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Meßeinrichtung zur Gaskonzentrationsmessung
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Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zu Gaskonzentrationsmessung,
beispielsweise in Räumen, Behältern sowie Gasabsauge- und -sammelleitungen, die
über eine elektrische Meßleitung an eine Auswerteinheit anschließbar ist und im
wesentlichen aus einer von einem Gehäuse umgebenen Meßkammer und einem in Gasleitungsanschlüsse
einschraubbaren zylindrischen Stutzen besteht.
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Zur Messung von Gaskonzentrationen, insbesondere in Gasabsauge- und
Sammelleitungen ist bereits ein Gerät bekannt, wie es in der deutschen Offenlegungsschrift
17 73 480 beschrieben ist. Dieses Gerät bestht aus einem die Meßkammer aufnehmenden
Gehäuse sowie einem in die Gasleitung hineinragenden zylindrischen Stutzen, wobei
der Stutzen als Pitot-Rohr mit kanalartigen einziehendem und aussziehendem Strömungsweg
ausgebildet ist. Am unteren Ende ist der Stutzen mit je einer in Strömungsrichtung
angeordneten Eingangs-und Ausgangsöffnung versehen.
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Der wesentliche Nachteil eines derartigen Meßgerätes besteht zunächst
in einem überaus langen und konstruktiv aufwendigen Stutzen, über welchen das Gas
an die eigentliche Meßvorrichtung geführt bzw. abgeführt wird. Durch die Länge des
Stutzens und auch die schlechte Isolierung der Meßkammer kondensiert das mit einer
Temperatur von beispielsweise 30°C ankommende Gas und das Kondensat verschmutzt
ständig die eigentliche Meßvorrichtung.
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Ein weiterer Nachteil besteht in der zwangsläufig erforderlichen Richtungseinstellung
der Eingangs- und Ausgangsöffnung am unteren Ende des Stutzens zur Achse der Gasleitung.
Da jeweils in dem Zufuhr- und Abfuhrkanal innerhalb des PitotRohres nur eine Öffnung
ist, ist dieses Ausrichten des Gerätes unumgänglich.
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Ebenfalls ist es als nachteilig anzusehen, daß ein solches Gerät innerhalb
des Betriebszustandes nicht überprüfbar ist. Auch ist das Gerät mit dem kanalartigen
einziehendem und ausziehendem Strömungsweg nicht geeignet, Gaskonzentrationsmessungen
unverzüglich zu messen, wenn die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb einer Gasleitung
überaus gering ist.
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Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Meßeinrichtung
zur Gaskonzentrationsmessung zu schaffen, welche geeignet ist, nicht nur in Gasabsauge-und
-sammelleitungen sondern auch in Räumen und innerhalb von Behältern verwendet zu
werden, welche im Betriebszustand
auf seine Anzeige hin überprüfbar
ist und die neben einer konstruktiv und kostenmäßig günstigen Herstellung geeignet
ist, in Anpassung an die Strömungsgeschwindigkeit, eine unverzügliche Messung zu
gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das mit einem
Prüfgasstutzen -versehbare, die Meßkammer aufnehmende Gehäuse mit an die Meßkammer
anschließenden Schutzeinrichtungen zu einer Einheit zusammensetzbar ausgebildet
ist.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß als Schutzeinrichtung
ein zylindrisch ausgebildeter Stutzen geringer Höhe vorgesehen ist, der an der Unterseite
ein Maschendrahtgeflecht aufweist. Eine derartige Ausführung einer Meßeinrichtung
gewährleistet durch die geringe Höhe des Stutzens die Messung im Hauptstrom, wobei
es möglich ist, eine solche Meßeinrichtung beispielsweise im Untertagebereich zu
Messungen jenseits eines Dammes zu verwenden, wobei die Meßeinrichtung durch die
vorhandenen Schnüffelrohre geschoben wird.
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Desgleichen ist dieses Gerät geeignet, in seiner kompakten Bau form
die Gaskonzentration innerhalb von Behältern und Räumen zu messen, in denen keinerlei
Strömungsgeschwindigkeit herrscht.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht, darin, daß als Schutzeinrichtung
ein rohrartig ausgebildeter Stutzen
vorgesehen ist, der an seinem
Endbereich über den Umfang verteilt, schräg nach oben gerichtete Bohrungen und innerhalb
des Endbereiches einen Prallkörper aufweist. Im Gegensatz zu der Meßeinrichtung
mit einem Stutzen geringer Höhe ist der rohrartig ausgebildete Stutzen aufgrund
der im Stutzen entstehenden Diffusion geeignet für Messungen in Rohrleitungen mit
sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten.
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Ebenfalls erweist es sich im Rahmen der Erfindung als vorteilhaft,
daß als Schutzeinrichtung eine aus einem Außen-und Innenrohr bestehende Teilstromsonde
vorgesehen ist, wobei das Innenrohr am unteren Ende das Außenrohr überragt.
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Eine derartige Ausführung des Meßgerätes ist besonders geeignet für
mittlere Strömungsgeschwindigkeiten von 1 bis 5 m/sec.
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Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen näher beschrieben.
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Der technische Fortschritt der Erfinudng ist darin begründet, daß
zur Vereinheitlichung von Gaskonzentrationsmessungen in Behältern, Räumen oder Gasleitungen
mit geringer oder großer Strömungsgeschwindigkeit die Meßeinrichtung die Möglichkeit
bietet, einen ständig durch eine Prüfeinrichtung zu kontrollierenden Meßkopf auf
einfache und kostengünstige Weise mit verschiedenen, auf die Anforderungen abgestimmte
die Meßkammer schützenden Einrichtungen zu verbinden.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen schematisierten
Schnitt durch ein eine Meßkammer aufnehmendes Meßgehäuse, Fig. 2 einen Schnitt durch
einen zylindrisch ausgebildeten Stutzen geringer Höhe, Fig. 3 einen Schnitt durch
einen rohrartig ausgebildeten Stutzen, Fig. 4 einen Schnitt durch einen als Teilstromsonde
ausgebildeten Stutzen und Fig. 5 ein Anwendungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Meßgerätes in einer Gasleitung.
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Wie aus der in Fig. 1 im Schnitt und schematisiert dargestellten Meßeinrichtung
hervorgehet, besteht diese im wesentlichen aus einem die Meßkammer 2 erkannter Bauweise
umgebenden Gehäuse 1 aus Metall.
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Am Kopf des Gehäuses 1 im Deckel 7 der mittels Schrauben 8 befestigbar
ist, ist eine Anschlußöffnung 6 für eine nicht dargestellte elektrische Meßleitung
vorgesehen, welche die Meßwerte an eine Auswerteeinheit überträgt.
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Seitlich am Gehäuse 1 in Höhe. der Meßkammer 2 ist innnerhalb einer
Bohrung 5 ein Prüfgasstutzen 3 eingeschraubt.
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Der Prüfgasstutzen 3, der während der Routinemessung mittels einer
Schraube 4 verschlossen ist ermöglicht es, die Meßkammer 2 während des Betriebs
mit Prüfgas zu beschicken.
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Die Bohrung 5 ist, wenn der Prüfgasstutzen 3 ausgeschraubt ist, mit
einem Blindstopfen zu verschließen.
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Unterhalb der Meßkammer 2 ist das Gehäuse 1 mit einem Innengewinde
9 versehen.
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Der in einer Schnittdarstellung in Fig. 2 wiedergegebene Stutzen geringer
Höhe wird als Schutzeinrichtung 10 mit dem Außengewinde 13 zu einer Einheit mit
dem Gehäuse 1 verschraubt. Die geringe Höhe der Schutzeinrichtung 10 erlaubt Messungen
innerhalb des Hauptstromes bzw. in Räumen, Behältern oder Gasleitungen, in denen
eine geringe oder keine Strömungsgeschwindigkeit herrscht.
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Bei der Verwendung der Meßeinrichtung unter Tage beispielsweise bei
der Gaskonzentrationsmessung hinter einem Damm ist es möglich, die mit dem Stutzen
geringer Höhe zu einer Einheit verschraubte Meßeinrichtung beispielsweise durch
ein Schnüffelrohr hinter den Damm zu schieben, wobei die Meßeinrichtung an der Meßleitung
geführt wird.
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An der Unterseite 14 ist die Schutzeinrichtung 10 zur Verhinderung
einer übermäßigen Verschmutzung der Meßkammer 2 mit einem Maschendrahtgeflecht versehen.
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In der Seitenansicht nach Fig. 3 ist eine weitere Schutzeinrichtung
11 dargestellt, die aus einem rohrartig ausgebildeten Stutzen besteht, der an seinem
Endbereich über den Umfang verteilt schräg nach oben gerichtete Bohrungen 15 und
innerhalb des Endbereiches einen Prallkörper 16 aufweist. Am oberen Bereich weist
die Schutzeinrichtung 11 ein Außengewinde 13 auf und ist ebenfalls mit dem Gehäuse
1 zu einer Einheit verschraubbar.
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Die Ausführung dieser Schutzeinrichtung 11 ist vorteilhafterweise
geeignet für Gaskonzentrationsmessungen in Gassammelleitungen, in denen hoheStrömungsgeschindigkeiten
herrschen. Durch die schräg nach oben gerichtet.en über den Umfang verteilten Bohrungen
15 prallt das Gas auf den Prallkörper 16 und es entstehen in Richtung auf die Meßkammer
2 Diffusionen, die eine Gaskonzentrationsmessung bei hoher Gasgeschwindigkeit ohne
wesentliche Zeitverzögerung erlaubt.
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In der Fig. 5 ist in einem schematisierten Schnitt die Anordnung einer
Meßeinrichtung in einer Gasleitung 22 dargestellt. Die rohrartig ausgebildexe Schutzeinrichtung
11, die zur Erleichterung der Herstellung aus zwei zusammengeschweißten Rohrabschnitten
besteht, ist
mittels des Außengewinde 24 in den Gasleitungsanschluß
23 eingeschraubt. Unterhalb des umlaufenden Absatzes 25 erscheint es zweckmäßig,
eine zusätzliche Dichtung anzubringen. Durch die über den Umfang verteilt angeordneten
Bohrungen 15 im unteren Bereich ist die Meßeinrichtung richtungsunabhängig.
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In Fig. 4 ist in einem Schnitt eine weitere Schutzeinrichtung 12 dargestellt,
die mittels eines Außen- und Innenrohres 17, 18 als Teilstromsonde ausgebildet ist.
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Das Innenrohr 18 wird mittels dreier Schrauben 26 im Außenrohr 17
gehalten. Das Innenrohr 18 überragt am unteren Ende das Außenrohr 17 und weist eine
nach konische Erweiterung 19 auf. Der Boden 20 ist mit Bohrungen 21 versehen.
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Am oberen Ende weist die Schutzeinrichtung 12 ebenfalls ein Außengewinde
13 auf, über welches die Schutzeinrichtung 12 mit dem Gehäuse 1 zu einer Einheit
verschraubbar ist. Die Ausbildung des unteren Endes des Innenrohres 18 mit der konischen
Erweiterung 19 erlaubt es der Meßeinrichtung richtungsunabhängig in einen Gasleitungsanschluß
23 eingeschraubt zu werden.
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1 Gehäuse 2 Meßkammer 3 Prüfgasstutzen 4 Schraube 5 Bohrung 6 Anschlußöffnung
7 Deckel 8 Schraube 9 Innengewinde 10,11,12 Schutzeinrichtungen 13 Außengewinde
14 Unterseite 15 Bohrungen 16 Prallkörper 17 Außenrohr 18 Innenrohr 19 untere konische
Erweiterung 20 Boden 21 Bohrungen 22 Gasleitung 23 Gasleitungsanschluß 24 Gewinde
25 Absatz 26 Schrauben
L e e r s e i t e