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Vorrichtung zum Anzeigen von Gasbeimengungen. Es ist bekannt, die
Zusammensetzung eines Gasgemisches durch Messung seiner Wärmeleitfähigkeit zu bestimmen.
Dabei ergibt sich die Wärmeleitfähigkeit aus der Erwärmung eines stromdurchflossenen,
von dem Gasgemisch -umgebenen elektrischen Meßdrahtes. - Die Temperatur des Meßdrahtes
wiederum wird durch die Größe seines elektrischen Widerstandes gemessen, und zwar
vergleicht man gewöhnlich seinen Widerstand mit dem Widerstand eines zweiten Meßdrahtes,
der sich in einem Vergleichsgase befindet.
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Gegenstand des Hauptpatents ist eine Vorrichtung, bei der die Gasräume,
in denen die Meßdrähte liegen, so eng sind, däß keine Meßfehler entstehen, wenn
das zu bestimmende Gasgemisch nicht wie das Vergleichsgas in Ruhe ist, sondern an'
dem Meßdraht vorbeiströmt. Das hat besonderen Wert, weil man dann die jeweilige
Zusammensetzung des Gemisches fortlaufend an einem Zeiger ablesen kann. Indessen
hat der Apparat noch den Mangel, daß er bei der hohen Empfindlichkeit, die man ihm
geben muß, auch bestimmte Nebeneinflüsse anzeigt, welche die Ergebnisse verschleiern.
So hat beispielsweise der Zeiger keine sichere Nullstellung, auch wenn dasselbe
Gas durch den Apparat geleitet wird, das als Vergleichsgas dient.
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Durch die Zusatzerfindung wird dieser Mangel beseitigt. Sie besteht
darin., daß ein. Metallklotz, in dem die Widerstandsdrähte in. genau bestimmter
Entfernung von den ihn umgebenden Wandungen liegen, mit einer Vorrichtung zur Kühlung
durch laufendes Wasser versehen ist. Durch die Wasserkühlung wird nicht nur die
geringe erzeugte Stromwärme schnell und gleichmäßig abgeführt, sondern vor allem
eine dauernd gleichbleibende Temperatur des Metallklotzes gewährleistet. Denn das
aus der Erde kommende Kühlwasser hat eine viel gleichmäßigere Temperatur als die
Außenluft, deren Temperatur sehr verschieden sein kann, je nachdem, ob die Anzeigevorrichtung
im Freien oder in. geschlossenen Räumen, im Sommer oder im Winter, in Laboratorien
oder in, warmen Kesselhäusern (zur Bestimmung des Kohlensäuregehaltes der Rauchgase)
verwendet wird. Die gleichmäßige Temperatur des Metallklotzes ist aber, wie die
Erfahrung lehrt, eine Hauptbedingung für eine sichere Nullstellung. Außerdem stellt
sie hinsichtlich der Eindeutigkeit der Anzeige einen erheblichen Fortschritt dar.
Dies beruht darin, daß die Empfindlichkeit beispiels-@veise eines Rauchgasanalysators
bei hoher Temperatur abnimmt, da mit steigender Temperatur die Wärmeleitkoeffizienten
der Luft und der Kohlensäure sich einander nähern.
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Vorbedingung für ein derartig zuverlässiges Anzeigen des Apparates
ist aber ein genauer, gleichmäßiger Einbau der beiden Meßdrähte in ihren Kammern.
Gemäß der Erfindung ist daher jede Meßkammer der Länge nach geteilt, so daß der
Meßdraht zunächst in dem einen Teil seiner bIeßkammer ausgespannt und gelagert werden
kann.
Er ist dann der unmittelbaren Beobachtung zugänglich und kann daraufhin geprüft
werden, ob er genau in der Mitte der Kammer liegt, an den Enden sicher gefaßt ist
und bei der Erwärmung sich nicht krümmt. Die Längsteilung der Meßkammern gibt ferner
die Möglichkeit, Fehler, die sich im Laufe der Zeit etwa einstellen, zu untersuchen
und zu beseitigen. Werden die beiden Teile der Kammern auseinandergenommen, so lassen
sich die Fassungen des Meßdrahtes leicht prüfen und reinigen; ebenso können die
Innenwandungen der Meßkammer gesäubert und andere Fehlerquellen aufgedeckt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Denjenigen Teil i der Meßkammern, in dem die Drähte gelagert und ausgespannt
werden, zeigt Abb. i im Grundriß, Abb. 2 in Seitenansicht. Abb. 3 ist ein Schnitt
durch die zusammengebaute Vorrichtung. Der Meßraum wird durch eine enge Bohrung
3 gebildet (Abb. i). Der Meßdraht 2, der genau in ihrer Mitte liegen muß, wird durch
zwei eingesetzte Scheiben 4 und 5 gehalten. Sie bestehen aus isolierendem Material
und haben in ihrer Mitte je eine feine Bohrung, durch die der Meßdraht 2 in seiner
Lage gehalten wird, ohne an einer Längsverschiebung gehindert zu sein. An ihrem
Rande sind sie mit achsialen, ringsum gleichmäßig verteilten Nuten 6 versehen, welche
dem hindurchströmenden Gas den Durchtritt gestatten. Die beiden Scheiben 4 und 5
sind in zwei Bohrungen 7' und 8' eingesetzt. Das Gas strömt, wie aus Abb. 3 ersichtlich,
in die Bohrung 7', tritt durch die Nuten 6 der Scheibe 4 in den Meßraum 2, den es
durch die Nuten 6 der Scheibe 5 wieder verläßt. Der Draht 2 ist an einer Feder 9
angelötet, die in der Bohrung 7' liegt und bei io' an den Körper i elektrisch leitend
angeschlossen ist. Das andere Ende des Drahtes 2 ist mit einem Bolzen ii' verbunden.
Dieser ist in einer konisch eingesetzten isolierenden Hülse 30 längsverschiebbar,
aber nicht drehbar. An seinen Enden ist er mit Gewinde versehen, auf dem die Muttern
12', 13' und 14' laufen. Durch diese kann der Bolzen ii' verstellt und damit der
Draht 2 mehr oder weniger gespannt werden. Des leichteren Zusammenbaues wegen ist
die Meßkammer an dem Ende, an welchem die Hülse 3o eingesetzt ist, ungeteilt. Sobald
der Meßdraht 2 so eingebaut und gespannt ist, daß er genau durch die Mitte des Meßraumes
3 läuft und auch bei Erwärmung durch den elektrischen Strom unter dem Zuge der Feder
g' sfraff gespannt bleibt, ohne in den Scheiben 4. und 5 zuviel Spielraum zu haben,
werden die beiden Teile i und r5 der Meßkammer zusammengesetzt und in die eine Bohrung
des Metallklotzes 18' eingepaßt, wie aus Abb. 3 ersichtlich ist. Das zweite Rohr
(i', 15'), in dem das Vergleichsgas eingeschlossen wird, ist genau ebenso gebaut
und wird in die andere Bohrung des Klotzes 18' eingesetzt. Die Bohrungen werden
dann durch Einschrauben der Scheiben i9 und 2o verschlossen. Durch diese sind die
isolierten Zuleitungsdrähte 2i' und 22' hindurchgeführt. Um jede Diffusion des ruhenden
Vergleichsgases in der Meßkammer i', 15' mit der Atmosphäre auch für den Fall zu
vermeiden, daß die Meßkammer selber geringe Undichtigkeiten haben sollte, ist die
Durchführungsstelle für den Zuleitungsdraht 22' durch eine Glasperle abgedichtet,
die das eingesetzte Platinrohr 23 und den Zuleitungsdraht 22' luftdicht gegeneinander
abschließt. Eine Platte 17' schließt noch alle Undichtigkeiten, die im Gewinde der
Verschlußscheibe 2o etwa vorhanden sind. Der Metallklotz 18' ist an seinem Umfang
mit Rippen 25 versehen, die in zwei Schraubengängen um ihn herumlaufen. Sie dienen
zur schnelleren Ableitung der Wärme und zugleich zur Führung des Kühlwassers, welches
durch das Rohr 27 ein- und durch das Rohr 28 wieder austritt. Der durch die Rippen
25 gebildete Kanal für das Kühlwasser wird durch ein Gehäuse 26 abgeschlossen, das
über den Metallklotz 18' geschoben wird. Der Deckel 29 schützt die Glasperle 24
und schließt den ganzen Meßkörpeab. Das zu bestimmende Gasgemisch tritr durch ein
Rohr 35 ein, strömt durch eine Boht rung 31 im Metallklotz und eine entsprechende
Bohrung 33 in dem Teil 15 der Meßkammer. Durch die Bohrungen 34 und 32 und das Rohr
36 wird es abgeleitet.