DE3109224A1 - Elektronische messanordnung fuer einen in einem messgertaet untergebrachten sensor - Google Patents
Elektronische messanordnung fuer einen in einem messgertaet untergebrachten sensorInfo
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Description
AUERGESELLSCHÄFT GMBH, THIEMANNSTRASSE 1 - 11, 1000 BERLIN kh
Elektronische Meßanordnung für ειπεπ in einem
Meßgerät untergebrachten Sensor
Die Erfindung betrifft eine elektronische Meßanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Feststellung von Gasanteilen, beispielsweise von Sauerstoff,
Stickstoffoxiden usui, in einer zu überwachenden Gasatmosphäre oder
von brennbaren Bestandteilen in einer Brennstoff-Gasatmosphäre, uierden beispielsweise Meßzellen oder Sensoren verwendet, die auf
der Meßgrundlage der elektrochemischen Oxidation arbeiten. Bei
diesem Meßverfahren bewirkt der zu messende Gasbestandteil des Meßgases in der Meßzelle bzw. im Sensor, der z.B. zwei Elektroden
und einen Elektrolyten enthält, eine elektrochemische Reaktion, bei der eine der Konzentration des zu messenden Gases proportionale
Spannung (EMH) entsteht, die einer Anzeigeeinrichtung zugeführt und in eine Konzentrationsanzeige des zu messenden Gases umgesetzt
wird.
Bei Meßgeräten mit Meßzellen oder Sensoren, die auf der vorstehend
genannten Meßgrundlage arbeiten, ist die in der Meßzelle bzw. im Sensor entstehende Spannung proportional zur Konzentration bzw.
zum Partialdruck des Gases im Meßmedium. Bei atmosphärischen Druckänderungen
folgt die Anzeige somit der Änderung des Partialdruckes
des Gases, was zur Folge hat, daß bei Messungen in Tiefen oder in
Höhen Anzeigefehler zu berücksichtigen sind. Dieser systematische Einfluß wurde bisher bei abweichender Höhe am Meßort nachgestellt
bzw. es wurde der Anzeigefehler vorweg ejnkalibriert oder errechnet
und mit Hilfe von Tabellen ausgewertet. Es liegt auf der Hand,
daß ein derartiges Verfahren- nachteilig und problematisch ist, insbesondere
bei Messungen zur Feststellung von Gasanteilen in einer zu überwachenden Gasatmosphäre unter Tage.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, für einen Sensor,
dessen Dutput maßgeblich vom PaitLaldruck des zu messenden Stoffes
beeinflußt wird, eine elektronische Meßanordnung zu schaffen und derart auszubilden, daB der Sensor von AuBeneinflüssen uiie vor
allem Druckschwankungen unabhängig ist und eine automatische Anpassung
der Anzeige an den wechselnden Umgebungsdruck des MeBortes
gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend der im Anspruch 1
gegebenen Lehre gelöst.
Die Erfindung ist geeignet für alle, z.B. auch in Infrarot-Gasanalysatoren
angeordneten Sensoren, bei denen zur Feststellung der
Konzentration eines bestimmten Gasanteiles in einer zur überwachenden
Gasatmosphäre der in dem Sensor entwickelte Strom proportional
zum Partialdruck des Gases im Meßmedium ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere
darin, daß beim Einsatz des Meßgerätes am Meßort selbst keine die atmosphärischen Druckänderungen berücksichtigenden Einstellungen
am Gerät, beispielsweise mittels Kalibrierschrauben oder dgl. vorgenommen werden müssen, wodurch das Gerät einem zu starken mechanischen
Einfluß unterworfen wäre. Der Fortfall derartiger Einstellungen
stellt einerseits eine Vereinfachung bei der Handhabung derartiger Meßgeräte und andererseits eine erhöhte Sicherheit und
Genauigkeit der Meßanzeige dar, was besonders vorteilhaft ist, wenn die Höhe bzw. Tiefe des Meßortes unbekannt ist.
Anhand der einzigen Figur wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel
beschrieben.
Die Meßanordnung besteht im wesentlichen aus einem Druckaufnehmer 1
mit nanhgeschaltetem Verstärker 2, einem Sensor 3 mit nachgeschaltetem
Verstärker k und aus einem Anzeigegerät 5.
-3-
Parallel zum Druckaufnehmer 1 ist ein Versorger 6 geschaltet. Vom
Druckaufnehmer 1 wird der aufgenommene Druck in ein elektrisches
Signal umgesetzt, welches über den Verstärker 2 angepaßt, dem Meßverstärker
k zugeführt wird. Die Anpassung des Signals ist deshalb
erforderlich, weil vom Druckaufnehmer 1 elektrische Werte in uner-
ujünschter Höhe abgegeben werden und diese Iderternüssen den Druckveränderungen
des Partialdruckes des Gases im Sensor 3 entsprechen
und angepaßt werden. Der Eingang A des Verstärkers k ist mit dem
Ausgang C des Druckaufnehmer-Verstärkers 2 verbunden. Eine Veränderung
des Eingangswertes am Eingang A des Verstärkers 4 bewirkt eine Änderung des Ausgangswertes D des Verstärkers und somit eine
Änderung des Anzeigewertes im Anzeigegerät 5. Bei konstanten Druckverhältnissen findet über den Verstärkerzweig C,A,D keine Spannungsänderung statt. Bei atmosphärischen Druckänderungen, beispielsweise
bei Druckerhöhungen in Tiefen, gibt der Sensor bei gleichem Gasgehalt eine höhere EMH ab. Diese Spannungserhöhung wird nun durch die
gleichzeitige Spannungserhöhung am Eingang A des Verstärkers *♦ kompensiert,
d.h. der Druckaufnehmer 1 mit nachgeschaltetem Verstärker 2 verändert die Spannung am Eingang A des Verstärkers ^ in gleicher
Höhe entsprechend der höheren EMK des Sensors 3. Damit bleibt die Differenz der beiden Meßsignale vom Druckaufnehmer 1 und von dem
Sensor 3 an den Eingängen A und B des Verstärkers ** erhalten, so
daß das Ausgangssignal D ebenfalls unverändert bleibt und im Anzeigegerät 5 einen unverfälschten Meßwert liefert, der sich den
herrschenden Druckverhältnissen angepaßt nat.
Über den Verstärker k wird mit einem dem Sensor 3 vorgeschalteten
Potentiometer 7 der normale Gasgehalt des zu messenden Gasbestandteiles kalibriert.
Leerseite
Claims (3)
- AUERGESELLSCHAFT GMBH, THIEMANNSTRASSE 1-11, 1000 BERLIN kkPatentansprücheElektronische Meßanordnung für einen in einem Meßgerät untergebrachten Sensor zur Gasanalyse, bei dem eine der Konzentration des zu messenden Gasbestandteiles proportionale Spannung erzeugt und einer Anzeigeeinrichtung zugeführt uiird, dadurch gekennzeichnet, daßa) in die Meßanordnung zur Kompensation von Luftdruckeinflüssen auf den Sensor (3) ein druckempfindliches Modul (1) einbezogen ist,b) vom druckempfindlichen Modul (1) der aufgenommene Druck in ein elektrisches Signal umsetzbar ist, welches über einen dem druckempfindlichen Modul nachgeschalteten Verstärker (2) angepaßt, einem Differenzverstärker (U) zugeführt uiird, der an seinem einen Eingang (B) mit dem Sensor (3) verbunden und mit seinem Ausgang(D) an die Anzeigeeinrichtung (5) angeschaltet ist,c) bei atmosphärischen Druckänderungen der Sensor (3) bei gleichem Gasgehalt des zu messenden Gasbestandteiles eine Spannungsänderung erfährt, die gleichzeitig am Eingang (A) des Differenzverstärkers (U) kompensierbar ist, indem das druckempfindliche Modul (1) mit nachgeschaltetem Verstärker (.2) die Spannung am Eingang (A) des Differenzverstärkers (4) in gleicher Höhe entsprechend der veränderten Spannung des Sensors (3) anpaßt,d) die Differenz der beiden Meßsignale vom druckempfindlichen Modul (1) und von dem Sensor (3) an den Eingängen (A1B) des Differenzverstärkers (U) konstant ist unde) das Ausgangssignal (D) des Differenzverstärkers (.k) den herrschenden Druckverhältnissen angepaßt, einen unverfälschten Meßwert im Anzeigegerät (5) liefert.
- 2. Elektronische Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß parallel zum druckempfindlichen.Modul (1) ein Versorger (6) geschaltet ist.
- 3. Elektronische Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen dem Sensor (3) vorgeschalteten Potentiometer (7) über den Differenzverstärker (Ό der normale Gasgehalt des zu messenden Gasbestandteiles kalibrierbar ist.U. Elektronische Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß über einen Mikroprozessor der vom druckempfindlichen Modul (1) ausgegebene Meßwert hinsichtlich der herrschenden Druckverhältnisse kompensierbar ist, und der Gasgehalt des zu messenden Gasgehaltes im Anzeigegerät (5) angegeben wird.
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