Der Temperaturmeßdraht integriert über seine gesamte Länge die örtliche
Gastemperatur und stellt mit seinem Widerstand ein Signal zur Verfügung, das nun
unabhängig von Konvektionsstörungen ist, die parallel zu der durch die Meßdrahtschlaufe
gehenden Ebene verlaufen. Konvektionsstörungen führen zu Verzerrungen der den Heizdraht
umgebenden »Wärmewolke«. Zum Beispiel wird bei einem plötzlichen Stoß die Gastemperatur
links vom Heizelement größer
und dafür rechts vom Heizelement gleichartig
geringer. The temperature measuring wire integrates the local one over its entire length
Gas temperature and provides a signal with its resistance that now
is independent of convection disturbances that are parallel to that caused by the measuring wire loop
going level. Convection disturbances lead to distortion of the heating wire
surrounding »heat cloud«. For example, when there is a sudden shock, the gas temperature becomes
larger to the left of the heating element
and similar to the right of the heating element
less.
Da der Temperaturmeßdraht über beide Seiten integriert, kompensiert
sich die Temperaturstörung.Since the temperature measuring wire is integrated on both sides, compensates
the temperature disturbance.
Durch eine »spaltförmige« Abgrenzung des Raumes V also eine Form,
bei der der Raum in der Richtung senkrecht zur Ebene der Meßdrahtschlaufe wesentlich
kleiner als in den beiden andercn Richtungen ist, kann erreicht werden, daß Konvektionsströmungen
nur weitgehend parallel zu den in A b b. 2 gezeigten Spaltwänden 8 und 10 erfolgen
können und somit die beschreibende Kompensation voll wirksam wird. Für evtL Strömungen
senkrecht zur Spaltbegrenzung würde die Kompensation nicht mehr voll wirken. Die
Spalthöhe h liegt günstigerweise zwischen 0,3 und 0,6 mm. Through a »gap-like« demarcation of space V, a form
in which the space in the direction perpendicular to the level of the measuring wire loop is essential
is smaller than in the other two directions, convection currents can be achieved
only largely parallel to those in A b b. 2 gap walls 8 and 10 shown
and thus the descriptive compensation is fully effective. For any currents
The compensation would no longer have a full effect perpendicular to the gap delimitation. the
The gap height h is advantageously between 0.3 and 0.6 mm.
Um eine von Gasströmungen unbeeinflußte Temperaturmessung im Gas
durchführen zu können, muß der Temperaturmeßdraht örtlich gleiche Temperatur wie
das umgebende Gas haben. Eine Übertemperatur des Temperaturmeßdrahtes würde sofort
einen strömungsabhängigen Einfluß auf die Temperaturmessung erzeugen, da die Übertemperatur
naturgemäß vom Wärmeübergangswiderstand abhängt. Eine Temperaturmessung ohne Übertemperatur
bedeutet bei der in der Gasanalyse üblichen Kleinheit der Fühlergebilde eine sehr
geringe Meßleistung. A temperature measurement in the gas that is not influenced by gas flows
To be able to perform, the temperature measuring wire must be locally the same temperature as
have the surrounding gas. An overtemperature of the temperature measuring wire would immediately
generate a flow-dependent influence on the temperature measurement, since the overtemperature
naturally depends on the heat transfer resistance. A temperature measurement without overtemperature
means a very small size of the sensor structure, which is usual in gas analysis
low measuring performance.
Um bei der geringen Meßleistung eine ausreichende Stabilität aer
Anlage zu erreichen, ist eine Umsetzung der z. B. temperaturabhängigen Widerstandsmessung
des Temperaturfühlers in eine Wechselspannung unbedingt erforderlich, um das Meßsignal
von ständig im Meßkreis gegenwärtigen Thermospannungen zu trennen. In order to have sufficient stability at the low measuring power
To achieve plant is an implementation of z. B. temperature-dependent resistance measurement
of the temperature sensor in an alternating voltage is absolutely necessary to the measuring signal
to separate from thermal voltages that are constantly present in the measuring circuit.
A b b. 3 zeigt ein ausgeführtes Beispiel einer Wärmeleitfähigkeitsmeßzelle.
Der Aufbau der Meßzelle ist in »Sandwich«-Weise durchgeführt. Eine Bodenplatte 8
aus Keramik bildet den unteren Abschluß. Der spaltförmige Raum V(nicht besonders
gekennzeichnet) wird von dem keramischen Formenteil 9 gebildet. Eine Deckplatte
10 vervollständigt das Meßgehäuse. Über die Öffnung 11 der Deckplatte 10, eine dieser
Öffnung entsprechende Aussparung (13) im Formteil q und einen diese Aussparung mit
dem Raum Vverbindenden Kanal (14) steht der Raum V mit der äußeren Umgebung der
Meßzelle in Verbindung. Die Spalthöhe hdes Raumes V beträgt ca. 0,5 mm, die Breite
b ca. 0,6 mm. Die Tiefe t beträgt im ausgeführten Beispiel ca. 1.5 mm. Das Formteil
weist weiterhin den mit dem Raum V in Verbindung stehenden Raum 7 auf, der zur Handhabung
der Kontaktierungen der Zuleltungen mit dem Heiz-und Meßdraht benötigt wird und
günstig so klein wie möglich ausgeführt werden soll, um unnütze Gashohlräume zu
vermeiden. Die Teile 8 bis 10 sind mit Gaslot bei Temperaturen über 500° C verschmolzen. A b b. 3 shows an exemplary embodiment of a thermal conductivity measuring cell.
The construction of the measuring cell is carried out in a "sandwich" manner. A base plate 8
made of ceramic forms the lower end. The gap-shaped space V (not particularly
marked) is formed by the ceramic mold part 9. A cover plate
10 completes the measuring housing. Via the opening 11 of the cover plate 10, one of these
Opening corresponding recess (13) in the molded part q and one with this recess
the space V-connecting channel (14) is the space V with the external environment of the
Measuring cell in connection. The gap height h of the space V is approx. 0.5 mm, the width
b approx. 0.6 mm. In the example shown, the depth t is approx. 1.5 mm. The molding
furthermore has the space 7 which is in communication with the space V and is used for handling
the contacting of the supply lines with the heating and measuring wire is required and
should be made as small as possible to avoid useless gas cavities
avoid. Parts 8 to 10 are fused with gas solder at temperatures above 500 ° C.
In dem Raum Vwird als Heizelement ein Heizdraht 1 schlaufenförmig
zwischen 2 Elektroden 3 und 4 gehalten. Der Durchmesser des Heizdrahtes beträgt
z. B. 10 Zm. Parallel zu Heizdraht 1 wird zwischen den Anschlüssen 5 und 6 der Temperaturmeßdraht
2 angeordnet. In the space V, a heating wire 1 is looped as a heating element
held between 2 electrodes 3 and 4. The diameter of the heating wire is
z. B. 10 cm. In parallel with heating wire 1, the temperature measuring wire is inserted between connections 5 and 6
2 arranged.
Der Durchmesser des Temperaturmeßdrahtes im ausgeführten Beispiel
beträgt ca. 10 leim. Der Abstand des Temperaturmeßdrahtes vom Heizdraht beträgt
auf der ganzen Drahtlänge ca. 0,1 mm. Die Elektroden 3 bis 6 werden in nicht dargestellten
Schlitzen zwischen der Bodenplatte 8 und dem Formteil 9 eingeschmolzen unter Verwendung
eines Gaslotes. The diameter of the temperature measuring wire in the example
is about 10 glue. The distance between the temperature measuring wire and the heating wire is
0.1 mm over the entire length of the wire. The electrodes 3 to 6 are not shown in FIG
Slits between the base plate 8 and the molded part 9 melted using
a gas solder.
Die Messung der Wärmeleitfähigkeit selbst erfolgt durch Widerstandsmessung
in an sich bekannter Weise. The measurement of the thermal conductivity itself is carried out by measuring the resistance
in a manner known per se.
Vorzugsweise erfolgt die Messung über 2 unabhängige Meßsysteme, wobei
die beiden Meßdrähte die zwei Zweige einer Brückenschaltung bilder und die Brücke
mit Rechteckwechselspannung gespeist wird.The measurement is preferably carried out using 2 independent measuring systems, with
the two measuring wires represent the two branches of a bridge circuit and the bridge
is fed with square wave alternating voltage.