DE2158715B2

DE2158715B2 - Geraet zur magnetischen gasanalyse

Info

Publication number: DE2158715B2
Application number: DE19712158715
Authority: DE
Inventors: Theodor Dr.; Twisselmann Lorenz Dipl.-Ing.; 1000 Bertin; Marx Wolf-Rüdiger Dipl.-Phys. Dr 6000 Frankfurt Gast
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1971-11-26
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1977-12-22
Also published as: DE2158715A1; FR2155753A5; JPS5547693B2; US3815018A; GB1363337A; NL174186B; IT970959B; JPS4863793A; NL7214992A; NL174186C; DE2158715C3

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur

magnetischen Gasanalyse insbesondere zur .Bestim- ^^sTröm^^
mung des Sauerstoffgehaltes eines Gases mit einer ™^ _{k auf} ^B _das Drehsystem ausüben. Außerdem

MpRp₃S eegen eine waagrechte Oberfläche, wo es nrmrelenkt wird. Durch ein zweites Kapillarrohr, das auf der eeeenüberliegenden Seite der Kammer eingeführt und nach unten abgebogen ist, strömt das Meßgas ab. Das hanteiförmige Drehsystem besteht aus zwei durch einen Stab miteinander verbundenen Hohlkugeln.

De US-Patentschrift 24 76 304 zeigt ein Sauerstoff, meßeerät bei dem auf einer Metallscheibe ein Lmentförmiges Teil befestigt ist, das sich in einem nhomogenen Magnetfeld eines Permanentmagneten befindet Ein zweites auf der Scheibe diametral „eeenüber angeordnetes Segmentstück dient dem iafanceausgleifh, es trägt nicht zum Meßeffekt bei. Die Kraftwirkung tritt zwischen den kreisförmigen PoI- «•huhflächen des Permanentmagneten am ersten egmenttörmigen Teil auf. Das Gehäuse des Meßgerätes weist auf der Unterseite zwei Stutzen auf, durch die das Meßgas ein- und ausströmt.

Aufgrund des diffizilen und leichten Aufbaus und der geringen meßwirksamen Kräfte reagiert das Drehsy-Lm eines derartigen Gerätes sehr empfindlich auf äußere Einflüsse, wie z.B. Erschütterungen oder Strömungsunregelmäßigkeiten des Meßgases, wodurch die Meßgenauigkeit leidet. Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, die Störanfälligkeit zu verringern und die Meßempfindlichkeit zu erhöhen.

Das in dieser Hinsicht verbesserte Gerat der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die aufrechtstehende Kammer rohrförmig ausgebildet ist und die Gaszu- bzw. -ableitungen an deren oberer bzw. unterer Öffnung vorgesehen sind, daß in die beiden seitlich einander gegenüberliegenden, rohrförmigen offenen Abzweigstutzen die beiden Endstücke des Probekörpers hineinragen, daß diese Endstucke des Probekörpers als flache, längliche Scheiben ausgebildet sind und daß die Polenden plane, den Scheibenflächen der Probekörper entsprechende parallele längliche Endflächen aufweisen.
Durch die Erfindung stellen sich an den Probekorper-

mung des Sauerstoffgehaltes eines Gases, mit e aufrechtstehenden Kammer, die zwei seitlich gegenüberliegende, rohrförmige Abzweigstutzen aufweist und mit Gaszu- und -ableitungen versehen ist, mit einem in der Kammer angeordneten, hanteiförmigen Probekorper, der in seiner Achse größten Trägheitsmoments gegen eine Rückstellkraft in einer horizontalen Ebene drehbar gelagert ist und dessen Endstücke in einem von einem Polpaar mit sich verjüngenden Polenden erzeugten inhomogenen Magnetfeld angebracht sind. Die Wirkungsweise eines derartigen Gerätes beru scheiben Strömungsverhältnisse ein, rungswirkung auf das Drehsystem ausüben. Außerdem wird durch die Ausbildung und Formgebung der meßwirksamen Teile des Dreh- und Magnetsystems eine besonders große Kraftwirkung auf das Drehsystem

ausgeübt. .

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeih bhribn Dabei zeigt

rzeugten inhomogenen Magnetfeld angebracht sind. ^eigunung ^nv,..u..,v.. —_o

Die Wirkungsweise eines derartigen Gerätes beruht 50 spiels näher beschrieben. Dabei zeigt r j.η j„_ D^koinrnor hp\ Anwesenheit von F i g. 1 einen Vertikalschnitt durcr

Die Wirkungsweise eines derartigen Gerä darauf, daß der Probekörper bei Anwesenheit von Sauerstoff oder anderen paramagnetischen Gasbestandteilen entsprechend deren Anteil im Meßgas durch magnetische Kraftwi.-kung mehr oder weniger weit ausgelenkt wird.

Wegen der geringen Kraftwirkung muß das Drehsystem sehr leicht ausgeführt sein. Trotzdem sind die Auslenkungen nur sehr klein. Sie können, wie bei dem Gerät der deutschen Patentschrift 9 47 932 beschrieben, auf optischem Wege gemessen oder mit Hilfe einer Kompensationsmethode in einen elektrischen Strom abgebildet werden, der einem Anzeigegerät zugeführt wird (Offenlegungsschrift 19 51 532).

Die Einleitung des Meßgases erfolgt bei einer Anordnung nach der deutschen Patentschrift 9 03 durch ein Kapillarrohr, das seitlich in die rahmenförmige Kammer eintritt und unmittelbar nach dem Eintritt nach oben abgebogen ist. In der Kammer strömt das lets naiici uolih >v.uv». ^„„~. —_D_

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch das Ausführungsbeispiel,

F i g. 2 eine Seitenansicht und

F i g. 3 eine Draufsicht auf das Drehsystem und die darunter befindlichen Magnetpole.

Gemäß F i g. 1 und 2 ist ein Drahtrahmen 1 in einer senkrecht ausgerichteten, rohrförmigen Kammer 2 an Spannbändern 3, die in der Längsachse der Kammer verlaufen, so befestigt, daß die Rahmenebene senkrecht fao zum Rohrquerschnitt steht. An waagrecht gegenüberliegenden Stellen weist der Drahtrahmen nach außen abstehende Schlaufen 4, 5 auf, deren Windungsebenen senkrecht zu der des Drahtrahmens stehen. Die Schlaufen umschließen die Schmalseiten von radial h5 ausgerichteten länglichen Scheiben 6 und 7, die aus einem möglichst unmagnetischen Material bestehen. Zweckmäßigerweise sind in den Schmalseiten der Scheiben Umfangsnuten vorgesehen, in welche die

Drahtschlauten eingreifen. Die Scheiben ragen in gegenüberliegende Abzweigungen 8, 9 der Kammer 2 und sind inhomogenen Magnetfeldern ausgesetzt, die durch Permanentmagnete 10, 11 und 12, 13 mit den Polschuhen 10', 11' bzw. 12', 13' erzeugt werden. Plattenförmige Joche 16, 17 der Permanentmagnete umschließen die Kammer. Das Gas, dessen Sauerstoffgehalt zu messen ist, strömt in Pfeilrichtung von oben her in die Kammer 2 ein und umströmt das Drehsystem, wobei ein Teil durch die Abzweigungen 8, 9 und der Rest durch die untere Kammeröffnung abströmt. Bei Anwesenheit von Sauerstoff im Meßgas ist die durch die magnetischen Kraftwirkungen verursachte Auslenkung des Drehsystems ein Maß für den Sauerstoffgehalt. Dabei wird, wie bereits erläutert, durch das über die Scheibenflächen nach außen abströmende Gas ein stabiles Verhalten des auf mechanische Einwirkungen sehr empfindlichen Drehsystems erzielt.

Die Polschuhe der Magnetanordnung laufen, wie aus Fig. 2 und Fig. 3 hervorgeht, spitz zu und weisen rechteckförmige Endflächen 14, 15 auf, die parallel zu den Oberflächen der Probekörperscheiben sind. Das Drehsystem ist so zur Magnetanordnung ausgerichtet, daß die Scheiben im inhomogenen Feld der maximal möglichen Kraftwirkung unterliegen. Die hierbei, insbesondere auch durch die aufeinander abgestimmte Formgebung der Polschuhe und der Scheiben bedingte hohe Auslenkungskraft wirkt ebenfaüs im Sinne einer erhöhten Stabilität des Drehsystems. Die Scheiben können auch aus miteinander verkitteten oder verlöteten dünnwandigen Halbschalen zusammengesetzt sein.

Die günstigste Ausgangsstellung des Drehsystems in bezug auf die Magnetanordnung kann z. B. durch Zuführen eines »Nullstromes« über die Spannbänder eingestellt werden. Der Strom, der sich im Drahtrahmen verzweigt, fließt durch die Drahtschlaufen und erzeugt dadurch eine magnetische Einstellkraft zur Lagejustierung des Drehsystems. Der gleiche Leitungsweg kann, wie eingangs erwähnt, in bekannter Weise zur Zuführung eines Kompensationsstromes benutzt werden, der selbsttätig geregelt die auslenkende Kraft des Drehsystems kompensiert, so daß der gemessene Kompensationsstrom den Sauerstoffgehalt des Meßgases repräsentiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

10 Patentansprüche:

1. Gerät zur magnetischen Gasanalyse, insbesondere zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes eints Gases, mit einer aufrechtstehenden Kammer, die zwei seitlich gegenüberliegende, rohrförmige Abzweigstutzen aufweist und mit Gaszu- und -ableitungen versehen ist, mit einem in der Kammer angeordneten, hanteiförmigen Probekörper, der in seiner Achse größten Trägheitsmoments gegen eine Rückstellkraft in einer horizontalen Ebene drehbar gelagert ist und dessen Endstücke in einem von einem Polpaar mit sich verjüngenden Polenden erzeugten inhomogenen Magnetfeld angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die aufrechtstehende Kammer (2) rohrförmig ausgebildet ist und die Gaszu- bzw. -ableitungen an deren oberer bzw. unterer Öffnung vorgesehen sind, daß in die beiden seitlich einander gegenüberliegenden, rohrförmigen offenen Abzweigstutzen (8, 9) die beiden Endstücke des Probekörpers hineinragen, daß diese Endstücke des Probekörpers als flache, längliche Scheiben (6, 7) ausgebildet sind, und daß die Polenden plane, den Scheibenflächen der Probekörper entsprechende parallele längliche Endflächen (14,15) aufweisen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus möglichst unmagnetischem Material bestehen.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus miteinander verkitteten oder verlöteten dünnwandigen Haloschalen gebildet sind.

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