DE19712910A1 - Sensoreinrichtung - Google Patents
SensoreinrichtungInfo
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- G—PHYSICS
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Description
Die vorliegende Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches
konzipierten Sensoreinrichtung aus.
Derartige Sensoreinrichtungen werden beispielsweise zur Messung der Gaskonzentration in
binären Gasgemischen mit Komponenten unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit (z. B.
Wasserstoff in Luft) eingesetzt. Die Anwendungen für derartige Meßverfahren liegen in der
Verfahrenstechnik (z. B. Cl2-Bestimmung in der Chlor-Alkali-Elektrolyse), der Energietechnik
(Methanzahl-Bestimmung für Gasmotoren) und der Medizintechnik (z. B. Atemgasanalyse).
In der Zeitschrift Technisches Messen (12/95) ist eine Übersicht der verfügbaren
Meßtechniken für die verschiedenen Anwendungen zusammengestellt.
Ein generelles Problem bei der Gasanalyse nach dem Wärmeleitverfahren ist die Trennung der
Abkühlung (Aufheizung) des Sensorwiderstandes, durch die Änderung der
Wärmeleitfähigkeit des Gasgemisches bei einer Konzentrationsänderung, von der Abkühlung
des Sensorwiderstandes durch die Strömung (Gasaustausch) in der Meßkammer.
Durch die DE 35 02 440 und DE 35 17 240 ist eine Sensoreinrichtung (Hydros 100 der
Fa. Rosemount) bekanntgeworden mit der diese Einflußeffekte minimiert werden können. Diese
Einrichtung ist allerdings nur für Ansprechzeiten von < 1 sec. wirksam. Für sehr schnell
ansprechende Sensoren im Bereich von < 500 msec. ist dieses Verfahren nicht geeignet, da der
Gasaustausch in diesem Fall extrem schnell erfolgen muß.
Die vorliegende Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinrichtung zu schaffen, die
ein extrem schnelles Ansprechverhalten von « 1 sec. aufweist, ohne daß das Meßergebnis
durch Strömungseinflüsse beeinträchtigt wird. Derartige Sensoreinrichtungen werden
beispielsweise für schnelle Regelzwecke benötigt, um die Konzentration eines Gasgemisches
anzupassen (Beispiel: Xenon-Gehalt in einem Narkose-Gasgemisch).
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruches gegebenen Merkmale gelöst. Eine solche Ausführung (siehe Fig. 2+3) ist
deshalb vorteilhaft, da der Gasaustausch bei einer vorgegebenen Beströmung aufgrund der
Kleinheit der Meßkammer (2), bedingt durch den mikromechanischen Aufbau des integrierten
Wärmeleitfähigkeitssensors (4), sehr schnell erfolgen kann. Durch die geeignete Beströmung
(180° zur Öffnung in der hutförmigen Abdeckung des Sensorwiderstandes) wird der
Sensorwiderstand (11) auch nicht direkt angeströmt, so daß auch keine störenden Einflüsse
(Abkühlung des Sensorwiderstandes (11) durch die notwendige Gasströmung) beobachtet
werden können. Mit dieser Sensoreinrichtung lassen sich also extrem schnelle
Konzentrationsänderung in einem Gasgemisch erkennen, ohne das eine Meßwertverfälschung,
durch sich ändernde Strömungsverhältnisse, zu befürchten ist. Eine Beströmung (12) wie sie in
Fig. 2 dargestellt ist, bei der ein Gasfluß in Richtung der Öffnung in der hutförmigen
Abdeckung erfolgt, führt zu einer Aufsplittung der Gasströmung (12), so daß der
Sensorwiderstand (11) durch diese Teilströmung abgekühlt wird und somit ein unspezifische
Widerstandsänderung erfährt.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, durch den vorgeschalteten Bypaß (7) den Durchfluß (3)
durch die Meßkammer (2) zu variieren. Dazu wird die Winkelstellung (siehe Fig. 3) zwischen
dem Gasaustritt (8) in dem Sensorblock (1) und dem Gaseintritt in der Meßkammer (2)
verändert. Für extrem hohe Gasdurchflüsse läßt sich somit eine einfache Anpassung des
Meßkammerdurchflusses (3) realisieren.
Claims (7)
1. Sensoreinrichtung zur Erfassung und/oder Überwachung von Gaskonzentrationen in
strömenden Medien mit einem Wärmeleitfähigkeitssensor (4) als Aufnehmersystem, der eine
hutförmige Abdeckung (5) des Sensorwiderstandes (11) mit einseitiger Öffnung für den
Gasaustausch aufweist und in einer Meßkammer (2) integriert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beströmung (3) der Meßkammer (2) um 180° versetzt zu der Öffnung in der
hutförmigen Abdeckung (5) erfolgt.
2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmung (8)
über einen integrierten Bypass (7) in die Meßkammer (2) erfolgt.
3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Wärmeleitfähigkeitssensor (4) ein mikromechanisches Element (6) eingesetzt wird.
4. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmung (8/9)
und die Öffnung (10) der Meßkammer (2) nicht kongruent zueinander sind.
5. Sensoreinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anströmung (8/9)
und die Öffnung (10) in einem einstellbaren Winkel von 0° bis 90° zueinander stehen können.
6. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß (8)
durch die Sensoreinrichtung geregelt wird.
7. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorblock
(1) auf eine konstante Temperatur geregelt wird.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29706003U DE29706003U1 (de) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Xenon-Gassensor |
| DE1997112910 DE19712910A1 (de) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Sensoreinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE1997112910 DE19712910A1 (de) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Sensoreinrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19712910A1 true DE19712910A1 (de) | 1998-10-01 |
Family
ID=7824807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1997112910 Withdrawn DE19712910A1 (de) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Sensoreinrichtung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19712910A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004021304A1 (de) * | 2004-04-29 | 2005-11-24 | Abb Patent Gmbh | Durchflussmessgerät |
-
1997
- 1997-03-27 DE DE1997112910 patent/DE19712910A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004021304A1 (de) * | 2004-04-29 | 2005-11-24 | Abb Patent Gmbh | Durchflussmessgerät |
| DE102004021304B4 (de) * | 2004-04-29 | 2018-12-13 | Abb Ag | Durchflussmessgerät |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SENSORS EUROPE GMBH, 40882 RATINGEN, DE |
|
| 8141 | Disposal/no request for examination |