DE2045965B2 - Vorrichtung zur anzeige auch hoher konzentrationen brennbarer gase - Google Patents

Description

ist. daß eine Explosion auf Grund diesci Kunzentra- lere dieser drei Widerstände ist über einen weiteren

tion stattfinden kann. Ist jedoch die Konzentration Widerstand 17 und unter Zwischenschaltung eines

der brennbaren Gase extrem groß, ώ-.r.r. wird ur- Meßinstruments 18 an die beiden Fäden 8. 9 mitein-

sprunglich in der Meßkammer enthaltende Luft ander verbindenden Leitung 10 angeschlossen. Die-

v.hnell verbraucht bzw. ausgespült, so daß ungenü- 5 scr eben beschriebene Stromkreis bildet eine Wheat-

pend Sauerstoff zur Unterhaltung der 'verbrennung stonsche Brücke, die so eingestellt werden kann. daß

uinumden ist. Der kataK tische Faden dunkelt d?'.nn kein Strom durch das Meßinstrument 18 fließt, wenn

wieder ab. was übrigens auch dann auiireten kann. keine brennbaren Gase in der Meßkammer 3 vorhan-

v.enn der Anteil an brennbaren Gasbestandteilen den sind. Die eben beschriebene Vorrichtung ist im

ono so hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, daß io übrigen, wie eingangs schon erwähnt, bekannt.
cadurch eine Kühlung des Fadens stattfinde·.. Liner Gemäß der Erfindung ist die bekannte Vorrich-

diesen Bedingungen würde dann das Meßinstrument tung weiterhin so ausgebildet, daß auch dann eine

keine brennbaren Bestandteile in der Probenkammer Geiahrensituation noch angezeigt wird, wenn die

mehr anzeigen, auch wenn tatsächlich ein huntert- Gasprobe sogar 100" υ brennbare Bestandteile auf-

prozenliger Anteil brennbarer Bestandteile im Gas 15 weist. Zu diesen Zweck ist dt.s Gehäuse 1 im Bereich

vorhanden ist. Es können sich auf diese Weise ge- der Meßkammer 3 mit einer Ausnehmung 20 ausge-

fähriiche Situationen ergeben. Bei der Erfiiuiuriü ev- si;«.' ..;. in welcher eine Fotozelle 21 angeordnet ist.

,engt jedoch das gegebenenfalls nur vorübergehende Du. Fotozelle 21 ist auf der Meßfaden 9 eingestellt.

Aufleuchten auf Grund einer Verbrennung am kata- und zwar in der Art. daß der elektrische Widerstand

!■.'■seilen Faden zumindest fur eine;· bestimmten 2° der Zelle abhängig isi von der Größe der auf die Fo-

;r;ium eine Strahlung, die ausreichend ist. um den tozelle einwirkenden Strahlungsenergie. Wenn eine

■0:1 de- lotoelektrischen Zelle gesteuerten Stromkreis Fotozelle in .Anwendung gelangt, deren Widerstand

,-;.: aktiv leren, der sich nach Aktivierung in Form direh eine Erhöhung der Strahlungsenergie kleiner

e:-!-.-s Selbsthaltekreises verriegelt. wird, so ist eine Anschlußklemme der Fotozelle 21

D:e Verwendung einer, allerdings nur auf eine 25 über eine Leitung 22 und einen normalerweise ge-

l-arbänderung eines stark geheizten Widerstandes an- schlossenen Schalter 23 mit der Leitung 12 verbun-

spr-ehenden Fotozelle ist dabei schon bekannt aus den. Die andere Klemme der Fotozelle 21 steh: .!.ige-

Lk r ISA.-Patentschrift 3 2?S 5 I¹). Bei dieser bekann- gen über eine Leitung 24 mit der Basis eines I ran-i-

;.n Vorrichtung glüht der geheizte Fr.Jen heller. stors 25 in Verbindung. Der Emitter dieses Transi-

■Ajiin brennbares (his vorhanden ist. was von der Fo- 30 stors ist über eine weitere Leitung 26 mit der Leitung

tivelle festgestellt wird. Diese bekannte Vorrichtung 11 verbunden, während der Kollektor über eine I.ei-

is; nicht geeignet, eine Lösung der der Erfindung zu- tung 27 mit dem Emitter eines zweiten Transistors

_;_-!-:n Ie liegenden Aufgabe zu erbringen, eine Anzeige 28 und gleichzeitig auch mit der Basis eines dritten

:r:_ii bei extrem hohen Brenngaskonzentrationen zu Transistors 29 in V erbindung steht. Die Basis und

ermöglichen, d. h. einen durch unvollständige üxvda- 35 der Kollektor des zweiten Transistors 2f sind durch

■ :···η bewirkten Anzeigerückgang zu verhindern nnd eine gemeinsame Leitung 31 an eine zwischen «.lern

i-; im übrigen schon in ihrer Grundkonzeption zur Widerstand 17 und dem Meßinstrument 18 gelege-

Friindung unterschiedlich, nachteilig ist weiterhin. nen Verbindungssteile angeschlossen. Der Kollektor

■JLi,'.-'. eine ständige Heizung einer Glühwendel notwen- des dritten Transistors 29 ist über eine Leitung 32

Jig ist. 40 mit der Basis des Transistors 25 verhunden. Durch

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge- eine weitere Leitung 33 ist der Emitter des Traiisi-

genstand der Lnteransprüehe und in diesen niederge- stors 29 zwischen der Fotozelle 21 und dem Schalter

legt. 23 an die Leitung 22 angeschlossen.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Während des Betriebes dieser Vorrichtung gibt der

Ausführungsform der Erfindung dient im Zusam- 45 Meßfaden 9 keine Strahlungsenergie. z.B. Infrarot-

menhang mit der Zeichnung, in welcher eine erfin- oder Lichtstrahlen, ab, solange die Konzentration

diingsgemäße VorrichiJiig dargestellt ist. der weite- der brennbaren Bestandteile im Meßgas unterhalb

ren Erläuterung. ties Explosionslimits verbleibt, so daß unter diesen

In der Zeichnung ist ein Gehäuse I dargestellt, in Bedingungen die Vorrichtung wie bisher arbeitet,

welchem zwei Kammern 2 bzw. 3 vorgesehen sind. 50 Wenn jedoch die untere Grenze, bei welcher eine E\-

die jeweils durch einen Verschluß oder eine Kappe4 plosion stattfinden kann, erreicht oder geringfügig

verschlossen sind. Während die eine Kammer! ',ill- überschritten wird, wird die kat-.ilytische Verbrcn-

standig abgedichtet ist. besitzt die andere Kammer 3 nung am Meßfaden 9 entsprechend so groß, daß die

einen Ein- und Auslaß 5 bzw. 6. durch welche eine Fadentemperatur ansteigt und der Faden glüht und

Probe des betreffenden, zu prüfenden Gases ein- 55 Energie aussl ahlt. Durch diese Strahlungsenergie

bzw. alisgeleitet werden kann. Unter Gas ist auch vermindert sich der Widerstand der Fotozelle 21, so

ein Dampf zu verstehen, daß ein Strom über die Fotozelle zum Transistor 25

In der abgedichteten Kammer! ist ein Vergleichs- fließt und dieser somit leitend vvirci. Sobald die:, erfaden 8 aus Platin angeordnet, während ein ähnlicher folgt, fließt der Strom vom Transistor 25 zum zwei-Meßfadcn 9 in der Meßkammer3 vorgesehen ist. 60 ten Transistor 28 und zum Meßinstrument 18. So-Diese beiden Fäden sind durch eine Leitung 10. lange dieser Strom im. Stromkreis des Meßinstruvvelche die beiden Kappen 4 durchdringt, miteinan- ments 18 fließt, wird durch diese der explosive Zuder verbunden. Des ν eiteren stehen die beiden Fä- stand der Gasprobc fortwährend angezeigt. Der den 8. 9 mittels Leitungen 11 bzw. 12 mit einer Transistor 28 ist dabei in Form einer Diode geschalaußerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Batterie 13 65 let. um einen Stromfluß durch die Brücke zu vcrhinin Verbindung, durch «reiche sie mit elektrischem tlcrn. wenn der Stromkreis der Fotozelle nich'i wirk-Strom versorgt werden. Parallel zur Batterie 13 sind sam ist.
drei Widerstände 14. 15 und 16 geschaltet. Der mitt- Der durch die beiden Tr.-insiston-n ■"; nmi ~>n fii.·

ßendc Strom betätigt auch den dritten Transistor 29. so daß ein Strom durch ihn und zwischen der Leitung 22 sowie der Basis des Transistors 25 fließen kann, auch wenn der Faden 9 auf Grund der hohen Konzentration der brennbaren Bestandteile nun dunkler wird und der Widerstand der Fotozelle 21 wieder auf seine ursprüngliche Größe ansteigt. Der Transistor 29 bildet somit einen sperrenden Selbsthaltekreis für den Stromkreis der Fotozelle 21, so daß das Meßinstrument 18 weiterhin die explosive Konzentration der brennbaren Bestandteile im Gas anzeigt, bis der Schalter 23 geöffnet wird. Wenn die Konzentration der brennbaren Bestandteile des Gases die untere Explosionsgrenze übersteigt, glüht der Faden 9 für wenigstens kurze Zeit auf, bis die Konzcntration für eine weitere katalytische Verbrennung zu groß wird. Dieses Aufglühen des Fadens reicht aus, um den Transistor 25 zu betätigen.

Die Basis des Transistors 25 ist über einen Kondensator 35 mit der Leitung 26 verbunden, durch ao den der Stromkreis gegenüber einem falschen Auslö-

sen durch ein elektrisches Streufeld geschützt wird. Hin parallclgesehakcter Widerstand 36 dient als Vorwiderstand und halt den Transistor 25 normalerweise in nichtleitendem Zustand. Weiterhin sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, zwei Widerstände 37 und 38 vorgesehen, die zur Begrenzung des Stromes in diesen Hilfsstromkreiscn dienen.

Wenn eine Fotozelle verwendet wird, deren elektrischer Widerstand größer wird, wenn sie der Strahlungsenergie ausgesetzt wird, ist einer ihrer Anschlüsse wie bisher mit der Leitung 24 verbunden. Der andere Anschluß dagegen steht an Stelle mit der Leitung 22 mit der Leitung 26 in Verbindung. Weiterhin ist ein Anschluß des Widerstandes 36, wie in der Zeichnung dargestellt, mit der Leitung 24 verbunden, wogegen der andere WiderstandsanschluG nun mit der Leitung 22 anstatt mit der Leitung 26 ir Verbindung steht. Auf Grund dieser Anordnunj kann, wenn der Widerstand der Fotozelle 21 größe wird, genügend Strom durch den Widerstand 36 zun Transistor 25 fließen, so daß dieser leitend wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

folgenden Abfalls der Sauerstoffkonzentration zu Patentansprüche: verhindern. Zu diesem Zweck verwendet die bekannte Vorrichtung zwei im wesentlichen vollkom-

1. Vorrichtung zur Anzeige auch hoher Kon- men voneinander getrennte Schaltkreise, einen Schaltzentrationen brennbarer Gase mit einem aufheiz- 5 kreis zur üblichen Messung der Konzentration des baren, katalytisch wirkenden und in einei Wiic.it- brennbaren Gases und einen anderen, als Sensor gestone Brücke angeordneten Faden auf Grund der schalteten und einen geheizten Wider land umfassenbei einer Oxidation entstehenden Wärmetönung. den Schaltkreis, wobei bei Vorhandensein von Memit einem Meßinstrument im Nullzwc-ig der than als brennbaren Gas der Widerstandswert dieses Brücke wobei das Meßinstrument an einen wei- io geheizten Widerstandes geringer wird, da Methan die leren, ein Schaltelement enthaltenden Süomkr;is Wärme des Widerstands besser abführt als Luft. Bei angeschlossen ist. der bei Überschreiten einer be- sehr hohen Methankonzentrationen wird dieser gestimmten Konzentration an brennbaren Gasen heizte Widerstand so sta'k gekühlt, daß er einen das Meßinstrument auf Vollausschlag hält, da- Transistor schalten kann, der dem üblicherweise verdure h gekennzeichnet, daß eine nut den 15 wendeten Brückeninstrument zur Konzentrations-Meßfaden (9) fokussierte Fotozelle (21) vorgese- messung einen Strom zuführt, der Vollausschlag des hen ist. ferner eine Verriegelungsschaltung (25. Meßinstrumentes bewirkt. Bei Zurückgang der Kon-29). die auch bei nur vorübergehendem Auf- zenuaiion schaltet sich auch dieser Widerstand wie- !■j-.JUen des F^i ens (9) derart umschaltbar ist. der ab. Nachteilig ist hierbei, daß sjch zwar eine daß ein fortdauernder \ ollausschlag des Meßin- 20 Vorrichtung zur Anzeige auch hoher Konzentratio- ^trumentes bewirkt wird. neu brennbarer Gase ergibt, bei der eine eindeutige

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch ge- Anzeige auf Grund der Erfassung der Wärmeleitfäkennzeichnet. daß als Schaltelement ein nor- higkeit gewährleistet wird, daß jedoch nur solche malerwcise sperrender 1 ransisuir (25) verwendet Gase gemessen werden können, deren thermische wird, dessen Basis mit dem einen Pol der Foto- 25 Leitfähigkeit besser als Luft ist. und zwar in einem zelle (21) und dessen Kollektor mit uer Basis entsprechenden MaLV besser, da sich sonst eine eines weiteren Transistors (29) verbunden ist. der Widerstandsänderung in dem Sensorkreis und eine mit seiner Emitter-Kollektorstrecke parallel zu daraus resultierende Spannungsänderuns nicht ergeden Anschlüssen ler Fotozelle (21) geschaltet ist. ben würde. Nachteilig ist weiterhin, daß auf Grund

.ν Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. da- 30 der ständigen Heizung der paraHeien Widerstände durch gekennzc.chnct. daß zur otromversorgung neben der Stromversorgung der Meßbrücke ein bedes weiteien. die Transistoren (25. 29) enthalten- trächlicher Stromverbrauch ergibt, da der Sensorden Stromkreises ein Schalter (23) vorgesehen ist kreis selbstverständlich ständig einsatzbere^:. gehalten und daß der die Fotozelle (21) überbrückende werden muß. Die bekannte Vorrichtung ist daher zur Transistor (29) so bemessen und geschähet ist. 35 Verwendung in einem tragbaren, von einer Batterie daß er den vollen Einschaltstrom des weiteren gespeisten Instrument weniger geeignet.
Stromkreises aufrechterhält, auch wenn der Ausgehend von dieser bekannten Vorrichtung liegt Widerstand der Fotozelle (21) sich auf Grund ge- der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichringerer Strahlungsenergie des Fadens (9) verrin- tung zur Anzeige auch hoher Konzentrationen brenngert und daß der von dem Transistor (29) und ίο barer Gase zu schaffen, die für sämtliche Gase eindem Transistor (25) gebildete Selbsthaltekreis setzbar ist. d.h. nicht auf solche Gase beschränkt erst bei öffnen des Schalters (23) ausschaltbar bleibt, die ein besseres Wärmeahleitv ermögen als Kt. Luft aufweisen.

4. Wirrichtung nach einem der Ansprüche 1 Zf. Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus

bis 3. dadurch gekennzeichnet, dab in die Leitung 45 von der Vorrichtung der eingangs als bekannt vor-

des Stromkreises zu dem Meßinstrument ein als ausgesetzten Art und besteht erfindungsgemäß darin.

Diode geschalteter Transistor (28) geschaltet ist. daß eine auf dem Meßfaden fokussierte Fotozelle

vorgesehen ist. ferner eine Verriegelungsschaltung, die auch bei nur vorübergehendem Aufleuchten des

50 Faaens derart umschaltbar ist. daß ein fortdauernder

V'ollausscMag des Meßinstruments bewirkt w ird.

Die Erfindung ist daher in der Lage, auch auf nur

Die Erfindung betrilft eine Vorrichtung zur An- einen vorübergehenden Zustand des katalytischcn zeige auch hoher Konzentrationen brennbarer Gase Fadens zu reagieren und verriegelt dann elektronisch mit einem aufheizbaren, katalytisch wirkenden und 55 einen Stromkreis, der einen Vollausschlag des in in einer Wheatstone-Brücke angeordneten Faden auf einer Wheatstone-Brücke angeordneten Meßinstru-Grtind der bei einer Oxydation entstehenden Wärme- ments bewirkt: dieser Vollausschlag ist erst durch tönung. mit einem Meßinstrument im Nullzweig der Drücken einer Taste cntriegelbar.
Brücke, wobei das Meßinstrument an einen weiteren. Normalerweise kann davon ausgegangen werden, ein Schaltelement enthaltenden Stromkreis ange- So daß sich in der Meßkammer Luft befindet und entschlossen ist. der bei Überschreiten einer bestimmten hält die zu messende Probe brennbare Gase mit einer Konzentration an brennbaren Gasen das Meßinstru- Konzentration oberhalb eines Explosionslimits, dann ment auf Vollausschlag hält. gelangen diese in die Kammer, wobei die Gaszusam-Eine solche Vorrichtung ist beschrieben in de^r mensctzung in der Kammer dann auf jeden Fall deutschen Au^legeschrift 1 281 722. Auch dieser bc- 65 durch den explosiven Bereich gehen muß. Das MeIS-kannten Vorrichtung liegt die Aufgabe zugrunde. instrument der verwendeten Wheatstone-Brücke ist einen Anzeigmickgang bei sehr hoher Konzentration dabei normalerweise so einjustiert, daß es vollständig an Verbrennungsgasen auf Grund des gleichzeitig er- ausschlägt, wenn die Brenngaskonzentration so hoch