DE2416333A1

DE2416333A1 - Einrichtung und verfahren zum messen des nullstromflusses in einem abschnitt

Info

Publication number: DE2416333A1
Application number: DE2416333A
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Halmar Electronics Inc
Current assignee: Halmar Electronics Inc
Priority date: 1973-04-05
Filing date: 1974-04-02
Publication date: 1974-11-14
Also published as: GB1470086A; US3885212A; CH580282A5; IT1007757B; CA1011399A; AU6696274A

Description

ELEOTRONIGS, INC.
1544 Weat-Mound Street, Columbus, Ohio, USA.

Einrichtung und Verfahren zum Messen des NullStromflusses in einem Abschnitt

Die Erfindung bezieht sich auf das Messen von Feldströmen im allgemeinen und auf. das Messen für Zwecke, die sich für übliche Meßtechniken nicht eignen im besonderen.

Ein Gebiet, das für traditionelle Strommeßtechniken nicht geeignet ist, sind elektrochemische Verfahren mit hohen Strömen, wie. sie beim Herstellen von Ohlorgas verwendet werden. Ghlorgas wird gewöhnlich in einer Ohorin-Zelle erzeugt, die einen eingeschlossenen Tank enthält, (deren Deckel nicht; dargestellt ist), der 18 Meter lang, 1,20 Meter breit und entsprechend tief ist« In den meisten industriellen Chlorgaserzeugungsanlagen befinden sich mehrere solcher Tanks, die in dicht nebeneinander liegenden Reihen angeordnet sind. Dadurch, daß elektrischer Strom durch eine Lauge in jeder Zelle fließen kann, kommt Ghlorgas frei und sammelt sich in jeder Zelle über der Lauge.

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Bei üblichen industriellen Ghlorherstellungsanlagen hat der Strom durch jede Zelle mehr als 250 000 impere. Dieser Strom wird gewöhnlich über die Zelle durch mehrere Anoden verteilt, die an besonderen Stromschienen liegen. Ferner liegen die Anoden in aufeinanderfolgenden Zellen mit anderen Zellen in Serie«- So liegen alle Anoden in jeder Zelle zu einer anderen Zelle in Serie und ergeben ein großes elektrisches Schaltungsnetz, das geregelt werden muß, um ein leistungsfähiges Arbeiten der Anlage zu gewährleisten.

Zum besten Arbeiten soll der Strom an alle Anoden gleichmäßig verteilt sein. Foglich ist ein Strommeßgerät erwünscht, das den Strom-in jedem Anodenkreis mißt. Bei üblichen industriellen Ghlorherstelleinrichtungen, die vierundzwanzig Stromschienenauf weisen können, die mit den Anoden jeder Zelle verbunden ist, müssen vierundzwanzig Strommeßgeräte vorgesehen sein, die jeder Zelle zugeordnet sind. Ferner muß, da jede Stromschiene etwa 10 000 Ampere führen muß, jedes zugeordnete Strommeßgerät Ströme in dieser Größenordnung messen können.

Beim üblichen Chlorzellenbetrieb ist festgestellt worden, daß sich Unreinheiten in der Zelle ergeben, die Nebenprodukte der chemischen Reaktionen der Zelle sind. Diese Unreinheiten sammeln sich häufig in einer Masse und ergeben eine Substanz, die zwischen der Anode und der Kathode der Ohlorinzel-Ie einen Kurzschluß bewirkt. In diesem Fall versucht der ganze, durch eine gegebene Zelle fließender Strom durch die Stromschiene zu gehen, an der die kurzgeschlossene Anode liegt. Hierbei wird meistens die Anode durch den hohen Strom zeritJBrt. Die Zerstörung einer Zellenanode ist: sehr kostpielig, weil die Zelle kein Gas mehr erzeugt und die sehr teuere Anode ersetzt werden muß.

Es sei auch bemerkt, daß, obwohl es keine ausreichende Erklärung dafür gibt, wenn eine Zelle in einer Reihe von in

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Serie liegender Zellen kurzgeschlossen wird, die Stromverteilung in einer benachbarten Zelle häufig so stark beeinflußt wird, daß ein gleicher Kurzschluß in einer benachbarten Zelle entsteht. Foglich kann ein Ausfall in einer Zelle durch andere Zellen pulsieren und die gesamte Chlorgasherstellung der Anlage ohne proportionales Verringern der elektrischen Leistung drastisch verringern.

Diese= Schwierigkeiten beim Betrieb der Zellen sind sehr schwer festzustellen, da der Strom in den üblichen Ohlorinzellenanlagen gewöhnlich nur am Eingang oder Ausgang der Anlage gemessen wird. In manchen Fällen kann durch sorgfältiges Beobachten des Anlagenstromes ein Anodenkurzschluß festgestellt werden, aber er kann mit einer einfachen Meßeinrichtung z.B. einem einzelnen, am Eingang der Stromschiene liegenden Meßgerät festgestellt werden. Die kurzgeschlossene Anode kann nur durch ein Meßgerät an jeder Schiene festgestellt werden.

Aus Vorstehendem ergibt sich daß viele Betriebsprobleme bei Chlorinzellen festgestellt werden können, wenn der Strom in jeder Anode gemessen werden soll. Da der Anodenstrom sehr groß ist, d.h. in der Größenordnung von 10 000 Ampere, wurden die meisten Strommeßeinrichtungen unzweckmäßig sein. Es gibt jedoch modere Strommeßeinrichtungen, die so große Ströme messen können.

Eine solche Meßeinrichtung wird in der USA-Patentschrift 3.323.O56 beschrieben. Diese Einrichtung enthält ein !Feldprüfgerät zum vollständigen Umgehen einer Stromschiene. Einrichtungen -dieser Art enthalten einen großen Feldabtastkopf, der vollständig um den Strom führenden Leiter herum-gelegt sein muß. Bei entsprechenden Feldprüfeinrichtungen wird das Feld, das vollständig um den Leiter herumgeht, gemessen und

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die Feldamplitude kann leicht geeicht werden und ergibt ein direktes Messen des Stromes in diesem Leiter.

Während die in der USA-Patentschrift 3.323.056 beschriebene Einrichtung zum Messen von Strömen in der Größe für eine einzige Chlorinzelle der beschriebenen geeignet ist, ist ein solches Gerät zum Messen des Stromes ungeeignet, der in jede Zellenanode in einer industriellen Chlorgasanlage fließt, weil der Feldabtastkopf physikalisch sehr groß ist. Deshalb ist es unmöglich, ihn an einer Zwischenzellen-Verbindungsschiene zu installieren, weil die Zellen in dicht nebeneinander liegenden Reihen angeordnet sind. Deshalb besitzen auch die Strommeßeinrichtungen nach der genannten USA-Patentschrift nur Anwendungen beim Messen des Stromes, wenn er in mehrere in Serie liegenden Zellen eintritt oder aus diesen austritt und kann nicht zum Messen des Stromes in einer Zwischenzellenstrom-Yerbindungsschiene verwendet werden, die an einer einzelnen Anode liegt.

Außer den erwähnten Schwierigkeiten, die auf die Verwendung von Strommeßeinrichtungen nach der USA-Patentschrift 3«323·0^6 bezogen sind, ist die Wirtschaftlichkeit der Verwendung vieler solcher Einrichtungen häufig unzulässig, weil diese Einrichtungen sehr teuer sind. Es ist wahrscheinlich daß die Kosten der Instrumentausrüstung trotz der hohen Betriebsleistung der Anlage infolge besserer Regelung der Stromverteilung unter den Zellanoden gerechtfertigt sein würde, wenn Einrichtungen dieser Art zur Messung des Stromes an vierundzwanzig Stromschienen der zum Herstellen von Ghlorgas beschriebenen Art zu betrachten wären.

Um diese Schwierigkeiten bei den verwendeten Einrichtungen nach der erwähnten USA-Patentschrift zu überwinden, sind verschiedene andere Strommessungen untersucht worden, um eine ge-

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naue und wirtschaftliche Strommeßeinrichtung zur Verwendung mit der Vielschienenschaltung einer Chlorinzelle zu erhalten. Ein solcher Versuch ist der Schienenabgriff, der zwei elektrische Verbindungspunkte verwendet, die auf einer Stromschiene in Längsrichtung verteilt angeordnet sind. Wenn Strom durch die Schiene fließt, tritt in Längsrichtung der Schiene zwischen den beiden elektrischen Verbindungspunkten ein Spannungsabfall auf. Durch Verbinden einer Einrichtung, die einen hohen Spannungsgewinn abtastet, z.B. ein VTVM, kann die Spannung zwischen den beiden elektrischen Verbindungen gemes— sen werden. Bei Kenntnis der Abmessungen und des Widerstandes der Schiene kann die so gemessene Spannung so geeicht werden, daß sie unmittelbar den in der Schiene fließenden Strom anzeigt. Während der Schienenabgriffsversuch von Vorteil ist, weil er verhältnismäßig billig ist, besitzt diese er viele Schwierigkeiten. In erster Linie wird die Genauigkeit der Schienenabgriffverfahrens durch die Temperatur der Schiene beeinflußt, da die Messung des Stromes von einem Spannungsabfall an einer gegebenen Länge einer Stromschiene abhängt, Da. der elektrische Widerstand eines Leiters aus Aluminium oder Kupfer mit der {Temperatur schwankt, ergibt das Schienenabgriffsverfahren häufig eine Ungenauigkeit von mehr als fünf Prozent. Eine weitere Schwierigkeit beim Schienenabgriffsverfahren besteht darin, daß die Strommeßeinrichtung von der Schiene selbst nicht elektrisch isoliert ist. Aus Sicherheitsgründen ist eine zusätzliche Schaltung notwendig, die elektrische Schläge der Bedienungsperson und mögliche Kurzschlüsse verhindert, die zwischen zwei Strommeßeinrichtunen entstehen.

Wegen der erwähnten Schwierigkeiten ist es die Hauptaufgabe der Erfindung, ein Gerät und ein Verfahren zum Messen eines großen Stromes in einer Stromschiene mit hoher Genauigkeit anzugeben, die sich in solcher Nähe zu nichtleitenden Körper befindet, daß die Installation genauer Strommeßeinrichtungen

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bekannter Art nicht möglich ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Strommeßgerät anzugeben, bei dem diese Meßgeräte wesentlich billiger sind als bisherige Geräte mit gleicher Genauigkeit. Ferner soll das Gerät elektrisch von dem zu messenden Strom isoliert sein.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es eine wirtschaftliche Anlage zum Messen von Strömen in einem Leiter anzugeben, der sich in großen äußeren Feldern von anderen nahen Leitern oder anderen Feldquellen befindet, wobei eine billige Einrichtung ständig am Leiter angeordnet ist, und danach auf den Strom im Leiter durch eine andere vorher geeichtes Präzisionsinstrument geeicht wird, das nur zeitweilig für Eichzwecke installiert ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Strommeßgerät anzugeben, das auf das Feld anspricht, das auf den Strom anspricht, wobei das Meßgerät so aufgestellt wird, daß die Meßfehler infolge anderer äußerer Felder so klein wie möglich gehalten werden. Ferner soll das Gerät den Strom von der Anode zur Kathode automatisch regeln, die in der elektrolytischen Zelle mit Abstand angeordnet ist, und dadurch auch das Arbeiten der Zelle automatisch regeln und eine Zerstörung der Zeüilanoden durch Kurzschluß verhindern.

Bei den bisherigen Geräten dieser Art, wie sie in der erwähnten Patentschrift beschrieben werden, wird das um einen Strom führenden Leiter erzeugte Feld vollständig von einem Feldprüfkopf geprüft, der den Leiter ganz umgibt. So können die Strommeßeinrichtungen dieser Art beim Installieren geeicht werden, wenn die Strommeßtechnik von der Lage der Installation unabhängig ist. Die Erfindung geht jedoch von dem früheren Versuch aus. Gemäß dem vorliegenden Strommeßverfahren be-

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findet sich eine einzige Feldabtasteinrichtung, z.B. eine Hall-Einrichtung, in einer festen Beziehung zum Stromführenden Leiter, so daß das dadurch erzeugte Feld beim Stromfluß durch die Feldmeßeinrichtung hindurchgeht. Zwei Feldkonzentrationspole, z.B. aus ferromagnetischem Material, befinden sich im Ruhestand an gegenüberliegenden Seiten der Feldmeßeinrichtung. Diese Pole versuchen die Größe des Feldes, das durch die Feldmeßeinrichtung hindurchgeht, infolge der in der Schiene gemessenen Ströme zu vergrößern. Die Feld— meßeinrichtung selbst erzeugt ein elektrisches Signal, das der Größe des durch die Einrichtung hindurchgehenden Feldes proportional ist und durch einen Verstärker mit hohem Ver— stärkungsgrad verstärkt wird, dessen Ausgang an einer um die Feldkonzentrationspole gewickelte Spule liegt. Der Verstärker und die Spule sind so verbunden, daß der in der Spule fließende Strom ein Feld in den Feldkonzentrationspolen erzeugt, das die Richtung des Feldes entgegengesetzt ist, das von dem strömführenden Leiter erzeugt wird. In der Spule wird ein Ruhestrom erzeugt, der dem Strom im Leiter proportional ist. Zum Eichen der Meßeinrichtung wird der Strom erst von einer anderen geeichten Strommeßeinrichtung gemessen, die von der in der erwähnten Patentschrift beschriebenen Art ist, und die entsprechende Spule wird beachtet. Dieser Strom entspricht dem in der Schiene gemessenen Strom. So entspricht diese Strommeßeinrichtung nur einem Abschnitt das die stromführende Schiene umgebenden Flußweg und ergibt eine genaue Messung des Stromes in der Schiene.

Diese Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im einzelnen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In dieser ist:

Figur 1 eine schematische, perspektivische Darstellung mehrerer Chlorinzellen, die elektrisch zusammengeschaltet sind und eine elektrische Schaltung ergeben, durch

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die das Gerät und das Verfahren zum Strommessen nach der Erfindung besonders geeignet ist;

Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines Teils des Stromabtastelements;

Figur 3 eine sehematische Darstellung des Stromabtastgerä— tes nach, der Erfindung und

Figur 4· die Darstellung eines Gerätes zum automatischen Regeln des Betriebes einer Chlorinzelle entsprechend den Strommessungen durch das Gerät nach Figo 3·

Wie Figur 1 zeigt sind mehrere Ghlorinzellen 10 parallel und mit Abstand zueinander angeordnet. Jeder Tank enthält zwei Endwände 11, zwei längliche Seitenwände 12 und eine Bodenwand. Alle Wände bestehen aus elektrisch leitendem Material und sind so angeordnet, daß sie einen eingeschlossenen Tank ergeben (der. Deckel ist nicht zu sehen). Bei einer typischen Installation verlaufen die Endwände 11 parallel zueinander und können so angeordnet sein, daß sie etwa 18 Meter voneinander entfernt sind. Die Seitenwände 12 verlaufen ebenfalls parallel zueinander und sind etwa 1,20 Meter voneinander entfernt. Die Höhe des Tanks schwankt von Anlage zu Anlage, wobei die Tanknöhe zwischen 0,60 und 1,20 Meter liegen und ebenso tief sind.

Jede Chlorinzelle 10 ist so angeordnet, daß die Bodenwand je— der Zelle etwas zur Horizontalen an der horizontalen Achse der Bodenwand geneigt ist. Demnach neigt sich der Boden der Zelle 10 von einem Endteil 11 zu anderen. Dadurch kann eine Quecksilberschicht 13 infolge der Schwerkraft von einem Tankende zum anderen fließen. Im Kühezustand befindet sich eine Quecksilberquelle am höheren Ende der Zelle 10 und am anderen Ende der Zelle befindet sich ein Abfluß, damit die

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Quecksilberschicht eine einheitliche Dicke am Boden jeder Zelle 10 ergeben kann, die die Zellenkathode bildet.

Über der Quecksilberschicht 13 befindet sich eine Lauge die den chemischen Reaktant ergibt, aus dem das Ghlorgas bei normalen Zellenbetrieb frei gesetzt wird· So wird das Volumen der Lauge durch Reaktion in der Ohlorinzelle erschöpft und dient zum Halten der Höhe der Lauge 14 in jeder Zelle 10.

An jeder Zelle und vollständig in der Lauge 14 befinden sich . mehrere Anoden 15» von denen jede über einer stromführenden Schiene 16 weg gehalten wird und elektrisch mit dieser verbunden ist. Jede Anode ist als ebener Körper dargestellt, der sich in der Lauge 14 befindet und zur Quecksilberschicht 13 am Boden jeder Zelle 10 parallel verläuft. Während jede Anode 15, wie dargestellt, einen ebenen Körper enthalten kann, ist diese ebene EOrm nur aus zeichnerischen Gründen gezeigt und es ist nicht beabsichtigt, alle in einer Ghlorinzelle möglichen Anodenformen zu beschreiben. Es kann eine imaginäre Anodenform für alle Anoden 15 verwendet werden, jedoch kann der sich ergebende Ghlorgasertrag aus der Zelle 10 größer oder kleiner sein als der für den dargestellten ebenen Körper. In üblichen Ohlorinzellen 10 wird die Anode 15 über der Quecksilberschicht 13 und etwa im Abstand von2Millimetern getragen wenn die Zelle selbst am wirksamsten arbeitet.

Die Zahl der Anoden in einer üblichen Zelle 10 mit den bereits erwähnten Abmessungen ist etwa 24, obwohl diese Zahl von Anlage zu Anlage gemäß der Form und anderer physikalischen Eigenschaften einer gegebenen Anode 15 schwanken kann. In der beschriebenen Anlage gibt es 24 Stromschienen 16, die elektrisch mit einer Hauptstromschiene 17 verbunden sind, die selbst an einer Klemme 18 mit der positiven Stromquelle verbunden ist. Bei einer üblichen industriellen Anlage mit ChIo-

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rinzellen der beschriebenen Art muß die Stromquelle an die Hauptschiene 17 ausreichende elektrische Energie liefern, so daß jede angeschlossene Stromschiene 16 etwa 10 000 Am— pere zu jeder Anode 15 führen kann. Diese Stromverteilung dient jedoch nur zur Beschreibung von üblichen Chlorinzellen und soll die Arbeitsweise aller öhlorinzellen nicht einschließen. Bs hat sich jedoch gezeigt, das der wirksamste Betrieb eingehalten wird, wenn der zu jeder Anode gehende Strom auf etwa der Höhe der anderen Anoden in der Zelle gehalten wird.

Aus Gründen der elektrischen Leistungsfähigkeit ist festgestellt worden, daß es am wirksamsten ist, Ghlorinzellen in elektrischer Reihenschaltung anzuordnen (Figur 1). Die erste in Serie geschaltete Zelle 19 ist, wie bereits beschrieben, geschaltet. Die zweite Zelle 20 liegt unmittelbar, an der Klemme 18 der Energiequelle. Jede Stromschiene 16 der zweiten Zelle 20 ist elektrisch mit der Bodenwand der Zelle 19 an einem Punkt angeschlossen, der neben der Anode 15 in der Zelle 19 liegt. Während die Quecksilberschicht in der ersten Zelle 19 eine praktisch konstante Spannungsebene in Kontakt mit der Bodenwand der Zelle 19 ergibt, wird die gleichmäßige Stromverteilung in jeder Stromschiene 16, die in die Zelle 20 führt, besser gehalten, wenn jede Schiene 16 mit der Bodenwand der Zelle 19 an einer physikalischen Stelle neben einer entsprechenden Anode in der Zelle 19 verbunden ist, wie es beispielsweise am freien Ende der gestrichelten Linie 25 zu sehen ist. So wird durch Anordnung der elektrischen Verbindung über die Stromschienen 16 zwischen der Zelle 19 und der Zelle 20 der Stromflußausgleich besser eingehalten, so daß jede Anode 15 in der Zelle 20 etwa 10 000 Ampere über die angeschlossene Schiene 16 aufnimmt.

Die letzte der in Serie liegenden Zellen 21 enthält mehrere Stromschienen 22, die elektrisch mit einer Hauptstromschie-

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ne 23 verbunden, die selbst an der Klemme 24- mit der negativen Stromquelle aller Ohlorinzellen 10 verbunden ist. Bei der bevorzugten Arbeitsweise ist die elektrische Schaltung zwischen der positiven Klemme 18 und der negativen Klemme 24- ausgeglichen, so daß jede Anode in jeder Ohlorinzelle 10 etwa 10 000 Ampere von jeder angeschalteten Stromschiene 16 aufnimmt. Unter optimalen Bedingungen bewirkt die Reaktion in jeder Zelle das Freiwerden von Chlorgas in dem Gebiet zwischen jeder Anode I5 und der Quecksilberschicht 13 der Zellenkathode. Dieses Ohlorgas wird über der Lauge 14-gesammelt und in einem entfernt angeordneten Gasbehälter gespeichert .

Während des normalen Betriebes der Ghlorinzelle reagieren bestimmte Unreinheiten in jeder Zelle und ergeben chemische Unreinheiten, die Materialkügelchen ergeben, die sich zwischen der Anode und der Quecksilberschicht in der Zelle ansammeln. Dieses unreine Material bewirkt häufig einen Kurzschluß zwischen einer Anode und der Quecksilberschicht. So arbeitet die kurzgeschlossene Anode nicht mehr und macht Ghlorgas nicht mehr frei, was auch eine Wiederverteilung des Stroms in der Zelle bewirkt, so daß der ganze Strom durch die kurzgeschlossene Anode hindurchgeht, was die ganze Zelle aufhören läßt, Ghlorgas zu erzeugen und häufig die kurzgeschlossene Anode zerstört. Weil häufig Kurzschlüsse in einer Ghlorgasherstellungsanlage der in Figur 1 gezeigten Art auftreten, ist es erwünscht, diese Kurzschlüsse so schnell wie möglich feststellen und isolieren zu können. Sind diese einmal festgestellt und isoliert worden, so kann die Überwachungsperson den Zwischenraum zwischen der kurzgeschlossenen Anode und der Queck-rsilberschicht durch Anheben der Anode vergrößern und so die zwischen Anode und Quecksilberschicht abgelagerte Unreinheit freilegen. Durch diese Einstellung des Abstandes der Anode von der Quecksilberschicht kann eine kurzgeschlossene Ghlorin-

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zelle wieder eingestellt werden, damit der Betrieb richtig fortgeführt werden kann.

Um zum richtigen Regeln einer Ghlorinzellenschaltung nach Figur 1 den Strom feststellen zu können, müssen mehrere Strommeßeinrichtungen vorgesehen werden. Diese Einrichtungen sollen im Idealfall der Bedienungsperson eine Anzeige des in jeder Stromschiene 16 fließenden Stromes geben. Die Anordnung der Chlorinzellen 10 macht jedoch eine solche Strommessung zu einer sehr schwierigen Voraussetzung, weil benachbarte Ohlorinzellen wie die Zellen 19 und 20 sich normalerweise dicht nebeneinander befinden und der Abstand L der gewöhnliche Abstand von weniger als 30 cm ist. Der Zwischenraum zwischen den Zellen ist so groß, daß die Schiene 16 horizontal herausragen kann, gesehen bei 25 von der ersten Zelle 19 aus, und dann bei 26 mit Abstand zu den Seiten der Zellen 19 und 20 ansteigt, bis sie einen Punkt erreicht hat, der höher als die obere Kante der Zelle 20 liegt. Dann verläuft die Stromschiene, wie bei 27 zu sehen ist, zu einem Punkt über der elektrisch angeschlossenen Anode 15 in der Zelle 20. Während die Stromschienen 16 in Figur 1 als Linien in einer üblichen Zellenausbildung der Art nach Figur 1 dargestellt sind, sind sie in einem stromleitenden Material mit Querschnittsabmessungen von etwa 40 cm Breite und 2,5 cm Höhe enthalten. Da mehrere parallelgeschaltete Stromschienen 16 an der Länge jeder Ohlorinzelle 16 angeordnet sind und die Schienen die angegebenen üblichen Abmessungen aufweisen, ist der Abstand zwischen benachbarten Stromschienen und auch der zwischen den Schienen und den parallelen Seitenwänden benachbarter Zellen sehr klein. Die Meßeinrichtungen von der Art der USAr-Patentschrift 3.323.056 können nicht an dem Stromschienenteil 16 zwischen zwei benachbarten Zellen installiert werden.

Wie im allgemeinen ausgeführt worden ist, besteht eine wirkliche Notwendigkeit für eine Strommeßeinrichtung, die billig

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und genau ist und für Ohlorinzellen oder dergl. angewendet werden kann, bei denen sich große von anderen Stromleitern erzeugte leider befinden. Einrichtungen, wie sie in der genannten Patentschrift beschrieben werden, ergeben ein Gerät, das den Strom in eine Schiene trotz der großen durch nahe Schienen erzeugte Felder genau messen kann. Einrichtungen dieser Art arbeiten nach dem Prinzip der Integration der Feldintensität über einer geschlossenen Kontur um den Leiter. Durch diese Integration werden die Wirkungen äußerer, von anderen Leitern oder Feldquellen erzeugten Felder eliminiert. Diese Einrichtungen sind, wie oben angezeigt, jedoch groß und zur Verwendung in Ohlorinzellen oder dergl. nicht geeignet.

Die Stromabtasteinrichtung nach der Erfindung ist andererseits viel kleiner als die nach der erwähnten Patentschrift. Das Abtastelement nach der Erfindung ist klein genug und von einer solchen Art, daß es unmittelbar auf einer Stromschiene 16 angebracht werden kann, wie bei 31 angezeigt ist. Der Sensor 31 wird noch im einzelnen beschrieben werden, er ist jedoch von der Art die dem durch einen Strom in der Schiene 16 erzeugtem Feld entspricht. Er prüft sogar das Feld um den Leiter nicht vollständig. So kann die Strommeßeinrichtung nach der Erfindung nicht vor dem Installieren geeicht werden. Ferner ist das Strommeßgerät für Ungenauigkeiten infolge der Felder des Stromes in benachbarten Leitern empfindlich, da nur eine Feldprobe entnommen wird. Die einfache und billige Strommeßeinrichtung nach der Erfindung spricht auf Feldschwankungen an, die von der Schiene erzeugt werden, an der sie angebracht ist und ist für Stromschwankungen in benachbarten Schienen verhältnismäßig unempfindlich, was noch in Verbindung mit dem Gerät nach Figur 2 besonders beschrieben werden wird.

Die Stromabtasteinrichtung nach der Erfindung wird in Figur

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2 perspektivisch gezeigt, wobei die Strommeßeinrichtung unmittelbar an einer Stromschiene 36 befestigt ist, in der ein Strom I in der durch den Pfeil angezeigten Richtung fließt. Die Meßeinrichtung nach der Erfindung enthält ein Gehäuse 37 ^aus Kunststoff oder einem anderen elektrisch isolierendem Material, das ein Anbringen des Gehäuses 37 unmittelbar an der Stromschiene 36 zuläßt. Weil das Gehäuse 36 aus elektrisch isolierendem Material besteht, ist das Meßgerät nach der Erfindung, das sich in diesem Gehäuse befindet, vom Strom in der Schiene elektrisch isoliert. Die Abtasteinrichtung selbst enthält eine Spule 38, die zwei parallel und in Abstand angeordnete Endplatten 39 besitzt, die durch ein rohrförmiges Teil 41 miteinander verbunden sind. Die Spule ist durch entsprechende Befestigungsmittel 40 im Gehäuse verankert, die die Form von Winkelhalterungen und Schrauben oder anderen entsprechenden Befestigungseinrichtungen aufweisen, um die Spule 38 im Gehäuse festzuhalten. Wie noch beschrieben werden wird, ist das Gehäuse 37 unmittel an der Stromschiene 36 so befestigt, daß die durch das rohrförmige Heil 41 hindurchgehende Achse senkrecht zur Stromflußrichtung in der Schiene 36 verläuft.

Um die Außenseite des rohrförmigen Teils 41 und zwischen den beiden Endplatten 39 ist eine elektrische Spule 42 gelegt, die, wie noch beschrieben werden wird, dazu dient, ein Feld zu erzeugen, das durch das rohrförmige Teil 41 entgegengesetzt dem leid gerichtet verläuft, das vom Strom I in der Schiene 36 erzeugt wird. Im rohrförmigen Teil 41 befinden sich zwei Magnetfeldkonzentrierpole 43 aus magnetischem Material zum konzentrieren des Feldflusses in dem geprüften Abschnitt, wobei ein Abschnitt ein Segment mit einer fortlaufenden Kontur rund um die Stromschiene enthält. Zwischen den benachbaren Vorderseiten der magnetischen Feldkonzentrationspole 43 befindet sich normalerweise eine magnetische

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Fe ^abtasteinrichtung 44, z.B. eine Halleffekteinriclitung oder vier Magneto-Dioden in Brückenschaltung. Diese Einrichtung enthält normalerweise die elektrischen Leiter 45, die sich zwischen einem der Pole 43 und der Innenfläche des rohrförmigen Teils 41 befindet und aus diesem herausgehen, um die Feldabtasteinrichtung 44 mit einer elektronischen Schaltung verbinden zu können, die zum Messen des Stromes I in der Schiene 36 notwendig ist. Die Abtasteinrichtung 44 befindet sich in einer entsprechenden Klemmeinrichtung 46, die die Einrichtung 44 zwischen den beiden Polen 43 hält. Die Halteeinrichtung 46 ist so gestaltet, daß sie die Abtasteinrichtung 44 an der magnetischen Achse der Konzentrationspole 43 hält und besitzt eine solche Dikke, daß benachbarte !lachen der Pole 43 die Abtasteinrichtung 44 nicht berühren können, sollten sie während des Transports der Einrichtung oder durch mechanische Erschütterungen beim normalen Betrieb sich an der magnetischen Achse verschieben.

Bei normalem Betrieb wird die Feldabtasteinrichtung nach Figur 2 in einem magnetischen Feld angeordnet, daß durch den Strom I entsteht, der durch die Schiene 36 hindurchgeht. Die Abtasteinrichtung ist dabei so angeordnet, daß das Feld durch die Pole 43 parallel zur Längsachse des rohrförmigen Teils 41 hindurchgeht. Weil die Konzentrierpole 43 aus magnetischem Material bestehen, wird ein größerer Prozentsatz des vom Strom in der Schiene 36 erzeugten magnetischen Feldes an der Polachse konzentriert, als durch die Einrichtung 44 ohne die Pole 43 gehen würde. Dieses Feld geht durch die magnetische Abtasteinrichtung 44 hindurch. Die elektrische Schaltung, die mit der Einrichtung 44 verbunden ist, erzeugt einen Strom, der durch die Spule 42 in solcher Richtung fließt, daß an der Achse des rohrförmigen Teils 41 ein magnetisches Feld in einer Richtung erzeugt wird, die der durch den Strom in der Schiene 36 erzeugten entgegengesetzt verläuft. Der in'

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diesem Feld in der Spule 42 erzeugte Strom ist dem in der Schiene 36 erzeugten proportional und kann geeicht werden, so daß er unmittelbar die Größe des Stromes I in der Schiene 36 anzeigt.

Da die Abtasteinrichtungen nach der Erfindung besonders zum Kessen von Strömen in einer Schiene geeignet sind, die eine von mehreren parallelen Schienen in Chlorinzellen nach Figur 1 enthält, weist die Abtasteinrichtung 44- vorteilhafterweise eine ebene Fonstruktion auf, die so angeordnet ist, daß das von einer benachbarten Stromschiene 36 erzeugte Feld durch diese ebene Konstruktion senkrecht zu ihrer Ebene hindurchgeht. Wegen der parallelai Ausbildung benachbarter Stromschienen und der sorgfältig gewählten Anordnung der Feldabtasteinrichtung geht das vom Strom benachbarter Schienen erzeugte Feld durch die Einrichtung 44 in paralleler Richtung zur Ebene der Abtasteinrichtung selbst hindurch. Somit haben Schwankungen des Stromes benachbarter Schienen eine verhältnismäßig geringe Wirkung auf den gemessenen Strom, weil die Abtasteinrichtung nicht auf Änderungen der magnetischen Felder anspricht, die parallel zur Ebene der Abtasteinrichtung für das magnetische Feld verlaufen.

Figur 3 zeigt die elektrische Schaltung der Strommeßeinrichtung nach der Erfindung. Die Einrichtung 44 wird mit einem schienenerzeugten Feld, das vom Pfeil 50 dargestellt wird, und einenspulenerzeugten Feld gezeigt, das durch den hindurchgehenden Pfeil 52 dargestellt ist. In die Schaltung mit einem Eingangswiderstand 53 an einem Eingang 54 eines Verstärkers 55 mit hohem Verstärkungsgrad ist einer elektrischen Verbindung für die Feldabtasteinrichtung gelegt. Die gegenüberliegende elektrische Verbindung 56 an der Einrichtung 44 liegt in einer Schaltung mit einem zweiten Eingangswiderstand 57» der zu einem zweiten Verstärksreingang 58 führt. Der Verstärker 55 selbst ist in Rückkopplung geschaltet, so daß die

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Ausgangsklemme 60 über einem Rückkopplungswiderstand 61 an der Eingangsklemme 5^· liegt. Hierbei dienen die Eingangswiderstände 53 und 57 kombiniert mit dem Rückkopplungswiderstand 61 zum Bestimmen der Verstärkung des Verstärkers 55· In einer üblichen Ausführung können die Eingangswiderstände 53 und 57 J© einen Wert von 25 Ohm und der Rückkopplungswiderstand 61 einen Wert von 75 000 Ohm haben· Hierbei ist die Verstärkung des Verstärkers in der Rückkopplungsschaltung etwa 3000 - fach.

Es sind zwei Gleichstromquellen 62 und 63 vorgesehen, wobei die negative Klemme der Quelle 62 und die positive Klemme der Quelle 63 unmittelbar an Erde liegen. Die positive Klemme der Quelle 62 liegt über dem Leiter 64 an der positiven Klemme des¹ Verstärkers 55· Die negative Klemme der Quelle 63 liegt über dem Leiter 65 an der negativen Klemme des Verstärkers 55· Der negative Leiter 64 ist ferner mit einem Widerstand 66 verbunden, der in die Schaltung einer Leitung 67 einer anderen Feldabtasteinrichtung liegt. Die der Leitung 67 gegenüberliegende Leitung 68 liegt in einer Schaltung mit einem Widerstand 69 und der negativen Leistungsklemme der Quelle 63· So wird ein Gleichstrompfad von der Quelle 62 über den Widerstand 66, die Abtasteinrichtung 44 und den Widerstand 69 zur negativen Klemme der Quelle 63 hergestellt, wobei der durchfließende Strom die Feldabtasteinrichtung betätigen muß.

Im Betrieb, wenn das schienenerzeugte Feld (Pfeil 50), das durch die Einrichtung 44 hindurchgeht, größer wird, wird ein Signal zwischen den Leistern 52 und 56 erzeugt, das bewirkt, daß der Verstärker 55 am Ausgang 60 ein Signal erzeugt, das größer wird, wenn das durch die Einrichtung hindurchgehende Feld ansteigt. Die Ausgangsklemme 60 des Verstärkers 55 liegt in Serie zur Spule 42 und einem Ausgangswiderstand 71. Wenn das"Signal an der Ausgangsklemme mit an-

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steigendem schienenerzeugtem Feld über die Einrichtung 44 ansteie;t, fließt ein Strom durch die in Serie liegende Spule 42 und den Ausgangswiderstand 71 und erzeugt so an der Achse der Spule 42 ein Feld. Durch richtiges elektrisches Anschalten des Verstärkers an die Spule 4-2 kann der durch die Spule fließende Strom ein Feld erzeugen, das in entgegengesetzter Richtung zum schienenerzeugten Feld durch die Einrichtung 44- hindurchgeht. Dies wird durch die gestrichelte Linie angezeigt, die den Pfeil 51 mit der Spule 4-2 verbindet. Folglich arbeitet die Schaltung nach Figur 3 so, daß das schienenerzeugte Feld (Pfeil 50) durch das spulenerzeugte Feld (Pfeil 51) zu Null gemacht wird. Im Ruhestand bleibt das reine Feld, das durch die Einrichtung 44 hindurchgeht, konstant, wenn ein konstanter Strom durch die Spule 42 und den Widerstand 71 fließt. Dieser Strom ist der Feldstärke proportional, die von der Schiene erzeugt wird, und somit auch dem Strom I proportional, der durch die Schiene selbst fließt.

Das durch die Spule 42 erzeugte Feld ist der Richtung des Feldes entgegengesetzt, das von dem gemessenen Feld erzeugt wird. Dieses von der Spule erzeugte Feld ist dem in der Schiene erzeugten Feld entgegengesetzt, so daß die Konzentrierpole infolge des großen, vqm Strom in der Schiene erzeugten Feldes nicht gesättigt wird. So spricht durch Verhindern der Sättigung die Einrichtung weiter auf die kleinen Stromänderungen in der überwachten Schiene an.

Um den Strom in der Spule 42 zu messen, wird ein Strommeßge— rät 80 vorgesehen, das einen veränderbaren Widerstand 81 und einen festen Widerstand 82 enthält, die in Serie liegen und einen reinen Nebenwiderstand ergeben, der zum Ausgangswiderstand 71 parallel liegt. Dieser Widerstand liegt gewöhnlich in der Größe von 4 0hm₅ während der veränderbare etwa 2 000

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Ohm und der feste Widerstand etwa 5 1OÜ Ohm besitzt. Der veränderbare Abgriff 83 am veränderbaren Y/iderstand 81 liegt an einer Leitung eines Voltmeters 84, während die andere Leitung des Voltmeters 84 an Erde liegt. So kann die Spannung an der veränderbaren Leitung 83 durch Verändern der Einstellung des veränderbaren Widerstandes 81 so eingestellt werden, daß das Voltmeter unmittelbar den in der Schiene neben der Feldabtasteinrichtung 44 fließenden Strom ablesen läßt.

In bestimmten Fällen reicht der Verstärkungsgrad des Verstärkers 55 nicht aus, um in der Spule 42 einen ausreichend hohen Strom zu erzeugen, der einen genauen und eichbaren Betrieb der Strommeßeinrichtung zuläßt. Hier kann ein zusätzlicher (nicht dargestellter) Verstärker zwischen den Ausgang 60 des Verstärkers 55 und der Verbindung zur Spule 42 gelegt werden, so daß der Strom durch die Spule verstärkt wird. Der Verstär— kungsgrad des zusätzlichen Verstärkers braucht nur zum Erzeugen eines ausreichenden Stromes durch die Spule 42 und den Widerstand 71 und somit eine meßbare Ausgangsleistung zu genügen, wenn der gemessene Strom in der Schiene in seinem normalen Arbeitsbereich liegt. Der Verstärkunpsgrad muß jedoch groß genug sein, um in der Spule 42 einen aiisreichenden Strom zu erzeugen, und so eine Sättigung der Pole zu verhindern.

Die Strommeßeinrichtung nach den Figiiren 2 und 3 können somit nicht beim Installieren geeicht werden, weil das Feld der Stromschiene in einem Abschnitt und nicht über einer geschlossenen Kontur rund um die Schiene geprüft wird. Die Erfindung nimmt lediglich eine einzige Feldprüfung auf und fährt infolge äußerer im Abschnitt geprüfter Felder auch zu weiteren möglichen Ungenauigkeiten. So erscheint die Verwendung einer einzelnen Feldabtasteinrichtung als eine geringe Auswahl von keß— strömen auf eng angeordneten, parallelen Stromschienen.

Die scheinbaren Nachteile der Erfindung sind jedoch nur von

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geringer wirklicher Folge und werden hauptsächlich durch sorgfältige Wahl des Ortes für das Feldabtastelement 31 überwunden. Vorzugsweise wird das Element 31 dicht neben und normalerweise unmittelbar an der Schiene angeordnet, die gemessen werden soll. Das Meßelement y\ muß im Schienenfeld fest angeordnet sein, da sonst die Strommessungen nicht genau sind. Ferner werden die Achsen der Konzentrierpole nach der Erfindung bei bevorzugten Installationen vorteilhafterweise mit dem Feld ausgerichtet,- das von der Schiene erzeugt wird, weil die Abtasteinrichtungen wie z.B. Hall-Elemente auf die senkrechte Komponente des Feldes ansprechen, das durch die Hall-Einrichtung hindurchgeht. Dadurch wird die Größe des empfindlichen schienenerzeugten Feldes erhöht.

Wenn die Strommeßeinrichtungen nach der Erfindung in Chlorinzellen oder dergl. verwendet werden, müssen sie dort aufgestellt werden, wo sie großen äußeren Feldern ausgesetzt sind. So werden die Strommeßeinrichtungen ungenau, wenn die äußeren Felder die Abtasteinrichtungen beeinflussen. Dieses Problem kann durch sorgfältiges Aufstellen des Elements 31 an einer Stelle gelöst werden, an der die Felder naher stromführender Leiter entweder aufgehoben und durch die Hall-Einrichtung praktisch parallel zur Ebene der Hall-Platte hindurchgeht. Mit einer solchen Aufstellung wird das Ansprechen der Hall-Einrichtung auf äußere Felder sehr klein gehalten. Bei Chlorin— zellen wird die Feldabtssteinrichtung mit großem Torteil unmittelbar auf der gemessenen Schiene an einem Punkt an der Längsmittellinie entweder der oberen oder der unteren Fläche des horizontalen Teils 27 der Schiene angebracht. An jeder dieser Stellen verläuft das Feld benachbarter und paralleler Stromschienen parallel zur Ebene, eines in einem Feldabtast— element 31 verwendeten Hall-Elements, so daß diese äußeren Felder eine minimale Wirkung auf das durch das Hall-Element abgetastete Feld haben.

Gemäß der Erfindung kann das Gerät nach Figur 3 naturgemäß

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nicht geeicht werden, weil die Größe des vom Strom der Schiene (Pfeil 59) nicht genau bestimmt werden kann, weil die Einrichtung auf die tatsächliche Geometrie ihrer Lage stark ansprichtβ Folglich muß das Gerät nach der Erfindung geeicht werden, nachdem die Einrichtung 44 in bezug auf die Stromschiene fest aufgestellt worden ist, für die Strommessungen erwünscht sind. Das Eichen der Einrichtung kann dadurch erfolgen, daß ein bekannter Strom durch die Schiene neben der Einrichtung; 44 oder ein unbekannter Strom durch die Schiene fließt und der Strom durch eine andere Strommeßeinrichtung wie die nach der UAS-Patentschrift 3,626,291 gemessen wird. In jedem Fall erzeugt der bekannte Strom ein Feld, das den Verstärker veranlaßt, einen Strom in der Spule 42 zu erzeugen. Dieser Strom geht auch durch den Ausgangswiderstand 71 und erzeugt dort eine Spannung, die durch die Spannungsmeßeinrichtung 80 gemessen werden kann. Durch Einstellen des Abgriffs 83 an dem veränderbaren Widerstand 81, kann die vom Voltmeter 84 gemessenen Spannung so variiert werden, daß dessen Skala gleich der bekannte Strom in der Stromschiene eingestellt werden kann. Eine gleich größere Genauigkeit dieseir· Meßeichungstechnik kann durch Ablesen des. Meßgerätes 84 erreicht werden, die anderen und abweichenden bekannten Strömen entspricht, die durch die Schiene neben der Einrichtung 44 hindurchgehen. Auf diese Weise können für das Meßgerät 84 Vollbereichsanzeigen auf bekannte Ströme bezogen werden. Dieser Schritt ist dort nicht notwendig, wo die Strommeßeinrichtung zum Messen von Strömen in Schienen wie z. B. in Chlorinzellen nach Figur 1 verwendet werden sollen, weil der Strom in jeder Schiene während des normalen Betriebes der:· Zellen etwa gleich dem Strom in einer anderen Schiene ist und unter annormalen Verhältnissen ist der Strom in einer gegebenen kurzgeschlossenen Anode erheblich höher als bei normalen Betrieb.. So würde die Meßanzeige am Gerät 84 erheblich anders sein wie die des normalen Betriebes und die Bedienungsperson könnte leicht die Schiene feststellen, durch die ein Kurzschlußstrom fließt.

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Als Hilfe der Bedienungsperson kann ein Alarm ertönen, wenn der Strom in einer gegebenen Schiene einen gegebenen Maximalwert überschreitet. Eine Schaltung für diese Alarmanlage enthält eine elektrische Leitung 90 zwischen einer Vergleichsschaltung 91 und dem Abgriff am veränderbaren Widerstand 81· Die Spannung an der leitung 92 aus der Bezugsspannungsquelle 93 und beim Überschreiten der Spannung an der Leitung 92 durch die der Leitung 90 liefert die Vergleichsschaltung 91 an der Leitung 94· eine Ausgangsleistung, die die Alarmanlage 95 z.B. eine elektrische Hupe, Glocke oder dergl. auslöst. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Vergleichskreis einen Schmitt-Trigger enthalten, der ein einen Alarm auslösendes Signal erzeugt, wenn der Eingang des Triggers eine gegebene Spannung überschreitet.

Die Strommeßeinrichtung nach der Erfindung kann ferner auch bei automatisiertem Betrieb· einer Ohlorinzelle angewendet werden. Ein solcher automatisierter Betrieb kann durch das Gerät durchgeführt werden, das in Figur 4 dargestellt ist. Dort ist die positive Klemme mit dem Punkt 100 verbunden und der Strom fließt von dort durch die Stromschiene 16» Unmittelbar an der Schiene 1.6 befindet sich ein Sensor 102 von der in Figur 2 gezeigten Art, um den Strom in der Schiene zu messen. Der Sensor 102 liegt an der elektrischen Schaltung zum Messen des. Stromes in der Schiene 16 über die Leitungen 103 und 104, die symbolisch die Verbindung zu den Leitungen 52, 53» 67 und 68 in Figur 3 ersetzen. Die elektronische Schaltung 105» die der Schaltung nach Eigur 3 entspricht, erzeugt an der Leitung 106 einen Ausgang, dessen Größe der des Stromes in der Schiene 16 und dem Signal an der Leitung 90 nach Eigur 3 entspricht. An der Leitung 107 liegt eine Bezugsspannung für den Eingang der Rückkopplungsregelschaltung 108, Die Schaltung 108 spricht auf den Ausgang an der Leitung 106 und auf das Bezugssignal an der Leitung 107 an und liefert an ihrem Ausgang 110 ein Signal zum Betrieb eines in beiden

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Richtungen laufenden Servomotors 111, der von einer Halterung über der Lauge 14- der Ghlorinzelle 10 gehalten wird. Durch den Servomotor 111 wird eine Anode 15 gehoben und gesenkt, die in der Lauge 14 und über und parallel zur Quecksilberschicht 13 am Boden der Zelle dargestellt ist. Wenn der Ausgang der Leitung 106 größer als der an der Bezugsleitung 107 ist, ist der Strom in der Schiene 16 größer als ein gegebener Bezugswert. Folglich entspricht die Rückkopplungsregelung diesem Zustand und gibt ein Signal an die Ausgangs— leitung 110, das den Servomotor die Anode 15 von der Quecksilberschicht 13 wegheben läßt. Dadurch fällt der Strom in der Schiene 16 ab. Beim Fallen dieses Stromes auf einen Wert, der ein Signal an der Ausgangsleitung 106 erzeugt, das gleich dem Bezugssignal 107 ist, spricht die Rückkopplungsregelung durch Erzeugen eines Signals 110 auf das Anhalten des Servomotors 111 an. Andererseits spricht die Rückkopplungsregelung 108 auf das Erzeugen eines Signals an der Leitung 110 an, wenn das Ausgangssignal an der Leitung 106 unter das Bezugssignal fällt, wodurch der Servomotor 111 die Anode 15 auf die Quecksilbersichicht 13 senkt. Dadurch steigt der Strom in der Schiene 16 an und ergibt ein Ansteigen des Ausgangsniveaus des. Signals an cer Leitung 102. Die Rückkopplungsregelung 108 spricht an und erzeugt ein Signal an der Leitung 106 und hält den Servomotor 111 an. So regelt die Schaltung nach Figur 4 die Einstellung der Anoden 15 in bezug auf die Quecksilberschicht 13 in einer Ghlorinzelle. Ein Eingreifen von Hand in den Betrieb dieser Zellen wird für die meiaten Einstellungen der Anoden in bezug auf die Quecksilberschicht am Boden der Zelle überflüssig. Somit kann durch sorgfältige Wahl des Bezugssignals die Ghlorinzelle auf Arbeiten bei maximalem Wirkungsgrad ohne menschliches Eingreifen eingestellt werden.

Das beschriebene Gerät und das Verfahren dient nicht nur in Verwendung mit Ghlorinzellen, sondern kann auch zum Herstel-

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len -/on Aluminium oder beim anderen Abscheidungsprozessen benutzt werden, die mit hohen elektrischen Strömen arbeitest Bas Meßgerät nach der Erfindung kann aber auch dort verwendet werden, wo Strommeßeinrichtungen zum Messen höher Ströme verwendet werden können, ζ·Β« bei elektrischen übestragungsschaltungen und dergl.. Bas Gerät nach der Erfindung kann auch dort angewendet werden, wo es nur eine einzige Stromschiene gibt, obgleich as auch dort verwendet werden kann, wo sich die Felder benachbarter Stromschienen befinden.

Außer der erwähnten weiteren Anwendung der Erfindung sind auch Abänderungen In der Form möglich, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweisliea. Obwonl ein besonderer Aufbau der Feldabtasteinrichtimg beschrieben worden ist, ist es doch zu erkennen, daß der geometrische Aufbau dieser Einrichtung in weitem Maße abgeändert werden kann und der abgeänderte Aufbau kann elektrische Signale erseugen, die durch die Elektronik notwendig werden, im. dieselbe Arbeitsweise zu erhalten, die bereits beschrieben worden ist» Außerdem kann die besondere Schaltung in bezug auf die elektronische Anlage nach Figur 3 ebenfalls abgeändert werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.

Zusammenfas sung:

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gsrät und ein Verfahren zum Messen hoher Ströme, Bei sehr verschiedenen Anwendungen, z.B. bei der Herstellung von Ohlorgas wird um eine Stromschiene ein meßbares Feld aufgebaut. Sine Feldmeßeinrichtung, z.B. eine Hall-Einrichtung befindet sich im Feld, das die Stromschiene umgibt· Diese Einrichtung liegt zwischen zwei Feldkonzentrierelementen,, die das durch die Einrichtung hindurchgehende Feld konzentrieren. Durch einen Verstärker mit

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Claims

Patentansprüche:

Verfahren zum Überwachen des Stromes in einer Schiene gekennzeichnet durch folgende Schritte: Anbringen eines Feldabtästelementea (31) zwischen* zwei magnetischen Feldkonzentrierpolen (43), festes Aufstellen des Feldelementes (31) und der Konzentrierpole (43) in dem von zu überwachenden Strom in der Schiene (16) erzeugten Feld,

Anschließen des Feldabtastelementes an ein Stromanzeigegerät (80) vorübergehendes Ablegen eineir Strommeßeinrihtung an die Schiene (16) Eichen des Anzeigegerätes (80) auf den von der vorübergehend angelegten Strommeßeinrichtung (44), und
Entfernen der Strommeßeinrichtung (44)_#
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Aufstellen des- leldabtasfcelements (31) zusätzlich das Aufstellen dieses Elementes neben der asu überwachenden Stromschiene (16) an einem Pux&üi- enthält, an dem die Sichtung des vom überwachten Etr&om erzeugten Feldes senkrecht zu der Eichtting des von anderen im der Nähe liegenden Stromschienen (16) verläuft,
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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neben dem festen Aufstellen des Feldabtastelementea (31) dieses Elementes neben der zu überwachenden Stromschiene an einem Bunkfe angebracht ist, an «fern die Richtung des vom zu überwachenden Strom erzeugten Feldes, zur Richtung anderer äußerer Felder senkrecht verläuft.

4· Gerät; zum Messen des Stromes in einer Schiene nach den Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Feldabtasifcelement (31) das Feld an einem Punkt mit Abstand abtastet und ein Signal mit einer dem Feld proportionalen Größe erzeugt, das durch diesen Punkt hindurchgeht und von dem gemessenen Strom erzeugt wird, wobei das Abtastelement (31) fest in dem vom gemessenen Strom erzeugten Feld an einem Punkt aufgestellt ist, an dem die von anderen Stromschienen (16) erzeugten Felder senkrecht zu dem vom zu messenden Strom erzeugten Feld verlaufen, daß zwei Feldkonzentrierpole (43) an gegenüberliegenden Seiten der Feldabtasteinrichtung angeordnet sind, die aur. einen Abschnitt des von dem gemessenen Strom erzeugten Feldes konzentrieren, daß eine Spule um die Konzentrierpole (43) gelegt ist, daß ein Verstärker (55) auf das Signal des Feldabtastelementes (31) anspricht und ein verstärktes Signal an seinem Ausgang (60) erzeugt, daß der Verstärkerausgang (60) mit der Spule (42) verbunden· ist und ein Feld in den Konzentrierpolen (43) erzeugt, dessen Richtung dem vom gemessenen Strom erzeugten Feld entgegengesetzt verläuft, und daß das verstärkte Signal gemessen wird, dessen Größe dem gemessenen Strom proportional ist.

5· Gerät nach Anspruch 4, für. die Verwendung zur Überwachung einer Ohlorinzelle oder dergl. gekennzeichnet durch mehrere Feldabtastelemente (31)» von denen jedes ein Signal erzeugt, dessen Größe proportional dem hindurchgehenden Feldes ist, fest in dem durch dem Strom in einer von mehreren

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Stromschienen erzeugten !Feld aufgestellt sind, wobei jede Schiene (16). an einem Punkt an einer Anode (15) liegt, an dem die von anderen Schienen erzeugten Felder senkrecht zu dem von dieser einen Stromschiene erzeugten Feldes verlaufen, und mehrere Verstärker (55) auf ein Signal eines von mehreren Feldabtastelementen ansprechen und an ihrem Ausgang ein verstärktes Signal liefern.

6» Gerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Einstelleinrichtungen mit jeder Anode (15) in der Zelle verbunden sind, um die Lage der angeschlossenen Anode einzustellen, und daß eine Rückkopplungsregeleinrichtung (61) zwischen jeder Einstelleinrichtung und dem Verstärker (55)» der an eine Anode gekuppelt ist, liegt und Steuersignale für die angeschlossene Einstelleinrichtung aus den verstärkten Signalen erzeugt, wobei die angeschlossene Einstelleinrichtung die Lage der angeschlossenen Anode (15) in der Zelle einstellt und dadurch die Arbeitsweise der Zelle automatisch regelt.

7» Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feldabtastelement (31) mit einem Verstärker (55) verbunden ist, der ein Signal erzeugt das zum Erzeugen eines Feldes dient, das entgegengesetzt dem Feld an dem Abtastelement gerichtet ist und durch den Strom in der überwachten Schiene (16) erzeugt.

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