Claims (12)
Europäische Patentanmeldung München, den Nr. 90 907 117.7 09.04.1992 (Veröff.-Nr. 0 466 831) Dr. G/A/wa Deutsche Übersetzung der veröffentlichten europäischen Patentansprüche:European patent application Munich, No. 90 907 117.7 09.04.1992 (Publication No. 0 466 831) Dr. G/A/wa German translation of the published European patent claims:
1. Verfahren zur Messung des Gehalts eines gasförmigen Mediums an einem
oxidierbaren Gas bekannter Beschaffenheit, bei dem ein Widerstandselement,1. Method for measuring the content of an oxidizable gas of known nature in a gaseous medium, in which a resistance element,
das in diesem gasförmigen Medium angeordnet ist und eine katalytische Ober-15
which is arranged in this gaseous medium and has a catalytic surface-15
fläche besitzt oder für Schwankungen der Konzentration eines oxidierbaren
Gases in dem gasförmigen Medium empfindlich ist, elektrisch aufgeheizt, der Wert einer für die Gaskonzentration repräsentativen Größe ermittelt und
hieraus nach einem Umwandlungsgesetz, das vorher durch Stichprobennahme erstellt wurde, ein Maß für den Gehalt des gasförmigen Mediums in diesem
Brenngas abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer vorher festgelegten Abfrageperiode dieses Widerstandselement gemäß Zyklen, die drei
Phasen umfassen, versorgt wird:surface or is sensitive to variations in the concentration of an oxidisable gas in the gaseous medium, is heated electrically, the value of a quantity representative of the gas concentration is determined and from this, according to a conversion law previously established by sampling, a measure of the content of the gaseous medium in this fuel gas is derived, characterized in that after a predetermined sampling period, this resistance element is supplied according to cycles comprising three phases:
- in einer ersten Phase wird das Widerstandselement mit einem Heizstrom
beaufschlagt, der es innerhalb einer vorher festgelegten Aufheizzeit auf eine vorbestimmte Solltemperatur bringt, so daß die katalytische Oberfläche
des Widerstandselements die Verbrennung des Brenngases katalysiert;- in a first phase, the resistance element is subjected to a heating current which brings it to a predetermined target temperature within a predetermined heating time, so that the catalytic surface of the resistance element catalyses the combustion of the fuel gas;
- in einer zweiten Phase wird das Widerstandselement während einer
vorher festgelegten Regelungszeit weiterhin mit elektrischem Strom versorgt,- in a second phase, the resistance element continues to be supplied with electrical current during a
predetermined control time,
_ dessen Stärke so geregelt wird, daß die Temperatur des Widerstandselements_ whose strength is regulated so that the temperature of the resistance element
auf der Solltemperatur gehalten wird, und nach Stabilisierung der Spannung
(Un.) an den Anschlußklemmen des Widerstandselements wird der Wert der für
die Gaskonzentration repräsentativen Größe ermittelt und davon das erwähnte Maß für den Gehalt an oxidierbarem Gas abgeleitet, wobei die Leistung des v is maintained at the set temperature, and after stabilization of the voltage (U n .) at the terminals of the resistance element, the value of the quantity representative of the gas concentration is determined and from this the above-mentioned measure of the content of oxidizable gas is derived, whereby the power of the v
qK elektrischen Stroms, der während dieser zweiten Phase fließt, im Durchschnitt ~a qK electric current flowing during this second phase, on average ~ a
etwas geringer als die Leistung des Heizstroms ist, undis slightly lower than the power of the heating current, and
- 2 -1- 2 -1
- in einer dritten Phase wird die Heizleistung des Widerstandselements
' v derart reduziert, daß dieses auf eine Ruhetemperatur abkühlt.- in a third phase, the heating power of the resistance element ' v is reduced so that it cools down to a rest temperature.
) 5 ) 5
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfrageperiode2. Method according to claim 1, characterized in that the query period
höchstens 4 Sekunden dauert.lasts a maximum of 4 seconds.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdauer
der ersten und zweiten Phase unter 300 ms liegt.3. Method according to claim 2, characterized in that the total duration of the first and second phases is less than 300 ms.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der
ersten Phase unter 200 ms liegt.4. Method according to claim 3, characterized in that the duration of the
first phase is less than 200 ms.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
!5 für Methan die Solltemperatur zwischen 5700C und 11000C gewählt5. Process according to one of claims 1 to 4, characterized in that !5 for methane the target temperature is selected between 570 0 C and 1100 0 C
wird, wobei das Widerstandselement (2) aus einem Material auf Platinbasis
besteht und selbst katalysierend ist.wherein the resistance element (2) consists of a platinum-based material and is self-catalyzing.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Solltemperatur
ungefähr bei 10000C liegt.6. Method according to claim 5, characterized in that the target temperature is approximately 1000 0 C.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizleistung im Durchschnitt zwischen dem Ein- und dem Dreifachen der7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the heating power is on average between one and three times the
elektrischen Leistung der zweiten Phase liegt.
25electrical power of the second phase.
25
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenzeichnet, daß
während der Heizphase die Stärke des zugeführten Stroms konstant ist.8. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that
during the heating phase the strength of the supplied current is constant.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
in der dritten Phase die elektrische Stromversorgung unterbrochen wird.9. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that
in the third phase the electrical power supply is interrupted.
((
vv
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß10. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that
die Temperatur in der zweiten Phase zur Temperatur in der dritten Phase inthe temperature in the second phase to the temperature in the third phase in
einem Verhältnis zwischen 1,1 und 4 steht.
V 35a ratio between 1.1 and 4.
V35
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß11. Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that
- 3 -1 die für die Gaskonzentration repräsentative Größe der Widerstand des Widerstandselements
ist. - 3 -1 the value representative of the gas concentration is the resistance of the resistance element.
5 5
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß12. Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that
die Beschaffung des Gases aus der Messung der Zeit für die Einstellung des
thermischen Gleichgewichts des Meßfühlers und der für verschiedene Feuchtigkeitsstufen
der Luft und verschiedene mögliche Gase vorher bestimmten Korrelationen zwischen der Dauer für die Einstellung des thermischen Gleich-10
gewichts des Meßfühlers und dem Gehalt an betrachtetem Gas ermittelt wird.the supply of gas is determined from the measurement of the time for the sensor to reach thermal equilibrium and the correlations between the time for the sensor to reach thermal equilibrium and the content of the gas in question, determined beforehand for different humidity levels of the air and different possible gases.