WO2015011007A1 - Gas sampling device having a gas sensor - Google Patents

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WO2015011007A1
WO2015011007A1 PCT/EP2014/065352 EP2014065352W WO2015011007A1 WO 2015011007 A1 WO2015011007 A1 WO 2015011007A1 EP 2014065352 W EP2014065352 W EP 2014065352W WO 2015011007 A1 WO2015011007 A1 WO 2015011007A1
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sensor
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sensor device
guide element
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PCT/EP2014/065352
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Uwe Scheithauer
Maximilian Fleischer
Holger Hackstein
Erhard Magori
Roland Pohle
Oliver von Sicard
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Siemens Aktiengesellschaft
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Abstract

The invention relates to a sensor device and a process system having such a sensor device. The invention is based on a sensor device (1) having a flow-guiding element (2), by means of which flow-guiding element a process medium (4) at least partially flowing through a process space (3) can be conducted out of or into the process space (3), and having a sensor (5) connected to the flow-guiding element (2), by means of which sensor a concentration measurement can be performed for the process medium (4) flowing through the flow-guiding element (2). In order to make the sensor device (1) simpler and more operationally reliable, a flow-conducting element (7), according to the invention, can be arranged in the process space (3) in the region of the flow of the process medium (4) and is connected to the flow-guiding element (2) by means of a flow connection (6), which flow-conducting element is designed in such a way that a pressure of the process medium (4) flowing against the flow-conducting element (7) can be increased or decreased in the region of the flow connection (6). By means of a pressured difference that can thereby be produced in the process medium in the flow-guiding element (2) across the sensor (5), the process medium needed for the measurement thus can be fed to the sensor (5) without additional, in particular active, auxiliary means.

Description

Beschreibung description
GASPROBENNAHMEVORRICHTUNG MIT GASSENSOR GAS Sampling device with gas sensor
Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung mit einem Strö- mungsführungselement , mittels welchem ein einen Prozessraum zumindest teilweise durchströmendes Prozessmedium aus dem Prozessraum ausleitbar ist, und einem mit dem Strömungsführungselement verbundenen Sensor, mittels welchem eine Konzentrationsmessung bei dem das Strömungsführungselement durchströmenden Prozessmedium durchführbar ist. The invention relates to a sensor device having a flow guiding element, by means of which a process medium at least partially flowing through process medium from the process chamber can be diverted, and a sensor connected to the flow guide element, by means of which a concentration measurement in which the flow guide element flowing through the process medium is feasible.
Eine solche Sensorvorrichtung mit einem Strömungsführungsele¬ ment, in diesem Fall einem Messrohr, und einem mit dem Messrohr verbundenen Gas- bzw. CO/02-Sensor, ein sogenannter Kesselmonitor mit der Bezeichnung GM960 der Firma SICK Sensor Intelligence (Produktinformation GM960 Kesselwandmonitor, SICK Sensor Intelligence) wird eingesetzt bei stein- oder braunkohlebefeuerten Dampferzeugern, Kraftwerken und Verbrennungsanlagen oder Anlagen mit Sekundärbrennstoffen, um bei dortigen Dampferzeugern bzw. dortigen Dampferzeugerkesseln über die Messung von CO- und 02-Konzentrationen in Rauchgasen ein CO-Korrosionsniveau und eine CO-Korrosionslast zu bestim¬ men . Such a sensor device with a Strömungsführungsele ¬ ment, in this case a measuring tube, and connected to the measuring tube gas or CO / 02 sensor, a so-called boiler monitor GM960 SICK Sensor Intelligence (Product Information GM960 boiler wall monitor, SICK sensor Intelligence) is used in coal fired or lignite fired steam generators, power plants and incinerators or systems with secondary fuels to determine a CO corrosion level and a CO corrosion load on local steam generators or steam boilers by measuring CO and O 2 concentrations in flue gases ¬ men.
Dadurch soll frühzeitig eine Korrosionsgefährdung bei den Dampferzeugern/Dampferzeugerkesseln erkannt und eine Langzeitbewertung einer korrosiven Belastung bei den Dampferzeugern/Dampferzeugerkesseln ermöglicht sowie darüber eine Kesselwandabzehrung bei den Dampferzeugern/Dampferzeugerkesseln vermindert werden. This is intended to detect a risk of corrosion early in the steam generators / steam generator boilers and allows a long-term assessment of a corrosive load in the steam generators / steam boiler boilers and about a Kesselwandabzehrung be reduced at the steam generators / steam generator boilers.
Dazu wird eine Vielzahl von Bohrungen - an unterschiedlichen Stellen (Messpunkte) - in die Kesselwand eines Dampferzeuger- kessels eingebracht, in welche jeweils eine solche Sensorvor¬ richtung bzw. ein solcher Kesselwandmonitor, d.h. das jeweilige Messrohr eines solchen Kesselwandmonitors, von außen, d.h. von außerhalb des Kessels, die Kesselwand durchdringend eingeschoben wird. Aufgrund der im Kessel am Messort herrschenden aggressiven Umgebungsbedingungen, wie hohe Temperaturen, Partikelbelastung (Ruß, Asche) und wenig Platz, kann der Gas- bzw. CO/02- Sensor des Kesselwandmonitors bzw. einer solchen Sensorvor- richtung nicht unmittelbar am Messort, d.h. im Kessel, angebracht werden, sondern muss u.a. zu dessen Schutz - über das Messrohr entfernt - in einem geeigneten Abstand dazu bzw. außerhalb des Kessels montiert sein. Über das jeweilige Messrohr des Kesselwandmonitors strömt so - angesaugt wegen eines in dem Kessel herrschenden Unterdrucks des Rauchgases mittels einer mit dem Kesselwandmonitor verbundenen externen Drucklufteinheit (Pumpe) - das Rauchgas (an dem jeweiligen Messpunkt) aus dem Kessel ab und dem Gas- bzw. CO/02-Sensor zu, wobei unter Verwendung des Gas- bzw. CO/02-Sensors des Kesselwandmonitors dann die CO- und 02- Konzentrationen des aus dem Kessel abströmenden Rauchgases ermittelt wird. Alle derart an den Messpunkten in der Kesselwand eingebrachten Kesselwandmonitore bzw. Sensorvorrichtungen sind über einen Datenbus mit einer sogenannten Master-Unit (Auswerteeinheit) verbunden, welche eine Analyse und Auswertung der Sensormesswerte der Kesselwandmonitore bzw. der Sensorvorrich- tungen zur Ermittlung des CO-Korrosionsniveaus und der CO- Korrosionslast des Dampferzeugers durchführt. For this purpose, a plurality of holes - introduced at different points (measuring points) - in the boiler wall of a steam generator, in each of such Sensorvor ¬ direction or such a boiler wall monitor, ie the respective measuring tube of such a boiler wall monitor, from the outside, ie from outside the boiler, the boiler wall is inserted penetrating. Due to the aggressive ambient conditions prevailing in the boiler at the measuring location, such as high temperatures, particle load (soot, ash) and little space, the gas or CO / 02 sensor of the boiler wall monitor or such a sensor device can not be located directly at the measuring location, ie in the boiler, but must be mounted, inter alia, to protect it - via the measuring tube - at a suitable distance to or outside the boiler. The flue gas (at the respective measuring point) flows out of the boiler via the respective measuring tube of the boiler wall monitor - drawn in because of a negative pressure of the flue gas connected to the boiler wall monitor by means of an external compressed air unit (pump) connected to the boiler wall monitor - and the gas or CO / 02 sensor, using the gas or CO / 02 sensor of the boiler wall monitor then the CO and 02 concentrations of the flue gas flowing out of the boiler is determined. All boiler wall monitors or sensor devices introduced in such a way at the measuring points in the boiler wall are connected via a data bus to a so-called master unit (evaluation unit), which analyzes and evaluates the sensor measured values of the boiler wall monitors or the sensor devices for determining the CO corrosion level the CO corrosion load of the steam generator performs.
Für die Messung der CO- und 02-Konzentrationen bzw. im Allgemeinen von Gasbestandteilen im Rauchgas oder beispielsweise in einem Prozessgas werden oft Halbleiter-basierte Gassenso¬ ren verwendet, bei welchen mit einer Sensoroberfläche des Gassensors wechselwirkende Gasmoleküle - beispielsweise über eine Leitfähigkeitsänderung - konzentrationsabhängige Mess¬ signale generieren, wobei die Gasmoleküle dabei an der Sen- soroberfläche teilweise umgesetzt bzw. verbraucht werden. For the measurement of CO and 02 concentrations and in general of gas components in the flue gas, or for example in a process gas often semiconductor-based Gassenso ¬ ren be used in which interact with a sensor surface of the gas sensor gas molecules - for example, a change in conductivity - concentration-dependent measurement ¬ Generate signals, the gas molecules are thereby partially reacted or consumed at the senororoberfläche.
Verbrauchen sich die Gasmoleküle bei diesem Halbleiter-ba- sierten Gassensor an dessen Sensoroberfläche, ist eine ständige Prozessgaszuführung zum Sensor der Sensorvorrichtung notwendig, was mittels der Drucklufteinheit bzw. der Pumpe bei dem Kesselwandmonitor realisiert ist. If the gas molecules in this semiconductor-based gas sensor are consumed by its sensor surface, there is a constant supply of process gas to the sensor of the sensor device necessary, which is realized by means of the compressed air unit or the pump in the boiler wall monitor.
Entsprechendes, d.h. eine - beispielsweise mittels einer sol- chen Pumpe bewirkte - ständige Prozessgaszuführung zum Sensor, ist auch bei anderen Arten von Gassensoren, wie Pellis- toren oder optische Sensoren, erforderlich. Corresponding, i. a constant supply of process gas to the sensor, for example by means of such a pump, is also required for other types of gas sensors, such as pelletizers or optical sensors.
Nachteilig bei derartigen, auf eine ständige Prozessgaszufüh- rung angewiesenen Sensorvorrichtungen, wie dem Kesselwandmonitor GM960, sind die Kosten für die die Prozessgaszuführung bewirkende/-n Pumpe/Drucklufteinheit sowie deren Betriebssi¬ cherheit und deren begrenzte Lebensdauer. Werden ähnliche Sensorvorrichtungen vorgesehen, welche die Prozessgaszuführung zum Sensor der Sensorvorrichtung ohne Pumpe/Drucklufteinheit ermöglichen, beispielsweise mittels Gas-Diffusion, so erweist sich hier von Nachteil, dass die Prozessgaszuführung meist nur langsam und damit die Gasmes- sung verzögert erfolgt. A disadvantage of such, in need of a permanent process gas supply sensor devices, such as the boiler wall monitor GM960, the cost of the process gas supply causing / -n pump / pneumatic unit and their Betriebssi ¬ safety and their limited service life. If similar sensor devices are provided which allow the process gas supply to the sensor of the sensor device without pump / compressed air unit, for example by means of gas diffusion, it proves to be disadvantageous here that the process gas supply usually takes place only slowly and thus the gas measurement is delayed.
Eine beschleunigte Prozessgaszuführung ist hier aufgrund der kaum beeinflussbaren Diffusionsgeschwindigkeit bei dem Pro- zessmedium/-gas nicht möglich. An accelerated process gas supply is not possible here due to the hardly influenceable diffusion rate in the process medium / gas.
Zudem besteht hier die Gefahr, dass dem Sensor einer solchen Sensorvorrichtung weniger Prozessgas zugeführt wird, als die¬ ser verbraucht. Dieses kann zu falschen Messungen/-werten führen, weil zu geringe Prozessgaskonzentrationen wegen der nicht ausreichenden Prozessgasmenge am Sensor gemessen werden . There is also the risk that the sensor of such a sensor device less process gas is supplied as the ¬ ser consumed here. This can lead to incorrect measurements / values, because too low process gas concentrations are measured because of the insufficient amount of process gas at the sensor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile im Stand der Technik zu verbessern, insbesondere eine zuverläs- sige, einfache und kostengünstige Sensorvorrichtung zur Kon¬ zentrationsmessung von Prozessgasen, insbesondere bei Dampferzeugern, zu realisieren. Die Aufgabe wird durch eine Sensorvorrichtung sowie durch eine Prozessanlage mit den Merkmalen gemäß dem jeweiligen unab¬ hängigen Patentanspruch gelöst. The invention has for its object to improve the disadvantages of the prior art, in particular a reliable, simple and inexpensive sensor device for con ¬ zentrationsmessung of process gases, in particular in steam generators to realize. The object is achieved by a sensor device and by a process plant having the features according to the respective inde ¬ dependent claim.
Die Erfindung geht aus von einer Sensorvorrichtung mit einem Strömungsführungselement , beispielsweise ein Rohr oder ähnli¬ che durchströmbare Körper, mittels welchem ein einen Prozess¬ raum zumindest teilweise durchströmendes Prozessmedium, wie ein einen (Heiz-) Kessel eines Dampferzeugers durchströmendes Rauchgas, aus dem Prozessraum ausleitbar oder einleitbar ist. The invention relates to a sensor apparatus with a flow guide element, such as a pipe or ähnli ¬ che flowed through the body, by which a a process ¬ space at least in part by flowing process medium such as a (heating) the boiler of a steam generator by flowing flue gas ausleitbar from the process chamber or can be introduced.
Weiter sieht die Erfindung einen mit dem Strömungsführungs- element verbundenen Sensor, beispielsweise einen CO/C02- oder 02-Sensor, vor, mittels welchem eine Konzentrationsmessung bei dem das Strömungsführungselement durchströmenden Prozess- medium durchführbar ist. Furthermore, the invention provides a sensor connected to the flow guidance element, for example a CO / CO 2 or O 2 sensor, by means of which a concentration measurement can be carried out in the process medium flowing through the flow guidance element.
Der Begriff „verbunden" meint hier, dass der Sensor derart am Strömungsführungselement angeordnet (bzw. mit diesem verbun¬ den) ist, dass er die Konzentrationsmessung bei dem das Strömungsführungselement durchströmenden Prozessmedium durchführen kann. The term "connected" here means that the sensor is arranged on the flow guide element (or with this verbun ¬ the) that he can perform the concentration measurement in which the flow guide element flowing through the process medium.
Die Erfindung sieht weiter ein in dem Prozessraum im Bereich der Strömung des Prozessmediums anordenbares und mit dem Strömungsführungselement über eine Strömungsverbindung ver¬ bundenes Strömungsleitelement, beispielsweise einen an-/um- durchströmbaren Körper, vor. The invention further provides a process in which space in the region of the flow of the process medium which can be arranged, and via a flow connection ver ¬ bundenes with the flow guide element flow guide, such as an on / environmentally through which body before.
Dieses Strömungsleitelement ist erfindungsgemäß derart ausge¬ bildet, dass ein Druck des das Strömungsleitelement anströ¬ menden Prozessmediums im Bereich der Strömungsverbindung, d.h. - vereinfacht ausgedrückt - an/im Bereich der Strömungs¬ verbindungsstelle zwischen dem Strömungsleit- und dem Strö¬ mungsführungselement , lokal erhöhbar, beispielsweise durch Realisierung eines Staudrucks an dem Strömungsleitelement im Bereich der Strömungsverbindung zwischen dem Strömungsleit- und dem Strömungsführungselement , oder lokal erniedrigbar ist . Die Erfindung geht auch aus von einer Prozessanlage mit einem Prozessraumbehälter mit einer einen von einem Prozessmedium zumindest teilweise durchströmbaren Prozessraum zumindest be¬ reichsweise begrenzenden Behälterwand, beispielsweise einen von Rauchgas (zumindest teilweise) durchströmten (Heiz-) Kes¬ sel eines Dampferzeugers eines Kraftwerks oder einer Verbren¬ nungsanlage mit einer entsprechenden Kesselwand des This flow guide according to the invention in such a manner out forms ¬ that a pressure of the flow guide anströ ¬ Menden process medium in the region of the flow connection, that - in simple terms - on / in the area of the flow ¬ junction between the flow guiding and Strö ¬ mung guide member locally can be increased, for example, by realizing a dynamic pressure on the flow guide in the region of the flow connection between the Strömungsleit- and the flow guide element, or locally herabiedrig. The invention is also based on a process plant having a process space container with a process space at least partially flowed through process space at least ¬ richly limiting container wall, for example, a flue gas (at least partially) throughflowed (heating) Kes ¬ sel a steam generator of a power plant or a Burn ¬ incineration plant with a corresponding wall of the boiler
(Heiz-) Kessels . Weiter sieht die Prozessanlage die erfindungsgemäße Sensor¬ vorrichtung vor, wobei das Strömungsführungselement der Sen¬ sorvorrichtung die Behälterwand durchdringend, beispielsweise eingesteckt/-geführt in eine Bohrung in der Behälterwand, und das Strömungsleitelement, insbesondere das Strömungsleitele- ment und die Strömungsverbindung, der Sensorvorrichtung in dem Prozessraumbehälter angeordnet sind. (Heating) boiler. Further, the process plant provides for the inventive sensor ¬ device before, wherein the flow guide element Sen ¬ sorvorrichtung penetrating the container wall, for example, inserted / -geführt in a bore in the container wall, and the flow guiding element, in particular the flow guide and the flow connection of the sensor device in the process space container are arranged.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, eine vorhandene Strömung eines gasförmigen Mediums, wie eines Prozessmediums bzw. Prozessgases in einem Prozessraum, zum Beispiel eines einen Heizkessel eines Dampferzeugers (in der Regel von unten nach oben) durchströmenden Rauchgases, dessen Strömung durch dortige Verbrennungsprozesse hervorgerufen wird, auszunutzen, um eine lokale Druckerhöhung oder lokale Druckerniedrigung in/bei dem Prozessmedium zu bewirken. The invention is based on the consideration of an existing flow of a gaseous medium, such as a process medium or process gas in a process space, for example, a flue gas flowing through a boiler of a steam generator (usually from bottom to top), whose flow is caused by local combustion processes to exploit to cause a local pressure increase or local pressure decrease in / in the process medium.
Die - aus der „eigenen Strömung" des Prozessmediums mittels des Strömungsleitelements „passiv" erzeugte - Druckerhöhung oder Druckerniedrigung bei dem Prozessmedium kann so genutzt werden, um eine Druckdifferenz über das Strömungsführungsele¬ ment aufzubauen, welche die Durchströmung des Strömungsführungselement - und Anströmung des Sensors - mit dem Prozess¬ medium bewirkt. Erhöht das Strömungsleitelement - lokal/im Bereich der Strö¬ mungsverbindung - den Druck des Prozessmediums, so kann das (druckerhöhte) Prozessmedium - über vorgesehene Strömungsführungen, d.h. das das Prozessmedium ableitbare Strömungsführungselement , beispielsweise ein Rohr o.ä. durchströmbare b The - from the "own flow" of the process medium by means of the flow "passive" generated - pressure increase or pressure reduction in the process medium can be used to build a pressure difference over the Strömungsführungsele ¬ ment, which the flow through the flow guide - and flow of the sensor - effected with the process ¬ medium. Increased the flow guide - local / in the area of Strö ¬ mung compound - the pressure of the process medium, so, the (pressure-elevated) Process Medium - about intended flow guides, that is, the process medium derivable flow guide element, such as a pipe or similar flow-through b
Körper, - gezielt und ohne weitere zusätzliche, „aktive" Hilfsmittel, wie (externe) Pumpen oder ähnliche (externe) Druckluft- bzw. Saugvorrichtungen oder entsprechende Vorrichtung mit mechanisch bewegten Bauteilen, führen bzw. aus dem Prozessraum ableiten, beispielsweise zu „entfernt", insbesondere außerhalb „Sensor-feindlicher Prozessräume", angeordne¬ ten, mit den Strömungsführungen/Strömungs-führungselement verbundenen Sensoren, mittels welcher dann physikalische und/oder chemische Eigenschaften/Parameter des Prozessmediums (hier kurz nur als Konzentrationsmessung bezeichnet) - in für die Sensoren geeigneten bzw. geeigneteren Umgebungen - messbar sind. Body, - specifically and without any additional additional, "active" aids, such as (external) pumps or similar (external) compressed air or suction devices or equivalent device with mechanically moving components, lead or derive from the process room, for example, to "removed" , in particular outside "sensor-hostile process spaces", arrange ¬ th, with the flow guides / flow-guiding element connected sensors, by which then physical and / or chemical properties / parameters of the process medium (here briefly referred to only as concentration measurement) - in for the sensors suitable or more suitable environments - are measurable.
Erniedrigt das Strömungsleitelement - lokal/im Bereich der Strömungsverbindung - den Druck des Prozessmediums, so kann das (druckerniedrigte) Prozessmedium - über vorgesehene Strö¬ mungsführungen, d.h. das das Prozessmedium wieder einleitbare Strömungsführungselement , beispielsweise ein Rohr o.ä. durch¬ strömbare Körper, - gezielt und ohne weitere zusätzliche, „aktive" Hilfsmittel, wie (externe) Pumpen oder ähnliche (ex¬ terne) Druckluft- bzw. Saugvorrichtungen oder entsprechende Vorrichtung mit mechanisch bewegten Bauteilen, führen bzw. wieder in dem Prozessraum einleiten, beispielsweise von „entfernt", insbesondere außerhalb „Sensor-feindlicher Prozess- räume", angeordneten, mit den Strömungsführungen/Strömungs- führungselement verbundenen Sensoren, mittels welcher dann physikalische und/oder chemische Eigenschaften/Parameter des Prozessmediums (hier kurz nur als Konzentrationsmessung bezeichnet) - in für die Sensoren geeigneten bzw. geeigneteren Umgebungen - messbar sind. Lowers the flow guide - local / in the area of the flow connection - the pressure of the process medium, so, the (pressure let-down) process Medium - about intended Strö ¬ mung leads, that is, the process medium again einleitbare flow guide element, or the like, for example, a tube by ¬ flowable body, - selectively and without any additional "active" auxiliaries, such as (external) pumps or similar (ex ¬ terne) compressed air or suction devices or corresponding device with mechanically moving parts, lead or initiate back into the process chamber , for example, from "remote", in particular outside "sensor-hostile process spaces", arranged, connected to the flow guides / flow management element sensors, which then physical and / or chemical properties / parameters of the process medium (referred to here for short as concentration measurement ) - in environments suitable or more suitable for the sensors - are measurable.
Dementsprechend sieht die Erfindung ein entsprechendes „pas¬ sives" Bauteil vor, d.h. das in dem Prozessraum im Bereich der Strömung des Prozessmediums anordenbares und mit dem Strömungsführungselement über eine Strömungsverbindung ver¬ bundenes Strömungsleitelement vor, welches derart ausgebildet ist, dass ein Druck des das Strömungsleitelement bzw. das Bauteil anströmenden Prozessmediums im Bereich der Strömungs¬ verbindung (lokaler Druckerhöhungs-/Druckerniedrigungsbereich an der Strömungsverbindungsstelle zwischen dem Strömungsleit¬ und dem Strömungsführungselement ) erhöhbar oder erniedrigbar ist . Accordingly, the invention provides a corresponding "pas ¬ immersive" provides component, that is, in the process chamber in the region of the flow of the process medium which can be arranged and ver ¬ bundenes with the flow guide element has a flow connection flow guide before, which is designed such that a pressure of the flow- or the component flowing process fluid in the region of the flow ¬ connection (local pressure increase / decrease pressure range at the flow connection point between the Strömungsleit ¬ and the flow guide element) can be increased or decreased.
Dieses Bauteil bzw. dieses Strömungsleitelement kann dazu ein an-/um-/durchströmbares - und somit „passives" - Bauteil sein, welches - bei dessen An-/Um-/Durchströmung durch das Prozessmedium - lokal, d.h. zumindest an der Strömungsverbin- dung/Strömungsverbindungs-stelle zwischen dem Strömungsleit- und dem Strömungsführungselement , im Prozessmedium eine For this purpose, this component or this flow-guiding element can be a component which can be flowed through / flowed through - and thus "passive" - which - when it flows through / flows through the process medium - locally, ie at least at the flow connection / Flow connection point between the Strömungsleit- and the flow guide element, in the process medium a
Druckveränderung, d.h. die Druckerhöhung oder Druckerniedrigung, bewirkt. Pressure change, i. the pressure increase or pressure reduction causes.
So kann beispielsweise das an¬ /um-/durchströmbares Bauteil bei dessen An-/Um-/Durchströmung durch das Prozessmedium ei- nen Staudruck - und damit die Druckerhöhung in dem Prozessme- dium - aufbauen. For example, the at ¬ / over / component can be flowed through in its arrival on / over / through-flow through the process medium egg NEN back pressure - and thus the pressure increase in the process medium - to build.
Uber eine (positive) Druckdifferenz an der Strömungsverbindung/Strömungsverbindungsstelle zwischen dem Strömungsleit- und dem Strömungsführungselement (hier dann auch Einströmöff nung/Strömungselementeinströmöffnung des das Prozessmedium aus dem Prozessraum ableitbaren Strömungsführungselements un hier auch lokal erhöhter Druck durch den Staudruck) , und einem Strömungsaustritt (Ausströmöffnung/Strömungselementaus¬ strömöffnung) des Strömungsführungselements , hier beispiels¬ weise niedrigerer Umgebungsdruck, bzw. einer (positiven) Druckdifferenz über das Strömungsführungselement (höherer Staudruck an der Strömungsverbindung/Einströmöffnung des Strömungsleitelements versus niedriger Druck, beispielsweise Umgebungsdruck, an der Ausströmöffnung des Strömungsführungs elements) kann so die Mediumsströmung („hilfsmittelfreie" Gaszuführung) durch das Strömungsführungselement bewirkt wer den . Uber a (positive) pressure difference at the flow connection / flow connection between the Strömungsleit- and the flow guide element (here then also Einströmöff opening / Strömungselementeinströmöffnung of the process fluid from the process chamber derivable flow guide element here also locally increased pressure by the back pressure), and a flow outlet (outflow / Strömungselementaus ¬ strömöffnung) of the flow guide element, here example ¬ example, lower ambient pressure, or a (positive) pressure difference over the flow guide element (higher back pressure at the flow connection / inflow of Strömungsleitelements versus low pressure, such as ambient pressure, at the outflow of the flow guide elements) so the medium flow ("tool-free" gas supply) caused by the flow guide element who the.
Über das mit dem Strömungsleitelement über die Strömungsver¬ bindung (auch im Folgenden in diesem Fall als Sensoreintritt/Strömungsführungselementeinströmöffnung bezeichnet) verbundene Strömungsführungselement , wie ein Rohr, kann dann damit das - zu analysierende/messende - Prozessmedium (aus dem Prozessraum ausgeleitet und) dem - mit dem Strömungsführungselement verbundenen - Sensor (zur Analyse und Messung) zugeführt werden („hilfsmittelfreie" Gaszuführung). Connected via the flow guide on the Strömungsver ¬ connection (also referred to hereinafter in this case as a sensor Admission / Strömungsführungselementeinströmöffnung) flow control element such as a pipe, can then so that the - to be analyzed / measured - process fluid (discharged from the process space and) to - connected to the flow guide - sensor (for analysis and measurement) are supplied ("tool-free" gas supply).
Kurz und vereinfacht ausgedrückt, die Erfindung sieht hier ein Staudruckelement vor, welches eine vorhandene Strömung eines Prozessmediums (dort bzw. in der Strömung anbringbar) ausnutzt, um in dem Prozessmedium eine lokale Druckerhöhung zu bewirken, mittels welcher das druckerhöhte Prozessmedium gezielt und ohne weitere zusätzliche externe Druckluftvor¬ richtungen/Pumpen (über ein Strömungsführungselement , wie ei¬ nem Rohr) einem „entfernten" (mit dem Strömungsführungselement verbundenen) Sensor zugeführt werden kann. In short and simplified terms, the invention provides here a dynamic pressure element, which uses an existing flow of a process medium (there or in the flow attachable) to cause a local pressure increase in the process medium, by means of which the pressure-increased process medium targeted and without further additional external Druckluftvor ¬ directions / pumps (via a flow guide element , as egg ¬ nem tube) a "remote" (connected to the flow guide member) sensor can be supplied.
Entsprechend kann die Erfindung so auch ein an-/um-/durch- strömbares Druckerniedrigungselement - als das Strömungsleit¬ element - vorsehen, bei dessen An-/Um-/Durchströmung durch das Prozessmedium der Druck - lokal an der Strömungsverbin- dungssteile zwischen dem Strömungsleitelement/Druckernied¬ rigungselement und dem Strömungsführungselement (hier dann auch Ausströmöffnung des das Prozessmedium in den Prozessraum wieder einleitbaren Strömungsführungselements und hier auch lokal erniedrigter Druck durch das Druckerniedrigungselement) - in dem Prozessmedium erniedrigt wird. Accordingly, the invention can also provide an on / um- / durchströmbaren pressure-lowering element - as the Strömungsleit ¬ element - at its arrival / / flow / flow through the process medium, the pressure - locally on the flow connection parts between the flow guide / Druckernied ¬ rectification element and the flow guide element (here then also the discharge of the process medium in the process chamber again initiating flow guide element and here also locally reduced pressure by the pressure reduction element) - is lowered in the process medium.
Über diese Druckabsenkung an der Strömungsverbindung/-sstelle baut sich in diesem Fall eine (negative) Druckdifferenz über das Strömungsführungselement auf, durch welche dann das - zu analysierende/messende - Prozessmedium (zuvor aus dem Pro¬ zessraum ausgeleitet) dem - mit dem Strömungsführungselement verbundenen - Sensor (zur Analyse und Messung) zugeführt werden („hilfsmittelfreie" Gaszuführung) und weiter über die Strömungsverbindung/-sstelle bzw. Strömungsführungselement- ausströmöffnung (hier in diesem Fall dann auch als Sensoraustritt bezeichnet) wieder in den Prozessraum eingeleitet wer¬ den kann. Kurz und vereinfacht ausgedrückt, die Erfindung sieht hier ein Druckerniedrigungselement vor, welches die vorhandene Strömung eines Prozessmediums (dort bzw. in der Strömung anbringbar) ausnutzt, um in dem Prozessmedium eine lokale This pressure drop in the flow connection / -sstelle builds up in this case a (negative) pressure differential across the flow guide element, through which then the - to be analyzed / measured - the process medium (previously discharged from the Pro ¬ zessraum) which: - is connected to the flow guide member - Sensor (for analysis and measurement) are fed ("tool-free" gas supply) and further via the flow connection / -sstelle or Strömungsführungselement- outflow (here in this case, then referred to as a sensor outlet) again introduced into the process room ¬ who can. In short and simplified terms, the invention provides here a pressure reduction element, which utilizes the existing flow of a process medium (there or in the flow attachable) to a local in the process medium
Druckerniedrigung - und so eine (negative) Druckdifferenz über das Strömungsführungselement - zu bewirken. Durch diese (negative) Druckdifferenz in dem Strömungsführungselement wird das Prozessmedium aus dem Strömungsführungselement „aus¬ gesogen", wodurch eine entsprechende (ab-) Strömung des Pro- zessmediums über das bzw. aus dem Strömungsführungselement erzeugt wird. Diese wiederum bewirkt, dass das Prozessmedium - ohne weitere zusätzliche externe Druckluftvorrichtun¬ gen/Pumpen - über einem „entfernt" mit dem Strömungsführungs¬ element verbundenen bzw. „entfernt" in dem Strömungselement angeordneten Sensor strömt. Pressure reduction - and so a (negative) pressure difference across the flow guide element - to effect. By this (negative) pressure difference in the flow guide element, the process fluid is "sucked out ¬" from the flow guide member, whereby a corresponding (ab-) flow of the product zessmediums is generated on or from the flow guide member. This in turn causes the process fluid - Without further additional external Druckluftvorrichtun ¬ conditions / pumps - via a "remote" connected to the flow control ¬ element or "removed" in the flow element arranged sensor flows.
Insbesondere kann so vorgesehen werden, dass das Strömungs¬ leitelement derart ausgebildet ist, dass das Prozessmedium sowohl (aus dem Prozessraum) ausleitbar als auch dorthin wie- der einleitbar (Rückführung) ist. D.h., dass Strömungsleitelement sieht die Einströmöffnung/Sensoreintritt und die Ausströmöffnung/Sensoraustritt vor, wobei das Prozessmedium über die Einströmöffnung bei dem Strömungsleitelement aus dem Prozessraum ausleitbar und über die Ausströmöffnung bei dem Strömungsleitelement wieder in den Prozessraum einleitbar ist. Das druckerhöhende Strömungsleitelement kann dann über die Strömungsverbindung mit der Einströmöffnung ( (positive) Druckdifferenz, „Ausblasen" des Prozessmediums) und/oder das druckerniedrigende Strömungsleitelement kann über die Strö- mungsverbindung mit der Ausströmöffnung ( (negative) Druckdifferenz, „Einsaugen" des Prozessmedium) verbunden sein. In particular, can be provided so that the guide element is formed such flow ¬ that the process medium is both (from the process chamber) ausleitbar and there How-introduced the (feedback). That is to say that the flow guide element provides the inflow opening / sensor inlet and the outflow opening / sensor outlet, the process medium being able to be diverted via the inflow opening in the flow guide element out of the process space and back into the process space via the outflow opening in the flow guide element. The pressure-increasing flow-guiding element can then (positive pressure difference, "blowing out" of the process medium) via the flow connection with the inflow opening and / or the pressure-lowering flow guidance element can be connected via the flow connection to the outflow opening ((negative) pressure difference, "sucking in" of the process medium). be connected.
Wird hier gleichzeitig sowohl das druckerhöhende Strömungs¬ leitelement (am Sensoreintritt) als auch das druckerniedri- gende Strömungsleitelement (am Sensoraustritt) verwendet, so kann die Druckdifferenz über das Strömungsführungselement weiter erhöht - und die Zuströmung zum Sensor verbessert werden . Derartige erfindungsgemäße Strömungsleitelemente, wie die Staudruckelemente und/oder die Druckerniedrigungselemente, können ein zumindest einseitig offener, d.h. zumindest eine Einströmöffnung aufweisender, Strömungskegel oder ein zumin- dest eine Einströmöffnung aufweisendes Strömungsrohr oder ein Venturi-Körper sein. Is here at the same time both the pressure-flow ¬ guide element used (the sensor entry) and the druckerniedri- constricting flow guide (on the sensor output), the pressure difference can be further increased over the flow guide element - and the inflow to improve the sensor. Such flow guide elements according to the invention, such as the dynamic pressure elements and / or the pressure reduction elements, can be a flow cone or at least one flow opening or venturi body which is open at least on one side, ie has at least one inflow opening.
Der „Venturi-Effekt" ist im Allgemeinen bekannt The "venturi effect" is generally known
(http : //de . wikipedia . org/wiki/Venturi-Düse ; erhältlich am 02.06.2013), durchläuft hier eine Strömung eine „Venturi- Geometrie", welche ein Abreißen der Strömung im durchs/umströmten Bereich vermeidet. Bilden sich bei der „Venturi- Geometrie" Bereiche unterschiedlicher Strömungsgeschwindig¬ keiten aus, so herrscht am Ort der schnellsten Strömung der geringste Druck (hier dann nutzbar als Druckerniedrigungsele¬ ment) . Am Ort der langsameren Strömung ist der Druck höher (hier dann nutzbar als Druckerhöhungs-/Staudruckelement ) . Dieser „druckerhöhte" Bereich kann dann so bei der Erfindung für die Strömungsverbindung bzw. für den Sensoreintritt ge- nutzt werden; der „druckerniedrigte" Bereich kann bei der Er¬ findung für die Ausströmöffnung bzw. für den Sensoraustritt genutzt werden. (http://de.wikipedia.org/wiki/Venturi-Nozzle, available on June 2, 2013), a flow here passes through a "Venturi geometry", which avoids a tearing off of the flow in the area through which flows the "venturi geometry" areas of different Strömungsgeschwindig ¬ speeds, so there at the site of the fastest flow of the lowest pressure (here then usable as Druckerniedrigungsele ¬ ment). At the location of the slower flow, the pressure is higher (here then usable as pressure booster / dynamic pressure element). This "pressure-elevated" range can then be so used in the invention for the flow connection or for the sensor entry, the "pressure let" area, in the He-making ¬ be used for the outflow or for the sensor outlet.
Wird insbesondere (gleichzeitig) sowohl die Druckerhöhung - am Sensoreintritt/Strömungsführungselementeintrittsöffnung - als auch die Druckerniedrigung - am Sensoraustritt/Strö¬ mungsführungselementausströmöffnung - genutzt, so kann die Druckdifferenz über das Strömungsführungselement weiter er¬ höht - und die Zuströmung zum Sensor verbessert werden. In particular (simultaneously) both the pressure increase - the sensor Admission / flow guide element inlet opening - and the pressure decrease - at the sensor outlet / Strö ¬ mungsführungselementausströmöffnung - used, the pressure difference across the flow guide member may further he ¬ höht - and the inflow to improve the sensor.
Die Erfindung realisiert damit auf einfache und kostengünsti¬ ge Weise eine effiziente, einfache und zuverlässige Sensor¬ vorrichtung mit einem (Gas- ) Sensor, welchem ständig - ohne weitere zusätzliche eine Gasströmung bewirkende Vorrichtungen (Pumpe) - ein zu analysierendes Prozessmedium/-gas zuführbar ist und welcher Sensor so entfernt, insbesondere außerhalb, von „Sensor-feindlicher Umgebungen, wie Prozessräumen, beispielsweise Heizkesseln von Dampferzeugern, angeordnet sein kann . Zusätzliche die Prozessgasströmung-/zuführung (sonst) bewirkende Vorrichtungen, wie externe Pumpen, sind so bei der Erfindung nicht mehr notwendig. Nahezu beliebige Sensorpositio¬ nen können durch die Erfindung realisiert werden. Kosten, Montageaufwand und Fehleranfälligkeit können minimiert; Be¬ triebssicherheit und Lebensdauer können erhöht werden. The invention thus realizes a simple and kostengünsti ¬ ge way an efficient, simple and reliable sensor ¬ device with a (gas) sensor, which continuously - without any additional gas flow effecting means (pump) - an analyte process medium / gas fed and which sensor may be so located, especially outside, of "sensor-hostile environments, such as process spaces, such as boilers of steam generators can be arranged. Additional devices causing the process gas flow / supply (otherwise), such as external pumps, are thus no longer necessary in the invention. Almost any Sensorpositio ¬ NEN can be realized by the invention. Costs, assembly costs and susceptibility to errors can be minimized; Be ¬ reliability and life can be increased.
Gerade bei korrosiven Bedingungen, wie bei stein- oder braunkohlebefeuerten Dampferzeugern, Kraftwerken und Verbrennungs- anlagen oder Anlagen mit Sekundärbrennstoffen, bzw. bei dortigen Dampferzeugern bzw. dortigen Dampferzeugerkesseln - zur dortigen Messung von CO- und 02-Konzentrationen in die Dampferzeuger bzw. die Kessel durchströmenden Rauchgasen zur Bestimmung des CO-Korrosionsniveaus und der CO-Korrosionslast - und/oder bei Sensoren, welche bei der Messung/Analyse desEspecially in corrosive conditions, such as with stony or brown coal fired steam generators, power plants and incinerators or plants with secondary fuels, or where there steam generators or local steam boiler boilers - for the local measurement of CO and 02 concentrations in the steam generator or the boiler flowing flue gases to determine the CO corrosion level and the CO corrosion load - and / or sensors, which in the measurement / analysis of the
Prozessmediums dieses verbrauchen - und so auf eine ständige Zuführung des Prozessgases angewiesen sind, erweist sich so die Erfindung von besonderem Vorteil. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen und/oder aus nachfolgenden Erläuterungen . Process medium consume this - and are dependent on a constant supply of the process gas, so the invention proves to be of particular advantage. Preferred developments of the invention will become apparent from the dependent claims and / or from the following explanations.
Die beschriebenen Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung als auch auf die er¬ findungsgemäße Prozessanlage. The embodiments described relate both to the sensor device according to the invention and to which it ¬ invention modern process plant.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Strömungsleitelement Strömungselemente, insbesondere Leit- schaufeln, aufweist. According to a preferred development, it is provided that the flow-guiding element has flow elements, in particular guide vanes.
Durch solche Strömungselemente, wie die Leitschaufeln, ist ein Drehimpuls, beispielsweise eine zirkulierende Strömung, in das das Strömungsleitelement anströmende Prozessmedium im Bereich der Strömungsverbindung einbringbar. By means of such flow elements, such as the guide vanes, an angular momentum, for example a circulating flow, can be introduced into the process medium flowing in the flow guide element in the region of the flow connection.
Hierdurch ist eine Zentrifugalkraft auf zirkulierende Parti¬ kel, wie Ruß oder Asche, im Prozessmedium aufbringbar, welche die Partikel vom Zirkulationszentrum weg nach außen drückt. Erfolgt die Ableitung des Prozessmediums zum Sensor im Be¬ reich des Zirkulationszentrums/Strömungsverbindung, so können die Partikel im Prozessmedium nicht mehr oder nur erschwert der Mediumsströmung in das Strömungsführungselement - und da- mit zum Sensor - folgen. Eine (Vor- ) Filterung des dem Sensor zugeführten Prozessmediums gegen Partikel ist so erreichbar (Trägheitsfilterung) . This enables a centrifugal force on circulating Parti ¬ kel, such as carbon black or ash, be applied in the process medium, which presses the particles from the circulation center outwardly. If the derivation of the process fluid to the sensor at Be ¬ rich of the circulation center / flow connection, the particles in the process medium can not or only with difficulty the medium flow into the flow guide element - and data with the sensor - follow. A (pre-) filtering of the process medium supplied to the sensor against particles is thus achievable (inertia filtering).
Weiterhin kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das Strömungs- leitelement oder das Strömungsführungselement im Bereich der Strömungsverbindung ein Abdeckelement aufweist, welches eine Einströmöffnung des Strömungsführungselements teilweise ab¬ deckt . Kurz, die „Extraktion"/Abströmung des Prozessmediums von dem Strömungsleitelement, d.h. aus dem Staubereich des Staudruckelements, in das Strömungsführungselement - und damit zum Sensor - erfolgt verdeckt. Auch hierdurch lässt sich die (Vor- ) Filterung/Trägheitsfilte¬ rung des dem Sensor zugeführten Prozessmediums gegen Partikel erreichen, können die Partikel aufgrund ihres Impulses nicht der Strömung zum Sensor folgen. Nach einer weiteren bevorzugten Ausbildung ist vorgesehen, dass das Strömungsführungselement zumindest bereichsweise ein rohrförmiger Körper mit einer in einer Längsrichtung des rohrförmigen Körpers ausgebildeten inneren Trennwand ist. Dadurch lassen sich vereinfacht zwei - über die innere Trenn¬ wand getrennte - Strömungswege bzw. Strömungskanäle in dem Strömungsführungselement bzw. in dem rohrförmigen Körper aus¬ bilden, welche für eine Zu- und Abströmung (Hin- und Rückführung bzw. Hinströmungs- und Rückströmungsweg/-kanal ) des zu messenden Prozessmediums zum bzw. vom - in dem Strömungsführungselement angeordneten - Sensor genutzt werden können. Furthermore, it may be preferred that the flow baffle or the flow guide element in the area of the flow connection comprises a cover which partly covers an inlet opening of the flow guide member from ¬. In short, the "extraction" / outflow of the medium from the flow guide, ie from the storage area of the back pressure element, in the flow guide member - and thus to the sensor -. Be covered is also carried thereby, the (pre-) filtering / Trägheitsfilte ¬ tion of the sensor According to a further preferred embodiment, it is provided that the flow guide element is at least partially a tubular body with an inner partition wall formed in a longitudinal direction of the tubular body simplifies two - via the inner separation ¬ wall separate - flow paths or flow channels in the flow guide element or in the tubular body from ¬ form, which for an inflow and outflow (outward and return or Hinströmungs- and Rückströmungsweg / channel ) of z u measuring process medium to or from - in the flow guide element arranged - sensor can be used.
Weiter kann hier auch bevorzugt vorgesehen sein, dass der rohrförmige Körper im Bereich eines ersten Endes des rohrför- migen Körpers eine mit der Strömungsverbindung (und dem Furthermore, it can also preferably be provided here that the tubular body is arranged in the region of a first end of the tubular body. one body with the flow connection (and the
Zuströmungskanal ) verbundene Einströmöffnung und eine über die innere Trennwand von der Einströmöffnung getrennte (und mit dem Rückströmungskanal verbundene) Ausströmöffnung auf- weist. Kurz und vereinfacht, Ein- und Ausströmung des Pro¬ zessmediums erfolgt - über die innere Trennwand getrennt - an einem (ersten) Ende des rohrförmigen Körpers. Inflow channel) and an outlet opening separated from the inflow opening (and connected to the return flow channel) via the inner dividing wall. Short and simplified carried input and outflow of the Pro ¬ zessmediums - separated by the internal partition wall - on one (first) end of the tubular body.
Im Bereich des anderen bzw. zweiten Endes des rohrförmigen Körpers kann - bei dortiger Prozessmediumsströmungsumlenkung - der Sensor angeordnet sein. In the region of the other or the second end of the tubular body, the sensor can be arranged in the case of a process medium flow deflection.
Das zu messende Prozessmedium strömt so an dem ersten Ende des rohrförmigen Körpers in diesen ein; durchströmt den einen Strömungsweg/Hinströmungskanal bis zum zweiten Ende des rohr¬ förmigen Körpers, an welchem der Sensor angeordnet ist; wird dort umgelenkt und strömt von dort über den anderen Strö- mungsweg/Rückströmungskanal wieder zum ersten Ende des rohr¬ förmigen Körpers . The process medium to be measured thus flows into the first end of the tubular body in this; flows through the one flow path / outflow channel to the second end of the tubular ¬ shaped body on which the sensor is arranged; is deflected there and flows from there via the other flow path / return flow channel again to the first end of the tubular ¬ shaped body.
Besonders bevorzugt kann weiter auch vorgesehen sein, dass - bei den mittels der inneren Trennwand im rohrförmigen Körper ausgebildeten zwei Strömungskanälen - deren Kanallängsrichtungen gegenüber der Längsrichtung des rohrförmigen Körpers geneigt sind. Particularly preferably, it can also be provided that - in the case of the two flow channels formed in the tubular body by means of the inner partition wall - their channel longitudinal directions are inclined with respect to the longitudinal direction of the tubular body.
Hierdurch kann ermöglicht werden, dass Kondensate im Prozess¬ medium „vom (am zweiten Ende des rohrförmigen Körpers angeordneten) Sensor weg", „zum ersten Ende des rohrförmigen Kör- pers hin zurückfließen - und somit die Sensormessung nicht ungeeignet beeinflusst bzw. verfälscht wird. This can makes it possible condensates in the process ¬ medium "from (arranged at the second end of the tubular body) sensor away", "the first end of the tubular body toward flow back - and hence the sensor measurement is not suitable influenced or falsified.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Filter in dem Strömungsführungselement stromaufwärts oder stromabwärts dem in dem Strömungsführungselement ange¬ ordneten Sensor angeordnet ist. Auch können mehrere, zumindest zwei, Filter in dem Strömungs- führungselement stromaufwärts und stromabwärts dem in dem Strömungsführungselement angeordneten Sensor angeordnet sein. So können beispielsweise ein erster Filter in dem Zuströ- mungskanal und ein zweiter Filter in dem Rückströmungskanal des rohrförmigen Körpers angeordnet sein. According to a further preferred embodiment, it is provided that a filter in the flow guide element upstream or downstream of the arranged in the flow guide element ¬ sensor is arranged. Also, a plurality, at least two, filters may be disposed in the flow guide member upstream and downstream of the sensor disposed in the flow guide member. For example, a first filter may be disposed in the inflow passage and a second filter may be disposed in the return flow passage of the tubular body.
Auch kann vorgesehen sein, dass der Sensor ein Gassensor, insbesondere ein CO- oder C02- oder 02-Sensor, und/oder ein Halbleiter-basierter Gassensor oder ein Pellistorsensor ist. It can also be provided that the sensor is a gas sensor, in particular a CO or CO 2 or O 2 sensor, and / or a semiconductor-based gas sensor or a pellistor sensor.
Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung, insbesondere eine Vielzahl von den Sensorvorrichtungen, bei einem mit Rauchgas durchströmten Heizkessel, insbesondere eines mit fossilen Brenn¬ stoffen befeuerten Dampferzeugers eines Heizkraftwerks, zur Messung einer CO- und/oder C02- und/oder 02-Konzentration im Rauchgas eingesetzt wird bzw. werden. According to a particularly preferred embodiment provides that the sensor device, in particular a plurality of sensor devices in a throughflow of flue gas boiler, in particular a fossil fuel ¬ materials fired steam generator of a power plant, for measuring a CO and / or C02 and / or 02 concentration in the flue gas is or will be used.
Hierzu können in einer Heizkesselwand des Heizkessels eine die Kesselwand durchdringende Bohrung bzw. eine Vielzahl von die Kesselwand durchdringende Bohrungen vorgesehen werden, in welche die Sensorvorrichtung bzw. die Vielzahl von Sensorvor- richtungen (jeweils) eingebracht/eingeschoben werden („Einstecken der gesamten Einheit") . For this purpose, a bore penetrating the boiler wall or a multiplicity of holes penetrating the vessel wall can be provided in a boiler wall of the boiler into which the sensor device or the multiplicity of sensor devices are respectively inserted / inserted ("insertion of the entire unit"). ).
Besonders bevorzugt kann die Anbringung der Sensorvorrich- tung/-en an/in der Heizkesselwand derart erfolgen, dass das Strömungsführungselement der Sensorvorrichtung die Behälter¬ wand durchdringend und das Strömungsleitelement, insbesondere das Strömungsleitelement (Staudruckelement) und die Strö¬ mungsverbindung (Sensoreintritt) , in dem Prozessraumbehälter angeordnet sind. Particularly preferably, the attachment of the sensor device can / -en on / in the boiler wall be such that the flow guide element of the sensor device, the container ¬ wall penetrating and the flow guiding element, in particular the flow guiding element (dynamic pressure member) and the Strö ¬ mung compound (sensor entry), in the process space container are arranged.
Herrscht außerhalb des Prozessraums ein anderer, d.h. höhe¬ rer, Druck als innerhalb des Prozessraums, beispielsweise wie bei einem Heizkessel eines Dampferzeugers mit Unterdruck im Heizkessel, so kann hier - zur Erzielung der positiven Druck- differenz über das Strömungsführungselement - vorgesehen sein, das Strömungsführungselement „wieder in den Kessel (mit dortigem Unterdruck) zurückzuführen". If there is another, ie higher, pressure outside the process space than within the process space, for example, as in the case of a boiler of a steam generator with negative pressure in the boiler, then - to achieve the positive pressure difference over the flow guide element - be provided, the flow guide element "back into the boiler (with local vacuum) due".
Anschaulich und vereinfacht ausgedrückt, eine Ausströmungs¬ öffnung des Strömungsführungselements für das Prozessmedium (nach bzw. stromabwärts des in dem Strömungsführungselement angeordneten Sensors) ist - wie schon die Einströmöff¬ nung/Sensoreintritt bzw. die Strömungsverbindung zwischen dem Strömungsleit- und dem Strömungsführungselement in dem Kessel angeordnet . Illustratively stated, and simplifies an efflux ¬ opening of the flow guide member for the process medium (after and downstream of which is arranged in the flow guide element sensor) is - as already Einströmöff ¬ voltage / sensor entry and the flow connection between the flow guiding and the flow guide element into the vessel arranged.
Besonderes einfach lässt sich dieses über den rohrförmigen Körper mit innerer Trennwand realisieren, dessen erstes Ende in dem Heizkessel/Prozessraum angeordnet ist. Auch ein - um 180° - gebogenes/umgelenktes „Einfach-Rohr" mit Ein- und Aus¬ trittsöffnung an den jeweils gegenüberliegenden ersten und zweiten Rohrenden - bei Anordnung des ersten und des zweiten Endes in dem Heizkessel/Prozessraum ist möglich. It is particularly easy to realize this via the tubular body with inner partition whose first end is arranged in the boiler / process chamber. A - 180 ° - curved / deflected "single tube" with on and off ¬ opening at the opposite first and second pipe ends - with the arrangement of the first and the second end in the boiler / process chamber is possible.
Die in dem Heizkessel liegenden Austrittsöffnungen können dabei aerodynamisch optimiert ausgebildet sein, um eine (nega¬ tive) Strömungsbeeinflussung der Strömung des Prozessmediums im Heizkessel/Prozessraum - durch das aus dem Strömungsführungselement ausströmende Prozessmedium - nur gering zu be¬ einflussen . The outlet openings lying in the boiler can be designed aerodynamically optimized to provide (nega ¬ tive) flow influencing the flow of the process medium in the boiler / process chamber - influences only little to be ¬ - by the flowing out of the flow guide element process medium.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung kann so insbesondere vorgesehen sein, dass das Strömungsführungselement eine mit der Strömungsverbindung verbundene Einströmöffnung sowie eine über einen Strömungskanal mit der Einströmöffnung verbundene Ausströmöffnung aufweist, wobei das Strömungsführungselement derart in der Behälterwand aufgenommen ist, dass zumindest die Einströmöffnung, insbesondere - bei höherem Druck außerhalb des Prozessraums als innen im Prozessraum - die Ein¬ strömöffnung und die Ausströmöffnung, innerhalb des Prozessraumbehälters und der Strömungskanal zumindest bereichsweise außerhalb des Prozessraumbehälters angeordnet ist. Der Sensor kann dabei bevorzugt in dem außerhalb des Prozess¬ raumbehälters liegenden Bereich des Strömungsführungselements angeordnet sein und unterliegt so nicht den „Sensor-feindli¬ chen" Umgebungsbedingungen im Prozessraum. According to a preferred development, it can thus be provided in particular that the flow guide element has an inflow opening connected to the flow connection and an outflow opening connected to the inflow opening via a flow channel, wherein the flow guide element is received in the container wall such that at least the inflow opening, in particular at higher Pressure outside of the process chamber than inside the process space - the inlet ¬ flow opening and the outflow opening, within the process chamber container and the flow channel is at least partially disposed outside of the process chamber container. The sensor can preferably be arranged in the region lying outside the process ¬ silo area of the flow guide element and so not subject to the "sensor-feindli ¬ Chen" ambient conditions in the process chamber.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammenge- fasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wird der Fachmann jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. The description of advantageous embodiments of the invention given hitherto contains numerous features which are reproduced in some detail in the individual subclaims. However, those skilled in the art will conveniently consider these features individually and summarize them to meaningful further combinations.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in den Ausführungsbei¬ spielen angegebene Kombination von Merkmalen beschränkt, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. So können dazu ge¬ eignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch expli¬ zit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel ent- fernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht werden. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of embodiments, which will be described in connection with the drawings. However, the invention is not limited to the combination of features specified in the exemplary embodiments, not even with regard to functional features. Thus, also considered isolated expli ¬ zit to ge ¬ suitable characteristics of each embodiment, of an embodiment corresponds removed, are introduced in another embodiment, to its complement.
Funktions-/Bauartgleiche bzw. identische Elemente oder Kompo¬ nenten weisen in den Ausführungsbeispielen gleiche Bezugszei- chen auf. Function / design the same or identical elements or compo nents ¬ have in the embodiments the same reference symbols on.
Es zeigen: Show it:
FIG 1 eine Vorrichtung zur Konzentrationsmessung von Gas- bestandteilen gemäß einem Ausführungsbeispiel, 1 shows a device for measuring the concentration of gas components according to an exemplary embodiment,
FIG 2 eine Vorrichtung zur Konzentrationsmessung von Gasbestandteilen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, FIG 3 eine Vorrichtung zur Konzentrationsmessung von Gasbestandteilen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, 2 shows a device for measuring the concentration of gas constituents according to a further exemplary embodiment, 3 shows a device for measuring the concentration of gas components according to a further exemplary embodiment,
FIG 4 eine Vorrichtung zur Konzentrationsmessung von Gasbestandteilen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, FIG 5 eine Vorrichtung zur Konzentrationsmessung von Gasbestandteilen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, 4 shows a device for measuring the concentration of gas constituents according to a further exemplary embodiment, FIG. 5 shows a device for measuring the concentration of gas constituents according to a further exemplary embodiment,
FIG 6 eine Vorrichtung zur Konzentrationsmessung von Gas- bestandteilen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, 6 shows a device for measuring the concentration of gas components according to a further exemplary embodiment,
FIG 7 eine Vorrichtung zur Konzentrationsmessung von Gasbestandteilen gemäß einem weiteren Ausführungsbei- spiel, 7 shows a device for measuring the concentration of gas constituents according to a further exemplary embodiment,
FIG 8 eine Vorrichtung zur Konzentrationsmessung von Gasbestandteilen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und 8 shows a device for concentration measurement of gas components according to a further embodiment and
FIG 9 eine Vorrichtung zur Konzentrationsmessung von Gasbestandteilen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel . Konzentrationsmessung von Gasbestandteilen 9 shows a device for concentration measurement of gas components according to a further embodiment. Concentration measurement of gas components
FIG 1 zeigt eine Sensorvorrichtung 1 um bei stein- oder braunkohlebefeuerten Dampferzeugern 21, Kraftwerken und Verbrennungsanlagen oder Anlagen mit Sekundärbrennstoffen (nicht dargestellt) bzw. bei dortigen Dampferzeugern 21 bzw. dortigen Dampferzeugerkesseln/Heizkesseln 20 über die Messung von CO- und 02-Konzentrationen bei die Heizkessel 20 durchströ¬ menden Rauchgasen 4 ein CO-Korrosionsniveau und eine CO- Korrosionslast zu bestimmen. Dadurch soll frühzeitig eine Korrosionsgefährdung bei den Dampferzeugern 21/Heizkesseln 20 erkannt und eine Langzeitbewertung einer korrosiven Belastung bei den Dampferzeugern 21/Heizkesseln 20 ermöglicht sowie darüber eine Kesselwandab¬ zehrung bei den Dampferzeugern 21/Heizkesseln 20 vermindert werden . FIG. 1 shows a sensor device 1 in the case of solid or lignite-fired steam generators 21, power plants and incinerators or plants with secondary fuels (not shown) or local steam generators 21 or steam boiler boilers / boilers 20 via the measurement of CO and O 2 concentrations 4 to determine the boiler 20 durchströ ¬ Menden flue gases, a CO level of corrosion and a corrosion CO- load. This should be early detected a risk of corrosion in the steam generators 21 / boilers 20 and a long-term assessment of a corrosive load in the steam generators 21 / boilers 20 allows and about a Kesselwandab ¬ tion in the steam generators 21 / boilers 20 are reduced.
Die Sensorvorrichtung 1 weist, wie FIG 1 zeigt, einen beid- seitig offenen, damit in einer Strömungsrichtung 26 von einem Gas 4 durchströmbaren Kegel 7 auf. As FIG. 1 shows, the sensor device 1 has a cone 7 which is open on both sides and thus permeable by a gas 4 in a flow direction 26.
Etwas im Bereich der Mitte des Kegels 7 weist dieser eine Öffnung/Bohrung 27 auf, über welche eine Abströmung von dem den Kegel 7 durchströmenden Gas 4 - über die Bohrung 27 bzw. über die Strömungsverbindung/-sstelle 6 (auch als Sensorein¬ tritt 11 bezeichnet) - in ein mit seiner Eintritt-/-ström- öffnung 11 an der Bohrung 27 angebrachtes und mit der Bohrung 27 bzw. über den Sensoreintritt 11 bzw. seiner Eintrittsöff- nung 8 strömungstechnisch in Verbindung stehendes Rohr 2 ermöglicht ist. Something in the region of the center of the cone 7, this has an opening / bore 27, via which an outflow from the cone 7 flowing through the gas 4 - via the bore 27 and via the flow connection / -sstelle 6 (also as Sensorein ¬ occurs 11th 2) is made possible in a tube 2 which is attached to the bore 27 with its inlet / outlet opening 11 and which communicates fluidly with the bore 27 or via the sensor inlet 11 or its inlet opening 8.
In Strömungsrichtung 28 stromabwärts der Strömungsverbindung/des Sensoreintritts 11 bzw. der Eintrittsöffnung 11 des Rohres 2 ist ein ( Partikel- ) Filter 19 in dem Rohr 2 angeordnet, um eine Filterung des das Rohr durchströmenden Gases 4 durchzuführen . In the flow direction 28 downstream of the flow connection / the sensor inlet 11 or the inlet opening 11 of the tube 2, a (particle) filter 19 is arranged in the tube 2 to perform a filtering of the gas 4 flowing through the tube.
Weiter stromabwärts in dem Rohr 2, d.h. stromabwärts des Fil- ters 19, ist ein Gassensor 5, hier ein C0/O2-Sensor in dem Rohr 2, zur CO- bzw. 02-Konzentrationsmessung bei dem das Rohr 2 durchströmenden Gases 4 angeordnet. Farther downstream in the tube 2, i. downstream of the filter 19, a gas sensor 5, here a C0 / O2 sensor in the tube 2, for CO- and 02-concentration measurement in the pipe 2 flowing through the gas 4 is arranged.
Wieder weiter stromabwärts dem Gassensor 5 in dem Rohr 2 en- det das Rohr 2 in einer Austrittsöffnung 15, über welche das das Rohr 2 durchströmende Gas das Rohr 2 bzw. die Sensorvor¬ richtung 1 verlässt bzw. aus dieser abströmt. Die Sensorvorrichtung 1 ist, wie FIG 1 auch zeigt, mit ihrem Rohr 2 derart in einer Bohrung 29 einer Heizkesselwand 22 des Heizkessels 20 des Dampferzeugers 21 eingebracht bzw. aufge¬ nommen, dass das Rohr 2 die (kühlbare) Heizkesselwand 22 durchdringt, wobei der den Gassensor 5 aufnehmende Teil des Rohrs 2 sowie die Ausströmöffnung 15 des Rohres 2 (auch zwei¬ tes Ende 16 des Rohres 2) außerhalb des Heizkessels 20 - mit dortig herrschendem Umgebungsdruck - angeordnet ist, wohinge¬ gen der Kegel 7 und die Strömungsverbindung 6/der Sensorein- tritt 11 zwischen dem Kegel 7 und dem Rohr 2 der Sensorvorrichtung 1 in dem Heizkessel 20 zu liegen kommt. Still further downstream of the gas sensor 5 in the tube 2 ene det the pipe 2 in an outlet opening 15 through which the tube 2 leaves the gas flowing through the pipe 2 or the Sensorvor ¬ device 1 and flows out from this. The sensor device 1, as FIG 1 also shows, with their tube 2 in such a way in a bore 29 of a boiler wall 22 of the boiler 20 of the steam generator 21 placed or positioned ¬ taken that the tube 2, the (coolable) boiler wall permeates 22, wherein the the gas sensor 5 receiving part of the tube 2 and the outflow opening 15 of the tube 2 (two ¬ tes end 16 of the tube 2) outside of the boiler 20 - with local prevailing ambient pressure - is arranged, whereas ¬ conditions the cone 7 and the flow connection 6 / the sensor inlet 11 comes to rest between the cone 7 and the tube 2 of the sensor device 1 in the heating boiler 20.
Wo in dem Heizkessel 20 - in Strömungsrichtung 30 von unten nach oben - strömendes Rauchgas 4 den Heizkessel 20 in der Strömungsrichtung 30 durchströmt, ist der Kegel 7 der Sensorvorrichtung 1 so im Heizkessel 20 bzw. bezüglich der Strömungsrichtung 30 des Rauchgases 4 im Prozessraum 3/FeuerraumWhere in the boiler 20 - in the flow direction 30 from bottom to top - flowing flue gas 4 flows through the boiler 20 in the flow direction 30, the cone 7 of the sensor device 1 in the boiler 20 and with respect to the flow direction 30 of the flue gas 4 in the process space 3 / firebox
3 des Heizkessels 20 ausgerichtet, dass das Rauchgas 4 über die größere Kegelöffnung 8, d.h. die Eintrittsöffnung 8, in diesen einströmt, diesen in der Strömungsrichtung 26 durchströmt und an der kleineren Kegelöffnung 31, d.h. der Austrittsöffnung 31, den Kegel 7 verlässt bzw. aus diesem abströmt . Strömt das Rauchgas 4 im Feuerraum 3 so in Strömungsrichtung 26 durch den Kegel 7 und nützt die Sensorvorrichtung 1 so die Strömung des Rauchgases 4 im Feuerraum 3 (hier von unten nach oben) aus, baut sich ein Staudruck (Druckerhöhung) des den Kegel 7 durchströmenden Rauchgases 4 bzw. im Feuerraum 3 im Kegel 7 auf. D.h., der Druck des Rauchgases 4 im Kegel 7 er¬ höht sich gegenüber dem (ursprünglichen) Druck des RauchgasesAligned 3 of the boiler 20, that the flue gas 4 via the larger conical opening 8, ie the inlet opening 8, flows into this, flows through it in the flow direction 26 and at the smaller conical opening 31, ie the outlet opening 31, the cone 7 leaves or out this flows out. If the flue gas 4 flows in the combustion chamber 3 in the flow direction 26 through the cone 7 and the sensor device 1 thus uses the flow of the flue gas 4 in the combustion chamber 3 (from bottom to top), a dynamic pressure (pressure increase) of the cone 7 flowing through it builds up Flue gas 4 or in the combustion chamber 3 in the cone 7. That is, the pressure of the flue gas 4 in the cone 7 he ¬ increases with respect to the (original) pressure of the flue gas
4 im Feuerraum 3. 4 in the firebox 3.
Über den Sensoreintritt 11/die Strömungsverbindung 6 zwischen dem Kegel 7 und dem Rohr 2 bzw. die Einströmöffnung 11 des Rohres 2 strömt das Rauchgas - bewirkt durch den Staudruck bzw. den erhöhten Druck am Sensoreintritt 11/an der Einströmöffnung 11 des Rohres 2 und dem niedrigeren (Umgebungs- ) Druck an der außerhalb des Feuerraums 3 liegenden Ausströmöffnung 15 des Rohres 2 (positive Druckdifferenz über das Rohr 2) - vom Kegel 7 ab und in das Rohr 2 ein. Es strömt dort, d.h. im Rohr 2, in Strömungsrichtung 28 weiter, wo es - über die Filterung durch den Filter 19 - dem Sensor 5 zugeführt wird (ständige, „hilfsmittelfreie" Gaszuführung) . About the sensor inlet 11 / the flow connection 6 between the cone 7 and the tube 2 and the inflow opening 11 of the tube 2 flows the flue gas - caused by the dynamic pressure or the increased pressure at the sensor inlet 11 / at the inlet opening 11 of the tube 2 and the lower (ambient) pressure at the lying outside of the combustion chamber 3 outflow 15 of the tube 2 (positive pressure difference across the tube 2) - from the cone 7 and into the tube 2 a. It flows there, ie in the pipe 2, in the flow direction 28 where it is - via the filter through the filter 19 - the sensor 5 is supplied (constant, "auxiliaries" gas supply).
Nach Konzentrationsmessung des Rauchgases 4 durch den Sensor 5 strömt das Rauchgas 4 über die Ausströmöffnung 15 des Roh¬ res 2 (zweites Ende 16 des Rohres 2) aus diesem bzw. aus der Sensorvorrichtung 1 ab. After concentration measurement of the flue gas 4 by the sensor 5, the flue gas 4 flows via the outflow opening 15 of the raw ¬ res 2 (second end 16 of the tube 2) from this or from the sensor device 1 from.
Die Sensorvorrichtung 1 realisiert so - unter Ausnützung einer vorhandenen Rauchgasströmung im Feuerraum 3 eines Heizkessels 20 /Dampferzeugers 21 mittels eines einfachen Stau- druckelements 7, d.h. dem beidseitig offenen und vom Rauchgas 4 durchströmten Kegel 7 - auf einfache und kostengünstige Weise eine effiziente, einfache und zuverlässige Sensorvor¬ richtung 1 mit Gassensor 5, welchem ständig - ohne weitere zusätzliche eine Gasströmung bewirkende Vorrichtungen (Pumpe) - das Rauchgas 4 zuführbar ist und welcher Sensor 5 so ent¬ fernt, d.h. außerhalb, von „Sensor-feindlicher Umgebungen, wie dem Feuerraum 3, angeordnet sein kann. The sensor device 1 realizes - by utilizing an existing flue gas flow in the combustion chamber 3 of a boiler 20 / steam generator 21 by means of a simple congestion pressure element 7, ie the cones 7 open on both sides and flowed through by the flue gas 4 - in an easy and cost effective manner an efficient, simple and Reliable Sensorvor ¬ direction 1 with gas sensor 5, which constantly - without further additional gas flow causing devices (pump) - the flue gas 4 can be supplied and which sensor 5 so ent ¬ distant, ie outside of "sensor-hostile environments, such as the firebox 3, can be arranged.
Zusätzliche die Prozessgasströmung-/zuführung zum Sensor 5 (sonst) bewirkende Vorrichtungen, wie externe Pumpen, sind so bei dieser Sensorvorrichtung 1 nicht mehr notwendig. Nahezu beliebige Sensorpositionen können durch - entsprechende Ausgestaltung des Rohres 2 bzw. dessen Länge - die Sensorvorrichtung 1 realisiert werden. Kosten, Montageaufwand und Feh- leranfälligkeit können minimiert; Betriebssicherheit und Le¬ bensdauer können erhöht werden. Additional devices causing the process gas flow / supply to the sensor 5 (otherwise), such as external pumps, are thus no longer necessary in this sensor device 1. Almost any desired sensor positions can be realized by - corresponding design of the tube 2 or its length - the sensor device 1. Costs, assembly costs and susceptibility to errors can be minimized; Operational reliability and service life Le ¬ can be increased.
FIG 2 zeigt die Sensorvorrichtung 1 aus FIG 1 - ansonsten unverändert - mit einer geringfügigen Modifikation („Prozess- gasrückführung" ) . FIG. 2 shows the sensor device 1 from FIG. 1 - otherwise unchanged - with a slight modification ("process gas recirculation").
Herrscht außerhalb des Heizkessels 3 bzw. außerhalb der Heiz¬ kesselwand 22 ein anderer Druck, d.h. ein höherer Druck, als innerhalb des Heizkessels 3 (beispielsweise hier herrschender Unterdruck) , so kann es erforderlich sein, die Ausströmöffnung 15 des Rohres 2 bzw. das zweite Ende 16 in den Heizkes¬ sel 3 zurückzuführen, um so die die Gaszuführung im Rohr 2 bewirkende (positive) Druckdifferenz zwischen der Einström- Öffnung 11 und der Ausströmöffnung 15 bzw. dem ersten Ende 13 und dem zweiten Ende 16 des Rohres 2 zu realisieren. Outside the boiler 3 or outside the heating ¬ boiler wall 22 is another pressure, ie a higher pressure, than inside the boiler 3 (for example, prevailing here Negative pressure), it may be necessary to return the outflow opening 15 of the tube 2 or the second end 16 in the Heizkes ¬ sel 3, so as to the gas supply in the tube 2 causing (positive) pressure difference between the inflow opening 11 and the Outlet opening 15 and the first end 13 and the second end 16 of the tube 2 to realize.
Wie FIG 2 zeigt, weist hierzu die Heizkesselwand 22 eine wei¬ tere Bohrung 29 auf, in welche das - um 180° gebogene (Rohr- rückführung/-biegung 32) - Rohr 2 mit seiner Ausströmöffnung 15 bzw. seinem zweiten Ende 16 (von außen nach innen) durchgeführt wird. As FIG 2 shows, for this purpose, the boiler wall 22, a white ¬ tere bore 29, into which the - 180 ° curved (pipe-loop / bend 32) - tube 2 with its outlet opening 15 and its second end 16 (of outside to inside).
Des Weiteren ist hier bei der Sensorvorrichtung 1, wie FIG 2 zeigt, ein zweiter Filter 19 vorgesehen, welcher - in Strömungsrichtung 28 - stromabwärts dem Sensor 5 in dem Rohr 2 angeordnet ist. Furthermore, in the case of the sensor device 1, as shown in FIG. 2, a second filter 19 is provided which-in the flow direction 28 -is arranged downstream of the sensor 5 in the tube 2.
FIG 3 verdeutlicht eine weitere Sensorvorrichtung 1, wie aus FIG 2, mit weiter einer geringfügigen Modifikation - ansonsten unverändert. 3 illustrates a further sensor device 1, as shown in FIG 2, with further a minor modification - otherwise unchanged.
Wie FIG 3 zeigt, ist hier das Staudruckelement 7 bzw. der beidseitig offene Kegel 7 sowie das über den Sensoreintritt 11 bzw. die Einströmöffnung 11 mit dem Kegel 7 verbundeneAs shown in FIG. 3, here the dynamic pressure element 7 or the cone 7 which is open on both sides and the cone 7 connected via the sensor inlet 11 or the inflow opening 11 are connected to the cone 7
Rohr 2 als integrierter (Gesamt- ) Körper, in Form eines rohr- förmigen (Gesamt- ) Körpers , ausgebildet. Pipe 2 as an integrated (total) body, in the form of a tubular (total) body formed.
In einem ersten - im Feuerraum 3 liegenden Bereich des (Ge- samt- ) Körpers ist dabei das Staudruckelement 7 bzw. der beid¬ seitig offene Kegel 7 ausgebildet; in einem zweiten zum Teil noch innerhalb des Feuerraums 3 sowie zum Teil außerhalb des Feuerraums liegenden Bereichs des (Gesamt- ) Körpers ist das das über den Sensoreintritt 11 bzw. die Einströmöffnung 11 mit dem Kegel 7 verbundene Rohr 2 ausgebildet. In a first - in the combustion chamber 3 lying area of the (overall velvety) body, the backpressure element 7 or the beid ¬ sided open cone 7 is formed; In a second part of the (total) body, which is partly still inside the combustion chamber 3 and partly outside the combustion chamber, the pipe 2 connected to the cone 7 via the sensor inlet 11 or the inlet opening 11 is formed.
Wie FIG 3 weiter zeigt ist dabei die Strömungsführung des Rauchgases 4 im Rohr 2 mittels einer inneren Trennwand 12 re¬ alisiert, welche in dem Rohr 2 die beiden Strömungskanäle 17 (Strömungskanal vom Sensoreintritt 11 zum Sensor 5 (nicht dargestellt) ) und 18 (Strömungskanal vom Sensor 5 (nicht dar¬ gestellt) zur Ausströmöffnung 15 bzw. zurück in den Feuerraum 3) ) ausbilden . As FIG 3 also shows the flow of the flue gas 4 in the pipe 2 is re ¬ alisiert means of an inner partition wall 12, which in the pipe 2, the two flow channels 17 (Not constitute ¬ provided) to the outflow opening 15 and back into the combustion chamber 3 flow channel from the sensor 5 ()) form (flow channel from the inlet sensor 11 to the sensor 5 (not shown)), and 18th
Die Umlenkung der Rauchgasströmung im Rohr 2 erfolgt dadurch, dass die innere Trennwand 12 zwischen den beiden Strömungska¬ nälen 17 und 18 nicht bis zum außerhalb des Feuerraums 3 lie¬ genden zweiten Ende 16 (nicht dargestellt - vgl. FIG 4) durchgezogen ist; im Bereich der Umlenkung ist der Sensor 5 (nicht dargestellt - vgl. FIG 4) angeordnet. The deflection of the flue gas flow in the tube 2 is effected in that the inner partition wall 12 between the two Strömungska ¬ nals 17 and 18 not to the outside of the combustion chamber 3 lie ¬ ing second end 16 (not shown - see FIG 4) is pulled through; in the region of the deflection of the sensor 5 (not shown - see Figure 4) arranged.
Die gesamte Einheit ( (Gesamt- ) Körper) bzw. die Sensorvorrichtung 1 lässt sich so - als Gesamtes - durch die Bohrung 29 in die Heizkesselwand 22 einstecken. The entire unit ((total) body) or the sensor device 1 can be inserted as a whole - through the bore 29 in the boiler wall 22.
Durch aerodynamische Optimierung der Ausströmöffnung 15 des Rohres 2, durch die das Rauchgas 4 nach dessen Messung durch den außerhalb des Feuerraums 3 liegenden Sensors 5 (nicht dargestellt) wieder in den Feuerraum 3 eingebracht wird, kann zusätzlich die Gasanströmung des Sensors 5 verbessert werden. By aerodynamic optimization of the outflow opening 15 of the tube 2 through which the flue gas 4 is introduced after its measurement by the outside of the combustion chamber 3 sensor 5 (not shown) back into the combustion chamber 3, in addition, the gas flow of the sensor 5 can be improved.
FIG 4 zeigt eine weitere Sensorvorrichtung 1, wie aus FIG 3, mit einer weiteren geringfügigen Modifikation - ansonsten unverändert. 4 shows another sensor device 1, as shown in FIG 3, with a further minor modification - otherwise unchanged.
Auch hier ist die Sensorvorrichtung 1 als (einfacher) rohr- förmiger (Gesamt- ) Körper mit integriertem Staudruckelement 7 und Rohr 2 ausgebildet. Here, too, the sensor device 1 is designed as a (simple) tubular (overall) body with integrated ram pressure element 7 and tube 2.
Wie FIG 4 zeigt ist dabei auch die Strömungsführung des As FIG 4 shows is also the flow of the
Rauchgases 4 im Rohr 2 mittels der inneren Trennwand 12 rea¬ lisiert, welche in dem Rohr 2 die beiden Strömungskanäle 17 (Strömungskanal vom Sensoreintritt 11 /Einströmöffnung 11 zum Sensor 5 und 18 (Strömungskanal vom Sensor 5 zur Ausströmöffnung 15 bzw. zurück in den Feuerraum 3) ausbildet. Flue gas 4 in the tube 2 by means of the inner partition 12 rea ¬ lisiert, which in the tube 2, the two flow channels 17 (flow channel from the sensor inlet 11 / inlet opening 11 to the sensor 5 and 18 (flow channel from the sensor 5 to the outflow opening 15 and back into the furnace 3) trains.
Die Umlenkung der Rauchgasströmung im Rohr 2 erfolgt auch hier dadurch, dass die innere Trennwand 12 zwischen den bei- den Strömungskanälen 17 und 18 nicht bis zum außerhalb des Feuerraums 3 liegenden zweiten Ende 16 des Rohres 2 durchge¬ zogen ist; im Bereich der Umlenkung ist der Sensor 5 angeordnet . The deflection of the flue gas flow in the pipe 2 is also here in that the inner partition 12 between the two the flow channels 17 and 18 is not to the outside of the combustion chamber 3 lying second end 16 of the tube 2 durchge ¬ attracted; in the region of the deflection of the sensor 5 is arranged.
Stromauf- sowie stromabwärts zu dem Sensor 5 sind - in den beiden Strömungskanälen 17 und 18 - zwei Filter 19 in dem Rohr 2 angeordnet. Der Staudruck entsteht hier - bewirkt durch Ausbildung des Staudruckelements 7 als einfache Einströmöffnung 8 in den rohrförmigen (Gesamt- ) Körper im Bereich der Rauchgasströmung 30 im Feuerraum 3 - an dieser der Strömung 30 zugewandeten Einströmöffnung 8 des rohrförmigen (Gesamt- ) Körpers , wodurch ein - die positive Druckdifferenz im Rohr 2 bildender und die Gaszuführung zum Sensor 5 bewirkender - Druckunterschied zur Ausströmöffnung 15 des Rohres 2 besteht. Upstream and downstream of the sensor 5 are - in the two flow channels 17 and 18 - two filters 19 arranged in the tube 2. The back pressure arises here - caused by formation of the dynamic pressure element 7 as a simple inlet opening 8 in the tubular (total) body in the region of the flue gas flow 30 in the combustion chamber 3 - at this the flow 30 facing inlet 8 of the tubular (total) body, creating a - The positive pressure difference in the tube 2 forming and the gas supply to the sensor 5 effecting - pressure difference to the outflow opening 15 of the tube 2 consists.
Die Strömungskanäle 17 und 18 im Rohr 2 sind dabei geneigt, d.h. deren Kanallängsrichtungen 23 und 24 sind gegenüber der Längsrichtung des Rohres 2 bzw. des (Gesamt- ) Körpers geneigt, wodurch Kondensate - im (zu messenden) Rauchgas 4 - in den Feuerraum 3 zurückfließen können. Die gesamte Einheit ( (Gesamt- ) Körper) bzw. die Sensorvorrichtung 1 lässt sich so ebenfalls - als Gesamtes - durch die Bohrung 29 in die Heizkesselwand 22 einstecken. The flow channels 17 and 18 in the tube 2 are inclined, i. their channel longitudinal directions 23 and 24 are inclined relative to the longitudinal direction of the tube 2 and the (total) body, whereby condensates - in the (to be measured) flue gas 4 - can flow back into the combustion chamber 3. The entire unit ((total) body) or the sensor device 1 can thus also - as a whole - insert through the bore 29 in the boiler wall 22.
FIG 5 zeigt eine weitere - als integrierten (Gesamt- ) Körper ausgebildete - Sensorvorrichtung 1, bei welcher das Stau¬ druckelement 7 als Venturi-Körper/-Geometrie 7 realisiert ist . FIG 5 shows a further - as an integrated (total) body formed - sensor device 1, wherein the back pressure element ¬ 7 / geometry 7 is implemented as a venturi body.
Die Rauchgasströmung 30 durchströmt die Venturi-Geometrie 7 in Strömungsrichtung 26, welche ein Abreißen der Rauchgasströmung im durchströmten Bereich der Venturi-Geometrie 7 vermeidet . Am Ort der schnellsten Strömung 02 bei der Venturi-Geometrie 7 herrscht der geringste Druck, wobei an dieser Stelle dann die Ausströmöffnung 15 vorgesehen ist (Druckerniedrigung) ; am Ort der langsameren Strömung Ol bei der Venturi-Geometrie 7 ist der Druck (Staudruck, Druckerhöhung) höher - hier ist dann der Sensoreintritt 11/die Einströmöffnung 11 angeordnet. The flue gas flow 30 flows through the Venturi geometry 7 in the flow direction 26, which avoids tearing off the flue gas flow in the area of the Venturi geometry 7 through which flow passes. At the location of the fastest flow 02 in the venturi geometry 7, the lowest pressure prevails, at which point then the outflow opening 15 is provided (pressure reduction); at the location of the slower flow oil at the Venturi geometry 7, the pressure (back pressure, pressure increase) is higher - here then the sensor inlet 11 / the inlet opening 11 is arranged.
Der Unterschied der Drücke liefert die positive Druckdiffe¬ renz über das Rohr 2 und so die Zuströmung 28 des zu messen- den Rauchgases 4 zum Sensor 5. The difference of the pressures provides the positive Druckdiffe ¬ ence over the tube 2 and so the inlet flow 28 to be measured of the flue gas 4 to the sensor. 5
FIG 6 zeigt eine weitere - als integrierten (Gesamt- ) Körper ausgebildete und bei dem Staudruckelement 7 eine Venturi- Geometrie 7 nutzende - Sensorvorrichtung 1, ähnlich der aus FIG 5. FIG. 6 shows a further sensor device 1 designed as integrated (total) body and utilizing a Venturi geometry 7 in the dynamic pressure element 7, similar to that of FIG. 5.
Wie FIG 6 verdeutlicht, fließt die im Feuerraum 3 vorhandene Rauchgasströmung 30 ohne Strömungsabriss an einer halbseiti¬ gen Engstelle 33 (Venturi-Geometrie 7) vorbei, wodurch hier ein dynamischer Unterdruck entsteht (Druckerniedrigung) - und so dort die Ausströmöffnung 15 aus dem Rohr 2 angeordnet ist. An der Stelle 34 (Venturi-Geometrie 7) unterhalb der Engstel¬ le 33 bildet sich der (höhere) Staudruck aus bzw. liegt der Staudruck an (Druckerhöhung) , so dass im Bereich dieser Stel- le der Sensoreintritt 11 bzw. die Einströmöffnung 11 in das Rohr 2 angeordnet wird. As illustrated in FIG. 6, the flue gas flow 30 present in the combustion chamber 3 flows without a stall past a half-sided constriction 33 (Venturi geometry 7), whereby a dynamic negative pressure is created (pressure reduction) - and thus the outflow opening 15 from the tube 2 is arranged. At the point 34 (venturi geometry 7) below the Engstel ¬ le 33 to the (higher) dynamic pressure forms or is the dynamic pressure (increase pressure) so that in the area of this point, the sensor inlet 11 or the inflow opening 11 is placed in the tube 2.
So entsteht auch hier eine (positive) Druckdifferenz zwischen dem Sensoreintritt 11 bzw. der Einströmöffnung 11 des Rohres 2 und der Ausströmöffnung 15 des Rohres 2 - und somit die Gaszuführung zum Sensor 5. This also creates a (positive) pressure difference between the sensor inlet 11 or the inflow opening 11 of the tube 2 and the outflow opening 15 of the tube 2 - and thus the gas supply to the sensor 5.
FIG 7 zeigt eine weitere Sensorvorrichtung 1, wie nach FIG 3, wobei hier die Einströmöffnung 11 bzw. der Sensoreintritt 11 mittels eines Abdeckelements 10 verdeckt ist. FIG. 7 shows a further sensor device 1, as shown in FIG. 3, wherein here the inflow opening 11 or the sensor inlet 11 is concealed by means of a cover element 10.
D.h., die Extraktion des zu messenden Rauchgases 4 aus dem Staubereich des Staudruckelements 7 bzw. des Kegels 7 erfolgt verdeckt, wodurch Partikel, wie Ruß oder Asche, im - zu mes- senden - Rauchgas 4 aufgrund ihres Impulses nicht der Gas¬ strömung 28 bzw. der Gaszuführung 28 zum Sensor 5 folgen können . So entsteht hierdurch ein (gewünschter) Filtereffekt (Träg¬ heitsfilter) gegen Partikel. That is to say, the extraction of the flue gas 4 to be measured from the storage area of the dynamic pressure element 7 or the cone 7 takes place concealed, as a result of which particles, such as soot or ash, are to be measured. can flue gas 4 due to their momentum not the gas ¬ flow 28 and the gas supply 28 to the sensor 5 follow - send. Then this one (desired) filter effect (Träg ¬ integrated filter) against particles produced.
FIG 8 zeigt eine weitere Sensorvorrichtung 1, ähnlich der nach FIG 3 oder FIG 7. 8 shows a further sensor device 1, similar to that of FIG. 3 or FIG. 7.
Wie FIG 8 zeigt sind in dem Kegel 7 Strömungselemente 9 - in Form von (feststehenden) Turbinenschaufeln 9 - angeordnet, welche eine Wirbelströmung 37 des in den Kegel 7 einströmenden Rauchgases 4 erzeugen. As FIG 8 shows in the cone 7 flow elements 9 - in the form of (fixed) turbine blades 9 - arranged, which generate a vortex flow 37 of the inflowing into the cone 7 flue gas 4.
Partikel werden durch die Wirbelströmung/Wirbel 37 zur Kegel¬ außenwand 35 gedrückt und können aufgrund ihres Impulses nicht in die Mitte 36 der Wirbelströmung 37, wo die Rauchgas¬ strömung - so weitgehend Partikelfrei - über den Sensorein- tritt 11/die Einströmöffnung 11 in das Rohr 2 extrahiert wird . Particles are pressed by the vortex flow / vortex 37 to the cone ¬ outer wall 35 and can not due to their momentum in the center 36 of the vortex flow 37, where the flue gas ¬ flow - so largely particle free - on the sensor inlet 11 / the inflow opening 11 in the Tube 2 is extracted.
Es entsteht hier so auch ein (gewünschter) Filtereffekt It also creates a (desired) filter effect
(Trägheitsfilter) gegen Partikel. (Inertial filter) against particles.
FIG 9 zeigt eine Sensorvorrichtung 1, ähnlich der aus FIG 2, mit ebenfalls der Rauchgasrückführung aus dem und wieder in den Prozessraum 3/Kessel 20. Die die Gaszuführung zum Sensor 5 im Rohr 2 bewirkende Druckdifferenz über das Rohr 2 bzw. zwischen der Einströmöffnung/Sensoreintritt 11 und der Ausströmöffnung/Sensoraustritt 15 bzw. dem ersten Ende 13 und dem zweiten Ende 16 des Rohres 2 wird hier, wie FIG 9 zeigt, mittels eines einen an der Ausströmöffnung/Strömungsverbindungsstelle 15 einen Unter¬ druck erzeugenden Strömungselements 7 (druckerniedrigendes Strömungselement 7) realisiert. Liegt an der Einströmöffnung/Sensoreintritt 11 der Kessel¬ druck an - und wird mittels des den Unterdruck erzeugenden Strömungselements 7 (druckerniedrigendes Strömungselement 7) an der Ausströmöffnung/Sensoraustritt 15 der Druck ernied- rigt, so baut sich über das Rohr 2 eine (negative) Druckdif¬ ferenz auf, welche das zu analysierende/messende Rauchgas 4 durch das Rohr 2 bzw. von dessen ersten Ende 13 zu dessen zweiten Ende 16 - und damit über den Filter 19 und dem Sensor 5 - strömen lässt. FIG. 9 shows a sensor device 1, similar to that of FIG. 2, with likewise the flue gas return from and back into the process chamber 3 / boiler 20. The pressure difference to the sensor 5 in the pipe 2 causes the pressure difference across the pipe 2 or between the inlet opening / Sensor inlet 11 and the outflow opening / sensor outlet 15 and the first end 13 and the second end 16 of the tube 2 is here, as shown in FIG 9, by means of a at the outflow / flow connection point 15 an under ¬ pressure generating flow element 7 (pressure-reducing flow element ) realized. Abuts the inflow / sensor inlet 11 of the boiler ¬ pressure - and by means of the negative pressure producing flow member 7 (pressure let-end flow element 7) at the outflow opening / sensor outlet 15 of the pressure rigt degrading, so builds up on the tube 2 is a (negative) Druckdif ¬ ference, which allows the to be analyzed / measured flue gas 4 through the tube 2 and from the first end 13 to the second end 16 - and thus on the filter 19 and the sensor 5 - to flow.
Wie FIG 9 zeigt, ist dieses druckerniedrigende Strömungsele¬ ment 7 als Venturi-Körper/-geometrie ausgebildet. As FIG 9 shows, this pressure-lowering Strömungsele ¬ ment 7 is designed as Venturi body / geometry.
Die Rauchgasströmung 30 durchströmt die Venturi-Geometrie 7 in Strömungsrichtung 26, welche ein Abreißen der Rauchgasströmung im durchströmten Bereich der Venturi-Geometrie 7 vermeidet . The flue gas flow 30 flows through the Venturi geometry 7 in the flow direction 26, which avoids tearing off the flue gas flow in the area of the Venturi geometry 7 through which flow passes.
Am Ort der schnellsten Strömung 02 bei der Venturi-Geometrie 7 herrscht der geringste Druck, wobei an dieser Stelle dann die Ausströmöffnung/Sensoraustritt 15 des Rohres 2 vorgesehen ist (Druckerniedrigung) . At the location of the fastest flow 02 in the Venturi geometry 7 there is the lowest pressure, at which point then the outflow opening / sensor outlet 15 of the tube 2 is provided (pressure reduction).
Der Unterschied der Rauchgasdrücke am Sensoreintritt 11 und am Sensoraustritt 15 liefert die (negative) Druckdifferenz über das Rohr 2 und so die Zuströmung 28 des zu messenden Rauchgases 4 zum Sensor 5. The difference between the flue gas pressures at the sensor inlet 11 and at the sensor outlet 15 provides the (negative) pressure difference across the pipe 2 and thus the inflow 28 of the flue gas 4 to be measured to the sensor 5.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Bezugs zeichenliste Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. Reference sign list
1 Sensorvorrichtung 1 sensor device
2 Strömungsführungselement , rohrförmiger Körper  2 flow guide element, tubular body
3 Prozessraum, Feuerraum 3 process room, firebox
4 Prozessmedium, Rauchgas, Gas  4 process medium, flue gas, gas
5 Sensor, Gassensor, CO/C02/02- (Gas-) Sensor, Halblei- ter-basierter Sensor  5 Sensor, gas sensor, CO / C02 / 02 (gas) sensor, semiconductor-based sensor
6 Strömungsverbindung, Strömungsverbindungsstelle  6 flow connection, flow connection point
(zwischen (7) und (2))  (between (7) and (2))
7 Strömungsleitelement, Staudruckelement, Strömungske¬ gel, Strömungsrohr, Venturi-Körper/-Geometrie7 flow guide, dynamic pressure element, Strömungske ¬ gel, flow tube , Venturi body / geometry
8 Einströmöffnung (von (7)), größere Kegelöffnung8 inflow opening (from (7)), larger cone opening
9 Strömungselement (-e) (von (2)), Leit- /Turbinenschaufeln 9 flow element (-e) (from (2)), guide / turbine blades
10 Abdeckelement  10 cover element
11 Einströmöffnung (von (2)), Sensoreintritt 11 inflow opening (from (2)), sensor inlet
12 innere Trennwand (von (2))  12 inner partition (from (2))
13 erstes Ende (von (2)) 13 first end (from (2))
14 Längsrichtung  14 longitudinal direction
15 Ausströmöffnung (von (2)), Sensoraustritt  15 Outflow opening (from (2)), sensor exit
16 zweites Ende (von (2))  16 second end (from (2))
17 Strömungskanal (von (2))  17 flow channel (from (2))
18 Strömungskanal (von (2)) 18 flow channel (from (2))
19 Filter, Partikelfilter  19 filters, particle filter
20 Prozessraumbehälter, Heizkessel  20 process space containers, boiler
21 Dampferzeuger 21 steam generator
22 Behälterwand, (Heiz-) Kesselwand 22 Container wall, (boiler) wall
23 Kanallängsrichtung  23 channel longitudinal direction
24 Kanallängsrichtung  24 channel longitudinal direction
25 Prozessanlage  25 process plant
26 Strömungsrichtung (durch, um von (7))  26 flow direction (to, from (7))
27 Bohrung, Öffnung (in (7)) 27 hole, opening (in (7))
28 Strömungsrichtung (durch (2)), ( Zu- ) Strömung  28 Flow direction (through (2)), (in) flow
29 Bohrung, Öffnung (in (22)) Strömungsrichtung (in (20)) Ausströmöffnung (von (7)), kleinere Kegelöffnung Rohrrückführung/-biegung, Umlenkung 29 hole, opening (in (22)) Flow direction (in (20)) Outflow opening (from (7)), smaller cone opening Pipe return / deflection, deflection
halbseitige Engstelle (bei (7)) half-sided bottleneck (at (7))
Stelle (bei (7) unterhalb von (33) Place (at (7) below (33)
Außenwand (von (7)), Kegelaußenwand Outer wall (from (7)), conical outer wall
Mitte eines Wirbels/einer Wirbelströmung (in (7))) Wirbel, Wirbelströmung Ort der langsameren Strömung (bei (7)) Center of a vortex / vortex flow (in (7))) vortex, vortex flow location of slower flow (at (7))
Ort der schnellsten Strömung (bei (7)) Place of fastest flow (at (7))

Claims

Patentansprüche claims
1. Sensorvorrichtung (1) mit einem Strömungsführungselement (2), mittels welchem ein einen Prozessraum (3) zumindest teilweise durchströmendes Prozessmedium (4) aus dem Prozess¬ raum (3) ausleitbar ist, und einem mit dem Strömungsführungs¬ element (2) verbundenen Sensor (5), mittels welchem eine Konzentrationsmessung bei dem das Strömungsführungselement (2) durchströmenden Prozessmedium (4) durchführbar ist, 1. Sensor device (1) with a flow guide element (2), by means of which a process space (3) at least partially throughflowing process medium (4) from the process ¬ space (3) can be derived, and one with the flow guide ¬ element (2) connected Sensor (5), by means of which a concentration measurement in which the flow-guiding element (2) flows through the process medium (4),
gekennzeichnet durch marked by
ein in dem Prozessraum (3) im Bereich der Strömung des Prozessmediums (4) anordenbares und mit dem Strömungsführungs¬ element (2) über eine Strömungsverbindung (6) verbundenen Strömungsleitelement (7), welches derart ausgebildet ist, dass ein Druck des das Strömungsleitelement (7) anströmenden Prozessmediums (4) im Bereich der Strömungsverbindung (6) erhöhbar oder erniedrigbar ist. a flow guide element (7) which can be arranged in the process space (3) in the region of the flow of the process medium (4) and is connected to the flow guide element (2) via a flow connection (6), which is designed such that a pressure of the flow guide element ( 7) flowing on the process medium (4) in the region of the flow connection (6) can be increased or decreased.
2. Sensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2. Sensor device (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsleitelement (7) derart ausgebildet ist, characterized in that the flow guiding element (7) is designed such
- dass das Prozessmedium (4) über eine Einströmöffnung (11) bei dem Strömungsleitelement (7) aus dem Prozessraum (3) aus¬ leitbar ist, wobei das druckerhöhende Strömungsleitelement (7) über die Strömungsverbindung (6) mit der Einströmöffnung (11) verbunden ist oder - That the process medium (4) via an inlet opening (11) in the flow guide (7) from the process chamber (3) from ¬ is passed, wherein the pressure-increasing flow guide (7) via the flow connection (6) connected to the inflow opening (11) is or
- dass das Prozessmedium (4) über eine Einströmöffnung (11) bei dem Strömungsleitelement (7) aus dem Prozessraum (3) aus¬ leitbar und über eine Ausströmöffnung (15) bei dem Strömungs- leitelement (7) wieder in dem Prozessraum (3) einleitbar ist, wobei das druckerhöhende Strömungsleitelement (7) über die Strömungsverbindung (6) mit der Einströmöffnung (11) und/oder das druckerniedrigende Strömungsleitelement (7) über die Strömungsverbindung (6) mit der Ausströmöffnung (15) verbun- den sind/ist. - that the process medium (4) via an inlet opening (11) in the flow guide (7) from the process chamber (3) from ¬ leitbar and via an outflow opening (15) in the flow control element (7) again in the process chamber (3) can be introduced, wherein the pressure-increasing flow guiding element (7) via the flow connection (6) with the inflow opening (11) and / or the pressure-lowering flow guide (7) via the flow connection (6) with the outflow opening (15) are connected is / is.
3. Sensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, 3. Sensor device (1) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsleitelement (7) ein Staudruckelement, insbeson¬ dere ein zumindest eine Einströmöffnung (8) aufweisender Strömungskegel oder ein zumindest eine Einströmöffnung (8) aufweisendes Strömungsrohr oder ein Venturi-Körper, ist. characterized in that the flow guiding element (7) is a back pressure element, insbeson ¬ particular an at least one inlet opening having Direction (8) flow cone or at least one inflow opening (8) exhibiting flow tube or a venturi body.
4. Sensorvorrichtung (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 4. Sensor device (1) according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Strömungsleitelement (2) Strömungselemente (9), insbeson- dere Leitschaufeln, aufweist, durch welche ein Drehimpuls in das das Strömungsleitelement (2) anströmende Prozessmedium (4) im Bereich der Strömungsverbindung (6) einbringbar ist. the flow guide element (2) has flow elements (9), in particular vanes, through which an angular momentum can be introduced into the process medium (4) flowing into the flow guide element (2) in the region of the flow connection (6).
5. Sensorvorrichtung (1) nach mindestens einem der voranste- henden Ansprüche, 5. Sensor device (1) according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Strömungsleitelement (7) oder das Strömungsführungsele- ment (2) im Bereich der Strömungsverbindung (6) ein Abdeckelement (10) aufweist, welches eine Einströmöffnung (11) des Strömungsführungselements (2) teilweise abdeckt. the flow guide element (7) or the flow guide element (2) in the region of the flow connection (6) has a cover element (10) which partially covers an inflow opening (11) of the flow guide element (2).
6. Sensorvorrichtung (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 6. Sensor device (1) according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Strömungsführungselement (2) zumindest bereichsweise ein rohrförmiger Körper mit einer in einer Längsrichtung (14) des rohrförmigen Körpers ausgebildeten inneren Trennwand (12) ist . the flow guide element (2) is at least partially a tubular body with an inner partition wall (12) formed in a longitudinal direction (14) of the tubular body.
7. Sensorvorrichtung (1) nach mindestens dem voranstehenden Anspruch, 7. Sensor device (1) according to at least the preceding claim,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der rohrförmige Körper im Bereich eines ersten Endes (13) des rohrförmigen Körpers eine mit der Strömungsverbindung (6) verbundene Einströmöffnung (11) und eine über die innere Trennwand (12) von der Einströmöffnung (11) getrennte the tubular body in the region of a first end (13) of the tubular body having an inflow opening (11) connected to the flow connection (6) and a separate from the inflow opening (11) via the inner dividing wall (12)
Ausströmöffnung (15) aufweist und/oder in dem rohrförmigen Körper im Bereich eines zweiten Endes (16) des rohrförmigen Körpers der Sensor (5) angeordnet ist. Outflow opening (15) and / or in the tubular body in the region of a second end (16) of the tubular body of the sensor (5) is arranged.
8. Sensorvorrichtung (1) nach mindestens einem der beiden voranstehenden Ansprüche, 8. Sensor device (1) according to at least one of the two preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
mittels der inneren Trennwand (12) zumindest zwei Strömungs¬ kanäle (17, 18) im rohrförmigen Körper ausgebildet sind, de¬ ren Kanallängsrichtungen (23, 24) gegenüber der Längsrichtung (14) des rohrförmigen Körpers geneigt sind. at least two flow ¬ channels (17, 18) are formed in the tubular body by means of the inner partition (12), de ¬ ren channel longitudinal directions (23, 24) relative to the longitudinal direction (14) of the tubular body are inclined.
9. Sensorvorrichtung (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 9. Sensor device (1) according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
ein Filter (19) in dem Strömungsführungselement (2) stromauf¬ wärts oder stromabwärts dem in dem Strömungsführungselement (2) angeordneten Sensor (5) angeordnet ist oder dass Filter (19) in dem Strömungsführungselement (2) stromaufwärts und stromabwärts dem in dem Strömungsführungselement (2) angeord¬ neten Sensor (5) angeordnet sind. a filter (19) in the flow guide element (2) upstream ¬ Windwärts or downstream in said flow guide element (2) arranged sensor (5) is arranged, or that the filter (19) in the flow guide element (2) upstream and downstream of the (in the flow guide member 2) angeord ¬ Neten sensor (5) are arranged.
10. Sensorvorrichtung (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 10. Sensor device (1) according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Sensor (5) ein Gassensor, insbesondere ein CO/C02/02 - Sensor und/oder ein Halbleiter-basierter Gassensor, ist. the sensor (5) is a gas sensor, in particular a CO / CO 2 / O 2 sensor and / or a semiconductor-based gas sensor.
11. Sensorvorrichtung (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, 11. Sensor device (1) according to at least one of the preceding claims,
eingesetzt bei einem mit Rauchgas (4) durchströmten Heizkes¬ sel (20), insbesondere eines mit fossilen Brennstoffen befeu- erten Dampferzeugers (21) eines Heizkraftwerks, zur Messung einer CO- und/oder C02- und/oder 02-Konzentration im Rauchgas (4) . used in a flue gas (4) through which Heizkes ¬ sel (20), in particular a fossil fuel-fired steam generator (21) of a cogeneration plant, for measuring a CO and / or CO 2 and / or O 2 concentration in the flue gas ( 4).
12. Prozessanlage (25) mit einem Prozessraumbehälter (20) mit einer einen von einem Prozessmedium (4) zumindest teilweise durchströmbaren Prozessraum (3) zumindest bereichsweise be¬ grenzenden Behälterwand (22) sowie mit einer Sensorvorrichtung (1) nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Strömungsführungselement (2) der Sensorvorrichtung (I) die Behälterwand (22) durchdringend und das Strömungs¬ leitelement (7), insbesondere das Strömungsleitelement (7) und die Strömungsverbindung (6), der Sensorvorrichtung (1) in dem Prozessraumbehälter (20) angeordnet sind. 12. process plant (25) having a process space container (20) having a one of a process medium (4) at least partially through which the process chamber (3) at least partially be ¬ adjacent container wall (22) and with a sensor device (1) according to at least one of the preceding claims , wherein the flow guiding element (2) of the sensor device (I) the container wall (22) penetrating and the flow ¬ guide element (7), in particular the flow guide (7) and the flow connection (6), the sensor device (1) in the process chamber container (20) are arranged.
13. Prozessanlage (25) nach Anspruch 12, 13. Process plant (25) according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Strömungsführungselement (2) eine mit der Strömungsver¬ bindung (6) verbundene Einströmöffnung (11) zur Ausleitung des Prozessmediums (4) aus dem Prozessraum (3) sowie eine über einen Strömungskanal (17, 18) mit der Einströmöffnungthe flow guide element (2) connected to said Strömungsver ¬ compound (6) inlet opening (11) for discharging the process fluid (4) from the process chamber (3) and a via a flow channel (17, 18) with the inflow opening
(II) verbundene Ausströmöffnung (15) zur Wiedereinleitung des Prozessmediums (4) in dem Prozessraum (3) aufweist, (II) connected outlet opening (15) for re-introduction of the process medium (4) in the process space (3),
- wobei das Strömungsführungselement (2) derart in der Behäl- terwand (22) aufgenommen ist, dass zumindest die Einström¬ öffnung (11), insbesondere die Einströmöffnung (11) und die Ausströmöffnung (15), innerhalb des Prozessraumbehälters (20) und der Strömungskanal (17, 18) zumindest bereichsweise au¬ ßerhalb des Prozessraumbehälters (20) angeordnet sind, - wherein the flow guide element (2) in the Behäl- terwand (22) is received, that at least the inflow ¬ opening (11), in particular the inflow opening (11) and the outflow opening (15), within the process chamber container (20) and the Flow channel (17, 18) at least partially outside au ¬ outside the process chamber container (20) are arranged,
- wobei das druckerhöhende Strömungsleitelement (7) über die Strömungsverbindung (6) mit der Einströmöffnung (11) verbunden ist und/oder das druckerniedrigende Strömungsleitelement (7) über die Strömungsverbindung (6) mit der Ausströmöffnung (15) verbunden ist. - The pressure-increasing flow-directing element (7) via the flow connection (6) with the inflow opening (11) is connected and / or the pressure-lowering flow-directing element (7) via the flow connection (6) with the outflow opening (15).
14. Prozessanlage (25) nach Anspruch 12 oder 13, 14. Process plant (25) according to claim 12 or 13,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Sensor (5) in dem außerhalb des Prozessraumbehälters (20) liegenden Bereich des Strömungsführungselements (2) angeord- net ist. the sensor (5) is arranged in the region of the flow-guiding element (2) lying outside the process-chamber container (20).
15. Prozessanlage (25) nach Anspruch 12, 13 oder 14, 15. Process plant (25) according to claim 12, 13 or 14,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Prozessraumbehälter (20) ein Heizkessel, insbesondere ei- nes mit fossilen Brennstoffen befeuerten Dampferzeugers (21) eines Heizkraftwerks, ist. the process space container (20) is a heating boiler, in particular a fossil fuel-fired steam generator (21) of a heating power plant.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113310778A (en) * 2021-05-06 2021-08-27 安徽汽车职业技术学院 Dynamic CO detection device for coal powder preparation
CN113358422A (en) * 2021-07-14 2021-09-07 马钢奥瑟亚化工有限公司 Method for producing and preparing coal tar pitch

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT520970B1 (en) * 2018-03-06 2022-08-15 Zeta Gmbh Concentration measuring device for a container with essentially liquid contents

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4150574A (en) * 1977-12-28 1979-04-24 Harry Wolf Fluid sampling system
GB2097531A (en) * 1981-04-28 1982-11-03 Bestobell Mobrey Ltd Apparatus for flue gas analysis
DE102010041166A1 (en) * 2010-09-22 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh sensor arrangement
US8146445B2 (en) * 2008-02-25 2012-04-03 Delta Measurement And Combustion Controls, Llc Extractive probe for hot flue gas and process measurement
DE102011086447A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-06 Ford Global Technologies, Llc Advanced exhaust gas sampling device for an exhaust gas sensor

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10239276A (en) * 1996-12-27 1998-09-11 Ngk Insulators Ltd Carbon monoxide gas sensor and measuring device using it
JP2000241382A (en) * 1999-02-22 2000-09-08 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensor
DE102004045803A1 (en) * 2004-09-22 2006-04-06 Inficon Gmbh Leak test method and leak tester
DE102009043236A1 (en) * 2009-09-28 2011-04-21 Siemens Aktiengesellschaft Multifunction control valve for gas meters
DE102009048405A1 (en) * 2009-10-06 2011-04-07 Honeywell Technologies S.A.R.L. Control device for gas burners
DE102012201830A1 (en) * 2012-02-08 2013-08-08 Robert Bosch Gmbh Method and device for adapting signals of an oxygen sensor in the air supply duct of an internal combustion engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4150574A (en) * 1977-12-28 1979-04-24 Harry Wolf Fluid sampling system
GB2097531A (en) * 1981-04-28 1982-11-03 Bestobell Mobrey Ltd Apparatus for flue gas analysis
US8146445B2 (en) * 2008-02-25 2012-04-03 Delta Measurement And Combustion Controls, Llc Extractive probe for hot flue gas and process measurement
DE102010041166A1 (en) * 2010-09-22 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh sensor arrangement
DE102011086447A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-06 Ford Global Technologies, Llc Advanced exhaust gas sampling device for an exhaust gas sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113310778A (en) * 2021-05-06 2021-08-27 安徽汽车职业技术学院 Dynamic CO detection device for coal powder preparation
CN113310778B (en) * 2021-05-06 2022-05-17 安徽汽车职业技术学院 Dynamic CO detection device for coal powder preparation
CN113358422A (en) * 2021-07-14 2021-09-07 马钢奥瑟亚化工有限公司 Method for producing and preparing coal tar pitch

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