DE2714040B2

DE2714040B2 -

Info

Publication number: DE2714040B2
Application number: DE19772714040
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 1000 Berlin Hoeht
Original assignee: Auergesellschaft GmbH
Current assignee: Auergesellschaft GmbH
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1979-02-01
Also published as: DE2714040C3; DE2714040A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasmeßgerät mit einer Meßanordnung zum Messen und Überwachen der Konzentration von Gasen und Dämpfen in Luft, mit zwei unabhängig voneinander einsteilbaren Meßsystemen, einem System für eine Messung mit einer Meßbrücke nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip und einem System für eine Messung mit einer weiteren Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip, wobei sich beim Einschalten des Gerätes erst die Meßbrücke nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip und in der Folge bei niedrigerer Gaskonzentration das System mit der Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip einschaltet, und einem Anzeigeinstrument für beide Systeme.

Bei Gasmeßgeräten, die nach dem Wärmetönungsprinzip arbeiten, ist die Anzeige insbesondere hoher Konzentrationen brennbarer Gase in Luft nicht eindeutig. In diesem Fall kann aufgrund des Sauerstoffmangels eine Anzeige auftreten, die Konzentrationen unterhalb der UEG (Untere Explosionsgrenze) vortäuscht.

Um diesen Mangel zu beseitigen, ist nach der DE-OS 16 73 306 bereits bekannt, eine zusätzliche Brückenschaltung für die Messung der Wärmeleitungseigenschaft vorzusehen, in deren Nullkreis ein Schalttransistor mit einem Relais in der Emitterleitung vorgesehen ist, welches bei entsprechendem Stromdurchgang das Anzeigeinstrument von der Wärmetönungsmeßbrücke über einen Vorwiderstand auf die Versorgungsspannung der Wärmeleitungsmeßbrücke schaltet, so daß das Meßinstrument auf Vollausschlag gehalten wird. Die Anzeige einer Konzentration in diesem Bereich ist nicht vorgesehen.

In der GB-PS 14 47 488 ist ein Gasmeßgerät mit einer Wärmeleitungsmeßbrücke und einer Wärmetönungsmeßbrücke beschrieben, welches die wahlweise Ver wendung derselben mittels eines Bereichsschalters zuläßt Bei Anschaltung auf die Wärmetönungsmeßbrücke wird die Eindeutigkeit der Anzeige dadurch erreicht, daß beide Meßsysteme gleichzeitig eingeschaltet sind und das Signal der Wärmeleitungsmeßbrücke über einen Verstärker einem Schalttransistor zugeführt wird, der das Signal der Wärmetönungsbrücke am Meßinstrument auf Vollausschlag hält. Zur weiteren Durchführung der Messung ist es dann notwendig, mit

ι» Hilfe des Schalters auf die Wärmeleitfähigkeitsmeßbrücke umzuschalten, damit wird die Wärmetönungsmeßbrücke abgeschaltet

Abgesehen von der bei dieser Art der Messung notwendigen gleicnzeitigen Anschaltung beider Meß- ί brücken, die einen für ein tragbares Gerät unerwünscht hohen Stromverbrauch verursacht, wird jeweils das empfindliche Meßinstrument selbst im Brückenkreis in der Meßdiagonale über einen Kontaktschalter umgeschaltet, ein Verfahren, welches leicht zu Fehlmessun-

2» gen führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung eines Gasmeßgerätes für brennbare Gase anzugeben, bei der die Systemumschaltung entsprechend der vorliegenden Gaskonzentration automatisch

i> ohne Verwendung mechanischer Schaltkontakte erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindurigsgemäß dadurch gelöst, daß die Meßbrücke nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip über eine monostabile Kippstufe und einen ersten

«ι Schwellwertschalter und einem ersten Schalttransistor eingeschaltet wird, daß die Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip über einen zweiten Schalttransistor eingeschaltet wird, daß beim Wiederansteigen der Gaskonzentration über einen zweiten Schwellwert-

i' schalter und einem Kondensator-Widerstandsglied die monostabile Kippstufe sich wieder einschaltet und daß Leuchtdioden für die Anzeige des jeweiligen Einschaltzustandes vorgesehen sind. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

i" insbesondere darin, daß die Messung immer eindeutige Werte dadurch liefert, daß zwangsweise erst die Wärmeleitungsmeßbrücke eingeschaltet ist, ferner läßt sich die Umschaltschwelle auf ein gewünschtes Gas einstellen und ist beliebig veränderlich, und es lassen

'"> sich auch Konzentrationen über den Bereich der UEG (Untere Explosionsgrenze) messen. Da die Umschaltung auf diesen Bereich ohne mechanische Kontakte erfolgt, ist eine Zündgefahr weitgehend ausgeschaltet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

¹⁽¹ Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt ein Schaltbild der Meßanordnung. Die Meßanordnung besteht im wesentlichen aus zwei Meßbrücken Mi und M₂, wobei mit Mi die Wärmeleitfä-

"'■' higkeit und mit M₂ die Wärmetönung des Gases gemessen wird. Je nach Gaskonzentration schaltet sich das Gerät selbsttätig von der Meßbrücke Mi für die höhere zur Meßbrücke M₂ für die geringere Konzentration um. Die Meßanordnung ist an eine Gleichspannung

¹⁽¹ U angeschlossen und kann über einen Schalter ß eingeschaltet werden. Die monostabile Kippstufe Z₃ erhält dann über R\, Q einen Startimpuls. Der Transistor Ti mit dem Widerstand W₃ wird für die durch das Widerstands-Kondensator-Glied R₂ ■ C₂ vorgege-

'""· bene Zeit leitend und gibt eine positive Spannung an /?₃ über den Widerstand R* an den Eingang E des Schwellwertschalters Z\. Der Ausgang A\ von Zi wird leitend, steuert den Transistor ΤΊ durch und schaltet so

die Meßbrücke M\ ein.

Die Meßbrücke M\ zur Messung der Wärmeleitfähigkeit des Gases besteht aus den Sensoren S₁₀ und 5, i, von denen ein Sensor, z. B. S\o, dem Meßgas ausgesetzt ist, während der Sensor Sn gleicher Bauart in einer vom Meßgas abgeschlossenen Kammer nur auf die Umgebungstemperatur reagiert. Die Meßbrücke M\ enthält außerdem die Brückenwiderstände /?₁₀ und Ru- Der Nullabgleich der Meßbrücke ohne Meßgas erfolgt am Potentiometer Pt. Die bei der Messung mit der Brücke entstehende Rrückenspannung wird am Potentiometer Pa abgegegriffen und über die Widerstände -Rn und Rn dem Verstärker Vi zugeführt. Am Ausgang dieses Verstärkers liegt über R_)S das Anzeigeinstrument /.

Nach Ablauf der durch die Zeitkonstante R₂ - C₂ vorgegebenen Zeit der monostabilen Kippstufe Zj wird der Eingang E des Schwellwertschalters Z\ durch Sperrung des Transistors T₅ und damit Wegfall der positiven Spannung über Ra an Zi, freigegeben.

Am Eingang des Schwellwertschalters Σ, steht nun das, über den Verstärker V\ mit den Gegenkopplungswiderstand Ru über die Diode G\ am Potentiometer P₅, verstärkte Signal an. Ist die durch das anstehende Signal vorgegebene Spannung größer als die eingestellte Schwelle des Schwellwertschalter Z₁, d. h. die Gaskonzentration ist größer als eine vorgegebene Konzentration, so bleibt der Ausgang A\ durchgeschaltet. Die Meßbrücke M\ erhält weiterhin Strom, die Leuchtdiode L\ ist über Ri an Spannung gelegt und zeigt den eingeschalteten Meßbereich an.

Wenn die Gaskonzentration unter der Konzentration liegt, für die die Schaltschwelle von Z\ eingestellt ist, so schaltet der Schwellwertschalter Z\ vom Ausgang A\ um auf den Ausgang Ai. Die Meßbrücke M] wird stromlos. Über den Ausgang A2 wird der Transistor T₂ durchgeschaltet, und damit die Meßbrücke M₂ für die Messung der Wärmetönung an Spannung gelegt. M₂ besteht aus den Sensoren S20 und S₂] mit den Brückenwiderstanden R20 und Ä21 und dem Abgleichwiderstand P2.

Von den Sensoren ist z. B. S20 katalytisch aktiv, d. h. der Widerstand ändert sich durch die an ihm auftretende

^r) Verbrennung des Gasanteils in der Luft. Der Sensor S21 ist katalytisch inaktiv, d. h. es tritt keine Verbrennung auf und damit keine Widerstandsänderung durch eine Verbrennung.

An Pa wird die entstehende Brßekenspannung

id abgenommen und über R_i6 und Ru rückwirkungsfrei dem Verstärker V2 mit dem Gegenkopplungswiderstand /?i5 zugeführt. Am Ausgang dieses Verstärkers liegt über Λ19 das Anzeigeinstrument /. Ferner ist am Verstärkerausgang über eine Diode C₂ ein Potentiome- ·"> ter Pi angeschlossen, an dem einstellbar eine Spannung abgenommen wird, die über R^ dem Schwellwertschalter Z₂ zugeführt wird. Mit dieser Anordnung wird dafür gesorgt, daß bei Überschreiten der Gaskonzentration über den für die Wärmetönungsmessung vorgesehenen

.'0 Bereich der Schwellwertschalter Z₂ die automatische Umschaltung von der Wärmetönungsmeßbrücke Mi auf die Wärmeleitungsbrücke M\ erfolgt.

Vom Ausgang A j des Schwellwertschalters Z₂ gelangt über Cj, Rt, und der Diode Gj ein Steuerimpuls an den

r> Transistor Ta, dieser schaltet durch und entlädt den Kondensator Ci der monostabilen Kippstufe Zj. Nach Abklingen dieses Steuerimpulses schaltet der Transistor Ta wieder in den Sperrzustand zurück, der Kondensator Ci lädt sich wieder auf, und die Kippstufe Zi wird über

κι R], C\ wieder gestartet und so, wie bereits beschrieben, die Meßbrücke Ali wieder eingeschaltet. Die Widerstände /?i8 und R]<> sind so bemessen, daß sie den Meßbereich für das Instrument / entsprechend der eingeschalteten Meßbrücke M\ oder Mi festlegen. Durch die Leuchtdio-

i'i den L\ oder L₂ wird die jeweils angeschaltete Meßbrücke Mi oder M₂ angezeigt, so daß eine einfache Zuordnung des Meßwertes möglich wird.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Gasmeßgerät mit einer Meßanordnung zum Messen und Oberwachen der Konzentration von Gasen und Dämpfen in Luft, mit zwei unabhängig voneinander einstellbaren Meßsystemen, einem System für eine Messung mit einer Meßbrücke nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip und einem System für eine Messung mit einer weiteren Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip, wobei sich beim Einschalten des Gerätes erst die Meßbrücke nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip und in der Folge bei niedrigerer Gaskonzentration das System mit der Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip einschaltet, und einem Anzeigeinstrument für beide Systeme, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrücke nach dem Wärmeleitfähigkeitsprinzip Mi über sine monostabiie Kippstufe Z₃ und einen ersten Schwellwertschalter Z₁ und einem ersten Schalttransistor 71 eingeschaltet wird, daß die Meßbrücke nach dem Wärmetönungsprinzip M₂ über einen zweiten Schalttransistor T₂ eingeschaltet wird, daß beim Wiederansteigen der Gaskonzentration über einen zweiten Schwellwertschalter Zi und einem Kondensator-Widerstandsglied CjW₆ die monostabile Kippstufe Z₃ sich wieder einschaltet und daß Leuchtdioden L_xL₂ für die Anzeige des jeweiligen Einschaltzustandes vorgesehen sind.