DE2437352A1

DE2437352A1 - Vorrichtung zum nachweis von kohlenmonoxyd

Info

Publication number: DE2437352A1
Application number: DE19742437352
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Okayama; Tamotsu Senda
Original assignee: Nohmi Bosai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 1973-08-03
Filing date: 1974-08-02
Publication date: 1975-02-13
Also published as: DE2437352C2; CH615996A5; FR2239683B2; FR2239683A2

Description

DK. ING. E. HOFFMANN · DIPL. IAG. W. EITLIJ · DR. HER. NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTE

D-8000 MÖNCHEN 81 ■ ARABEUASTRASSE4 · TELEFON (0811) 911087

NOHMI BOSAI KOGYO, CO., LTD., Tokyo / Japan

Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 24 28 488.6)

Die Erfindung betrifft einen Gasdetektor und insbesondere eine Vorrichtung zur Feststellung von Kohlenmonoxydgas, wobei ein Halbleiterelement,das gasempfindlich ist, verwendet wird, dessen elektrischer Widerstand mit der Anwesenheit von Kohlenmonoxyd in der Atmosphäre variiert.

Verschiedene Detektoren für die Gaskonzentration, bei denen Gasfühlelemente aus Metalloxyd-Halbleiter wie Zinkoxyd (ZnO) und Zinnoxyd (SnOp) verwendet werden, wurden vorgeschlagen. Es ist jedoch nicht möglich, mit solchen Gaskonzentrationdetektoren die Konzentration des Kohlenmonoxydgases, das in der Atmosphäre enthalten ist, quantitativ zu bestimmen, da das verwendete Gasfühlelement zur gleichen Zeit und bei unterschiedlicher Empfindlichkeit die Anwesenheit verschiedener Gaskomponenten wie Kohlenmonoxyd, Wasserstoff, Stadtgas und Propangas anzeigt. Obgleich die Konzentration von Kohlenmonoxyd, das in der Atmosphäre enthalten ist, selektiv mit einer Gasanalysiervorrichtung bestimmt werden kann, ist dieses Verfahren nicht zufriedenstellend für einen Gasdetektor, da es für die Bestimmung der Konzentration lange Zeit erfordert.

B09807/0916

Es ist daher nicht möglich, mit einem Gasdetektor, bei dem eine Gasanalysiervorrichtung verwendet wird, die Leute schnell und auf geeignete Weise aus Feuergebieten zu leiten auf Grundlage von Informationen über die Konzentration an Kohlenmonoxydgas, das in dem Rauch, der von dem Feuer abgegeben wird, vorhanden ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Kohlenmonoxydgasdetektor zu schaffen, der einfach gebaut ist und mit dem man schnell, genau und selektiv Kohlenmonoxydgaskonzentrationen allein bei gleichzeitiger Anwesenheit von verschiedenen anderen Arten von Gaskomponenten, die in der Atmosphäre vorhanden sind, die geprüft werden soll, feststellen kann.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd mit einem Element gemäß der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 24 28 488.6), welches Zinn(IV)-oxyd (SnO₂) als Grundmaterial und Platin als Katalysator enthält, das durch eine Einrichtung zur Bestimmung der Sprungtemperatur des elektrischen Widerstands des Elements als Maß für die Kohlenmonoxydkonzentration gekennzeichnet ist.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, in der der charakteristische Verlauf des Widerstands in Abhängigkeit von der Temperatur des Gasfühlelements dargestellt ist, das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd verwendet wird.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, in der die Abhängigkeit der Temperatur von der CO-Konzentration des Gasfühlelements, das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet wird, dargestellt ist.

509807/0916

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, worin die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd erläutert ist.

Fig. 4 ist eine schematisches Schaltdiagramm, worin die in Fig. 3 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd dargestellt ist.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, worin eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt ist.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, worin die Beziehung zwischen Temperatur und Widerstand des Gasfühlelements dargestellt ist, welches bei der in Fig. 5 erläuterten erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet wird.

Fig. 7 bis 9 zeigen die Abgabespannungseigenschaften der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd.

In allen Zeichnungen gelten die gleichen Bezugszeichen und die Bezugzeichen bedeuten identische oder entsprechende Bestandteile.

In der zuvor erwähnten deutschen Patentschrift

(P 24 28 488.6) wird ein Gasfühlelement für den selektiven Nachweis von Kohlenmonoxyd beschrieben, das man herstellt, indem man eine Komponente, beliebig ausgewählt unter Platin(IV)· salzen und Platinschwarz, in einem Verhältnis von nicht weniger als 0,3 Gew.%_t berechnet als metallisches Platin, mit Zinn(IV)-oxyd'oder Zinn(IV)-salzen, die beim Erhitzen zu Zinn(IV)-oxyd zersetzt werden können, vermischt und die Mischung in oxydierender Atmosphäre, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Sinterungsmittels, erhitzt.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, in der der Widerstand gegenüber der Temperatur des Gasfühlelements eines Metalloxyd-Halbleiters dargestellt ist, der durch Vermischen von 80 Gew.% Zinn(lV)-oxyd (SnO₂), 10 Gew.% GhIor-platin(IV)-säure als Katalysator und 10 Gew.% Ton als Sinterungsmittel und Sintern der Mischung in oxydierender Atmosphäre hergestellt wur-

509807/0916

de. Das Gasfühlelement reagiert nur auf Kohlenmonoxyd in einer Atmosphäre, die verschiedene Gaskomponenten enthält. Außerdem springt der Widerstand des Elements bei einer bestimmten Temperatur über oder eine scharfe Änderung tritt auf, abhängig von der Konzentration an Kohlenmonoxyd in der Atmosphäre. Wie beispielsweise aus Fig. 1 erkennbar ist, beträgt die Sprungtemperatur für 100 ppm, 500 ppm und 1000 ppm Kohlenmonoxydgase Ts.., Ts₂ bzw. Ts^. Die Temperatur, bei der sich der Widerstand des Elements scharf ändert, wird in direktem Verhältnis zu der Erhöhung in der Kohlenmonoxydgaskonzentration, wie aus Fig. 2 hervorgeht, höher. Wenn das Gasfühlelement mit den oben erwähnten Eigenschaften verwendet wird, kann die Kohlenmonoxydgaskonzentration selektiv bestimmt werden, indem man die Sprungtemperatur des Elementes mißt.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm für einen Kohlenmonoxydgasdetektor, der auf erfindungsgemäße Weise gebaut ist. In der Figur bedeutet S ein Kohlenmonoxydgasfühlelement wie oben beschrieben. Ein Heizgerät h ist in oder in der Nachbarschaft des Elements S angebracht, um das Element S zu erwärmen. Ein Thermistor t ist ebenfalls in oder in der Nachbarschaft des Elements S angebracht, um die Temperatur des Elements S zu messen. Eine Regulierschaltung oder ein Regulierkreis H für die allmähliche Änderung des Stroms, der durch das Heizgerät oder den Erhitzer h fließt, ist zwischen dem Erhither h und der elektrischen Energiequelle E angebracht bzw. damit verbunden. Ein Nachweiskreis oder eine Nachweisschaltung SW für den Nachweis der Widerstandssprungtemperatur ist mit dem Gasfühlelement 11 und mit der Energiequelle E verbunden. Die Nachweisschaltung E für die Sprungtemperatur besteht aus einem Schaltungskreis, der das Gasfühlelement S und die Energiequelle E verbindet und mit dem man die Kontrollschaltung H entaktivieren kann, wenn sie eine scharfe Änderung in dem Widerstand des Gasfühlelements S anzeigt. Sie enthält weiterhin eine Speicherungsschaltung,die mit dem Thermistor t ver-

509807/0916

bunden ist, um die Änderung im Output zu speichern. Die Gasnachweisvorrichtung enthält ebenfalls eine Anzeigevorrichtung A, um die Konzentration an Kohlenmonoxydgas entsprechend der Temperatur des Gasfühlelements S anzuzeigen.

Wenn die elektrische Energiequelle E mit der Kontrollschaltung H und der Nachweisschaltung SW verbunden ist, um allmählich das Gasfühlelement S mit der Erwärmungsvorrichtung h aufzuheizen, nimmt der Widerstand des Thermistors t allmählich ab und die Temperatur des Gasfühlelements S wird durch eine Anzeigeträger in der Anzeigevorrichtung A angegeben. Wenn man annimmt, daß die Kohlenmonoxydkonzentration in der Atmosphäre, die geprüft werden soll, 500 ppm beträgt, so erhöht sich der Widerstand des Gasfühlelements S beträchtlich, wenn die Temperatur des Elements die Sprungtemperatur Ts₂ erreicht, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Diese Änderung im Widerstand wird durch die Nachweisschaltung SW angezeigt, wenn die Kontrollschaltung H entaktiviert wird, wobei das Erwärmen des Elements durch die Erwärmungsvorrichtung h angehalten wird. Der Zeiger der Anzeigevorrichtung A zeigt die Temperatur des Fühlelements S an, die der Kohlenmonoxydgaskonzentration zu diesem Zeitpunkt entspricht. Der Zeiger der Anzeigevorrichtung A wird während einer vorbestimmten Zeit bei dieser verlagerten Stellung gehalten. Wenn die Kohlenmonoxydgaskonzentration in der Atmosphäre 1000 ppm beträgt, . bewegt sich der Zeiger der Anzeigevorrichtung A, wenn die Temperatur des Elements S die Sprungtemperatur Ts^ erreicht, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, und er wird in dieser Lage gehalten, dabei wird die entsprechende Kohlenmonoxydkonzentration angezeigt.

In Fig. 4 ist ein Schaltdiagramm der Vorrichtung zum Nachweis des Kohlenmonoxydgases, die in dem Blockdiagramm von Fig. 3 dargestellt ist, erläutert. Wird ein Schalter s geschlossen, um die elektrische Energiequelle E mit den elektrischen Lei-

509807/0916

tungen I₁ und Ip zu verbinden, so steht die Kontrollschaltung H unter Energie. Das heißt, ein Kondensator C₁, der über die elektrischen Leitungen I₁ und I₂ mit einem Widerstand FL verbunden ist, wird allmählich aufgeladen, um das Grundpotential eines Transistors Tr. zu erhöhen, der mit dem Widerstand FL und dem Kondensator C, verbunden ist. Wird der Transistor Tr₁ angestellt, so erwärmt die Erwärmungsvorrichtung h, die mit dem Kollektor des Transistors Tr,, verbunden ist, allmählich das Gasfühlelement S, das über einen Widerstand R₂ mit den elektrischen Leitungen I₁,I₂ verbunden ist. Wenn das Gasfühlelement S erwärmt wird, wird der Thermistor t, der an dem Fühlelement S angebracht ist, ebenfalls erwärmt und sein Widerstand nimmt allmählich ab. Dann verliert eine Brückenschaltung, die aus einem Thermistor t, der zwischen den Leitungen I₁ und I₂ über einen Widerstand FU geschaltet ist, wobei der Widerstand IU, die Widerstände R, und Rc- in Reihe zwischen den Leitungen I₁ und I₂ geschaltet sind, seinen Gleichgewichtszustand und dabei wird ein Kondensator Cp geladen,der zwischen den Widerständen R^ und R₅ geschaltet ist, über eine Diode D, die mit dem Thermistor t geschaltet- ist. Dann nimmt das Steuerpotential eines Transistors FET mit Feldwirkung zu, wobei die Steuerung- oder Torquelle mit dem Kondensator C₂ verbunden ist. Diese Zunahme in dem Steuerungspotential bewirkt, daß Strom durch eine geeignete Anzeigevorrichtung wie ein Galvanometer A fließt, welches zwischen der Saugelektrode von FET und der elektrischen Leitung I₁ geschaltet ist, und dabei wird allmählich die Bewegung des Zeigers des Galvanometers A, der die Temperatur des Gasfühlelements S anzeigt, gesteigert. Wenn die Temperatur des Gasfühlelements S eine besondere Temperatur erreicht, abhängig von der Kohlenmonoxydkonzentration in der Atmosphäre wie die in Fig. 1 dargestellte Sprungtemperatur Ts₂, erhöht das Gasfühlelement plötzlich stark seinen Widerstand. Dies verursacht eine Änderung im elektrischen Potential am Anschluß zwischen dem Widerstand R₂ und dem Gasfühlelement S, wobei diese Änderung durch die Transistoren

509807/0916

₂ und Tr, verstärkt wird. Der Transistor Tr₂ ist mit seiner Grundeiektrode mit dem obigen Anschluß über den Kondensator C-,, an seinem Kollektor mit der Leitung I^ über den Widerstand Rr und an seinem Emitter mit der Leitung I₂ verbunden. Der
Transistor Tr^ ist an seiner Basis mit dem Kollektor des
Transistors Tr₂, an seinem Emitter mit der Leitung 1>, und an
seinem Kollektor mit der Leitung I₂ über einen Widerstand R-,
verbunden. Wenn das verstärkte Signal zufließt, wird ein
siliciumregulierter Gleichrichter SCR leitfähig, der zwischen den Leitungen I^ und I₂ und mit dem Kollektor des Transistors Tr^ an der Steuerelektrode durch eine Zenerdiode ZD^ für
die Niveaueinstellung geschaltet ist. Wenn der Verstärker SCR leitfähig wird,wird die Schaltung einschließlich der Erwärmungsvorrichtung h kurzgeschlossen und das Erwärmen des Gasfühlelements S wird beendigt. Gleichzeitig wird eine Anzeigelampe L, die in Reihe mit dem Widerstand Ro und der Leitung I^
zwischen der elektrischen Energiequelle E und dem Gleichrichter SCR geschaltet ist, erleuchtet, wobei angezeigt wird, daß eine scharfe Widerstandsänderung, d.h. ein Widerstandssprung, in dem Gasfühlelement S stattgefunden hat. Die Temperatur Ts₂ des Elements S wird zu diesem Zeitpunkt und die entsprechende Kohlenmonoxydgaskonzentration, d.h. 500 ppm, durch den Zeiger des Galvanometers A angezeigt. Wegen des Kondensators C₂ wird die Verschiebung des Zeigers des Galvanometers A während einer vorbestimmten Zeit gehalten. Es soll bemerkt werden, daß
der Zeiger auf eine Stellung entsprechend Null gestellt
werden kann, um den variablen Widerstand R₁- einzustellen.
Zwischen den elektrischen Leitungen I^ und I₂ ist ein Kondensator C/ und eine Zenerdiode ZD₂ geschaltet, um Geräusch,
das beim Verbinden der Energiequelle E und sonst im Zusammenhang mit dem Widerstand R_Q auftritt, zu eliminieren und um
die Spannung zu stabilisieren.

In der oben beschriebenen Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd wird das Halbleiter-Gasfühlelement S allmählich in

509807/0916

der Atmosphäre, die das Gas enthält, durch die Erwärmungsvorrichtung h erwärmt. Es ist ebenfalls möglich, die Temperatur des Fühlelements S allmählich zu ändern, indem man zuerst das Element auf eine erhöhte Temperatur mit einer anderen geeigneten Heizvorrichtung erwärmt, die in der Kontrollschaltung H angebracht ist, und dann, nachdem man die Energiezufuhr für die Erwärmungsvorrichtung abgestellt hat, das erwärmte Element in eine Atmosphäre stellt, so daß es allmählich durch den Temperaturunterschied zwischen dem Element und der Atmosphäre abkühlt. In diesem Fall nimmt der elektrische Widerstand des Fühlelements S, wie aus Fig. 1 hervorgeht, stark ab, wenn das Gasfühlelement S allmählich abgekühlt wird und eine besondere Temperatur wie die Sprungtemperatur TSp erreicht, die von der Kohlenmonoxydkonzentration in der Atmosphäre abhängt. Der Schaltungskreis in dem Nachweiskreis SW für die Entaktivierung der Kontrollschaltung H, wenn der Widerstand des Elements S springt, kann in diesem Fall weggelassen werden. Es ist von Vorteil, ein Gasfühlelement auszuwählen, welches eine große thermische Stabilität besitzt, da die Temperatur des Elements ungefähr bei der erhöhten Temperatur einige Zeit, nachdem die Energiezufuhr für die Heizvorrichtung abgestellt wurde, gehalten werden kann und da die Abkühlgeschwindigkeit in de'r Atmosphäre niedrig ist.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, worin eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform erwärmt sich das Gasfühlelement S selbst, bedingt durch den elektrischen Strom, der durch das Element selbst fließt, ohne daß es erforderlich ist, eine Heizvorrichtung zu verwenden. Die Elektroden 1 und 2 des Gasfühlelements S werden über einen Belastungswiderstand 3 zwischen den endständigen Energiequellen 4 und 5 mit einer Energiequelle E verbunden und ein Kohlenmonoxydgas-Konzentrationsindikator I ist mit einer Pulszählerschaltung C längs des Beladungswiderstands 3 geschaltet.

509807/0916

In Fig. 6 ist die Beziehung des Widerstands zur Temperatur des Gasfühlelements S, das bei dieser Ausführungsform verwendet wird, dargestellt. Die Kurve Ai zeigt den Widerstand r von dem Element in sauberer Luft, aufgetragen gegenüber verschiedenen Temperaturen T, an. Die Kurven M und N zeigen die Widerstände des Elements in Atmosphären, die M ppm Kohlenmonoxyd und N ppm Kohlenmonoxyd enthalten. Aus diesen Kurven ist klar erkennbar, daß der Strom, der durch die Elektroden 1 und 2 des Elements S fließt, sehr gering ist, bedingt durch den hohen Widerstand des Elements in sauberer Luft. Wenn die Atmosphäre jedoch M ppm Kohlenmonoxyd enthält, ist sowohl die Empfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxyd als als der elektrische Widerstand des Elements hoch unterhalb der Sprungtemperatut Tj, der Widerstand des Elements erhöht; sich stark über der Sprungtemperatur Tj und zeigt keine Empfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxyd. Dies geht klar aus der Kurve M hervor. In einer Atmosphäre, die N ppm Kohlenmonoxyd enthält, verlagert sich die Widerstand-Sprungtemperatur von Tj zu einer höheren Temperatur Tk, wie aus der Kurve N ersichtlich ist.

Wenn das Gasfühlelement S der Vorrichtung zum Nachweis der Kohlenmonoxydgaskonzentration, wie in Fig. 5 dargestellt, M ppm Kohlenmonoxyd bei Zimmertemperatur T berührt, so fällt der Widerstand des Gasfühlelements S plötzlich von a zu b ab, was eine Erhöhung des Stromflusses in dem Element selbst bewirkt. Die Temperatur des Elements S ändert sich daher von T zu einer höheren Temperatur T₁, bedingt durch die Selbsterwärmung und der Widerstand des Elements ändert sich etwas, bis es die Sprungtemperatur'Tj erreicht, bei der das Element S nicht mehr länger irgendeine Empfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxyd zeigt, wenn eine scharfe Erhöhung bis zu d auftritt. Dann nimmt der Stromfluß durch das Element ab und die Selbsterwärmungswirkung nimmt ab, dabei wird das Element auf die Temperatur T^ abgekühlt, bei der das Element eine Empfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxyd

B09807/0916

zeigt. Das Element erwärmt sich erneut selbst auf die Temperatur T^ und erhöht seinen Widerstand von c zu d. Dieser Zyklus wird so lange wiederholt, wie Kohlenmonoxydgas in der Atmosphäre bei einer Konzentration von M ppm vorhanden ist.

Wie oben beschrieben, ändert sich die Spannung, die längs des Belastungswiderstands 3 der in Fig. 5 dargestellten Schaltung, wie es in den Kurven der Fig. 7 bis 9 dargestellt ist, auftritt, da das Gasfühlelement seinen Widerstand laufend erhöht und erniedrigt, solange die Atmosphäre Kohlenmonoxydgas enthält. Die in den Fig. 7 bis 9 dargestellten Kurven werden mit einer Gleichstromspannung von 100 V, die längs der endständigen Energiequellen 4 und 5 mit einem Widerstand von 4 k-Γλ angelegt wurde, erhalten. Die Fig. 7 bis 9 sind Spannungswellenformen längs des Belastungswiderstands 3> wenn die Atmosphäre 100 ppm, 700 ppm bzw. 1000 ppm Kohlenmonoxyd enthält. Die Pulsintervalle betragen ungefähr 49 see in der in Fig. 7 gezeigten Kurve, ungefähr 13 see bei der Kurve von Fig. 8 und ungefähr 7 see bei der Kurve von Fig.

Vergleicht man diese drei Kurven, so ist klar erkennbar, daß das Pulsintervall größer ist, wenn die Konzentration an Kohlenmonoxydgas niedrig ist, und daß es kürzer wird, wenn die Konzentration höher wird. Dies kann anhand der in Fig. 6 dargestellten charakteristischen Kurve einfach erklärt werden. In der Atmosphäre, die Kohlenmonoxyd bei einer Konzentration von M ppm enthält, beträgt der Temperaturänderungsbereich des Gasfühlelements S, wenn Impulse gebildet werden, T₂ bis T,, während in der Atmosphäre, die N ppm Kohlenmonoxyd enthält, der Temperaturänderungsbereich T λ bis T₁- beträgt. Die Gasadsorptions- und -desorptionsgeschwindigkeiten eines Metalloxydhalbleiters sind höher bei höheren Temperaturen, der Widerstand des Elements nimmt stärker ab bei N ppm Gas als bei M ppm Gas und das Element wird stärker von Tpauf T^ als von T, auf T₂ gekühlt. Dies bedingt, daß die Im-

509807/0916

pulsintervalle der Outputspannung mit dem M ppm Gas kUrzer sind als mit dem N ppm Gas.

Aus den Fig. 7 bis 9 ist erkennbar, daß die Spannung am unteren Teil der Impulswellenform höher ist in einer Atmosphäre mit höherer Gaskonzentration. Dies ist klar aus der charakteristischen Kurve erkennbar, die in Fig. 6 dargestellt ist, in der der Änderungsbereich des Widerstands des Elements c bis d bei M ppm Gas und e bis f bei N ppm Gas beträgt, und daß der Widerstand d, der dem Widerstand entspricht, welcher die niedrigere Spannung ergibt, höher ist als der Widerstand f, der dem Widerstand entspricht, der die niedrigere Spannung bei höheren Konzentrationen ergibt. Die Spannungen am unteren Teil der Outputspannungswellenformen, die man mit 100 ppm Gas, 700 ppm Gas und 1000 ppm Gas erhält, betragen 3,3 V, 7,5V bzw. 12,5 V.

Berührt ein Kohlenmonoxydgas das Gasfühlelement S, das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd verwendet wird, so nimmt der Widerstand des Elements zu und bewirkt, daß sich das Element selbst erwärmt. Dieses Selbsterwärmen geht weiter, bis das Element eine erhöhte Temperatur erreicht, bei der Wasserdampf und reduzierende Gase, die vorher durch Kontakt mit dem Kohlenmonoxydgas an das Element adsorbiert wurden, desorbieren, ähnlich wie bei bekannten Gasfühlelementen, die bei normalen Temperaturen verwendet werden. Daher zeigt die Outputspannung längs des Belastungswiderstands 3, der in Reihe mit dem Gasfühlelement S geschaltet ist, einen maximalen Wert bei dem ersten Impuls. Jedoch wird die Impulswellenform der Outputspannung vom zweiten Impuls an regelmäßig. Die Tatsache, daß die erste Impulsspannung einen so hohen Wert besitzt, hat fast keine Wirkung auf das Ergebnis der Impulszählung durch den Impulszähler, so kann der erste Impuls beim Zählen der Outputimpulse mit umfaßt werden. Alternativ kann der

B09807/0916

erste Impuls einfach als Signal verwendet werden, um den Impulszähler C in Gang zu setzen. Die regelmäßigen Impulse, die auf den ersten Impuls folgen, werden genau gezählt, um die Kohlenmonoxydgaskonzentration in der Atmosphäre zu bestimmen, und auf der Anzeigevorrichtung I angezeigt. Der Nachweis der Gaskonzentration durch Zählen der Spannungsimpulse ist vorteilhaft, verglichen mit bekannten Nachweisverfahren, bei denen eine Gleichstromoutputspannung gemessen wird, da die erhaltenen Werte nicht durch Geräusche wie Peakspannungen, die beim Verbinden der Energiequelle und induzierte Spannungen von anderen Schaltungen usw. gebildet werden bzw. beeinträchtigt werden.

509807/0916

Claims

- 13 Patentansprüche

. 1. ' Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd mit einem Element, welches Zinnoxyd (SnOp) als Grundmaterial

und Platin als Katalysator aufweist, nach Hauptpatent

(Patentanmeldung P 24 28 488.6), gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bestimmung der Sprungtemperatur des elektrischen Widerstands des Elements als Maß für die Kohlenmonoxydkonzentration.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Element auf eine veränderliche Temperatur aufheizbar ist und daß eine Einrichtung zur Messung der Temperatur des Elements vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung zur kontinuierlichen Steigerung der Temperatur des Elements und durch eine Einrichtung zur Bestimmung der Temperatur, bei welcher bei dieser kontinuierlichen Temperatursteigerung eine plötzliche Widerstandszunahme des Elements eintritt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur periodischen Wiederholung der Aufheizung bis zu einer vorgegebenen Temperaturgrenze.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Festhalten der bestimmten Sprungtemperatur des elektrischen Widerstands während einer vorgegebenen Zeit.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element in einer elektrischen Schaltung derart angeordnet ist, daß es durch Stromdurchgang infolge Eigenerwärmung aufheizbar ist.

509807/0916
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Element mit einem Widerstand in
Reihe geschaltet ist, derart, daß bei Erreichen der Sprungtemperatur die vom Element aufgenommene Heizleistung und
Temperatur abfallen, worauf sich der Aufheiζvorgang periodisch wiederholt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Frequenz der periodischen Wiederholung des Aufheizvorgangs als Maß für die Kohlenmonoxydkonzentration dient.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Alarmeinrichtung, welche durch
das Auftreten periodischer TemperatürSchwankungen mit einer Frequenz unterhalb einer vorgegebenen Grenze betätigt wird.

509807/0916

Leerseite