DE972386C - Vorrichtung zur Messung paramagnetischer Bestandteile in Gasgemischen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Messung paramagnetischer Bestandteile in Gasgemischen Man hat schon zur Messung paramagnetischer Bestandteile in Gasgemischen mittels der magnetischen Suszeptibilität vorgeschlagen, das Gasgemisch in einem starken ungleichförmigen Magnetfeld zu erhitzen. Man benutzt hierzu eine Vorrichtung, die aus einer von dem zu untersuchenden Gasgemisch durchströmten Ringkammer und einem an beiden Enden in die Ringkammer mündenden Querkanal, der zwei Heizwicklungen mit temperaturabhängigem Widerstand enthält, besteht. Infolge der unterschiedlichen Suszeptibilität der heißen und kalten Gase übt das Magnetfeld auf die heißen Gase eine andere Kraft als auf die kalten Gase aus, so daß eine Strömung des Gases eintritt, deren Stärke ein Maß für den Gehalt an paramagnetischen Bestandteilen, insbesondere Sauerstoff, ist. Die Strömung der Gase kann dadurch gemessen werden, daß man in den Gasstrom einen oder mehrere Temperaturfühler bringt, die durch die strömenden Gase erwärmt oder abgekühlt werden. Bei einer derartigen Meßanordnung besteht der Nachteil, daß der Nullpunkt der Anzeige von Raumtemperatur und Heizstromstärke abhängig ist.
• Es wurde nun gefunden, daß man die in Gasgemischen mit paramagnetischen Bestandteilen in einem geheizten, quersymmetrischen, in einer ebenfalls quersymmetrisch gestalteten Ringkammer untergebrachten Meß röhrchen auftretende, durch ein starkes, ungleichförmiges Magnetfeld erzeugte Gasströmung unabhängig von der Raumtemperatur und Heizstromstärke durch Beheizung des Meßröhrchens mittels einer zweiteiligen Heizwicklung aus temperaturabhängigem Material, wobei zu der einen Heizwicklung ein Vorwiderstand und zu der anderen Heizwicklung ein Nebenwiderstand angeschlossen ist, messen kann, wenn man gemäß der Erfindung die Deckplatten der Ringkammer mit querunsymmetrisch eingelassenen, mit den Polschuhen des Magnets in magnetischem Kontakt stehenden Eisenteilen versieht. Auf diese Weise gelingt es, den Nullpunkt der Meßanordnung von Raumtemperatur und Heizstromstärke unabhängig zu machen.
• In den Zeichnungen werden einige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt.
• Abb. I zeigt ein Meßröhrchen I, das horizontal in einem Magnetfeld NS liegt, eine zweiteilige Heizwicklung 2 und 3 aus temperaturabhängigem Material besitzt und außerhalb des Magnetfeldes an eine Ringkammer 4 angeschlossen ist. Zur Kompensation des Einflusses der Außentemperatur und der Heizstromstärke wird zur Heizwicklung 2 ein Vorwiderstand 6 und zur Heizwicklung 3 ein Nebenwiderstand 7 (oder umgekehrt) angeordnet.
• Die festen Widerstände 8 und 9 sind Zweige einer Wheatstoneschen Brücke, und IO ist eine Spannungsquelle. Enthält das durch die Ringkammer 4 bei 19 eintretende und bei I9' austretende Gas Sauerstoff, so strömt das Gas in der Pfeilrichtung durch das Meßröhrchen I, wobei die Heizwicklung 3 abgekühlt, die Heizwicklung 2 zusätzlich erwärmt wird. Die Temperaturdifferenz zwischen den Heizwicklungen 2 und 3 ist ein Maß für den Sauerstoffgehalt des Gases und wird mittels der Wheatstoneschen Brückenanordnung 6, 7, 8 und 9 von dem Anzeigegerät 5 registriert. ii ist ein Vorwiderstand mit negativem Temperaturkoeffizienten im Heizstromkreis, der die noch verbleibende, an sich unbedeutende Temperaturabhängigkeit der Anzeige kompensiert.
• Abb. 2 zeigt die Meßvorrichtung, bestehend aus der Ringkammer 4 aus unmagnetischem Material mit Meßröhrchen I, die zwischen den Polschuhen I2 aus Weicheisen mittels der Stifte I3 fixiert ist. Die Dauermagnete 14 erzeugen mit Hilfe eines Joches I5 in der Ringkammer ein kräftiges Magnetfeld.
• Abb. 3 zeigt die Ringkammer 4 allein, die das Meßröhrchen I mit der zweiteiligen Heizwicklung 2 und 3 enthält. Die Deckplatten I6 der Ringkammer (die obere Deckplatte ist zur Hälfte entfernt) enthalten querunsymmetrisch zwei Kegelstümpfe oder Zylinder I7 aus Weicheisen, die mit den Polschuhen I2 (Abb. 2) in magnetischem Kontakt stehen. Die Deckplatten 16 schließen den das Meßröhrchen 1 enthaltenden Innenraum I8 nach außen ab und bilden mit der Ringkammer 4 zusammen eine festverschraubte bauliche Einheit. Durch die Stutzen 19 und I9' wird das zu untersuchende Gas zu- bzw. abgeleitet. Die Arbeitsweise ist nach dem oben zur Erläuterung von Abb. I Gesagten ohne weiteres verständlich.
• Besonders gute Resultate liefert die in Abb. 4 gezeigte Ausbildung der Ringkammer 4, bei der die Eisenkegelstümpfe I7 so gestaltet sind, daß sie das Meß röhrchen I teilweise umschließen. Dadurch kann die dem engeren Spalt entsprechende höhere Feldstärke mit dem größere Empfindlichkeit bringen den Meßröhrchen größeren Durchmessers kombiniert werden.
• Wenn ein Sauerstoffmeßbereich mit unterdrücktem Nullpunkt erwünscht ist, z. B. bei der Kontrolle der Atemluft, so kann man dies durch eine Veränderung der Lage des Meßröhrchens I der Ringkammer 4 gemäß Abb. 5 erreichen. Der in dem geheizten Meßröhrchen I wirksame Auftrieb 20 des Gases, der durch den Grad der Neigung des Meßröhrchens I eingestellt werden kann, hält dem durch den Sauerstoffgehalt erzeugten Druck 21 das Gleichgewicht. Erst beim Überschreiten eines bestimmten Sauerstoffgehaltes tritt in das Meßröhrchen von oben ein Gasstrom ein, der einen Ausschlag bewirkt.
• PATENTANSPROCHE: I. Vorrichtung zur Messung von paramagnetischen Bestandteilen in Gasgemischen mit einem geheizten, quersymmetrischen, in einer ebenfalls quersymmetrisch gestalteten Ringkammer untergebrachten Meßröhrchen, das sich in einem starken, ungleichförmigen Magnetfeld befindet, bei dem zur Beheizung des Meßröhrchens eine zweiteilige Heizwicklung aus temperaturabhängigem Material verwendet wird, wobei zu der einen Heizwicklung ein Vorwiderstand und zu der anderen Heizwicklung ein Nebenwiderstand angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatten der Ringkammer querunsymmetrisch eingelassene, mit den Polschuhen des Magnets in magnetischem Kontakt stehende Eisenteile besitzen.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturabhängigkeit des Ausschlages durch einen geeignet bemessenen Vorwiderstand mit negativem Temperaturkoeffizienten im Heizstromkreis kompensierbar ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch I und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßröhrchen von den querunsymmetrisch eingelassenen Eisenteilen teilweise umschlossen wird.

   4. Vorrichtung nach Anspruch I und/oder 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Unterdrücken des Nullpunktes des Anzeigegerätes die Ringkammer um ihre Querachse drehbar ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 706 207; F. L i en eweg, Wissenschaftliche Veröffentlichungen aus den Siemenswerken, Bd. I5, Heft 3, S. g2 bis IO8; G. Keinath, »Die Technik eIektrischer Meßgeräte«, I928,S. 135.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 805 815, 8Io44I, 876 484, 944 035, 947 207.