DE1598497A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Messen des Gehaltes eines Bestandteiles eines unbekannten Gases und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum kontinuierlichen Messen des Gehaltes eines Bestandteiles eines unbekannten Gases und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses VerfahrensInfo
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Description
Di PL.-I N G. O. R. KRETZSCHMAR 159849'/
3 HAMBURG 1
BEIM STROHHAUSE 34 PATENTANWALT »UFJ467 4J
7. Juni 1966 K/Ei
GEORGE KES1S LMUEED
Biscot fioad Works
Luton, Bedfordshire
Biscot fioad Works
Luton, Bedfordshire
Anwaltsaktes 2622
Verfahren zum kontinuierlichen Hessen des Gehaltes eines Bestandteiles eines
unbekannten Gases und Torrichtung zur
Durchf ührting dieses f erf ahrens
Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Anmeldung a&A&fcrom. 10. Juni 65
in Anspruch genommen, 24-584/65 β
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen des prozentualen Anteils oder Partialdruckes eines Bestandteiles
in einer Gasmischung und auf eine Vorrichtung zur Durchführung einer solchen Messung·
Die Messung beispielsweise des Sauerstoffgehaltes oder Sauerstoffpartialdruekes
von Gasen ist wichtig sowohl als Anzeige für die Leistung eines industriellen Vorganges, wie bei der
Verbrennung νοώ. Brennstoff in einem Ofen, als auch als Leitfaden
für die Eignung eines besonderen Gases zur Anwendung in einer reduzierenden Atmosphäre in einer Glühbehandlungs—
anlage·
Die verschiedenen, zum Messen des Sauerstoffgehaltes in Üfengasen
verfügbaren Verfahren verlangen eine von dem Ofen zu entnehmende
~1~ 0098S1/0SÖ4 bad
Gasprobe· Zu diesem Zweck geschaffene Probenahmesysteme enthalten im allgemeinen Einrichtungen zum Filtern der Probe
und Vermindern ihre Temperatur, bevor die abschließende Analyse durch Messung einer physikalischen Eigenschaft der
Gasprobe oder durch ein elektro-chemisches Verfahren gemacht wird* Zahlreiche verschiedene Arten von Probenahmesystemen
sind zu dem Versuch ausgeführt worden, ein System zu schaffen, das eine genau repräsentative Probe des Gases innerhalb einer
kleinstmöglichen Zeitverzögerung für die Beschaffung an die die Analyse durchführende Person liefert und das ohne Notwendigkeit
einer teueren Wartung fortlaufend arbeitet·
Die mit der Ausführung solcher Probenahmesysteme verbundenen Probleme haben dazu geführt, daß die Aufmerksamkeit in den vergangenen
Jahren auf die Möglichkeit der Entwicklung eines Systems gerichtet worden ist, das einen Sauerstoffmesser
einbezieht und die Forderung vermeidet, eine Gasprobe zu erhalten· Ein derartiges System ist unter Verwendung eines
elektrochemischen Sauerstoffmessers erstellt worden, das gegenüber
früheren Verfahren den Vorteil der Betriebsfälligkeit unter §
hoher Temperatur besitzt. Dieses Merkmal ermöglicht, daß das *]
Aufnahme- oder Anzeigeelement des Sauerstoffmessers in unmittelbarem
Kontakt mit den hohe Temperatur aufweisenden Gasen angeordnet werden kann, die analysiert werden sollen,
so daß für ein Probenahme syst em keine Notwendigkeit mehr besteht.
Die Entwicklung des elektrochemischen Meßgerätes hat eich auf
die Verwendung einer besonderen Type einer elektrochemischen
009851/0584 8AD OR/gjnal
~ 2 -
Anzeigeeinrichtung konzentriert, die als eine Sauerstoff-Konzentrations—Zelle
bekannt ist und die aus einem festen Elektrolyt und zwei chemisch inerten, elektronisch leitenden
Elektroden besteht, welche voneinander entfernt,aber in körperlicher Berührung mit dem festen Elektrolyt vorgesehen
sind, das ein Oxyd mit bestimmten genau definierten Eigenschaften ist.
Der sehr breite Bereich der Sauerstoff-Jionzentrations-Zelle
ermöglicht ein Hessen des Sauerstoffgehaltes von Gasen in einem Bereich, der sich von Anteilen von 100 % Sauerstoff
PQ bis herab au Sauerstoff-JPartialdrückea i» Bereich von 10"
at erstreckt· Partialdriicke in diesem zuletzt erwähnten Bereich werden häufig in reduzierenden Atmosphären von blankglühenden öfen oder in den Abgasen von Hochöfen angetroffen,
und um die reduzierende Leistung des Gases abzuschätzen, ist es üblich gewesen, das 00/0O2 oder H2ZH3O Verhältnis der
Atmosphäre zu bestimmen· Die Messung der Sauerstoffkonzentration liefert ein direkteres Haß der reduzierenden Eigenschaften eines
Gases und kann einfach auf das 00/0O2 oder Η,/Η,,Ο Verhältnis,
bezogen werden, vorausgesetzt, daß die Arbeitstemperatur der Zelle und die Temperatur des Gases und der Gaskomponenten im
chemischen Gleichgewicht sind. Bisher ist es praktisch nicht zu verwirklichen gewesen, ein direktes Maß der Sauerstoffkonzentration
zu erhalten, aufgrund der sehr geringen üblicherweise angetroffenen Werte·
Das Prinzip der Sauerstoff~£onzentrations~Zelle bzw· Anteilfeststellungszelle
ist eingeführt worden, obgleich in den
0 0.9 851/0584 bad original - 3 -
in den letzten Jahren nur Forschungen hinsichtlich der Verwendung wie des Elektrolyts in solchen Zellen aus handelemäßig verfügbaren Materialien durchgeführt worden sind,
wie sie der hohen Qualität der in Laboratoriumsherstellung
ersielten Feuert)eständigkeiten, die in früheren Arbeiten angewendet worden ist, und auch in der Brauchbarkeit solcher Vor«
richtungen sur Verwendung als Probegeräte entgegenstehen, die
unmittelbar in die Ofenatmosphäre eingesetst werden·
Die Ausgangsgröße EMF, welche von einer Sauerstoff «Konzentrations—
Zelle entwickelt wird, wird durch die Gleichung ausgedrückt!
loe
wobei E die Ausgangsgröße EMF in Volt B die Gaskonstaate
P„ und P0 die Partialdrüoke des Sauerstoffes
an den beiden Elektroden der Zelle sind·
Aus der Gltiobmg ist ersichtlich, dafi die Ausgangsgröße E auf
einem einfachen Verhältnis su den Sauerstoffpartialdrücken an
den beiden Elektroden beruht und direkt von dem Logarithmus des Verhältniesee der beiden Bauerstoffpartialdrucke abhängt·
Bei Verwemdumg als Meßrorrichtung muß die Temperatur der Zelle
auf über etwa 75O0K sur Messung der Ausgangsgröße gehalten
werden, die durch praktikable Verfahren infolge des hohen
-♦· O0Ö851/0SÖA
Widerstandes des Elektrolyts zu erhalten ist· Bei niedrigeren
Temperaturen ist der Innenwiderßtand der Zelle so hoch, daß
ein Hessen der Zellenauagangsgröße duroh industrielle Vorrichtungen außerordentlich schwierig gemacht wird.
Bei der Durchführung der Messung der Sauerstoffkonzentration ist es üblich gewesen, Bauerstoff mit eines bekannten Brück
an eine Elektrode anzulegen und die Zellentemperatur auf einen
konstanten Wert zu halten oder wahlweise die Temperatur in dem
Augenblick des Heasvorgamges zu messen und einen passenden
Korrekturfaktor an der Ausgangsgröße anzuwenden· Die so gemachte Messung der Ausgangsgröße ändert sieh dann wie der Logarithmus
des unbekannten Sauerstoffpartialdruckes. Sine solche Messung
benötigt Jedoch die Anwendung einer Spannungen©ßschaltung mit
hoher Impedanz, wobei die zusätzliche Schwierigkeit auftritt» daß entweder eine Temperaturstabilisierung der Zelle oder eine
Temperaturkompensation in der Meßschaltung Tor gesehen werden muß·
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Durchführung einer automatischen und fort-« laufenden Messung der Konzentration eines Bestandteiles eines
unbekanntem Gases zu schaffen·
i :
Erfindung«gemäß besteht ein Verfahren zur Lieferung eimer
fortlaufenden Messung der Konzentration eines Bestandteile»
eines unbekannten Gases in de» Bohritten, daS ein Bezugs«» ί
gas an eine Elektrode eimer elektrochemischen Anzeige*
* 5· ÖÖÖÖ61/0884
vorrichtung angelegt wird, die andere Elektrode einer solchen Anzeigevorrichtung dem unbekannten Gas ausgesetzt wird, die
Ausgangsgröße der Anzeigevorrichtung fortlaufend angewendet wird, üb den Druck des Bezugsgases oder den Partialdruok eines
Bestandteiles des Bezugsgases an der einen Elektrode der Ansei ge vor richtung so zu steuern, daß der Druck oder Partial··
druck auf eine« Wert im wesentlichen gleich dem Partialdruck
des Bestandteiles des unbekannten Gases gehalten wird, und der Druck des Besugsgases als ein Haß der Konzentration des unbe-»
kannten Gases gemessen wird«
Weiterhin besitzt erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Lieferung
einer fortlaufenden Messung der Konzentration eines Anteiles
eines unbekannten Gases eine elektrochemische Anzeigevorrichtung und Einrichtungen zur Zuführung bzw. Anlegung eines Betugsgases an eine Elektrode der elektrochemischen Anzeigevorrichtung,
deren anderen Elektrode bei Verwendung der Atmosphäre auegesetzt wird, die das unbekannte Gas enthält, wobei Einrichtungen
in Abhängigkeit vom der Ausgangsgröße der Amieigevorrichtung vorgesehen sind und wirksam werden, um den Druck des Bezugs«
gases oder den Partialdruok eines Anteils des Bezugsgases
fortlaufend am der diesbezüglichem zuerst erwähnten Elektrode
auf eimern Wert im wesentlichem gleich dem Partialdruok des betreffenden Anteils des unbekannten Gases zu halten, und weitere
Einrichtungen, »ur fortlaufenden Messung des Druckes des Bezugs»
gas·· als Maß fur die Konzentration des unbekannten Gases vorgesehen sind·
009851/0584
Vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung eine elektrochemische
Zelle, wie eine Sauerstoff«Konzentratione^Zelle, deren Ausgangs·*
größe EMF eine Funktion der Drücke an den jeweiligen Elektroden eines Bestandteiles des unbekannten Gases und eines ähnlichen
Bestandteiles des Bexugsgases ist»
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nun anhand eines erläuternden Ausführungsbeispieles unter Besugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben· In diesen seigern!
Fig. 1 eine eohaubildliohe Darstellung eimer bekannten
Ausfuhrumgsform einer Sauerstoff-Konzentration»«*
Zelle, die als elektrochemische Amiteigevorriohtamg
in Systeme* sum Hessen de« Sauerstoff anteil··
oder de· Saueretoffpartialdruoke· von Gasen verwendbar ist·
Fig· *»■ eine Abwandlung, die an jeder Aueführungsform nach
den Fig· 2 und 3 anwendbar ist«
Fig· 5 ein weiteres abgewandelte· erfindungsgemäfies
System·
Zunächst wird auf Fig· 1 Bezug genommen· Sie allgemein mit 10
bezeichnete Ausführungsform der Sauerstoff«<£onsemtratlonB~
Zelle besteht aus einer abgedichtetem undurchlässigem Kammer 0,
welche aas eimern Bohr S mit eimern geschlossenem Smde herge·
•teilt ist, dme vollständig oder teilweise au· eimern festem
keramischen Ilektrolyt besteht· .
009851/056/,
Es besitzt eine Meßelektrode X1 in Berührung mit dem Elektrolyt
auf der Außenseite eines Bohrendes E1 und eine Bezugselektrode X2 in Berührung mit dem Elektrolyt an der Innenseite des gleichen
Rohrendes E1« Die Außenfläche des Röhrendesf an welchem die
Elektroden befestigt sind, ist so angeordnet, daß sie vollständig von der zu analysierenden Atmosphäre umgeben wird,
während die innere Kammer C des Rohres mit einem Bezugsgas gefüllt ist.
Der feste keramische Elektrolyt, der zur Bildung wenigstens des die Elektroden X 1, X2 tragenden Endes des Rohres
verwendet wird, muß die geforderten elektrochemischen Eigen-«
schäften haben, d. h· Leitungsfähigkeit ausschließlich infolge
der Ionenwanderung, und nur bestimmte Oxyde oder Oxydmischungen sind geeignet! Kalk oder Magnesia (Magnesioumoxyd), stabilisiertes
Zirkoniumdioxyd sind bisher für das Elektrolyt verwendet worden« Ein Anzeigeelement, das durch eine Zelle dieser Art gebildet
wird, hat sich in der Funktion bei Temperaturen bis zu wenigstens 12000O als befriedigend erwiesen und kann daher
unmittelbar in eine Ofenatmosphäre eingesetzt werden. Die Elektroden X1, X2 sind üblicherweise an jeder Seite des
Elektrolyts durch Überzug beider Seiten mit einem porösen Flatinfilm und unter Verwendung von Platinleitungen L1, L2
gebildet, welche diese Elektroden an eine äußere Meßschaltung anschließen.
Damit die Ausgangsgröße der Zelle bei einer bestimmten Temperatur gemessen oder bei Temperaturänderung kompensiert
werden kann, ist ein Thermoelement TO üblicherweise der Fiatin-·
-8- 009851/0684 WD^ ■
RhodiunwType, in unmittelbarer flake der Platinelektroden
angeordnet·
Die Fig. 2 und 3 stellen zwei Ausführungsformen eines Meß«
systems dar, das ein Anzeigeelement, ähnlich dem in Pig. 1 beschriebenen verwendet, aber weil das im folgenden zu beschreibende System auf dem Prinzip des Nulldruckes arbeitet,
wobei Temperaturänderungen wirkungslos sind, ist das Thermo«
element GXS der Fig. 1 nicht erforderlich und fortgelassen·
Fig. 2 erläutert schaubildlich eine Ausführungsform des er·*
findungsgemäßen Heßsystems, in welchem der Partialdruck des Be»
zugsgases gesteigert worden ist, um den notwendigen Zustand des Nullgleichgewichtes zu schaffen· In dieser Ausführungsform
sind die Ausgangsleitungen L1, L2 aus der Sauerstoff-Konzentrat«
ions-Zelle 10 mit einer AbgleiclwYerstärker~Anzeigevorrichtung
12 verbunden, so daß jegliche Ausgangsgröße von der Heß»
elektrode X1 und der Bezugselektrode 22 (welche Ausgangsgröße
eine Amplitude in Abhängigkeit von dem Unterschied der Sauerstoffdrucke an den entsprechenden Elektroden und
eine Polarität in Abhängigkeit davon hat, welcher Sauerstoff»
druck der größere ist), verstärkt und als ein Fehlersignal
zu einer Steuereinrichtung 18 gespeist wird· Die Steuereixw
richtung 18 kann in irgendeiner bekannten Weise als Steuer-·
vorrichtung ausgeführt sein, welche entweder ein· analog· oder
eine ansteigende/abfallende-Impuls-Ausgangegröße liefert.
Die Ausgangsgröße von der Steuereinrichtung 18 wird sum Antrieb einer Betätigungsvorrichtung 20 beispielsweise eines
Reversiermotorβ benutzt, welcher
9851/0584
die Einstellung eines Steuerventils 22 in einer Au3laßleifcung
steuert·
Bas Bezugsgas wird von einer Quelle GS zu einem Kompressor 26
geliefert und von diesem unter einem positiven Druck in die
Bezugskammer 0 der Zelle 10 über die Leitung 28 gefördert· Der
Auslaß aus der Leitung 28 ist so in der Kauter angeordnet, daß das Bezugsgas neben der Bezugselektrode X2 zugeführt wird·
Diese Anordnung stellt sicher, dan kein Stau des Bezugsgases
an der Elektrode X2 auftritt«
Veil das Ventil 22 den Auslaß des Bezugsgases aus der Kammer C
der Zelle 10 steuert, steuert es somit indirekt den Druck des Bezugsgases innerhalb des Systems·
Der Gesamtdruck des in der Kammer C und der Leitung 23 Vorhände-·
nen Bezugsgases wird mittels einer üblichen Druckmeßvorrichfcung gemessen, die bei 30 angegeben ist, beispielsweise einem Instrument mit einer Bourdon—Bohre oder Manometer, das mit der
Leitung 23 verbunden ist·
Jeglicher Unterschied in den Partialdriioken an der Sauerstoff··
Konzentrations-Zelle 10 verursacht die Erscheinung einer Potentialdifferenz zwischen den Elektroden X1 und 12. Dieses
Potential wird verstärkt und sein Polaritätssinn mittels des Abgleichverstärkers 12 aufgenommen, der ein entsprechendes
Fehlersignal zu der Steuereinrichtung 18 liefert. Das Ausgangssignal der Steuereinrichtung ändert sich dann, um das Steuer-·
« 10 -
0 0 9 8 5 1 / 0 EßS$ ORiGlNAL
ventil 22 so zurückzustellen, daß der Gesamtdruck des Bezugagases in der Kammer 0 vermodert wird, bis die Partialdrücke
wieder gleich sind und keine Potentialdifferenz an den Elektroden H und Z2 auftritt«
barer Beziehung zu dea Gesamtdruck in des System· Venn somit
der Gesamtdruck; verdoppelt wird, wird der Sauerste ffpartial··
druck verdoppelt, oder wenn der Gesamtdruck halbiert wird,
wird der Sauerstoff partialdruck halbiert werden· Da die
der Sauerstoffpartialdruck des unbekannten Gases aus dem Gesamt*-
druck des Bezugsgases abgeleitet werden, der erforderlich ist,
um einen Ausgleich zu erhalten· Dies ergibt sich aus dem folgenden
Beispiel I
Äußeres Gas (1,03 kg/cm abs.) Bezugsgas Gesamtdruck
| 2 % Vol. | ρθ2 kg/cm abs. | ρθ2 kg/cm abs. | kg/cm abs. |
| 1.0 | 0,0135 | 0,0135 | 1,35 |
| 1,5 | 0,0155 | 0,0155 | 1.55 |
| 2,0 | 0,0206 | 0,0206 | 2,06 |
Der Gesamtdruck des Besugsgaees ändert eich somit linear zum
Sauerstoffpartialdruck des äußeren Gases und kann daher zur In-. zeige des prozentualen Volumens des Sauerstoffes des äußeren
Gases unmittelbar benutzt werden· Das Verhältnis zwischen der
- 11 -
009851/058/» BAD ORiQiNAL
Sauerstoffkonzentration und dem Gesamtdruck ist linear, was ein beträchtlicher Vorteil gegenüber dem logarithmischen
Gesetz von pOg zu E ist. Die Druckmeßvorrichtung 30 kann daher
unmittelbar in Prozenten der Sauerstoffkonzentration oder des Sauerstoffpartialdruckes geeicht werden*
Fig* 3 zeigt eine Anordnung des Meßsystems, in welcher der
Partialdruck des Bezugsgases vermindert werden muß, um die notwendige Bedingung des Nullabgleicbes zu schaffen. Das
Steuerventil 22, das über die Betätigungsvorrichtung 20 durch die Steuereinrichtung 18 geregelt wird, ist nun vorgesehen,
um die Strömung des Bezugsgases in die Bezugskammer C zu
regulieren, die fortlaufend durch eine Vakuumpumpe 32 evakuiert wird. Das Steuerventil 22 wird so die Einströmung des Bezugs«
gases regeln, daß das partielle Vakuum bzw. der Unterdruck innerhalb der Kammer C sich auf einem Wert befindet, bei
welchem die beiden Partialdrücke P1 und P2 gleich sind. Das Druckanseigerät 30 gibt wiederum den Gesamtdruck in der Be»
zugskammer C an und kann wiederum in seiner Skala unmittel«
bar in Prozent größen der Sauerstoffkonzentration oder des Sauer-·
stoffpartialdruckes ausgelegt werden. Im Beispiel II, das
folgt, war das Bezugsgas Luft (21 Vol£ O2)
iußeres Gas (1,03 kg/cm abs.) Bezugsgas Luft
Gesamtdruck
9 pp
21,0 0,217 0,217
10,5 0,108 0,108 0,516
2,1 0,0217 0,0217 0,1035
009851 /058/. - 12 ~
Diese Vakuumanordnung hat besondere Vorteile, weil sie Luft als Bezugsgas verwendet und daher keine Notwendigkeit für Vor«
kehrungen zur Zuführung eines besonderen Bezugsgases besteht. Jegliche Änderung des Druckes des unbekannten Gases führt zu
einer Änderung des Fartialdruckes und infolgedessen des Gesamt»
druckes des Bezugsgases für den gleichen Sauerstoffanteil.
Venn das Meßgerät 30 in seiner Skala unmittelbar in Größen
des O2-«Anteiles ausgelegt ist, dann können die Wirkungen von
Änderungen im Druck des unbekannten Gases durch Hessen des Differentialdruckes zwischen dem Bezugsgas und der unbekannten
Gasatmosphäre anstatt gerade des Druckes des Bezugsgases vexv« mindert werden. Fig. 4 erläutert eine solche Abwandlung jeder
inordnungennach den Fig. 2 und 3, wobei gleichzeitig eine Differentialdruck-Meßvorrichtung 34, wie ein übliches Quecksilber/tUfiohr
oder DifferentialdruckwMeßinstrument mit einer
Membrane an eine Seite der Leitung 23 und an die andere Seite des Gasraumes angeschlossen ist, der mit der Elektrode X1 der Zelle
10 in Verbindung steht.
Das Meßsystem liefert so eine Anordnung hoher Empfindlichkeit,,
beispielsweise, wie durch Beispiel II oben nachgewiesen worden ist} eine 10 zu 1 Änderung in der Sauerstoffkonzentration
liefert unter Verwendung von Luft als Bezugsgas einen Meßbe«·
reich für die Sauerstoffkonzentration von 2,1 Vol# bis 21 Vol# Og
bei einer Druckänderung von 76,2 mm bis 762 mm Quecksilbersäule. Wahlweise kann die Skala für die gleiche Druckänderung durch
Verwendung eines Bezugsgases mit geringer Sauerstoffkonzentration
und Steigerung des-Gesamtdruckes des Bezugsgasee zum Ausgleich
gestreckt werden«
009851/058Λ . .,
- 13 - BAD ORIGINAL ■
Obgleich Anordnungen der eingeschriebenen AusfUhrungsform zur
Anwendung geeignet sind, wo die Temperatur des unbekannten Gases genügend hoch ist, beispielsweise in der Größenordnung von 500° oder darüber liegt, um ein ausnutzbaree
Ausgangssignal der Zelle zu liefern, wenn diese unmittelbar in die Gaskammer eingesetzt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Anwendung unter solchen Bedingungen
beschränkt· in Anwendungen, in denen die unbekannte Gastemperatur zu niedrig ist, um eine* befriedigende Messung mit
der verfügbaren elektrochemischen Anzeigevorrichtung zuzulassen, kann eine fortlaufende Probe des unter der Messung stehenden
Gases entnommen und in der Temperatur auf eine geeignete Höhe gebracht werden, bevor sie in der Zelle verwendet wird»
Fig· 5 stellt eine AusfUhrungsform einer abgewandelten Anordnung dar, in welcher das unbekannte Gas in dem Raum F,
beispielsweise einer Rohrleitung , fortlaufend als Probe durch Herausziehung eines verhältnismäßig kleinen Volumens
desselben über Leitung 36 vermittels einer Pumpe 38 entnommen
wird· Das entnommene Gas wird dann zu eimer Kammer 42 geleibet,
die das Ende der Zelle 10 umgibt, welche die Elektrode X1 hat. Biese Kammer 42 enthält einen Brenner oder Erhitzer 40 einer
geeigneten Type, um die Gastemperatur ohne Verunreinigungen oder Änderung der Gaszusammensetzung anzuheben, beispielsweise
einen elektrischen Brenner oder Heizer· Eine Auslaßöffnung aus der Kammer 42 ermöglicht eine fortlaufende Ausströmung
009851/0584
des erhitzten unbekannten Gases und eine fortlaufende Hessung<|
Die übrigen Teile des Systeas können so ausgeführt sein, wie
in den Fig. 2, 3 oder A gezeigt ist.
- 15 ~
BAD ORJGINAl 009851/OSn
Claims (5)
1. Verfahren zur Durchführung einer fortlaufenden Messung der Konzentration eines Bestandteiles eines unbekannten
Gases, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezugsgas an eine Elektrode einer elektrochemischen Anzeigevorrichtung
angelegt wird, die andere Elektrode dieser Anzeigevorrichtung dem unbekannten G33 ausgesetzt wird, ein
Ausgangssignal von der Anzeigevorrichtung abgenommen
und fortlaufend zur Steuerung des Druckes des Bezugsgases oder des Partialdruckes eines Bestandteiles des
des Bezugsgases an der einen Elektrode verwendet wird, um. diesen Druck oder Partialdruck auf einen Wert im
wesentlichen gleich dem Partialdruck des Bestandteiles des unbekannten Gases zu halten, und daß der Druck des
Bezugsgases als Maß des Anteils des unbekannten Gases gemessen wird.
009851 /0BS4
KONTEN· OKESDNIII BANK. KONTO-NK. · B 9 9 ■ POSTSCHECK HAMSUKG NK. 193766
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugsgas eine Mischung verwendet wird, die ein "be«
kanntes Anteilverhältnis des Bestandteiles des unbekannten Gases enthält, und daß der Partialdruck des Bestand«
teiles der Gaskomponente des Bezugsgases dem Partialdruck des Bestandteiles des unbekannten Gases durch Steigerung
des Gesamtdruckes des Bezugsgases über den Gesamtdruck des unbekannten Gases gleichgemacht wird*
3« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Bezugsgas eine Mischung verwendet wird, die ein bekanntes Anteilverhältnis des Bestandteiles des unbekannten Gases ent«·
hält, und daß der Partialdruck des Bestandteiles der Gas*« komponente des Bezugsgases dem Partialdruck des Bestandteiles
des unbekannten Gases durch Verminderung des Gesamtdruckes des Bezugsgases unter den Gesamtdruck des unbekannten Gases
gleichgemacht wird«
4-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, zum Messen
des Sauer stoff gehaltes oder der Sauer stoffpartialdriicke,
dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugsgas Luft verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Messen
des Sauerstoffgehaltes oder der Sauerstoffpartialdrücke,
dadurch gekennzeichnet, daß als elektrochemische Anzeige-* vorrichtung eine SauerstoffÜ£onz*ntrations-«Zelle
wendet wird·
BAD ORIGINAL
009851/0684
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Probe des anbekannten Gases erhitzt
wird, bevor sie der elektrochemischen Anzeige» Vorrichtung ausgesetzt wird*
7· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadarch gekennzeichnet, daß der Druckunterschied zwischen dem Bezugsgas und dem unbekannten Gas gemessen wird, um den
Gasanteil des unbekannten Bestandteiles zu bestimmen·
8· Vorrichtung zur Durchführung einer fortlaufenden Messung
des Anteils eines Bestandteiles eines unbekannten Gases, gekennzeichnet durch eine elektrochemische Anzeigevor—
richtung (10), deren einer Elektrode (X2) ein Bezugsgas zugeführt wird und deren andere Elektrode QC1) einer
Atmosphäre, die das unbekannte Gas enthält, ausgesetzt wird, durch Einrichtungen (12, 18, 20, 22), die in Abhängigkeit
von einer Ausgangsgröße der Anzeigevorrichtung (10) wirksam sind und den Druck des Bezugsgases oder den Partialdruck
eines Bestandteiles des Bezugsgases an der ersten Elektrode (X2) auf einem Wert la wesentlichen gleich dem Partialdruck
des Bestandteiles, des unbekannten Gases halten, und durch
Einrichtungen (30, 34) zum fortlaufenden Messen des
Druckes des Bezugsgases als Haß des Anteils des unbekannten Gases·
9· Vorrichtun-g nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die elektrochemische Anzeigevorrichtung eine elektrochemische Zelle (10) ist.
009851/0584 040
■« 3 -
10. Vorrichtung nach Anspruch 9 zur Verwendung für das
Messen des Sauerstoffanteiles oder der Sauerstoffpartialdrücke, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochemische
Zelle (10) eine Sauerstoff-Jionzentrations-Zelle ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bi3 10, gekenn-«
zeichnet durch Einrichtungen (26) zur Zuführung des BezugsgasGs zu der Anzeigevorrichtung mit einem über*,
atmosphärischen Druck,
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch Einrichtungen (32) zur Anwendung des
BezugBgases zu der Anzeigevorrichtung mit einem geringeren
als dem atmosphärischen Druck.
13· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12,
gekennzeichnet durch eine Verstärker/Abgleichanzeigeschaltung
(12), deren Eingang mit dem Ausgang der Anzeigevorrichtung (10) verbunden ist und deren Eingang das elektrische Aus«
gangssignal aus der Anzeigevorrichtung (10) zugeführt wird und durch eine in zwei Richtungen arbeitende Steuervorrichtung
(18) für ein Ventil (22) oder dergleichen, das durch die Ausgangsgröße der Verstärker/Abgleichanzeigeschaltung (12)
betätigbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Ventileinrichtungen
(22) sur Steuerung des Druckes des Bezugsgases in der Anzeigevorrichtung (10) in einer Anordnung,
- "-T ———- j
0098 5 1 /0 58/ßAD ORIGINAL - 4 -
in der sie mittels der Steuereinrichtung (18) über eine Betätigungseinrichtung (20) betätigbar sind.
15e Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß Heizeinrichtungen (40, 42)
zum Aufheizen einer Probe des unbekannten Gases, bevor es der Anzeigevorrichtung (10) ausgesetzt wird, vorgesehen
sind,
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmesser eine Differentialdruckmeßvorrichtung
(34) vorgesehen ist, deren einer Eingang mit dem Raum, der das unbekannte Gas enthält, und deren
anderer Eingang mit der Kammer (0) für das Bezugsgas verbunden ist.
bad
5 -
00985 1 /058 A
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB24584/65A GB1073099A (en) | 1965-06-10 | 1965-06-10 | Improvements in or relating to electro-chemical gas measuring system |
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ID=10213961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE1598497A Expired DE1598497C3 (de) | 1965-06-10 | 1966-06-10 | Verfahren zum Messen der Konzentration eines Bestandteiles eines unbekannten Gases und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
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