DE737128C

DE737128C - Device for thermomagnetic gas analysis according to the hot wire method

Info

Publication number: DE737128C
Application number: DES147675D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Alfred Naumann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-11-16
Filing date: 1941-11-16
Publication date: 1943-07-06

Description

Einrichtung zur thermomagnetischen Gasanalyse nach dem Hitzdrahtverfahren Die bekannte Analyse eines Gasgemisches auf paramagnetische Gase, insbesondere Sauerstoff, nach dem magnetischen Wärmeleitfähigkeitsmeßprinzip erfordert infolge der Kleinheit der Effekte möglichst große Empfindlicbkeit der Meßapparatur. Benutzt man zur Messung der NVirkungen, die magnetisierter Sauerstoff auf einen Hitzdraht aus übt, entweder die Erwärmung des Drahtes infolge der Verminderung der Wärmeleitfähigkeit des Gases im homogenen magnetischen Feld oder die Kühlwirkung durch den sogenannten magnetischen Wind, welcher sich ial inhomogenen Megnetfeld in der Umgebung des Hitzdrahtes ausbildet, so hängt in beiden Fällen die erzielbare Empfindlichkeit wesentlich von der Art des verwendeten Hitzdrahtsystems ab.Device for thermomagnetic gas analysis using the hot wire method The known analysis of a gas mixture for paramagnetic gases, especially oxygen, according to the magnetic thermal conductivity measuring principle required due to the small size The greatest possible sensitivity of the measuring apparatus to the effects. Used for measurement the effects of magnetized oxygen on a hot wire, either the heating of the wire as a result of the reduction in the thermal conductivity of the gas in the homogeneous magnetic field or the cooling effect through the so-called magnetic Wind, which forms an inhomogeneous megnet field in the vicinity of the hot wire, so in both cases the achievable sensitivity depends essentially on the species of the hot wire system used.

Wie bekannt ist, sind am empfindlichsten frei ausgespannte, möglichst dünne Drähte. As is known, the most sensitive are freely stretched, if possible thin wires.

Solche Systeme sind jedoch für die thermomagnetische Gasanalyse nicht verwendbar, da sie, wenn sie von Gleichstrom durchflossen werden, durch das Magnetfeld eine einseitige auslenkung erfahien, die in der Meßkammer zu einer Änderung des Wärmeaustausches und damit zu einer Temperaturänderung bzw Widerstandsänderung des Hitzdrahtes führt.However, such systems are not suitable for thermomagnetic gas analysis can be used because they, when they are flowed through by direct current, through the magnetic field a unilateral deflection was experienced, which in the measuring chamber led to a change in the Heat exchange and thus to a temperature change or change in resistance of the Hot wire leads.

Dies kann anlaß zu beträchtlichen Nullpunktverschiebungen geben.This can give rise to considerable zero shifts.

Wenn solche Systeme mit Wechselstrom niederer Frequenz beheizt werden, was für eine elektrische Verstärkung der Meßgrößen unter Umständen erforderlich ist, schwingen sie ähnlich einem Vibrationsgalvanometer. If such systems are heated with alternating current of low frequency, what may be necessary for an electrical amplification of the measured variables they vibrate like a vibrating galvanometer.

Dadurch treten ähnliche Störungen auf wie bei einem gleichstromdurchflossnen Hitzdraht. außerdem findet bei blanken Hitzdrähten bei Anwesenheit von Sauerstoff und Wasserstoff infolge der hier erforderlichen hohen Temperatur eine störende katalytische Verbrennung des Wasserstoffes statt, welche sich in einer Temperatur- und damit einer Widerstandsänderung des Hitzdrahtes auswirkt.This results in similar disturbances as with a direct current flowing through it Hot wire. also takes place with bare hot wires in the presence of oxygen and hydrogen has a disruptive catalytic effect due to the high temperature required here Combustion of the hydrogen takes place, which results in a temperature and thus a change in resistance of the hot wire.

Es ist bereits bekannt, diese Nachteile durch spiralige Aufwicklung des Svstems auf einen festen, isolierenden Träger oder Einbettung des Systems im Innern des Isolierkörpers zu beseitigen Wenn auch hier durch der mechanische Nachteil, bestehend in der Auslenkung des Systems, beseitigt wird, so entsteht doch dabei ein elektrischer Nachteil, der durch die wesentlich geringere Empfindlichkeit derartiger Meßsysteme gegeben ist. Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, dieVorteile des frei ausgespannten Drahtes mit den Vorteilen das starren Systems ahne die Nachteile des letzteren zu vereinigen. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß das Meßsystem aus bifilar geführten Drähten besteht, die mit einer isolierenden, gut wärmeleitenden Schicht, z. B. Quarz, Glas, Email, keramische Glasuren, temperaturfeste Lacke und Kunststoffe, überzogen usw. umsponnen sind, und im übrigen in üblicher Weise, z. B. unter Verwendung von Federn, frei ausgespannt sind. Dabei kann das System sowohl aus zwei lediglich parallel-bifilar geführten als auch aus zwei miteinander bifilar verdrillten Drähten bestehen. Die dünnen Drähte werden vor ihrem Zusammenbau mit einer isolierenden, möglichst gut wärmeleitenden Schicht überzogen bzw. umsponnen, z. 13. mit Quarz, Glas, Email, keramischen Glasuren oder. temperaturfesten Lacken und Runststoffen. Werden die isolierten Drähte ohne Verdrillung parallel-bifilar geführt, so sind sie miteinander mechanisch an einigen Stellen oder auf der ganzen Länge zu verbinden. It is already known that these disadvantages are caused by spiral winding of the system on a solid, insulating support or embedding of Eliminate the system inside the insulator, albeit by mechanical means Disadvantage, consisting in the deflection of the system, is eliminated, it still arises at the same time an electrical disadvantage, due to the much lower sensitivity such measuring systems is given. The invention therefore has the task of the advantages of the freely stretched wire with the advantages of the rigid system without knowing how to combine the disadvantages of the latter. This object is achieved according to the invention in that the measuring system consists of bifilar-led wires that are connected to a insulating, highly thermally conductive layer, e.g. B. Quartz, glass, enamel, ceramic glazes, temperature-resistant paints and plastics, coated, etc. are wound, and otherwise in the usual way, e.g. B. using springs, are freely stretched. Included the system can be made up of two parallel bifilar ones as well as of consist of two wires twisted together bifilar. The thin wires will be before assembling them with an insulating layer that conducts heat as well as possible coated or braided, e.g. 13. with quartz, glass, enamel, or ceramic glazes. temperature-resistant paints and plastics. Will the insulated wires without twisting parallel-bifilar, they are mechanically connected to each other in some places or to connect along the entire length.

Quarz hat den besonderen Vorteil der höchsten Wärmeleitfähigkeit dieser Stoffe, wodurch die Temperatur der Außenhaut des Svstenis der Temperatur der heizenden Drahtseele stärker angenähert wird, was sich auf lie Empfindlichkeit des Systems günstig auswirkt. Die Vorteile der Einrichtung nach der Erfindung bestehen darin, daß annähernd die Empfindlichkeit des frei ausgespannten dünnen Drahtes erreicht, ferner das bifilare System im Magnetfeld nicht ausgelenkt wird bzw. bei Heizung mit Wechselstrom nicht schwingt. Es kann also auch technischer Wechselstrom von 90 Hz benutzt werden, während bei nichtbifilaren Systemen Frequenzen von 1000 Hz und darüber benutzt werden müssen. Infolge der bifilarcn Ausführung fangen diese Systeme auch keine Störungen durch vagabundierende Felder. Ferner besitzt das hifilare System infolge seiner geriligen Meße die geringe Wärmeträgheit dünner Drähte. Durch die Glasur ist es auch intli fferent gegen Wasserstoff. Schließlich wird die Meßkammer auf die Hälfte der Länge l)C einfach ausgespanntem Draht verkürzt.Quartz has the particular advantage of its highest thermal conductivity Substances, whereby the temperature of the outer skin of the Svstenis the temperature of the heating Wire core is more closely approximated, which is due to the sensitivity of the system has a beneficial effect. The advantages of the device according to the invention are that approximately reaches the sensitivity of the freely stretched thin wire, Furthermore, the bifilar system is not deflected in the magnetic field or when heated with alternating current does not oscillate. So it can also be technical alternating current of 90 Hz can be used, while non-bifilar systems use frequencies of 1000 Hz and must be used above. As a result of the bifilar execution, these catch Systems also have no interference from stray fields. Furthermore, the hifilare The system has the low thermal inertia of thin wires due to its straight dimensions. By the glaze is also intli fferent to hydrogen. Finally the measuring chamber shortened to half the length l) C simply stretched wire.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H: device for thermomagnetic Gas analysis according to the hot wire method @ characterized in that the hot wire system consists of bifilar wires, which are connected to an insulating, good heat conductor Layer, e.g. B. quartz, glass, enamel, ceramic glazes, temperature-resistant paints and Plastics, coated or braided and, e.g. B. using springs, free stretched siil (l.