DE2431677A1

DE2431677A1 - Gasanalysegeraet

Info

Publication number: DE2431677A1
Application number: DE2431677A
Authority: DE
Inventors: Nicolaas Marinus Beekmans; Ronald Karel Eijnthoven; Leopold Heijne; Petrus Jacobus Poolman
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1973-07-09
Filing date: 1974-07-02
Publication date: 1975-02-06
Also published as: GB1472423A; FR2237194B1; US3907657A; IT1015730B; NL7309537A; DE2431677B2; SE7408872L; JPS5034590A; JPS5531419B2; SE411959B; DE2431677C3; FR2237194A1

Description

Dr. ?,·'--· rf Schot*

N. V. Philips'

p
PHK 7020

vom: 28* Jun± 1974

Ga sanalysegerftt

Die Erfindung bezieht sieh auf ein Gasanalysegeriit zum Hessen der Konzentration eines Gasanteiles in einem ersten Raust, das einen Messraiim, eier eine Hessprobo aus dem ersten Raum empfängt, und eine Trennwand enthält» die als Teil eines Vand'ceiles des Messraumes aus mindestens einem, lonejileitttng aufveisenden. Pest st off* besteht und die auf beiden Seiten mit mindestens einer Elektrodenschicht, u.a. zum Zuführen eines e-Iektrisehen Strones, versehen ist, so dass mittels eines lonc.Tjstroni&s in der Trennwand, der Gasanteil aus dem Hessraura en t f e τη t vrird«

Bas Messen oder Dosieren eines Gases mit Hilfe einer Trennwand ist bekannt» Der Stoff oder* das.Gemisch von Stoffen, aus dem diese Trennwand bestehen kaiui, ist derart gewählt,

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dass xix einem bestimmten Temperaturbereich bestimmte Zonen im Stoff unter der Einirirkung eines elektrischen Feldes sich in Richtung auf dieses Feld bewegen können. Auch können diese Ionen -umkehrbare Reaktionen mit Molekülen eingehen, die sich atEsserhalb der Trennwand befinden. Auf d5.ese !,'eise ist es möglich.» ein Gas aus einem Raum durch die Trennwand hindurch zu- einem anderen Raum zu befördern oder Potentialunterschiede an den Elektrodenschichten zu messen, die ein Kass für die Partialdruckunterschiede sind.

Beispielsweise sei das Hessen vor. Partialdrücken von Halogenen mittels einer Trennwand aus Silberhalogenid erw&hnt.« Ein konstanter Referenzdruck kann durch Anwendung einer Silberelektrode auf der Referenzseite erhalten werden. Auch kann eine derartige ¥and aus Silberhalogenid, namentlich Silberjodid, für. das Messen von S chwe feldrück en dadurch geeignet gemacht werden, dass auf der genannten Vfand eine Silbersulfid~ schicht angebracht wird.

Zxrkonoxid lässt sich durch Zusatz von Stoffen für das Messen oder Dosieren von Sauerstoff geeignet machen. Vorzugsweise sind die beiden Seiten der- Trennwand dann mit einer porösen. Platinschicht überzogen, die als Elektrode dient.

In der USA-Patentschrift 3 514 377 wird ausführlich beschrieben, wie mit verschiedenen -Vorrichtungen. S&iierstoff in einem Gasgemisch gemessen, Sauerstoff aus einein Gasgemisch entfernt und Sauerstoff, z.B. zum Verbrennen eines brennbaren Gemisches _t dosiert- werden kann.«

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In Fig. 7 tier genannten USA-Pat ent schrift mit del*

igen Beschreibung wird gezeigt, class eine Analyse eiii'-r in einem Hessraun abgesonderten Gasprobe durch Anwendung einer als Punpo geschalteten Trennwand möglich- ist, wobei Sauerstofftransport durch die Trennwand hindurch erfolgt. Dabei wird Sauerstoff aus dem Kessraum entfernt oder geht Sauerstoff eine Reaktion mit einem brennbaren Gemisch ein. Dadurch, dass Messimgen an StrSmen und Siiannungen mit Hilfe von Elektronenschichten auf der Trennv.'and vorgenommen werden, kann so die Konzentration eines Gasanteiles, wie Sauerstoff oder ein brennbares Gemisch, gemessen werden.

In der Beschreibung der genannten Patenschrift, insbesondere in Spalte 6, Zeilen 'j6 und folg-ende, und Spalten 7 und S in Verbindung mit Fig. 8, wird angegeben, wie mit konstanten PumpetrSnien durch Zeitmessungen und durch Detektiex-en von Spai!r.ungsSprüngen Konzeiitration3?;iess\mgcn durchgeführt werden können.

Die Erfindung bezweckt, Verbesserungen des bekannten Gasjjroberees^verfahrens zu schaffen, wobei sowohl Ausführungsforrnc-n der GasbsiuustcTuiig als auch Verfahren zuri Messen der Konzentration des Gasanteiles beschrieben werden.

Ein Gasanalysegeriit der obenbeschriebenen Art ist nach der Lrf indvni^ dadurch gckeiinzeicVinrrt, dass zwischen dem ersteii Raum und dem Messratun ein Verbindvuagsteil mit einem gropsen Durcliln&sviiderstand angebracht ist, der in einer Füllzeit t durcli Diffusion das Vorh.'iltiiis dei' 'ionzoni rat ionen

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des Gasanteiles in den beiden genannten Räumen auf praktisch den Wert 1,bringt, während weiter das Gerät eine Steuereinheit für den elektrischen Strom enthält, die wenigstens nach der Füllzeit während einer Pumpzeit t den Strom einschaltet, so dass das Verhältnis der Konzentrationen nahezu gleich 0 wird.

Der Vorteil eines Gasanalysegerätes nach der Erfindung ist der, dass keine mechanischen bewegbaren Teile, wie \^rerschlnssventile oder Hähne, vorhanden sind, wie dies bei der in der genannten USA-Patentschrift beschriebenen Ausführungsform wohl der Fall ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Wahl der Füllzeit t die Abmessungen des Verbindungsteiles keinen Einfluss auf das Messergebnis ausüben. Ein gewisser Verschmutzungsgrad ist also zulässig. Dadurch werden sich die Abmessungen der Durchströmungsöffnungen ändern, oder im allgemeinen wird die Diffusionsgeschwindigkeit abnehmen; bei der Bestimmung der Ftillzeit t_v ist dies aber zu berücksichtigen.

Ein Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung ist auch noch der, das ein geringes Weglecken durch die Wände Eulässig ist, was bedeutet, das· insbesondere bei hohen Temperaturen die Abdichtungsproblerae geringer sind. Der Erfindungegedanke basiert gerade auf die Tatsache, dass in der Pumpeeit t der Meceraum in beBug auf den zu meε«enden Gasanteil schnell -entleert wird und dass dann in einer viel längeren Zeit der Messraura wieder gefüllt werden darf. Dabei ist das Hineinströmen des Gasanteiles wKhrend der Entleerung derart

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gering, dass sich eine gute· Nulldetektion erhalten lässt, wobei also das Verhältnis zwischen den Konzentrationen innerhalb und ausserhalb des- Messraumes nahezu gleich 0 ist.

Die bekannten Vorteile sind: es besteht eine lineare Empfindlichkeit j es wird keine Referenaatmosphäre benötigt, und es wird ein grosses Detektionssignal erhalten, das z»I3, in der Grössenordnung von 1 V liegen kann.

Eine vorteilhafte Anwendung kann bei der Gasanalyse der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren gefunden werden, wo der Messraum Verschmutzung und hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Das Messsignal eines dei^artigen Gasanalysegerätes kann in einem Regelsystem verwendet werden, mit dem das Luft/Brennst off -Verhält his auf einen optimalen Wert, eingestellt werden kann.

Es hat sich ausserdem herausgestellt, dass für eine derartige Anwendung eine Sauerstoffmesszelle nach dem bekannten Prinzip der EMK-Messung unter Verwendung des NOrnstschen Gesetzes weniger geeignet sein kann, weil bei einem Mindest— mass an Luftverunreinigung und optimaler Verbrennung der Sauerstoffprozentsatz in den Auspuffgasen verhältnismässig hoch, z.B. 5 /o» sein kann, während die Referenzatmosphäre Luft mit 20 i* Sauerstoff ist, was bedeutet, dass durch den logarithmssehen Charakter nach Nernst die erzeugte EMK verhältnismässig klein ist (Millivolt). Störspannungen und thermische Spannungen spielen dann eine zu grosse Rolle. Ein Gasanalysegerät nach der Erfindung weist diesen Nachteil nicht auf.

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Der Verbindtmgsteil kann eine Oeffnimg in der l'and des Hessraunes sein oder aus mehreren zueinander parallelen Oeffmmgen geringeren Querschnittes bestehen. Ein poröser Pfropfen oder ein poröses Filterelement ist besondc-rs f-:eeignet. Auch können eine oder mehrere Kapillaren verwendet worden, die sich zum Erhalten des richtigen Durchströiaungsvriderstancies in bezug auf Querschnitt und LSnge gut bemessen lassen.

In weiteren Ausführungsfornon kann eine haludurehl'l;;;;!;; Wand verwendet werden, deren Diffusions- oder Permeationskonstante mit den Abmessungen der Wand die Durchlasset· schwindi* keit bestimmt. Silikongununiarten, Teflon oder bestpr.ts Metalle, wie Palladium für Vasserptoff und Silber für Sauerstoff, sind, je nach der Betriebstemperatur und den gasdurchlässigen Eigenschaften, anwendbar. Als Beispiel ist in slner Ausführungsform ein Verbindungsteil angewendet, das aus demselben Stoff wie die genannte Trennwand hergestellt ist. Indem die Elektrodenschichten elektrisch miteinander verbunden werden, ist dieser Verbindungsteil danach bestrebt, über lonentransport auf der einen Seite in dem ersten 11aum sowie auf der anderen Seite in dem Messraum dieselbe Konzentration des betreffenden Gasanteiles einzustellen.

Da es in gewissen Prozessen bedenklich ist, wenn lange Wartezeiten berücksichtigt werden nüssen, enthalten Ausführungsformen nach der Brfindung in Verbindung mit den bereits beschriebenen Ausführungsformen elektronische Mittel, die auf schnelle l/eise die gewünschten Steuerungen und

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Messungen vornehmen können* Die Steuereinheit im Gasanalysefjeriit soll ejno Schaltuhr entholten, die die Messung wahrend mindestens der Füllzoii t blockiert und dann die Messung in Gang setzt, wonach diese wieder beendet wird, sobald ein Detektor feststellt, dass der Gasanteil aus dem Messraum entfernt ist. Es wird dem Fachmann bekannt sein, wie auf einfache Weise Blockierungsfunktioiipn und gegebenenfalls repetierende Sclialtuhrfvmktionen mit elektronischen Mitteln erzielt werden können.

Die Trennwand selber kann als Detektor benutzt werden, um festzustellen, dass der Gasanteil aus dem Messraum entfernt ist. Zu diesem Zeitpunkt tritt nSmlich ein derartiger Spam)unf;svcx"-lauf auf, dass an Blektrodenschichten gemessen werden kann,- dass durch Pegeldetektion mit Schwellwert oder durch Differenzierung ein Stoppsignal erhalten werden kann, durch das die Messung beendet wird. Wenn an denselben EIeIctrodenschicliten gemessen wird, denen auch der elektrische Pumpstrom zugeführt wird, kann eine derartige Detektionsschaltung mit Ausgleichsmitteln versehen sein, um für einen Pegeldetektor den Spannungsabfall I,R Über der Zelle auszugleichen.

Da die wesentliche Messung aus einer Ladungsmessung besteht, können Ladungequellen, wie aufgeladen· Kondensatoren, verwendet werden, wobei die Differenzspannung vor und nach der Messung die Mtssgrösse darstellt, oder können konstante Stromquellen mit einer Zeitmessung verwendet werden, oder

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aber können bekannte kleine Ladungen dosiert werden und stellt die Frequenz der Dosierung die MessgrÖsse dar.

Bei dieeen Aus führung s formen ist es weiter -viorteilhaft, dass eine temperatuminabhängige Messung dadurch erhalten werden kann, dass die Ladungsmessung umgekehrt proportional zu der absoluten Temperatur stattfindet, indem entweder die Stromquellen mit einem von einem Aufnehmer in dem Messraum herrührenden Signal gesteuert oder auf diese Ueise eine Zeitmessbasis, z.B. eine Taktfrequenz, gesteuert wird.

Eine andere Möglichkeit nach der Erfindung besteht darin, dass der Messraum mit derartigen Materialien versehen wird, dass sich das Volumen gerade proportional zu der Temperatur, wenigstens für den Arbeitsbereich, ändert.

Einige Ausführung'sformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden naher beschrieben. Es zeigern

Fig. 1 schematisch ein Gasanalysegerät nach der Erfindung, Fig. 2 eine Ausführungsform des Messraumes nach der Erfindung,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform dieses Messraumes, Fig. h eine Ausführungsform mit getrennten Messkreisen,und Fig. 5 eine Ausführungsform des erfindungsgemassen Messraumeg, der in dem Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors montiert ist.

In Fig. 1 ist ein Gasanalysegerät nach der Erfindung dargestellt, in dem mit Blöcken elektronische Mittel angegeben

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sind, die als dem Fachmann bekannt voran.«gesetzt werden, so dass sie nicht näher beschrieben vrerden, Ein erster Raum 1, dor von Wänden 2 und 3 begrenzt wird, enthält ein Gemisch von Gasen, wobei die Konzentration eines Anteiles dieses Gemisches, der aus einer Gasart oder einem Gemisch bestimmter Gase besteht, gemessen werden soll. Ein verschlossener Messraum k steht über ein Verbindungsteil 5 niit dem ersten Raum in Verbindung. Der Durchlasswiderstand des Verbindungsteiles 5 ist derart gewählt, dass bei einem nahezu leeren Raum h eine Füllzeit t besteht, in der die Konzentration durch Diffusion in bezug.auf den zu messenden Gasanteil nahezu den gleichen Wert wie die Konzentration des Gasanteiles in dem ersten Räum 1 erhält. Der Verbindunggteil 5 kann aus einer Oeffnung oder aus mehreren parallelen Oeffnungen, weiter aus einem oder mehreren engen. Kanälen oder Kapillaren, einem porösen Teil oder einer halbdurchlässigen Wand bestehen.

Ein Teil, gegebenenfalls der grösste Teil, der Vände des Messraumes 4 ■ besteht aus einer Trennwand 6, z.B. aus stabilisiertem Zirkonoxxd, das für Sauerstoffionon Leitung aufweist. Diese Trennwand ist mit Elektroden schichten versehen, die porös sind und derart angebracht sind, dass sich auf beiden Seiten der Trennwand eine Schicht befindet, oder dass elektrisch getrennte Schichten auf beiden Seiten dieser Wand liegen. In Fig-. 1 sind Schichten 7» 9 und 12 auf der Innenseite des Messraumes angebracht, die mit Schichten 8, bzw. 11 auf der Aussenseite des Messraumes zusammenarbeiten.

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Die Elektroden-Schicht 10 ist mittels einer Verbin.chin.gs~ leitung 13 über einen eine symbolisch dargestellte Sclip.lt« funktion aufweisenden Schalter Ik mit einer Ladtmgsquelle verbunden, die über eine Verbindungsleitung 1ό an die Elektrode: schicht 9 durch Durchführungen in der ¥änd dos Messraumes angeschlossen ist. Die Ladungsquelle 15 führt mittels eines elektrischen Stromes der Trennwand 6 eine Ladung zu, venn der Schalter lh geschlossen ist. Diese Ladung wird in der. Quelle gemessen und ist ein Mass für die Konzentration des zu messende: Gasanteiles im Messraum 4, Einem Axis gang- 17 lässt sich ein der Konzentration proportionales Messignal entnehmen. Eine Detektionssehaltung 18 ist über eine Verbindungsleitung 19 mit der Elektrodenschicht 8 und über eine Verbindungsleitung mit der Elektrodenschicht 7 verbunden. Sobald die Konzentration des zu messenden Gasaiiteiles in dem Messraum sehr gering geworden ist, lässt sich an diesen Schichten 7 und 8 ein genügend grosses Signal erhalten, um sicherzustellen, dass die Detektionssehaltung über eine Verbindungsleitung 21 einer Start- und Blockierungseinheit 22 ein. Stoppsignal zuführt, _f welche Einheit 22 den Schalter 14 betätigt.

Die Verbindungsleitung 19 kann mit der Verbindung^-» leitung 13 und die Verbindungsleitung 20 mit eier Verbindungsleitung· 16 kombiniert sein, veil über den Elektrodenschichten und 10 auch ein genügend grosses Detektionssicual erhellten werden kann. Statt mittels eines Thermoelementes kiuin eine etwa erforderliche Temperaturmessung in. dem Kessraum auch

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mittels Elektrodenschichten 11 und 12 erfolgen, die über Verbindungsleitungen 23 und Zh mit einer Temperaturmessschaltung 25 verbunden sind.

Der negative Temperaturkoeffizient der Trennwand wird dann für die Temperaturmessung verwendet. Ein Signal zur βΐβτιβπιηί? der Ladungsmessung in der Einheit 15 wird aus der Temperaturinessvorrichtimg 25 über eine Verbindungsleitung der Einheit 15 zugeführt. Sobald die Einheit 22 den Schalter Ik schliesst, bewegen' sich Ionen in der Trennwand zwischen den Schichten 9 "ⁿd 10 und gehen diese Reaktionen auf der Oberfläche der Trennwand ein, bei denen z.B. bei Zirkonoxid Sauerstoff von der Aussenseite der Schicht 10 zu dem Messraum befördert wird, um eine Verbrennung der zu messenden brennbaren Anteile zu erhalten. Dagegen wird bei umgekehrter Stromsteuerung aus der Ladungsquelle 15 Sauerstoff dem Messraum k entzogen und an die Aussenseite des Messraumes abgegeben.

Die Ladung kann von eich entladenden Kondensatoren, von konstanten Stromquellen oder von impulsförfnigen Strömen geliefert werden. Bei dem Verfahren, bei dem sich entladende Kondensatoren verwendet werden, gibt der Spannungeunterschied vor und nach der Messung den Messwert an; bei konstanten Stromquellen wird eine Zeitmessitng durchgeführt und bei impulsfBrinigen bekannten Ladungen ist das Zählen der Anzahl Impulse möglich.

Das Ende der Messung kann in der Detektionsschaltung z.B. durch dio Differentiierung des Spannungsverlaufes an den

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Elektrodenschichten 6 und 7 oder 9 und 10 detektiert werden.

•Dadurch, dass das Messergebnis in bezug auf die Temperatur im Messraum korrigiert wird, kann die Messung der Konzentration des Gasanteiles unabhängig von der Temperatur gemacht werden.

Fig. 2 zeigt eine mechanische Korrektur in bezug aiif die Temperatur. Ein Teil des Hessraumes h nach Fig. 1 ist dargestellt, wobei das Verbindungsteil 5 eine enge Kapillare ist.

Ein Wandteil 27 ist aus einem gasdichten bewegbaren Material hergestellt, das durch ein Bimetall 28 bewegt werden kann, das mit einer starren Verbindungsleitung 29 die Wand 27 fortbewegen kann. Das Bimetall 28 ist an einem Teil 30 festgeklemmt, der mit der Messraumwand verbunden ist. Wenn dafür gesorgt wird, dass das Bimetall die gleiche Temperatur wie das Gas in dem Raum h aufweist, können die Abmessungen der Teile 28, 29 und 27 derart gewählt werden, dass in dem Temperaturbereich, in dem die Gasanalyse stattfinden muss, das Volumen des Messraumes der absoluten Temperatur T in ^CK gerade proportional ist.

Eine weitere Lösung, durch die dem Messraum k ein zu T proportionales Volumen erteilt wird, ist in Fig. 3 dargestellt, in der im Prinzip der Messraum h mit Verbindungsteil 5 symbolisch angegeben ist. Die Wand 31 weist einen derartigen linearen Ausdehmmgskoeffizieni^en als Funktion der Temperatur auf, dass in Verbindung mit der Vand 32 eine

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Kolbemvirkung erhalten wird. Die Teile 31 und 32 sind nämlich Über Verbindungsteile 33 uechanisch miteinander gekuppelt. Der Ausdehnungskoeffizient der Wand "}2 unterscheidet sich derart von dem-der Wand 31» dass das Volumen des Messraumes der absoluten Temperatur gerade proportional gemacht werden kann.

In Fig. 4 ist der Messraum 4 grösstenteils von einer Trennwand 35 umgeben, Die· Wand 34 weist eine Elektrodenschicht 36 auf der Aussenseite und eine Elektrodenschicht 37 auf der Innenseite des Messrauraes auf. Die letztere ist mechanisch und elektrisch über Verbindungsteile 4o und ^1 mit der Elektrodenschicht 3ß der Wand 35 verbunden, die auf der Aussenseite mit einer Elektrodenschicht 39 versehen ist. Das Verbindungsteil 41 enthält die enge Oeffnung 5 zum Zuführen von Messgas aus dem umgebenden Raum. Eine Stromquelle I liefert der Wand 35 Ladung zum Entfernen des Gasanteiles aus dem Messraum. Ein Voltmeter V. gibt den Spannungssprung an, gleich wie ein Voltmeter V„.

Das erstere Voltmeter ist zwischen den Schichten 38 und 39 angeordnet, während das letztere Voltmeter zwischen den Schichten "}6 und 37 angeordnet ist.

Der Spannungssprung tritt, wie bereits beschrieben ist, auf, wenn die Wand 35 infolge der zugeführteh Ladung und ihrer Ionenleititng die Konzentration des Gasanteiles im Messraum nahezu auf Itfull herabgesetzt hat, -»ras praktisch bedeutet, dass das Verhältnis zwischen den Konzentrationen

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innerhalb und ausserlialb des Messrauines nahezu auf Null herabgesetzt ist«

Fig. 5 zeigt eine Anwendung eines Gasanalyisegerätos in dem Auspuffrohr eines Verbrennungsmotors« Die Trennwand ist mit einer Elektrodenschicht 43 mit einem aktiven Teil hk im Messraum 4 versehen. Die andere Elektrodenschicht dor Trennwand 42 ist mit 45 bezeichnet, Der Messraum 4 enthält in einer ¥and 46 dio Durchströinung-söiTnung 5. Die Schicht k'j> ist mit einer Klemme 47 und die Schicht 45 mit einer Klemme verbunden, so dass die Messladung von ausserhalb des Auspuffrohres zugeführt und weiter der Spatinungssprung über der Schicht nach der Pumpzeit t gemessen werden kann, wie bereits beschrieben wurde. Ueber diese Klemme 47 und 48 kann mittels geeigneter Detektionsmitfcel auch Information über· die Temperatur im Messraum 4 erhalten werden, z.B. dadurch, dass der Widerstand der Trennwand 42 gemessen und das Messergebnis bei der Ladungsmessung Verarbeitet wird.

Es dürfte einleuchten, dass die Ausführungsform nach Fig.· 5 sehr einfach sein kann, weil z.B. die Schicht 43 über einen geeigneten Halter, in dem das Ganze montiert ist, mit der Masse des Verbrennungsmotors verbunden ist, so dass nur ein einziger Messdraht oder ein isoliert angeordnetes Metallrohr zu der Klemme 48 herausgeführt zu werden braucht.

Es sei noch bemerkt, dass aus den Ausführungsformen nach den Fig, 4 und 5 ersichtlich ist, dass der in dieser Anmeldung genannte erste Raum den Hössri'aum VtJIlXg umgeben kann, dios in Gegensatz zu der Atis führung ε f orm nach Fig. 1 , nach der -zu orler aus einem«dritten Raun gepumpt wird,

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Claims

PIIX. 7020. - 15 - 18.3.7*».

ΡΛTKNTAXSj^u X'IID;

1,j Gasänalysegerät zum Messen der Konzentration eines Gasanteiles in einen ersten Raum, das einen Ilessraujn, der eine Messprobe aus dem ersten Raum empfängt, und eine Trennwand enthalt, die als Teil eines Wandteiles des Messraumes ans nincleptens einem, lonenleitung aufweisenden, Feststoff bestellt ναι-Λ dir? auf beiden Seiten mit mindestens einer Eiektrodenschi.clit, u.a. zum Zuführen eines elektrischen Stromes, versehen ist, so dass mittels eines Ionenstromes in der Trennwand der Gasanteil aus dem Messraum entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Raum (i) und dem Hessraum (k) ein Verbindungsteil (5) Jnit grossera Durchlasswiderstand angebracht ist, der in einer Füllzeit t durch Diffusion das Verhältnis zwischen den Konzentrationen des Ga.s£inteiles in den beiden genannten Räumen (1, 4) praktisch auf den ¥ert 1 bringt, während- weiter das Gerät eine Steuereinheit für den elektrischen Strom enthält, die mindestens nach der Füllzeit während einer Pumpzeit t den Strom"ein-

schaltet, .«o dass das Verhältnis zwischen den Konzentrationen nahezu gleich 0 wird,

2, GasanalysegerUt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vc;rbindungsteil (5) ein poröser Randteil des Messreiuines ist.

3. Gasanalysogeriit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindung-steil (5) mindestens eine Kapillare enthält.

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PIIN. 7020,

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4. Gasanalysegerät nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (5) eine halbdurchlässige ¥and ist. 5« Gasanalysegerät nach Anspruch h_f dadurch gekennzeichnet, dass die halbdurchlässige "Wand aus demselben Feststoff vie die genannte Trennwand(6) hergestellt ist und die Elektroden-, schichten auf beiden Seiten der Trennwand (6) miteinander verbur·d en sind.

6. Gasaiialysegerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eine Ladungsmessvorrichtung zinn Messen der während der Zeitdauer t von der Steuereinheit gelieferten Ladung und weiter eine Detektionsschaltung (18) enthält, die an je eine Elektrodenschicht sowohl auf der einen als auch auf der anderen Seite der Trennwand (6) angeschlossen ist und die bei einem bestimmten Spannungsvcrlauf zwischen diesen Elektrodenschichten ein Stoppsignal liefert, das das Ende der Ladungsmessung angibt. 7« Gasanalysegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es mit. einer Temperaturmesschaltung (25) versehen ist, die die Temperatur T in ⁰K im Messraum (4) misst und die die Ladungsniessung der Ladungsmessvorrichtung wenigstens in dem Tempera.turarbeitsbereich des Messraumes (4) um einen Faktor 1/T korrigiert,

8, Gasanalysegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Messraumes (k) wenigstens im Temperaturarbeitsbereich proportional der absoluten Temperatur T in ⁰K in dem Metsrauni (h) ist.

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9. Gasanalysegerät nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsmessvorrichtung eine den genannten elektrischen Strpm liefernde StroiriquellerisChaTturig und ^:

eine Zeitmesschaltung enthält, die cfen Zeitverlauf t' als"Mass ' für die Konzentration des Gasanteiles misst von dem Zei'tpiinkt' der Einschaltung des Stromes bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Detektionsschaltung (18) das Stoppsignal liefert. ^:

Ί0. Gasanalysegerät nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsnessvorrichtung eine den elektrischen' Strom in Form von Impulsen mit bekannter Ladung liefernde Iihpulequelle und eine Zfihlschaltung enthält, die während"¹ des Zeitverlaufes t die Anzahl Impulse der Impulsquelle als Hass für" die Konzentration des Gasanteiles zählt,

11. Gasanalysegerät nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsschaltung (18) eine'Differentiiervorrichtung enthält, die den bestimmten Spannuiigsverlaüf differentiiert und atis dem erhaltenen impulsförmigen Signal das Stoppsignal ableitet,

12, Gasanalysegerät nach einem der Ansprüche 6 bis JO, dadurch, gekennzeichnet, dass die Steuereinheit und die Detektionsschaltung (18) an dieselben Elektrodenschichten angeschlossen' sind und die Detektionsschaltung eine Ausgleichsvorrichtung enthält, die den Spannungsabfall IR während des Zeitverlaufes t zwischen den Elektrodenschichten für einen Pegeldetektor ausgleicht, der das Stoppsignal liefert, wenn der bestimmte Spannungsverlauf einen Bezugspegel überschreitet,

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ORJQlNAL INSPECTED

PIiN. 7020« - 18 - ' :, . iS.3,7't.

13» Gasanalysator zur Bestimmung- djer Konzentration von Gasanteilen in-;'den Auspuffgasen eines ^exhrejmifflgsmotors mittels eines Gasanalysegerätes nach ein.em der vorstehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, dass der erste Raum (i) ein Teil des Auspuff systems · des Verbi-ennungsmotors ±st und wenigstens der Vandteil mit Trennwand (6) auf der Aussenseite des Messraumes (4) mit den Auspuffgasen in yerbiiaeiung· steht.

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ORIGINAL INSPECTED