DE3541530A1 - Measuring appliance - Google Patents

Measuring appliance

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DE3541530A1
DE3541530A1 DE19853541530 DE3541530A DE3541530A1 DE 3541530 A1 DE3541530 A1 DE 3541530A1 DE 19853541530 DE19853541530 DE 19853541530 DE 3541530 A DE3541530 A DE 3541530A DE 3541530 A1 DE3541530 A1 DE 3541530A1
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Alfred Dipl Ing Jester
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ABB AG Germany
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Brown Boveri und Cie AG Germany
BBC Brown Boveri AG Germany
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0011Sample conditioning

Abstract

The invention relates to a measuring appliance (1) for determining the free oxygen content in gases. The object of the invention is to provide a measuring appliance (1) whose readings are not affected by external influences such as contamination. The measuring appliance (1) according to the invention has a sensor (2), upstream of which there is a diffusion section (3). This has a defined volume. The diffusion section (3) is continuously filled with the exhaust gas. The sensor (2) is then exposed to this gas. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a measuring device according to the preamble of claim 1.

Eine solche Meßvorrichtung kommt vorzugsweise zur Be­ stimmung des freien Sauerstoffgehaltes von Gasen zur Anwendung, die von Verbrennungsanlagen für Öl, Gas und Kohle stammen.Such a measuring device is preferably used adjustment of the free oxygen content of gases Application by combustion plants for oil, gas and Coal originate.

Bis jetzt bekannt gewordene Meßvorrichtungen weisen zur Ermittlung des freien Sauerstoffgehaltes von Gasen eine Meßsonde auf, die wenigstens einen Festelektrolyten auf der Basis von Zirkonoxid besitzt. Der Festelektrolyt ist mit zwei Elektroden ausgerüstet, die an eine Gleichspan­ nungsquelle angeschlossen sind. Die als Kathode dienende Elektrode des Festelektrolyten wird mit dem zu messenden Gasstrom beaufschlagt. Es ist bekannt, diese Elektrode mit einer Diffusionsschicht zu überziehen, so daß nur eine definierte Gasmenge auf die Oberfläche der Elektro­ de gelangt. Dem Gas, das auf die Elektrode auftrifft, wird der Sauerstoff entzogen, da dieser auf der Oberflä­ che der Elektrode ionisiert und durch die Elektrode und den Festelektrolyten zur zweiten Elektrode transportiert wird. Dort werden die Sauerstoffionen wieder zu Sauer­ stoffmolekülen rekombiniert. Aufgrund der Sauerstoffio­ nen, die durch den Festelektrolyten wandern, kommt es zur Bildung eines Stromsignals zwischen den Elektroden. Dieses Stromsignal ist von der Temperatur unabhänig, sofern die Messung bei einer Arbeitstemperatur von 650°C durchgeführt wird. Die hierbei verwendeten dif­ fusionshemmenden Schichten auf der als Kathode dienen­ den Elektrode haben jedoch den Nachteil, daß die poröse Struktur dieser Schicht leicht verschmutzt, so daß bei zunehmendem Alter der Meßvorrichtung hiermit keine ge­ nauen Meßergebnisse mehr erzielt werden können.Up to now known measuring devices indicate Determination of the free oxygen content of gases Measuring probe on which at least one solid electrolyte the basis of zirconium oxide. The solid electrolyte is equipped with two electrodes connected to a DC chip source are connected. The one serving as the cathode Electrode of the solid electrolyte is compared with the one to be measured Gas flow applied. It is known this electrode to be covered with a diffusion layer so that only a defined amount of gas on the surface of the electrical de arrives. The gas that hits the electrode the oxygen is withdrawn because it is on the surface surface of the electrode and ionized by the electrode and the solid electrolyte is transported to the second electrode becomes. There the oxygen ions become acid again recombined substance molecules. Because of the oxygenio  It happens that migrate through the solid electrolyte to form a current signal between the electrodes. This current signal is independent of the temperature, provided the measurement at a working temperature of 650 ° C is carried out. The dif used here anti-fusion layers on the serve as a cathode However, the electrode has the disadvantage that the porous Structure of this layer slightly dirty, so that at increasing age of the measuring device hereby no ge accurate measurement results can be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßvor­ richtung zu schaffen, bei der die Meßwerte durch äußere Einflüsse wie Verschmutzungen der Meßvorrichtung unbe­ einflußt bleiben.The invention has for its object a Meßvor to create direction in which the measured values by external Influences such as dirt on the measuring device stay influenced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is inventively characterized by nenden features of claim 1 solved.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.Further features essential to the invention are in the Un marked claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert.The invention is described below with reference to drawings explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1: den Aufbau einer Meßvorrichtung, Fig. 1: the structure of a measuring device,

Fig. 2: die für die Messung verwendete Meßsonde, FIG. 2 shows the probe used for the measurement,

Fig. 3: eine Variante der erfindungsgemäßen Meßvor­ richtung. Fig. 3: a variant of the Meßvor direction according to the invention.

Die in Fig. 1 dargestellte Meßvorrichtung 1 wird im we­ sentlichen durch die Meßsonde 2, einen als Diffusions­ strecke dienenden Behälter 3 und eine Pumpe 4 gebildet. Mit Hilfe der Meßvorrichtung 1 kann der freie Sauer­ stoffgehalt von Gasgemischen bzw. Abgasen von Verbren­ nungsanlagen (hier nicht dargestellt) ermittelt werden. Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung 1 ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel an die Ab­ zweigleitung 5 A eines Abgaskanals 5 angeschlossen, der zu einer nicht dargestellten Verbrennungsanlage gehört. Erfindungsgemäß ist zwischen der Meßsonde 2 und der Ab­ zweigleitung 5 A der Behälter 3 mit einem definierten Innenvolumen angeordnet. Der Behälter 3 steht sowohl mit der Abzweigleitung 5 A als auch mit der Meßsonde 2 direkt in Verbindung. Hinter der Einlaßöffnung 3 E des Behälters 3 ist, in Strömungsrichtung des Abgases gesehen, die Pumpe 4 innerhalb der Abzweigleitung 5 A installiert. Die Auslaßöffnung 3 A des Behälters 3 steht direkt mit der Meßsonde 2 in Verbindung. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Behälter 3 als zylindrisches Rohr ausgebildet. Er kann auch eine beliebig andere Form aufweisen. Der Behälter 3 wird kontinuierlich mit dem Gas gefüllt, dessen Sauerstoffgehalt gemessen werden soll, und zwar in diesem Fall mit dem Abgas aus einer Ver­ brennungsanlage. Mit der fortlaufend in den Behälter 3 gefüllten Menge an Gas wird anschließend die Meßsonde 2 beaufschlagt. Dadurch, daß zuerst der Behälter 3 mit dem Gas gefüllt und erst dann die Meßsonde 2 damit beauf­ schlagt wird, läßt sich die der Meßsonde 2 zuzuführende Menge an Gas auf einfache Weise konstant halten. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Be­ hälter 3, insbesondere das zylindrische Rohr, einen Innen­ durchmesser von 1 mm und einer Länge von 10 mm auf. Die Innenfläche des Behälters 3 ist so klein wie möglich gehalten, so daß kein negativer Einfluß auf die An­ sprechzeit der Meßsonde 2 zu erwarten ist. Sie ist vor­ zugsweise mit einem Werkstoff, beispielsweise Gold oder Platin beschichtet, der Sauerstoff nur sehr schwach ab­ sorbiert. Mit Hilfe der Pumpe 4, die in die Abzeiglei­ tung 5 A des Abgaskanals 5 eingebaut ist, wird der Behäl­ ter 3 ständig mit Abgas gefüllt, das kontinuierlich der Meßsonde 2 zugeführt wird. Bei Vernachlässigung einer 02-Absorption auf der Innenfläche des Behälters 3 kann die Ansprechzeit aus der Diffussionsgleichung abgeleitet werden. Die Diffusionslänge x ergibt sich aus der Glei­ chung wobei die Diffusionszeitkonstante D ≈ 0,33 cm2/sec beträgt, und T für die Diffusionszeitkonstante steht. Wird diese Gleichung nach T aufgelöst, so ergibt sich hieraus:The measuring device 1 shown in FIG. 1 is formed in the we sentlichen by the measuring probe 2, a distance as a diffusion serving container 3 and a pump 4. With the help of the measuring device 1 , the free oxygen content of gas mixtures or exhaust gases from combustion plants (not shown here) can be determined. The measuring device 1 according to the invention is connected in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 to the branch line 5 A of an exhaust gas duct 5 , which belongs to an incinerator, not shown. According to the invention, the container 3 with a defined internal volume is arranged between the measuring probe 2 and the branch line 5 A. The container 3 is connected both to the branch line 5 A and to the measuring probe 2 . Behind the inlet opening 3 E of the container 3 , seen in the flow direction of the exhaust gas, the pump 4 is installed within the branch line 5 A. The outlet opening 3 A of the container 3 is directly connected to the measuring probe 2 . In the embodiment shown here, the container 3 is designed as a cylindrical tube. It can also have any other shape. The container 3 is continuously filled with the gas whose oxygen content is to be measured, in this case with the exhaust gas from a combustion plant. The measuring probe 2 is then charged with the quantity of gas continuously filled into the container 3 . By first the container 3 filled with the gas and then the probe 2 thus is beauf beat, can keep the probe 2 supplied amount of gas constant easily. In the embodiment shown in Fig. 1, the loading container 3 , in particular the cylindrical tube, has an inner diameter of 1 mm and a length of 10 mm. The inner surface of the container 3 is kept as small as possible, so that no negative influence on the response time of the measuring probe 2 is to be expected. It is preferably coated with a material, for example gold or platinum, which only very weakly absorbs oxygen. With the help of the pump 4 , which is installed in the exhaust line 5 A of the exhaust gas duct 5 , the container ter 3 is constantly filled with exhaust gas, which is continuously fed to the measuring probe 2 . If an 02 absorption on the inner surface of the container 3 is neglected, the response time can be derived from the diffusion equation. The diffusion length x results from the equation where the diffusion time constant is D ≈ 0.33 cm 2 / sec, and T stands for the diffusion time constant. If this equation is solved for T , the result is:

T = x²/D ≈ 1/0,33 ≈ 3 sec. T = x ² / D ≈ 1 / 0.33 ≈ 3 sec.

Wird berücksichtigt, daß zusätzlich zur Diffussions­ strecke x noch ein Betrag hinzugerechnet werden muß, der sich durch die Abmessung der Meßsonde 2 ergibt, so liegt die Ansprechzeit der Meßvorrichtung 1 zwischen 3 und 10 sec.If it is taken into account that in addition to the diffusion distance x an amount has to be added which results from the dimension of the measuring probe 2 , the response time of the measuring device 1 is between 3 and 10 seconds.

Die in Fig. 1 dargestellte Meßvorrichtung 1 ist mit der in Fig. 2 gezeigten Meßsonde 2 ausgerüstet. Diese um­ faßt eine rohrförmige Meßzelle 20 mit einem die Meßzelle 20 abschließenden Flansch 23 aus Metall. Aus der Grund­ fläche des Flansches 23 ragt ein kreisringförmiger Vor­ sprung 24 hervor, an dessen freiem Ende ein Festelektro­ lytrohr 25 befestigt ist. Dieser ist auf seiner Außen­ seite mit der ersten Elektrode 26 versehen, die vom Ende 25 S des Festelektrolyten 25 aus gesehen etwa 2/3 der Festelektrolytrohrlänge bedeckt. Auf der Innenseite des Festelektrolytrohres 25 ist die zweite Elektrode 27 vor­ gesehen, die sich vom Ende 25 S bis zur Befestigungsstel­ le des Festelektrolytrohres 25 am Vorsprung 24 erstreckt und in elektrisch leitendem Kontakt mit dem Vorsprung 24 steht. Die beiden Elektroden 26 und 27 sind aus einer porösen elektronenleitenden Schicht gefertigt, durch welche der Sauerstoff ungehindert diffundieren kann. Das mit den Elektroden 26 und 27 versehene Festelektroly­ trohr 25 ist von einem Hüllrohr 28 umgeben, so daß zwi­ schen der ersten Elektrode 26 und dem Hüllrohr 28 ein zusammenhängender Raum 29 verbleibt. Die lichte Weite des Raumes 29 beträgt in radialer Richtung etwa 0,3 bis 0,2 mm, vorzugsweise etwa 0,5 mm. Am unteren Ende des Hüllrohres 28 ist ein enges Gaszuleitungsrohr 32 vorge­ sehen, das mit dem Behälter 3 der in Fig. 1 dargestell­ ten Meßvorrichtung 1 fest verbunden ist. Der am Flansch 23 angeordnete ringförmige Vorsprung 24 ist von einem im Flansch 23 verlaufenden konzentrischen Ringspalt 37 um­ geben, der einerseits in den Raum 29 mündet und der an­ dererseits an einen quer zur Längsachse der Meßsonde 3 verlaufenden im Querschnitt kreisförmigen Raum 38 ange­ schlossen ist. Die senkrecht zur Längsachse der Meßsonde verlaufende Anschlußbohrung 39 ist hierbei in Richtung zur Längsachse weitergeführt, so daß auch der Innenraum 40 des Vorsprungs 24, welcher mit dem Innenraum des Fe­ stelektrolyten 25 eine Einheit bildet, an den Raum 38 angeschlossen ist. Der Raum 18 weist eine Austrittsöff­ nung auf, über welche das in die Leitung 32 eingeströmte Gas wieder aus der Meßsonde 2 abgeleitet werden kann. Um an die beiden Elektroden 26 und 27 die erforderliche Versorgungsspannung legen zu können, ist von der ersten Elektrode 26 eine elektrische Leitung (hier nicht darge­ stellt) radial nach außen geführt. Die zweite Elektrode 27 ist über den Zentriervorsprung und einen weiteren Vorsprung des Flansches 23 mit diesem elektrisch leitend verbunden. An den Flansch 23 und die oben erwähnte elek­ trische Leitung ist die Spannungsquelle 41 angeschlos­ sen, welche die Versorgungsspannung US liefert. Zwischen die Spannungsquelle und den Flansch 23 ist ein Ampereme­ ter geschaltet, mit Hilfe dessen der zwischen den beiden Elektroden fließende Strom ermittelt werden kann.The measuring device 1 shown in Fig. 1 is equipped with the embodiment shown in FIG. 2, probe 2. This comprises a tubular measuring cell 20 with a flange 23 which closes the measuring cell 20 and is made of metal. From the base surface of the flange 23 protrudes an annular pre jump 24 , at the free end of a Festelektro lytrohr 25 is attached. This is provided on its outer side with the first electrode 26 , which covers about 2/3 of the length of the solid electrolyte tube as seen from the end 25 S of the solid electrolyte 25 . On the inside of the solid electrolyte tube 25 , the second electrode 27 is seen before, which extends from the end 25 S to the fastening point of the solid electrolyte tube 25 on the projection 24 and is in electrically conductive contact with the projection 24 . The two electrodes 26 and 27 are made of a porous electron-conducting layer through which the oxygen can diffuse unhindered. The provided with the electrodes 26 and 27 Festelektroly tube 25 is surrounded by a cladding tube 28 , so that between the first electrode 26 and the cladding tube 28 a contiguous space 29 remains. The clear width of the space 29 is about 0.3 to 0.2 mm, preferably about 0.5 mm, in the radial direction. At the lower end of the cladding tube 28 , a narrow gas supply tube 32 is easily seen, which is firmly connected to the container 3 of the measuring device 1 shown in FIG. 1. The annular projection 24 arranged on the flange 23 is of a concentric annular gap 37 extending in the flange 23 , which on the one hand opens into the space 29 and on the other hand is connected to a cross-sectionally circular space 38 extending transversely to the longitudinal axis of the measuring probe 3 . The perpendicular to the longitudinal axis of the probe connection bore 39 is continued in the direction of the longitudinal axis, so that the interior 40 of the projection 24 , which forms a unit with the interior of the Fe electrolyte 25 , is connected to the space 38 . The space 18 has an outlet opening, via which the gas flowing into the line 32 can be discharged again from the measuring probe 2 . In order to be able to apply the required supply voltage to the two electrodes 26 and 27 , an electrical line (not shown here) is guided radially outward from the first electrode 26 . The second electrode 27 is electrically conductively connected to the flange 23 via the centering projection and a further projection. To the flange 23 and the above-mentioned electrical line, the voltage source 41 is ruled out, which supplies the supply voltage US . Between the voltage source and the flange 23 an Ampereme ter is connected, by means of which the current flowing between the two electrodes can be determined.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Meßvorrichtung 1 ist in die Abzweigleitung 5 A des Abgaskanals 5 ein Ventil 11 eingebaut. An das Ventil 11 schließt sich, in Strömungs­ richtung des Abgases gesehen, ein als Diffusionsstrecke dienender Behälter 3 an. Dieser ist dazu bestimmt, eine definierte Menge an Abgas aufzunehmen. Über ein kurzes Leitungsstück 6 ist die Meßsonde 2 an den Behälter 3 angeschlossen. Hinter dem Behälter 3 ist, in Strömungs­ richtung des Abgases gesehen, eine Pumpe 4 in die Ab­ zweigleitung 5 A eingebaut. Bei dem Ventil 11 handelt es sich um ein Magnetventil, das im Normalfall geöffnet ist. Der Behälter 3 weist auf seiner Innenfläche wieder­ um eine Beschichtung aus Gold oder Platin auf, die Sau­ erstoff nur in einer sehr geringen Menge absorbiert. Das Innenvolumen des Behälters 3 beträgt bei dem hier darge­ stellten Ausführungsbeispiel 100 cm3. Es kann im Be­ darfsfall größer oder kleiner gewählt werden. Das den Behälter 3 und die Meßsonde 2 verbindende Leitungstück 6 weist einen Innendurchmesser von ungeführ 0,5 mm auf. Ihre Länge beträgt etwa 3 cm. Die Meßsonde 2 ist in der glei­ chen Weise ausgebildet, wie die in Fig. 2 dargestellte und in der dazugehörigen Beschreibung erläuterte Meßson­ de 2.In the measuring device 1 shown in FIG. 3, a valve 11 is installed in the branch line 5 A of the exhaust gas duct 5 . At the valve 11 , seen in the flow direction of the exhaust gas, a container 3 serving as a diffusion path connects. This is designed to hold a defined amount of exhaust gas. The measuring probe 2 is connected to the container 3 via a short line section 6 . Behind the container 3 , seen in the flow direction of the exhaust gas, a pump 4 is installed in the branch line 5 A. The valve 11 is a solenoid valve that is normally open. The container 3 has on its inner surface again around a coating of gold or platinum, the Sau erstoff absorbs only in a very small amount. The inner volume of the container 3 is 100 cm 3 in the embodiment shown here Darge. If required, it can be selected larger or smaller. The line piece 6 connecting the container 3 and the measuring probe 2 has an inside diameter of approximately 0.5 mm. Their length is about 3 cm. The probe 2 is formed in the sliding surfaces manner as that shown in Fig. 2 and in the associated description explained Meßson de 2.

Die Meßvorrichtung 1 gemäß Fig. 3 hat folgende Wir­ kungsweise: . The measuring device 1 of Figure 3 has the following we kung example:

Das in die Abzweigleitung 5 A eingebaute Magnetventil 11 ist im Normalfall geöffnet, so daß die Abgase, die von einer nicht dargestellten Verbrennungsanlage kommen und in die Abzweigleitung 5 A strömen, ungehindert von der Pumpe 4 abgepumpt werden können. In der Meßsonde 2 be­ findet sich vorwiegend N₂. Es kann lediglich durch das Leitungsstück 6 etwas Sauerstoff in die Meßsonde 2 ein­ diffundieren. Bei entsprechender Dimensionierung der Meßvorrichtung 1 kann dieser Diffussionsanteil sehr klein gehalten werden. Wird das Magnetventil 11 ge­ schlossen, so wird in der Abzweigleitung 5 A und in der Meßsonde 2 der Druck entsprechend der Leistung der Pumpe 4 und dem vorhandenen Volumen des Behälters 3 abfallen. Es wird nachfolgend davon ausgegangen, daß die verwende­ te Pumpe 4 eine Pumpenleistung von 10 l/h aufweist. Das entspricht etwa 3 N cm3/sec. Das Gesamtvolumen des Be­ hälters 3, der Meßsonde 2, des Leitungsstückes 6 und der Abzweigleitung 5 A, das zwischen dem Magnetventil 11 und dem Behälter 3 liegt, beträgt etwa 100 bis 110 cm3. Ist die Pumpe 4 eingeschaltet, so fällt der Druck bei ge­ schlossenem Magnetventil 11 in den ersten Sekunden um etwa 3% ab. Das bedeutet, daß aus der Meßsonde 2 ent­ sprechend dem Wert der Druckänderung und dem Totvolumen der Meßsonde 2 eine bestimmte Menge Stickstoff abströmt, der als weiterer Bestandteil in dem Abgas von Verbren­ nungsanlagen enthalten ist, und zuvor mit diesem in die Meßsonde 2 gelangt ist. Wird das Magnetventil 11 wieder geöffnet, so stellt sich der alte Druckzustand her, d. h. aus dem Behälter 3 strömt eine bestimmte Menge an Abgas in die Meßsonde 2 ein. Wird das Magnetventil peri­ odisch kurzzeitig geschlossen, so wird bewirkt, daß die Meßsonde 2 in regelmäßigen Zeitabständen mit einer defi­ nierten Menge an Abgas geimpft wird oder anders gesagt, die Meßsonde atmet Abgas ein und Stickstoff aus. Durch eine entsprechende Wahl dieser Taktzeit, der Absenkung des Drucks und des Totvolumens der Meßsonde 2 kann ein zeitlicher Mittelwert der Abgasmengendosierung von 0,1 l/h erzielt werden. Dies bedeutet, daß der Meßsonde 2 jeweils eine konstante Menge an Abgas zugeführt wird. The built-in the branch line 5 A solenoid valve 11 is normally open, so that the exhaust gases that come from an incinerator, not shown, and flow into the branch line 5 A , can be pumped out unhindered by the pump 4 . In the measuring probe 2 there is predominantly N₂. It can only diffuse some oxygen into the measuring probe 2 through the line piece 6 . With appropriate dimensioning of the measuring device 1 , this diffusion fraction can be kept very small. If the solenoid valve 11 is closed, the pressure in the branch line 5 A and in the measuring probe 2 will drop in accordance with the power of the pump 4 and the existing volume of the container 3 . It is assumed below that the used pump 4 has a pump capacity of 10 l / h. This corresponds to approximately 3 N cm 3 / sec. The total volume of the container 3 , the measuring probe 2 , the line section 6 and the branch line 5 A , which lies between the solenoid valve 11 and the container 3 , is approximately 100 to 110 cm 3 . If the pump 4 is switched on, the pressure drops by about 3% in the first seconds when the solenoid valve 11 is closed. This means that from the measuring probe 2 accordingly the value of the pressure change and the dead volume of the measuring probe 2 flows out a certain amount of nitrogen, which is contained as a further component in the exhaust gas from combustion plants, and previously reached with this in the measuring probe 2 . If the solenoid valve 11 is opened again, the old pressure state is restored, ie a certain amount of exhaust gas flows from the container 3 into the measuring probe 2 . If the solenoid valve is periodically closed briefly, it is caused that the measuring probe 2 is vaccinated at regular intervals with a defi ned amount of exhaust gas or in other words, the measuring probe breathes exhaust gas and nitrogen out. By appropriate selection of this cycle time, the lowering of the pressure and the dead volume of the measuring probe 2 , a temporal average value of the exhaust gas metering of 0.1 l / h can be achieved. This means that the measuring probe 2 is supplied with a constant amount of exhaust gas.

Aus dieser konstant gehaltenen Menge an Abgas kann mit Hilfe der Meßsonde 2 der Sauerstoffgehalt ermittelt wer­ den.From this constant amount of exhaust gas, the oxygen content can be determined using the measuring probe 2 .

Um von der Saugleistung der Pumpe 4 unabhängig zu sein, kann die Schließzeit des Magnetventils 11 über einen zu­ sätzlich angebrachten Unterdruckschalter gesteuert wer­ den. Um die Meßsonde 2 zwischendurch eichen zu können, besteht die Möglichkeit, ein zweites Magnetventil in die Abzweigleitung 5 A des Abgaskanals 5 einzubauen. Mit Hil­ fe dieses zweiten Magnetventils (hier nicht dargestellt) kann in regelmäßigen Zeitabständen Luft in die Abzweig­ leitung 5 A eingeleitet werden, mit deren Hilfe die Meß­ sonde 2 geeicht werden kann. Der Sauerstoffgehalt von Luft kann hierbei als bekannter Meßwert für die Eichung verwendet werden.In order to be independent of the suction power of the pump 4 , the closing time of the solenoid valve 11 can be controlled via an additionally attached vacuum switch. In order to be able to calibrate the measuring probe 2 in between, there is the possibility of installing a second solenoid valve in the branch line 5 A of the exhaust gas duct 5 . With the help of this second solenoid valve (not shown here), air can be introduced into the branch line 5 A at regular intervals, with the aid of which the measuring probe 2 can be calibrated. The oxygen content of air can be used as a known measurement value for the calibration.

Claims (6)

1. Meßvorrichtung zur Ermittlung der freien Sauer­ stoffkonzentration in Gasen, insbesondere in Verbren­ nungsgasen, mit einer Meßsonde (2), welcher kontinuier­ lich eine definierte Menge des zu messenden Gases zuge­ führt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßsonde (2) eine Diffusionsstrecke (3) vorgeschaltet ist, die ein definiertes Volumen aufweist und die kontinuierlich eine Füllung des zu messenden Gases erhält, und daß die Meßsonde (2) fortlaufend mit dem Inhalt der Diffusionsstrecke (3) beaufschlagt ist.1. Measuring device for determining the free oxygen concentration in gases, in particular in combustion gases, with a measuring probe ( 2 ), which leads to a defined amount of the gas to be measured, characterized in that the measuring probe ( 2 ) has a diffusion path ( 3 ) is connected upstream, which has a defined volume and which continuously receives a filling of the gas to be measured, and that the measuring probe ( 2 ) is continuously charged with the content of the diffusion path ( 3 ). 2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Diffusionsstrecke (3) als Behälter mit einer Eintritts- und einer Austrittsöffnung (3 A, 3 E) aus­ gebildet ist.2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the diffusion path ( 3 ) is formed as a container with an inlet and an outlet opening ( 3 A , 3 E) . 3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Behälter (3) als zylindrisches Rohr ausgebildet ist, dessen Innenfläche einen Überzug aus Gold oder Platin aufweist.3. Measuring device according to claim 2, characterized in that the container ( 3 ) is designed as a cylindrical tube whose inner surface has a coating of gold or platinum. 4. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Füllen der Diffusions­ strecke (3) eine Pumpe (4) vorgesehen ist.4. Measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a pump ( 4 ) is provided for filling the diffusion path ( 3 ). 5. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Behälter (3) durch eine Vergrößerung der Abzweigleitung (5 A) gebildet ist, vor dessen Ein­ trittsöffnung (3 E) ein Ventil (11) und hinter Austritts­ öffnung (3 A) eine Pumpe (4) angeordnet ist, und daß die Innenfläche des Behälters (3) mit Gold oder Platin über­ zogen ist. 5. Measuring device according to claim 1, characterized in that the container ( 3 ) is formed by an enlargement of the branch line ( 5 A) , before its inlet opening ( 3 E), a valve ( 11 ) and behind the outlet opening ( 3 A) a pump ( 4 ) is arranged, and that the inner surface of the container ( 3 ) with gold or platinum is drawn over. 6. Meßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventil (11) als Magnetventil ausgebil­ det ist.6. Measuring device according to claim 5, characterized in that the valve ( 11 ) is ausgebil det as a solenoid valve.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0274385A2 (en) * 1987-01-09 1988-07-13 Drägerwerk Aktiengesellschaft Detection device for gases with a diffusion measuring chamber which is sealable from the sample space during measurement

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