DE594696C - Elektrischer Gaspruefer, bei welchem die Widerstandsaenderungen eines vom Pruefgas umspuelten Messdrahtes und eines in einem Vergleichsgas befindlichen zweiten Messdrahtes gemessen werden - Google Patents

Description

• Elektrischer Gasprüfer, bei welchem die Widerstandsänderungen eines vom Prüfgas umspülten Meßdrahtes und eines in einem Vergleichsgas befindlichen zweiten Meßdrahtes gemessen werden -Es ist bei Schlagwetteranzeigern bekannt, von der Grubenluft umspülte Glühdrähte in durchsichtigen, insbesondere aus Glas bestehenden Behältern anzuordnen, um durch Beobachtung der Helligkeit der Glühdrähte oder durch Vergleich der Helligkeit dieser Glühdrähte mit in anderer Atmosphäre befindlichen Glühdrähten Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der Grubenluft zu ziehen.
• Bei elektrischen Gasprüfern, bei welchen der Gehalt eines Gasgemisches an einer oder mehreren Komponenten durch Messung des Widerstandes mindestens zweier Meßdrähte z. B. in Brückenschaltung bestimmt wird, von denen der .eine von dem Prüfgas umspült und der andere in einem Vergleichsgas angeordnet ist, ist es bekannt, langgestreckte enge Meßkammern zu verwenden, die bisher praktisch stets aus Metall hergestellt wurden. Auch hat man dabei schon Zentriervorrichtungen für die Meßdrähte in Vorschlag gebracht.
• Bei solchen bekannten elektrischen Gasprüfern bereitete es bisher erhebliche Schwierigkeiten, die Meßdrähte ausreichend gasdicht in die Kammern einzubauen. Schon bei geringen, bisher kaum vermeidbaren Undichtigkeiten an den Einbaustellen der Meßdrähte in, dexi Kammern ändern sich aber die Zusammensetzung und die Konzentration des in der Kammer enthaltenen Gases, was besonders für das Vergleichsgas recht störend ist, da dadurch die Genauigkeit der Messung verschlechtert wird.
• Solche Mängel werden nach der Erfindung dadurch in einfacher, aber unbedingt sicherer Weise vermieden, daß eine aus schmelzbarem Isoliermaterial, wie Quarz oder Glas, bestehende Meßkammer, in welche einer der Meßdrähte gasdicht eingeschmolzen ist, zusammen mit der ebenfalls aus schmelzbarem Isoliermaterial bestehenden, in bezug auf Wärmeübergang völlig gleichen, den Vergleichsdraht enthaltenden zweiten Meßkammer in einen gut wärmeleitenden, niedrig schmelzenden Stoff, z. B. in Quecksilber oder in eine als Schnell-Lot verwendete Metallegierung, eingetaucht ist. Auf diese Weise ist für die Meßkammer und für die Vergleichskammer eine gleiche und gute Wärmeableitung gewährleistet. Es empfiehlt sich, die zweckmäßig röhrenförmigen Kammern von oben her in einen mit .vergossenem Metall gefüllten Behälter so einzuhängen, daß die in den Kammern befindlichen Prüfdrähte senkrecht stehen. Man kann das vergossene Metall dabei gewünschtenfalls als gemeinsame Stromrückleitung für zwei der insgesamt vier Stromzuführungen der Prüfdrähte verwenden, während man die beiden anderen, zweckmäßig zugleich als Halter für die Prüfdrähte dienenden Stifte o. dgl. aus dem vergossenen Metall herausragen läßt.
• Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. i ist ein Kurvenbild zur Erläuterung der der Erfindung zugrunde liegenden Erwägungen, und Fig. :2 zeigt ein Beispiel für die lronstruktive Durchbildung des Erfindungsgedankens.
• In Fig. i ist als Ordinate die Stromstärke i im Brückengalvanometer und als Abszisse die Konzentration eines Prüfgases, beispielsweise von Wasserstoff, aufgetragen, wobei Luft als Füllung der Vergleichskammer angenommen wird. Wie ersichtlich, ändert sich der den Prüfdraht durchfließende Strom mit der Konzentration nach der durch die Kurve a veranschaulichten Gesetzmäßigkeit. Es ist aus diesem Kurvenbild ersichtlich, daß man bei elektrischen Gasprüfern nur innerhalb eines bestimmten Meßbereiches mit hinreichender Genauigkeit arbeiten kann, z. B. für den Meßbereich o bis 2o 0(Q H2 in N=, wenn man Luft als Vergleichsgas benutzt. Aus dieseln Grunde verwendet man, wenn z. B. ein Meßbereich von 6o bis 70'f', H., in N, gefordert wird, zweckmäßig ein Vergleichsgas mit Co bis 70"/o H2, das sich jedoch nicht ändern darf. Bei den bekannten elektrischen Gasprüfern bestand nun die Schwierigkeit, daß ein gasdichter Abschluß des Vergleichsgases, z. B. eines Gasgemisches von 70' /o H2 und 30 oio N, sich mit den in der Technik Vibiichen Mitteln nicht erreichen ließ. Selbst die besten Abschlußdichtungen des Einfülloches für das Vergleichsgas in der Vergleichskammer wurden mit der Zeit undicht, so daß sich die Zusammensetzung des in der Vergleichskammer befindlichen Gases änderte und damit die Meßgenauigkeit mehr oder weniger beeinträchtigt wurde.
• Um diesen Übelstand zu vermeiden, sind gemäß Fig. z der Prüfdraht b und der Vergleichsdraht c in je eine zweckmäßig röhrenförmige Kammer d und e aus Glas, Quarz oder einem ähnlichen Stoff gasdicht eingeschmolzen. Beide Kammern d und e haben zweckmäßig nur einen geringen Durchmesser und sind untereinander möglichst gleichartig ausgebildet. Um eine genau zentrale Lagerung der Drähte b und c in den Kammern zu erhalten, sind die Haltestifte f und g, welche in die Glasröhren gasdicht eingeschmolzen sind, durch zylindrische Führungsstücke lt und i geführt. Es sind mindestens zwei solcher Führungsstücke erforderlich. Außerdem empfiehlt es sich, in an sich bekannter Weise die Meßdrähte b und c durch Federn h und l vorzuspannen. Diese Federn gleichen etwaige Verlagerungen der Drähte infolge der Wärmeausdehnung aus. Zur Zu- und Ableitung des Prüfgases dient ein geschlossener Rohrstutzen r4, in welchen ein unten offenes Rohr st von oben hereingesetzt ist. Das Prüfgas strömt beispielsweise in Richtung der Pfeile o durch das Rohr it und wird durch den Rohrstutzen m wieder abgeführt, wobei ein Teilstrom über die Verbindungsrohre parallel zum Rohrstutzen durch die Prüfkammer d geführt wird. Es empfiehlt sich dabei, die Verbindungsleitungen p in den Raum einzuführen, in welchem sich lediglich die Führungsstifte f befinden. Das in diesen Vorraum eintretende Prüfgas gelangt dann durch den Zwischenraum zwischen den Führungsstiften f und den Führungszylindern lt in den mittleren Raum der Kammer d_, welcher den Meßdraht b enthält.
• Die beiden Rohre b und c und auch der Gaszuleitungs- und Gasableitungsstutzen sind in einen Behälter q fest eingebaut, der mit einem flüssigen Metall r, z. B. mit Quecksilber oder einer niedrig schmelzenden Legierung, wie Woodschem Metall, gefüllt ist. Die Anordnung des Rohrstutzens ytt zwischen den beiden Kammern d und e bringt dabei den Vorteil mit sich, daß dieser Rohrstutzen auf beide Drähte b und c praktisch gleichmäßig hinsichtlich der Wämeableitung einwirkt. Die Anordnung der beiden Kammern d und e innerhalb eines flüssigen Metalles r bringt auch noch den Vorteil mit sich, daß man für die unteren Enden der Meßdrähte b und c "keine besondere elektrische Verbindung vorzusehen braucht. Es genügt vielmehr, die unteren Haltestifte f und g der Meßdrähte b und c etwas herausragen zu lassen, dann bildet das Metall r eine gute elektrische Verbindung für die beiden Meßdrähte.
• Die beiden Meßdrähte sind in an sich bekannter Weise unter Anwendung zweier Zusatzwiderstände s und t zu einer Wheatstoneschen Brückenschaltung vereinigt, deren im Diagonalzweig liegendes elelrtrisches.Anzeige-oder Registriergerät den Prozentgehalt des Prüfgases an der zu bestimmenden Komponente mißt.
• Die neue Anordnung bietet die Möglichkeit, die Vergleichskammer e mit einem Vergleichsgas zu füllen, das für den jeweils gewünschten Meßbereich besonders vorteilhaft ist. Dabei können sich infolge des gasdichten Abschlusses des Vergleichsdrahtes keine Änderungen des Vergleichsgases bei der Messung störend bemerkbar machen.
• Gewünschtenfalls kann man zur Erhöhung der Empfindlichkeit statt der beiden Widerstände s und t auch je eine weitere Prüf-und Vergleichskammer verwenden. Die neue Einrichtung ist sowohl für brennbare als auch für nichtbrennbare Gase geeignet.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Gasprüfer, bei welchem die Widerstandsänderungen eines vom Prüfgas umspülten Meßdrahtes und eines in einem Vergleichsgas befindlichen zweiten Meßdrahtes gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus schmelzbarem Isoliermaterial, wie Quarz oder Glas, bestehende Meßkammer, in welche einer der Meßdrähte gasdicht eingeschmolzen ist, zusammen mit der ebenfalls aus schmelzbarem Isoliermaterial bestehenden, in bezug auf Wärmeübergang völlig gleichen, den Vergleichsdraht enthaltenden zweiten Meßkammer in einen gut wärmeleitenden, niedrig schmelzenden Stoff, z. B. in Quecksilber oder in eine als Schnell-Lot verwendete Metallegierung, eingetaucht ist. z. Gasprüfer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden aus schmelzbarem Isoliermaterial bestehenden Kammern in einen mit dem vergossenen Metall gefüllten Behälter von oben her so eingehängt sind, daß" die Mefidrähte senkrecht stehen. 3. Gasprüfer nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß von den vier zweckmäßig zugleich als Halter dienenden Stromzuführungen für die beiden Meßdrähte zwei aus dem die Kammer umgebenden Metall herausragen und die beiden anderen in das vergossene Metall eingebettet sind, so daß dieses als gemeinsame Stromrückleitung dient. q.. Gasprüfer nach Anspruch i,_- oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kammern an beiden Enden zylindrische Zentrierkörper koaxial zu den an den Enden der Meßdrähte vorgesehenen Einschmelzstiften so angebracht sind, daß sie nur an den beim Einschmelzen der Stifte nicht erweichten Teilen der Kammern anliegen. 5. Gasprüfer nach Anspruch i, z oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei röhrenförmigen Kammern ein zugleich als Zu- und Ableitung für das Prüfgas dienender geschlossener Rohrstutzen mit einem inneren, unten offenen Gaszuführungsrohr in das Einschmelzmetall eingetaucht ist.