DE2416672C3 - Vorrichtung zur Messung einer strömenden Gasprobe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung einer strömenden Gasprobe, die senkrecht durch ein Tragrohr mit einem länglichen Schlitz strömt, mit einem Strahlungsgeber an dem einen Ende und einem Empfänger an dem anderen Ende des Tragrohres, wobei das Tragrohr von beiden Seiten aus durch ein Spülmedium beaufschlagbar ist und das Tragrohr an jedem Ende des Schlitzes durch eine mit einer Blende versehenen Scheibe verschlossen ist, durch die das Spülmedium in das durch den Schiit/, strömende Gas eintritt.

Es ist bereits bekannt, die Messung einer strömenden Gasprobe vorzunehmen, die senkrecht durch ein Tragrohr geführt wird, bei welchem ein Strahlungsgeber an dem einen Ende und ein Empfänger an dem anderen Ende des Tragrohres angebracht ist. Dabei ist das Tragrohr an beiden Enden durch ein Spülmedium beaufschlagbar und an jedem Ende des Schlitzes durch eine mit einer Blende versehenen Scheibe verschlossen, durch die das Spülmedium in das durch den Schlitz strömende Gas eintritt. Dabei tritt das Spülmedium unkontrolliert in die strömende Probe, so daß Meßungenauigkeiten auftreten. Diese Meßungenauigkeiten werden durch einen unkontrollierten Spülmediumfluß verursacht und soll erfindungsgemäß ausgeschaltet werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung einer strömenden Gasprobe zu schaffen, die es gestattet, das bekannte Verfahren durch Ausschaltung von Meßungenauigkeiten zu verbessern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede der Blenden aus einem Rohr besteht, dessen Länge mindestens den zweifachen Blendendurchmesser aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, daß die Probe in konstanter Länge durch das Tragrohr fließt und eine Laminarströmung aufrechterhalten wird. Eine turbulente Strömung würde zu einem unkontrollierbaren Fluß der strömenden Gasprobe führen und dadurch die Genauigkeit der Messung ungünstig beeinflussen.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es somit möelich. kontinuierlich eine maßstabile Probe zu messen und die Unzulänglichkeiten der bekannten Vorrichtungen auszuschalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Ausfuhruncsform, teilweise im Querschnitt,

F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der F i g. 1 in Richtung der Pfeile,

ίο Fig.3 eine andere Anordnung zur Aufgabe von Spülmedium in die strömende Probe,

Fig.4 eine teilweise Draufsicht auf einen in Segmente unterteilten Schlitz,

F i g. 5 eine Graphik für die Beschreibung bestimmter Gesichtspunkte der Erfindung.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform für die Probeentnahme eines Abgases, wie z. B. von Rauchgas, das aus einer mit fossilem Brennstoff betriebenen Feuerung ausgeworfen wird. Solche Gase werden normalerweise ϊο durch einen Kanal mit Wänden 2 abgezogen.

Durch den Kanal verläuft ein Tragrohr 4, das in zweckmäßiger Weise z.B. aus einem 100-mm-Rohr gefertigt werden kann. Es wurde festgestellt, daß ein solches Tragrohr eine ausreichende Steifigkeit hat, um eine optische Ausrichtung zwischen einem Strahlungsempfänger und einem Strahlungsgeber für Kanäle zu gewährleisten, deren Breiten man in den meisten industriellen Einsatzfällen vorfindet. Es ist jedoch klar, daß das Gewicht und die Größe des Tragrohrs im erforderlichen Maße vergrößert werden können, um den Bedingungen eines jeweiligen Falls Genüge zu tun. Weiterhin hat ein solches Tragrohr gewöhnlich eine ausreichende Steifigkeit, um die Notwendigkeit auszuschalten, die Lichtschranke innerhalb des Kanals zu unterstützen.

Das Tragrohr 4 weist einen Schlitz 6 auf, durch den ein Teil des Abgases strömt, wodurch die Menge der Probe festgelegt wird. Es ist klar, daß die Länge des Schlitzes im erforderlichen Maße geändert werden kann, um jeweils den Erfordernissen eines Falls zu entsprechen.

So kann für einen Strahl mit einer bestimmten Intensität die Schlitzlänge so eingestellt werden, daß die erwartete Schwebstoff-Teilchenmenge und die Undurchlässigkeit des Gases für das zur Verwendung kommende Strahlungsband berücksichtigt werden. Für Kanäle von gewöhnlicher Breite wurde festgestellt, daß ein kontinuierlicher Schlitz nicht wesentlich die Steifigkeit des Tragrohrs beeinträchtigt; wie jedoch in Fig.4 dargestellt, kann bei Kanälen mit einer verhältnismäßig größeren Breite der Schlitz in Segmente 8 aufgeteilt werden. Falls erforderlich, kann eine zusätzliche Steifigkeit des Tragrohrs 4 dadurch erreicht werden, daß man Seitenplatten 7 an die Innenwand des Tragrohrs schweißt oder sonstwie befestigt, und zwar auf der Länge des Schlitzes.

In zweckmäßiger Weise kann das Tragrohr 4 in den Kanalwänden 2 gelagert und unterstützt werden, an welchen es durch Schweißen oder durch ein anderes geeignetes Mittel abgedichtet wird. Das Tragrohr ist mit Flansche 10 und 12 versehen, um eine Befestigungsmöglichkeit für geflanschte Paßstücke 14 und 16 zu bieten, an denen ein Strahlungsgeber 18 und ein Empfänger 20 durch geeignete lösbare Vorrichtungen (nicht darge-

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notfalls reinigen zu können, die gewöhnlich bei typischen Geber- und Empfängergeräten vorgesehen sind. Ein Spülmedium, wie z. B. Luft, wird in die

Paßstücke 14 und 16 durch geeignete Anschlüsse 21 bzw. 22 eingeführt. Die Spülluft strömt durch das Tragrohr 4 und wird in den Schlitz 6 abgeführt.

Wie bereits zuvor erwähnt, erzeugt eine Anordnung nach dem bekannten Stand der Technik nicht eine strömende Probe, die Stabilität aufweist. Diesen Mangel überwindet die Erfindung dadurch, daß das Spülmedium durch Blenden austritt, die an jedem Ende des Schlitzes 6 vorgesehen sind. In Fig. 1 ist eine Scheibe 24 dargestellt, die an dem Geberende des Schlitzes liegt, und eine gleiche Scheibe 26, die an dem Empfängerende des Schlitzes liegt. Jede Scheibe ist mit einer Blende 29 ausgestattet, die im Vergleich zum Tragrohr einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser hat. Um eine Vorstellung von der Größenordnung zu geben, kann man sagen, daß bei einem 100-mm-Tragrohr die Blenden einen Durchmesser von 50 mm oder weniger haben. Wie in Fig. 1 dargestellt, strömt die durch die Blenden abzuführende Spülluft zunächst durch Röhren 28 und 30, deren Länge mindestens zweimal so groß wie der Blendendurchmesser ist, um eine Laminar- oder zumindest eine geordnete Strömung zu ergeben. Es wurde festgestellt, daß eine solche Ausführung eine stabile Grenzfläche zwischen der Spülluft und dem entnommenen Medium ergibt, wodurch man eine maßstabile fließende Probe erhält, während man verhindert, daß die Schwebstoffteilchen und das Probegas in die Lichtschranke eintreten.

In Fig.5 ist eine typische Beziehung zwischen der Spülluftmenge und dem Verhältnis aus der effektiven und der beobachteten Konzentration eines gemessenen Bestandteils des Probegases gezeigt. Man wird feststellen, daß oberhalb einer Spülluftmindestmenge das Verhältnis konstant bleibt. Somit wird die Stabilität des Probemediums ohne Rücksicht auf Schwankungen bei der Spülmediummenge aufrechterhalten. Als eine Verfeinerung umfaßt die Erfindung auch die Aufrechterhaltung einer konstanten Spüimediummenge in den Fällen, in denen ein komprimierbares Gas, wie z. B. Luft, verwendet wird; dies geschieht dadurch, daß man das Spülmedium durch Blenden 32, 34 einführt und auf der Eintrittsseite einen Druck aufrechterhält, der oberhalb des kritischen Drucks liegt. Der konstante Eintrittsdruck wird durch Druckregler 36,38 aufrechterhalten.

In F i g. 3 ist eine andere Form der Blendenanordnung für die Einführung des Spülmediums in die Schützenden gezeigt. Bei dieser Anordnung wird ein Paßstück 40 vorgesehen, das Flansche 42 und 44 besitzt. Nach Einbau in das Tragrohr kann der Flansch 44, der an dem Schlitz liegt, an der Innenwand des Tragrohrs, abgedichtet werden. Gemäß Darstellung ist die zum Schlitz liegende Fläche des Flansches 44 abgeflacht ausgebildet. Die Abflachung kann bis zu 15° betragen. Die Flansche 42, 44 sind durch eine Röhre 46 getrennt, die ausreichend lang ist — etwa zweimal Innendurchmesser der Röhre —, um eine geordnete Spülmediumströmung in den Schlitz herzustellen. Es wurde festgestellt, daß eine solche Ausbildung die Stabilität der fließenden Probe etwa innerhalb des gleichen Spülmediums- und Probegasmengenbereichs hält wie die in Fig. 1 dargestellte Anordnung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Messung einer strömenden Gasprobe, die senkrecht durch ein Tragrnhr mit einem länglichen Schlitz strömt, mit einei irahlungsgeber an dem einen Ende und einem Lmpfänger an dem anderen Ende des Tragrohres, wobei das Tragrohr von beiden Enden aus durch ein Spülmedium beaufschlagbar ist und das Tragrohr an jedem Ende des Schlitzes durch eine mit einer Blende versehene Scheibe verschlossen ist, durch die das Spülmedium in das durch den Schlitz strömende Gas eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Blenden (29) aus einem Rohr (28, 30) besteht, dessen Länge mindestens den zweifachen Blendendurcfimesser aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der strömenden Gasprobe liegende Fläche der Blenden (29) in Richtung zur Strömung der Gasprobe konisch ausgebildet ist.