DE3211533A1

DE3211533A1 - Sauerstoffmesssonde

Info

Publication number: DE3211533A1
Application number: DE19823211533
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: PROCESS ELECTRONIC ANALYSE und
Current assignee: PROCESS ELECTRONIC ANALYSE und
Priority date: 1981-04-13
Filing date: 1982-03-29
Publication date: 1982-12-02
Also published as: DE3211533C2

Description

Sauerstoffmeßsonde
Die Erfindung betrifft eine Sauerstoffmeßsonde mit einem rohrförmigen Gehäuse, aus welchem stirnseitig ein Sauerstoffionen leitender Festkörperelektrolyt und eine diesem zugeordnete, wendelförmige Heizeinrichtung ragen, die von einem an das. Gehäuse anschließenden Rohrstück umgeben sind.
Sauerstoffmeßsonden der eingangs genannten Art (DE-OS 29 29 710) werden insbesondere zur Regelung von Verbrennungsanlagen eingesetzt. Sie werden so in einem Rauchgaskanal angeordnet, daß der aktive Meßteil von dem Rauchgas umströmt wird, dessen Sauerstoffgehalt gemessen und zur Optimierung des Verbrennungsprozesses in einer Regeleinrichtung verwertet wird. Bei einer derartigen Sauerstoffmeßsonde muß dafür Sorge getragen werden daß die Sonde einerseits gut von dem zu messenden Media 1 umspült ist, während andererseits verhindert werden muß, daß sich feste Partikel und insbesondere Ruß o.dgl. auf ihr ablagern.
Dei der bekannten Bauart ist deshalb vorgesehen, daß der Meßteil der Sauerstoffmeßsonde durch ein Rohrstück abgc"nckt ist, dessen freie Stirnseite mit einem Einsatz versehen ist, der die Luftströmung steuert. Die bekannte Bauart arbeitet an sirh befriedigend, jedoch ist der notwe;iaige Herstellungsaufwand relativ groß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sauerstoffmeßsonde der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Ge -fahr einer Verschmutzung ausgeschlossen wird, während andererseits der Herstellungsaufwand gering gehalten wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Rohrstück, dessen freies Stirnende geschlossen ist, mit einer seitlichen, fensterartigen Aussparung versehen ist, die mit einem Filter abgedeckt ist und die sich maximal über den halben Umfang des Rohrstücks erstreckt.
Die Sauerstoffmeßsonde wird derart in dem Rauchgaskanal angeordnet, daß die fensterartige Öffnung auf der der Strömungsrichtung abgewandten Seite aufliegt, so daß die festen Partikel und Ruß auf die geschlossene Seite des Rohrstückes auftreffen und an diesem abprallen. Die auf der Strömungsrückseite befindliche fensterartige Aussparung erzeugt einen Unterdruck, der in ausreichendem Maße dafür sorgt, daß das auf seinen Sauerstoffgehalt zu messende Medium in guten Kontakt mit der Meßsonde gelangt, so daß sichere Meßergebnisse erhalten werden.
In baulich einfacher Weise wird vorgesehen, daß in das Rohrstück ein als zylindrischer Einsatz ausgebildeter Filter eingesetzt ist. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Filter aus porösem Keramikmaterial besteht.
Um zu erreichen, daß durch die fensterartige Aussparung des Rohrstückes nicht die Einbaulage der Sauerstoffmeßsonde und vor allem die ihrer Anschlüsse bestimmt wird, wird in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Rohrstück gegenüber der Längsachse des Gehäuses verdrehbar und feststellbar an dem Gehäuse befestigt ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform.
Die Zeichnung zeigt eine im Bereich des aktiven Meßteils axial geschnittene Sauerstoffmeßsonde entsprechend der Erfindung.
Die dargestellte Sauerstoffmeßsonde besitzt einen Anschlußkasten 6, über den elektrische Leitungen und Zuführleitungen für ein Vergleichsmedium mit dem Meßteil verbunden werden. Von diesem Anschlußkasten ragt ein rohrförmiges Gehäuse 5 ab, das mit einem Gewindeansatz 7 versehen ist, mit dem es in einen Befestigungsflansch eines Rauchga¢krn«-ls o.dgl. eingeschraubt wird. Aus dem Ende des rohrförmigen Gehäuses 5 ragt ein als aktiver Meßteil dienender Festkörperelektrolyt 8 heraus, der in bekannter Weise aus einem innen und außen mit Elektroden versehenen, an seinem äußeren Ende geschlossenen Rohr aus Zircondioxid bestehen kann, das innen mit dem Referenzmedium, insbesondere Luft, beaufschlagt ist. Das Ende des Festkörperelektrolyten ist von einer wendelförmigen elektrischen Heizeinrichtung 9 umgeben. Ferner liegt parallel zu dem Festkörperelektrolyten 8 ein Thermoelement 10.
Die Heizeinrichtung 9 hält den Festkörperelektrolyten 8 auf der notwendigen Betriebstemperatur von mehr als 5500C. Das Ende des rohrförmigen Gehäuses 5, aus welchem der Festkörperelektrolyt 8, die Heizeinrichtung 9 und das Thermoelement 10 herausragen, ist mit einem hitzebeständigen Kitt 11 abgedichtet.
An das an seinem Ende aufgeweitete rohrförmige Gehäuse 5 schließt ein Rohrstück 1 an, das den Festkörperelektrolyten 8, die Heizeinrichtung 9 und das Thermoelement 10 umhüllt. Dieses Rohrstück 1, dessen Stirnende 2 geschlossen ist, ist mit einem gedrehten Absatz 12 in eine entsprechend gedrehte, zu dem rohrfö?migen Gehäuse 5 koaxiale Aussparung 13 eingesteckt. Die Befesti jung des Rohrstückes 1 an dem Gehäuse 5 erfolgt durch eine Klemmschraube 1 .
Das Rohrstück 1 ist im Bereich des Festkörperenirtrolyten 8, der Heizeinrichtung 9 und des Thermoelementes 10 mit einer seitlichen, fensterartigen Aussparung 3 versehen, die sich vorzt'qsweise etwa über ein Drittel des Umfangs und zwei Drittel der Länge des Rohrstückes 1 erstreckt. Innen in dem Rohrstück 1 ist ein Filter 4 angeordnet, der aus einem zylindrischen Einsatz aus hitzebeständigem Keramikmaterial besteht.
Die Sauerstoffmeßsonde wird in einem Rauchgaskanal so angeordnet, daß das rohrförmige Gehäuse mit seiner Längsachse quer zur Strömungsrichtung des Rauchgases liegt, die mit dem Pfeil 15 angedeutet ist. Das Rohrstück 1 wird dann so gedreht, daß die Aussparung 3 der Anströmrichtung abgewandt ist. Dadurch wird verhindert, daß sich Festpartikel oder Ruß o.dgl. auf dem Filter 4 im Bereich der Aussparung ablagern. Im Bereich der Aussparung 3 bildet sich ein Unterdruck aus, der dafür sorgt, daß genügend Rauchgas auch in den Bereich des Festkörperelektrolyten 8 gelangt, so daß einwandfreie Messungen gewährleistet sind. Da das Rohrstück in dem Gehäuse 15 beliebig verdreht werden kann, legt die Anströmrichtung nicht die Ausrichtung des Anschlußkastens 6 fest, so daß hier keine konstruktiven Einschränkungen gegeben sind.

Claims

Ansprüche 1. Sauerstoffmeßsonde ait einem rohrförmigen Gehäuse, aus ¼ welchem stirnseitig ein Sauerstoffionen leitender Festkörperelektrolyt und eine diesem zugeordnete, wendelförmige Heizeinrichtung ragen, die von einem an das Gehäuse anschließenden Rohrstück umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (1), dessen freies Stirnende (2) geschlossen ist, mit einer seitlichen, fensterartigen Aussparung (3) versehen ist, die mit einem Filter (4) abgedeckt ist und die sich maximal über den halben Umfang des Rohrstücks erstreckt.
2. Sauerstoffmeßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Rohrstück ein als zylindrischer Einsatz susgebildeter Filter (4) eingesetzt ist.
3 Sauerstoffmeßsonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (4) aus porösem Keramikmaterial besteht.
4. Sauerstoffmeßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (1) gegenüber der Längsachse des Gehäuses (5) verdrehbar und feststellbar an dem Gehäuse (5) befestigt ist.