DE1023610B - Device for measuring the paramagnetic gas content of a gas mixture - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Geräte, um den Gehalt eines Gasgemisches an paramagnetischem Gas», hauptsächlich von Sauerstoff, in Gasgemischen zu messen.The invention relates to devices to measure the paramagnetic content of a gas mixture Gas », mainly of oxygen, to be measured in gas mixtures.

Zahlreiche Verfahren sind bekannt, um die magnetischen Eigenschaften paramagnetischer Gase, besonders von Sauerstoff, zu verwerten, um ihren Anteil in einem Gasgemisch zu messein. Unter diesen Verfahren sind auch solche bekannt, bei denen die Messung des Gehaltes an paramagnetischem Gas auf der Messung der thermomagnetisehen Leitung beruht. Wir verstehen unter thermomagnetischer Leitung die Temperaturänderung, die in einem Körper hervorgerufen wird, der einem Gasstrom mit einem Gehalt an einem paramagnetischem Gas ausgesetzt ist, und zwar einem Strom, dessen. Bewegung durch die Wirkung eines inhomogenen magnetischen Feldes auf dieses Gas ausgeübt wird und wobei die magnetische Suszeptibilität jenes Gases durch eine örtliche Erhitzung ungleichförmig gemacht wird.Numerous methods are known to measure the magnetic properties of paramagnetic gases, in particular of oxygen to be used in order to measure its proportion in a gas mixture. Under these Methods are also known in which the measurement of the paramagnetic gas content the measurement of the thermomagnetic conduction is based. We understand thermomagnetic conduction as the change in temperature that occurs in a body which is exposed to a gas stream containing a paramagnetic gas is, namely a stream whose. Movement due to the effect of an inhomogeneous magnetic field is exerted on this gas and whereby the magnetic susceptibility of that gas by a local Heating is made non-uniform.

Ferner ist bekannt, gleichartige elektrische Wicklungen zur Erzeugung der örtlichen Erhitzung und als Widerstandsthermometer zu benutzen, dessen Temperatur durch die Bewegung des Gasstromes verändert wird, der dem inhomogenen magnetischen Feld ausgesetzt ist und mindestens einen, paramagnetischen Bestandteil enthält.It is also known similar electrical windings for generating local heating and to use as a resistance thermometer, the temperature of which changes due to the movement of the gas flow that is exposed to the inhomogeneous magnetic field and at least one, paramagnetic Contains component.

Damit dieses Verfahren befriedigende Ergebnisse erzielt, müssen alle schleichenden Einflüsse unterdrückt werden, die das Meßergebnis ändern könnten, insbesondere der Einfluß, den andersartige Faktoren, wie die Wirkung das inhomogenen Magnetfeldes auf die Bewegung· des Gasgemisches, haben können, das einen oder mehrere paramagnetische Bestandteile enthält.In order for this method to achieve satisfactory results, all creeping influences must be suppressed that could change the measurement result, in particular the influence that other types of factors, how the effect of the inhomogeneous magnetic field on the movement of the gas mixture can have that contains one or more paramagnetic components.

Unter jenen Fremdeinnüssen ist an erster Stelle die übliche Wärmeleitung (Kamineffekt) hervorzuheben, die sich der thermomagnetischen Wärmeleitung überlagert, wenn der Gasstrom, dessen Thermowirkung zu messen ist, über eine Führung geleitet wird, die zu einer waagerechten Ebene geneigt ist. Aus diesem Grunde betrachtete man es bisher als schwierig, wenn nicht unmöglich, Vorrichtungen zu verwenden,, die dieses Meßverfahren benutzen, falls es sich um nicht stationäre Anwendungen handelte.Among those foreign influences is in the first place highlight the usual heat conduction (chimney effect), which is the thermomagnetic heat conduction superimposed when the gas flow, the thermal effect of which is to be measured, passed over a guide that is inclined to a horizontal plane. For this reason it was previously considered to be difficult, if not impossible, to use devices that use this measurement method, if so the applications were not stationary.

Die Erfindung geht hauptsächlich von der Benutzung eines Magneten aus, der ein Magnetfeld erzeugt, dessen inhomogener Teil den! homogenen Teil des Feldes umgibt, und der derart wirkt, daß die Leitungen de® zu untersuchenden Gases so geführt sind, daß es zunächst in den homogenen Teil des Magnetfeldes eingeführt wird.The invention is mainly based on the use of a magnet that generates a magnetic field generated, the inhomogeneous part of which the! homogeneous Part of the field surrounds, and which acts in such a way that the lines of the gas to be examined are guided in such a way are that it is first introduced into the homogeneous part of the magnetic field.

Dann wird das Gemisch, dessen magnetische Suszeptibilität durch örtliche Erhitzung im magneti-Vorrichtung zum MessenThen the mixture, its magnetic susceptibility by local heating in the magneti device to measure

des paramagnetischen Gasgehaltesthe paramagnetic gas content

eines Gasgemischesa gas mixture

Anmelder:
Office National d'Etudes & de RecherchesApplicant:
Office National d'Etudes & de Recherches

Aeronautiques O.N.E.R.A.,
Chatilon-sous-Bagneux, Seine (Frankreich)Aeronautiques ONERA,
Chatilon-sous-Bagneux, Seine (France)

Vertreter: Dr.-Ing. R. Meldau, Patentanwalt,
Harsewinkel (Westf.)Representative: Dr.-Ing. R. Meldau, patent attorney,
Harsewinkel (Westphalia)

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 21. Februar 1955Claimed priority:
France 21 February 1955

Karl Luft, Massy, Seine (Frankreich),
ist als Erfinder genannt wordenKarl Luft, Massy, Seine (France),
has been named as the inventor

sehen Feld verändert wird, in mindestens zwei Gasströme¹ aufgeteilt, die sich in entgegengesetzter Richtung vom Inneren des homogenen Teils des magnetischen Feldes aus nach außen in die nicht homogene Zone des magnetischen Feldes bewegen und dabei an. mindestens zwei elektrischen Drähten,, die als Widerstandsthermometer dienen, entlang streichen, wobei diese elektrischen Drähte zweckmäßigerweise gleichzeitig zur Erzeugung der die Suszeptibilität verändernden örtlichen Erhitzung dienen, mit der Besonderheit, daß die elektrischen Drähte derart längs der in, entgegengesetzter Richtung fließenden Gasströme angeordnet sind, daß einer dieser Drähte mit denjenigen Teilen jedes, der beiden Gasströme zusammenarbeitet, die sich in der inneren Zone des magnetischen. Feldes befinden, während der andere Draht mit denjenigen Teilen jedes der beiden Gasströme zusammenarbeitet, die sich in der äußeren Zone des magnetischen Feldes befinden,, so daß die entgegengesetzt gerichteten, vom Feldimnern. nach dem Feldäußeren zu fließenden Gasströme einen Unterschied in den mittleren Temperaturen der beiden Drähte hervorrufen, während ein durch thermische Konvektion hervorgerufener, von außen in das Feld eintretender und letzteres voll-see field is changed, divided into at least two gas flows ¹ , which move in opposite directions from the inside of the homogeneous part of the magnetic field to the outside into the non-homogeneous zone of the magnetic field and thereby on. at least two electrical wires, which serve as resistance thermometers, stroke along, these electrical wires expediently simultaneously serving to generate the local heating that changes the susceptibility, with the special feature that the electrical wires are arranged along the gas streams flowing in the opposite direction, that one of these wires cooperates with those parts of each of the two gas flows which are in the inner zone of the magnetic. Field, while the other wire cooperates with those parts of each of the two gas flows which are in the outer zone of the magnetic field, so that the oppositely directed, from the field. gas streams to flow to the outside of the field cause a difference in the mean temperatures of the two wires, while a thermal convection that enters the field from outside and the latter is fully

709 877/240709 877/240

ständig durchquerender Gasstrom keine wesentliche Differenz in den mittleren Temperaturen der beiden Drähte hervorruft.constantly traversing gas stream no significant difference in the mean temperatures of the two Causes wires.

Abgesehen von dieser Grundvorrichtung besteht die Erfindung in einigen anderen Vorrichtungen, die vorzugsweise zusammen mit der Grundvorrichtung angewendet werden; sie könnten jedoch, wenn nötig, auch unabhängig davon benutzt werden. Sie werden im einzelnen anschließend erläutert.Apart from this basic device, the invention consists in some other devices, which are preferred be used together with the basic device; however, if necessary, they could can also be used independently. They are explained in detail below.

g, ,g,,

und vorzugsweise wählbare Mittel unabhängig von der Wirkung des inhomogenen Magnetfeldes auf den zu messenden. Gasstrom sind. Ihre Wirkung auf die Bewegung des Gasstromes ist entweder entgegengesetzt zur Wirkung des inhomogenen Magnetfeldes oder gleichsinnig mit dieser.and preferably selectable means regardless of the effect of the inhomogeneous magnetic field on the to be measured. Are gas flow. Their effect on the movement of the gas flow is either opposite to the effect of the inhomogeneous magnetic field or in the same direction as it.

Im besonderen zielt die Erfindung auf eine Vorrichtung ab, die hauptsächlich bei Anordnungen and d d SffhlIn particular, the invention is directed to a device from, which mainly applies to arrangements and d d Sffhl

Der Luftspalt zwischen den beiden Polen 1 und 2 bildet einen quer verlaufenden Durchbruch, der diametral gegenüberliegende Teile der ringförmigen Kammer verbindet. Der Durchbruch wird von der Gasströmung, die durch das inhomogene Gebiet des magnetischen Feldes in Bewegung gesetzt wird, durchlaufen, bevor der Gasstrom einer örtlichen Änderung der magnetischen Suszeptibilität des Gasgemisches unterworfen wird. Zur Erzielung dieserThe air gap between the two poles 1 and 2 forms a transverse breakthrough, which is diametrically connecting opposite parts of the annular chamber. The breakthrough comes from the Gas flow set in motion by the inhomogeneous area of the magnetic field, go through before the gas flow a local change in the magnetic susceptibility of the gas mixture is subjected. To achieve this

Es handelt sich hauptsächlich um eine zweite An- io örtlichen Änderung der magnetischen Suszeptibilität Ordnung, bestehend aus Mitteln, deren vorbestimmte des Gasgemisches ordnet man in dem Luftspalt alek-It is mainly a matter of a second anio-local change in the magnetic susceptibility Order, consisting of means whose predetermined of the gas mixture is arranged in the air gap alek-

bi trische Drähte an, die eine örtliche Erhitzung desbi-tric wires that cause local heating of the

Gases bewirken und gleichzeitig als Widerstandsthermometer dienen.Cause gas and at the same time serve as a resistance thermometer.

Die oben beschriebene Vorrichtung hat den Vorteil, die Messungen: im wesentlichen von, der Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches unabhängig zu machen. Dieses erlaubt die Anwendung der Vorrichtung unterThe device described above has the advantage of making measurements: essentially of, the thermal conductivity to make the gas mixture independent. This allows the device to be used under

g , p g anderem in den Fällen, in denen das zu analysierendeg, p g others in those cases where the to be analyzed

gewendet wird, die dazu dienen, den Sauerstoffgehalt 20 Gasgemisch Wasserstoff enthält.is used, which serve to the oxygen content 20 gas mixture contains hydrogen.

eines Gasgemisches zu messen. Die Erfindung be- Die oben beschriebene Vorrichtung schließt nochto measure a gas mixture. The invention includes the device described above

steht ferner in der diesem Anwendungszweck an- nicht einen schädlichen Einfluß aus, den die thergepaßten Anordnung. mische Konvektion auf das Meßergebnis ausübenfurthermore, there is no detrimental influence in this application which is suitable for this purpose Arrangement. exercise mixed convection on the measurement result

Als neue technische Geräte für die Lösung der kann, wenn die Vorrichtung geneigt angebracht wird, gestellten Aufgabe sind darin besonders angepaßte 25 Um diesen zuletzt aufgezeigten 'schädlichen Einfluß Einzelteile und Anordnungs gruppen enthalten, welche vollständig auszuschalten, leitet man Gasgemisch inAs new technical devices for the solution of can, if the device is installed at an angle, The task set in it is specially adapted to this last-mentioned 'harmful influence Individual parts and arrangement groups that can be completely switched off are fed into the gas mixture

den Luftspalt durch einen oder mehrere Kanäle 4, die in der homogenen, Zone des magnetischen Feldes einmünden. Vorteilhaft münden die Kanäle 4 in der Mitte der homogenen Zone ein. Diese Kanäle werden zweckmäßig derart durch die Pole gezogen, daß ihre Achsen mit denen der Pole zusammenfallen. Sie stehen mit dem Innern der ringförmigen Kammer, die die Pole umgibt, über eine oder mehrere radial verlaufende Leitungen 5 in Verbindung.the air gap through one or more channels 4, the open into the homogeneous zone of the magnetic field. The channels 4 advantageously open into the In the middle of the homogeneous zone. These channels are expediently drawn through the poles in such a way that their Axes coincide with those of the poles. You stand with the inside of the annular chamber that surrounds the poles, via one or more radially extending lines 5 in connection.

Die elektrischen Drähte, die zwischen den Polen angeordnet sind und als Widerstandsthermometer dienen, finden zweckmäßig gleichzeitig als Elemente zur örtlichen Erhitzung Verwendung. Gemäß der Fig. 4 enthält Schaltungen der Wicklungen des Ge- 40 grundsätzlichen Ausführung nach der Erfindung werrätes nach Fig. 1 nach Art einer Wheatstoneschen den wenigstens zwei Drähte α und b vorgesehen, vonThe electrical wires, which are arranged between the poles and serve as resistance thermometers, are expediently used at the same time as elements for local heating. According to the Fig. 4 contains circuits of the windings of the overall 40 basic embodiment of the invention werrätes of FIG. 1 in the manner of a Wheatstone α the at least two wires and b provided,

denen der eine, b, an dem inneren Teil des Luftspaltes beiderseits der Einmündung des Kanals oder der Kanäle 4 in den Luftspalt angeordnet ist, währendwhich one, b, is arranged on the inner part of the air gap on both sides of the confluence of the channel or channels 4 into the air gap, while

Fig. 6 zeigt schematisch die Wheatstonesche 45 dere andere, a, sich im äußeren Teil des Luftspaltes Brücke aus Wicklungsschaltungen, wie sie zur Aus- beiderseits des Drahtes b befindet,
führung der Erfindung nach Fig. 4 oder auch nach Wenn das zu prüfende Gasgemisch einen para-Fig. 6 shows schematically the Wheatstone 45 whose other, a, is in the outer part of the air gap bridge of winding circuits, as it is on both sides of the wire b ,
Execution of the invention according to FIG. 4 or also according to If the gas mixture to be tested has a para-

Fig. 5 anwendbar ist. magnetischen Bestandteil enthält, entsteht unter demFig. 5 is applicable. contains magnetic component, arises under the

Gemäß der Erfindung und insbesondere gemäß der Einfluß der örtlichen Erhitzung, die durch die Aniwendungs- sowie Ausführungsart ihrer verschie- 50 Drähte α und b vorgenommen wird, eine Zirkulationsdenen Teile scheint es vorteilhaft zu sein, eine Vor- bewegung des Gases, die durch die Pfeile in Fig. 1 richtung zur Messung des Gehaltes eines Gasgemisches angedeutet ist. Ein Teil des Gases, das sich in der an paramagnetischem Gas, insbesondere an, Sauer- ringförmigen Kammer befindet, strömt von rechts und stoff, wie folgt oder auf ähnliche Art auszulegen. links in die radial verlaufenden Leitungen 5, die inAccording to the invention, and in particular according to the influence of the local heating which is carried out by the application and execution of its various wires α and b , a circulation of which parts it seems to be advantageous, a forward movement of the gas indicated by the arrows in Fig. 1 direction for measuring the content of a gas mixture is indicated. Part of the gas that is located in the paramagnetic gas, in particular an Sauer ring-shaped chamber, flows from the right and material, to be interpreted as follows or in a similar manner. left in the radially extending lines 5, which in

Zur Erstellung der Vorrichtung ordnet man in be- 55 jedem Pol vorgesehen sind, und erreicht so den kannter Weise zwei kegelstumpfförmige Pole 1 und 2 Kanal 4, in dem das von rechts und links kommende entgegengesetzter Polarität an, zwischen denen ein Gas sich vereinigt. Nachdem dieses Gas den Kanal 4 Luftspalt verbleibt. Die Pole sind Teile eines durchströmt hat, tritt es in die Mitte des homogenen Magneten, der ein intensives magnetisches Feld er- Teiles des magnetischen Feldes, wo es sich von neuem zeugen kann. Dieses Feld ist zwischen den, Stirn- 60 in zwei Ströme teilt, die den Luftspalt in entgegenflächen la, 2 a der Pole 1 und 2 homogen und zwi- gesetzter Richtung durchlaufen, und zwar vom Inschen den konisch verlauf enden Begrenzungsflächen 1 b nern nach den äußeren Teilen. Diese Bewegung be- und 2b inhomogen. Das inhomogene Feld umgibt das ruht auf der Schwächung des äußeren inhomogenen zentral liegende homogene. magnetischen Feldes und der örtlichen Änderung derTo create the device, each pole is arranged in each case, and in this way two frustoconical poles 1 and 2 are reached, channel 4, in which the opposite polarity coming from the right and left, between which a gas unites. After this gas the channel 4 air gap remains. The poles are parts of one that has flowed through it, it enters the center of the homogeneous magnet, which creates an intense magnetic field- part of the magnetic field where it can be created anew. This field is divided between, forehead 60 into two streams, while b the air gap in opposed surfaces la, 2a of the poles 1 and 2, homogeneous and passed through intermediate reverse direction, and the Inschen the tapered boundary surfaces 1 partners according to the outer parts. This movement is inhomogeneous and 2b. The inhomogeneous field surrounds the rests on the weakening of the outer inhomogeneous centrally located homogeneous. magnetic field and the local change of the

Die kegelstumpfförmigen Pole 1 und 2 bilden mit 65 magnetischen Suszeptibilität des Gases, die durch die einem Zylinder 3 eine ringförmige Kammer, die die örtliche Erhitzung erreicht wird. Das Gas wird in Pole umgibt. Die Pole werden von dem zu analysie- Querrichtung durch den Luftspalt zu den äußeren renden Gasgemisch durchströmt, das danach wieder Teilen hin getrieben, um von neuem in, die ringförmige in die Kammer einströmt · und sie durch nicht dar- Kammer einzutreten. Die beschriebene Zirkulation ist gestellte Leitungen verläßt. " 70 um so intensiver, "je größer der Gehalt an paira-The frustoconical poles 1 and 2 form with 65 magnetic susceptibility of the gas, which is caused by the a cylinder 3 an annular chamber which the local heating is achieved. The gas is in Pole surrounds. The poles are to be analyzed from the transverse direction through the air gap to the outer one renden gas mixture flows through, which is then driven again to divide in order to re-enter the ring-shaped flows into the chamber and it does not enter through the chamber. The circulation described is provided lines leaves. "70 the more intense," the greater the content of paira-

g gpp das jeweilige Gesamtgerät bilden.-g gpp form the respective overall device.

Die Erfindung ist an Hand einiger Ausführungsbeispiele erläutert, welche nur Beispiele für die wesentlich neuartige Ausbildung enthalten.The invention is based on a few exemplary embodiments explained, which only contain examples of the essentially new type of training.

Fig. 1 zeigt in einem schematischen Schnitt die Ausführungsform der Erfindung;Fig. 1 shows in a schematic section the embodiment of the invention;

Fig. 2 zeigt in entsprechender Darstellungsart Wicklungen, die gleichzeitig zur örtlichen Erhitzung und als Widerstandsthermometer dienen;Fig. 2 shows in a corresponding representation type windings that are simultaneously used for local heating and serve as resistance thermometers;

Fig. 3 stellt im verkleinerten Maßstab eines Teilschnittes eine Ausführung entsprechend der in Fig. 1 abgebildeten dar, jedoch mit zusätzlichen Mitteln, die auf den Gasstrom einwirken;Fig. 3 shows a partial section on a reduced scale an embodiment corresponding to that shown in Fig. 1, but with additional means that act on the gas flow;

Brücke;Bridge;

Fig. 5 zeigt Schaltungen entsprechend der Ausführungsfo> rm nach Fig. 2;Fig. 5 shows circuits according to the embodiment rm of Fig. 2;

magnetischem Gas im Gasgemisch ist. Diese Bewegung des Gasgemisches ruft gleichzeitig einen Unterschied in den, mittleren Temperaturen der Drähte a und b hervor. Diese Drähte weisen, sofern, die Gasbewegung nicht stattfindet, dieselben mittleren, Temperaturen auf. Unter der Wirkung dieser Bewegung •des Gasgemisches wird die mittlere Temperatur des Drahtes b niedriger als die des Drahtes a. Diese Temperaturdifferenz ist eine Funktion der Intensität dermagnetic gas is in the gas mixture. This movement of the gas mixture causes at the same time a difference in the mean temperatures of the wires a and b . If the gas movement does not take place, these wires have the same mean temperatures. Under the effect of this movement of the gas mixture, the mean temperature of wire b becomes lower than that of wire a. This temperature difference is a function of the intensity of the

Bei der Anordnung der Drähte, die gleichzeitig Widerstandsthermometer und die Mittel zur örtlichen Erhitzung bilden, ist es vorteilhaft, sie in dem Luftspalt derart zu befestigen, wie es in den, Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Gemäß diesen Figuren sind die Kragen 6 aus einer unmiagnetisehen Materie hergestellt und an den Seiten der Pole 1 und 2 angebracht. Diese Kragen unterstützen Isoiierplatten 7, die mit der einen Begrenzungsfläche gegen die Stirnflächen, Xa und 2 a When arranging the wires, which at the same time form resistance thermometers and the means for local heating, it is advantageous to fasten them in the air gap in the manner shown in FIGS. 1 and 2. According to these figures, the collars 6 are made of a non-magnetic material and are attached to the sides of the poles 1 and 2. These collars support Isoiierplatten 7, which with one boundary surface against the end faces, Xa and 2 a

Bewegung der zwei Gasströme, die in Querrichtung· io der Pole Hegen und mit der anderen die Drähte a, b Movement of the two gas streams, which in the transverse direction hegen the poles and with the other the wires a, b

den Luftspalt durchströmen und von dessen Mitte im entgegengesetzten Sinn verlaufen. Folglich ist die Temperaturdifferenz weiterhin eine Funktion des Gehaltes dieser Strömungen an paramagnetischem Gas.flow through the air gap and run from its center in the opposite direction. Hence the Temperature difference continues to be a function of the paramagnetic content of these flows Gas.

Wenn infolge einer Neigung des Luftspaltes in "bezug auf die Horizontale das Gas unter der Einwirkung einer thermischen Konvektion (Kamineffekt) in den Luftspalt von einer der äußersten Stellen, z. B.If, as a result of an inclination of the air gap with respect to the horizontal, the gas is under the action thermal convection (chimney effect) into the air gap from one of the outermost points, e.g. B.

und c, d aufnehmen. Die Platten, 7 weisen. Löcher 8 auf, die sich in der Verlängerung des Kanals 4 befinden. Sie lassen zwischen sich einen bestimmten Raum 9 für das Durchströmen des Gases, das durch, den therfmoniagnetischen Effekt bewegt wird. Diese Gasströme sind in direkter Berührung mit den Drähten a, b und c, d. and c, d record. The plates, 7 point. Holes 8, which are in the extension of the channel 4. They leave a certain space 9 between them for the gas to flow through, which is moved by the thermal-magnetic effect. These gas streams are in direct contact with wires a, b and c, d.

Die Fig. 4 stellt die Schaltung der vier Drähte α, b, c und d, die gemäß Fig. 1 angeordnet sind, in, einerFIG. 4 shows the circuit of the four wires α, b, c and d, which are arranged according to FIG. 1, in one

von der rechten Seite, zurückfließt und den Luftspalt 20 Wheatstoneschen Brücke dar. Jeder Draht wird infrom the right side, flows back and represents the air gap 20 Wheatstone Bridge. Each wire is in

vollständig durchströmt und an der äußersten ent- zwei Drahtabschnitte a_v a_%~b_v &., —C₁, C₂ und Ii₁, d_o completely flowed through and at the outermost two wire sections a _v a _% ~ b _v &., -C ₁ , C ₂ and Ii ₁ , d _o

gegengesetzten Seite wieder verläßt, so ruft eine geteilt. Dias Anzeigetnstrument I der Wheatstoneschenopposite side leaves again, one calls divided. Wheatstone slides indicator I

solche Gasbewegung keine Veränderung der mittleren Brücke ist zwischen die zwei Leiter, von denen dersuch gas movement does not change the middle bridge between the two conductors of which the

Temperaturen der Drähte α und b hervor. Die Tem- eine den Teil a₂ des Drahtes α mit dem Teil b_t des peraturveränderung, die eine solche Gasbewegung auf 25 Drahtes b und der andere den Teil c, des Drahtes c Temperatures of the wires α and b . The Tem- a the part a _{2 of} the wire α with the part b _{t of} the temperature change that such a gas movement on 25 wire b and the other the part c, the wire c

der einen Seite dies Drahtes a, und zwar an der äußer- mit dem Teil d₁ des Drahtes d verbindet, geschaltet,one side of this wire a, namely on the outer part d _{1 of} the wire d connects,

sten rechten Seite des Luftspaltes hervorriefe, würde Die Fig. 5 offenbart das analoge Schaltschema derThe first right side of the air gap would result in Fig. 5 discloses the analog circuit diagram of the

durch die Änderung der Temperatur des Teiles des Drähte, die eine Spirale bilden, wie sie in der Fig. 2by changing the temperature of the part of the wires which form a spiral, as shown in FIG

Drahtes, der sich an der äußersten entgegengesetzten vorgesehen, ist. Die eine der Spiralen weist die Seite des Luftspaltes befindet, aufgehoben. Eine ahn,- 30 Drähte α und b und die andere die Drähte c und d Wire, which is provided on the extreme opposite. One of the spirals points to the side where the air gap is located, canceled. One ahn, - 30 wires α and b and the other the wires c and d

liehe Erscheinung würde an dem Draht b auftreten, auf. Jede dieser Spiralen wird in zwei Teile, in denThis phenomenon would appear on the wire b . Each of these spirals is divided into two parts, in the

und daraus folgt, daß die Gasbewegung infolge der äußeren und in den inneren, durch den Punkt geteiltand from this it follows that the gas movement is due to the outer, and in the inner, divided by the point

Neigung des Luftspaltes keine Temperaturdifferenz (bezeichnet mit e für den Draht a-b und mit / für denInclination of the air gap no temperature difference (marked with e for the wire from and with / for the

zwischen den mittleren Temperaturen, der Drähte α Draht c-d), an dem das Anzeigeins trum ent I ange- und b bewirkt. Eine solche Strömung würde somit 35 schlossen ist.between the mean temperatures, the wires α wire cd), on which the display panel ent I ange- and b causes. Such a flow would thus be closed.

ohne eine Rückwirkung auf die Messungen, die auf In den zwei Ausführungsbeispielen nach denwithout affecting the measurements that are based on In the two exemplary embodiments according to

einer Differenz der genannten mittleren Temperaturen Fig. 1, 4 und 2, 5 ist es vorteilhaft, jedem Draht»a difference between the mentioned mean temperatures Fig. 1, 4 and 2, 5, it is advantageous to give each wire »

"beruhen, bleiben. Sofern eine bestimmte Differenz und d, welche Drähte sich in den Fig. 1, 4 aus den"are based. If a certain difference and d, which wires in Figs. 1, 4 from the

am Anfang der Messung besteht, würde die Änderung zwei Drahtabschnitten Ci₁, a₂ und d_v d₂ zusammen-exists at the beginning of the measurement, the change would put two wire sections Ci ₁ , a ₂ and d _v d ₂ together.

dieser Differenz der mittleren Temperaturen, unbeein- 40 setzen, den gleichen elektrischen Widerstand wie denthis difference in mean temperatures, unused, the same electrical resistance as the

flußt bleiben,. Drähten b und c zu geben.stay flowing. To give wires b and c.

Bei der Auslegung der Drähte ist es vorteilhaft, In den Fig. 1 und 4 setzen, sich die Drähte b und c When laying out the wires, it is advantageous to put wires b and c in FIGS. 1 and 4

nicht nur ein Paar Drähte, die sich auf der einen aus den Drahtabschnitten Jb₁, b.₂ und c_v C₂ zusammen.not just a pair of wires running on one of the wire sections Jb ₁ , b. ₂ and c _v C ₂ together.

Seite der Pole, die den Luftspalt bilden, befinden,, an,- Aus den Fig. 4 und 5 ergibt sich, daß die Wider-Side of the poles that form the air gap are, on, - From Figs. 4 and 5 it follows that the cons

zuoirdnen, sondern zwei Paare, nämlich a, b und c, d. 45 stände α und b in Reihe geschaltet sind,. Der Wider-zuoirdnen, but two pairs, namely a, b and c, d. 45 states α and b are connected in series. The cons

Diese Drähte bringt man zweckmäßig beidseitig des stände (oder a_v a.₂), der sich an der äußeren. SeiteThese wires are expediently placed on both sides of the stand (or a _v a. ₂ ), which is on the outer one. page

Luftspaltes in der Nachbarschaft jedes Poles an. Die des Luftspaltes befindet, ist mit dem Pluspol verbuii-Air gap in the neighborhood of each pole. That of the air gap is connected to the positive pole

vier Drähte von zwei Paaren können derart verbun- den und der Widerstand b (oder b_v b₉), der sich anfour wires of two pairs can be connected in this way and the resistor b (or b _v b ₉ ) that is connected to

den werden, daß sie die vier Zweige einer Wheatstone- der inneren Seite des Luftspaltes befindet, mit demwhich will be that it is the four branches of a Wheatstone - the inner side of the air gap with which

sehen Brücke darstellen. Die Anordnung der Drähte 50 Minuspol. Das Umgekehrte trifft für die in Reihe ge-see bridge represent. The arrangement of the wires 50 negative pole. The reverse is true for those in series

"kanii verschieden abgewandelt werden. Gemäß Fig. 1 schalteten Widerstände d und c zu, unter weichen der"can be modified differently. According to FIG. 1, resistors d and c are switched on, among which the

weist jeder Draht zwei Drahtabschnitte auf, die in Widerstand ei (oder d_v d₂), der an der äußeren, Seiteeach wire has two wire sections, which in resistance ei (or d _v d ₂ ), the one on the outer, side

dem Luftspalt zu beiden Seiten des in der Mitte ver- des Luftspaltes liegt, mit dem Minuspol verbundenthe air gap on both sides of the in the middle of the air gap is connected to the negative pole

laufenden Kanals4 angeordnet sind. Eine solche Aus- ist, während der Widerstände (oder C₁, C₂), der anrunning channel4 are arranged. Such an off is while the resistors (or C ₁ , C ₂ ) are on

führung kann in allen Fällen dann verwendet werden. 55 der inneren Seite des Luftspaltes angeordnet ist, mitguidance can then be used in all cases. 55 is arranged on the inner side of the air gap, with

wenn der Durchbrach für das Gas, der quer zum
Luftspalt verläuft und im Grundriß eine Kreisform
aufweist, begrenzt wird, z. B. durch radial verlaufende
Kanäle. Dabei sind die radial verlaufenden! Kanälewhen the breakthrough for the gas that crosses the
Air gap runs and in plan a circular shape
has, is limited, e.g. B. by radially extending
Channels. The radial ones are! channels

dem Pluspol verbunden ist. Man bedient sich dabei
des Schaltschemas der Wheatstoneschen Brücke, wie
es in Fig. 6 aufgezeigt ist und in dam die Verbindungen der vier Widerstände a, b, c und d dargestelltconnected to the positive pole. One helps oneself
of the Wheatstone Bridge circuit diagram, such as
it is shown in Fig. 6 and in dam the connections of the four resistors a, b, c and d are shown

gemäß einem oder mehreren Durchmessern, die 60 sind. Diese Schaltung ergibt für das Instrument' eineaccording to one or more diameters that are 60. This circuit results in a for the instrument

dem Luftspalt entsprechen, ausgelegt. Wenn, aber
das Gas nach seinem Eintritt in den mittleren Teil
des Luftspaltes in beliebiger radialer Richtung strömen kann, wendet man zweckmäßig eine Vorrichtungcorrespond to the air gap. If but
the gas after its entry into the central part
of the air gap can flow in any radial direction, it is advisable to use a device

sehr große Empfindlichkeit. Die Gasströme, welche
den Luftspalt in der Querrichtung durchströmen,
gehen von der Mitte in "entgegengesetzter Richtung
aus und bewirken, daß die inneren Widerstände b very great sensitivity. The gas flows which
flow through the air gap in the transverse direction,
go from the center in "opposite direction
and cause the internal resistances b

an, wie sie in Fig'. 2 aufgezeigt ist. Jeder der Drähte 65 und c verhältnismäßig kalt, während die äußeren bildet eine Spirale, die den Kanal 9 umgibt. Die zwei Widerstände α und d verhältnismäßig heiß werden. Drähte α und b können in einer einzigen Spirale aus- Somit ergibt sich aus dem Schema der Fig. 6 infolge gebildet sein,, die in zwei Drahtabschnitten durch den
Anzapfpunkt geteilt wird, an dem das Meßinstrumentas shown in Fig '. 2 is shown. Each of the wires 65 and c is relatively cold, while the outer one forms a spiral that surrounds the channel 9. The two resistors α and d get relatively hot. Wires α and b can be formed in a single spiral. Thus, it follows from the scheme of FIG. 6, which are formed in two wire sections through the
Tap point is shared at which the measuring instrument

der Wheatstoneschen Brücke angebracht ist.the Wheatstone Bridge is attached.

der oben beschriebenen Verhältnisse unter den zwei
elektrischen Drähten, die mit demselben Pol verbun-of the above-described relationships among the two
electrical wires connected to the same pole

den sind und von denen der eine Draht immer ver-who are and from whom one wire is always

hältnismäßig kalt und dar andere verhältnismäßig warm ist, eine besonders große Spannungsdifferenz zwischen den Stellen e und f, zwischen, denen das Instrument I eingeschaltet ist.relatively cold and the other is relatively warm, a particularly large voltage difference between the points e and f, between which the instrument I is switched on.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist folgende:Another embodiment of the invention is as follows:

Es werden weiterhin zusätzliche Mittel vorgesehen, welche unabhängig von denen, die eine Bewegung des Gasgemisches durch den. thermomagnetischen Effekt bewirken, das Gemisch in einer vorher bestimmten Art, und zwar vorteilhaft regelbarer Art, beeinflussen. Entweder heben sie die Bewegung, die durch den thermomagnetischen Effekt hervorgerufen wurde, auf, oder sie schwächen sie ab. Diese zusätzlichen Mittel, dadurch daß sie dem thermomagnetischen Effekt entgegenwirken, erlauben es, die Vorrichtung mit einem Nullpunkt, der der Meßskala entnommen wird, arbeiten zu lassen oder diese Vorrichtung nach dem Nullpunktverfahren wirken zu lassen. Diese zusätzlichen Mittel sind vorteilhaft so angeordnet, daß sie an dem inneren Teil der Pole, an dem das magnetische Feld praktisch Null ist, eine Druckdifferenz oder eine Gasströmung hervorrufen. Diese Strömung dient dazu, entweder die thermomagruetische Strömung um den Nullpunkt zu erreichen, zu unterdrücken oder für den Beginn jeder Messung die thermomagnetische Strömung zu vermeiden (Nuillpuniktmethode).Additional funding will continue to be provided, which is independent of those making a move of the gas mixture through the. thermomagnetic effect cause the mixture in a beforehand certain type, and advantageously controllable type. Either they lift the movement caused by the thermomagnetic effect, or they weaken it. These additional means, in that they counteract the thermomagnetic effect, allow the Device with a zero point, which is taken from the measuring scale, to let work or this device to let it act according to the zero point method. These additional funds are beneficial as well arranged that they at the inner part of the poles where the magnetic field is practically zero, a Cause a pressure difference or a gas flow. This flow serves to either the thermomagnetic Flow to reach zero, suppress or for the beginning of each Measurement to avoid the thermomagnetic flow (zero point method).

Diese zusätzlichen Mittel können in einer erhitzten Röhre 10 (Fig. 3) bestehen, die eine thermische Konvektionsströmung hervorruft, die der thermomagnetischen Konvektionsströmung entgegengerichtet ist. Um die Wirkung dieser zusätzlichen Mittel zu verändern, genügt es, die Erhitzung der Röhre zu verändern.These additional means can consist in a heated tube 10 (Fig. 3) which has a thermal convection flow causes which is opposite to the thermomagnetic convection flow. To change the effect of these additional agents, it is enough to heat the tube change.

Es wird zugegeben, daß die Wirkung dieser zuletzt aufgezeigten Mittel nicht von der Neigung der Vorrichtung unabhängig ist. Die Anwendung der zusätzlichen Mittel verringert den Vorteil der grundsätzlichen Vorrichtung nach der Erfindung. Dieser Vorteil besteht in der Unabhängigkeit der Messung von der Neigung der Vorrichtung.It is admitted that the effect of these last indicated means does not depend on the inclination of the device is independent. The use of the additional funds reduces the advantage of the basic ones Device according to the invention. This advantage consists in the independence of the measurement on the inclination of the device.

Der Gegenstand der Erfindung ist in keiner Weise auf die aufgezeigte Anwendungs- und Ausführungsart der verschiedenen Teile, die besonders betrachtet wurden, beschränkt. Er umfaßt vielmehr auch deren Abwandlungen.The object of the invention is in no way limited to the indicated application and embodiment of the various parts, which are particularly considered were limited. Rather, it also includes their modifications.

Claims (9)

Patentansprüche·.Claims ·. 1. Vorrichtung zum Messen des Gehaltes eines Gasgemisches an paramagnietischem Gas, insbesondere Sauerstoff, wobei das zu untersuchende Gemisch in den homogenen Teil eines von; einem Magneten erzeugten magnetischen Feldes eingeführt wird und dann das Gemisch, dessen magnetische Suszeptibilität durch örtliche Erhitzung im magnetischen Feld verändert wird, in, mindestens zwei Gasströme aufgeteilt wird, die sich in entgegengesetzter Richtung vom Inneren des homogenen Teils des magnetischen Feldes aus nach außen in. die nicht homogene Zone des magnetischen Feldes bewegen und dabei an mindestens zwei elektrischen Drähten, die als Widerstandsthermometer dienen, entlangstreichen, wobei diese elektrischen Drähte zweckmäßigerweise gleichzeitig zur Erzeugung der die Suszeptibilität verändernden örtlichen Erhitzung dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Drähte derart längs der in entgegengesetzter Richtung fließenden Gasströme angeordnet sind, daß einer dieser Drähte mit denjenigen Teilen jedes der beiden Gasströme zusammenarbeitet, die sich in der inneren Zone des magnetischen Feldes l>efinden, während der andere Draht mit denjenigen Teilen jedes der beiden Gasströme zusammenarbeitet, die sich in der äußeren Zone des magnetischen Feldes befinden, so daß die entgegengesetzt gerichteten, vom Feldinneren nach dem Feldäußeren zu fließenden Gasströme einen Unterschied in den mittleren Temperaturen der beiden Drähte hervorrufen, während ein durch thermische Konvektion hervorgerufener, von außen in das Feld eintretender und letzteres vollständig durchquerender Gasstrom keine wesentliche Differenz in den mittleren Temperaturen der beiden Drähte hervorruft.1. Device for measuring the content of a gas mixture of paramagnetic gas, in particular Oxygen, wherein the mixture to be examined in the homogeneous part of one of; a magnet generated magnetic field is introduced and then the mixture, its magnetic Susceptibility is changed by local heating in the magnetic field, in, at least two gas streams split in opposite directions from the interior of the homogeneous Part of the magnetic field out to the outside in. The non-homogeneous zone of the magnetic Move the field while connecting at least two electrical wires that act as resistance thermometers serve, brush along, these electrical wires expediently at the same time for generating the susceptibility serving changing local heating, characterized in that the electrical wires are arranged along the gas streams flowing in the opposite direction that one of these wires cooperate with those parts of each of the two gas streams that are in find the inner zone of the magnetic field, while the other wire cooperates with those parts of each of the two gas streams, which are in the outer zone of the magnetic field, so that the opposite directed gas streams flowing from the inside of the field to the outside of the field Causing difference in the mean temperatures of the two wires while one is through thermal convection caused by entering the field from outside and the latter completely gas stream traversing no significant difference in mean temperatures of the two wires. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzt gerichteten Gasströmungen und die Drähte, an denen diese Gasströmungen entlangstreichen, in horizontalen Ebenen liegen.2. Device according to claim 1, characterized in that that the oppositely directed gas flows and the wires connecting them Stroke gas streams along, lie in horizontal planes. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, bei der das magnetische Feld zwischen zwei kegelstumpfförmigen Magnetpolen entgegengesetzter Polarität gebildet wird, die im Inneren einer von dem zu untersuchenden Gas angefüllten Kammer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer dieser Pole, zweckmäßigerweise beide Pole eine axiale Bohrung (4) aufweisen, deren eines Ende in der Mitte des im Luftspalt gebildeten magnetischen Feldes liegt, während ihr entgegengesetzt gelegenes Ende durch eine oder mehrere im wesentlichen radial gerichtete Leitungen (5) mit der die Magnetpole umschließenden Gaskammer in Verbindung steht.3. Device according to claims 1 and 2, wherein the magnetic field between two frustoconical magnetic poles of opposite polarity is formed inside a chamber filled with the gas to be examined is arranged, characterized in that that at least one of these poles, expediently both poles, have an axial bore (4), one end of which is in the middle of the magnetic field formed in the air gap lies, while its opposite end by one or more substantially radially directed lines (5) is in communication with the gas chamber surrounding the magnetic poles. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Wandungen, zweckmäßigerweise jedoch in beiden Wandungen des zwischen den Magnetpolen gebildeten Luftspalts beiderseits der Mündungen der Gaszufuhrkanäle (4) radial hintereinander zwei Drahtabschnitte liegen, wobei die beiden inneren Drahtabschnitte den einem der beiden Widerstandsthermometerdrähte und die beiden äußeren Drahtabschnitte den anderen Widerstandsthermomeferdraht bilden.4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that in one of the walls, expediently, however, in both walls of the one formed between the magnetic poles Air gap on both sides of the mouths of the gas supply channels (4) radially behind one another two wire sections lie, the two inner wire sections the one of the two Resistance thermometer wires and the two outer wire sections the other resistance thermometer wire form. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtabschnitte im wesentlichen geradlinig sind und sich radial erstrecken.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the wire sections substantially are straight and extend radially. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtabschnitte durch Drahtspiralen gebildet werden, wobei die inneren Windungen den einen und die äußeren Windungen den anderen Draht bilden, wobei diese beiden Drähte durch eine einzige¹, fortlaufende Spirale gebildet werden können, deren Teilung durch die Anzapfpunkte einer Wheatstoneschen Brücke gebildet wird.6. The device according to claim 4, characterized in that the wire sections are formed by wire spirals, the inner turns forming the one and the outer turns forming the other wire, these two wires ^{can be formed by a single 1} , continuous spiral whose division is formed by the tapping points of a Wheatstone bridge. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anordnung der Drahtabschnitte auf beiden Seiten des Luftspalts und bei Schaltung dieser Drahtabschnitte in Form einer Wheatstoneschen Brücke die auf der einen Seite des Luftspalts liegendem Drahtabschnitte derart an das Netz angeschaltet sind, daß die an die innere Zone des Magnetfeldes angrenzenden Drahtabschnitte an den einen Pol, beispielsweise den Minuspol des Netzes angeschlossen sind, während die an die Außenzone des Magnetfeldes angrenzenden Drahtabschnitte7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the Arrangement of the wire sections on both sides of the air gap and when these wire sections are switched in the form of a Wheatstone bridge that lies on one side of the air gap Wire sections are connected to the network in such a way that the to the inner zone of the magnetic field adjacent wire sections connected to one pole, for example the negative pole of the network are, while the wire sections adjoining the outer zone of the magnetic field an den entgegengesetzten, Pol des Netzes, beispielsweise den Pluspol angeschaltet sind, während die Schaltung der auf der anderen Seite des Luftspalts liegenden Drahtabschnitte mit Bezug auf den Plus- und den Minuspol des Netzes die umgekehrte ist.to the opposite, pole of the network, for example the positive pole are switched on, while the circuit of the wire sections on the other side of the air gap is connected The opposite is true of the positive and negative poles of the network. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zusätzliche, von dem magnetischen8. The device according to claim 1, characterized by additional, of the magnetic Feld unabhängige Mittel, welche die durch das magnetische Feld hervorgerufene Gasströmung fördern oder hemmen.Field independent means that the gas flow caused by the magnetic field promote or inhibit. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen geheizten Abschnitt (10) in der das zu untersuchende Gas dem Luftspalt zuführenden Leitung, wobei die Heizung dieses Abschnitts zweckmäßigerweise regelbar ist.9. Apparatus according to claim 8, characterized by a heated section (10) in the line supplying the gas to be examined to the air gap, the heating of this Section is expediently adjustable. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings