DE947207C

DE947207C - Vorrichtung zur Messung von paramagnetischen Gasbestandteilen

Info

Publication number: DE947207C
Application number: DEB6883D
Authority: DE
Inventors: Dr Edgar Ebbinghaus; Dr Erwin Lehrer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1942-04-03
Filing date: 1942-04-03
Publication date: 1956-08-09

Description

Vorrichtung zur Messung von paramagnetischen Gasbestandteilen Zusatz zum Patent 944 035 Es ist bekannt, daß in einem inhomogenen MagnetfeM örtlich erhitztes paramagnetisches Gas, z. B. Sauerstoff, besondere Strömungserscheinungen zeigt, die mittels ihres Einflusses auf die Temperaturen der Heizdrählte eines Wärmeleitgerätes zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes von Gasgemischen ausgenutzt werden können. Man hat zu diesem Zweck schon Vorrichtungen vorgeschlagen, bei denen ein durch ein starkes Magnetfeld h.indurchgehendles, zweckmäßig außerhalb dies Feldes durch eine Ringkammer geschlossenes Rohr zwei Heizwicklungen mit temperaturabhängigem Widerstand trägt, deren durch die magnetisch erzeugte Gasströmung im Rohr hervorgerufener Temperaturunterschied gemessen wird. Dabei hat man bisher die Ileizwicltlungen unsymm,etrisch zu den Magnetpolen angeordnet.
Es wurde nun gefunden, daß man ganz vorzügliche Ergebnisse erhält, wenn man Vorrichtungen zur Mlessung von paramagnetischen Bestandteilen in Gasgemischen mittels ihrer magnetischen Suszeptibilåltät durch Beobachtung der bei Erhitzen in einem ungleichförmigen starken Magnetfeld entstehenden Strömung, vorzugsweise mit Wider- standsthermometern, die zugleich zur Heizung dienen, nach Patent 944 035 benutzt, in denen sich zwischen längs und quer, insbesondere radialsymmetrisch geformten, jedoch ein in der Mitte inhomogenes Feld liefernden Magnetpolschuben in der Mitte ein vorzugswieise waagerechtes, symmetrisch mit Heizung und Temperaturfühlern besetztes, quer durch das Magnetfeld hindurchgehendes, zweckmäßig außerhalb des Feldes durch eine zur Magnetachse senkrechte Ringkammer geschlossenes Rohr für das Gasgemisch befindet.
In der Zeichnung ist eine derartige Vorrichtung beispielswiese dargestellt. In den Abb. 1 bis 3 bedeutet I der Magnet mit den waagerechten Polschuhen 2 und 3 von kreisrundem Querschnitt; zwischen den Polschuhen befindet sich die Ringkammer 4 mit den Gaszu- und -ableitungen 5 und 6 sowie dem waagerechten Rohr 7, das~ die beiden Heizwicklungen 8 und 9, die zugleich als Temperaturfühler dienen, in symmetrischer Anordnung trägt.
Der linke Polschuh 2 ist in einen Hauptteil und einen Kopf 2a unterteilt; dieser Kopf wird mit der Ringkammer 4, dem waagerechten Rohr 7 und dem die Gäs-, Heiz- und Meßleitungen enthalten den Polschuh 3 durch die Schrauben 10 und II zu einer baulichen Einheit verbunden, während der Kopf 2a mit dem Hauptteil des Polschuhes 2 nur magnetische Verbindung durch enge Beruhrung hat. Der innerhalb drer Ringkammer verbleibende, nicht durch das Rohr 7 beanspruchte tote Raum 12 ist mit Kieselgur ausgefüllb, so daß das Rohr 7 in ein Wärme- und Konvektionssch.utzmittel eingebettet ist.
Um die zur Erzeugung der der Messung zugrunde liegenden Gasströmung erforderliche Unt gleichförmigkeit des . Magnetfel'des zu erzeugen, wird nach der bevorzugten. Ausführungsform der Erfindung mindestens ein Polschuh zweckmäßig beide, quer unsymmetrisch aus magnetisch verschieden wirksamen, jedoch gleich gut wärmeleitenden Teilen hergestellt-. Die äußerliche gestaltliche Symmetrie bleibt dabei erhalten, ebenso die völlige Symmetrie aller Wärmeleitungsvorgänge, soweit sie auf bezüglich der Messung sauberen Einflüssen beruhen, es wird also, im Zusammenwirken mit der Einbettung des Rohres 7 in einen Wärme- und Konvektionsschutz, eine völlig ungestörte Ausbildung der gewünschten Gasströmung in Rohr 7 allein durch die magnetische Bfeeinflussung gesichert.
In den Abb. 2 und 3 sind die schrägen Polschuhabschnitte 13 und 14 nicht aus Stahl, wie dieHauptmasse der Polschuhe, sondern aus dem praktisch gleich gut wärmeleitenden Messing hergestellt. Es besteht auch die Möglichkeit, die Polschuhe, abgesehen von der Unterteilung des einen in Hauptstück und Kopf, zwar aus einheitlich zusammengesetztem Werkstoff in einem Stück herzustellen, aber durch geeignete Maßnahmen, z. B. Wärmebehandlung, die magnetischen Eigenschaften eines Teiles so abzuwandeln, daß die gewünschte Ungleichförmigkeit des Feldes an der Übergangsstelle beider Anteile entsteht. Für derartige Zwecke sind unter anderem auch z. B. Legierungen von der Art der Heuslerschen Legierungen gut brauchbar.
Bei Verwendung eines Elektromagneten empfiehl!t es sich, wie in Abb. 4 dargestellt ist, die Erregerspule 15 in an sich bekannter Weise auf einen Kühlmantel I6 zu wickeln! und sie mit diesem über beide Polschuhe 2, 3 nebst Gasrohr und gegebenenfalls Ringkammer zu schieben. Es entsteht so ein gut gegen alle äußeren Einflüsse abgeschirmter innerer Raum, in dem die der Messung zugrunde liegenden Vorgänge sich ungestört abspielen können.
Zweckmäßig wird die Temperatur der Polschuhe und zugleich der Ringkammer mittels eines in einer mit gut: wärmeleitendem Metall, z. B. Kupfer, gefütberten Aussparung I7 (s. Abb. I und 2) innerhalb eines Polschuhes befindlichen Temperaturfühlers 1 8 (Kontaktthermometer) über ein die Kühlmitteltemperatur oder den Kühlmittelzufluß zum Kühlmantel steuerndes Ventil 19 (s. Abb. 4) selbsttätig geregelt.
Vorrichtungen der geschilderten Art gestatten ein überaus bequemes und genaues Arbeiten frei von allen Störungen; der Aufbau ist einfach und übersichtlich, und sie lassen sich sehr bequem zerlegen und zusammensetzen.
PATENTANS,PRÜCHE: I. Vorrichtung zur Messung von paramagnetischen Reatandteilen in Gasgemischen mittels ihrer magnetischen Suszeptibilität durch Beobachtung der bei Erhitzen in einem ungleichförmigen starken Magnetfeld entstehenden Strömung, vorzugsweise mit Widerstan,dsthermometern, die zugleich zur Heizung dienen, nach Patent 944 035 gekennzeichnet durch längs und quer, insbesondere radialsymmetrisch geformte, jedoch ein in der Mitte inhomogenes Feld liefernde Polschuhe, zwischen denen sich in der Mitte ein vorzugsweise waagerechtes, symmetrisch mit Heizung und Temperaturfühlern besetztes, quer durch das Magnetfeld hindurchgehendes, zweckmäßig außerhalb des Feldes durch eine zur Magnetachse senkrechte Ringkammer geschlossenes Rohr für das Gasgemisch befindet.

Claims

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Polschuh quer unsymmetrisch aus magnetisch verschieden wirksamen, jedoch gleich gut wärmeleitenden Teilen besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch r oder 2 -mit einem Elektromagneten, gekennzeichnet durch eine über beide Polschuhe nebst Gasrohr und gegebenenfalls Ringkammer geschobene, in an sich bekannter Weise auf einen Kühlmantel gewickelte Spule.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Temperatur der Polschuhe und gegebenenfalls -der Ringkammer mittels eines zweckmäßig in einer -mit gut wärmeleitendem Metall gefütter- ten Aussparung innerhalb eines Polschuhes befindlichen Temperaturfühlers (Kontaktthermometer) über ein die Kühlmitteltemperatur oder den Kühlmittelzufluß zum Kühlmantel steuerndes Ventil selbsttätig geregelt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf des einen Polschuhes mit dem das Gas enthaltenden Rohr, gegebenenfalls der Ringkammer, und mit dem anderen, zweckmäßig die Gas-, Heiz- und Meßleitungen enthaltgenden Polschuh eine bauliche Einheit bildet und der Kopf mit dem anderen Teil des erstgenannten Polschuhes nur magnetische Verbindung hat.