Vorrichtung zur Messung der Wärmeleitfähigkeit von Gasgemischen Bekannte
Geräte zur Messung der Wärmeleitfähigkeit von Gasgemischen sind entweder dadurch
gekennzeichnet, daß das zu messende Gas durch reine Diffusion zu den beheizten Meßdrähten
gelangt oder aus dem Hauptgasstrom durch eine thermosiphonartige Wirkung der dem
Hauptgasstrom parallelen Meßkammer entnommen wird.Device for measuring the thermal conductivity of gas mixtures known
Devices for measuring the thermal conductivity of gas mixtures are either through
characterized in that the gas to be measured by pure diffusion to the heated measuring wires
or from the main gas flow through a thermosiphon-like effect of the dem
Main gas flow is taken from parallel measuring chamber.
Entsprechend der höheren oder geringeren NVärmeleitfähigkeit des Gases
wird die Temperatur der Meßdrähte gesenkt oder gesteigert.According to the higher or lower N thermal conductivity of the gas
the temperature of the measuring wires is lowered or raised.
Die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung verbindet diese beiden
Prinzipien, d. h. sie ermöglicht einesteils den Bestandteilen eines Hauptgasstromes
durch Diffusion zu den Meßdrähten zu gelangen, anderenteils wird durch die obenerwähnte
Thermosiphonwirkung des heißen Rießdrahtes eine beschleunigte Gaszirkulation hervorgerufen,
welche die Wirkung der Diffusion unterstützt und den Gasaustausch verbessert. Dies
wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Metallkreuz die Bohrungen eines Metallblocks,
in welchen die Meßdrähte angeordnet sind, vierfach unterteilt und daß zwei diametral
angeordnete, mit den Meßdrähten ausgestattete Quadranten mit je einer ebenen Siebblechwand
an den Hauptgasstrom-Quadranten anstoßen und diesen umschließen. The arrangement of the present invention combines these two
Principles, d. H. on the one hand, it enables the components of a main gas flow
to get to the measuring wires by diffusion, the other part is through the above-mentioned
Thermosiphon effect of the hot rod causes accelerated gas circulation,
which supports the effect of diffusion and improves gas exchange. this
is achieved according to the invention that a metal cross the holes of a metal block,
in which the measuring wires are arranged, divided four times and that two diametrically
arranged quadrants equipped with measuring wires, each with a flat screen plate wall
abut the main gas flow quadrant and enclose it.
Die in den Abb. I bis 4 der Zeichnungen dargestellte Einrichtung
besteht aus zwei in die zwei Bohrungen 20 bzw. 23 eines Metallblockes 25 eingesetzten
Heizsätzen mit je zwei elektrisch heheizten Platindrähten I und 2 bzw. 21 und 22
(Abb. 4), von denen einer vom zu messenden Gas, der andere vom Vergleichsgas umspült
wird. Die Drähte sind in zwei Quadranten 3 und 4 (Abb. I
und 2)
ausgespannt. Die Aufteilung der zylindrischen Bohrung in vier Quadranten, von denen
zwei als Meßkammer dienen, wird hier durch ein metallisches Blechkreuz g bewirkt.
Die eine den Quadranten 6 umschließende Hälfte dieses Kreuzes besteht aus Vollblech,
die andere den Quadranten 5 umschließende Hälfte aus einem Siebblech. Der von dem
Siebblechwinkel eingeschlossene Quadrant 5 stellt den Hauptgasstromkanal mit Gaszuleitung
7 und Ableitung 8 dar. In dem Vertikalschnitt C-D (s. Abb. I) sieht man die aus
Platin bestehenden Meßdrähte I und 2 mit ihren durch die Isolierscheiben II und
12 und durch die Führungen 13 und I4 geführten Zuleitungsdrähten sowie den auf Druck
beanspruchten Federn 15 und 16, welche die am oberen Federende befestigten Meßdrähte
spannen (s. Abb. 1 a). Von dem Metallkreuz g sieht man in Abb. I das Siebblech mit
seiner Vielzahl von Bohrungen. Das Metallkreuz ist an seinem unteren Ende mit einem
Messingflanschen 19 verbunden, der mittels Schrauben und Stiften mit dem Metallblock
25 verbunden werden kann und auf der Isolierscheibe 11 ruht. Die Minuszuleitung
für den linken hleßdraht schließt sich an den geerdeten Block 25 unter Vermittlung
des Metallkreuzes 9, während der Plusdraht IO durch den mit Isoliermasse ausgefüllten
Quadranten 6 (s. All). 2) llaCh unten isoliert herausgeführt wird. Diese Art der
Stromfiihrung ermöglicht es, den Heizsatz, d. h. das Aletallkreuz g mit Flansch
I9, die Isolierscheiben II und 12 mit Stromdurchführungen I3, 74 und 17, 18 sowie
die beheizten Meßdrähte I und 2 im ganzen zusammengehaut herauszunehmen. The device shown in Figures I to 4 of the drawings
consists of two inserted into the two bores 20 and 23 of a metal block 25
Heating sets with two electrically heated platinum wires I and 2 or 21 and 22 each
(Fig. 4), one of which is bathed by the gas to be measured, the other by the reference gas
will. The wires are in two quadrants 3 and 4 (Fig. I.
and 2)
relaxed. The division of the cylindrical bore into four quadrants, one of which
two serve as a measuring chamber, is effected here by a metal sheet metal cross g.
One half of this cross surrounding quadrant 6 is made of solid sheet metal,
the other half of the quadrant 5 enclosing a sieve plate. The one from that
The screen plate angle enclosed quadrant 5 represents the main gas flow channel with gas supply line
7 and derivative 8. In the vertical section C-D (see Fig. I) you can see them
Existing platinum measuring wires I and 2 with their through the insulating washers II and
12 and through the guides 13 and I4 lead wires as well as the pressure
claimed springs 15 and 16, which the measuring wires attached to the upper end of the spring
tension (see Fig. 1 a). From the metal cross g you can see the sieve plate in Fig. I.
its multitude of holes. The metal cross is at its lower end with a
Brass flanges 19 connected to the metal block by means of screws and pins
25 can be connected and rests on the insulating disk 11. The negative lead
for the left heating wire connects to the grounded block 25 under mediation
of the metal cross 9, while the plus wire IO through the filled with insulating material
Quadrant 6 (see All). 2) llaCh is led out insulated at the bottom. This kind of
Current conduction makes it possible to use the heating unit, i. H. the all-metal cross g with flange
I9, the insulating washers II and 12 with current feedthroughs I3, 74 and 17, 18 and
take out the heated measuring wires I and 2 as a whole hewn together.
I)em in dem Quadranten 5 strömenden Gas ist auf der ganzen Länge des
Zylinders Gelegenheit gegeben, in die Quadranten 3 und 4 - mit den Meßdrähten 1
und 2 - zu diffundieren. Außer diesem Gasaustausch durch Diffusion findet, wie hereits
erwähnt, durch die Schornsteinwirkung der erhitzten Drähte I und 2 eine zusätzliche
Gaszirkulation an den Drähten aufwärts und an der kühlen Wandung abwärts statt.
Gleichzeitig wird dadurch die Diffusion bzw. der Gasaustausch beschleunigt. Die
Abdichtung der einzelnen Quadranten, insbesondere gegen den Quadranten 6, ist durch
gute Einpassung des Metallkreuzes und durch das Ausgießen des Quadranten 6 mit einer
geschmolzenen, beim Erkalten erstarrenden Isoliermasse gewährleistet. Die gesamte
Einrichtung besteht in der üblichen Weise aus Meßkammer und Vergleichskammer. Letztere
ist genau so eingerichtet wie die Meßkammer, wird aber während der Analyse mit einem
genau bekannten Vergleichsgas durchspült. Im vorliegenden Fall sind die Kammern
20 und 23 aus dem gleichen Metallblock 25 nebeneinander herausgebohrt. Die Meßdrähte
I und 2 sind in der bekannten Weise elektrisch in einen sogenannten Meßbrückenzweig
eingeschaltet. Die Schaltung ergibt sich aus dem Schaltbild Abb. 3. Hier liegt der
Draht I der Meßkammer 20 in der oberen, 2 in der unteren Hälfte der Brücke und entsprechend
Draht 21 der Vergleichskammer in der unteren, 22 in der oberen Hälfte der Brücke.
Das Millivoltmeter 24 liegt mit seinen Anschlüssen zwischen je einem Meß- und Vergleichsdraht.
Besonders störungslos arbeitet das beschriebene Gerät, wenn es in einem Schutzgehäuse
untergebracht ist, dessen Luftraum durch eine an sich bekannte Thermostateneinrichtung
auf Temperaturkonstanz gehalten wird.I) em gas flowing in quadrant 5 is along the entire length of the
Cylinder given the opportunity to move into quadrants 3 and 4 - with measuring wires 1
and 2 - to diffuse. Besides this gas exchange by diffusion takes place as hereits
mentioned, by the chimney effect of the heated wires I and 2 an additional
Gas circulation up the wires and down the cool wall instead.
At the same time, this accelerates diffusion or gas exchange. the
Sealing of the individual quadrants, in particular against quadrant 6, is through
good fit of the metal cross and by pouring the quadrant 6 with a
melted insulation material that solidifies when it cools down. The whole
The device consists in the usual way of a measuring chamber and a comparison chamber. Latter
is set up in exactly the same way as the measuring chamber, but is activated during the analysis with a
exactly known reference gas flushed through. In the present case, the chambers are
20 and 23 drilled out of the same metal block 25 side by side. The measuring wires
I and 2 are electrically connected to a so-called measuring bridge branch in the known manner
switched on. The circuit is shown in the circuit diagram in Fig. 3. This is where the
Wire I of the measuring chamber 20 in the upper, 2 in the lower half of the bridge and accordingly
Wire 21 of the comparison chamber in the lower half, 22 in the upper half of the bridge.
The millivoltmeter 24 lies with its connections between a measuring wire and a reference wire.
The device described works particularly trouble-free when it is in a protective housing
is housed, the air space by a known thermostat device
is kept at constant temperature.
Die mit dieser Einrichtung erreichten Vorteile beruhen vor allem
auf einer sehr hohen Empfindlichkeit, so daß bereits sehr geringe Unterschiede der
Wärmeleitfähigkeit angezeigt werden. Ferner ist die Einstellzeit des Galvanometerausschlages
auf einen für die neue Gaszusammensetzung charakteristischen Wert sehr kurz. Der
einfache Aufbau und vor allem die herausnehmbaren Heizsätze des Gerätes machen alle
Teile leicht zugänglich und geben die Möglichkeit zur schnellen Hehehung von Störungen. The advantages achieved with this facility are primarily based
on a very high sensitivity, so that there are already very small differences in the
Thermal conductivity are displayed. Furthermore, it is the response time of the galvanometer deflection
to a value that is characteristic of the new gas composition. Of the
simple construction and, above all, the removable heating elements of the device make all of them
Parts easily accessible and give the opportunity to quickly increase faults.