DE588383C - Einrichtung zur Feststellung von Beimengungen zu Gasgemischen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Feststellung von Beimengungen zu Gasgemischen Es ist bekannt, in Gasgemischen die Beimengung, eines bestimmten Gases dadurch kenntlich zu machen, daß man das Gasgemisch an einem oder mehreren elektrisch geheizten Drähten -vörüberführt und die dabei auftretende Änderung des elektrischen Widerstandes der Drähte- feststellt. Infolge der .Beimischung des betreffenden Gases, d. h. infolge der 'geänderten 'Zusammensetzung, ändert sich nämlich die Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches, so daß eine Abkühlung oder Erwärmung der Hitzdrähte eintritt, die eine entsprechende Widerstandsänderung zur Folge hat.
• Bisher hat man bei Einrichtungen der vorstehend genannten Art für die Hitzedrähte ausnahmslos Metalle, z. B. Platin, verwendet, also - Stoffe mit positivem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes. War daher z. B. der zu 'prüfenden Luft Grubengas beigemengt und -wurde durch dessen Anwesenheit die Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches erhöht, so daß eine Abkühlung der Hitzdrähte eintrat, so hatte diese -Abkühlung eine entsprechende Verminderung des elektrischen Widerstandes, also eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit der Hitzdrähte zur Folge. Die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit hielt sich dabei meist in so engen Grenzen, daß man, um genügend große Zeigerausschläge des Meßgerätes zu bekommen, die Hitzdrähte in Brückenschaltung -anwenden und ein Meßgerät von hoher Empfindlichkeit vorsehen mußte. Beides aber verteuert die Einrichtung.
• Andererseits sind Einrichtungen zur Prüfung von Gasgemischen bekannt, bei denen elektrische Organe einer Änderung ihrer Zusammensetzung durch die Gasatmosphäre ausgesetzt sind. Bei einer Einrichtung dieser Art, die zur Feststellung reduzierender oder oxydierender Wirkung einer Gasatmosphäre, wie z. B. der Flamme eines metallurgischen Ofens dient, ist ein praktisch nicht leitender Oxydkörper, beispielsweise eine dünne, auf einem feuerfesten Isolierkörper aufgebrachte Schicht eines oxydierten Schwermetalles, wie Eisen oder Kupfer, in einen elektrischen Stromkreis geschaltet. Beim Auftreten einer reduzierenden Atmosphäre wird der Oxydkörper reduziert und der von ihm nunmehr durchgelassene elektrische Strom - mittels eines Anzeigeinstrumentes angezeigt. Diese bekannte Einrichtung ist in ihrer Wirkungsweise an den Wechsel von Oxydation und Reduktion gebunden und infolgedessen nicht geeignet, andere Änderungen von Gasgemischen, beispielsweise solche Beimengungen anderer Gase anzuzeigen, die keine Änderung des Oxydationszustandes oder des metallischen Zustandes hervorrufen. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei bekannten Einrichtungen, die zur Anzeige schlagender Wetter oder anderer entzündbarer Gasgemische dienen und bei denen Körper aus Stoffen mit negativem Temperaturkoeffizienten wie z. B. Bor oder Oxyden verschiedener Erdmetalle als Widerstandsthermometer in der Nähe von Katalysatoren angeordnet sind. Diese Einrichtungen sind naturgemäß in ihrer Wirkungsweise von dem Auftreten einer katalytischen Verbrennung, d. h. einer chemischen Reaktion, abhängig.
• Bei der Erfindung handelt es sich im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen um Einrichtungen zur Feststellung von Beimengungen zu Gasgemischen, die weder so kompliziert und vergleichsweise unempfindlich wie die bekannten Einrichtungen mit Organen mit positivem Temperaturkoeffizienten noch in ihrer Wirkungsweise = auf bestimmte, sich in engen Grenzen abspielende Vorgänge wie die bekannten Einrichtungen mit Organen beschränkt- sind, die ihre chemische Zusammensetzung in Abhängigkeit von der Gaszusammensetzung ändern oder auf katalytischen Reaktionen beruhen.
• Erfindungsgemäß werden die Einrichtungen zur Feststellung von Beimengungen zu Gasgemischen durch Messung der Widerstandsänderung eines stromdurchflossenen Organes infolge Änderung des Wärmeleitvermögens des ihn umgebenden Gasgemisches mit einem stab-, platten- oder fadenförmigen Organ aus einem Schwermetalloxyd oder einer anderen Schwermetallverbindung mit negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes versehen, das in einen elektrischen Meßstromkreis geschaltet und in seinem Widerstand bzw: Querschnitt so bemessen ist, daß das elektrische Meßgerät bei Temperaturen des Organs unterhalb seiner Reduktionstemperatur die Änderungen der -Leitfähigkeit des Organs kontinuierlich anzeigt. Als besonders geeignet haben sich für die Organe mit negativem Temperaturkoeffizienten gemäß der Erfindung vorwiegend die farbigen Oxyde der Sch-,vermetalle, vor allem die Oxydationsprodukte des Kupfers, erwiesen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend beschrieben. In einem einen Stromanzeiger enthaltenden Stromkreis ist ein Kupferoxydulstab von solchen Abmessungen eingeschaltet, daß er durch den ihn durchfließenden elektrischen Strom auf eine oberhalb 6oo° C liegende Temperatur erhitzt wird. Zum Regeln der Stromstärke und damit der Erhitzungstemperaturkann im Stromkreise ein regelbarer Widerstand vorgesehen sein. Der Kupferoxydulstab ist in der Strömung des zu prüfenden Gasgemisches angeordnet und. daher den Temperaturänderungen ausgesetzt, die die Änderung des Wärmeleitvermögens des Gasgemisches mit sich bringt. Nimmt also z. B. die Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches zu, so sinkt die Temperatur des Oxydulstabes und seine elektrische Leitfähigkeit. Es wächst also sein elektrischer Widerstand, und das eingeschaltete Meßgerät zeigt einen entsprechend verringerten Ausschlag. Bei abnehmender Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches tritt in ähnlicher Weise eine Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit des Oxydulstabes ein, so daß der Ausschlag des Meßgerätes entsprechend größer wird.
• Der Oxydkörper, der das auf die Änderungen des Wärmeleitvermögens des Gasgemisches ansprechende Organ der Einrichtung darstellt, kann, wie bereits erwähnt, in Form eines -Stabes ausgeführt sein. Dieser kann z. B. voll- oder hohlzylindrische Gestalt aufweisen, Matt dessen kann der Oxydkörper aber auch platten- oder fadenförmig ausgebildet sein. Die Fadenform und ,die Plattenform - letztere insbesondere bei Ausführung dünner und schmaler Streifen - erweisen sich als besonders vorteilhaft, da sich bei ihnen wegen der geringen eigenen Wärmekapazität das thermische Gleichgewicht am raschesten einstellt.
• Die Wirksamkeit des Oxydkörpers ist so groß, daß als Anzeigegerät ein gewöhnlicher Stromzeiger .genügt und daß sich besondere, die -Empfindlichkeit steigernde Schaltungen, wie z. B. Kompensations- öder Brückenschaltungen, erübrigen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Feststellung von Beimengungen zu Gasgemischen durch Messung derWiderstandsänderungeneines stromdurchflossenen Organes infolge Änderung des Wärmeleitvermögens des ihn umgebenden Gasgemisches, dadurch gekennzeichnet, daß ein stab-, platten- oder fadenförmiges Organ aus einem Schw-ermetalloxyd mit negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes, z. B. einem Oxydationsprodukt des Kupfers, in einen elektrischen Meßstromkreis geschaltet und in seinem Widerstand bzw. Ouerschnitt so bemessen ist, daß das Meßgerät bei Temperaturen des Organes unterhalb seiner Reduktionstemperatur die Änderungen der Leitfähigkeit des Organes kontinuierlich anzeigt. a. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Änderung der Wärmeleitfähigkeit seiner Umgebung ansprechende Organ aus einem Kupferoxydulkörper besteht.