DE8703944U1

DE8703944U1 - Gerät zur Messung des Sauerstoffgehalts eines Meßgases

Info

Publication number: DE8703944U1
Application number: DE8703944U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-03-16
Filing date: 1987-03-16
Publication date: 1987-05-07

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

^; Gerät zur Messung des Sauerstoffgehalts eines Meßgases 5

Die Neuerung bezieht sich auf ein Gerät zur Messung des Sauerstoffgehalts eines Meßgas genannten Gasgemischs, welches eine teilweise in einem homogenen Magnetfeld liegende Meßkammer durchströmt, mit zwei ein Hilfsgas führenden, symmetrisch zur Längsmittelachse der Meßkammer angeordneten Leitungen, von

denen eine im Bereich des Magnetfelds, die andere im feldfreien ^; Raum in die Meßkammer münden und mit einer außerhalb der Meßkammer angeordneten, einen druck- oder strömungsempfindlichen Signalgeber enthaltenden Verbindungsleitung zwischen den Hilfs-15 gasleitungen.

' In einem derartigen Gerät zur Messung des Sauerstoffanteils eines Meßgases aufgrund seiner paramagentischen Suszeptibilität bewirkt ein Wechseldruck, der zwischen zwei Gasen, dem Meß- und einem Hilfs- oder Vergleichsgas, mit unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen in einem magnetischen Wechselfeld entsteht, eine Gasströmung in den symmetrisch angeordneten, reinen Sauerstoff, Stickstoff oder Luft führenden Hilfsgasleitungen, welche von dem in der Verbindungsleitung angeordneten Signalgeber in ein elektrisches Signal umgeformt wird. Da als Meßeffekt nur ein sehr kleiner Druck von etwa 0,01 mbar für 100 % O₂ zur Verfügung steht, ist der konstruktive Aufbau so gestaltet, daß sich Druckänderungen in den gasführenden Leitungen nicht störend auf die Sauerstoffmessung auswirken.

Störgrößen in der Form von Druckschwankungen des Meßgases und damit auch in der Meßkammer bewirken .In den symmetrisch angeordneten Hilfsgasleitungen Dichteänderungen, die bei exakt gleicher Leitungsausführung rechts und links der Symmetrielinie gleichtaktig auf den Signalgeber geleitet werden und sich dort 35 gegenseitig aufheben (Gleichtaktunterdrückung).

Sp 4 Sei / 13.03.1987

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Jedoch schon bei geringsten, aufgrund von Fertiguhgstoleränzen im Leitungssystem auftretenden Unsymmetfieh haben die Druckänderungen unterschiedliche Laufzeiten bis zum Einbauört des Signalgebers, so daß Ausgleichsströmungen ein StÖrsigrial und damit eine unzureichende Gleichtaktunterdrückung Verursachen .

Es besteht demgemäß die Aufgabe, Maßnahmen zu treffen, mit welchen das pneumatische Übertragungsverhalten der Verbindungen

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Die Aufgabe läßt sich mit einem Gerät der eingangs genannten Art lösen, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Rohrleitungssysteme weisen, analog zu elektrischen Schaltungen, ebenfalls Widerstände, Kapazitäten und Induktivitäten auf. Es hat sich gezeigt, daß das Meßkammer und Signalgeber verbindende Leitungssystem, Leitungssystem in einem Gerät der angegebenen Bauart, annähernd als eine Kette von RC-Gliedern anzusehen ist, wobei R der Strömungswiderstand in einem Leitungsabschnitt und C dessen Volumen ist.
Mittels der vorteilhaft an den Einmündungen der den Signalgeber enthaltenden Verbindungsleitung in die Hilfsgasleitungen angeordneten Mittel zur Beeinflussung des Leitungsvolumens der jeweiligen Leitungsteile zwischen Meßkammer und Signalgeber und/ | oder deren Strömungswiderstand lassen sich die durch Fertigungs- | toleranzen entstandenen Unsymmetrien ausgleichen und damit die Gleichtaktunterdrückung von Störsignalen erheblich verbessern.

Bei geringeren Anforderungen an die Gleichtaktunterdrückung, insbesondere bei Geräten mit großem Meßbereich, kann eine ausreichende Symmetrierung bereits mit dem Abgleich der Leitungsvolumen erzielt werden.

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Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur 1 ein schematisiertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestatteten Geräts dafgestellt.

FigOr 2 zeigt beispielsweise eine Vorrichtung als Mittel zur Beeinflussung des Volumens und des Strömungswiderstands in einem Leitungszweig.

Das in Figur 1 dargestellte Meßgerät besteht im wesentlichen aus einer flachen und langgestrecken Meßkammer 1, die in Ricn-

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stimmt werden soll, durchströmt wird. Ein Teil der Meßkammer liegt zwischen den Polschuhen im homogenen Magnetfeld eines wechselstromgespeisten Elektromagneten 2. Das zur Erzielung des Meßeffekts notwendige Hufs- oder Vergleichsgas strömt aus einer gemeinsamen Hilfsgasquelle 3 durch zwei gleichförmige Hilfsgasleitungen 4, 4', von denen die eine an der Stelle 5 pittig in den magnetfeldfreien Raum der Meßkammer 1 eintritt, die andere an der gegenüberliegenden Stelle 5¹ im Bereich des Magnetfelds mündet. Die Hilfsgasleitungen 4, 4' sind spiegelbildlich zu einer Symmetrieachse a-a¹, die mit der Längsmittelachse der Meßkammer zusammenfällt, angeordnet. Außerhalb der Meßkammer 1 münden die Hilfsgasleitungen 4, 4' in eine Verbindungsleitung 6, welche in der Mitte auf der Symmetrieachse a-a¹ liegend, einen auf Strömung oder Wechseldruck ansprechenden Signalgeber 7 aufweist, der zusammen mit dem Verstärker 8 als pneumatisch-elektrischer Wandler wirkt und ein dem Sauerstoffanteil des Meßgases entsprechendes Signal abgibt.

In der Figur ist das Auftreten eires durch Druckschwankunren im Meßgas bedingten Störsignals p(s) dargestellt, welches sich

gleichmäßig über die Hilfsgasleitungen 4 und 4¹ auf den Signalgeber 7 in der Verbindungsleitung 6 auswirkt und sich im Ideal- | fall, d. h. bei vollständig symmetrischer Ausführung des Leitungssystems dort aufhebt. Eine derartige vollkommene Symmetrie 35

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ist infolge von Fertigungstoleranzen in der Serienfertigung nicht oder nur schwer erreichbar.

Zur Verbesserung der Gleichtaktunterdrückung bei unsymmetrie sehen Leitungsverhältnissen sind an den Einmündungen der Verbindungsleitung 6 in die Hilfsgasleitungen 4 und 4¹ Mittel 9 und 9' zur Beeinflussung des Leitungsvolumens und des Strömungswiderstands der beiden Leitungswege zwischen den Einmündungen 5 und 5' der Meßkammer und dem Signalgeber 7 ange-

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Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Mittels zur Änderung des Leitungsvolumens und des Strömungswiderstands. Koaxial zu der Verbindungsleitung 6 befindet sich eine Durchgangsbohrung 10 etwa gleichen Durchmessers, in welcher zur Beeinflussung des Leitungsvolumens ein zylindrischer Körper 11 axial verschiebbar ist. In dem gezeigten Beispiel ist der zylindrische Körper 11 der Schaft einer von außen betätigbaren Schraube 12, welche in dem mit Innengewinde 13 und einer Dichtung 14 versehenen Bohrung 10 bewegbar ist. Der damit veränderliche Raumanteil der Bohrung 10 vor der Stirnfläche des zylindrischen Körpers 11 wirkt als das zum exakten Abgleich der Leitungsvolumina notwendige Zusatzvolumen.

Um ,zugleich den Strömungswiderstand in dem Leitungssystem beeinflussen zu können, ist der zylindrische Körper 11 als Hohlkörper ausgebildet mit einer stirnseitigen Öffnung 15, durch welche ein stiftartiger Fortsatz 16 einer in dem zylindrischen Körper 11 axial bewegbaren Schraube 17 in den Leitungsweg ragt und so eine Drosselstelle bildet.

Je nach konstruktiven Vorgaben kann die Bohrung 10 auch koaxial zur Hilfsgasleitung 4¹ angelegt sein.

4 Schutzansprüche
2 Figuren

Claims

« r · e a « 87 G 5 Schutzansprüche

1. Gerät zur Messung des Sauerstoffgehplts eines Meßgases_s welches eine teilweise in einem homogenen Magnetfeld liegende Meßkammer durchströmt, mit zwei ein Hilfsgas führende, symmetrisch zur Längsmittelachse der Meßkammer angeordnete Leitungen, von denen eine im Bereich des Magnetfelds, die andere im feldfreien Raum in die MeQkammer mündet und mit einer außerhalb der Meßkammer angeordneten, einen druck- oder strömungsempfindlichen Signalgeber enthaltende Verbindungsleitung zwischen den Hilfsgasleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Einmündengen der Verbindungsleitung (6) in die Hilfsgasleitung (4, 4¹) Mittel (9, 9¹) zur Beeinflussung des Leitungsvolumens und/oder des Strömungswiderstands angeordnet sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch koaxiax zu der Verbindungsleitung (6) oder den Hilfsgasleitungen ( ■, 4¹) angeordnete Bohrungen (10), in welchen zur Beeinflussung des Leitungsvolumens jeweils ein zylindrischer Körper (11) axial verschiebbar ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der zylindrische Körper (11) der Schaft einer in den mit Innengewinde (13) versehenen Bohrungen (10) einführbaren Schraube (12) ist.

4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der zylindrische Körper (11) als Hohlkörper ausgebildet ist mit einer stirnseitigen Öffnung (15), durch welche ein stiftartiger Fortsatz einer in dem Körper (11) axial bewegbaren Schraube (17) zur Beeinflussung des Strömungswiderstandes in den Leitungsweg (4, 4¹, 6) ragt.

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