DE2714040C3

DE2714040C3 - Gasmeßgerät

Info

Publication number: DE2714040C3
Application number: DE19772714040
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 1000 Berlin Hoeht
Original assignee: Auergesellschaft GmbH
Current assignee: Auergesellschaft GmbH
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1979-10-04
Also published as: DE2714040B2; DE2714040A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasr^pßgerät mit einer Meßanordnung zum Messen und Überwachen der Konzentration von Gasen und Dämpfen in Luft, mit zwei unabhängig voneinander einstellbaren Meßsystemen, einem System für eine Messung mit einer Meßbrücke nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip und einem System für eine Messung mit einer weiteren Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip, wobei sich beim Einschalten des Gerätes erst die Meßbrücke nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip und in der Folge bei niedrigerer Gaskonzentration das System mit der Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip einschaltet, und einem Anzeigeinstrument für beide Systeme.

Bei Gasmeßgeräten, die nach dem Wärmetönungsprinzip arbeiten, ist die Anzeige insbesondere hoher Konzentrationen brennbarer Gase in Luft nicht eindeutig. In diesem Fall kann aufgrund des Sauerstoffmangels eine Anzeige auftreten, die Konzentrationen unterhalb der UEG (Untere Explosionsgrenze) vortäuscht

Um diesen Mangel zu beseitigen, ist nach der DE-OS 16 73 306 bereits bekannt, eine zusätzliche Brückenschaltung für die Messung der Wärmeleitungseigenschaft vorzusehen, in deren Nullkreis ein Schalttransistor mit einem Relais in der Emitterleitung vorgesehen ist, welches bei entsprechendem Stromdurchgang das Anzeigeinstrument von der Wärmetönungsmeßbrücke über einen Vorwiderstand auf die Versorgungsspannung der Wärmeleitungsmeßbrücke schaltet, so daß das Meßinstrument auf Vollausschlag gehalten wird. Die Anzeige einer Konzentration in diesem Bereich ist nicht vorgesehen.

In der GB-PS14 47 488 ist ein Gasmeßgerät mit einer Wärmeleitungsmeßbrücke und einer Wärmetöiiungsmeßbrücke beschrieben, welches die wahlweise Verwendung derselben mittels eines Bereichsschalters zuläßt. Bei Anschaltung auf die Wärmetönungsmeßbrücke wird die Eindeutigkeit der Anzeige dadurch erreicht, daß beide Meßsysteme gleichzeitig eingeschaltet sind und das Signal der Wärmeleitungsmeßbrücke über einen Verstärker einem Schalttransistor zugeführt wird, der das Signal der Wärmetönungsbrücke am Meßinstrument auf Vollausschlag hält Zur χ 'eiteren Durchführung der Messung ist es dann notwendig, mit Hilfe des Schalters auf die Wärmeleitfähigkeitsmeßbrücke umzuschalten, damit wird die Wärmetönungsmeßbrücke abgeschaltet

Abgesehen von der bei dieser Art der Messung notwendigen gieicnzeitigen Anschaltung beider Meß-

is brücken, die einen für ein tragbares Gerät unerwünscht hohen Stromverbrauch verursacht, wird jeweils das empfindliche Meßinstrument selbst im Brückenkreis in der Meßdiagonale über einen Kontaktschalter umgeschaltet, ein Verfahren, welches leicht zu Fehlmessungen führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung eines Gasmeßgerätes für brennbare Gase anzugeben, bei der die Systemumschaltung entsprechend der vorliegenden Gaskonzentration automatisch ohne Verwendung mechanischer Schaltkontakte erfolgt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßbrücke nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip über eine monostabile Kippstufe und einen ersten Schwellwertschalter und einem ersten Schalttransistor eingeschaltet wird, daß die Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip über einen zweiten Schalttransistor eingeschaltet wird, daß beim Wiederansteigen der Gaskonzentration über einen zweiten Schwellwertschalter und einem Kondensator-Widerstandsglied die monostabile Kippstufe sich wieder einschaltet und daß Leuchtdioden für die Anzeige des jeweiligen Einschaltzustandes vorgesehen sind.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

-to insbesondere darin, daß die Messung immer eindeutige Werte dadurch liefert, daß zwangsweise erst die Wärmeleitungsmeßbrücke eingeschaltet ist, ferner läßt sich die Umschaltschwelle auf ein gewünschtes Gas einstellen und ist beliebig veränderlich, und es lassen sich auch Konzentrationen über den Bereich der UEG (Untere Explosionsgrenze) messen. Da die Umschaltung auf diesen Bereich ohne mechanische Kontakte erfolgt, ist eine Zündgefahr r/eitgehend ausgeschaltet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt ein Schaltbild der Meßanordnung.
Die Meßanordnung besteht im wesentlichen aus zwei Meßbrücken M\ und M₂, wobei mit Mt die Wärmeleitfähigkeit und mit M₂ die Wärmetönung des Gases gemessen wird. Je nach Gaskonzentration schaltet sich das Gerät selbsttätig von der Meßbrücke M, für die höhere zur Meßbrücke M₂ für die geringere Konzentration um. Die Meßanordnung ist an eine Gleichspannung

<>Q U angeschlossen und kann aber einen Schalter B eingeschaltet werden. Die monostabile Kippstufe Z₃ erhält dann über R\, Q einen Startimpuls. Der Transistor T₃ mit dem Widerstand R₃ wird für die durch das Widerstands-Kondensator-Glied R₂ · Q vorgege-

>'^r> bene Zeit leitend und gibt eine positive Spannung an R₃ über den Widerstand Ra an den Eingang E des Schwellwertschalters Zi. Der Ausgang A₁ von Z₁ wird leitend, steuert den Transistor 71 durch und schaltet so

die Meßbrücke M\ ein.

Die Meßbrücke Mi zur Messung der Wärmeleitfähigkeit des Gases besteht aus den Sensoren S\q und Sn, von denen ein Sensor, z. B. 5,0, dem Meßgas ausgesetzt ist, während der Sensor S\\ gleicher Bauart in einer vom Meßgas abgeschlossenen Kammer nur auf die Umgebungstemperatur reagiert Die Meßbrücke M\ enthält außerdem die Brückenwiderstände R\a und Au· Der Nullabgleich der Meßbrücke ohne Meßgas erfolgt am Potentiometer P_t. Die bei der Messung mit der Brücke entstehende Brückenspannung wird am Potentiometer P« abgegegriffen und über die Widerstände Rn und Rn dem Verstärker Vi zugeführt Am Ausgang dieses Verstärkers liegt über Ä« das Anzeigeinstrument /

Nach Ablauf der durch die Zeitkonstante A₂ ■ C₂ vorgegebenen Zeit der monostabilen Kippstufe Z₃ wird der Eingang E des Schwellwertschalters Z\ durch Sperrung des Transistors T₃ und damit Wegfall der positiven Spannung über R* an Z\, freigegeben.

Am Eingang des Schwellwertschalter Z\ steht nun das, über den Verstärker V\ mit den Gegenkvipplungswiderstand R» über die Diode G\ am Potentiometer P₅, verstärkte Signal an. Ist die durch das anstehende Signal vorgegebene Spannung größer als die eingestellte Schwelle des Schwellwertschalters Z₁, d. h. die Gaskonzentration ist größer als eine vorgegebene Konzentration, so bleibt der Ausgang A\ durchgeschaltet Die Meßbrücke M\ erhält weiterhin Strom, die Leuchtdiode L\ ist über R₇ an Spannung gelegt und zeigt den eingeschalteten Meßbereich an.

Wenn die Gaskonzentration unter der Konzentration liegt für die die Schaltschwelle von Z\ eingestellt ist so schaltet der Schwellwertschalter Z\ vom Ausgang A\ um auf den Ausgang A₂. Die Meßbrücke M\ wird stromlos. Über den Ausgang Ai wird der Transistor Ti durchgeschaltet, und damit die Meßbrücke M₂ für die Messung der Wärmetönung an Spannung gelegt M₂ besteht aus den Sensoren Sk und £21 mit den Brückenwiderständen /fco und Λ₂| und dem Abgleichwiderstand Pi,

Von den Sensoren ist z. B, S₂₀ katalytisch aktiv, d. h. der Widerstand ändert sich durch die an ihm auftretende

Verbrennung des Gasanteils in der Luft Der Sensor 5j|

ist katalytisch inaktiv, & h. es tritt keine Verbrennung auf und damit keine Widerstandsänderung durch eine

Verbrennung. An Pi wird die entstehende Brückenspannung

abgenommen und über Rm und Ru rückwirkungsfrei dem Verstärker V₂ mit dem Gegenkopplungswiderstand Ais zugeführt Am Ausgang dieses Verstärkers liegt über R\a das Anzeigeinstrument /. Ferner ist am Verstärkerausgang über eine Diode G₂ ein Potentiometer Ps angeschlossen, an dem einstellbar eine Spannung abgenommen wird, die über Ä5 dem Schwellwertschalter Zi zugeführt wird. Mit dieser Anordnung wird dafür gesorgt, daß bei Oberschreiten der Gaskonzentration über den für die WärmetönungsmesF'Vüg vorgesehenen Bereich der Schwellwertschalter Zi die automatische Umschaltung von der Wärmetönungsmebbrücke M₂ auf die Wärmeleitungsbrücke Mi erfolgt

Vom Ausgang A₃ des Schwellwertschalters Z₂ gelangt über C₃, Re und der Diode G₃ ein Steuerimpuls an den . 25 Transistor Ti, dieser schaltet durch und entlädt den Kondensator C\ der monostabilen Kippstufe Zy. Nach Abklingen dieses Steuerimpulses schaltet der Transistor T_A wieder in den Sperrzustand zurück, der Kondensator Ci lädt sich wieder auf, und die Kippstufe Z₃ wird über

jo R\, C\ wieder gestartet und so, wie bereits beschrieben, die Meßbrücke Mj wieder eingeschattet Die Widerstände /?i8 und R\9 sind so bemessen, daß sie den Meßbereich für das Instrument / entsprechend der eingeschalteten Meßbrücke Mi oder M₂ festlegen. Durch die Leuchtdio-

J5 den L\ oder L₂ wird die jeweils angeschaltete Meßbrücke Mi oder M₂ angezeigt, so daß eine einfache Zuordnung des Meßwertes möglich wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Gasmeßgerät mit einer Meßanordnung zum Messen und Oberwachen der Konzentration von Gasen und Dämpfen in Luft, mit zwei unabhängig voneinander einstellbaren Meßsystemen, einem System für eine Messung mit einer Meßbrücke nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip und einem System für eine Messung mit einer weiteren Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip, wobei sich beim Einschalten des Gerätes erst die Meßbrücke nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip und in der Folge bei niedrigerer Gaskonzentration das System mit der Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip einschaltet, und einem Anzeigeinstrument für beide Systeme, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke nach dem Wärrneleitfähigkeitsprinzip Mi über eine monostabile Kippstufe Zj und einen ersten Schwellwertschalter Z\ und einem ersten Schalttransistor 71 eingeschaltet wird, daß die Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip M₂ über einen zweiten Schalttransistor 7J eingeschaltet wird, daß beim Wiederansteigen der Gaskonzentration über einen zweiten Schwellwertschalter Z₂ und einem Kondensator-Widerstandsglied C₃R* die monostabile Kippstufe Z₃ sich wieder einschaltet und daß Leuchtdioden L\Li für die Anzeige des jeweiligen Einschaltzustandes vorgesehen sind.