DE3837816A1 - Vorrichtung zur messung der konzentration an paramagnetischen bestandteilen in gasgemischen - Google Patents
Vorrichtung zur messung der konzentration an paramagnetischen bestandteilen in gasgemischenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbe
griff des Anspruches 1. Sie betrifft auch eine Vorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruches 9.
Das Einheitliche der Erfindung ergibt sich aus der
Feststellung, daß in beiden Fällen die Suszeptibilitäts
differenz auf Grund der magnetischen Wirkung in einem
Meßspalt eines magnetischen Kreises gemessen wird, daß ferner
in beiden Fällen ein Modulationseffekt durch einen Erreger
wechselstrom der Frequenz f₀ erzeugt wird und daß schließ
lich in beiden Fällen ein Meßsignal der doppelten Frequenz
2 f₀ gemessen wird. Darüber hinaus ist beiden Systemen ge
meinsam, daß in den nichtpolarisierten Systemen, die durch
den Erregerstrom erzeugte Wirkung von der Stromrichtung
unabhängig ist. Die Vorteile, die sich hierbei für beide
Systeme ergeben, nämlich die Beseitigung oder zumindest
die ganz wesentliche Reduzierung einer Störmodulation
durch ein Signal der Erregerfrequenz, sind ebenfalls
gleicher Natur und gleichen Ursprungs.
Hinsichtlich des Standes der Technik sei im allgemeinen
hingewiesen auf den Band II "Messen, Steuern und Regeln in
der Chemischen Technik" 3. Aufl., Springer Vlg, 2. Kap.
(Seiten 71-94, insbesondere die Seiten 89-91). Ferner sei
im besonderen hingewiesen auf die folgenden Druckschriften:
- 1. DP 10 79 859
- 2. US-Patent Nr. 30 49 665
- 3. OS-DE 33 13 537 A1
- 4. Chemie-Ing. Technik, Heft 19 (1968), Seiten 947-951
- 5. DBP 11 49 187
- 6. DP 16 48 924
- 7. Dechema-Monographie Band 67/1971, Seiten 231-243
- 8. Firmenprospekt Magnos 4G (August 1985/ 21-1.20)
- 9. Deutsche Patentanmeldung P 36 42 912.0
In den Druckschriften 1-8 werden Meßvorrichtungen be
schrieben, die nach zwei unterschiedlichen Methoden arbei
ten. Bei der ersten Methode (Druckschriften 1-3), im fol
genden als Wechselfüllungsmodulation bezeichnet, werden
in den Meßspalt eines magnetischen Kreises periodisch ab
wechselnd Meß- bzw. Vergleichsgas eingeleitet und der
hierdurch entstehende magnetische Wechselfluß (als Maß für
die Suszeptibilitätsdifferenz zwischen Meß- und Vergleichs
gas) gemessen. Bei der zweiten Methode (Druckschriften 4-8),
der magnetopneumatischen Modulation, wird dem Meßspalt
eines wechselflußerregten Magnetkreises Meß- bzw. Vergleichs
gas zugeführt und der zwischen den beiden Gasen im Wech
selfeld entstehende Wechseldruck (als Maß für die Sus
zeptibilitätsdifferenz) gemessen.
Bei allen bekannten nach einer dieser beiden Methoden
arbeitenden Vorrichtungen (z.B. nach Druckschrift 3, beim
Oxymat 3 von Siemens oder beim Magnos 4 von Hartmann & Braun)
ist die Modulationsfrequenz (Frequenz der Wechselfüllung
bzw. Frequenz des magnetischen Wechselfeldes) gleich der
Meßfrequenz. Dabei wirkt sich bei beiden Methoden als sehr
ungünstig aus, daß die Mittel zur Erzeugung der Modulation
auf die Meßeinrichtung einwirken (Störmodulation). Wie und
in welcher Weise dies geschieht wird weiter unten darge
legt. Diese ungünstige Situation ist u.a. aus zwei wesent
lichen Gründen nachteilig.
- 1. Da die Störmodulation die gleiche Frequenz wie die Nutzmodulation besitzt, ist die Ausschaltung der Störmodulation mit elektronischen Mitteln nicht oder nur sehr unzulänglich möglich.
- 2. Wenn, was im allgemeinen der Fall ist, die Phasenlage von Nutz- zu Störmodulation ungleich 90° oder schwan kend ist, so läßt sie sich prinzipiell nicht mit elek tronischen Mitteln ausschalten.
Diese Fakten sind deshalb so nachteilig, weil das Verhältnis
von Modulationsleistung zur Meßleistung im allgemeinen
sehr groß ist (ca. 108 bis 1012). Die Störmodulation kann
erfolgen z.B. über magnetische Streufelder, elektrische
Streufelder über Koppelkapazitäten oder über Kriechströme.
Zum Ausschalten der Störmodulation sind daher sorgfältige
Abschirmmaßnahmen (elektrische oder magnetische) oder
hochwertige Isolations- und Leitungsführungsmaßnahmen
oder andere aufwendige Maßnahmen erforderlich. Die erfindungs
gemäße Anordnung überwindet die genannten Schwierigkeiten,
indem sie - wie unten dargelegt - dafür sorgt, daß die Meß
frequenz, d.h. die Frequenz des nachzuweisenden Effektes,
doppelt so groß ist wie die Frequenz des zuzuführenden
elektrischen Modulationsstromes. Dadurch wird es möglich,
die Störmodulation durch elektrische Mittel auszuschalten.
Als solche Mittel kommen in Frage, auf die Meßfrequenz
abgestimmte Bandfilter oder von der verdoppelten Modulations
frequenz gesteuerte phasenrichtige Gleichrichter (Lockin-
Verstärker/ 2f-Mode).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den in
den Druckschriften 1-8 beispielhaft vorgestellten An
ordnungen eine Störmodulation durch den Erregerwechselstrom
auf den zu nutzenden Meßeffekt zu vermeiden oder zumindest
ganz wesentlich zu reduzieren. Die Aufgabe wird gelöst gemäß
den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 9.
Eine vorteilhafte Ausführung der Vorrichtung gemäß An
spruch 1 bzw. 9 zeigen die Abb. 1-4.
Es zeigt
Abb. 1 Eine Anordnung nach der Wechselfüllungsmethode
mit Wechselströmungsgeber, Magnetsystem und mit dop
pelter Erregerfrequenz gesteuertem phasenrichtigem
Gleichrichter.
Abb. 2 Eine Anordnung nach der Wechselfüllungsmethode
mit einem gegenphasig modulierten und auf Resonanz
abgestimmten Doppelmagnetsystem.
Abb. 3 Eine Anordnung nach der magnetopneumatischen Metho
de mit einem auf Serienresonanz abgestimmten Mag
netsystem.
Abb. 4 Eine Anordnung nach der magnetopneumatischen Methode
mit einer Ableitung der zugeführten Gase aus dem
Seitenbereich des Meßspaltes.
Die Abb. 1 zeigt eine Anordnung mit einem Wechselströ
mungsgeber mit einem gleichstromerregten Magnetkreis mit
einem ferromagnetischen Joch 1 und dem Meßspalt 2. Der
Magnetkreis wird durch eine Spule von ca. 18 000 Windungen
aus einer stabilisierten, brummfreien Gleichstromquelle U
über einen Vorwiderstand R V mit Gleichstrom versorgt.
Im etwa quadratischen Meßspalt 2 (2 cm2 Querschnitt, 0,05 cm
Spaltlänge) wird dabei ein magnetisches Gleichfeld erzeugt.
Dem Meßspalt 2 wird über die Drosseln E M bzw. E V mit den
Leitungsstücken 4 und 5 Meßgas M und Vergleichsgas V zuge
führt. Die Ableitung der Gase erfolgt über die Drosseln A M
und A V . Die Leitungen 4 und 5 sind mit den beiden Seiten
des zylindrischen Wechselströmungsgebers 6 verbunden.
Dieser enthält in der Mittelebene die Membran 7, die, wie
durch den Doppelpfeil angedeutet, zu periodischen Schwingungen,
beispielsweise durch ein Magnetsystem, angeregt wird.
Die Anregung der Membran zu erzwungenen Schwingungen er
folgt im Beispiel über ein von einem nichtferromagneti
schem Schutzrohr umschlossenes weichmagnetisches (nicht
magnetisiertes) Stäbchen, das in der Mittelachse an der
Membran angebracht ist. Das Schutzrohr wird von einer Spule
umschlossen, durch die der Erregerstrom fließt. Da die Kraft
auf die elastisch eingespannte Membran proportional dem
Quadrat der Stromstärke des Erregerstromes ist, so folgt,
daß bei einem sinusförmigen Wechselstrom der Frequenz f₀
wegen der Beziehung
(sin ω t)²=0,5 (1-cos 2 ω t)=0,5+0,5 · sin (2 ω t-π/2)
ω = 2π f = Kreisfrequenz, f = Frequenz, t = Zeit.
ein sinusförmiges Signal der doppelten Frequenz 2 f₀ im
Meßspalt wirksam wird. Dieses kann bei entsprechender
Filterung durch ein 2 f₀-Bandpaßfilter oder mit einem
mit der Frequenz 2 f₀ gesteuerten phasenrichtigen Gleich
richter (mit entsprechendem Phasenabgleich) gemessen werden.
Das 2 f₀-Steuersignal kann aus der Erregerfrequenz f₀
durch Frequenzverdopplung gewonnen werden. Bei kommerziel
len Lockin-Verstärkern ist diese Ansteuerungsart (als 2 f-
Mode) einschließlich der Möglichkeit der Phasenwinkelop
timierung in der Regel bereits vorhanden.Der sinusförmige
Erregerwechselstrom i M von der Frequenz f₀ wird in dem
Sinusgenerator (Wechselstromquelle) 8 erzeugt. Er liefert
gleichzeitig das Steuersignal U St, das in der Frequenz
verdoppelungsanordnung 9 in das Steuersignal U′ St der Fre
quenz 2 f₀ umgewandelt wird und nach entsprechender Phasen
winkelanpassung zur Steuerung des Verstärkers 10 mit phasen
richtiger Ausgangsgleichrichtung verwendet wird. Das bei
Wechselfüllung in der Spule 3 induzierte Wechselspannungs
signal der Frequenz 2 f₀ wird über den Koppelkondensator C K
dem Eingang des Verstärkers 10 zugeführt, dessen Ausgangs
signal nach Verstärkung und Gleichrichtung am Anzeigein
strument I als Suszeptibilitätsmaß abgelesen werden kann.
Der Vorteil dieser Anordnung ist offenkundig, denn
magnetische Streufelder oder durch unzulängliche Leitungs
führung entstehende Kriechströme, der Frequenz f₀ wirken
sich auf die Anzeige am Instrument I nicht aus.
Es ist zwar vorteilhaft, aber keineswegs notwendig
mit einem sinusförmigen Erregerwechselstrom zu arbeiten.
Auch bei einem Wechselstrom, dessen Kurvenform (Strom-
Zeitfunktion) punktsymmetrisch zum Nulldurchgang ist,
tritt nur eine 2 f₀-Modulation (mit evtl. höheren harmonischen
Frequenzen auf). Die Methode bleibt auch hier anwendbar.
Aber selbst bei einem Erregerwechselstrom mit Gleichstrom
anteil bleibt die Methode anwendbar. Es tritt dann zwar ei
ne f₀-Modulation im Meßspalt neben der 2 f₀-Modulation auf.
Allerdings wird die 2 f₀-Modulation bezogen auf den Effek
tivwert des Erregerwechselstromes je nach dem Gleichstrom
anteil kleiner.
Im Beispiel der Abb. 2 ist eine besonders vorteilhafte
Erweiterung, der in Abb. 1 beschriebenen Anordnung in ver
einfachter schematischer Darstellung wiedergegeben. Alle
gasführenden Teile sind hier fortgelassen. Sie entsprechen
ganz denen aus Abb. 1. In Abb. 2 sind zwei gleichartige
Magnetsysteme vorhanden. Jedes entspricht für sich dem in
Abb. 1 dargestellten. Elektrisch sind die Spulen 11 und 12
in Reihe geschaltet. Sie werden über eine wechselstrommäßig
kurzgeschlossene (Kondensator C S ), niederohmige Gleichstrom
quelle U mit dem zur Erzeugung des Magnetfeldes erforder
lichen Gleichstrom beschickt. Die Meßspalte der Magnet
systeme werden wie in Abb. 1 dargestellt durch einen Wech
selströmungsgeber moduliert; und zwar durch zwei getrennte
Geber gegenphasig. Die Differenz der über die Meßspalt
modulation in den Spulen 11 und 12 induzierten Wechselspan
nungen wird über den Koppelkondensator C K einem Lockin-
Verstärker (LI) zugeführt. Beide Wechselströmungsgeber
werden vom gleichen Erregerwechselstrom der Frequenz f₀
durchflossen. Von diesem Wechselstrom wird ein Steuersignal
dem in 2-f-Mode betriebenen Lockin-Verstärker (LI) zur
Steuerung zugeführt, d.h. es wird das Signal der Frequenz
2 f₀ gemessen. Wegen der gegenphasigen Modulation und der
Differenzbildung der Signale in den Spulen ergibt sich am
Verstärkereingang ein Summensignal, d.h. der Meßeffekt ist
gegenüber Abb. 1 verdoppelt. Die Spulen 11 bzw. 12 bilden
jede für sich mit dem parallel geschalteten Kondensator
13 bzw. 14 einen auf die Frequenz 2 f₀ abgestimmten Pa
rallelresonanzkreis. Im vorliegenden Fall wird mit einer
Frequenz f 0 von 10 Hz, d.h. einer Meßsignalfrequenz 2 f₀
von 20 Hz gearbeitet. Die Kreisgüte Q beträgt 10. Dies
ergibt eine zehnfache Resonanzerhöhung des Meßsignals.
Als Folge der Resonanzabstimmung stellt das System für sich
bereits einen Bandpaß mit dem Q-Wert 10 dar (die Halbwerts
breite beträgt 2 Hz). Hierdurch wird erreicht, daß Störfre
quenzen, insbesondere die Frequenz f₀, bereits am Entstehungs
ort des Signals ganz wesentlich unterdrückt werden. Aus
diesem Grunde entspricht die Anordnung nach Abb. 2 schon in
hohem Maße den im Hauptanspruch 1 formulierten Anforderungen,
und sie dient bereits unmittelbar der Aussonderung der Nutz
frequenz 2 f₀. Die Tatsache, daß bereits am Entstehungs
ort des Meßsignals eine Bandfilterwirkung vorliegt, bringt
den weiteren Vorteil, daß Störsignale auf dem Weg zum
Meßverstärker nur noch sehr abgeschwächt zur Wirkung kommen.
Die oben geschilderten Nachteile werden daher noch besser
vermieden.
Es sei noch darauf verwiesen, daß in der Anordnung nach
Abb. 1 die Beschickung des Magnetsystems mit Meß- und Ver
gleichsgas auch in umgekehrter Richtung erfolgen kann.
Meß- und Vergleichsgas werden dann durch A M und A V einge
leitet und das Abströmen erfolgt über E M und E V .
Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung (gemäß Anspruch 1-8)
für die Wechselfüllungsmethode ist nicht beschränkt auf
Wechselströmungsgeber, bei denen zwischen Erregerwechsel
strom und erregender Kraft auf das elastische Bewegungs
element ein quadratischer Zusammenhang besteht. Es genügt,
daß ein nichtlinearer Zusammenhang besteht, z.B. die
2,5te oder 3. Potenz oder allgemein
P = const. × i M n
Dabei bedeuten P = antreibende Kraft; const. = eine Konstan
te (Zahl mit angepaßter Dimension); i M = Erregerwechselstrom;
n eine Zahl ungleich 1 im allgemeinen bei 2-3 liegend.
Je nach dem Wert von n können auch andere Frequenzen als
2 f₀ (z.B. 3 f₀) zur Messung des Modulationseffektes heran
gezogen werden. Diese Nichtbeschränkung auf den quadratischen
Zusammenhang gilt auch für die nachfolgend vorgestellte
magnetopneumatische Methode, z.B. wenn die quadratische Be
ziehung zwischen Erregerstrom und magnetischer Flußdichte
wegen der Nichtlinearität der Magnetisierungskurve für das
ferromagnetische Joch nicht mehr gilt.
Eine vorteilhafte Ausführung der in Abb. 1 gezeigten
Anordnung besteht noch darin, daß das zur Steuerung des Ver
stärkers benötigte Steuersignal der Frequenz 2 f₀ dadurch
erzeugt wird, daß das Bewegungselement des Modulators
(Wechselströmungsgebers) z.B. magnetisch, elektrisch oder
optisch abtastet und ein dem Bewegungsvorgang (z.B. der
Membran) entsprechendes elektrisches Signal erzeugt wird. Mit
diesem Signal erfolgt dann die phasenrichtige Steuerung des
Demodulators. Diese Ausführung bringt den Vorteil, daß eine
von der Meßgaszusammensetzung evtl.vorhandene Abhängigkeit
der Phase zwischen Erregerstrom und Membranbewegung auf den
Meßeffekt keinen Einfluß hat.
Diese vorteilhafte Wirkung kann aber auch erzielt werden,
indem das Abtastsignal dazu benutzt wird, durch eine elek
tronische Hilfssteuerung die Phasenlage der Membranbewegung
(bzw. die Bewegung des Bewegungselementes) im Verhältnis
zum Erregerwechselstrom konstant zu halten. Dann erfolgt
die Verstärkersteuerung wieder wie in Abb. 1.
Eine analoge und ähnliche Wirkung läßt sich erzielen
durch Abtastung des Pulsationsvorganges im Bereich der
pulsierenden Gasströmung des Wechselströmungsgebers, z.B.
mit einem Mikroströmungsfühler oder mit einem Wechseldruck
fühler. Auch hier ist die Möglichkeit der genannten Nach
laufsteuerung zur Stabilisierung der Phasenlage gegeben.
In der Abb. 3 wird eine erfindungsgemäße Ausführung für
die magnetopneumatische Methode wiedergegeben. Der mag
netische Kreis besteht aus dem Magnetjoch 21 mit dem Meß
spalt 22 und der Erregerspule 23. Dem Meßspalt wird Meß-
und Vergleichsgas über die Drosseln E M und E V zugeführt.
Die Ableitung der Gase aus dem Meßspalt erfolgt über die
Drossel A. Der Meßspalt ist beidseitig (M- bzw. V-Seite)
über die Gasleitungen 25 und 26 mit dem Wechseldruckmesser 27
(z.B. einem Kondensatormikrophon oder einem Mikroströmungs
fühler) verbunden. Die Wechselstromerregung des Magneten
erfolgt aus einer zweckmäßig niederohmigen Wechselstromquel
le U F (Frequenz f₀). Es ist vorteilhaft, wie in der Abb. 3
ausgeführt, die Spule 23 über einen Kondensator 24 mit dem
Wechselstrom i F zu beschicken, wobei Spule und Kondensator
als Serienresonanzkreis auf die Erregerfrequenz f₀ abge
stimmt sind. Wegen der Resonanz ist dann der Wechselstrom
widerstand im wesentlichen der Verlustwiderstand der Spule.
Der im Meßspalt proportional zur Suszeptibilitätsdifferenz
entstehende Wechseldruck ist dem Quadrat der magnetischen
Wechselflußdichte proportional. Bei sinusförmigem Erreger
strom beträgt - analog wie oben ausgeführt - die Frequenz
des Wechseldrucksignals daher 2 f₀. Die Signalauswertung
erfolgt über den Wechseldruckmesser 27, den Vorverstärker 28,
das 2 f₀-Bandfilter 29, den Nachverstärker und Demodulator 30
und das Anzeigeinstrument 31. An Stelle des Bandfilters
oder auch zusätzlich kann der Demodulator ein phasenrichti
ger Gleichrichter (mit 2 f₀-Steuerung von der Erreger
quelle U F aus) sein. Auch hier wird in analoger Weise zu
den Erläuterungen bei der Wechselfüllung eine Störsignal
übertragung von der Wechselstromquelle auf die Wechsel
druckmessung vermieden. Hinzu kommt der Vorteil, daß die
Erregerwechselspannung bei der halben Frequenz des modu
lierten Signals (Wechseldruck) liegt. Dadurch werden die
bei der Wechselfelderregung unvermeidbaren Verluste we
sentlich herabgesetzt. Dies gilt im besonderen für die
Wirbelstromverluste, welche mit dem Quadrat der Erreger
frequenz zunehmen. Bei der Anordnung nach Abb. 3 kann auch
eine Parallelschaltung des Kondensators 24 zur Spule 23
mit gleichem Vorteil verwendet werden. In diesem Fall muß
die Stromquelle U F hochohmig sein, da der Wirkwiderstand
des Parallelresonanzkreises hochohmig ist. Die Wirkver
luste sind bei entsprechender Anpassung, wie bei der
Serienresonanz, gering.
Die Abb. 4 gibt eine Variante der Abb. 3 wieder bei
der die Ableitung der zugeführten Gase aus dem Seitenbereich
des Meßspaltes 42, aus den Kanälen 44 und 45, erfolgt.
Das Abströmen erfolgt über die Drosseln A 1 und A 2, die Zu
führung von Meß- und Vergleichsgas erfolgt über die Dros
seln E 1 und E 2. Über die Gasleitungen 46 und 47 sind die
Seitenbereiche des Meßspaltes 42 mit dem Wechseldruckempfänger
48 verbunden. Der Meßspalt 42 wird, wie ersichtlich, von
einem nichtferromagnetischen Rahmen 43, in dem sich auch die
Seitenkanäle 44 und 45 befinden, umschlossen. Dieser Rah
men umschließt auch das ferromagnetische Joch 41. Die
elektrischen Mittel Stromquelle, Spule, Verstärker etc.
entsprechen denen von Abb. 3.
Abschließend seien nochmals die besonderen Vorteile der
beschriebenen Doppelfrequenzmethode herausgestellt.Diese
Methode ergibt für die Anordnung mit Wechselfüllung und
für die magnetopneumatische Modulation den großen Vorteil,
daß Störsignale von der Erregerwechselstromquelle, sowohl
am Entstehungsort des Nutzsignals als auch bei der Weiter
leitung dieses Signals wirksam unterdrückt werden. Dieser
Vorteil fällt bei der Bemühung, zu kleineren Nachweiskon
zentrationen an paramagnetischen Bestandteilen im Meßgas
zu gelangen, ganz erheblich ins Gewicht. Darüber hinaus
können wegen der unter sonst gleichen Bedingungen hal
bierten Erregerfrequenz, die Wirkverluste insbesondere die
Wirbelstromverluste, vergleichsweise sehr klein gehalten
werden. Dies vermeidet u.a. unnötige und störende Verlust
wärme und reduziert nochmals eine evtl. noch vorhandene
Störmodulation durch den Erregerstrom auf das Meßsignal.
Claims (12)
1. Vorrichtung zur Messung des Konzentrationsunterschie
des an paramagnetischen Bestandteilen zwischen zwei
Gasen bzw. zwei Gasgemischen (einem Meßgas und einem
Vergleichsgas) mit einem magnetischen Kreis mit einem
Meßspalt, in den periodisch abwechselnd das Meßgas
bzw. das Vergleichsgas eingebracht wird und bei dem
die als Folge der periodischen Wechselfüllung erzeug
te Kraftflußänderung gemessen wird und als Maß für
den zu messenden Konzentrationsunterschied dient,
dadurch gekennzeichnet,
- a) daß ein periodisch schwingender Wechselströmungs geber (6) verwendet wird, bei dem die erregende Kraft (Antriebskraft) etwa dem Quadrat (oder einer höheren Potenz) des Erregerstromes bzw. der Erregerspannung proportional ist,
- b) daß von dem dabei im Meßspalt (2) wirksam wer denden Signal, das Signal der doppelten Erreger frequenz (oder einer höheren harmonischen Funktion), zur Messung verwendet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Messung des Wechselflußsignals bzw. der daraus
resultierenden Wechselspannung an der Spule 3 ein Wech
selspannungsverstärker mit einem Bandpaßfilter für die
Meßfrequenz (gleich doppelte Erregerfrequenz) verwen
det wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die von der Meßspule (3)
gelieferte Wechselspannung nach erfolgter Verstärkung
einem von der doppelten Erregerfrequenz gesteuerten
phasenrichtigen Gleichrichter zugeführt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Erregerwechselstrom verwendet wird, dessen
Kurvenform (Amplituden-Zeitfunktion) punktsymmetrisch
oder um eine halbe Periode verschoben spiegelsymmetrisch
zum Nulldurchgang ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein sinusförmiger Wechselstrom verwendet wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3-5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das zur phasenrichtigen Gleichrichtung
benötigte Steuersignal (der doppelten Erregerfrequenz),
dadurch erzeugt wird, daß das Bewegungselement des
Wechselströmungsgebers (z.B. eine Membran) mit elek
trischen, magnetischen oder optischen Mitteln abge
tastet wird und daß das dabei gewonnene Abtastsignal
als Steuersignal verwendet wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3-5, dadurch gekenn
zeichnet, daß an einer oder zwei Stellen des Gasweges:
"Wechselströmungsgeber - Meßspalt - Wechselströmungs
geber" ein Strömungs- oder Druckfühler eingesetzt
ist, der ein Signal erzeugt von der Frequenz der Pul
sation der Gasströmung und daß dieses Signal als
Steuersignal verwendet wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet,
- a) daß ein aus der Reihenschaltung zweier zweck mäßig gleicher Magnetsysteme bestehendes Dop pelmagnetsystem verwendet wird,
- b) daß die beiden Magnetsysteme durch zwei getrennte vom gleichen Erregerwechselstrom angetriebene Wechselströmungsgeber gegenphasig moduliert werden,
- c) daß die Magnetsysteme durch Parallelschaltung eines Kondensators (13, 14) zu den Meßspulen (11, 12) als Parallelresonanzkreise auf die dop pelte Erregerfrequenz abgestimmt sind und
- d) daß das Differenzsignal von der doppelten Er regerfrequenz der beiden Systeme gemessen wird.
9. Vorrichtung zur Messung des Konzentrationsunterschiedes
an paramagnetischen Bestandteilen zwischen zwei Gasen
bzw. zwei Gasgemischen, bestehend aus einem wechsel
flußerregten magnetischen Kreis mit einem Meßspalt
sowie Zuführungen für zuströmendes Meß- und Vergleichs
gas und einer gemeinsamen Abführung oder auch zwei
getrennten Abführungen für diese Gase mit ferner einer
Wechseldruckdifferenzeinrichtung für den zwischen
Meß- und Vergleichsgas entstehenden Differenzdruck,
dadurch gekennzeichnet,daß aus den Meßsignalen der
Wechseldruckdifferenzmeßeinrichtung mittels elektronischer
Mittel das Signal der doppelten Erregerfrequenz aus
gesondert wird und daß dieses Signal als Maß für den
zu messenden Konzentrationsunterschied verwendet wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erregung des Magneten ein Wechselstrom mit
einer zum Nulldurchgang punktsymmetrischen oder um
eine Halbperiode verschoben, spiegelsymmetrischen
Kurvenform verwendet wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß ein sinusförmiger Wechselstrom verwendet wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß ein auf die Erregerfrequenz abgestimmter Resonanz
kreis (Serien- oder Parallelresonanz) verwendet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883837816 DE3837816A1 (de) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | Vorrichtung zur messung der konzentration an paramagnetischen bestandteilen in gasgemischen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19883837816 DE3837816A1 (de) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | Vorrichtung zur messung der konzentration an paramagnetischen bestandteilen in gasgemischen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3837816A1 true DE3837816A1 (de) | 1990-05-10 |
Family
ID=6366691
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19883837816 Withdrawn DE3837816A1 (de) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | Vorrichtung zur messung der konzentration an paramagnetischen bestandteilen in gasgemischen |
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---|---|
DE (1) | DE3837816A1 (de) |
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