DE2750161A1 - Detektor fuer brennbare gase - Google Patents
Detektor fuer brennbare gaseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Detektor für brennbare Gase
und besondere einen Detektor, bei dem ein heizbarer Drahtfaden eine Änderung seines elektrischen Widerstands erfährt,
der durch eine durch die Oxidation eines an ihm vorbeitretenden brennbaren Gases eingeleitete Temperaturänderung hervorgerufen
wird. Solche Gasdetektoren werden üblicherweise in einer Brückenschaltung betrieben, wobei die Änderung des Abgleichczustandes
durch die Änderung des Drahtfadenwiderstandos verwendet wird, um eine Anzeige der Konzentration des
brennbaren Gases zu erhalten.
Es ist möglich, einen unbedeckten Drahtfaden zu benutzen, es ist jedoch gebräuchlich, einen in einer Umhüllung aus
keramischem Material eingebetteten Drahtfaden zu verwenden, damit sich ein robuster Aufbau ergibt. Weiterhin ist es üblich,
einen Überzug zu verwenden, der einen Oxidationskatalysator enthält, der die Temperatur herabsetzt, bei der die
Oxidation des brennbaren Gases stattfindet, um ein Verdampfen des Drahtfadens zu verringern oder zu verhüten und so eine
Änderung der Charakteristik des Gasdetektors während seiner Lebensdauer zu verhindern. Der Oxidationskatalysator kann
als Schichtauftrag auf der Umhüllung aus keramischem Material vorgesehen sein, es kann jedoch, wie in der GB-PS 1 387 412
beschrieben, eine Umhüllung verwendet werden, die aus einem homogenen Gemisch eines Oxidationskatalysatormaterials mit
einem im wesentlichen nicht katalytisch wirksamen Trägermaterial besteht.
Bei den beschriebenen Gasdetektoren hat sich die Schwierigkeit ergeben, daß unter Umständen während des Betriebs des Detektors
eine Änderung der elektrischen Eigenschaften auftritt, die durch das Vergiften des Katalysators durch nichtflüchtige
Rückstände verursacht wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegen derartige Vergiftungen resistenten Gasdektektor für verbrennbare
Gase zu schaffen.
Diese Aufgabe nird gelöst mit einem Detektor für brennbare
Gase der genannten Gattung, bei dem der heizbare Drahtfaden in eine Umhüllung eingebettet ist, die aus einem homogenen
Gemisch eines Oxidationskatalysatormaterials mit einem zeolithischen
Material besteht. Die Umhüllung kann auch inaktives keramisches Trägermaterial, beispielsweise Aluminiumoxid enthalten;
dies ist jedoch keine bevorzugte Ausführung.
Um die aus einem homogenen Gemisch aus Oxidationskatalysator-
und zeolithischen Materialien bestehende Umhüllung können zusätzliche
Schichten aus katalytisch aktivem Material und/oder inaktivem, nichtkatalytischen porösen Material vorgesehen sein,
wobei die letzteren als Molekularfilter wirken. Vorzugsweise umfaßt das zeolithische Material einen Zeolithen mit relativ
großem Porenvolumen (beispielsweise vom Typ X, Y, L oder Mordenit).
Vorzugsweise ist das zeolithische Material solches von Wasserstoff-
oder dealuminisierter Form.
Vorzugsweise besteht der Draht faden aus Platin und das katalytisch
aktive Material ist Palladium und/oder Platin.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:
Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Form,
die zur Herstellung eines Detektors für brennbare Gase gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet
wird, und
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Figur 2 eine Brücken-Abgleichsanordnung mit einem erfindungsgemäßen
Gasdetektor für brennbare Gase.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gasdetektors wird zuerst durch Abscheidung der Metalle Palladium und Platin auf einem
Aluminiumoxidpulver die Grundsubstanz gebildet. Diese wird getrocknet und zu Pulver zerrieben. Das Pulver wird gründlich
mit Wasserstoff-Zeolithpulver gemischt und in die in Fig. 1 dargestellte Form 1 gefüllt. Die dargestellte Form besteht
aus einem Block 1 aus einem festen Material mit einem darin angebrachten zylindrischen Hohlraum 2. An der Unterseite des
zylindrischen Hohlraumes 2 ist eine kleine Bohrung 3 vorgesehen, die sich bis zur Außenseite des Blocks Ί erstreckt.
Ein Stopfen k ist in den zylindrischen Hohlraum 2 eingepaßt.
Der Stopfen k weist ebenfalls-eine Bohrung mit kleinem Durchmesser
5 auf, dio sich durch seine gesamte Län;;;o erstreckt
und koaxial mit der Bohrung mit kleinem Durchmesser 3 ist, wenn sich der Stopfen 4 in dem zylindrischen Hohlraum 2 befindet.
Zur Herstellung des Detektors für brennbare Gase wird ein
heizbarer Draht faden 6 in die Form eingebracht, dessen Enden sich durch dio beiden kleinen Bohrungen 3 und 5 im Block
bzw. im Stopfen ^ erstrecken. Daraufhin wird eine bestimmte
Menge katalytisch aktiven Materials (in diesem Fall Palladium und Platin durch Niederschlag auf Aluminiumoxidpulver) hergestellt.
Das erhaltene Material wird dann zu Pulver zerrieben und gründlich mit Zoolith-Pulver gemischt, bis sich ein homogenes
Gemisch bildet, das wie bei 7 dargestellt in den Formhohlraum eingebracht wird. Durch den Stopfen k wird dann eine
Druckkraft auf das Material übertragen, die die homogene Mischung 7 zusammendrückt und gleichzeitig wird ein elektrischer
Strom durch den Draht faden 6 geschickt, so daß sich eine Heizwirkung ergibt. Die Wirkungen des Drucks und der Hitze bringen
das homogene Gemisch 7 in die Form eines harten Überzugs und
damit ist das Gasdetektorelement fertiggestellt.
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Dieses fertige Gasdetektorelement wird nach Fig. 2 als Element
8 in einen Zweig einer aus den Widerständen 9 und 10 von gleichem Wert und einem Kompensationselement 11 bestehenden
abgeglichenen Brückenschaltung eingebracht. Das Kompensationselement 11 besteht aus einem Drahtfaden 12, der in eine
Umhüllung 13 aus einem homogenen Gemisch aus Aluminiumoxid
und einem die Oxidation von brennbaren Gasen verhindernden "Gift" Kaliumhydroxid bestehenden Umhüllung 13 eingebettet
ist. Zwei Eckpunkte der Brücke sind über ein Voltmeter 14
verbunden, das in Konzentrationswerten von brennbarem Gas geeicht ist. Das Meßinstrument 1/f ist so angeordnet, daß es
durch die Einstellung des Abgriffs eines Potentiometers 15
auf Null gestellt werden kann. Die Klemmen 16 sind zur Verbindung
mit einer Spannungsquelle vorgesehen, die sowohl den Heizstrom für die Draht fäden 6 und 12 als auch die
Spannung für die Brücke liefert.
Außer dem erfindungsgemäßen Aufbau des Gasdetektors 8 ist die Anordnung bekannt. Im Betrieb werden der Gasdetektor 8
und das Kompencationselement 11 der normalen Atmosphäre ausgesetzt
und das Meßinstrument 1^ wird durch Einstellung des Abgriffs des Potentiometers 15 auf Null gestellt. Das Gasdetcktorelement
8 und das Kompensationselement 11 werden dann der zu überwachenden Atmosphäre ausgesetzt. In dieser
etwa vorhandene brennbare Gase oxidieren an der Oberfläche des Gasdetektorelcmentes 8, jedoch nicht ,an der Oberfläche
des Kompensationselementes 11, wodurch die Temperatur des Fadens
6 steigt und daraus folgender Widerstandswechsel erfolgt. Die Anzeige des Meßinstrumentes 1/+ ergibt dann ein Maß für
die Konzentration der brennbaren Gase in der zu überwachenden Atmosphäre.
Parallel zum Konrnensationselement 1 1 kann ein (nicht gezeigter)
Abgleichwiderstand geschaltet werden, damit therm__ische
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— ν —
Unterschiede zwischen don beiden Elementen ausgeglichen
werden können.
Nichtflüchtige Rückstände, beispielsweise Bleitetramethyl,
die sich am Gasdetektorelement 8 niederschlagen, neigen dazu,
wegen ihrer relativ großen Moleküle relativ langsam durch die Poren des Überzugs zu diffundieren und sie werden in den
Zeolith-Kriställchen absorbiert. Die Tetra-Alkyl-Verbindungen
zerfallen daraufhin und ergeben stabile Bleiverbindungen, die in Zeolithgitter eingebaut werden. Die relativ kleinen
Moleküle eines brennbaren Gases wie Methan werden weniger stark in den Zeolith-Kristalliten absorbiert und diffundieren
relativ schnell durch die Poren des Überzugs und reagieren mit den katalytisch aktiven Materialien.
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Leerseite
Claims (3)
- PATENTANWÄLTEMANITZ. FINSTERWALD & CRÄMKOWEnglish Electric Valve Company Ltd. München, den 9.11.1977'.Vaterhouse Lane, Chelmsford, p/^/c -v P)LQiiSGOC iintlanuDetektor für brennbare GasePatentansprüche :Detektor für brennbare Gase, bei dem ein heizbarer Draht faden eine Änderung seines elektrischen Widerstandes erfährt, die durch eine durch die Oxidation eines an ihm vorbeitretenden Gases hervorgerufene Änderung seiner Temperatur verursacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der heizbare Drahtfaden (6) in eine aus einem homogenen Gemisch (7) eines Oxidations-Katalysatormaterials und eines zeolithischen Materials bestehende Umhüllung (8) eingebettet ist.
- 2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (8) inaktives keramisches Trägermaterial wie Aluminiumoxid enthält.
- 3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichn e t, daß um die Umhüllung (8) aus.einem homogenen Gemisch von Oxidationskatalysator- und zeolithischem Material zusätzliche Schichten aus katalythisch aktivem Material und/oder inaktivem, nichtkatalytischen, porösen Material vorgesehen sina, wobei das letztere als Molekularfilter wirkt.ÖO981Ö/O589DR. C. MANITZ ■ DIPL.-INC. M. FINSTERWALD Dl P L. - I NC. W. C R Λ M K O W ZEtJTRALKASSE BAYER. VOLKS3ANKENMÖNCHEN 22. ROB E RT - KOC H-S T R ASS E I 7 STUTTGART SO I BAD CANNSTATT I MÜNCHEN. K O N TO - N U M M E R 7 2 7'FL 11*91 99 49 II. TELEX 05 - 2967 2 PATMF SEELBERCSTR. 33/25. TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK : MClNCH E N 7 7 O 6 2 - β O SORIGINAL INSPECTED/|.. Detektor nach einem eier vorangehenden Ansprüche, dadurch ■·; ο k e η η ζ c i c h η e t, daß das zeolithische Material einen Zeolithen mit relativ /",'roßvolumiron i'ur'on (beispi^l sv.'eine vom Typus X, Ϊ, L oder Mordenit) umfaßt.;;. Dctci-tor nach einem der voranrrenenden ÄnGprüchQ, dadurch ;: ο k ο η η ζ e i c h η e t, daß dac Zeolith in Wasserstoffotior ücalut.:iiii:;ierter Form vorlie;;t.··.. Dctei'.tor nach einem der vorarif'eiiencien Ansprüche, dadurch r: ο k e η η ζ e i c h η e t, daß der Draht fad en aus Platin besteht und daß das katalytisch aktive Material Palladium und/oner Platin ist.Θ09810/Ο588
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| 8130 | Withdrawal |