DE2813803A1 - EQUIPMENT FOR ANALYZING THE CONCENTRATION OF NITROGEN OXIDES IN A GAS - Google Patents
EQUIPMENT FOR ANALYZING THE CONCENTRATION OF NITROGEN OXIDES IN A GASInfo
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Description
Beanspruchte Priorität : 9. Januar 1^78, Grossbritannien,Claimed priority: January 9, 1 ^ 78, UK,
Patentanmeldung No. 706/78Patent application no. 706/78
Anmelder : Albert Edward ProctorApplicant: Albert Edward Proctor
"Nerhaven", Taplow Common Road, Burnham, Bucks., England"Nerhaven", Taplow Common Road, Burnham, Bucks., England
Gerät zum Analysieren der Konzentration von Stickstoffoxiden in einem Gas.Device for analyzing the concentration of nitrogen oxides in a gas.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Verwendung beim Analysieren der Konzentration von Stickstoffoxiden in einem Gas.The present invention relates to an apparatus for use in analyzing the concentration of nitrogen oxides in a gas.
Eine Vorrichtung, die gemäss der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ist insbesondere zur Bestimmung der Luftverschmutzung oder zur Untersuchung von Verbrennungsabgas brauchbar. Heutzutage wird das Vorhandensein von Stickstoffoxiden in der Atmosphäre im iJberschuss von 5 Teilen pro Million als schädlichAn apparatus constructed in accordance with the present invention is particularly useful for determining air pollution or for examining combustion exhaust gases. nowadays becomes the presence of nitrogen oxides in the atmosphere in excess of 5 parts per million as harmful
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angesehen. In diesem Zusammenhang besteht ein Bedürfnis für ein einfaches zuverlässiges robustes Gerät, das z.B. im Gegensatz zu einem Laboratorium in der Nähe einer Verbrennungsanlage verwendet werden kann.viewed. In this context, there is a need for a simple, reliable, robust device that, for example, in contrast to a laboratory near an incinerator can be used.
Es ist eine allgemeine Aufgabe dieser Erfindung, ein Gerät zu schaffen, das diese Anforderungen erfüllt.It is a general object of this invention to provide an apparatus which meets these needs.
Insgesamt gesehen liefert die Erfindung ein Gerät zur Verwendung beim Analysieren der Konzentration von Stickstoffoxiden in einem Gas; dieses Gerät enthält Mittel zum Umwandeln von Stickstoffoxiden in dem Gas, das analysiert werden soll, in Stickstoffdioxid und eine eIektrolytische Zelle, die so ausgelegt ist, dass sie ein elektrisches Signal erzeugt, das proportional zu der Konzentration des Stickstoffdioxids in dem umgewandelten Gas ist, wobei die elektrolytische Zelle' aus einem neutralen wässrigen Elektrolyt, der in einer geschlossenen abgedichteten Kammer enthalten ist, einer Anode aus aktiviertem Kohlenstoff (Aktivkohle) innerhalb eines perforierten Mantels oder Behälters, der in diesen Elektrolyt eintaucht, einer Kathode aus Platin, die für den direkten Kontakt mit dem umgewandelten Gas über dem Elektrolyten gehaltert ist, und Mitteln zum Benetzen der Kathode mit dem Elektrolyten und zum Ausbilden eines elektrischen Kontaktes zwischen dem Elektrolytea und der Kathode zusammengesetzt ist.Taken as a whole, the invention provides an apparatus for use in analyzing the concentration of nitrogen oxides in a gas; this device contains means for converting nitrogen oxides in the gas to be analyzed into Nitrogen dioxide and an electrolytic cell designed so is that it generates an electrical signal that is proportional to the concentration of nitrogen dioxide in the converted gas is, the electrolytic cell 'made of a neutral aqueous electrolyte, which is in a closed sealed chamber is contained, an anode made of activated carbon (activated carbon) within a perforated Jacket or container, which is immersed in this electrolyte, a cathode made of platinum, which is for direct contact with the converted gas is held over the electrolyte, and means for wetting the cathode with the electrolyte and for Forming an electrical contact between the electrolyte a and the cathode is assembled.
Eis kleines batteriebetriebenes Gebläse kann das Gas mit einer kontrollierten, d.h. gesteuerten und bekannten, Durchflussrate dtsffch eine abgedichtete Kammer, die ein Oxidationsmittel enthält, das als das Mittel zur Umwandlung wirkt, und dann durch die Kammer, die die elektrolytische Zelle enthält, ziehen. Es ist zweekmässig, ein einfaches Durchflussmessgerät vorzusehen, UM die Gasdurchflussrate anzuzeigen.Ice small battery operated blower can blow the gas with a controlled, i.e. controlled and known, flow rate dtsffch a sealed chamber containing an oxidizing agent, which acts as the conversion agent, and then pass through the chamber containing the electrolytic cell. It it is necessary to provide a simple flow meter, TO display the gas flow rate.
Bei fielen Anwendungszwecken ist das Gas, das analysiert werden soll, feucht, und in diesen Fällen ist es wünschenswert, usm Gas zuerst vor der Umwandlung zu trocknen. Dies kann mit-In some applications the gas to be analyzed is wet and in these cases it is desirable to dry the gas first prior to conversion. This can be done with
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tels eines Dehydratisierungsmittels oder Trocknungsmittels in einer weiteren dicht abgeschlossenen Kammer durchgeführt werden. Die verschiedenen Kammern können durch Leitungen oder dergleichen miteinander verbunden werden.by means of a dehydrating agent or drying agent in another tightly sealed chamber. The various chambers can be connected by lines or the like be connected to each other.
Bei der elektrolytischen oder Brennstoffzeile kann eine Kathode in Form einer Platinfolie oder eines Platinbandes verwendet werden, das schraubenförmig um einen rohrartigen Träger gewickelt ist. Dieser Träger kann sich in den perforierten Mantel erstrecken und kann zusätzlich einen Platindraht tragen, der innerhalb des Mantels um den Träger gewickelt ist, um innerhalb des Mantels mit dem Kohlenstoff in Kontakt zu kommen. Platinleitungen oder -drähte können dann die Kathode und die Anode mit den Anschlüssen auf einer Kappe eines Gehäuses, das die abgedichtete Kammer der Zelle bildet, verbinden und die Leitungen können durch oder entlang des rohrförmigen Trägers geführt sein.In the case of the electrolytic or fuel cell, a cathode in the form of a platinum foil or a platinum ribbon, which is wound helically around a tubular support is. This carrier can extend into the perforated jacket and can additionally carry a platinum wire, the is wrapped around the carrier within the shell to come into contact with the carbon within the shell. Platinum cables or wires can then connect the cathode and the anode with the terminals on a cap of a housing that holds the sealed chamber of the cell, connect and the lines can be passed through or along the tubular support be.
Vorzugsweise wird der Elektrolyt gepuffert und wird der Kathode durch Capillarwirkung zugeführt. Glasfasern, die geeignet gewebt, gewirkt oder auf andere Weise zu Gittern, Geflechten oder dergleichen verarbeitet sind, um eine stabile Struktur zu bilden, können als das capillare Benetzungsmittel dienen.The electrolyte is preferably buffered and is fed to the cathode by capillary action. Glass fibers that are suitable woven, knitted or otherwise processed into lattices, braids or the like in order to create a stable structure can serve as the capillary wetting agent.
Geeigneterweise können die verschiedenen Kammern des Gerätes aus Gehäusen gebildet werden, die aus durchsichtigem Acrylharz hergestellt sind und eine visuelle Untersuchung ihres Inhalts gestatten. Das Ausgangssignal von der Zelle kann einem Verstärker zugeführt werden, der eine Aufzeichnungsvorrichtung oder ein Sichtgerät steuert. Um Eichung zu gestatten, ist es wünschenswert, in die Messchaltung Mittel zur Gegenkompensation der entstehenden EMK, die von der "Seile bei Vorhandensein reiner Luft erzeugt wird, einzubauen.Suitably the various chambers of the device can be formed from housings made of clear acrylic resin are manufactured and permit a visual examination of their contents. The output from the cell can be an amplifier which controls a recording device or a display device. To allow calibration it is desirable to in the measuring circuit means for counter-compensation of the emf generated by the "ropes when present clean air is generated.
Aus der nun folgenden Beschreibung kann die Erfindung leichter verstanden werden und verschiedenartige weitere Merkmale der Erfindung werden ebenfalls besser ersichtlich.The invention and various other features of FIG Invention will also become more apparent.
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Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung nur als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In the following, an embodiment of the invention is described by way of example only with reference to the accompanying drawing.
Diese Zeichnung ist eine schematische Darstellung eines Gerätes gemäss der Erfindung.This drawing is a schematic representation of a device according to the invention.
Wie in der Zeichnung dargestellt ist, besitzt das Gerät einen Haupteinlass A zur Aufnahme des Gases, das behandelt und analysiert werden soll, und einen Auslass B zum Abziehen des Gases nach der Behandlung. Das Gas kann Luft oder Abgas sein, das Stickstoffoxide enthält, und das Gerät ist so ausgelegt, dass es eine automatische und kontinuierliche Messung der Konzentration dieser Stickstoffoxide gestattet. Das einströmende Gas wird von dem Einlass A und durch verschiedene Kammern in dem Gerät, die unten noch näher beschrieben werden, mittels eines kleinen Gebläses oder Ventilators 4 angesogen, und dieses Gebläse bzw. der Ventilator wird durch eine Gleichstromquelle in Form einer (nicht dargestellten) Batterie angetrieben. Der Auslass B ist in diesem Falle der direkte Auslass des Gebläses 4.As shown in the drawing, the device has a main inlet A for receiving the gas that is treated and analyzed and an outlet B for exhausting the gas after the treatment. The gas can be air or exhaust gas, which contains nitrogen oxides, and the device is designed so that it can automatically and continuously measure the concentration this nitrogen oxides allowed. The incoming gas is from inlet A and through various chambers in the device, which will be described in more detail below, sucked in by means of a small blower or fan 4, and this The blower or the fan is driven by a direct current source in the form of a battery (not shown). In this case, outlet B is the direct outlet of fan 4.
Der Einlass A ist durch ein Ventil 5, das wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann, mit einer verzweigten Leitung 6 verbunden, die einen Hauptschenkel besitzt, der in eine erste aus einem Gehäuse 1 gebildete Kammer 31 führt. Eine zweite Leitung 7 führt von der ersten Kammer 31 zu einer zweiten Kammer 32, die von einem Gehäuse 2 gebildet wird. Eine dritte Leitung 8 führt von der Kammer 32 zu einer dritten Kammer 33, die durch ein Gehäuse 3 gebildet wird. Die Leitung 8 ist mit einem Durchflussmessgerät 11 versehen, das so ausgelegt ist, dass es direkt die Durchflussrate des durch das Gerät strömenden Gases anzeigt. Eine vierte Leitung 9 führt von der Kammer 33 zu dem Einlass des Gebläses 4. Alle diese Leitungen sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt.The inlet A is through a valve 5, which can optionally be opened or closed, with a branched line 6 connected, which has a main leg which leads into a first chamber 31 formed from a housing 1. One The second line 7 leads from the first chamber 31 to a second chamber 32, which is formed by a housing 2. One Third line 8 leads from chamber 32 to a third chamber 33, which is formed by a housing 3. The line 8 is provided with a flow meter 11 designed so is that it is directly the flow rate of the through the device flowing gas. A fourth line 9 leads from the chamber 33 to the inlet of the fan 4. All of these lines are preferably made of plastic.
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Die Gehäuse I5 2 und 3 besitzen s^eekraässigeE-^eise Hauptwandungen mit zylindrischer Gestalt. Jedes Gehäuse I1 2 und 3 besitzt anon Eodemyänds, die entsprechend mit Ia5 2a uad 3a bezeichnet sind. Die Eodemvände la, 2a, 3a können einstückig mit der Kauptv/andung ausgscildet sein oder an der Haupt^andun^ befestigt sein oder in anderer "rfeise abnehmbar an der Hauptwandung befestigt sein. Jedes Gehäuse 1, 2 , 3 besitzt auch eine obere Wand oder /ibdeeiamg, die entsprechend alt lh, 2b, 3b bezeichnet ist und die abnehmbar an der Hauptwandung befestigt ist. Die Abdeckungen oder Kappen Ib, 2b, 3b sind hermetisch gegen die Hauptwandung des jeweiligen entsprechenden Gehäuses 1, 2, 3 mit Hilfe der Dichtungen jeweils in Form von O-Ringen Ic, 2c, 3c abgedichtet, um die Kammern 31, 32, 33 gegen die Umgebungen abzudichten. Die Gehäuse 2,2, 3, die die Kammern 31, 32, 33 bilden und aus den Hauptv/andungen, den Bodenwandungen la, 2a, 3a und den Abdeckungen Ib3 2b, 3b zusammengesetzt sind, sind aus einem Material, vorzugsweise einem synthetischen Material, hergestellt, das stossfest ist und beständig gegen chemische Reaktion ist. Geeignete synthetische Materialien sind verschiedene vernetzte Polyester und Acrylharze. Ein transparentes, durchsichtiges Acrylharz ist insbesondere geeignet, da es zusätzlich visuelle Kontrolle des jeweiligen Inhalts des Gehäuses gestattet.The housings I 5 2 and 3 have s ^ eekraässerE- ^ iron main walls with a cylindrical shape. Each housing I 1 2 and 3 has anon Eodemyänds, which are designated accordingly with Ia 5 2a uad 3a. The end walls 1 a, 2 a, 3 a can be formed in one piece with the main wall or can be fastened to the main wall or in some other way detachably fastened to the main wall. Each housing 1, 2, 3 also has a top wall or / ibdeeiamg, which is designated accordingly old lh, 2b, 3b and which is removably attached to the main wall. The covers or caps Ib, 2b, 3b are hermetically sealed against the main wall of the respective corresponding housing 1, 2, 3 with the aid of the seals, respectively in the form of O-rings Ic, 2c, 3c in order to seal the chambers 31, 32, 33 against the surroundings. The housings 2, 2, 3, which form the chambers 31, 32, 33 and from the main connections, the bottom walls la, 2a, 3a and the covers Ib 3, 2b, 3b are composed of a material, preferably a synthetic material, which is impact-resistant and resistant to chemical reaction.Suitable synthetic materials are various crosslinked Po lyester and acrylic resins. A transparent, translucent acrylic resin is particularly suitable because it also allows visual control of the respective contents of the housing.
Ein weiterer Einlass C ist durch ein Ventil 27, das wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann, mit der Leitung 5 verbunden. Wenn das Ventil 5 geschlossen und das Ventil 27 geöffnet ist, kann ein inertes Gas durch das Gerät als ein Spülmittel hindurchgeleitet werden. Während des normalen Betriebs, wenn das dem Einlass A zugeführie Gas analysiert wird, ist das Ventil 5 geöffnet und das Ventil 27 geschlossen.Another inlet C is connected to the line 5 through a valve 27, which can be opened or closed as required. When valve 5 is closed and valve 27 is open, an inert gas can be passed through the device as a flushing agent. During normal operation, when analyzing the gas supplied to inlet A , valve 5 is open and valve 27 is closed.
Die erste Kammer 31 ist eine Dehydratisierung- oder Trocknungskammer, in der Feuchtigkeit zu Anfang von dem zu analysierenden Gas entfernt wird. Die erste Kammer 31 enthält einThe first chamber 31 is a dehydration or drying chamber, in which moisture is initially removed from the gas to be analyzed. The first chamber 31 contains a
-siegeeignetes Dehydrat^/tungsmittel, Trocknungsmittel oder eine Substanz 39, wie Kalziumchlorid, obgleich eine Masse aus-suitable dehydrating agent, drying agent or a Substance 39, like calcium chloride, albeit a mass of
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kleinen Glaskugeln oder -perlen auch wirksam ist, um Feuchtigkeit von dem Gas durch Kondensation zu entfernen. Es ist möglich, ein geeignetes Kühlmittel zum Kühlen der Kammer 31 vorzusehen, um dadurch den Trocknungsprozess zu verbessern. Die in der Kammer 31 gebildete Flüssigkeit sammelt sich auf der Bodenwandung la des Gehäuses 1 an. Ein Drainagerohr mit einem Ventil 10, das wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann, ermöglicht, dass die Flüssigkeit von der Kammer 31 von Zeit zu Zeit entfernt wird.small glass spheres or beads are also effective to remove moisture from the gas through condensation. It is possible, to provide a suitable coolant for cooling the chamber 31, thereby improving the drying process. the Liquid formed in the chamber 31 collects on the bottom wall 1 a of the housing 1. A drainage pipe with a Valve 10, which can be selectively opened or closed, allows the liquid to flow from the chamber 31 from time to time to be removed at time.
Die zweite Kammer 32 ist eine Oxidationskammer, in der die Stickstoffoxide in dem getrockneten Gas, das aus der Kammer 31 entnommen wird, in Stickstoffdioxid (NO») umgewandelt wird. Die zweite Kammer 32 enthält Material 40 zur Durchführung der Umwandlung der Stickstoffoxide. Das Material 40 kann ein oder mehrere Oxidationsmittel wie CrO3, Natriumdichromat und Kaliumpermanganat enthalten. Zweckmässigerweise wird das Oxidationsmittel auf einem inerten Träger wie Glasfasern oder Bimsstein getragen, obgleich das Oxidationsmittel auch in Form feiner fester Teilchen vorliegen kann.The second chamber 32 is an oxidation chamber in which the nitrogen oxides in the dried gas withdrawn from the chamber 31 are converted into nitrogen dioxide (NO »). The second chamber 32 contains material 40 for effecting the conversion of the nitrogen oxides. The material 40 can contain one or more oxidizing agents such as CrO 3 , sodium dichromate, and potassium permanganate. The oxidizing agent is expediently carried on an inert carrier such as glass fibers or pumice stone, although the oxidizing agent can also be in the form of fine solid particles.
Die dritte Kammer 33 enthält eine Brennstoffzelle oder eine elektrolytiflche Messzelle, die so ausgelegt ist, dass sie galvanisch auf das Stickstoffdioxid wirkt, um dadurch eine EMK zu erzeugen, die direkt proportional zu dem NO2 ist, das in dem Gas enthalten ist, das aus der Kammer 32 entnommen worden ist. Wie ersichtlich ist, enthält die Kammer 33 einen zentralen rohrförmigen Träger 12, der an seinem unteren Ende an einem Topf oder Mantel 13 befestigt ist, der den unteren Bereich des Trägers 12 umgibt. Die Wand des Mantels 13 ist mit einer grossen Anzahl Öffnungen 14 perforiert. Der Mantel 13 und der Träger 12 werden auf einem Verschlusstopfen 15 getragen, der auf der unteren Wand 3a des Gehäuses 3 ruht. Der Träger 12 erstreckt sich durch die Abdeckung 3b des Gehäuses 3, und das Innere des Trägers 12 ist mittels einer Kappe 16 abgeschloesen. Der Träger 12 ist gegen die Abdeckung 3b abgedichtet, und zweckmässigerweise können diese TeileThe third chamber 33 contains a fuel cell or an electrolytic measuring cell that is designed to act galvanically on the nitrogen dioxide to thereby generate an EMF that is directly proportional to the NO 2 contained in the gas that is emitted the chamber 32 has been removed. As can be seen, the chamber 33 contains a central tubular support 12 which is attached at its lower end to a pot or jacket 13 which surrounds the lower region of the support 12. The wall of the jacket 13 is perforated with a large number of openings 14. The jacket 13 and the carrier 12 are carried on a closure plug 15 which rests on the lower wall 3a of the housing 3. The carrier 12 extends through the cover 3 b of the housing 3, and the interior of the carrier 12 is closed off by means of a cap 16. The carrier 12 is sealed against the cover 3b, and these parts can expediently
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aneinander befestigt werden. Es ist möglich, ein Schraubgewinde oder eine Reibungspassung zwischen dem Träger 12 und der Abdeckung 3b vorzusehen, während die restliche Abdichtung der Kammer 33 gegen ihre Umgebung aufrechterhalten bleibt. Es ist vorzuziehen, den Träger 12, den Mantel 13 und die Kappebe attached to each other. It is possible to have a screw thread or a friction fit between the carrier 12 and of the cover 3b, while the remaining sealing of the chamber 33 against its surroundings is maintained. It is preferable to have the carrier 12, the jacket 13 and the cap
16 aus dem gleichen Material wie das Gehäuse 3 herzustellen, z.B. aus Acrylharz.16 from the same material as the housing 3, for example acrylic resin.
Ein dünner Platindraht1 19 ist schraubenförmig um den unteren Bereich des Trägers 12 innerhalb des Mantels 13 gewickelt. Der Zwischenraum zwischen dem Mantel 13 und dem Träger 12 enthält Aktivkohle in Form von aktiviertem Graphitgranulat 42, das den Draht 19 berührt. Der Draht IS erstreckt sich durch eine Bohrung in der Wand des Trägers 12 im unteren Bereich des letzteren und verläuft nach oben durch den Träger 12, um sich durch die Kappe 16 zu erstrecken und mit dem AnschlussA thin platinum wire 1 19 is helically wound around the lower region of the carrier 12 within the shell. 13 The space between the jacket 13 and the carrier 12 contains activated carbon in the form of activated graphite granulate 42 which contacts the wire 19. The wire IS extends through a bore in the wall of the carrier 12 in the lower region of the latter and passes upwards through the carrier 12 to extend through the cap 16 and with the terminal
17 verbunden zu werden. Der Anschluss 17 kann sich auch durch die Kappe 16 erstrecken, um mit dem Draht 19 in Kontakt zu kommen, wenn dies bevorzugt wird. In dem dargestellten Falle jedoch ist der Draht 19 gegen die Kappe 16 an der Stelle abgedichtet, an der er durch die letztere hindurch reicht, und vorzugsweise ist der Draht 19 auch gegen den Träger 12 an der Stelle abgedichtet, an der er durch diesen hindurchtritt, um die schraubenförmige Konfiguration zu beginnen.17 to be connected. The terminal 17 can also extend through the cap 16 to come into contact with the wire 19 come if preferred. In the case shown, however, the wire 19 is sealed against the cap 16 at the point at which it extends through the latter, and preferably the wire 19 is also against the carrier 12 sealed where it passes through to begin the helical configuration.
Eine dünne Platinfolie oder ein Platinband 20 ist ebenfalls schraubenförmig um einen mittleren Bereich des Trägers 12 oberhalb des Mantels 13 gewickelt. Ähnlich dem Draht 19 erstreckt sich das Band 20 durch die Wandung des Trägers 12 und verläuft nach oben durch den Träger, um mit einem zweiten Anschluss 18 verbunden zu werden. Wie bei dem Draht 19 kann sich der Anschluss 18 auch curch die Kappe 16 erstrekken, aber gemäss der Darstellung ist das Band 20 gegen die Kappe 16 oder gegen die Kappe 16 und den Träger 12 abgedichtet. Diese Massnahmen gewährleisten, dass die Abdichtung zwischen der Kammer 33 und ihrer Umgebung aufrechterhalten bleibt.A thin platinum foil or ribbon 20 is also helical around a central area of the carrier 12 wound above the jacket 13. Similar to the wire 19, the band 20 extends through the wall of the carrier 12 and extends up through the carrier to be connected to a second connector 18. As with the wire 19 The connector 18 can also extend through the cap 16, but as shown, the band 20 is against the Cap 16 or sealed against the cap 16 and the carrier 12. These measures ensure that the seal is maintained between the chamber 33 and its surroundings.
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Ein neutraler gepufferter wässriger Elektrolyt 21 ist in dem Zwischenraum zwischen dem Mantel 13 und dem unteren Teil der Kammer 33 enthalten. Eine Schicht aus Glasfasern 22, die zweckmässigerweise miteinander verwebt sind, ist zu einer Umhüllung ausgebildet, die sich um das Band 20 auf dem Träger erstreckt und am Boden erweitert, um direkt den Elektrolyt 21 zu berühren. Die Glasfasern 22 haben die Neigung, Elektrolyt durch Capillarwirkung anzuheben. Auf diese Weise wird das Band 20 benetzt und in elektrischen Kontakt mit dem Elektrolyt 21 gehalten, um die Kathode der Messzelle zu bilden. Der Anschluss 18 ist dadurch der Kathodenanschluss. Der Elektrolyt 21 steht auch in elektrischem Kontakt mit dem Graphit 42 durch die Öffnungen 14 in der Wandung des Mantels 13. Der Graphit42 bildet die Anode der Messzelle, die über den Draht 19 mit dem Anschluss 17, der den Anodenanschluss bildet, verbunden ist.A neutral buffered aqueous electrolyte 21 is in the space between the jacket 13 and the lower part of the Chamber 33 included. A layer of glass fibers 22, which are expediently interwoven, is used to form an envelope formed, which extends around the band 20 on the carrier and expands at the bottom to directly the electrolyte 21 to touch. The glass fibers 22 tend to raise electrolyte by capillary action. This way the tape becomes 20 wetted and kept in electrical contact with the electrolyte 21 to form the cathode of the measuring cell. The connection 18 is therefore the cathode connection. The electrolyte 21 is also in electrical contact with the graphite 42 through the openings 14 in the wall of the jacket 13. The graphite 42 forms the anode of the measuring cell, which is connected to the connection via the wire 19 17, which forms the anode connection, is connected.
Der Elektrolyt 21 kann aus einer Lösung bestehen, die 3,0 Mol KCl, 0,1 Mol K3HPO4 und 0,1 Mol KH3PO4 pro Liter enthält.The electrolyte 21 can consist of a solution which contains 3.0 mol of KCl, 0.1 mol of K 3 HPO 4 and 0.1 mol of KH 3 PO 4 per liter.
Das NO« enthaltende Gas tritt in den oberen Bereich der Kammer 33 durch die Leitung .8 ein und wird zu der befeuchteten Platinkathode geführt. Es findet dann die folgende galvanische Reaktion statt:The gas containing NO «enters the upper area of the chamber 33 through the line .8 and is led to the moistened platinum cathode. It then finds the following galvanic Reaction instead of:
NO2 + H2O + 2e = NO + 20H1 .NO 2 + H 2 O + 2e = NO + 20H 1 .
Die freigesetzten Hydroxylreste wandern durch den Elektrolyten der Messzelle und werden an der Anode aufgesammelt, so dass:The released hydroxyl residues migrate through the electrolyte of the measuring cell and are collected at the anode so that:
C + 20*H' - CO + H2O + 2e.C + 20 * H '- CO + H 2 O + 2e.
Eine EMK, die der Menge oder Konzentration von NO2 proportional ist, wird so über den Anschlüssen 17 und 18 erzeugt. Diese EMK kann durch irgend eine geeignete Anordnung gemessen und/oder angezeigt werden.An EMF proportional to the amount or concentration of NO 2 is thus generated across terminals 17 and 18. This emf can be measured and / or displayed by any suitable arrangement.
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Die Zeichnung zeigt eine Anordnung, bei der die Anschlüsse 17 und 18 mit einer in Reihe geschalteten Messchaltung verbunden sind, die aus einem Potentiometer 49, einer Kompensationsbrücke 26 mit einer Gleichspannungsbatterie 30 und einem Mikro-ampereraeter 25 besteht. Ein Verstärker 23, der von einer Spannung angetrieben wird, die über dem Potentiometer entsteht, speist ein Anzeigeinstrument 24, das zweckmässigerweise eine digitale Anzeige darstellt, die direkt die massgebende Menge NO2 angibt. Es ist auch möglich, ein Überwachungsgerät oder ein aufzeichnendes Instrument anzuschliessen, das eine Kurve beispielsweise auf einem Schreiberpapier aufzeichnet, die den NOg-Gehalt über eine bestimmte Zeitdauer anzeigt.The drawing shows an arrangement in which the connections 17 and 18 are connected to a series-connected measuring circuit, which consists of a potentiometer 49, a compensation bridge 26 with a direct voltage battery 30 and a micro-amperer 25. An amplifier 23, which is driven by a voltage that is generated across the potentiometer, feeds a display instrument 24, which expediently represents a digital display which directly indicates the relevant amount of NO 2. It is also possible to connect a monitoring device or a recording instrument that records a curve on, for example, writing paper, which shows the NOg content over a certain period of time.
Die Brücke 26 ermöglicht, dass die Messchaltung zuverlässig geeicht und so eingestellt wird, dass die stehende EMK, die von der Zelle erzeugt wird, gegenkompensiert wird. Diese Eichung wird am besten durchgeführt, indem reine Luft, d.h. Luft, die frei von Stickstoffoxiden ist, durch das Gerät geleitet wird. Auf diese Weise kann das Anzeige- oder Aufzeichnungsinstrument vor dem tatsächlichen Betrieb so eingestellt werden, dass es einen NOg-Gehalt von null anzeigt bzw. aufzeichnet. Es ist möglich, eine oder mehrere temperaturempfindliche Komponenten in die Brücke 26 einzubauen, um automatisch Temperaturänderungen zu kompensieren.The bridge 26 enables the measuring circuit to be reliably calibrated and adjusted so that the standing EMF that generated by the cell is counter-compensated. This calibration is best done using clean air, i. Air that is free of nitrogen oxides is passed through the device. In this way, the display or recording instrument set to display or record zero NOg levels prior to actual operation. It is possible to have one or more temperature sensitive Build components into the bridge 26 to automatically compensate for temperature changes.
Die gesamte Vorrichtung, wie sie hier beschrieben worden ist, kann in einem herkömmlichen tragbaren Schutzgehäuse eingebaut werden und ist unabhängig von Netzversorgung. Hierdurch wird es möglich, dass ein Benutzer beispielsweise Messungen von Stickstoffoxiden in Verbrennungsprodukten an Ort und Stelle ausführt. Auf diese Weise kann sichere zuverlässige Überwachung von Stickstoffoxiden durchgeführt werden. In bestimmten Fällen kann Justierung eines Verbrennungsprozesses bewirkt werden, um maximalen thermischen Wirkungsgrad zu erzielen, und das beschriebene Gerät kann nützlich sein, um einen geeigneten Kompromiss zwischen maximalem Wirkungsgrad und der niedrigsten Konzentration an Stickstoffoxiden einzustellen.The entire device, as it has been described here, can be built into a conventional portable protective housing and is independent of the mains supply. This makes it possible for a user, for example, to take measurements from Carrying out nitrogen oxides in combustion products on the spot. In this way, safe reliable monitoring can be achieved be carried out by nitrogen oxides. In certain cases adjustment of a combustion process can be effected to achieve maximum thermal efficiency, and the device described may be useful in finding a suitable Set a compromise between maximum efficiency and the lowest concentration of nitrogen oxides.
8G9828/05408G9828 / 0540
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
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Family
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Family Applications (1)
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Also Published As
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