DE2522914A1

DE2522914A1 - Messgeraet zur bestimmung der suszeptibilitaetsdifferenz zweier gase, vorzugsweise zur bestimmung des sauerstoffanteils eines gasgemisches

Info

Publication number: DE2522914A1
Application number: DE19752522914
Authority: DE
Inventors: Eckhard Ing Grad Aidam
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-05-23
Filing date: 1975-05-23
Publication date: 1976-12-02
Also published as: JPS51144295A; LU74908A1; FR2312036A1; ATA353576A; BE842107A; DE2522914C3; JPS5649310B2; FR2312036B1; DE2522914B2; AT359752B

Description

Meßgerät zur Bestimmung der Suszeptibilitätsdifferenz zweier .-äse, vorzugsweise zur Bestimmung des Sauerstoffanteils eines Gasgemischs

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßgerät zur Bestimmung der Suszeptibilitätsdiff erenz zweier Gase, vorzugsweise zur Bestimmung des Sauerstoffanteils eines Gasgemischs (Meßgas), mit einer vom Meßgas durchströmten, teilweise in einem Magnetfeld liegenden Meßkammer und mit einem, den als Meßeffekt in der Meßkammer auftretenden Differenzdruck pneumatisch aufnehmenden, ein vorzugsweise nicht paramagnetisches Vergleichsgas führenden und einen Druck- oder Strömungsfühler enthaltenden Meßsystem sowie mit einer Einrichtung zur Kompensation des durch Erschütterung und/oder Beschleunigung in dem Gaskreislauf des Meßsystems hervorgerufenen pneumatischen Störeffekts.

Ein bekanntes Meßgerät weist zur Kompensation des pneumatischen Störeffekts eine gekreuzte Leitungsführung im Meßsystem auf, die zwar einfach aufgebaut ist, jedoch die insbesondere aus Erschütterungen des Meßgerätes herrührenden pneumatischen.Störeffekte bei Messungen hoher Empfindlichkeit nicht ausreichend kompensiert.

Bei einer anderen bekannten Kompensationseinrichtung für ein Meßgerät der eingangs genannten Art sind spiegelbildlich zur Achse eines Meßgas führenden Kanals zwei untereinander gleiche Vergleichsgaskanalsysteme mit Strömungsmessern angeordnet. Nachteilig bei dieser Einrichtung ist die unzureichende pneumatische Gleichtaktunterdrückung und ein um ein Mehrfaches erhöhter Verbrauch an Vergleichsgas.

VPA 9/394/4514, Sp 23 Sei

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ORIGINAL INSPECTED

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Ss besteht demnach die Aufgabe, ein Meßgerät, insbesondere ein Keßgerät zur magnetischen Sauerstoffanalyse zu schaffen, bei dem der pneumatische Störeffekt durch eine einfach aufgebaute und in allen Fällen wirksame Einrichtung kompensiert wird; ohne daß sich Meßsystem und Kompensationseinrichtung gegenseitig beeinflussen.

Eine Lösung der Aufgabe wird in einem Meßgerät der eingangs genannten Art gesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kompensation s einrichtung aus einem in unmittelbarer Nähe des Meßsystems parallel und wenigstens annähernd deckungsgleich zu diesem angeordneten, gasgefüllten und hermetisch geschlossenen Leitungssystem mit einem Druck- oder Strömungsfühler besteht und daß die Ausgangssignale der Druck- oder Strömungsfühler im Meßsystem und im Leitungssystem der Kompensationseinrichtung in Differenz geschaltet sind und das Differenzsignal der Meßgröße entspricht. Der Vorteil dieser Ausführung der Kompensationseinrichtung ist darin zu sehen, daß in ihr praktisch die gleichen Ströinungsverhältnisse bei Erschütterungen und Beschleunigungen herrschen wie im Meßsystem, sie jedoch mit letzterem pneumatisch nicht in Verbindung steht, also keine unerwünschten Nebenwirkungen, wie z. B. erhöhter Störeinfluß bei ungleichförmiger Strömung des Meßgases, auftreten. Da das Leitungssystem der Kompensationseinrichtung hermetisch geschlossen ist, tritt keine Erhöhung des Verbrauchs an Vergleichsgas auf. Ein weiterer besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Kompensationseinrichtung als ein in sich abgeschlossenes System unter den meisten Bedingungen auch nachträglich an nicht oder nicht ausreichend erschütterungskompensierte Meßgeräte angebracht werden kann.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben. Das Meßsystem 1 eines nach dem Wechseldruckverfahren arbeitenden Meßgeräts zur Bestimmung des Sauerstoffanteils eines Gasgemischs besteht im wesentlichen aus der langgestreckten Meßkammer 2, die an ihren Schmalseiten jeweils einen Eintritt 3 für das Meßgas und einen Austritt 4 für Meß- und Vergleichsgas aufweist. Der mittlere

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Teil der Meßkammer 2 liegt im gepulsten Magnetfeld im Luftspalt eines mit Wechselstrom erregten Elektromagneten 5. Aufgrund der paramagnetischen Suszeptibilität des Sauerstoffs entsteht an dem Übergang vom feldfreien Raum in das homogene Magnetfeld, also im Bereich eines inhomogenen Felds ein Differenzdruck in Richtung des Teils des Magnetfeldes, in dem eine homogene und maximale Feldstärke vorhanden ist.

Zur pneumatischen Abnahme dieses Differenzdrucks in der Meßkammer dienen zwei gegenüberliegende Öffnungen 6 und 6^f, die Öffnung 6 befindet sich im praktisch feldfreien Raum, die Öffnung 6· im homogenen Magnetfeld. Die beiden Öffnungen 6, 6¹ dienen als Anschlüsse von zwei parallelen Kanälen 7 und 7', die mit so viel Vergleichsgas beströmt werden, daß sich in ihnen ein Druck aufbaut, der ein Eindringen des Meßgases in die Kanäle 7 und 7' verhindert. Der als Meßeffekt in der Meßkammer 2 auftretende Differenzdruck &p bewirkt eine Verschiebung der Gassäule in den Kanälen 7 und 7¹ und der sie verbindenden Leitung 8, welche mittig einen Strömungsfühler 9 enthält, der in bekannter Weise als temperaturempfindlicher Widerstand als Teil einer Widerstandsbrückenschaltung 10 ausgebildet ist, aus welcher ein der pulsierenden Strömung in der Verbindungsleitung 8 entsprechendes elektrisches Signal gewonnen und dem einen Eingang eines Differenzverstärkers 16 zugeführt wird.

Die Kompensationseinrichtung 11 zur Dämpfung pneumatischer Störeffekte besteht im wesentlichen aus dem Leitungssystem 12, welches hermetisch geschlossen, mit einem Gas, vorzugsweise mit Luft gefüllt und in welchem ein Strömungsfühler 9¹ angeordnet ist. Die bei Erschütterungen oder Beschleunigungen auftretende Bewegung der im Leitungssystem 12 eingeschlossenen Gassäule relativ zu diesem wird mit Hilfe des Strömungsfühlers 9¹ und der Brückenschaltung in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches dem anderen Eingang des Differenzverstärkers 16 aufgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal dem Differenzdruck Δ ρ in der Meßkammer 2 und damit dem Sauerstoff anteil des Meßgases proportional ist.

Aus darstellungstechnischen Gründen ist in der Figur das Leitungssystem 12 in einer Ebene mit dem Meßsystem 1 gezeichnet, in Wirklichkeit ist das Leitungssystem 12 um die Linie a - a¹ um 180°

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nach oben geklappt zu denken, so daß die Strömungsfühler 9 und 9^J im Meßsystem 1 bzw. in der Kompensationseinrichtung 11 übereinander zu liegen kommen.

Um größtmögliche Symmetrie zu erzielen, sind die Strömungsfühler 9 und 9' wie auch die Brückenschaltungen 10 und 13 gleichartig. Anstatt der an sich notwendigen formgetreuen Nachbildung des geschlossenen Gaswegs 2, 7, 8, 7¹ des Meßsystems 1 hat es sich als in der Praxis ausreichend erwiesen, den Leitungsweg 12 der Kompensationseinrichtung 11 als Ringrohr auszubilden, dessen Ringdurchmesser annähernd dem Durchmesser einer kreisförmigen Hüllkurve um den Gasweg des Meßsystems 1 entspricht.

Der Leitungsweg 12 der Kompensationseinrichtung 11 läßt sich so auf sehr einfache Weise herstellen und, auch nachträglich, in unmittelbarer Nähe des Meßsystems 1 anbringen.

3 Patentansprüche
1 Figur

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Claims

Δ. <J IH - 5 - VPA 75 P 3529 BRD Patentansprüche

1.yMeßgerät zur Bestimmung der .Suszeptibilitätsdifferenz zweier ^- Gase, vorzugsweise zur Bestimmung des Sauerstoffanteils eines Gasgemischs (Meßgas), mit einer vom, Meßgas durchströmten, teilweise in einem Magnetfeld liegenden Maßkammer und einem, den als Meßeffekt in der Meßkammer auftretenden Differenzdruck pneumatisch aufnehmenden, ein vorzugsweise nicht paramagnetisches Vergleichsgas führenden und einen Druck- oder Strömungsfühler enthaltenden Meßsystem sowie mit einer Einrichtung zur Kompensation des durch Erschütterung und/oder Beschleunigung in dem Gaskreislauf des Meßsystems hervorgerufenen pneumatischen Störeffekt, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kompensationseinrichtung (11) aus einem in unmittelbarer Nähe des Meßsystems (1) parallel und wenigstens annähernd deckungsgleich zu diesem angeordneten, gasgefüllten und hermetisch geschlossenen Leitungssystem (12) mit einem Druck- oder Strömungsfühler (9¹) besteht,

und daß die Ausgangssignale der Druck- oder Strömungsfühler (9, 9¹) im Meßsystem (1) und in dem Leitungsweg (12) der Kompensationseinrichtung (11) in Differenz geschaltet und das Differenzsignal der Meßgröße entspricht.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckoder Strömungsfühler (9, 9¹) im Meßsystem (1) und in der Kompensationseinrichtung (11) gleichartig sind, eng benachbart angeordnet sind und den Gasströmungen in den Systemen (1, 11) proportionale elektrische Ausgangssignale abgeben, die einem Differenzverstärker (16) zugeführt sind.

3. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (12) der Kompensationseinrichtung (11) ein Ringrohr ist, dessen Durchmesser annähernd dem einer Hüllkurve um das Meßsystem (1) entspricht.

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