DE10215909C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Wasserstoffkonzentration - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Wasserstoffkonzentration

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Wasserstoffkonzentration in einem Gas mit mindestens einer Anordnung, die einen elektrochemischen Gassensor und einen Bipotentiostaten umfasst, beispielsweise zur Verwendung bei Verbrennungsmotoren mit Wasserstoff, bei Brennstoffzellen und in der Petrochemie. DOLLAR A Der verwendete elektrochemische Gassensor weist zwei Arbeitselektroden (3) und (4) auf, mit denen in Abhängigkeit von der Spannungsbeaufschlagung durch einen Bipotentiostaten (5-18) in verschiedenen Schritten jeweils die Wasserstoff- und die Sauerstoffkonzentration in dem Gas ermittelt wird. In einem weiteren optionalen Schritt wird an einer Arbeitselektrode (4) eine Spannung im Bereich von -1100 bis -800 Millivolt angelegt, so dass Wasserstoff an der Arbeitselektrode (4) gebildet wird und somit die funktionsfähige Oberfläche der Arbeitselektrode (4) sowie die Empfindlichkeit der Arbeitselektrode (3) gegenüber Wasserstoff überprüft werden kann. DOLLAR A Eine zyklische Wiederholung der Verfahrensschritte, vorzugsweise zeitlich versetzt mit zwei Anordnungen, ermöglicht die kontinuierliche Überwachung der Wasserstoff- und Sauerstoffkonzentration bei regelmäßiger Überprüfung der Arbeitselektroden (3, 4) auf ihre Funktionsbereitschaft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Wasserstoffkonzentration in einem Gasgemisch.
In der DE 197 26 453 C2 wird ein elektrochemischer Sauerstoffsensor mit zwei als Messelektrode und Schutzelektrode bezeichneten Arbeitselektroden, einer als Hilfselektrode bezeichneten Gegenelektrode sowie einer Bezugselektrode beschrieben. Messelektrode, Schutzelektrode und Hilfselektrode sind planparallel zueinander angeordnet mit dazwischen eingebrachten Vliesen, die mit einem Elektrolyten getränkt sind und als Separatoren wirken. Durch diese Art der Anordnung wird die Schüttelempfindlichkeit des Sensors erheblich reduziert. Der Elektrolyt mit den darin befindlichen Elektroden ist über eine Diffusionsmembran aus Polytetrafluorethylen von dem zu messenden Gas abgeschirmt. Alle verwen­ deten Elektroden sind aus dem gleichen Material gefertigt, beispielsweise aus Gold, Platin oder deren Legierungen.
Aus der DE 200 22 508 U1 ist ein elektrochemischer Gassensor mit einer Diffusionsmembran aus einem Bis-2,2-trifluoromethyl-4,5-difluoro­ -1,3-dioxol enthaltenden Polymer, insbesondere aus einem Copolymer aus den Monomeren Bis-2,2-trifluoromethyl-4,5-difluoro-1,3-dioxol und Tetrafluorethylen (Handelsname "Teflon® AF") bekannt. Mit solchen Diffusionsmembranen ist bei der Messung eine verkürzte Ansprechzeit und eine verbesserte Empfindlichkeit gegenüber Gasen wie Sauerstoff und Wasserstoff zu verzeichnen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, welche die Überwachung der Wasserstoffkonzentration in einem Gasgemisch ermöglichen bei gleichzeitiger Überprüfung der Funktionsbereitschaft der Anordnung. Zusätzlich ist die Überwachung der Sauerstoffkonzentration möglich.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Schritten nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst.
Das Verfahren zur Überwachung der Wasserstoffkonzentration in einem Sauerstoff enthaltenden Gasgemisch verwendet mindestens eine einen elektrochemischen Gassensor umfassende erste Anordnung. Der verwendete elektrochemische Gassensor weist zwei Arbeitselektroden, davon eine erste gasseitige Arbeitselektrode und eine zweite elektrolytseitige Arbeitselektrode, sowie eine Bezugselektrode und eine Gegenelektrode auf. Die Arbeitselektroden arbeiten zeitweise als Anoden und als Kathoden in Abhängigkeit davon, wie sie über einen Bipotentiostaten mit Spannung beaufschlagt werden. Der Bipotentiostat wird von einem Mikrocontroller angesteuert und weist als weitere Komponenten drei Operationsverstärker auf, die jeweils einer der beiden Arbeitselektroden und der Bezugselektrode vorgeschaltet sind. Den beiden zu den Arbeitselektroden gehörenden Operationsverstärkern sind jeweils Messwiderstände parallelgeschaltet.
Mit dem Verfahren lassen sich durch die geeignete Ansteuerung der Anordnung durch den Mikrocontroller im Wechsel die Wasserstoff- und die Sauerstoffkon­ zentration in einem Gasgemisch bestimmen, sowie die Funktionsbereit­ schaft der Anordnung überwachen.
Das ist beispielsweise von Vorteil zur Messung von Wasserstoff in Ver­ brennungsmotoren, Brennstoffzellen oder in der chemischen Industrie, beispielsweise in der Petrochemie. Da Wasserstoff bereits bei geringen Konzentrationen in Luft explodieren kann (untere Explosionsgrenze: 4%), muss die Wasserstoffkonzentration zumindest in geschlossenen Räumen fortlaufend und zuverlässig überwacht werden. Darüber hinaus erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren durch die Überwachung der Sauerstoffkonzentration eine Beurteilung der Luftgüte, zum Beispiel für den Personenschutz oder im Innenraum eines mit Wasserstoff angetriebenen Kraftfahrzeugs.
Das zu messende Gas wird dem elektrochemischen Gassensor beispielsweise über eine Diffusionsmembran zugeführt. Als Material für die Diffusionsmembran eignen sich Polytetrafluorethylen (Teflon®) und Perfluoralkoxy (PFA), jeweils in einer Schichtdicke zwischen 3 und 15 Mikrometer, sowie Teflon® AF (siehe oben) in einer Schichtdicke zwischen 15 und 35 Mikrometer. Alternativ zu einer Diffusionsmembran ist die Zuführung des zu messenden Gases in den elektrochemischen Gassensor über Kapillaren möglich, die einen Durchmesser von etwa 10 bis 50 Mikrometer und eine Länge von 100 bis 500 Mikrometer haben. Für die Elektroden selbst wird als Material vorzugsweise ein Gemisch aus Platin und Polytetrafluorethylen eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht aus einer zeitlichen Abfolge von mehreren einen Messzyklus bildenden Schritten.
In einem ersten Schritt eines Messzyklusses wird die erste Arbeitselektrode über einen ersten Operationsverstärker mit einer Spannung in einem die Wasserstoffoxidation herbeiführenden Potentialbereich I, vorzugsweise zwischen 0 und 200 Millivolt, beaufschlagt. Diese und alle weiteren Angaben zu Potentialbereichen beziehen sich auf eine Platin-Platinoxid- Pseudoreferenzelektrode. Gleichzeitig wird die zweite Arbeitselektrode über einen zweiten Operationsverstärker mit einer Spannung in einem die Sauerstoffreduktion herbeiführenden Potentialbereich II, vorzugsweise zwischen -700 und -300 Millivolt, beaufschlagt. Der durch die Wasserstoffoxidation verursachte Stromfluss an der ersten Arbeitselektrode erzeugt ein Signal, das proportional zur Wasserstoffkonzentration ist. Ebenso erzeugt der durch die Sauerstoffreduktion bedingte Stromfluss an der zweiten Arbeitselektrode ein zur Sauerstoffkonzentration proportionales Signal. Beide Signale werden an den Mikrocontroller weitergeleitet und dort mit jeweils vorgegebenen Signalwerten verglichen.
In einem zweiten Schritt werden beide Arbeitselektroden über den ersten und zweiten Operationsverstärker jeweils mit einer Spannung in dem die Sauerstoffreduktion herbeiführenden Potentialbereich II beaufschlagt. Es wird jeweils der zu Sauerstoffkonzentration proportionale Stromfluss an der ersten und der zweiten Arbeitselektrode gemessen, als Signal an den Mikrocontroller weitergeleitet und dort mit vorgegebenen Signalwerten verglichen.
In einem dritten Schritt wird die Verbindung des ersten Operationsverstärkers zur ersten Arbeitselektrode unterbrochen, indem ein zwischen dem ersten Operationsverstärker und der ersten Arbeitselektrode angeordneter erster Schalter geöffnet wird. Der dabei an der ersten Arbeitselektrode gemessene zeitliche Verlauf des sogenannten "open circuit potentials", das entspricht der hochohmig gemessenen Spannung zwischen der Bezugs- und der Arbeitselektrode, ohne dass eine externe Potentialregelung erfolgt (geöffneter Regelkreis), wird mit Hilfe eines Instrumentenverstärkers verstärkt und gibt Aufschluss über Zustand und Funktionsbereitschaft der ersten Arbeitselektrode. Zur gleichen Zeit wird die zweite Arbeitselektrode über den zweiten Operationsverstärker mit einer Spannung in dem die Sauerstoffreduktion herbeiführenden Potentialbereich II beaufschlagt. Es erzeugt der durch die Sauerstoffreduktion bedingte Stromfluss an der zweiten Arbeitselektrode ein zur Sauerstoffkonzentration proportionales Signal. Das durch den Stromfluss an der zweiten Arbeitselektrode erzeugte Signal gibt für den Fall, dass eine Spannung im Potentialbereich II angelegt wird, stets Aufschluss über den Elektrolythaushalt des Sensors und den Zustand von Separatoren, die zwischen den Elektroden angeordnet sind. Beide Signale werden an den Mikrocontroller weitergeleitet und dort mit jeweils vorgegebenen Signalwerten verglichen.
Die drei genannten Schritte sind die wesentlichen Schritte des Verfahrens. In bevorzugten Ausführungsformen treten weitere Schritte hinzu.
In einem weiteren Schritt wird die erste Arbeitselektrode über den ersten Operationsverstärker mit einer Spannung in dem die Wasserstoffoxidation herbeiführenden Potentialbereich I beaufschlagt. Der durch die Wasserstoffoxidation verursachte Stromfluss an der ersten Arbeitselektrode erzeugt ein Signal, das proportional zur Wasserstoffkonzentration ist. Die zweite Arbeitselektrode wird über den zweiten Operationsverstärker mit einer Spannung in einem die Wasserstoffproduktion herbeiführenden Potentialbereich III, vorzugsweise zwischen -1100 und -800 Millivolt, beaufschlagt. Der durch die Wasserstoffproduktion bedingte Stromfluss an der zweiten Arbeitselektrode erzeugt ein zur Wasserstoffproduktion proportionales Signal. Es werden beide Signale an den Mikrocontroller weitergeleitet und dort mit jeweils vorgegebenen Signalwerten verglichen. Durch die Wasserstoffproduktion an der zweiten Arbeitselektrode steht in jedem Fall eine gewisse Menge an Wasserstoff zur Verfügung, unabhängig davon, ob in dem zu überwachenden Gasgemisch eine nachweisbare Wasserstoffkonzentration vorliegt oder nicht. Mit dem erzeugten Wasserstoff ist es möglich, die Funktionsbereitschaft der ersten Arbeitselektrode hinsichtlich der Nachweisbarkeit von Wasserstoff und der zweiten Arbeitselektrode im Hinblick auf ihre funktionsfähige Oberfläche zu überprüfen.
In einem zusätzlichen Schritt ist vorgesehen, dass vom Mikrocontroller ein Warnsignal abgegeben wird, wenn in einem der zuvor angeführten Schritte das an den Mikrocontroller weitergeleitete Signal außerhalb eines zuvor festgelegten Toleranzbereichs liegt. Dieser Schritt muss den bisher angeführten Schritten zeitlich betrachtet nicht folgen, sondern kann auch simultan zu ihnen durchgeführt werden. Die aufgrund des Stromflusses gewonnenen Messsignale werden dabei bezüglich Druck und Temperatur korrigiert und mit fest vorgegebenen zulässigen Toleranzwerten verglichen. Es deuten Abweichungen außerhalb eines zu dem jeweiligen Toleranzwert gewählten Toleranzbereichs bei der ersten Arbeitselektrode im ersten Schritt auf eine unzulässige Wasserstoffkonzentration hin, im zweiten Schritt auf eine unzulässige Sauerstoffkonzentration oder eine fehlerhafte Membran oder Kapillare, im dritten Schritt auf mangelnde Funktionsbereitschaft der ersten Arbeitselektrode. Für die zweite Arbeitselektrode sind Abweichungen außerhalb des Toleranzbereichs ein Hinweis auf Defekte oder Beeinträchtigungen der elektrochemischen Gassensoren.
Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens bestehen darin, das Verfahren in einer aus den genannten Schritten gebildeten Folge kontinuierlich zu wiederholen. Darüber hinaus läßt sich das Verfahren mit der gleichen Folge für eine zweite Anordnung identischer Bauart durchführen. Bei gleichzeitiger Durchführung an den beiden Anordnungen ist es vorteilhaft, eine zeitliche Versetzung so vorzusehen, dass stets mit mindestens einer der beiden Anordnungen die Wasserstoffkonzentration ermittelt wird, um eine lückenlose Überwachung der Wasserstoffkonzentration zu gewährleisten. Hierbei wird Verfahrensschritt a) von beiden Anordnungen gleichzeitig mindestens so lange durchgeführt, bis das Verhältnis der Messwerte der beiden Gassensoren konstant ist.
Neben der Möglichkeit, das erfindungsgemäße Verfahren für zwei Anordnungen mit jeweils einem elektrochemischen Gassensor durchzuführen, ist es gleichfalls denkbar, die dabei zum Einsatz gelangenden vier Arbeitselektroden auch in eine einzige Anordnung mit einem elektrochemischen Gassensor zu integrieren, der die vier Arbeitselektroden umfaßt. Ebenfalls möglich wäre eine entsprechende Durchführung des Verfahrens mit einer einzigen Anordnung, die einen elektrochemischen Gassensor mit drei Arbeitselektroden umfasst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Anordnung mit einem elektro­ chemischen Gassensor zur Über­ wachung der Wasserstoff- und Sauerstoffkonzentration in einem Gas,
Fig. 2 den zeitlichen Spannungsverlauf an den beiden Arbeitselektroden der Anordnung aus Fig. 1.
In der Fig. 1 ist eine Anordnung mit einem elektrochemischen Gassensor und einem Bipotentiostaten 5-18 zur Überwachung der Wasserstoff- und Sauerstoffkonzentration in einem Gasgemisch dargestellt. Der elektrochemische Gassensor umfasst eine erste Arbeitselektrode 3 und eine zweite Arbeitselektrode 4, ferner eine Gegenelektrode 2 und eine Bezugselektrode 1. Die beiden Arbeitselektroden 3, 4 werden von dem Bipotentiostaten 5-18, der von einem Mikrocontroller 14 gesteuert wird, mit einer entsprechenden Spannung beaufschlagt. Der Bipotentiostat 5-18 umfasst einen ersten Messwiderstand 7, einen ersten Operationsverstärker 8 und einen zweiten Operationsverstärker 11, einen zweiten Messwiderstand 17 und einen dritten Operationsverstärker 18. Das Anlegen der Spannung an die Arbeitselektroden 3, 4 geschieht über zwei dem Prinzip nach identisch aufgebaute Schaltungen innerhalb der Anordnung. Die Arbeitsweise der Schaltungen wird anhand der Schaltung für die erste Arbeitselektrode 3 beschrieben. Im Mikrocontroller 14 wird ein Signal vorgegeben, welches von einem ersten Digital-Analog-Wandler 13 gewandelt und von dem ersten Operationsverstärker 8, dem der erste Messwiderstand 7 parallelgeschaltet ist, verstärkt wird. Über einen nachgeordneten, geschlossenen ersten Schalter 9 gelangt das Signal zur ersten Arbeitselektrode 3, die entsprechend mit einer Spannung beaufschlagt wird. Der erste Schalter 9 ist mit dem Mikrocontroller 14 über eine Leitung verbunden, die in der Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit unterbrochen dargestellt ist mit den beiden Leitungsenden A. Der erste Schalter 9 wird vom Mikrocontroller 14 in der Weise angesteuert, dass er geschlossen ist, wenn die erste Arbeitselektrode 3 mit einer Spannung beaufschlagt wird und dass er geöffnet ist, wenn an der ersten Arbeitselektrode 3 der Verlauf des open circuit potentials gemessen wird; dies entspricht der hochohmig gemessenen Spannung zwischen der Bezugs- und Arbeitselektrode, ohne dass eine externe Potentialregelung erfolgt (geöffneter Regelkreis). Der erste Operationsverstärker 8 ist mit einem Multiplexer 16 über eine Leitung verbunden, die ebenfalls unterbrochen durch die zwei Leitungsenden C dargestellt ist. Die im Multiplexer 16 eingehenden Signale werden an einen Analog-Digital-Wandler 15 und von dort an den Mikrocontroller 14 weitergeleitet. Die erste Arbeitselektrode 3 befindet sich auf der dem zu messenden Gas zugewandten Seite des elektrochemischen Gassensors. Die erste Arbeitselektrode 3, die Bezugselektrode 1 und die Gegenelektrode 2 unter Zwischenschaltung des dritten Operationsverstärkers 18 sind mit einem ersten Instrumentenverstärker 5 verbunden, der die eingehenden Signale bei der Messung des Verlaufs des open circuit potentials an der Arbeitselektrode 3 an den Multiplexer 16 weiterleitet. Von dort gelangen die Signale über den Analog-Digitalwandler 15 zum Mikrocontroller 14.
Für die zweite Arbeitselektrode 4 ist eine Schaltung ganz analog zu der oben beschriebenen für die erste Arbeitselektrode 3 vorgesehen. Ein zweiter Digital- Analog-Wandler 12 leitet die Signale vom Mikrocontroller 14 an den zweiten Operationsverstärker 11, dem der zweite Messwiderstand 17 parallelgeschaltet ist. Über einen zweiten, in der Fig. 1 ebenfalls geschlossen dargestellten Schalter 10 gelangt das Signal zur zweiten Arbeitselektrode 4, die mit einer entsprechenden Spannung beaufschlagt wird. Der zweite Schalter 10 ist mit dem Mikrocontroller 14 über eine an den Leitungsenden B unterbrochen dargestellte Leitung verbunden und kann bei Bedarf in gleicher Weise wie der erste Schalter 9 angesteuert werden. Der zweite Operationsverstärker 11 ist ebenfalls mit dem Multiplexer 16 verbunden. Die zweite Arbeitselektrode 4 befindet sich auf der dem flüssigen Elektrolyten zugewandten Seite des elektrochemischen Gassensors. Die zweite Arbeitselektrode 4, die Bezugselektrode 1 sowie die Gegenelektrode 2 über den dritten Operationsverstärker 18 sind mit einem zweiten Instrumentenverstärker 6 verbunden, der für eine gegebenenfalls durchgeführte Messung des Verlaufs des open circuit potentials an der zweiten Arbeitselektrode 4 ebenfalls die eingehenden Signale an den Multiplexer 16 weitergibt.
In der Fig. 2 sind der zeitliche Spannungsverlauf an der ersten Arbeitselektrode 3 und der zweiten Arbeitselektrode 4 in Millivolt [mV] dargestellt, so wie sie entsprechend der Ansteuerung vom Mikrocontroller 14 mit Spannung beaufschlagt werden.
Im ersten Zeitabschnitt B1 liegen bei geschlossenen Schaltern 9, 10 an der ersten Arbeitselektrode 3 zur Bestimmung der Wasserstoffkonzentration 100 mV an, und an der zweiten Arbeitselektrode 4 liegen -600 mV zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration an.
Im zweiten Zeitabschnitt B2 werden die Arbeitselektroden 3, 4 jeweils mit einer Spannung von -600 mV zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration beaufschlagt. Dies erfolgt über die Ansteuerung durch den Mikrocontroller 14. Auf diese Weise ermittelt man im zweiten Zeitabschnitt B2 die Sauerstoffkon­ zentration im Gasgemisch.
In dem sich anschließenden dritten Zeitabschnitt B3 wird der bislang geschlossene Schalter 9 vom Mikrocontroller 14 zum Öffnen angesteuert. An der ersten Arbeitselektroden 3 liegt nun keine äußere Spannung mehr an, so dass eine Messung des sich asymptotisch dem Wert 0 mV nähernden open circuit potentials vorgenommen werden kann. An der zweiten Arbeitselektrode 4 liegen nach wie vor -600 mV zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration an. Anschließend wird im vierten Zeitabschnitt B4 an die erste Arbeitselektrode 3 eine Spannung von 100 mV angelegt, und an die zweite Arbeitselektrode 4 eine Spannung von -800 mV. Bei einer Spannung von -800 mV entsteht an der zweiten Arbeitselektrode 4 bereits Wasserstoff.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird geprüft, ob die erste Arbeitselektrode 3 empfindlich auf Wasserstoff reagiert, indem ihre Funktionsfähigkeit im vierten Zeitabschnitt B4 durch eigens an der zweiten Arbeitselektrode 4 erzeugten Wasserstoff getestet wird.
Im letzten Zeitabschnitt B5 wird wieder wie im ersten Zeitabschnitt B1 die erste Arbeitselektrode 3 mit einer Spannung von 100 mV beaufschlagt und die zweite Arbeitselektrode 4 mit einer Spannung von -600 mV. Somit ist erneut die Ermittlung der Wasserstoff- und Sauerstoffkonzentration im zu überwachenden Gasgemisch möglich.
Die Zeitabschnitte B1 bis B4 bilden in ihrer Abfolge einen Zyklus, der wiederholt wird. Dabei nimmt B1 etwa zwanzig Minuten in Anspruch, die Abschnitte B2 bis B4 dagegen jeweils nur wenige Minuten, dargestellt durch die horizontale Ausdehnung der entsprechenden Doppelpfeile entlang der Zeitachse, auf der die Zeit in Minuten aufgetragen ist.

Claims (10)

1. Verfahren zur Überwachung der Wasserstoffkonzentration in einem Gasgemisch mit mindestens einer einen elektrochemischen Gassensor umfassenden ersten Anordnung mit folgenden einen Messzyklus bildenden Schritten, wobei das Verfahren mit einem der angegebenen Schritte beginnt:
  • a) Eine erste Arbeitselektrode (3) wird über einen ersten Operationsverstärker (8) mit einer Spannung in einem die Wasserstoffoxidation herbeiführenden Potentialbereich I, und eine zweite Arbeitselektrode (4) wird über einen zweiten Operationsverstärker (11) mit einer Spannung in einem die Sauerstoffreduktion herbeiführenden Potentialbereich II beaufschlagt, wobei jeweils der zur Konzentration des Wasserstoffs proportionale Stromfluss an der ersten Arbeitselektrode (3) und der zur Konzentration des Sauerstoffs proportionale Stromfluss an der zweiten Arbeitselektrode (4) gemessen und als Signal an den Mikrocontroller (14) weitergeleitet und dort mit einem vorgegebenen Signalwert verglichen wird,
  • b) die beiden Arbeitselektroden (3, 4) werden über den ersten und den zweiten Operationsverstärker (8, 11) jeweils mit einer Spannung in dem die Sauerstoffreduktion herbeiführenden Potentialbereich II beaufschlagt, wobei jeweils der zur Konzentration des Sauerstoffs proportionale Stromfluss an der ersten und zweiten Arbeitselektrode (3, 4) gemessen und als Signal an den Mikrocontroller (14) weitergeleitet und dort mit vorgegebenen Signalwerten verglichen wird,
  • c) die Verbindung des ersten Operationsverstärkers (8) zur ersten Arbeitselektrode (3) wird durch Öffnen eines ersten Schalters (9) unterbrochen, und es wird das open circuit-potential an der ersten Arbeitselektrode (3) bestimmt und mit Hilfe eines Instrumentenverstärkers (5) als Signal an den Mikrocontroller (14) weitergeleitet und dort mit einem vorgegebenen Signalwert verglichen, und die zweite Arbeitselektrode (4) wird über den zweiten Operationsverstärker (11) mit einer Spannung in dem die Sauerstoffreduktion herbeiführenden Potentialbereich II beaufschlagt, wobei der zur Konzentration des Sauerstoffs proportionale Stromfluss an der zweiten Arbeitselektrode (4) gemessen und als Signal an den Mikrocontroller (14) weitergeleitet und dort mit einem vorgegebenen Signalwert verglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu den genannten Schritten der folgende Schritt hinzutritt:
  • a) Die erste Arbeitselektrode (3) wird über den ersten Operationsverstärker (8) mit einer Spannung in dem die Wasserstoffoxidation herbeiführenden Potentialbereich I, und die zweite Arbeitselektrode (4) wird über den zweiten Operationsverstärker (11) mit einer Spannung in dem die Wasserstoffproduktion herbeiführenden Potentialbereich III beaufschlagt, wobei jeweils der zur Konzentration des Wasserstoffs proportionale Stromfluss an der ersten Arbeitselektrode (3) und der zur Produktion des Wasserstoffs proportionale Stromfluss an der zweiten Arbeitselektrode (4) gemessen und als Signal an den Mikrocontroller (14) weitergeleitet und dort mit einem vorgegebenen Signalwert verglichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu den genannten Schritten der folgende hinzutritt:
  • a) von dem Mikrocontroller (14) wird ein Warnsignal abgegeben, wenn in einem der genannten Schritte ein an den Mikrocontroller (14) weitergeleitetes Signal außerhalb eines für jeden der genannten Schritte zuvor festgelegten Toleranzbereichs um den betreffenden vorgegebenen Signalwert liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Potentialbereich I ein Bereich zwischen 0 und 200 Millivolt gewählt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Potentialbereich II ein Bereich zwischen -700 und -300 Millivolt gewählt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Potentialbereich III ein Bereich zwischen -1100 und -800 Millivolt gewählt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus den genannten Schritten gebildete Folge kontinuierlich wiederholt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Schritten gebildete Folge für eine zweite Anordnung kontinuierlich wiederholt wird, die baugleich zur ersten Anordnung ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Schritten gebildete Folge für die erste und die zweite Anordnung zeitlich versetzt durchgeführt wird, so dass der Schritt a) stets bei mindestens einer der beiden Anordnungen durchgeführt wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Arbeits­ elektrode (3) des elektrochemischen Gassensors der ersten und/oder zweiten Anordnung den Potentialbereich I mit 0 bis 200 Millivolt und den Potentialbereich II mit -700 bis -300 Millivolt abdeckt sowie eine Messvorrichtung zur Bestimmung des "open circuit potentials" beinhaltet und die zweite Arbeitselektrode (4) den Potentialbereich II mit -700 bis -300 Milli­ volt sowie den Potentialbereich III mit -1100 bis -800 Millivolt abdeckt.
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