DE972370C - Verfahren zur Analyse stroemender Medien, insbesondere von Gasgemischen und Daempfen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Analyse strömender Medien insbesondere von Gasgemischen und Dämpfen Es ist für die Sauerstoffanalyse bekannt, das Gasgemisch einem inhomogenen magnetischen Feld und einem Temperaturgefälle auszusetzen. Mit derartigen Anordnungen wird die Strömungsänderung gemessen, welche durch das permanentmagnetische Dipolmoment des Sauerstoffes hervorgerufen wird.
• Es ist weiterhin bekannt, daß Gasanalysen auch unter Ausnutzung der elektrischen Dipolstruktur der zu analysierenden Gase durchgeführt werden können. Hierbei werden die Gase innerhalb eines elektrischen Feldes einem Temperaturgefälle ausgesetzt. Das Gas wird dabei gewöhnlich einem zylindrischen Gefäß zugeführt, in dem sich ein isolierter Metallzylinder befindet. In der Achse des Metallzylinders ist ein elektrisch beheizter Draht ausgespannt. Der Metallzylinder wird an elektrische Spannung gelegt und die Temperaturänderung des beheizten Drahtes z. B. in einer Wheatstoneschen Brückenschaltung gemessen. Die Temperaturänderung ist dabei ein Maß für den Gehalt des Gasgemisches an Gasen mit elektrischer Dipolstruktur.
• Nach der Erfindung wird das bekannte Analyse verfahren, das mit einem inhomogenen elektrischen Feld und einem Temperaturgefälle arbeitet, dadurch verbessert, daß von den vorzugsweise zylindrischen Kammern die Meßkammern nur über den halben Querschnitt felderfüllt sind, die Vergleichskammern dagegen entweder ebenfalls nur über den halben Querschnitt felderfüllt oder völlig feldfrei sind. Bei der Verwendung von vier Kammern, von denen, wie auch sonst bei Gasanalyseverfahren üblich, zwei als Meßkammern und zwei als Vergleichskammern dienen, sind zweckmäßig die zwei Meßkammern mit einem elektrischen Feld in der oberen Querschnittshälfte und die zwei Vergleichskammern mit einem elektrischen Feld in der unteren Hälfte ausgerüstet. Es kann umgekehrt auch in den Meßkammern das elektrische Feld in der unteren Querschnittshälfte und in den Vergleichskammern das Feld in der oberen Hälfte vorhanden sein.
• Feld- und Temperaturgradient können dabei zueinander parallel und in gleicher Richtung verlaufen. Es ist auch denkbar, daß die Vektoren des Feld- und die des Temperaturgradienten einander entgegengesetzt sind. In diesem Fall ist z. B. ein beheizter Außenzylinder und axial innerhalb des Zylinders ein unbeheiztes Widerstandsthermometer vorgesehen.
• In der Zeichnung ist schematisch eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Hierbei sind vier Kammern vorgesehen, die von dem zu analysierenden Gas durchströmt werden. Während die Vergleichskammern vom elektrischen Feld frei sind, werden die Meßkammern von einem elektrischen Feld durohsetzt. Dieses Feld erfüllt, was aus der Zeichnung nicht erkennbar ist, lediglich den halben Querschnitt der vorzugsweise zylindrischen Kammern.
• Durch die Eintrittsöffnung I tritt das Gas zunächst in eine mit einem elektrischen Felde arbeitende Kammer2 ein. Von hier gelangt es in eine feldfreie Gaskammer3, dann wieder in eine mit einem Feld ausgerüstete Kammer 4 und tritt durch eine wiederum feldfreie Kammer 5 bei 6 aus.
• Innerhalb der Kammern sind Hitzdrähte 7, 8, 9 und IO gespannt, welche die Zweige einer Wheatstoneschen Brücke bilden. In der Brückendiagonalen liegt das Meßinstrument II. Die Speisung der Brücke erfolgt über die Spannungsquelle 12. Das Feld wird von dem Transformer I3 geliefert.
• Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die Vergleichskammern vom Prüfgas durchströmt werden.
• Sie können aus dem Gasstrom des Prüfgases herausgenommen und gesondert mit einem geeigneten Vergleichsgas gefüllt oder beströmt werden. Das hat den Vorteil, daß andere Zustandsgrößen des Gases, z. B. die Wärmeleitfähigkeit, dem elektrischen Dipoleffekt überlagert werden und dadurch zur Steigerung der Widerstandsänderung in der Brücke beitragen können.
• Das Analyseverfahren kann vorteilhaft zum Nachweis des Ammoniakgehaltes beim Haher-Bosch-Verfahren für die Ammoni aksynthese angewendet werden, da die Ausgangsstoffe Wasserstoff und Stickstoff dipolfrei sind und lediglich das Reaktionsprodukt Ammoniak ein relativ hohes Dipolmoment hat. Bei der Schwefelsäureherstellung kann in dieser Weise der Gehalt an Schwefeldioxyd in den Röstgasen bestimmt werden.
• PATNTASPRÜCHE: 1. Verfahren zur Analyse strömender Medien, insbesondere von Gasgemischen und Dämpfen, wobei die zu untersuchenden Medien in einem inhomogenen elektrischen Feld einem Temperaturgefälle ausgesetzt werden, bei vorzugsweiser Erzeugung des Temperaturgefälles durch zweckmäßig. gleichzeitig als Indikator für die entstehende Änderung der Strömung dienende in einer Wheatstoneschen Brücke liegende Hitzdrähte, dadurch gekennzeichnet, daß von den vorzugsweise zylindrischen Kammern die Meßkammern nur über den halben Querschnitt felderfüllt sind, die Vergleichskammern dagegen entweder ebenfalls nur über den halben Querschnitt felderfüllt oder völlig feldfrei sind.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Kammern mit einem elektrischen Feld in der oberen Querschnittshälfte als Meßkammern und je zwei Kammern mit einem elektrischen Feld in der unteren Hälfte als Vergleichskammern benutzt werden und umgekehrt.

   3. Verfahren nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Halbraum von einem elektrischen Feld erfüllte Kammern mit parallelen oder antiparallelen Feld- und Temperaturgradienten verwendet werden.

   4. Verfahren nach Anspruch 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichskammern mit einem von dem Prüfgas verschiedenen Vergleichsgas gefüllt oder von ihm durchströmt werden.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 892 98I, 907 359.