen an den Umkchrpunkten U liegen zwischen den drei Glasplatten 1 und geben den Gittern G₁ und Gg einen festen Halt. , .In the course of the gas flow symbolized by the double arrow in FIG. 2, two grids G ₁ and Gg are arranged which completely cover the gas supply path. There are three glass plates 1 (or plates made of insulating material) socked one above the other and firmly connected to one another with the interposition of one of the grids G ₁ or Gg. All three glass plates 1 have openings δ in their middle, which lie one above the other and form a common opening. This straight opening is blocked off by the two grids G ₁ and Gg. They are at a distance of one glass plate thickness from one another, parallel to one another and perpendicular to the direction of flow. The extensions of the metal strips at the Umkchrpunkte U lie between the three glass plates 1 and give the grids G ₁ and Gg a firm hold. ,.

2 Patentansprüche
1 Bl. Zeichnungen2 claims
1 sheet of drawings

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Claims

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1. Device for 'Messurig weak gas flows, in which by way of the gas flow and perpendicular to it at least zv. ^r ei, preferably flat grids of temperature-sensitive, electrically conductive material are arranged, in which the grid of constant current sources to around

^ Temperatures above the ambient temperature can be heated up to an order of magnitude, at which the grids are arranged at such a distance from one another that there is thermal coupling and at which the voltage drop across one of the grids is taken as a measurement signal and in a manner known per se measured value indicating or - processing devices is supplied, according to the main application (S 107 DCb / 42 e), characterized in that webs (St) of the grid (G ₁ or GgJraäander-shaped a rectangular or square one consisting of metal strips or the like)

'Cover the opening (ö).

2. Device according to claim 1, characterized in that there are metal strips or the like forming the meander is widened at the reversal points (U).

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