DE888937C - Method and device for the determination of small amounts of oxygen in fuel gases - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung geringer Mengen von Sauerstoff in Brenngasen Es ist bekannt, daß man die sogenannten singenden Flammen, d. h. eine im Innern eines Hohlraums, z. B. eines Rohrs, an bestimmter Stelle brennende Flamme, durch die die Luftsäule in dem Rohr zu Schwingungen von Tonfrequenz angeregt werden kann, zum Nachweis des Auftretens von Brenngasen in Luft, inslbesondere von schlagenden Wettern, benutzen kann. Die Gegenwart schlagender Wetter in der die Flamme unterhaltenden Luft äußerst sich .in einer Änderung der Stärke des von der Flamme erzeugten Tones, bei passender Einstellung wider Flamme gegebenenfalls dadurch, daß die in reiner Luft lautlos brennende Flamme durch die schlagenden Wetter zum Tönen gebracht wird.Method and device for the determination of small amounts of oxygen in fuel gases It is known that the so-called singing flames, i. H. one inside a cavity, e.g. B. a pipe, at a certain point burning flame, through which the air column in the pipe is excited to vibrate at an audio frequency can, for the detection of the occurrence of fuel gases in the air, in particular of striking Bettors who can use. The presence of striking weather in that entertaining the flame Air expresses itself in a change in the strength of the sound produced by the flame, with a suitable setting against flame, possibly by the fact that the in pure Air soundlessly burning flame is made to sound by the beating weather.

Es wurde nun gefunden, daß tänRede Flammen überraschenderweise auch zum Nachweis des Auftretens sehr geringer Mengen von Sauerstoff in Brenngasen benutzt werden können, wenn man erfindungsgemäß das zu untersuchende Brenngas an geeigneter Stelle eines luftgefüllten Hohlraums eine Flamme hilden läßt; jede Änderung des Sauerstoffgehalts des Brenngases verrät sich durch eine Änderung der Tonintensität, so daß man subjektiv akustisch oder auch mit Hilfe eines Mikrophons und Amperemeters objektiv den Sauerstoffgehalt bestimmen kann. It has now been found that, surprisingly, there are also flames used to detect the presence of very small amounts of oxygen in fuel gases can be if, according to the invention, the fuel gas to be examined is suitably used Place an air-filled cavity with a flame; any change in the The oxygen content of the fuel gas is revealed by a change in the tone intensity, so that you can subjectively acoustically or with the help of a microphone and ammeter can objectively determine the oxygen content.

Berücksichtigt man,.,d.aß bei der Feststellung von klenen Mengen schlagender Wetter in Luft praktisch unveränderten Sauerstoffgehalts mit Hilfe: der singenden Flamme sich das nachzuweisende Methan nur in wider eine Flamme beliebiger Herkunft umgebenden Atmosphäre, nicht dagegen von vornherein iri.'der Flamme selbst, beim erfindungsgemäßen Verfahren dagegen der nachzuweisende Sauerstoff von vornherein in kleiner Mengen der Flamme und überdies in vergleichs,weise sehr großem Überschuß auch noch in der umgebenden Atmosphäre vorhan'den ist, so ergibt sich, daß das erfin<dungsgemäße Verfahren keine ,einfacheUmkehrung des bekannten Nachweises schlagender Wetter darstellt, sonden daß ihm völlig andere Verhältnisse zugrunde liegen, so daß nicht vorauszusehen war, ob überhaupt tönende Flammen auftreten und deren Empfindlichkeit zu einer Analyse ausrleichen würde. If one takes into account,., That is, when determining small quantities striking weather in air with practically unchanged oxygen content with the help of: the singing flame the methane to be detected only in against any flame Origin of the surrounding atmosphere, but not from the outset by the flame itself, in the method according to the invention, on the other hand, the oxygen to be detected from the outset in small amounts of the flame and, moreover, in a comparatively large excess is also still present in the surrounding atmosphere, it follows that what is in accordance with the invention Procedure does not represent a simple reversal of the known evidence of striking weather, probes that it is based on completely different conditions, so that cannot be foreseen was whether sounding flames occur at all and their sensitivity to analysis would balance out.

Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß nicht nur ein Bestandteil in der Atmosphäre, die eine davon freie Flamme um.gibt, diese zum Tönen bringen kann, sondern daß auch geringste Mengen von Sauerstoff in der in normaler Luftbreiinenden Flamme dazu imstande sind. Das erfindungsgemäße Verfahren hat auch nichts mit der bekannten akustischen Gasanalyse zu tun, bei der eine Säule bekannter Länge des zu untersuchenden Gases zum Schwingen gtebracht und aus der Höhe des erzeigten Tons auf die Zusammensetzung geschlossen wird. Bei diesem Verfahren hängt die Tonhöhe nur von der Dichte und dem Verhältnis der spezifischen Wärmen der Gasbestandteile ab, wird also durch jede in größerer Menge vorhandene auch chemisch inerte Gasart, z. B. Wasserdampf, beeinflußt, während im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren ein spezifischer Nachweis kleiner Beimengungen unmöglich ist.Surprisingly, however, it has been found that not just one component in the atmosphere surrounding a flame that is free of it, making it sound can, but also the smallest amounts of oxygen in normal air Flame are able to do so. The method according to the invention has nothing to do with that either known acoustic gas analysis, in which a column of known length of the The gas to be investigated is made to vibrate and from the height of the tone shown the composition is concluded. In this process, the pitch depends only on the density and the ratio of the specific heats of the gas components from, that is, every type of gas that is also chemically inert, which is present in larger quantities, z. B. water vapor, while in contrast to the method according to the invention a specific detection of small additions is impossible.

Zur Erzeugung der erfindungsgemäß zum Sauerstoffnachweis in Brenngasen benutzten singenden Flammen kann jede bekannte Anordnung benutzt werden. Man erzielt jedoch eine besonders hohe Empfindlichkeit, wenn man nicht, wie bisher üb-I.ich, eine einzige, senkrecht in dem Hohlraum brennende Flamme des Brenngases benutzt, sondern mehrere waagerecht in derselben Ebene brennende Flammen, die sich mit den Spitzen nahezu berühren, wie es in der Zeichnung beispielsweise dargestellt ist. To generate the according to the invention for the detection of oxygen in fuel gases Any known arrangement can be used for the singing flames used. One achieves but a particularly high sensitivity if one does not, as has been the case up to now, uses a single flame of the fuel gas burning vertically in the cavity, but several flames burning horizontally in the same plane, which coincide with the Almost touch the tips, as shown in the drawing, for example.

Nach Bild I trägt ein langes, an beiden Enden offenes, senkrecht gestelltes Rohr A in geeigneter Höhe eine ringförmige Kammer R, aus der das auf seinen Sauerstoffgehalt zu prüfende Gas durch eine größere Zahl von Düsen D' in das Rohr A eintritt, so daß ein Kranz von waagerecht brennenden Flammen gebildet wird. An einem seitlich am Rohr A angebrachten Stutzen ist ein Mikrophon M angeordnet, so daß die Schallstärke mit Hilfe des Amperemeters I gemessen werden kann. According to picture I carries a long, open at both ends, vertical placed pipe A at a suitable height an annular chamber R, from which the on its oxygen content to be tested gas through a larger number of nozzles D 'in the tube A enters, so that a ring of horizontally burning flames is formed will. A microphone M is arranged on a socket attached to the side of pipe A, so that the sound intensity can be measured with the help of the ammeter I.

Die Empfindlichkeit der Anordnung wird weiter erhöht durch passende Einstellung der akustischen Impedanz der Gaszuführung. Zu diesem Zweck wird an die Gaszuleitung ein durch einen Kolben veränderliches Gasvolumen V angeschlossen; durch Veränderung der Kolbenstellung gelingt es unschwer, die höchste Empfindlichkeit einzustellen. The sensitivity of the arrangement is further increased by suitable Adjustment of the acoustic impedance of the gas supply. For this purpose, the Gas supply line connected to a gas volume V which can be changed by means of a piston; by It is easy to change the piston position, the highest sensitivity to adjust.

Um die sehr verwickelten Strömungsverhältnisse in dem Rohr zu stabilisieren und von zufälligen åußeren Schwankungen unabhängig zu machen, empfiehlt es sich, nicht ein beiderseits offenes Rohr zu verwenden, sondern, wie Bild 2 darstellt, das untere Ende des Rohrs mit einem WinSdlçessel bY zu versehen, in den die Verbrennungsluft für das zu prüfende Gas, zweckmäßig über einen Druckregler P, eingeführt wird. Durch Einregelung der in Iden Windkessel W gedrückten Luftmenge läßt sich rd.ie Empfindlichkeit der Anordnung verändern. To stabilize the very complex flow conditions in the pipe and to make it independent of random external fluctuations, it is advisable to Do not use a pipe that is open on both sides, but rather, as shown in Figure 2, to provide the lower end of the pipe with a water boiler, into which the combustion air for the gas to be tested, expediently via a pressure regulator P, is introduced. By Adjustment of the amount of air pressed in the Iden air chamber W can be approx change the arrangement.

Bei einem Versuch mit einem Rohr ohne Windkessel von 6oo mm Länge und 40 mm lichter Weite, dem in 85 mm Abstand vom unteren Ende durch mehrere waagerechte Düsen stündlich 300 l 1 eines Gases aus 970/o H2, o,zO/o CO, 0,30/0 CO,, 0,8 O/o C H4, Rest N2 zugeführt wurden, ergab sich, daß ein Zusatz von nur 0,3% Sauerstoff die Stärke der erzeugten Tons von o auf über 100 Phon brachte. In an experiment with a pipe with a length of 600 mm without an air chamber and 40 mm clear width, 85 mm from the lower end through several horizontal ones Nozzles per hour 300 l 1 of a gas consisting of 970 / o H2, o, zO / o CO, 0.30 / 0 CO, 0.8% C H4, remainder N2 were added, it was found that an addition of only 0.3% oxygen brought the strength of the generated tones from o to over 100 phon.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Bestimmung geringer Mengen von Sauerstoff in Brenngasen, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu untersuchende Gas in an sich bekannter Weise eine tönende Flamme bilden läßt und die Stärke des erzeugten Tons mißt. PATENT CLAIMS: I. Method for the determination of small amounts of Oxygen in fuel gases, characterized in that the gas to be examined is used can form a sounding flame in a manner known per se and the strength of the generated Tons measures. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein senkrechtes Rohr (A) an geeigneter Stelle mehrere Düsen (D) enthält, durch die das zu untersuchende Brenngas waagerecht oder nahezu waagerecht in das Rohr einströmt. 2. Apparatus for performing the method according to claim I, characterized characterized in that a vertical pipe (A) at a suitable point several nozzles (D) contains, through which the fuel gas to be examined horizontally or almost horizontally flows into the pipe. -3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngaszuft.ih.rungsleitung. mit einem Raum veränderbarer Größe in Verbindung steht. -3. Device according to claim 2, characterized in that the Fuel gas supply line. communicates with a room of variable size. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das senkrechte Rohr (A) am unteren Ende mit einem größeren Raum (Windkessel W) in Verbinldung steht, in den die Verbrennungsluft für das zu untersuchende Brenngas, zweckmäßig iiber einen Druckregler (P), eingeführt wird.4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the vertical pipe (A) at the lower end with a larger space (air chamber W) in Connection is in which the combustion air for the fuel gas to be examined, is expediently introduced via a pressure regulator (P).