DE1773480B2 - Vorrichtung zur messung des gehaltes eines bestimmten gases in einem durch eine leitung stroemenden gasgemisch - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Gehalts eines bestimmten Gases in einem durch eine Leitung strömenden Gasgemisch, mit in eine Meßbrükke geschalteten Heizfäden, von denen mindestens einer 6s als !Meß-Heizfaden in einer ersten Kammer angeordnet ist, und dort über eine gasdurchlässige Wand mit dem Gasgemisch in Berührung steht, und von denen mindestens ein anderer als Kompensations-Heizfaden in einer zweiten Kammer angeordnet ist und mit einem Vergleichsgas in Verbindung steht, und mit einem Strömungssystem, weiches einen Teil des Gasgemisches aus der Leitung abzweigt und durch die erste Kammer wieder in die Leitung zurückleitet

Bne solche Vorrichtung ist aus der DT-PS 1092 698 bekannt Bei dieser bekannten Anordnung wird jedoch die den Kompensations-Heizfaden enthaltende Kammer ständig von Vergleiehsluft durchströmt, deren Temperatur nicht immer notwendigerweise mit derjenigen des Gasgemisches übereinstimmt

Weiterhin ist bei dieser bekannten Einrichtung der zur Messung umgeleitete Teil des Gasgemisches äußeren Temperatureinflüssen ausgesetzt, so daß dadurch die Genauigkeit der Messung nachteilig beeinflußt wird.

Weiterhin ist aus der DT-PS 11 29 732 ein Gerät zur Konzentrationsbestimmung des in der ausgeatmeten Luft enthaltenen Kohlenstoffdioxids bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung entweicht das zu untersuchende Gas in die Luft was bei der Messung von brennbaren Gasen nicht tragbar ist. Weiterhin ist bei dieser bekannten Einrichtung das zur Messung abgeleitete Gas äußeren Temperatureinflüssen ausgesetzt.

Weiterhin ist aus der DTPS 10 40 286 eine Vorrichtung zur Untersuchung von Gasen durch Messung ihrer Wärmeleitung durch Vergleich des Widerstandes zweier Heizsonden bekannt, wobei die eine Heinzsonde in dem zu untersuchenden Gas und die andere Heizsonde in einem Vergleichsgas angeordnet ist Die beiden Heizsonden sind in einer Brückenschaltung angeordnet. Die beiden Heizsonden werden zugleich von einem verhältnismäßig niederfrequenten Wechselstrom und von einem verhältnismäßg hochfrequenten Strom durchflossen, wobei hinter der Meßbrükke ein selektiv wirkender und daher nur den Strom mit der höheren Frequenz verstärkender Verstärker im Meßstromkreis angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung des Gehaltes eines bestimmten Gases in einem durch eine Leitung strömenden Gasgemisches der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher eine besonders hohe Meßgenauigkeit erreichbar ist

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die erste Kammer an einen geschlossenen Behaltet angrenzt und diesem gegenüber abgedichtet ist und daß sich der Meß-Heizfaden in der ersten Kammer mittet unter einer halbkugeligen Kuppel aus porösem Material befindet; und daß die r.weite Kammer vollständig abgeschlossen und im Inneren des Behälters angeordnet ist; und daß das Strömungssystem aus einem doppe! wandigen Pitot-Rohr besteht, welches nach außen dicht auf die erste Kammer und die Gasgemischleitung gesetzt ist, und dessen Innenkanal mit seiner Einlaßöff nung in der Gasgemischleitung im Strom des Gasge mischs liegt und in einem die poröse Kuppel frei umgebenden Trichter ausmündet, und dessen Außenkanal aus der ersten Kammer wieder in die Gasgemischleitung zurückführt.

Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Da gemäß der Erfindung die zweite, den Kompensations-Heizfaden mit dem Vergleichsgas enthaltende Kammer vollständig abgeschlossen ist und sich zudem im Inneren eines geschlossenen Behälters befindet, ist

sichergestellt, daß das Vergleichsgas keinen Temperaturänderungen unterworfen ist, die unabhängig von der Temperatur des zu untersuchenden Gasgemischs sind. Da weiterhin die vom zu untersuchenden Gasgemisch durchflossene und den MeB-H ;izfaden enthaltende s Kcunmer an den geschlossenen Behäter angrenzt, wird dieser Behälter und somit auch die darin befindliche Kammer mit dem Vergleichsgas von der Temperatur des Gasgemisches beeinflußt Hierdurch kann der Kompensations-Heizfaden als echtes Kompensationelement wirken. Ein Kontakt des Kompensations-Heizfadens mit dem zu untersuchenden Gasgemisch wird mit Sicherheit veimieden, da der Behälter gegenüber der den Meß-Heizfaden enthaltenden Kammer abgedichtet ist

Weiterhin liegt gemäß der Erfindung vorteilhafterweise der Meß-Heizfaden in der betreffenden Kammer mitten unter einer halbkugeligen Kuppet aus porösem Material, über welche ein Trichter mündet der mit einem das Gasgemisch aus der Leitung entnehmenden Pitot-Rohr verbunden ist Die dadurch entstehenden Druck- und Strömungsverhältnisse an und in der Kuppel haben zur Folge, daß der Meß-Heizfaden einem gleichmäßigen Gasdruck unterworfen ist.

Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil auf, daß sie außerordentlich kompakt aufgebaut ist Die gesamte Vorrichtung ist starr und kann mit dem unteren Ende des doppel-vandigen Pitot-Rohres mit einfachen Mitteln auf eine Gasleitung aufgesetzt werden. Die gesamte Vorrichtung kann mittels einer einzigen Schraubverbindung dicht ar. ein Gasrohr angeschlossen und dort betriebssicher befestigt werden.

Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Figur einen Längsschnitt der Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

Diese Vorrichtung weist ein Pitot-Rohr t auf, das mittels einer Kammer 3 unter dem Boden eines hohlen zylindrischen Behälters 2 befestigt ist, wobei dieses Verbindungsteil beispielsweise durch Schweißen starr und dicht mit einem Außenkanal 4 des Pitot-Rohres verbunden ist

Ein Innenkanal 5 des Pitot-Rohrs ist mit einem Trichter 6 versehen.

Der zylindrische Behälter 2 ist durch einen Deckel 7 verschlossen und enthält die Bestandteile der katharometnschen Meßbrücke, und insbesondere den Meß-Heizfaden D (oder die Meßheizfäden) und die hermetisch verschlossene Kammer 8, welche den Kompensations-Heizfaden (oder die Kompensations-Heizfäden) enthält

Der Meßheizfäden ist ungetähr in der Mitte einer halbkugelförmigen Kuppel 9 angeordnet, die aus porösem Material besteht und am Boden des Behälters 2 mittels eines Schraubrings 10 befestigt ist und aus dem Behälter 2 nach außen vorsteht, wobei der vorstehende Teil der Kuppel 9 im Inneren des Trichters 6 liegt

Die Vorrichtung ist an der das zu überwachende Gasgemisch transportierenden Leitung 11 mittels einer Befestigungsschraube 12 befestigt welche längs des Außenkanals und des Pitot-Rohrs gleitet und in einen Gewindesitz 13 geschraubt werden kann, der durch die Wand der Leitung 11 geführt »ind starr, z.B. durch Schweißen, mit ihr verbunden ist
Dichtheit ist gewährleistet:

— Zwischen dem Gewindesitz 13 und dem Pitot-Rohr einerseits durch eine zwischen die Schraube 12 und den Sitz 13 geklemmte Ringdichtung 14 und andererseits durch eine von der konisch-zylindrischen Dichtung IS gebildete Stopfbuchse, einen zylindrischen Dichtring 16 und eine Gegenmutter 17,

— zwischen der ersten Kammer 3 und dem Boden des zylindrischen Behälters 2 mittels einer Ringdichtung 18,

— zwischen dem Inneren der halbkugelförmigen Kuppel 9 und dem Inneren des zylindrischen Behälters 2 durch beliebige, an sich bekannte und nicht dargestellte Mittel, deren Wahl von dem Aufbau des Trägerblocks der Heizfäden (nicht dargestellt) und seiner Art der Verbindung mit der porösen Kuppel abhängt.

Eine beliebige Bezugseinrichtung ermöglich¹, eine derai tige Einstellung der Vorrichtung, daß die Achse der zum Innenkanal 5 führenden Einlaßöffnung 19 und die Achse der zum Außenkanal 4 führenden Auslaßöffnung 20 parallel zur Achse XX der Leitung 11 sind und daß die Öffnung 20 in die Leitung 11 in Strömungsrich tung Fdes zu überwachenden Gasstromes mündet.

Aufgrund des möglichen Gleitens der Befestigungsschraube 12 auf dem Außenkanal 4 kann die Achse der Eingangsöffnung etwa in der Mitte der Leitung 11 angeordnet werden.

Der abgeleitete Bruchteil des Gasstromes folgt dann der Bahn 19 -5-6-4-20 (siehe Pfeile).

Da die durchlässige Kuppel 9 in dem Trichter in der Bahn des abgeleiteten Teils des Gasstromes liegt, wird der Meßheizfaden D in Berührung mit diesem Gas gebracht.

Jede Änderung des Gehalts des in der Leitung 11 strömenden Gemisches an brennbarem Gas hat eine korrelative, bzw. entsprechende Änderung der Wärmeleitfähigkeit des den Meßheizfaden D umgebenden Mediums zur Folge.

Der heiße Meßheizfaden stellt in an sich bekannter Weise ein Teil einer Wheatstone'schen Brücke dar, die mit elektrischem Strom gespeist ist und deren Widerstandswert sich als Funktion der Wärmeleitfähigkeit des Umgebungsmediums und folglich als Funktion des Gehalts des in der Leitung 11 strömenden Gasgemisches an brennbarem Gas ändert. Die daraus resultierende Unsymmetrie der Wheatstone'schen Brücke äußert sich in einer elektrischen Spannung, die durch beliebige bekannte und nicht dargestellte Mittel übertragen werden kann.

Hierzu 1 Blatt: Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Messung des Gehalts eines bestimmten Gases in einem durch eine Leitung s strömenden Gasgemisch, mit in eine Meßbrücke geschalteten Heizfäden, von denen mindestens einer als Meß-Heizfaden in einer ersten Kammer angeordnet ist und dort Ober eine gasdurchlässige Wand mit dem Gasgemisch in Berührung steht, und von denen mindestens ein anderer als Kompensations-Heizfaden in einer zweiten Kammer angeordnet ist und mit einem Vergleichsgas in Verbindung steht, und mit einem Strömungssystem, welches einen Teil des Gasgemischs aus der Leitung abzweigt und durch die erste Kammer wieder in die Leitung zurückleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (3) an einen geschlossenen Behälter (2) angrenzt und diesem gegenüber abgedichtet ist; und daS sich der Meß-Heizfaden (D) in der ersten Kammer mitten unter einer halbkugeligen Kuppel (9) aus porösem Material befindet, und daß die zweite Kammer (S) vollständig abgeschlossen und im Inneren des Behälters (2) angeordnet ist; und daß das Strömungssystem aus einem doppelwandigen Pitot-Rohr

(I) besteht, welches nach außen dicht auf die erste Kammer und die Gasgemischleitung (11) gesetzt ist, und dessen Innenkanal (S) mit seiner Einlaßöffnung (19) in der Gasgemischleitung (H) im Strom des Gasgemischs liegt und hi einem die poröse Kuppel frei umgebenden Trichter (6) ausmündet und dessen Außenkanal (4) aus der ersten Ka.nmer wieder in die Gasgemischleitung zurückführt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 3s zeichnet, daß das Pitoi-Rohr (1) eine lösbare Einrichtung (12 bis 17} zu seiner dichten Befestigung auf der Gasgemischieitung (11) aufweist, die längs des Pitot-Rohrs gleiten kann, um die Lage dieses Rohrs im Inneren der Gasgemischleitung einzustellen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Innenkanal (5) des Pitot-Rohres führende Einlaßöffnung (19) und eine zum Außenkanal (4) dieses Rohres führende Auslaßöffnung (20) vorgesehen sind, daß die Achsen dieser öffnungen parallel zur Achse der das Gasgemisch führenden Leitung angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Einrichtung zur dichten Befestigung des Pitot-Rohres eine Befestigungsschraube (12), welche längs des Außenkanals (4) des Pitot-Rohres gleitet und mit einem Sitz (13) verschraubbar ist, der durch die Gasgemischleitung

(II) führt und sta.T mit ihr verbunden ist, und eine Ringdichtung (14), die zwischen die Schraube (12) und den Sitz (13) geklemmt ist und eine Stopfbuchse (15,16,17) aufweist.