Verfahren zur Feststellung der Zusammensetzung von Gasen Bei dem vorliegenden
Verfahren wird zur Feststellung der Zusammensetzung von Gasen, z. B. von Grubengasen,
die durch die Gasveränderungen bedingte Änderung der Resonanzfähigkeit eines von
den Gasen durchströmten und von einem elektrischen System erregten Raumes benutzt.
Von bekannten Verfahren dieser Art unterscheidet sich das vorliegende dadurch, daß
als das den Resonanzraum erregende elektrische System ein piezo-elektrischer Körper
zur Verwendung gelangt, welcher zweckmäßig durch einen Röhrengenerator in seiner
Eigenschwingung erregt wird. Man kann hierbei ohne weiteres auf hohe Frequenzen
und Hochfrequenz übergehen. Hierdurch wird die Empfindlichkeit gesteigert und werden
die Apparatedimensionen stark reduziert.Method of determining the composition of gases In the present
Method is used to determine the composition of gases, e.g. B. of mine gases,
the change in the resonance capacity of one of
the gases flowing through and used by an electrical system excited space.
From known methods of this type, the present differs in that
as the electrical system that excites the resonance space, a piezo-electric body
comes to use, which expediently by a tube generator in his
Natural oscillation is excited. You can use high frequencies here without further ado
and pass over high frequency. This increases the sensitivity and will be
the apparatus dimensions are greatly reduced.
Nach dem neuen Verfahren wird z. B. so gearbeitet, daß zunächst Resonanz
zwischen dem Gasraum und dem piezo-elektrischen Körper hergestellt wird; durch Veränderung
des Gases, z. B. durch das Hinzutreten von Wasserstoffteilchen, tritt dann eine
Verstimmung des Resonanzraumes gegen die erregende, konstant bleibende Frequenz
des elektrischen Systems ein, wodurch eine Rückwirkung auf das elektrische System
hervorgerufen wird. An der Veränderung der Energieabgabe des elektrischen Systems
bzw. an den Energieindikatoren dieses Systems kann man dann die Veränderung des
Gaszustandes erkennen.According to the new method, for. B. worked so that initially resonance
is established between the gas space and the piezo-electric body; through change
of the gas, e.g. B. by the addition of hydrogen particles, then occurs
Detuning of the resonance space against the exciting, constant frequency
of the electrical system, thereby affecting the electrical system
is caused. The change in the energy output of the electrical system
or on the energy indicators of this system you can then see the change in the
Detect the gas state.
Die Abb. zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine zur Durchführung des
Verfahrens geeignete Anordnung.The Fig. Shows an embodiment of a to carry out the
Procedure suitable arrangement.
Ein piezo-elektrischer Kristall K wird in der angegebenen Schaltung
zwischen den Elektrodenflächen h und 1Z in seiner Eigenschwingung erregt. Die erzeugte
Hochfrequenzenergie zeigt z. B. das Amp:eremeter,1 an. Dadurch, daß der Kristall
schwingt, wird auch die Luft in seiner ganzen Umgebung in Schwingung versetzt. Es
ist in dem vorliegenden Beispiel angenommen, daß der Kristall nach seiner Dickendimension
schwingt, diie Welle also durch die Dicke d gegeben ist. Dann tritt die hauptakustische
Wirkung senkrecht zur Fläche b ein. Ist nun der Abstand zwischen der Fläche b des
Kristalls und der Elektrodenfläche 1, z. B. gerade gleich einer halben akustischen
Wellenlänge,
(v - Schallgeschwindigkeit; n Frequenz des Kristalles), bzw. ist dieser Abstand
ein ungerades Vielfaches dieser halben Wellenlänge, so wird die über der schwingenden
Kristalloberfläche stehende Luftsäule in Resonanzschwingungen versetzt. Dies bedingt,
daß auf den Kristall eine sehr starke akustische Gegenwirkung ausgeübt wird. Er
wird akustisch stark gedämpft, und der Schwingungsgenerator, z. B. das Amperemeter
A, zeigt einen geringen Ausschlag. Kommt ein Gas von anderer Zusammensetzung in
den Zwischenraum zwischen b und 1" so wird die Schallgeschwindigkeit v in
demselben sich ändern und daher A,/2 nicht mehr dem Abstand b und h entsprechen.
Der Abstand entspricht nicht mehr der Kristallfrequenz, und der Kristall wird nicht
mehr akustisch gedämpft. Der Schwingungsindikator in A gibt dementsprechend einen
größeren Ausschlag. In dieser Weise kann an einem Indikator A die Zusammensetzung
des Gases direkt abgelesen werden. Selbstverständlich kann auch irgendein Relais
entsprechend den Energieänderungsausschlägen oder auch in irgendeiner anderen Weise
eine Anzeige bewirken. -A piezo-electric crystal K is excited in its natural oscillation in the specified circuit between the electrode surfaces h and 1Z. The generated high frequency energy shows z. B. the amp: eremeter, 1 on. Because the crystal vibrates, the air in its entire environment is also made to vibrate. In the present example it is assumed that the crystal vibrates according to its thickness dimension, that is to say that the wave is given by the thickness d. Then the main acoustic effect occurs perpendicular to surface b. If now the distance between the surface b of the crystal and the electrode surface 1, z. B. just equal to half an acoustic wavelength, (v - speed of sound; n frequency of the crystal), or if this distance is an odd multiple of this half wavelength, the column of air above the vibrating crystal surface is set into resonance oscillations. This means that a very strong acoustic counteraction is exerted on the crystal. It is acoustically strongly damped, and the vibration generator, z. B. the ammeter A, shows a small deflection. If a gas of a different composition comes into the space between b and 1 " , the speed of sound v will change in the same and therefore A, / 2 no longer corresponds to the distance b and h. The distance no longer corresponds to the crystal frequency, and the crystal becomes no longer acoustically damped. The oscillation indicator in A accordingly gives a larger deflection. In this way, the composition of the gas can be read off directly on an indicator A. Of course, any relay can also cause a display according to the energy change deflections or in some other way.