Verfahren und Vorrichtung zur Anzeige des Zustandes eines Gases. Es sind Anordnungen bekannt, die dazu dienen, das Vorhandensein und .die Konzen tration von Gasen allein, wie auch das Vor- handensein und die Konzentration von Fremdgasen, Staub, Rauch,
Dämpfen oder hTebel in einem stets vorhandenen Gase, z. B. der atmosphärischen; Luft, quantitativ und qualitativ anzuzeigen. ,Sie können zur Gas- analyse oder zur Anzeige solcher Vorgänge dienen, die sich durch eine Gasänderung auszeichnen, z.
B. eine solche hinsichtlich Zusammensetzung, Druck oder Zustand der Moleküle (Molekülgröss;e, -beweglichkeit, -ionisierbarkeit, Wiedervereinigungskoeffi zient; der Ionen und dergleichen).
Bei diesen Anordnungen wird die Stärke eines elektri- sehen Stromes-, der in. einer Ianisationskam- mer zwischen zwei Elektroden verschiedenen Potentials fliesst, zur Anzeige solcher Zu- stände des zwischen,
die Elektroden geleite- ten GaGes verwendet. Fis ist auch bekannt, zur Ionisation die eine Elektrode mit ein-er radioaktiven ;Substanz zu überziehen, Dieses Verfahren hat verschiedene Nach teile. Der erzielte,eliektrische Strom und der Stromstärkeuntersichsed bei verschiedenen Gasen ist sehr klein.
Die Messung dieser kleinen Stromstärkeunterschiede bringt er hebliche Schwierigkeiten. Es ist bekannt,
da zu eine Elektrometerröllre und weitere Ver- stärkerröhren oder hochempfindliche Relais zu verwenden. Dazu sind jedoch ausser der empfindlichen Elektrom@eterröhre noch Strom- quellen konstanter Spannung und weitere empfindliche Apparate notwendig. Durch <RTI
ID="0001.0089"> diese Einrichtungen wird das Gewicht und der Umfang der Apparatur gross, ;der Preis hoch und ;der Transport sehr erschwert. Auch idie Erschütterungsempfindlichkeit ist ein Nachteil.
Gegenstand vorliegendex Erfindung ist ein Verfahren zur Anzeige des Zustandes eines %s,es., bei welchem ;diese Nachteile ;da durch vermieden werden: können, laass rächt die Stärke edles ;
durch. die Kammer gehenden Stromes zur Anzeige ;des Ga,azusWudes be- nutzt wird, sondern .das statisch festgestellte Potential einer Elektrode.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach der Erfindung.
Im folgenden sollen Ausführungsbei spiele des Verfahrens nach der Erfindung parallel mit den zur Durchführung dieser beispielsweisen Verfahren dienernden Vorrich tungen erläutert wenden..
Fig. 1 zeigt beispielsweise eine schema tische Darstellung einer solchen Vorrichtung. In einer Kammer 1 sind die drei Elek troden 2. 3 und 4 befestigt. Elektrode 4 ist von der Kammer 1 durch die Isolation 10 hochisoliert. Die Ionisation des Gases wird durch das radioaktive Präparat 5 bewirkt. Die Durchleitung des zu prüfenden Gases geschieht durch die Öffnungen 6 und 7.
Das statische Instrument 8 zeigt. die Poten- tialänderung .der Elektrode 4 bei verschiede- nen Gasen an. Der eine Pol der (-leiehstrom- quelle 9 liegt an der Elektrode 2, der andere an der Elektrode 3.
Die Anzahl der an die Elektroden 2 und 3 gelangenden und der wandernden Ionen. wie auch der Potentialverlauf zwi schen .den Elektroden 2 und 3 hängt von der Art und dem Drucke des Gases und der darin möglicherweise enthaltenen schweben den. festen oder flüssigen Teilchen und ihrer Anzahl im Kubikzentimeter ab.
Damit ändert sich auch das Potential der Elektrode 4 und damit der Ausschlag des Instrumentes B.
Schaltet man zwischen .die Gleieh@strom- quelle 9 und die Elektrode 3 einen sehr grossen Widerstand, so ist das Potential der Elektrode 3 nicht mehr durch die Gleich stromquelle 9 unveränderlich gegeben, da an diesem Widerstand eine Potentialdifferenz entsteht. Man kann so die Potentialänderung der Elektrode 3 selbst zur Gasanalyse ver wenden und spart so eine Elektrode.
Fig. ? zeigt schematisch eine Darstellung einer derartigen Vorrichtung. Die Elektrode 3 muss dabei durch die Isolation 11 sehr gut isoliert sein. Die Gleichstromquelle 9 und der sehr grosse Widerstand 12 dienen nur dazu, eine Potentialdifferenz zwischen, den Elektroden 2 und 3 aufrecht zu erhalten,
damit die durch das Ionisationspräparat 5 gebildeten p osa itiv un d negativ gehderben Teilchen zum Teil dissoziiert bleiben und zu Elektroden 2 und 3 wandern.
Trägt man nach Fig. 3 ails Abszisse die POtentialidsfferenz V und .als Ordinate den durch die Ionisationskammer bei verschiede nen Potentialdifferenzen V zwischen den Elektroden 2 und 3 fliessenden Strom i auf, so erhält man für ein bestimmtes Gas eine Kurve, ähnlich der Kurve a in Fig. 3.
Iiässt man ein anderes Gas in die Kammer treten, so erhält man zum Beispiel die Kurve b. Die Stromänderung ,J <I>i</I> bei festem Potential V,, die bis jetzt zum Zwecke der Gasanalyse gemessen wunde, ist von allen möglichen Potentialdifferenzen V im Punkte A am grössten,
aber immer noch sehr klein und kann nicht mehr gesteigert werden.
Die Potentialänderung J V bei festem Strom i ist verhältnismässig gross und leicht zu messen. Deshalb wind beim Verfahren nach der Erfindung nicht der .Strom durch die Ionisationskammer, sondern das Poten tial einer Elektrode zur Anzeige des Gas zustandes verwendet.
Die Potentialänderung der Elektrode 3 in Fig. 2 bei Einführung eines andern Gases in die Kammer 1 bei festem Strom i kann durch Erhöhung der Potentialdifferenz zw-i- sohen den Elektroden 2 und 3 gegenüber derjenigen im Punkte A noch gesteigert wer den, wie Fig. 3 erkennen lässt.
Um bei konstantem Ionisationsstrom arbeiten zu können, kann eine ganz oder bei- nahe ganz mit Sättigung arbeitende zweite Ionisationgkammer in Serie zur Ionisations- kammer 1 geschaltet werden und den Wider stand 12 ersetzen. Dabei kann an <RTI
ID="0002.0181"> Stelle die ser zweiten Ionisationskammer eine Kam mer mit einer Glüh-, Glrimm- oder Photo- elektrode, die fast oder ganz mit Sättigung arbeitet, treten. <B><I>Mg.</I></B> 4 zeigt schematisch,
eine solche Vor- richtung. In :der linken Kammer 1 haben sämtliche Teile .2, 3, 5, 6, 7, 11 und auch die Teile & und 9 die gleiche Bedeutung wie in F'ig. 2.
An :Stelle des Widerstandes: 12 von Fig. 2 :ist die Kammer 1.3 zwischen Batterie 9 und Elektrode 3 eingeschaltet. In der Kammar 1.3 fliesst :ein Strom zwischen den Elektroden 14 und 1:5, der :durch Ioni sation des Gas@esi :durch das radioaktive PM- parat 116 entsteht.
Der :Strom :durch die Kammer 13 kann auch. durch eine Glüh-, Glimm- oder Photo elektrode, die das radioaktive Präparat 16 unnötig macht, erzeugt werden.
Durch geeignete Form, geeignete La dung mit radioaktiver :Substanz oder geeig nete E:lektrodenbeschaffenheit kann erzielt werden, dass in der Kammer 13 volle oder beinahe volle Sättigung herrscht, das heisst, -daUi aller oder beinahe alle gebildeten Ionen an di:
-- Elektroden gelangen, unabhängig von kleinen. Schwankungen der Potentialdiffe renz zwischen,den Elektroden 14 und 15.
Der Strom, der durch die Kammer fliesst, und seine Änderung mit der Gaszusammen- setzunig ist sehr klein. Da nun das Prinzip .des Vexfahrens nach der Erfindung in der Messung ides Potentials einer Elektrode be steht, müssen --sehr grosse Anforderungen an die Isolation dieser Elektrode gestellt wer den, um das Verfahren überhaupt durch fährbar zu machen.
Bei Gasen, die Bestandteile wie Öle, Fette, Rauch und ähnliches mit sich führen, verschmutzt !die Isolation sehr leicht. Es ist bekannt, die Isolation durch .Schutzringe vor direkter Berührung mit dem Gasstrom zu schützen. Dias .genügt jedoch nicht in allen Fällen.
Man wird deshalb vorteilhafterwaise diese Isolation in einer Kammer ausserhalb des Ga,ss@tromes anordnen, indem sie vom eigentlichen Gasraume durch eine Wand ge trennt wird, die die Elektrode oder ihre Zu- f übrung fast berührt.
Diese Kammer wund vorzugsweise vQn einem StrQm reiner und ge- trookneter Imft oder eines andern Gases durchspült.
Fig. 5 zeigt eine echematisch:e Darstel lung .eineu solchen Vorrichtung. Die Elek trode .3 ist von :der Durchführungsisolation 11 im Gehäuso 1 der Ionisationskammer ge halten. Dass zu prüfende Gas strömt vom Eintritt ss zum Austritt 7 durch den linken Teil 23, der Kammer.
Durch den Schutzring 17 und durch :die Wand mit der DurchIüh- rung 1$ wird der rechte Teil 24 der Kam mer vom strömenden Gase frei gehalten.
Durch ,die Röhre 1.9 kann ein Luftstrom ge gen die Isolation 11 geblasen wenden, der durch die Öffnung 20 wieder abfliessen kann. Dieser Luftstrom bläst die Isolation 11 wieder sauber und kann verhindern, dass das zu prüfende Gas zur Isolation 11 strömt.
Die Öffnung 2.p kann auch wegfallen. Dann fliesst Idas bei 19 eintretende Reini- gungsigas durch den .Spalt bei 18 in die Kammer '20 und mit dem zu prüfenden Gase durch ,die Öffnung 7 ab. Das. Reinigungsgas kann erwärmt oder getrocknet sein.
Es kann auch durch Unterdruck in :der Kammer 23 aus :der Krummer 24 angesaugt werden.
Ist das zu prüfends Gas feucht, so kann die Isolation :durch daran sich niederschla- genden Wasserdampf verdorben oder zeit- weise aufgehoben wenden. Dies kann da durch vermieden werden:, indem :
die Isolation oder das ,säe umgebende Gas, erwärmt wird.
In Fig. :5 ist :eine solche Vorrichtung skizziert. Die Heizspirale 21 wird durch ,die Ererb equelle 22 erwärmt und trocknet so das Gas und .durch Strahlung auch direkt die Isolation.
Die Heizspirale kunn auch direkt mit der Isolation in Berührung gebracht werden, oder auf :einem Körper :sitzen, der mit der Isolation in Berührung ist.
Die Heizspirale kann auch durch eine andere Wärmequelle ersetzt werden, zum Beispiel durch eine Dampfspirale oder einen glühenden;
oder strahlenden Körper. Ist die Energiequelle ein stnablender Körper, so kann. sie ihre Energie auch von aussen durch ein Fenster einstehlen. Die gleichen Vorkehrungen sind auch an ,der Aussenseite der Ionisationskammer 1 oder an der Kammer 13 möglich.
Auch ein Erwärmen der ganzen Kammer oder einzelner ihrer Teile kann diesem Zwecke dienen.
Method and device for displaying the state of a gas. Arrangements are known which serve to determine the presence and concentration of gases alone, as well as the presence and concentration of foreign gases, dust, smoke,
Steam or fog in a gas that is always present, e.g. B. the atmospheric; To display air, quantitatively and qualitatively. , They can be used for gas analysis or to display processes that are characterized by a change in gas, e.
B. one with regard to the composition, pressure or state of the molecules (molecular size; e, mobility, ionizability, reunification coefficient; the ions and the like).
With these arrangements, the strength of an electrical current flowing in an ionization chamber between two electrodes of different potential is used to indicate such states of the between,
the electrodes of guided GaGes are used. Fis is also known to coat one electrode with a radioactive substance for ionization. This process has various disadvantages. The electrical current achieved and the difference in amperage with different gases is very small.
The measurement of these small differences in current strength brings him considerable difficulties. It is known,
to use an electrometer roller and further amplifier tubes or highly sensitive relays. In addition to the sensitive electrometer tube, this also requires current sources of constant voltage and other sensitive devices. By <RTI
ID = "0001.0089"> these facilities, the weight and volume of the equipment is great,; the price is high and; the transport is very difficult. The vibration sensitivity is also a disadvantage.
The subject of the present invention is a method for displaying the status of a% s, in which; these disadvantages; since by avoiding: can, let the strength avenge noble;
by. The current going through the chamber is used to display the Ga, as well as the Wudes, but the statically determined potential of an electrode.
The invention also relates to an apparatus for performing the method according to the invention.
In the following, Ausführungsbei are to play the method according to the invention in parallel with the devices serving to carry out these exemplary methods.
Fig. 1 shows, for example, a schematic representation of such a device. In a chamber 1 the three electrodes 2, 3 and 4 are attached. Electrode 4 is highly insulated from chamber 1 by insulation 10. The ionization of the gas is brought about by the radioactive preparation 5. The gas to be tested is passed through openings 6 and 7.
The static instrument 8 shows. the change in potential of the electrode 4 for different gases. One pole of the (-leiestrom- source 9 is on the electrode 2, the other on the electrode 3).
The number of ions reaching electrodes 2 and 3 and the number of migrating ions. as well as the potential curve between .den electrodes 2 and 3 depends on the type and pressure of the gas and the possibly contained therein float. solid or liquid particles and their number in cubic centimeters.
This also changes the potential of the electrode 4 and thus the deflection of the instrument B.
If a very large resistance is connected between the equilibrium current source 9 and the electrode 3, the potential of the electrode 3 is no longer given invariably by the direct current source 9, since a potential difference arises at this resistance. You can use the change in potential of the electrode 3 even for gas analysis ver and thus saves an electrode.
Fig.? shows schematically a representation of such a device. The electrode 3 must be very well insulated by the insulation 11. The direct current source 9 and the very large resistor 12 only serve to maintain a potential difference between the electrodes 2 and 3,
so that the positive and negative particles formed by the ionization preparation 5 remain partially dissociated and migrate to electrodes 2 and 3.
If, according to FIG. 3, the potential difference V is plotted on the abscissa and the current i flowing through the ionization chamber at various potential differences V between the electrodes 2 and 3 as the ordinate, a curve similar to curve a in FIG Fig. 3.
If another gas is allowed to enter the chamber, curve b is obtained, for example. The change in current, J <I> i </I> at a fixed potential V ,, which has been measured so far for the purpose of gas analysis, is the greatest of all possible potential differences V at point A,
but still very small and can no longer be increased.
The change in potential J V with a fixed current i is relatively large and easy to measure. Therefore, the method according to the invention does not wind the .Strom through the ionization chamber, but the potential of an electrode used to display the gas state.
The change in potential of the electrode 3 in Fig. 2 when another gas is introduced into the chamber 1 at a fixed current i can be increased by increasing the potential difference between the electrodes 2 and 3 compared to that at point A, as shown in FIG. 3 reveals.
In order to be able to work with a constant ionization current, a second ionization chamber working completely or almost completely with saturation can be connected in series with the ionization chamber 1 and replace the resistor 12. In this case, <RTI
ID = "0002.0181"> Place a chamber with a glow, glow or photo electrode that works almost or completely with saturation in this second ionization chamber. <B><I>Mg.</I> </B> 4 shows schematically,
such a device. In: the left ventricle 1, all parts 2, 3, 5, 6, 7, 11 and also parts & and 9 have the same meaning as in FIG. 2.
In place of the resistor: 12 of FIG. 2: the chamber 1.3 between battery 9 and electrode 3 is switched on. In the chamber 1.3 flows: a current between the electrodes 14 and 1: 5, which: by ionization of the gas @ esi: by the radioactive PM preparation 116 is created.
The: Strom: through the chamber 13 can also. by a glow, glow or photo electrode, which makes the radioactive preparation 16 unnecessary.
By means of a suitable shape, suitable charging with radioactive substance or suitable electrode properties, it can be achieved that in the chamber 13 there is full or almost full saturation, that is to say that all or almost all of the ions formed are at the:
- Electrodes arrive, regardless of small ones. Fluctuations in the potential difference between the electrodes 14 and 15.
The current that flows through the chamber and its change with the composition of the gas is very small. Since the principle of the Vex method according to the invention is the measurement of the potential of an electrode, very high requirements must be placed on the insulation of this electrode in order to make the method workable at all.
In the case of gases that carry components such as oils, fats, smoke and the like, the insulation becomes very easily contaminated. It is known to protect the insulation from direct contact with the gas flow by means of protective rings. However, slides are not sufficient in all cases.
It will therefore be advantageous to arrange this insulation in a chamber outside the gas flow, in that it is separated from the actual gas space by a wall which almost touches the electrode or its supply.
This chamber is preferably flushed through with a stream of pure and dried vaccine or some other gas.
FIG. 5 shows a schematic representation of such a device. The elec trode .3 is from: the bushing insulation 11 in the housing 1 of the ionization chamber keep ge. The gas to be tested flows from inlet ss to outlet 7 through the left part 23, the chamber.
The right part 24 of the chamber is kept free from the flowing gases by the protective ring 17 and by the wall with the passage 1 $.
Through the tube 1.9, an air flow can turn against the insulation 11 blown, which can flow out through the opening 20 again. This air flow blows the insulation 11 clean again and can prevent the gas to be tested from flowing to the insulation 11.
The opening 2.p can also be omitted. Ida's cleaning gas entering at 19 then flows through the gap at 18 into the chamber 20 and with the gases to be tested through the opening 7. The. Cleaning gas can be heated or dried.
It can also be sucked in by negative pressure in: the chamber 23 from: the elbow 24.
If the gas to be tested is moist, the insulation can: be spoiled or temporarily canceled by the water vapor deposited on it. This can be avoided by:
the insulation or the surrounding gas is heated.
In Fig.: 5: such a device is sketched. The heating coil 21 is heated by the Ererb equelle 22 and thus dries the gas and, through radiation, the insulation directly.
The heating coil can also be brought into direct contact with the insulation, or on: a body: sit that is in contact with the insulation.
The heating coil can also be replaced by another heat source, for example a steam coil or a glowing one;
or radiant body. If the source of energy is a stable body, then it can. they also steal their energy from outside through a window. The same precautions are also possible on the outside of the ionization chamber 1 or on the chamber 13.
Heating the entire chamber or individual parts of it can also serve this purpose.