DE2462331A1 - Gas trace detector with (in)active elements - contg. coiled platinum or platinum alloy coiled wires coated by thorium oxide - Google Patents
Gas trace detector with (in)active elements - contg. coiled platinum or platinum alloy coiled wires coated by thorium oxideInfo
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Abstract
Description
"Gasspürdetektòr' Die Erfindung betrifft einen Gasspürdetektor mit einem oder mehreren katalytisch aktiven oder inaktiven Gasspürelementen und einem oder mehreren inaktiven Vergleichselementen für Gasmeß-und Gasanalysegeräte, geeignet für den Betrieb in eigensicheren Stromkreisen. "Gas detection detector 'The invention relates to a gas detection detector with one or more catalytically active or inactive gas detection elements and one or several inactive comparison elements for gas measuring and gas analyzing devices for operation in intrinsically safe circuits.
Mit Gasmeß- und Analysegeräten wird die Konzentration von Gasen und Dampfen gemessen. Die Gasspürelemente sind in diesen Geräten im allgemeinen in einer Brückenschaltung angeordnet, wobei, bezogen auf die Stromversorgung, z. B. ein katalytisch aktives oder inaktives Element mit einem inaktiven Vergleichs element in Serie geschaltet sind. Hierbei wird z. B. mindestens das aktive Element auf eine Temperatur erhitzt, bei der das brennbare Gas durch katalytische Reaktion an der Oberflache des Gasspürelements zersetzt, z, B. oxidiert wird, während das Vergleichselement so ausgebildet ist, daß eine Zersetzung bzw. Oxidation des Gases nicht auftreten kann. Infolge der freiwerdenden Oxidationswärme wird die Temperatur des aktiven Elements erhöht, dadurch steigt aessen Widerstand, und die auftretende Brückenverstimmung ergibt eine Signalspannung, die im allgemeinen im Bereich der "Unteren Zündgrenze"'(UZG) proportional der Konzentration des Gases ist. Aktive Gasspürelemente, die die katalytische Verbrennungswärme ausnutzen, und inaktive Gasspürelemente, bei denen die Warmeleitung der Gase in Anwendung gelangt, sind bekannt.The concentration of gases and Vaping measured. The gas detection elements are generally in one in these devices Bridge circuit arranged, wherein, based on the power supply, z. B. a catalytic active or inactive element connected in series with an inactive comparison element are. Here z. B. at least the active element is heated to a temperature, in which the flammable gas by catalytic reaction on the surface of the gas detection element decomposes, e.g. is oxidized, while the comparison element is designed to that a decomposition or oxidation of the gas cannot occur. As a result of the vacancies Heat of oxidation is the temperature of the active element increases, this increases the resistance and results in the bridge detuning that occurs a signal voltage which is generally in the area of the "lower ignition limit" '(UZG) is proportional to the concentration of the gas. Active gas detection elements, the catalytic Exploit combustion heat, and inactive gas detection elements, in which the heat conduction the gases used are known.
Ein Nachteil dieser Elemente ist jedoch ihr relativ hoher Strombedarf in der Größenordnung von etwa 1/2 - 1 Ampere.However, a disadvantage of these elements is their relatively high power consumption on the order of about 1/2 - 1 amp.
Dieser hohe Energiebedarf ist nicht nur bei tragbaren. Geräten, bei denen die Benutzungsdauer durch die räumlich mögliche Kapazität der Batterie erheblich begrenzt wird, sondern auch bei stationären Anlagen ungünstig, da hier bei der Verwendung von Fernmeßköpfen, in die die Gasspürelemente eingebaut sind, der notwendige Leitungsquerschnitt die Lange der Fernmeßleitungen begrenzt.This high energy requirement is not unique to portable. Devices, at which the duration of use is considerable due to the spatial capacity of the battery is limited, but also unfavorable for stationary systems, since here when using of telemetry heads in which the gas detection elements are installed, the necessary line cross-section the length of the telecommunication lines is limited.
Hinzu kommt, daß infolge der relativ hohen Betriebstemperatur durch Verschleiß eine fortwährende Änderung der elektrischen Eigenschafte-n eintritt, die eine häufige periodische Prüfung von Nullpunkt und Kalibrierung erforderlich machen.In addition, due to the relatively high operating temperature Wear a continuous change of the electrical properties occurs, which require frequent periodic testing of the zero point and calibration do.
Es sind auch katalytische Gasspürelemente bekannt geworden, bei denen dadurch, daß die Betriebstemperatur herabgesetzt werden konnte, eine Herabsetzung des Strombedarfs möglich war. Bei einem Element dieser Art ist eine Platin-Wendel mit einer temperaturfesten Perle, z. B. aus Aluminiumoxid, umgeben, auf die ein katalytischer Überzug mit Hilfe von Platin- und/oder Palladiumverbindungen aufgebracht wird, wobei der Katalysator auch in die mehr oder weniger poröse Perle eindringen kann. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Meßdraht eingebettet ist und infolge dieser Einbettung nicht mehr in unmittelbarer katalytischer Wechselwirkung mit dem zu messenden Gase steht- und sich deshalb kaum ändern kann. Es hat sich gezeigt, daß diese Elemente besonders bei Beanspruchung mit hohen Gaskonzentrationen und einer Dauerbelastung, wie sie oft bei stationären Anlagen auftritt, einen vorzeitigen Rückgang der Empfindlichkeit aufweisen, dies tritt auch ein bei Anwesenheit von Inhibitoren, Katalysatorgiften, wie z. B. Blei, oder Halogen-Kohlenwasserstoffen. Die Ursache liegt wahrscheinlich darin, daß bei der teilweise porösen Perle, bei den auftretenden hohen Temperaturen sich durch Bildung einer Mischphase mit niedrigem Schmelzpunkt, Bildung hygroskopischer Reaktionsprodukte oder anderer Umwandlungen des Aluminiumoxids oder Katalysators die Oberfläche der Perle verändern bzw. die Aktivitat des Katalysators beeinflußt werden kann.There are also catalytic gas detection elements are known in which in that the operating temperature could be lowered, a reduction of the electricity demand was possible. One element of this type has a platinum coil with a temperature-resistant bead, e.g. B. of aluminum oxide, surrounded on the one catalytic coating applied with the help of platinum and / or palladium compounds the catalyst will also penetrate into the more or less porous bead can. In this way it is achieved that the measuring wire is embedded and as a result this embedding is no longer in direct catalytic interaction with the The gases to be measured are stationary and can therefore hardly change. It has shown, that these elements especially when exposed to high gas concentrations and a permanent load, as it often occurs in stationary systems, premature Show a decrease in sensitivity, this also occurs in the presence of Inhibitors, Catalyst poisons, such as. B. lead, or halogenated hydrocarbons. The cause probably lies in the fact that in the case of the partially porous pearl, in the case of the occurring high temperatures due to the formation of a mixed phase with a low melting point, Formation of hygroscopic reaction products or other transformations of the aluminum oxide or catalyst change the surface of the pearl or the activity of the catalyst can be influenced.
Bei einem weiteren Gasspürelement dieser Art besteht die Perle 0 aus einem Glas mit einem Erveichungspunkt bis zu 1500 C und einem Überzug aus Thoriumoxid mit dem wirksamen Katalysator.In another gas detection element of this type, the pearl 0 consists of a glass with a softening point of up to 1500 C and a coating of thorium oxide with the effective catalyst.
Doch ist der Strombedarf dieser Elemente mit 0,3 bis 0,5 Ampere immer noch viel zu hoch, um sie in einem eigensicheren Stromkreis (nach den VDE-Vorschriften 0170/0171d) betreiben zu können.However, the power requirement of these elements is always 0.3 to 0.5 amps still far too high to be used in an intrinsically safe circuit (according to VDE regulations 0170 / 0171d).
Eine einfache Reduzierung des Drahtquerschnittes ist nicht möglich, weil die mechanische Stabilitat und die Lebensdauer des Elements stark herabgesetzt wird.A simple reduction of the wire cross-section is not possible, because the mechanical stability and the service life of the element are greatly reduced will.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Gasspürelement und ein Vergleichs element anzugeben, welches bei der Erhaltung der Lebensdauer eine gute mechanische Stabilität und eine zeitlich konstante große Signalabgabe gewährleistet und in der Stromversorgung den -Bedingungen für eigensichere Stromkreise entspricht.The invention is therefore based on the object of a gas detection element and to specify a comparison element, which in maintaining the service life good mechanical stability and a large signal output that is constant over time and the conditions for intrinsically safe circuits in the power supply is equivalent to.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination folgender an sich bekannter Merkmale: a) Verwendung eines Wendeldrahtes aus Platin mit kleinem Querschnitt oder einer Platinlegierung mit höherem spezifischen Widerstand als Platin, b) ganz oder teilweise Einlagerung des gewendelten Drahtes in einen vorwiegend aus Thoriumoxid bestehenden Überzug, c) Einbetten eines Katalysators in den vorwiegend aus Thoriumoxid bestehenden Überzug, d) Einbetten eines Desaktivators in den vorwiegend aus Thoriumoxid bestehenden Überzug für das Vergleichselement, Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den UnteransprüChen gekennzeichnet.According to the invention, this object is achieved by the combination of the following Features known per se: a) Use of a helical wire made of platinum with a small Cross-section or a platinum alloy with a higher specific resistance than platinum, b) fully or partially storage of the coiled wire in a predominantly from Thorium oxide existing coating, c) embedding a catalyst in the predominantly consisting of thorium oxide coating, d) embedding a deactivator in the predominantly coating consisting of thorium oxide for the reference element, Further Refinements of the invention are characterized in the subclaims.
Eine beispielsweise Herstellung eines katalytischen Gasspürelements kann wie folgt erfolgen: Eine Wendel aus einer Platin-Rhodium-Legierung wird getaucht in ein Gemisch aus 50%iger Thorium-Nitrat-Lösung, 10 %iger Palladiumlösung und Wasser.. Nach dem Eintauchen wird die Wendel geheizt, so daß ein fester Überzug entsteht.For example, the manufacture of a catalytic gas detection element can be done as follows: A coil made of a platinum-rhodium alloy is immersed in a mixture of 50% thorium nitrate solution, 10% palladium solution and water .. After immersion, the coil is heated so that a solid coating is created.
Nach dem Heizen werden lösliche Reste durch Waschen en-tfernt und das Element aktiviert. Das Aktivieren erfolgt durch Brennen in dem gewünschten Meßgas, z. B. Propan. After heating, soluble residues are removed by washing and activated the element. Activation takes place by burning in the desired measuring gas, z. B. propane.
Die Ummantelung soll den Wendeldraht an der Wendel vollständig umgeben und/oder die einzelnen Windungen gegenseitig fixieren.The sheathing should completely surround the helical wire on the helix and / or mutually fix the individual turns.
So stellt die Ummantelung für das Gasspürelement ein hochtemperatürbeständiges Stützgerüst dar. Dadurch wird der Aufbau eines kleinen empfindlichen Gasspürelements möglich, mit den Vorteilen einer großen mechanischen Stabilität und einer zeitlich konstanten Signalgabe. Der Strombedarf ist kleiner als 100 mA bei einer Betriebsspannung der Meßbrücke von kleiner als 10 Volt. Mit diesen Werten ist der Einsatz der Gasspürelemente in eigensicheren Stromkreisen möglich.The sheathing for the gas detection element is therefore resistant to high temperatures This is the structure of a small, sensitive gas detection element possible, with the advantages of great mechanical stability and time constant signaling. The power requirement is less than 100 mA at an operating voltage the measuring bridge of less than 10 volts. The use of the gas detection elements is based on these values possible in intrinsically safe circuits.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.Exemplary embodiments are shown schematically in the drawing.
Fig. 1 zeigt ein vollständig ummanteltes Element Fig. 2 zeigt Element bei dem die Ummantelung als Stützgerüst für die Wendel dient Fig. 3 zeigt einen Querschnitt von Fig. 2. Fig. 1 shows a completely encased element. Fig. 2 shows an element in which the jacket serves as a support structure for the helix. Fig. 3 shows a Cross-section of Fig. 2.
Das Element 1 besteht aus einer Drahtwendel 2, die z. B. mit einem horiumoxid-0berzug 3 umgeben ist, in dieser kann ein Katalysator oder Desaktivator 4 enthalten sein.The element 1 consists of a wire helix 2, which z. B. with a Horium oxide coating 3 is surrounded, in this a catalyst or deactivator 4 should be included.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742462331 DE2462331C3 (en) | 1974-05-31 | 1974-05-31 | Gas detection element for intrinsically safe gas measuring devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742462331 DE2462331C3 (en) | 1974-05-31 | 1974-05-31 | Gas detection element for intrinsically safe gas measuring devices |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2462331A1 true DE2462331A1 (en) | 1977-02-24 |
DE2462331B2 DE2462331B2 (en) | 1980-05-08 |
DE2462331C3 DE2462331C3 (en) | 1981-01-29 |
Family
ID=5934961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742462331 Expired DE2462331C3 (en) | 1974-05-31 | 1974-05-31 | Gas detection element for intrinsically safe gas measuring devices |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2462331C3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3906599A1 (en) * | 1989-03-02 | 1990-09-06 | Draegerwerk Ag | Compensation element for a measuring device for combustible gases |
-
1974
- 1974-05-31 DE DE19742462331 patent/DE2462331C3/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3906599A1 (en) * | 1989-03-02 | 1990-09-06 | Draegerwerk Ag | Compensation element for a measuring device for combustible gases |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2462331C3 (en) | 1981-01-29 |
DE2462331B2 (en) | 1980-05-08 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |