DE742690C

DE742690C - Gasanalytisches Messverfahren, insbesondere fuer die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes von Gasgemischen

Info

Publication number: DE742690C
Application number: DER105674D
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Rein
Original assignee: Auergesellschaft GmbH
Current assignee: Auergesellschaft GmbH
Priority date: 1939-07-19
Filing date: 1939-07-19
Publication date: 1943-12-09

Description

Gasanalytisches Meßverfahren, insbesondere für die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes von Gasgemischen Die Erfindung bezieht sich auf ein gasanalytisches Meßverfahren, insbesondere für die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes von sauerstoffhaltigen Gasgemíschien, imd zwar ein Verfahren, bei dem die Sauerstoffbestimmung auf rein physikalischem, Wege erfolgt.
Es ist allgemein bekant, sich zur Gasanalyses, insbesondere auch von sauerstoffhaltigen Gasgemischen, chemischer Verfahren zu bedienen, die beispielsweise nach dem Prinzip des Orsatapparates arbeiten. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß sie eine ständige Erneurerung chemischer Reagenizen erfordern. Außerdem sind mit ihnen kontinuierliche, insbesondere auch selbstregistricrende Messungen nicht durchzuführen, weil jede Einezelmessung zu viel Zeit erfordert.
Es ist weiterhin bekannt, zur schniellerl und fortlaufend registrierenden Gasanalyse physikalische Methoden an zuwenden, insbe sondere durch Messung der thelmischlen Konstanen der verschiedence Gase, so z. B. der Wärmcleitfühigkeit oder der Wärmeübergangszahl. Man hat z. B. für die Sauerstoffanalyse einen aus der zu untersuchenden Atmosphäre entnommenen und einen Verglcichsgasstrom durch zwei gleichartige, mit heizdrähten ausgestaltete Düsen geleitet und die durch die verschiedene Wärmeableitung bedingten verschiedenen Temperaturen der beiden heizdrähte elektrisch gemessen. Dieses Verfahren weist indessen den Nachteil auf, daß man für die Gasnalyse jederziet ein gastgemisch von genau bekannter Zusammensetzung und entsprechend Vorratsbehälter nötig hat.
Das Verfahren nach der Erfindung, das insbesondere zur Bestimmung von Sauerstoff in Gasgemischen dient, stimmt darin mit den bakannter Verfabren übervein, daß die Wärmeabgabe eines im Gasgemisch liegenden geheizten Körpers ermittelt wird. Das Wesen der Erfindung ist de. mgegenübter darin zu erblichen, daß die Änderung der Wärmeabgabe des geheizten Körpers gemessen Aird, die dann auftritt, wenn das den heizkörper umgebende Gasgemisch bzw. die den Wärmetransport vornelmenden Gasmoleküle verschieden starken Magnetfeldern ausgesetzt werden. Das Magnetfeld beeinflußt nämlich die Beweglichkeit der paramagnetischen Sauerstoffmoleküle.
Nach der Erfindung wird der zu Ulltersuchende Gasstrom zweckmäßig an beispiels weise zwei geheizten Körpern vorbeigeführt, die sich in verschieden starken Magnetfeldern befinden. Aus der Messung des verschiedenen Wärmeverlustes der beiden geheizten Körper ergibt sich der Gehalt des Gas stromes an Sauer stoff. Besonders vortcilhaft ist es hierbei, als Heizkörper elektrisch geheizte Dräbte zu benutzen. Der Wärmeverlust läßt sich dann cinfach durch eine Temperaturmessung nach den bakamnten elektrischen Brückenmethoden bestimmen.
Da sich nun aber unbhängig von der Beeiniussnr der Wärmeableitung durch die Gasmoleküle eine Unsymmetrie der elektrischen Meßanordnung insofern ergelen kann, als der elektrische Widerstand des im Magnetfeld befindlichen Leiters unter dem direkten Einfluß des Magnetfelds eine Einwirkung erfäbrt, wird erfindungsgemäß diese Änderung gegenüber dem magnetteldfreien Raum durch passende mechanische oder elektrische Bemessung der Meßanordnung kompensiert. Das ist deswegen erforderlich. weil bei fehlender Kompensation durch die direkte magnetelektrische Beeinflussung des im Magnetfeld liegenden Leiters unterschiedliche RiVärmesezrhältnisse an den beiden Meßdrähten gescfhaffen werden, die zur Folge ballen, daß das elektrische Gleichgewicht der Meßanordnung auch dann gestört wird, wenn nicht nur Änderungen in der Sauerstoffkonzentration des Gasgemisches, sondern auch Änderungen in den übrigen Caskomponenten, welche in ihren thermisch wichtigen Konstanten etwa vom Sauerstoff abweichen, erfolgen.
Zur näheren Erläuterung des neuen Meßstoffhaltigen Gasgemischen als Ausführungsbeispeil in der Zeichnung dargestellt.
Durch das Rohr I fließt ill der vom Pfeil angedeuteten Richtung ein sauerstoffh al tiger Gasstrom. An der Abzweigung 2 wird diesem Gasstrom mit Hilfe einer kleinen Pumpe 3 cin kintinuierlich fließcnder Teilstrom entnommen. Dieser Teilstrom wird genau symmetrisch durch die Rohre 4 und 6, 5 und 7 geleitet. Im Innern der Rohre 6.7 befinden sich Heizdrähte 8 und 9, die in einer elektrischen Brükenschaltung angeordnet sind.
Der Heizdraht 8 8 liegt in dem zwischen den Mangetoplen 10 und 11 herrschenden magnetfeld, der Heizdraht 9 im feldfreien Raum.
2 ist die Stromquelle für die Brüitke, die gleichzeitig zur heizung der Meßdrähte und zur Lieferung des Brückenstromes für das Brückensinstruments 13 dient. 14 und 15 sind die in den beiden übrigen Brückenzweigen liegenden Widerstünde. Ein paralled zu diesen Widerständen geschalteter und durch einen Abgriff veränderlicher Widerstand 16 dient zur geneuen Abstimmung der Brücke. Die Brücke wird zunächst unter Ausschluß von Sauerstoff, etwa bei Durchfluß von reinem Stickstoff, durch die Anordnung auf Null eingestellt. Der bei Anwesenheit von Sauerstoff auftretende Strom im Brückeinstrument dient dann direkt zur Bestimmung z. B. der Sauerstoffkonzentration. Die Temperaturbestimmung der Heizdrähte kann auch in der in Abb. 2 dargestellten Brückenschaltung erfolgen. Darin sind 16 und I, die beiden Heizdrähte von z. B. je 10 Ohm Widerstand, 18 und 19 Brückenwidersände von z. B. je 200 Ohm und 20 und 21 solche voll z. B. je 500 Ohm. 22 ist das Brückengalvanometer rslld 23 die Stromquelle.
Im Simer der Erfindung leigt es insbesondere auch, ein Magnetfidld anzuwenden. dessen Kraftlinien parallel zu den Heizdrähten verlaufen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Gasanalytisclles Meßverfahren, illS-besondere für die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes von Gasgemischen, bei dem man die Wärmeabgabe eines im Gasgemisch liegenden geheizten Körpers ermittelt, dadurch gekeinzeichnet, daß die Änderung der Wännealigabe eines solcllen geheizten Körpers gemessen wird, die dann auftritt, wenn das dell Heizkörper umebende zu messende Gasgemisch verschieden starken Magnetfeldern ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch messen wird, die, von dem zu messenden Gasgemisch umgeben sich in verschieden starken Magnetfeldern befinden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, claduSrch gekennzeichet, daß einer der beiden geheizten Körper sich in einem magnetfeldereinen Raum befindet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als geheizte Körper elektrisch geheizte Drähte verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die direkte magnettlecktrische Beeinflussung des im Magnetfeld 3 iegen den Heizkörp ers kompensiert ist.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegen. standes vom Stand der Technik ist im Erteiiungsyverfahren folgende Druckschfrift in Betracht gezogen worden: deuvsche patentschrift ...... Nr 674 989.