DE8111208U1 - Sauerstoffmesssonde - Google Patents

Description

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DR.- ING. H. H. WILHELM - D I P L. - I N G. H. D A U ST E R D-7000 STUTTGART 1 · GYMNASIUMSTRASSE 31B· TELEFON (0711) 2911 33/292B57

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Sauerstoffmeßsonde

Die Erfindung betrifft eine Sauerstoffmeßsonde mit einem Sauerstoff ionen leitenden Festkörperelektrolyten, der in einer Um mantelung angeordnet ist.

Mit Sauerstoffmeßsonden der eingangs genannten Art ist es möglich, die Sauerstoffkonzentration in einem Gas im Vergleich zu einem Referenzgas, insbesondere Luft, zu messen und davon abhängig einen Regelvorgang auszulösen. Beispielsweise finden derartige Sauerstoffmeßsonden Anwendung bei der Steuerung von Verbrennungsanlagen über eine Abgasanalyse. Die Sauerstoffmeßsonden können auch eingesetzt werden, um die Zusammensetzung eines Gases festzustellen, beispielsweise in einer Aufkohlungsanlage, sofern die Sauerstoffkonzentration eine Kenngröße für die Zusammensetzung der Atmosphäre ist. Bei derartigen Sauerstoffmeßsonden muß sichergestellt werden, daß der Festkörperelektrolyt gegen mechanische Beschädigungen und vor allem auch gegen ein Zusetzen durch Festkörperpartikel oder Ruß ο.dgl. geschützt ist, andererseits jedoch in ausreichender Weise mit dem zu prüfenden Medium beaufschlagt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Sauerstoffmeßsonde der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach herzustellen ist und die dennoch in ausreichender Weise ein Erfassen des zu prüfenden Mediums gewährleistet. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Ummantelung ein konzentrisch zu dem rohrförmigen Festkörperelektrolyten angeordnetes Rohr dient, dessen freies Stirnende mit wenigstens einer Öffnung versehen ist, die zum Rohrinnern hin mit einem Filter geschützt ist.

Eine derartige Sauerstoffmeßsonde ist einfach und kostengünstig herzustellen und gewährleistet dennoch eine gute Zugänglichkeit des zu prüfenden Mediums zu dem Festkörperelektrolyten, ohne daß die Gefahr einer Verschmutzung o.dgl. und damit einer Meßungenauigkeit größer als zulässig ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform und den Unteransprüchen.

Fig. 1 zeigt eine teilweise in axialer Richtung geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Sauerstoffmeßsonde und

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1.

Die dargestellte Sauerstoffmeßsonde besitzt einen Anschlußkasten für elektrische Anschlüsse und den Anschluß einer Luftleitung, aus welchem seitlich ein rohrförmiger Festkörperelektrolyt herausragt. Dieser Festkörperelektrolyt ist als ein einseitig geschlossenes Rohr ausgebildet, das innen mit einem Referenzgas, beispielsweise Luft über einen nicht; näher dargestellten Anschluß im Bereich des Anschlußkastens 6 beaufschlagt ist. Der Festkörperelektrolyt ist in einem Anschlußrohr 7 mit seinem offenen Ende gehalten, wobei die Außenseite des Festkörperelektrolyten zu dem Rohr 7 mit Dichtungselementen 8 abgedichtet ist. Das Rohr ist mit einem Flansch 9 versehen, mit dem es mittels Schrauben an dem Anschlußkasten 6 befestigt ist. Das Rohr 7 weist außerhalb des

Gehäuses einen Gewindeansatz 10 auf, mit dem es in ein entsprechendes Gewinde einer Wand einer Kammer o.dgl. derart eingeschraubt wird, daß der Anschlußkasten außerhalb dieser Kammer und der Festkörperelektrolyt 1 innerhalb der Kammer zu liegen kommt. In das Rohr 7 ist ein weiteres Rohr 2 eingesteckt, das den Festkörperelektrolyten umhüllt und das mit dem Rohr 7 dichtend verbunden ist, so daß zwischen dem Festkörperelektrolyten 1 und dem Rohr eine zum Anschlußkasten 6 abgedichtete Kammer vorhanden ist, die den Festkörperelektrolyten 1 und ein sich nahezu über die gesamte Länge des Festkörpereiektrolyten erstreckendes Thermoelement 11 aufnimmt.

Das Rohr 2, das vorzugsweise aus Aluminiumoxid hergestellt ist, ist an seinem freien Ende durch eine abgerundete Stirnwand verschlossen, in die zwei um 90° versetzte Schlitze 3 und 4 eingesägt sind. Über diese Schlitze steht die Kammer zwischen dem Festkörperelektrolyten 1 und dem Rohr 2 mit der zu prüfenden Atmosphäre in Verbindung. Zwischen dem Ende des Festkörperelektrolyten 1 und dem Ende des Rohres 2 ist ein Filter 5 angeordnet, der aus einer Glasfasermatte besteht. Das Rohr 2, das auch aus einem porösen Keramikmaterial hergestellt werden kann, schützt den Festkörperelektrolyten 1 und das Thermoelement gegen in der Atmosphäre vorhandene feste Partikel und auch gegen Ruß. Die beispielsweise durch Sägen angebrachten Schlitze 3 und 4, die sich in ihrer axialen Länge nur unwesentlich über die abschliessende Stirnwand des Rohres hinaus erstrecken, stellen eine ausreichende Verbindung der innerhalb des Rohres befindlichen Kammer mit der zu prüfenden Atmosphäre her.

Claims (5)

1. . Sauerstoffmeßsonde mit einem Sauerstoffionen leitenden Festkörperelektrolyten, der in einer Ummantelung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Ummantelung ein konzentrisch zu dem rohrförmigen Festkörperelektrolyten ^; (1) angeordnetes Rohr (2) dient, dessen freies Stirnende mit wenigstens einer Öffnung (3, 4) versehen ist, die zum Rohrinnern hin mit einem Filter (5) geschützt ist.
2. 2. Sauerstoffmeßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohrende (2) unter einem Winkel von 90 angeordnete Schlitze (3, 4) angebracht sind.
3. 3. Sauerstoffmeßsonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) aus keramischem Material besteht.
4. 4. Sauerstoffmeßsonde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) aus porösem Material besteht.
5. 5. Sauerstoffmeßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Filter (5) ein zwischen dem Rohrende und dem Festkörperelektrolyten (1) angeordnete Glasfasermatte dient.

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