-
Vorrichtung zur magnetischen Sauerstoffmessung
Es ist bekannt, aus
einem Gasgemisch einen paramagnetischen Bestandteil, z. B. Sauerstoff, mit Hilfe
eines magnetischen Feldes der Messung zugängig zu machen. Dabei nutzt man den Umstand
aus, daß die Magnetisierbarket dieses Gemischbestandteiles von der Temperatur abhängig
ist.
-
Bei einer bekannten Anordnung wird das Gemisch durch zwei parallele
Kanäle gleitet, zwischen denen eine Querverbindung besteht. In der Querverbindung
herrscht ein Magnetfeld, das sich von dem einen Ende der Querverbindung aus über
einen Teil ihrer Länge erstreckt, und es sind zwei elektrische Heizkörper so angeordnet,
daß der eine Heizkörper innerhalb des Magnetfeldes, der andere außerhalb des Magnetfeldes
liegt. Diese Anordnung benutzt ein inhomogenes Feld am Rande der Magnetspule zur
Erzeugung einer Strömung durch die Querverbindung. Die beiden hintereinander angeordneten
elektrischen Heizkörper kühlen ungleich stark ab, so daß ihre Temperaturdifferenz
als Widerstandsunterschied meßbar ist.
-
Bei der bekannten Anordnung schafft die unsymmetrische Anordnung der
Magnetpole ungleiche Abkühlungsbedingungen für die beiden Heizkörper, so daß auftretende
Temperaturdifferenze nicht allein durch die Kühlwirkung des Gasstromes in der Querverbindung
verursacht werden. Man hat zu diesem Zweck vorgeschlagen, die Polschuhe des Magnetsystems
an einer Seite durch metallische
Ansätze aus nicht magnetisierbarem
Stoff zu ergänzen, um gleichmäßige Abkuhlverhältnisse zu gewinnen, aber dies bedeutet
zweifellos eine Umstödlichkeit für die Herstellung und nicht einmal eine völlige
Gleichheit der Bedingungen für beide Heizkörper.
-
Zudem ist bei der bekannten Anordnung die Ungleichheit des magnetischen
Feldes im Raum beider Heizkörper der gewünschten Kühlwirkung entgegengerichtet,
da das Magnetifeld die Wärmeleitfähigkeit des Gasstromes im Bereich des zuerst erreichten
Heizkörpers verringert, während bei dem zweiten Heizkörper, des sich außerhalb des
Magnetifeldes oder jedenfalls nur in einem wesentlich geringeren Magnetfeld befindet,
die Wärmeableitung magnetisch nicht behindert wird.
-
Bei einer Vorrichtung zur Messung paramagnetischer Bestandteile eines
Gasgemisches, bei welcher ein Teilstrom des Gemisches ein Magnetfeld durchströmt
und einen Temperaturunterschied zwischen zwei vorgeheizten Widerstandskörpern hervorruft,
sind erfindungsgemäß beide Widerstandskörper in untereinander gleichen Magnetfeldern,
vorzugsweise symmetrisch zum gleichen Magnetfeld bzw. den Magnetpolen angeordnet.
Beide Heizkörper könen auch in einem magnetfeldfreien Raum liegen. Durch die Erfindung
wrden die vorerwähnten Nachteile vermieden.
-
Das Gasgemisch wird gemäß der Erfindung vorzugsweise durch zwei in
inhomogenen Magnetfeldern, vorzugsweise je in einem Randfeld des gleichen Magnetsystems
liegende Parallelwege, geleitet, und der Gasgemischstrom tritt dabei auf dem einen
Wege wärmer als auf dem anderen Wege in das inhomogene Feld ein.
-
Es weist beispielsweise der eine der beiden Parallelwege eine Heizvorrichtung
auf. Bei einer Vorrichtung mit in einer Querverbindung zwischen den beiden Parallelwegen
angeordneten vorgeheizten Widerstandskörpern ist die Heizvorrichtung des einen Parallelweges
zweckmäßigerweise in einen Teil vor und einen Teil hinter der Abzweigstelle der
Querverbindung unterteilt. Dadurch erreicht man, daß bei über die Länge gleichmäßig
verteiltem Strömungswiderstand des einen sowie auch des anderen Parallelweges an
den Mündungen der Querverbindung kein Strömungsdruckunterschied entsteht, der auch
ohne Auftreten eines paramagnetischen Bestandteiles im Gasgemisch zu einer Gasströmung
in der Querverbindung führen würde.
-
Es können aber auch andere Mittel angewendet werden, um bei abgeschaltetem
oder entferntem Magnetfeld eine störende Strömung in. der Querverbindung zu unterdrücken,
z. B. durch eine verengerbare STelle in einem der Parallelwege.
-
Zur ERläuterung der Erfindung dient ein Ausführungsbeispiel. In diesem
ist eine aus zwei Parallelwegen 1 und 2 bestehende Rohrgabelung vorgesehen, welche
das Gasgemisch von oben nach unten durchströmt. Zwischen zwei gleichen Stellen beider
Parallelwege 1 und 2 besteht eine Querverbindung 3. Die querverbindung trägt innen
oder außen zwei Heizkörper, z. B. zwei Heizwicklungen 4 und 5. Die Kühlung dieser
beiden Heizkörper erfolgt durch einen Gasstrom, welcher die Querverbindung 3 beispielsweise
von rechts nach links durchströmt. Die Mundungen der Querverbindung 3 einerseits
in den Parallelweg 1 und andererseits in den Parallelweg 2 liegen im Bereich je
eines magnetischen Randfeldes des Magnetsystems NS.
-
Der Magnet NS ist bezüglich der querverbindung 3 symmetrisch angeordnet,
so daß seine Randfelder an den Mündungsstellen der Ouerverbindung die gleiche Form
und Stärke haben. Wenn ein paramagnetischer Bestandteil, z. B. Sauerstoff, in dem
Gasgemisch vorhanden ist, wird dieser durch das inhomogene Feld in den Raum des
stärksten Magnetfeldes gesaugt. Dadurch, daß nun der Parallelweg 1 mit einer bifilaren
Heizwicklung 6 versehen ist, tritt der Gasstrom durch dein Parallelweg 1 vorgewärmt
in das Randfeld des Magneten NS ein, während der Gasstrom durch den Parallelweg
2 nicht vorgewärmt in das Randfeld des gleichen Magneten eintritt. Die magnetische
Krafteinwirkung auf die paramagnetischen Gasbestandteile ist an der Mündung der
Querverbindung in den Parallelweg 2 stärker als an der Mündung in dem Parallelweg
1. Daraus ergibt sich dann eine Gasströmung aus dem Parallelweg 2 in den Parallelweg
1. Der Gasstrom kühlt die beiden Heizkörper 4 und 5 ungleichmäßig, so daß zwischen
ihnen eine Temperaturdifferenz entsteht, die mittels einer Brückenschaltung und
eines Brückeninstrumentes 7 festgestellt oder angezeigt werden kann.
-
Um bei Fehlen des Magnetfeldes oder bei vollständigem Fehlen eines
paramagnetischen Bestandteiles im Gasgemisch einen vollkommen strömungslosen Zustand
in der Querverbindung zu erreichen, ist noch eine weitere heizwicklung 8 im Parallelweg
1 vorgesehen, statt dessen könnte auch irgendein Mittel angewendet werden, um den
Durchflußquerschnitt des Parallelweges 1 unterhalb der Einmündung der querverbindung
3 zu verringern, z. B. durch eine in die lichte Weite des Rohres 1 eindringende
Schraube oder durch Zusammendrücken der den Parallelweg 1 bildenden Wände. Die Strömungssymmetrie
der Parallelwege läßt sich z. B. auch durch eine Drosselung im Parallelweg 2 vor
der Einmündungsstelle der Querverbindung erreichen.
-
Das Magnetsystem ist in dem Ausführungsbeispiel symmetrisch über die
ganze Länge der Querverbindung 3 erstreckt, und die Heizkörper 4 und 5 liegen vollkommen
im homogenen Teil des Magnetfeldes. Es wäure auch denkbar, die Magnetpole, etwa
durch Aussparung ihres mitteleren Teiles, so zu gestalten, daß der mittlere Teil
der Querverbindung 3 magnetfeldfrei ist, in dem dann die Heizkörper 4 und 5 untergebracht
sind.
-
Es ist auch denkbar, an dem einem Mündungsende der Querverbindung
3 ein stärkeres magnetisches Randfeld zu bilden als am anderen Ende.
-
Zum Beispiel können die Magnetpole NS bei der dargestellten Ausführungsform
der Erfindung sich nach links bis jenseits des Parallelweges 1 fortsetzen. Dann
bildet sich das hauptsächliche
magnetische Randield außerhalb des
Parallelweges 1 ans, während der Parallelweg 2 im stärksten Randfeld des Magneten
liegt. Dabei würden die Heizkörper in der Querverbindung erfindungsgemäß in einem
gleichbleibenden Magnetfeld liegen.