DE2522914C3

DE2522914C3 - Meßgerät zur Bestimmung des Sauerstoffanteils in einem Gasgemisch

Info

Publication number: DE2522914C3
Application number: DE19752522914
Authority: DE
Inventors: Eckhard Ing.(Grad.) 6729 Jockgrim Aidam
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-05-23
Filing date: 1975-05-23
Publication date: 1980-07-31
Also published as: JPS51144295A; FR2312036A1; DE2522914B2; BE842107A; ATA353576A; JPS5649310B2; AT359752B; FR2312036B1; LU74908A1; DE2522914A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßgerät zur Bestimmung des Sauerstoffanteils in einem Gasgemisch (MeBgas) durch Ermittlung der Suszeptibilitätsdifferenz des Meßgases und eines Vergleichsgases, mit einer vom Meßgas durchströmten, teilweise in einem Magnetfeld liegenden Meßkammer und mit einem, den als Meßeffekt in der Meßkammer auftretenden Differenzdruck pneumatisch aufnehmenden, das vorzugsweise nicht paramagnetisehe Vergleichsgas führenden und einen Druck- oder Strömungsfühler enthaltenden Leitungsweg des Meßsystems, sowie mit einer Einrichtung zur Kompensation des durch Erschütterung und/oder Beschleunigung des Meßsystems hervorgerufenen, pneumatischen Störeffektes.
Ein bekanntes Meßgerät (DE-GM 70 22 807) weist

ίο zur Kompensation des pneumatischen Störeffekts eine gekreuzte Leitungsführung im Leitungsweg des Meßsystems auf, die zwar einfach aufgebaut ist jedoch die insbesondere aus Erschütterungen des Meßgerätes herrührenden pneumatischen Störeffekte bei Messun-

■ 5 gen hoher Empfindlichkeit nicht ausreichend kompensiert.

Bei einer anderen, aus der DE-AS 12 79 973 bekannten Kompensationseinrichtung für ein Meßgerät der eingangs genannten Art sind spiegelbildlich zur Achse eines Meßgas führenden Kanals zwei untereinander gleiche Vergleichsgaskanalsysieme mit Strömungsmessern angeordnet, deren Ausgangssignale in Differenz geschaltet sind. Nachteilig bei dieser Einrichtung ist die unzureichende pneumatische Gleichtaktunter drückung und ein um ein Mehrfaches erhöhter Verbrauch an Vergleichsgas.

Es besteht demnach die Aufgabe, ein Meßgerät der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der pneumatische Störeffekt durch eine einfach aufgebaute und in allen Fällen wirksame Einrichtung kompensiert wird, ohne daß sich Meßsystem und Kompensationseinrichtung gegenseitig beeinflussen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Meßgerät, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kompensationsein ^rrhtung aus einem parallel und wenigstens annähernd deckungsgleich zu dem Leitungsweg des Meßsystems angeordneten, gasgefüllten und hermetisch geschlossenen Leitungsweg mit einem Druck- oder Strömungsfühler besteht, und daß die AusgiLigssignale der Druck- oder Strömungsfühler im Leitungsweg des Meßsystems und im Leitungsweg der Kompensationseinrichtung in Differenz geschaltet sind. Das Differenzsignal entspricht der Meßgröße. Anstatt der annähernd formgetreuen Nachbildung des Leitungswegs des Meßsystems hat es sich in der Praxis in vielen Fällen als ausreichend erwiesen, den gasgefüllten, hermetisch geschlossenen und mit einem Druck- oder Strömungsfühler versehenen Leitungsweg der Kompensationseinrichtung als Ringrohr auszubil den, dessen Ringdurchmesser annähernd dem Durch messer einer Hüllkurve um den Leitungsweg des Meßsystems entspricht.

Bei dieser, eine andere Lösung der obengenannten Aufgabe darstellenden Ausführung, sind die Ausgangs signale der Druck- oder Strömungsfühler im Meßsystem und in der Kompensationseinrichtung ebenfalls in Differenz geschaltet.

Eine Weiterbildung dieser erfindungsgemäßen Lösungen ist Gegenstand des Unteranspruchs.

μ Der Vorteil dieser Kompensationseinrichtung ist darin zu sehen, daß bei Erschütterungen und Beschleunigungen in ihnen praktisch die gleichen Strömungsverhältnisse herrschen wie im Meßsystem, sie stehen mit letzteren jedoch pneumatisch nicht in Verbindung, somit können auch keine unerwünschten Nebenwirkungen, wie z. B. erhöhter Störeinfluß bei ungleichförmiger Strömung des Meßgases, auftreten.

Da die Leitungswege der Kompensationseinrichtung

hermetisch geschlossen sind, tritt Keine Erhöhung des Verbrauchs an Vergleichsgas auf.

Ein weiterer besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß Kompensationseinrichtungen der angegebenen Art als in sich abgeschlossene Systeme unter den meisten Bedingungen auch nachträglich an nicht oder nicht ausreichend erschütterungskompensierten Meßgeräten angebracht werden können.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt und im ,₀ folgenden beschrieben.

Das Meßsystem 1 eines nach dem Wechseldruckverfahren arbeitenden Meßgeräts zur Bestimmung des Sauerstoffanteils eines Gasgemischs besteht im wesentlichen aus der langgestreckten Meßkammer 2 die an ihren Schmalseiten jeweils einen Eintritt 3 für das Meßgas und einen Austritt 4 für Meß- und Vergleichsgas aufweist Der mittlere Teil der Meßkammer 2 liegt im gepulsten Magnetfeld im Luftspalt eines mit Wechselstrom erregten Elektromagneten 5. Aufgrund ,₀ der paramagnetischen Suszeptibilität des Sauerstoffs entsteht an dem Übergang vom feldfreien Aaum in das homogene Magnetfeld, also im Bereich eines inhomogenen Felds ein Differenzdruck in Richtung des Teils des Magnetfeldes, in dem eine homogene und maximale ^ Feldstärke vorhanden ist. Zur pneumatischen Abnahme dieses Differenzdrucks in der Meßkammer 2 dienen zwei gegenüberliegende Öffnungen 6 und 6', die öffnung 6 befindet sich im praktisch feldfreien Raum, die Öffnung 6' im homogenen Magnetfeld. Die beiden _J0 Öffnungen 6, 6' dienen als Anschlüsse von zwei parallelen Kanälen 7 und 7', die mit so viel Vergleichsgas beströmt werden, daß sich in ihnen ein Druck aufbaut, der ein Eindringen des Meßgases in die Kanäle 7 und T verhindert. Der als Meßeffekt in der Meßkammer 2 ^ auftretende Differenzdruck Δρ bewirkt eine Verschiebung der Gassäule in den Kanälen 7 und T und der sie verbindenden Leitung 8, welche mittig einen Strömungsfühler 9 enthält, der in beksnnwr Wejso als temperaturempfindlieher Widerstand als Teil einer Widerstandsbrückenschaltung 10 ausgebildet ist, aus weicher ein der pulsierenden Strömung in der Verbindungsleitung 8 entsprechendes elektrisches Signal gewonnen und dem einen Eingang eines Differenzverstärkers 16 zugeführt wird.

Die Kompensationseinrichtung 11 zur Dämpfung pneumatischer Störeffekte besteht hier im wesentlichen aus dem Leitungsweg 12 in Form eines Ringrohrs, welches hermetisch geschlossen, mit einem Gas, vorzugsweise mit Luft gefüllt und mit einem Strömungsfühler 9' versehen ist

Aus darstellungstechnischen Gründen ist in der Figur der Leitungsweg 12 der Kompensationseinrichtung 11 in einer Ebene mit dem Meßsystem 1 gezeichnet in Wirklichkeit ist der Leitungsweg 12, also das Ringrohr, um die Linie a-a' um 180° nach oben geklappt zu denken, so daß die Strömung^r,T:hler 9 und 9' im Meßsystem ! bzw. in der Kompenrationseinrichtung 1! übereinander zu liegen kommen.

Der Leitungsweg 12 läßt sich so auf sehr einfache Weise herstellen und, auch nachträglich, in unmittelbarer Nähe und parallel zum Leitungsweg des Meßsystems 1 anbringen.

Die bei Erschütterungen oder Beschleunigungen auftretende Bewegung der im Leitungsweg 12 eingeschlossenen Gassäule wird mit Hi'ife des Strömungsfühlers 9' und der Brückenschaltung 13 in ein elektrisches Signal umgewandelt, welches dem anderen Eingang des Differenzverstärkers 16 aufgeschaltet ist, so daß dessen Ausgangssignal dem Differenzdruck /dp in der Meßkammer 2 und damit dem Sauerstoffanteil des Meßgases proportional ist. Um größtmögliche Symmetrie zu erzielen, sind die Strömungsfühler 9 und 9' wie auch die Brückenschaltungen 10 und 13 gleichartig ausgebildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßgerät zur Bestimmung des Sauerstoffanteils in einem Gasgemisch (Meßgas) durch Ermittlung der Suszeptibilitätsdifferenz des Meßgases und eines Vergleichsgases, mit einer vom Meßgas durchströmten, teilweise in einem Magnetfeld liegenden Meßkammer und mit einem, den als Meßeffekt in der Meßkammer auftretenden Differenzdruck pneumatisch aufnehmenden, das vorzugsweise nicht paramagnetische Vergleichsgas führenden und einen Druck- oder Strömungsfühler enthaltenden Leitungsweg des Meßsystems sowie mit einer Einrichtung zur Kompensation des durch Erschütterung und/oder Beschleunigung des Meßsystems hervorgerufenen pneumatischen Störeffekts, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtung (11) aus einem gasgefüllten, hermetisch geschlossenen, mit einem Druck- oder Strömungsfühler (9) versehenen Leitungsweg (12) besteht, weicher parallel und wenigstens annähernd dckkungsgleich zu dem Leitungsweg (6, 6', 7, 7', 8) des Meßsystems angeordnet ist, und daß die Ausgangssignale der Druck- oder Strömungsfühler (9, 9') im Meßsystem (1) und in der Kompensationseinrichtung (11) in Differenz geschaltet sind.

2. Meßgerät zur Bestimmung des Sauerstoffanteils in einem Gasgemisch (Meßgas) durch Ermittlung der Suszeptibililätsdifferenz des Meßgases und eines Vergleichsgases, mit einer vom Meßgas durchströmten, teilweise in einem Magnetfeld liegenden Meßkammer und mit einem .den als Meßeffekt in der Meßkammer auftretenden Differenzdruck pneumatisch aufnehmenden, das vorzugsweise nicht paramagnetische Vergleichsgas führenden und einen Druck- oder Strömungsfühler enthaltenden Leitungsweg des Meßsystems sowie mit einer Einrichtung zur Kompensation des durch Erschütterung und/oder Beschleunigung des Meßsystems hervorgerufenen pneumatischen Störeffekts, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtung (11) einen gasgefüllten, hermetisch geschlossenen und mit einem Druck- oder Strömungsfühler (9') versehenen Leitungsweg (12) in Form eines Ringrohrs aufweist, dessen Ringdurchmesser annähernd dem einer Hüllkurve um den Leitungsweg (6,6', 7, T, 8) des Meßsystems (1) entspricht und der parallel zu diesem angeordnet ist, und daß die Ausgangssignale der Druck- oder Strömungsfühler (9, 9') im Meßsystem (1) und in der Kompensationseinrichtung (1 1) in Differenz geschaltet sind.

3. Meßgerät nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- oder Strömungsfühler (9, 9') im Meßsystem (1) und in der Kompensationseinrichtung (11) gleichartig sind, eng benachbart angeordnet sind und den Gasströmungen proportionale elektrische Ausgangssignale abgeben, die einem Differenzverstärker (16) zugeführt sind.