DE869270C

DE869270C - Gas analytical process

Info

Publication number: DE869270C
Application number: DED870A
Authority: DE
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1950-01-28
Filing date: 1950-01-28
Publication date: 1953-03-02

Description

Gasanalytisches Verfahren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Bestandteiles eines Gases in Gasgemischen, insbesondere zur'Bestimmung der Luftfeuchtigkeit. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß an bestimmten Materien, die dem zu untersuchenden Gasgemisch ausgesetzt werden, sich eine Schicht eines Bestandteiles des zu untersuchenden Gasgemisches in irgendeiner Form niederschlägt. Der Erfindung liegt die weitere Erkenntnis zugrunde, daß die Stärke der an der festen Materie anliegenden Schicht eines bestimmten Bestandteiles abhängig von dem Anteil dieses zBestandteiles an dem zu untersuchenden Gasgemisch ist. So ist z. B. beobachtet worden, daß die Stärke eines an einer Glasfläche anhaftenden Wasserbeschlages abgängig von dem Wasserdampfgehalt der umgebenden Gasatmosphäre ist. Es besteht also in diesem Fall ähnlich wie in anderen Fällen ein Gleichgewicht zwischen dem Gehalt der Gasatmosphäre an Wasserdampf und der Dicke der Wasserhaut auf der Glasoberfläche. Bekanntlich läßt sich diese Wasserhaut nur bei sehr hohen Temperaturen endgültig vertreiben.Gas analytical process The invention relates to a method for Determination of the constituent of a gas in gas mixtures, in particular for determination the humidity. The invention is based on the knowledge that on certain Materials that are exposed to the gas mixture to be examined form a layer a component of the gas mixture to be examined precipitates in any form. The invention is based on the further knowledge that the strength of the solid Matter adjacent layer of a certain component depending on the proportion this is, for example, a component of the gas mixture to be examined. So is z. B. observed been that the strength of a water mist adhering to a glass surface is dependent on on the water vapor content of the surrounding gas atmosphere. So it consists in this Similar to other cases, there is an equilibrium between the content of the gas atmosphere of water vapor and the thickness of the water skin on the glass surface. As is well known this water skin can only be finally expelled at very high temperatures.

Die Erfindung macht sich diese Erkenntnis zunutze. t)las erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Bestandteiles eines Gases in Gasgemischen, insbesondere zur Bestimmung von Luftfeuchtigkeit, besteht darin, daß die elektrischen Eigenschaften, insbesondere die elektrische Leitfähigkeit der Oberfläche einer festen Materie, wie vorzugsweise Glas, in Kontakt mit dem Gasgemisch gemessen werden. Das Verfahren kann auf verschiedene Art und Weise durchgeführt werden. The invention makes use of this knowledge. t) read according to the invention Method for determining the constituent of a gas in gas mixtures, in particular for the determination of air humidity, consists in that the electrical properties, in particular the electrical conductivity of the surface of a solid matter, such as preferably glass, can be measured in contact with the gas mixture. The procedure can be done in a number of ways.

Eine sehr einfache Form besteht darin, daß der komplexe Wechselstromwiderstand einer Meßanordnung bestimmt wird, in der der zu untersuchende Beschlag einem oder mehreren Belegen derart gegenübergestellt ist, daß der Verschie- bungsstrom überwiegend durch ein konstantes Dielektrikum und der Leitungsstrom durch den zu untersuchenden Beschlag läuft. Durch die Trennung des Verschiebungsstromes von dem Leitungsstrom, der durch den;Beschlag läuft, wird erreicht, daß die Dielektrizitätskonstante der festen Materie die Messung nicht beeinflußt. Das Verfahren kann dabei beispielsweise derart durchgeführt werden, daß an den zu untersuchenden Beschlag unter Zwischenschaltung eines praktisch verlustfreien Dielektrikums in einem gewissen Abstand zwei Kondensatorbelege angelegt werden, wobei die Kapazität dieser Meßanordnung bestimmt wird. Bei dieser Anordnung werden die beiden Belege durch den jeweils gegenüberliegenden Beschlag zu zwei Kondensatoren ergänzt. Der Widerstand zwischen den beiden Kondensatoren ist abhängig von der Leitfähigkeit und damit von der Dicke des Beschlages. Zweckmäßig wird das Verfahren so durchgeführt, daß als Dielektrikum der Träger des Beschlages dient. So kann z.B. zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit des Dielektrikums Glas dienen, auf dem sich eine Wasserhautschicht niederschlägt, deren Dicke abhängig von der Luftfeuchtigkeit ist.A very simple form is that of the complex alternating current resistance a measuring arrangement is determined in which the fitting to be examined one or multiple documents are compared in such a way that the different exercise stream predominantly through a constant dielectric and the conduction current through the to investigating fogging is in progress. By separating the displacement current from the Line current that runs through the fitting is achieved that the dielectric constant of solid matter does not affect the measurement. The method can for example be carried out in such a way that the fitting to be examined is interposed of a practically lossless dielectric, two capacitor sheets at a certain distance are applied, the capacitance of this measuring arrangement being determined. At this The two documents are arranged by the opposite fitting added to two capacitors. The resistance between the two capacitors depends on the conductivity and thus on the thickness of the fitting. Appropriate the process is carried out in such a way that the support of the fitting is used as the dielectric serves. For example, glass can be used to determine the humidity of the dielectric, on which a layer of water is deposited, the thickness of which depends on the Humidity is.

Eine andere Ausführungsform des Verfahrens kann darin bestehen, daß ebenfalls unter Zwischenschaltung eines praktisch verlustfreien Dielektrikums an den Be'schlag ein Kondensatorbelag gelegt wird, und daß in dem zu untersuchenden Beschlag eine Elektrode,angeordnet ist. Dadurch wird nur ein Kondensator gebildet, wobei der Widerstand zwischen dem Kondensatorteil in~ dem B'eschlag und der Elektrode von der Leitfähigkeit abhängig ist. Another embodiment of the method can consist in that also with the interposition of a practically lossless dielectric the Be'schlag a capacitor plate is placed, and that in the to be examined Fitting an electrode that is arranged. This only creates a capacitor, where the resistance between the capacitor part in the fitting and the electrode depends on the conductivity.

Diese Elektrode kann auch ersetzt werden durch eine sehr große Kapazität gegen den Beschlag. This electrode can also be replaced by a very large capacity against the fogging.

Die Messung des komplexen Wechselstrom widerstandes dieser Anordnung kann grundsätzlich mit allen bekannten Methoden durchgeführt werden. So kann der komplexe Wechselstromwiderstand nach Betrag und Phase mit einer 33rückenschaltung gemessen werden. Der komplexe Wechselstromwiderstand kann auch mit einer Resonanzmethode gemessen werden. Auch ist es möglich, den komplexen Wechselstromwiderstand mit einer Phasensprungmethode zu messen. The measurement of the complex alternating current resistance of this arrangement can basically be carried out with all known methods. So can he complex alternating current resistance according to amount and phase with a back circuit be measured. The complex alternating current resistance can also be made using a resonance method be measured. It is also possible to use a complex alternating current resistance Measure phase jump method.

Zur.Erzeugung und Messung der Hochfrequenz kann auch neben anderen Methoden die Methode des Schwingaudion dienen, bei der der Generator der Hochfrequenzschwingung gleichzeitig auch als Indikator arbeitet, so daß man mit einer einzigen Röhre auskommt. Man gelangt auf diese Weise zu einer besonders bequemen Methode mit direkter Anzeige. For the generation and measurement of the high frequency can also be used in addition to others Methods serve the method of the Schwingaudion, in which the generator of the high frequency oscillation at the same time also works as an indicator, so that you can get by with a single tube. This leads to a particularly convenient method with a direct display.

Generell kann die Größe der Kapazität und deren Verlustwinkel mit jedem beliebigen der vielen bekannten Meßmethoden gemessen werden. In general, the size of the capacitance and its loss angle with can be measured by any of the many known measurement methods.

Eine einfache Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß der komplexe Wechselstromwiderstand über eine Frequenzänderung gemessen wird. A simple embodiment of the method is that the complex alternating current resistance is measured via a change in frequency.

Im folgenden sind einige praktische Durchführungsformen beschrieben. So kann z. B. die Kapazität zwischen den Meßbelegen dem Schwingungskreis eines Röhrengenerators mit schwacher, aber sehr frequenzabhängiger Rückkopplung parallel geschaltet werden, dessen Amplitude dann ein Maß für die Dämpfung und Verstimmung des Kreises bildet, dem die Meßkapazitãt parallel liegt. Some practical implementation forms are described below. So z. B. the capacity between the measurement documents the oscillation circuit of a tube generator be connected in parallel with weak, but very frequency-dependent feedback, whose amplitude then forms a measure for the attenuation and detuning of the circuit, which the measuring capacity is parallel.

Die einfachste Realisierung eines derartigen Generators stellt die an sich bekannte Huth-Kühn-Schaltung dar, deren Gitterkreis die Meßkapazität enthält und deren Anodenkreis so abgestimmt ist, daß sich der Gitterkreis mit abnehmender Frequenz von der Anodenkreisresonanz entfernt, so daß die Amplitude des Generators sowohl wegen wachsender Dämpfung als auch wegen der wachsenden Verstimmung mit zunehmender Dicke der Wasserhaut abnimmt. The simplest implementation of such a generator is the known Huth-Kühn circuit, the grid circle of which contains the measuring capacitance and whose anode circle is adjusted in such a way that the grid circle increases with decreasing Frequency away from the anode circuit resonance, so that the amplitude of the generator both because of increasing damping and because of the growing detuning with increasing Thickness of the water skin decreases.

Selbstverständlich läßt sich eine solche Wirkung auch mit sehr vielen anderen bekannten Schaltungen erreichen. Zur Durchführung des Verfahrens kann die Meßvorrichtung jeweils den entsprechenden Bedingungen angepaßt werden und jede beliebiegeform erhalten. Eine einfache Ausführungsform besteht in zwei oder mehreren Kondensatorbelegen, die innerhalb eines stabförmigen, vorzugsweise aus einem einseitig abgeschlossenen rohrförmigen Körper gebildeten Dielektrikums angeordnet sind. It goes without saying that such an effect can also be achieved with very many achieve other known circuits. To carry out the procedure, the Measuring device can be adapted to the respective conditions and any arbitrary shape obtain. A simple embodiment consists of two or more capacitor layers, those within a rod-shaped, preferably from a one-sided closed tubular body formed dielectric are arranged.

Die Erfindung sei an Hand einer schematischen Darstellung näher erläutert. The invention will be explained in more detail using a schematic representation.

Abb. 1 zeigt das Schema einer Meßanordnung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann, während Abb. 2 eine einfache Ausführungsform der Meßanordnung darstellt. Fig. 1 shows the scheme of a measuring arrangement with which the invention Method can be carried out, while Fig. 2 shows a simple embodiment of the Represents measuring arrangement.

Bei dem in Abb. 1 dargestellten Beispiel eines Prinzips der Meßanordnung ist die Glasplatte I an ihrer Oberseite einer Atmosphãre a ausgesetzt, deren Wassergehalt bestimmt werden soll. Auf der Glasplatte I bildet sich eine Wasserhaut 3, deren Stärke abhängig von dem Wassergehalt der Atmosphäre 2 ist. Unterhalb der Glasplatte I sind zwei Metallbelege 4 und 5, z. B. aus Stanniolstreifen, angeordnet. In dem 13eschlag 3 dagegen fließt im wesentlichen ein Leitungsstrom. Die Größe und der Verlustwinkel der zwischen 4 und 5 bestehenden Kapazität ist eindeutig abhängig von dem Widerstand der Wasserhaut 3, der seinerseits wieder ein Maß für deren Dicke ist. Die Größe und der Verlustwinkel dieser [Kapazität können nun mit irgendeiner beliebigen der vielen bekannten Methoden gemessen werden. In the example of a principle of the measuring arrangement shown in Fig. 1 the top of the glass plate I is exposed to an atmosphere a, the water content of which should be determined. On the glass plate I forms a water skin 3, whose Strength depends on the water content of the atmosphere 2. Below the glass plate I are two metal documents 4 and 5, e.g. B. from tinfoil strips arranged. By doing 13 stroke 3, on the other hand, essentially flows a line current. The size and the The loss angle of the capacity between 4 and 5 is clearly dependent of the resistance of the water skin 3, which in turn is a measure of its thickness is. The size and the loss angle of this [capacitance can now be changed with any any of the many known methods can be measured.

Eine besonders einfache, leicht herstellbare und vielseitig verwendbare Ausführungsform einer Meßvorrichtung, die ebenfalls beispielsweise zur i13èstimmung der Luftfeuchtigkeit dient, zeigt die Abb.'2. Bei dieser sind in dem Innern eines abgeschlossenen Glasrohres 6, von dem nur ein als Fühler dienendes Ende gezeichnet ist, die Belege 7 und 81 angeordnet. Nach Möglichkeit ist dafür zu sorgen, daß im Innern des Fühlers kein Wasser vorhanden ist. Der Fühler wird der wasserdampfhaltigen Luft ausgesetzt. Auf seiner Oberfläche bildet sich die Schicht von Wasserhaut 9. An Stelle der zwei Belege 7 und 8 können auch mehrere Belege angeordnet sein, die in beliebiger Form zu Gruppen zusammengeschaltet werden können. A particularly simple, easy to manufacture and versatile one Embodiment of a measuring device, which can also be used, for example, for tuning is used for humidity, Fig. '2 shows. With this there is one inside closed glass tube 6, of which only one end serving as a sensor is drawn is, the documents 7 and 81 are arranged. If possible, it must be ensured that the There is no water inside the sensor. The sensor is the one containing water vapor Exposed to air. The layer of water skin 9 is formed on its surface. Instead of the two documents 7 and 8, several Receipts arranged that can be connected to groups in any form.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Method for determining the component of a Gas in gas mixtures, in particular for determining the air humidity, thereby characterized in that the electrical properties, in particular the electrical Conductivity of the surface of a solid matter, such as preferably glass, in contact can be measured with the gas mixture.

2. The method according to claim I, characterized in that the complex AC resistance of a measuring arrangement is determined in which the to be examined Surface is compared to one or more documents in such a way that the displacement current predominantly through a constant dielectric and the conduction current through the to investigating fogging is in progress.

3. The method according to claim 2, characterized in that as a dielectric the carrier of the fitting is used.

4. The method according to claim I to 3, characterized in that the complex alternating current resistance is measured via a change in frequency. j.

procedure according to claim +, characterized by the use of a Huth-Kühn circuit.

6. Apparatus for performing the method according to claim I to 5, characterized by two or more capacitor covers within one Rod-shaped, preferably from a tubular body closed on one side formed dielectric are arranged.