DE749673C

DE749673C - Verfahren und Einrichtung zur Pruefung und zur fortlaufenden Kontrolle des Sauerstoffgehaltes von Gasen

Info

Publication number: DE749673C
Application number: DE1938749673D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Stiller
Original assignee: Auergesellschaft AG, Berlin
Priority date: 1938-04-08
Filing date: 1938-04-08
Publication date: 1944-11-29

Abstract

Fortlaufende Kontrolle des Sauerstoffgehaltes von Gasen (Atemluft) mittels Elektrodenmessung. Das zu prüfende Gas wird in eine Flüssigkeit eingeführt. Die den gelösten Sauerstoff enthaltende Flüssigkeit wird in einer Meßzelle an den Meßelektroden vorbeigeführt.

Description

Verfahren und Einrichtung zur Prüfung und zur fortlaufenden Kontrolle des Sauerstoffgehaltes von Gasen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Prüfung und zur fortlaufenden Kontrolle des Sauerstoffgehaltes von Gasen und insbesondere der Atmungsluft in Räumen, Unterständen, Flugzeugkabinen u. dgl.
Es sind zwar schon andere Verfahren zur Messung und Anzeige des Sauerstoffgehaltes bekanntgeworden. Eines davon benutzt zur Feststellung des Sauerstoffgehaltes die Verbrennung genau bemessener Mengen von Wasserstoff und die Anzeige der dabei auftretenden Wärmetönung Dieses Verfahren ist aber für viele Zwecke zu umständlich. Als zweckmäßiger haben sich erwiesen, die die Messung und Anzeige von Gasgemischen in Wasser auf elektrischem Wege durchführen.
Für die Anzeige des Sauerstoffgehaltes im Kesselspeisewasser ist ein Verfahren bekanntgeworden, das eine elektrische Meßzelle be; nutzt, die aus zwei verschiedenen Elektroden besteht. Die beiden Elektroden sind durch eine halbdurchlässige Wand voneinander getrennt. Das zu prüfende Wasser fließt an der edleren Elelitrode vorbei. Es wird zur Anzeige die Zellenspannung benutzt, die von der im Wasser befindlichen Sauerstoffmenge abhängig ist.
Die Verfahren, die Gasbestandteile in Gasgemengen anzeigen und messen, benutzen vorzugsweise die elektrische Leitfähigkeit. Das geschieht in der Weise, daß die zu hestimmenden Verunreinigungen, die als Kampfgase oder als Abgase in industriellen Feuerungsanlagen auftreten, in einer Flüssigkeit gelöst werden und daß die durch die Lösung hervorgerufene Änderung der Leitfähigkeit der Flüssigkeit zur Anzeige oder Messung benutzt wird. Diese Verfahren benötigen eine gleichbleibende Stromquelle.
Nach einer anderen Methode wird die an einer galvanischen Zelle auftretende Spannung gemessen, die bei der Überleitung einer Elektrolytlösung in die Zelle entsteht. Die Elektrolytlösung wird unter Ausnutzung des zu bestimmenden Gasbestandteiles hergestellt.
.auerstoff wird beispielsweise in der Weise bestimmt, daß Phosphor oder Schwefel durch den Sauertoff zu Phosphorpentoxyd bzw.
Schwefeldioxyd oxydiert werden und daß die Spannungsdifferenz der entsprechenden wäßrigen Lösungen in der galvanischen Zelle auge zeigt wird.
Ein anderes Verfahren, das auch die Potentiladifferenz einer elektrischen Zelle zur Anzeige benutzt, arbeitet mit zwei Elektroden aus dem gleichen Material. Diese Elektroden sind zum Teil von einem Elektrolyten, zum Teil von einem Gas umgeben. Die Zusammensetzung des die Elektrode umgehenden Gasgemisches bleibt bei der einen Elektrode gleich, während sie an der Meßelektrode je nach der Zusammensetzung des zu untersuchenden Gasgemisches wechselt. Diese Verschiedenheit der Umgebung der Elektroden ruft eine Spannungsdifferenz hen-or, die zur Anzeige benutzt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß das zu prüfende Gas oder die Luft in eine Flüssigkeit, die den Sauerstoff löst, z. B. Wasser oder eine Salzlösung, eingeleitet und daß die den gelösten Sauerstoff enthaltende Flüssigkeit an beiden Meßelektroden vorbeigeführt wird. Die die Flüssigkeit enthaltende Meßzelle besteht aus einer in sich zurücklaufenden Ringleitung, die einen vorzugsweise vertikalen Schenkel besitzt, an dessen unterem Ende die Gaszuführung erfolgt. Vor der Meßstelle ist eine Entlüftungsöffnung für das in der Flüssigkeit nicht gelöste Gas vor-1-landen. Zwecks Konstanthaltung der Temperatur der Flüssigkeit ist eine von einem Schaltthermometer über ein Relais gesteuerte Heizspirale vorgesehen.
Die auf ihren Sauerstoffgehalt zu prüfende Luft wird, wie die Abbildung zeigt, durch eine Fördervorrichtung 1 über eine Leitung 2 durch eine Düse 3 in den senkrechten Schenkel 4 einer in sich zurücklaufenden Ringleitung 5, die als Misch- und Meßzelle dient, eingeführt. Das aufsteigende Gas und der darin enthaltene Sauerstoff lösen sich zum Teil in der Flüssigkeit, und die Gasblasen setzen die Flüssigkeit in der Ringleitung in Bewegung und 1 führen sie an den mit einem Galvanometer 6 in Verbindung stehenden Meßelektroden 7 vorbei. In Verbindung mit dem Galvanometer kann auch ein Schreibgerät vorgesehen sein oder eine Vorrichtung, die zum Steuern des Zu oder Abflusses des Sauerstoffs in dem zu kontrollierenden Raum dient.
Das von der Flüssigkeit nicht gelöste Gas entweicht durch die vor der Meßstelle angeordnete Entlüftungsvorrichtung 8.
Die in der Zelle umlaufende Flüssigkeit stellt sich ständig mit der gelösten Sauerstoffmenge auf den Teildruck des Sauerstoffes in dem zu beobachtenden Gasgemisch ein. Ver-@ingert sich darin der Sauerstoffgehalt, d.h. der Teildruck des Sauerstoftes, so wird auch die Sauerstoffmenge in der Flüssigkeit kleiner.
Das Anzeigegerät zeigt dann über die Elektroden weniger Sauerstoff an.
Das hier beschriebene Verfahren zeichnet sich durch folgende Vorteile aus: Zur Messung des Sauerstoffgehaltes wird in bekannter Weise die Spannung einer galvanischen Zelle benutzt. Durch die Spannungsmessung erübrige sich eine besondere, stets gleichbleibeide Stromquelle, die sorgfältige \Vartung erfordert. Die Spannung der Zelle wird durch die depolarisierende Wirkung des zu messenden Sauerstoffs aufrechterhalten. Die Abhängigkeit der Zellenspannung vom Sauerstoffgehalt ist bei einer solchen Zelle bedeutend größer als bei einer, welche, wie oben beschrieben, den Unterschied der Partialdrucke des zu messenden Gases und eines Vergleichsgases bei zwei gleichen Elektroden ausnutzt. Durch die größere Abhängigkeit der Spannung vom Sauerstoffgehalt wird die Messung bequemer und genauer. Außerdein erweist sich die Durchführung des Verfahrens in einer Ringzelle als vorteilhaft, weil dadurch stets dieselbe Elektrolytflüssigkeit benutzt werden kann und man bei der Messung von einem größeren Vorrat von Flüssigkeit unabhängig ist. Denier geht die Überführung des zu messenden Gases unmittelbar durch Lösung in einer Flüssigkeit vor sich. Es ist also nicht die vorherige Durchführung eines chemischen Prozesses erforderlich.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zur Prüfung und zur fortlaufenden Kontrolle des Sauerstoffgehaltes von Gasen, insbesondere der Atemluft, mittels Spannungsmessung an Elektroden, dadurch gekemlzeichnet, daß das zu prüfende Gas oder die Luft in eine Flussigkeit, z. 13. Wasser oder eine Salzlösung, eingeführt wird und daß die den gelösten Sauerstoff enthaltende Flüssigkeit an beiden SIeßelektroden vorheigeführt wird.
2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet. daß die die Flüssigkeit enthaltende Meßzelle aus einer in sich zurücklaufenden Ringleitung besteht, die einen vorzugsweise vertikalen Schenkel besitzt, an dessen unterem Ende die Gaszuführung erfolgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Meßstelle eine Entlüftungsöffnung für das in der Flüssigkeit nicht gelöste Gas vorgesehen ist.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift ..... Nr. 653 225; schweizerische - - I88 922; französische - ..... - 499 795; britische - ..... - 250 vom Jahre I9I4; USA.-Patentschrift ....... - 1 475 000.