WO1998004912A1 - Einrichtung zur gasanalyse in explosionsgefährdeten bereichen - Google Patents
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Definitions
- EP 0 533 919 B1 also discloses a device for paramagnetic measurement of the oxygen content in a measuring gas, in which the measuring gas flows through a measuring chamber into which an auxiliary gas is introduced at two opposite points via two line branches of a supply line. One of the two introduction points is exposed to an alternating magnetic field, and a flow sensor is arranged in a cross line between the two line branches, the output signal of which is a measure of the oxygen content of the Measuring gas is.
- the pressure of the measuring gas is also measured at the outlet of the measuring chamber and used to correct the output signal of the flow sensor.
- a pressure sensor is connected to the outlet of the measuring chamber via an auxiliary gas line, the auxiliary gas line being fed with the auxiliary gas from the supply line to protect the pressure sensor from the possibly corrosive measuring gas.
- the invention has for its object to enable safe gas analysis of highly flammable and corrosive measurement gases in potentially explosive areas with structurally simple means.
- the object is achieved by the device according to claim 1 '.
- the differential pressure monitoring device ensures that the pressure of the inert gas in the housing of the device is always above a predetermined differential pressure of preferably at least 50 Pa above the sample gas pressure in the analysis part, so that the sample gas cannot leak out to a greater extent. If the pressure drops below the specified differential pressure, the differential pressure monitoring device emits an alarm signal or causes the device to be switched off automatically and the sample gas supply to be interrupted. The sample gas is separated from the diff- limit pressure monitoring device kept away, so that their gas-contacting parts do not have to be corrosion-resistant.
- the differential pressure monitoring device has a differential pressure switch.
- the device specified in claim 3 for measuring the oxygen content in the measuring gas has the advantage of a simple up compared to the corresponding device known from EP 0 533 919 Bl already mentioned, to which, according to the design according to claim 4, is added that only one line branch on the auxiliary gas line to connect the pressure transducer and the differential pressure monitoring device.
- Figure 1 shows a basic embodiment of the device according to the invention
- Figure 2 shows an embodiment of the invention for measuring the oxygen content in the measuring gas
- FIG. 1 shows a housing 1 of a device for gas analysis, which contains an analysis part 3 through which a measurement gas 2, in particular an easily ignitable measurement gas, flows Tube, contains.
- the housing 1 is flushed with an inert gas 4 which, in order to prevent the measurement gas 2 from leaking, has a greater pressure than the measurement gas 2.
- the housing 1 contains a differential pressure monitoring device 5, here a differential pressure switch, which then generates an alarm signal 7 with a downstream evaluation circuit 6 when the pressure falls below a predetermined differential pressure between the measurement gas 2 and the inert gas 4.
- the alarm signal 7 generated in this way can be used to automatically switch off the device for gas analysis and to interrupt the sample gas supply.
- an auxiliary gas source 8 with non-corrosive auxiliary gas 9 is connected via an auxiliary gas line 10 to the analytical part 3 through which the measuring gas flows, the differential pressure monitoring device 5 also being connected to the auxiliary gas line 10 is connected.
- the auxiliary gas pressure is set such that an auxiliary gas flow flows in the auxiliary gas line 10 in the direction of the analysis part 3, which is equal to or greater than the diffusion rate of the measuring gas 2 in the direction of the differential pressure monitoring device 5.
- FIG. 2 shows a device used for the parametric measurement of the oxygen content in a measuring gas 11, which in turn contains a housing 12 with an analytical part 13 through which the measuring gas 11 flows, here a measuring chamber.
- the housing 12 is one Flows through inert gas 14, the pressure of which is greater than the measurement gas pressure by a predetermined differential pressure.
- An auxiliary gas source 15 supplies an auxiliary gas 16 which is introduced into the measuring chamber 13 via an auxiliary gas line 19 which is symmetrically divided into two line branches 17, 18 at two points opposite one another.
- One of the two introduction points is exposed to an alternating magnetic field 20, so that 11 pressure fluctuations arise due to the paramagnetic properties of the oxygen in the measuring gas.
- a flow sensor 21 which is arranged in a cross line 22 between the two line branches 17 and 18.
- the pressure of the measurement gas 11 is measured by means of a pressure sensor 23 and used for correcting the measurement signal in a correction device 24.
- the pressure sensor 23 is connected via a T-shaped line branch 25 from the auxiliary gas line 19 before it branches into the two line branches 17, 18, so that a measurement of the sample gas pressure with a pressure offset caused by the flow resistance in the region of the line branches 17, 18 is made possible without parts of the pressure sensor 23 coming into contact with the possibly aggressive measuring gas 11.
- a differential pressure monitoring device 26 is also used to monitor the predetermined pressure difference between the measurement gas pressure and the pressure of the inert gas 14 in the housing 12 connected to the line branch 25, so that in total only one line branch 25 from the auxiliary gas line 19 is required.
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Abstract
Eine Einrichtung zur Gasanalyse in explosionsgefährdeten Bereichen weist einen von einem Meßgas (2) durchströmten Analysenteil (3) auf, der in einem mit Inertgas (4) durchspülten Gehäuse (1) angeordnet ist. Zur Überwachung eines vorgegebenen Differenzdruckes, um den der Inertgasdruck größer als der Meßgasdruck ist, ist eine Differenzdrucküberwachungseinrichtung (5) über eine von einem nichtaggressiven Hilfsgas (9) durchströmte Hilfsgasleitung (10) an dem Analysenteil (3) angeschlossen. Die gasberührenden Teile der Differenzdrucküberwachungseinrichtung (5) müssen somit nicht korrosionsfest ausgeführt sein.
Description
Beschreibung
Einrichtung zur Gasanalyse in explosionsgefährdeten Bereichen
Bei der Gasanalyse von leichtentzündlichen Meßgasen in explosionsgefährdeten Bereichen muß sichergestellt werden, daß kein Meßgas aus der zur Gasanalyse dienenden Einrichtung austreten kann. Es ist bekannt, hierzu die Einrichtung mit einem unter Druck stehenden Inertgas, z. B. Stickstoff, zu spülen, wodurch verhindert wird, daß das Meßgas aus Leckagen in größerem Maße austreten kann.
Aus der EP 0 533 919 Bl ist es bekannt, den Druck von aggressiven oder korrosiven Meßgasen dadurch zu messen, daß ein Druckaufnehmer nicht unmittelbar, sondern über eine von einem nichtaggressiveή Hilfsgas durchströmte Hilfsgasleitung an einem das Meßgas führenden Rohr angeschlossen wird. Dadurch wird das aggressive Meßgas von dem Druckaufnehmer ferngehalten, so daß dessen gasberührenden Teile nicht korrosions- beständig ausgeführt werden müssen.
Aus der EP 0 533 919 Bl ist ferner eine Einrichtung zur paramagnetischen Messung des Sauerstoffgehalts in einem Meßgas bekannt, bei der das Meßgas eine Meßkammer durchströmt, in die an zwei gegenüberliegenden Stellen über zwei Leitungs- abzweige einer Zuführungsleitung ein Hilfsgas eingeleitet wird. Eine der beiden Einleitungsstellen ist einem Wechsel- magnetfeld ausgesetzt, und in einer Querleitung zwischen den beiden Leitungsabzweigen ist ein Strömungsfühler angeordnet, dessen Ausgangssignal ein Maß für den Sauerstoffgehalt des
Meßgases ist . Am Ausgang der Meßkammer wird darüber hinaus der Druck des Meßgases gemessen und zur Korrektur des Aus- gangssignals des Strömungssensors herangezogen. Dazu ist ein Druckaufnehmer über eine Hilfsgasleitung an dem Ausgang der Meßkammer angeschlossen, wobei die Hilfsgasleitung zum Schutz des Druckaufnehmers gegenüber dem möglicherweise korrosiven Meßgas aus der Zuführungsleitung mit dem Hilfsgas gespeist wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit konstruktiv einfachen Mitteln eine sichere Gasanalyse von leichtentzündlichen und korrosiven Meßgasen in explosionsgef hrdeten Bereichen zu ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch die Einrichtung nach Anspruch l' gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Durch die Differenzdrucküberwachungseinrichtung wird sichergestellt, daß der Druck des Inertgases in dem Gehäuse der Einrichtung immer über einem vorgegebenen Differenzdruck von vorzugsweise mindestens 50 Pa über dem Meßgasdruck in dem Analysenteil liegt, so daß das Meßgas aus Leckagen nicht in größerem Maß austreten kann. Wird der vorgegebene Differenzdruck unterschritten, so gibt die Differenzdrucküberwachungs- einrichtung ein Alarmsignal ab oder bewirkt ein automatisches Abschalten der Einrichtung sowie eine Unterbrechung der Meß- gaszufuhr. Das Meßgas wird durch das Hilfsgas von der Diffe-
renzdrucküberwachungseinrichtung ferngehalten, so daß deren gasberührenden Teile nicht korrosionsfest ausgebildet werden müssen .
Eine konstruktiv besonders einfache Lösung wird dadurch ermöglicht, daß entsprechend Anspruch 2 die Differenzdruck- Überwachungseinrichtung einen Differenzdruckschalter aufweist .
Die in Anspruch 3 angegebene Einrichtung zur Messung des Sauerstof gehalts in dem Meßgas hat gegenüber der entsprechenden, aus der bereits erwähnten EP 0 533 919 Bl bekannten Einrichtung den Vorteil eines einfachen Auf aus, wozu entsprechend der Ausbildung nach Anspruch 4 hinzukommt, daß lediglich eine Leitungsabzweigung an der Hilfsgasleitung zum Anschluß des Drύckaufnehmers und der Differenzdrucküberwa- chungseinrichtung erforderlich ist.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, von denen
Figur 1 ein prinzipielles Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung und
Figur 2 ein zur Messung des Sauerstoffgehalts in dem Meßgas dienendes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Einrichtung zeigen.
Figur 1 zeigt ein Gehäuse 1 einer Einrichtung zur Gasanalyse, das einen von einem Meßgas 2, insbesondere einem leichtent- zündlichen Meßgas, durchströmten Analysenteil 3, hier ein
Rohr, enthält. Das Gehäuse l wird mit einem Inertgas 4 durchspült, das, um ein Austreten des Meßgases 2 aus Leckagen zu verhindern, einen größeren Druck aufweist als das Meßgas 2. Um dies sicherzustellen, enthält das Gehäuse 1 eine Diffe- renzdrucküberwachungseinrichtung 5, hier einen Differenzdruckschalter, der mit einer nachgeordneten Auswerteschaltung 6 dann ein Alarmsignal 7 erzeugt, wenn ein vorgegebener Differenzdruck zwischen dem Meßgas 2 und dem Inertgas 4 unterschritten wird. Das so erzeugte Alarmsignal 7 kann dazu herangezogen werden, automatisch eine Abschaltung der Einrichtung zur Gasanalyse sowie eine Unterbrechung der Meßgaszufuhr zu bewirken.
Um zu verhindern, daß bei korrosivem oder aggressivem Meßgas 2 dieses mit Teilen der Differenzdrucküberwachungseinrichtung 5 in Berührung kommt, ist eine Hilfsgasquelle 8 mit nichtkorrosivem Hilfsgas 9 über eine Hilfsgasleitung 10 an dem meßgasdurchströmten Analysenteil 3 angeschlossen, wobei auch die Differenzdrucküberwachungseinrichtung 5 an der Hilfsgas- leitung 10 angeschlossen ist. Der Hilfsgasdruck ist so eingestellt, daß in der Hil sgasleitung 10 in Richtung zu dem Analysenteil 3 ein Hilfsgasstrom fließt, der gleich oder größer als die Diffusionsgeschwindigkeit des Meßgases 2 in Richtung auf die Differenzdrucküberwachungseinrichtung 5 ist.
Figur 2 zeigt eine zur parametrischen Messung des Sauerstoffgehalts in einem Meßgas 11 dienende Einrichtung, die wiederum ein Gehäuse 12 mit einem darin von dem Meßgas 11 durchströmten Analysenteil 13, hier eine Meßkammer, enthält. Auch hier wird aus Gründen der Sicherheit das Gehäuse 12 von einem
Inertgas 14 durchströmt, dessen Druck um einen vorgegebenen Differenzdruck größer als der Meßgasdruck ist. Eine Hilfsgasquelle 15 liefert ein Hilfsgas 16, das über eine sich symmetrisch in zwei Leitungsabzweige 17, 18 teilende Hilfsgas- leitung 19 an zwei einander gegenüberliegenden Stellen in die Meßkammer 13 eingeleitet wird. Eine der beiden Einleitungs- stellen ist einem Wechselmagnetfeld 20 ausgesetzt, so daß aufgrund der paramagnetischen Eigenschaften des Sauerstoffs in dem Meßgas 11 Druckschwankungen entstehen. Diese werden mittels eines Strömungsfühlers 21 erfaßt, der in einer Querleitung 22 zwischen den beiden Leitungsabzweigen 17 und 18 angeordnet ist.
Um Auswirkungen von Druckschwankungen des Meßgases 11 auf das von dem Strömungsfühler 21 gelieferte Meßsignal zu kompensie- ren, wird der Druck des Meßgases 11 mittels eines Druckaufnehmers 23 gemessen und zur Meßsignalkorrektur in einer Korrektureinrichtung 24 herangezogen. Dazu ist der Druckaufnehmer 23 über eine T-förmige Leitungsabzweigung 25 von der Hilfsgasleitung 19 vor ihrer Verzweigung in die beiden Leitungsabzweige 17, 18 angeschlossen, so daß eine Messung des Meßgasdruckes mit einem durch den Strömungswiderstand im Bereich der Leitungsabzweige 17, 18 hervorgerufenen Druck- Offset ermöglicht wird, ohne daß Teile des Druckaufnehmers 23 mit dem möglicherweise aggressiven Meßgas 11 in Berührung kommen .
Zur Überwachung der vorgegebenen Druckdifferenz zwischen dem Meßgasdruck und dem Druck des Inertgases 14 in dem Gehäuse 12 ist eine Differenzdrucküberwachungseinrichtung 26 ebenfalls
an der Leitungsabzweigung 25 angeschlossen, so daß insgesamt nur eine Leitungsabzweigung 25 von der Hilfsgasleitung 19 erforderlich ist.
Claims
1. Einrichtung zur Gasanalyse in explosionsgefährdeten Bereichen - mit einem von einem Meßgaε (2, 11) durchströmten Analysenteil (3, 13), der in einem ein Inertgas (4, 14) enthaltenden Gehäuse (1, 12) angeordnet ist,
- mit einer Hilfsgasquelle (8, 15) , die mit dem Inneren des von dem Meßgas (2, 11) durchströmten Analysenteils (3, 13) über eine Hilfsgasleitung (10, 19) verbunden ist, in welcher eine HilfsgasStrömung in Richtung zu dem Analysenteil (3, 13) aufrechterhalten wird, und
- mit einer Differenzdrucküberwachungseinrichtung (5, 26) zur Überwachung eines vorgegebenen Differenzdruckes, um den der Druck des Inertgases (4, 14) größer als der Druck des Meßgases (2, 11) ist, die eingangsseitig mit dem Druck des Inertgases (4, 14) beaufschlagt ist und an der Hilfsgasleitung {10, 19) angeschlossen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzdrucküberwachungseinrichtung (5, 26) einen Differenzdruckschalter aufweist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2 zur paramagnetischen Messung des Sauerstoffgehalts des Meßgases (11) , das eine Meßkammer des Analysenteilε (13) durchströmt, wobei das Hil sgas (16) über zwei Leitungsabzweige (17, 18) der Hilfsgasleitung (19) an zwei unterschiedlichen Stellen in die Meßkammer (13) eingeleitet wird, von denen eine Einleitungs- stelle einem Wechselmagnetfeld (20) ausgesetzt ist, wobei in einer Querleitung (22) zwischen beiden Leitungsabzweigen (17, 18) ein S römungsfühler (21) angeordnet ist, dessen Ausgangssignal ein Maß für den Sauerstoffgehalt des Meßgases (11) ist, und wobei die Differenzdrucküberwachungseinrichtung an der Hilfsgasleitung (19) vor ihrer Verzweigung angeschlossen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzdrucküberwachungseinrichtung über eine T-förmige Leitungsabzweigung (25) an der Hilfsgasleitung (19) angeschlossen ist und daß an der Leitungsabzweigung (25) der Druckaufnehmer (23) angeschlossen ist, mit dessen Ausgangssignal das Ausgangssignal des Strömungsfühlers (21) korrigiert wird.
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