CH199517A

CH199517A - Verfahren und Vorrichtung zur Anzeige des Zustandes eines Gases.

Info

Publication number: CH199517A
Authority: CH
Inventors: C Jaeger Walter
Original assignee: C Jaeger Walter
Priority date: 1936-12-02
Filing date: 1937-11-27
Publication date: 1938-08-31

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Anzeige des Zustandes eines Gases. Es sind Anordnungen bekannt, die dazu dienen, das Vorhandensein und .die Konzen tration von Gasen allein, wie auch das Vor- handensein und die Konzentration von Fremdgasen, Staub, Rauch,

Dämpfen oder hTebel in einem stets vorhandenen Gase, z. B. der atmosphärischen; Luft, quantitativ und qualitativ anzuzeigen. ,Sie können zur Gas- analyse oder zur Anzeige solcher Vorgänge dienen, die sich durch eine Gasänderung auszeichnen, z.

B. eine solche hinsichtlich Zusammensetzung, Druck oder Zustand der Moleküle (Molekülgröss;e, -beweglichkeit, -ionisierbarkeit, Wiedervereinigungskoeffi zient; der Ionen und dergleichen).

Bei diesen Anordnungen wird die Stärke eines elektri- sehen Stromes-, der in. einer Ianisationskam- mer zwischen zwei Elektroden verschiedenen Potentials fliesst, zur Anzeige solcher Zu- stände des zwischen,

die Elektroden geleite- ten GaGes verwendet. Fis ist auch bekannt, zur Ionisation die eine Elektrode mit ein-er radioaktiven ;Substanz zu überziehen, Dieses Verfahren hat verschiedene Nach teile. Der erzielte,eliektrische Strom und der Stromstärkeuntersichsed bei verschiedenen Gasen ist sehr klein.

Die Messung dieser kleinen Stromstärkeunterschiede bringt er hebliche Schwierigkeiten. Es ist bekannt,

da zu eine Elektrometerröllre und weitere Ver- stärkerröhren oder hochempfindliche Relais zu verwenden. Dazu sind jedoch ausser der empfindlichen Elektrom@eterröhre noch Strom- quellen konstanter Spannung und weitere empfindliche Apparate notwendig. Durch <RTI

ID="0001.0089"> diese Einrichtungen wird das Gewicht und der Umfang der Apparatur gross, ;der Preis hoch und ;der Transport sehr erschwert. Auch idie Erschütterungsempfindlichkeit ist ein Nachteil.

Gegenstand vorliegendex Erfindung ist ein Verfahren zur Anzeige des Zustandes eines %s,es., bei welchem ;diese Nachteile ;da durch vermieden werden: können, laass rächt die Stärke edles ;

durch. die Kammer gehenden Stromes zur Anzeige ;des Ga,azusWudes be- nutzt wird, sondern .das statisch festgestellte Potential einer Elektrode.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens nach der Erfindung.

Im folgenden sollen Ausführungsbei spiele des Verfahrens nach der Erfindung parallel mit den zur Durchführung dieser beispielsweisen Verfahren dienernden Vorrich tungen erläutert wenden..

Fig. 1 zeigt beispielsweise eine schema tische Darstellung einer solchen Vorrichtung. In einer Kammer 1 sind die drei Elek troden 2. 3 und 4 befestigt. Elektrode 4 ist von der Kammer 1 durch die Isolation 10 hochisoliert. Die Ionisation des Gases wird durch das radioaktive Präparat 5 bewirkt. Die Durchleitung des zu prüfenden Gases geschieht durch die Öffnungen 6 und 7.

Das statische Instrument 8 zeigt. die Poten- tialänderung .der Elektrode 4 bei verschiede- nen Gasen an. Der eine Pol der (-leiehstrom- quelle 9 liegt an der Elektrode 2, der andere an der Elektrode 3.

Die Anzahl der an die Elektroden 2 und 3 gelangenden und der wandernden Ionen. wie auch der Potentialverlauf zwi schen .den Elektroden 2 und 3 hängt von der Art und dem Drucke des Gases und der darin möglicherweise enthaltenen schweben den. festen oder flüssigen Teilchen und ihrer Anzahl im Kubikzentimeter ab.

Damit ändert sich auch das Potential der Elektrode 4 und damit der Ausschlag des Instrumentes B.

Schaltet man zwischen .die Gleieh@strom- quelle 9 und die Elektrode 3 einen sehr grossen Widerstand, so ist das Potential der Elektrode 3 nicht mehr durch die Gleich stromquelle 9 unveränderlich gegeben, da an diesem Widerstand eine Potentialdifferenz entsteht. Man kann so die Potentialänderung der Elektrode 3 selbst zur Gasanalyse ver wenden und spart so eine Elektrode.

Fig. ? zeigt schematisch eine Darstellung einer derartigen Vorrichtung. Die Elektrode 3 muss dabei durch die Isolation 11 sehr gut isoliert sein. Die Gleichstromquelle 9 und der sehr grosse Widerstand 12 dienen nur dazu, eine Potentialdifferenz zwischen, den Elektroden 2 und 3 aufrecht zu erhalten,

damit die durch das Ionisationspräparat 5 gebildeten p osa itiv un d negativ gehderben Teilchen zum Teil dissoziiert bleiben und zu Elektroden 2 und 3 wandern.

Trägt man nach Fig. 3 ails Abszisse die POtentialidsfferenz V und .als Ordinate den durch die Ionisationskammer bei verschiede nen Potentialdifferenzen V zwischen den Elektroden 2 und 3 fliessenden Strom i auf, so erhält man für ein bestimmtes Gas eine Kurve, ähnlich der Kurve a in Fig. 3.

Iiässt man ein anderes Gas in die Kammer treten, so erhält man zum Beispiel die Kurve b. Die Stromänderung ,J i bei festem Potential V,, die bis jetzt zum Zwecke der Gasanalyse gemessen wunde, ist von allen möglichen Potentialdifferenzen V im Punkte A am grössten,

aber immer noch sehr klein und kann nicht mehr gesteigert werden.

Die Potentialänderung J V bei festem Strom i ist verhältnismässig gross und leicht zu messen. Deshalb wind beim Verfahren nach der Erfindung nicht der .Strom durch die Ionisationskammer, sondern das Poten tial einer Elektrode zur Anzeige des Gas zustandes verwendet.

Die Potentialänderung der Elektrode 3 in Fig. 2 bei Einführung eines andern Gases in die Kammer 1 bei festem Strom i kann durch Erhöhung der Potentialdifferenz zw-i- sohen den Elektroden 2 und 3 gegenüber derjenigen im Punkte A noch gesteigert wer den, wie Fig. 3 erkennen lässt.

Um bei konstantem Ionisationsstrom arbeiten zu können, kann eine ganz oder bei- nahe ganz mit Sättigung arbeitende zweite Ionisationgkammer in Serie zur Ionisations- kammer 1 geschaltet werden und den Wider stand 12 ersetzen. Dabei kann an <RTI

ID="0002.0181"> Stelle die ser zweiten Ionisationskammer eine Kam mer mit einer Glüh-, Glrimm- oder Photo- elektrode, die fast oder ganz mit Sättigung arbeitet, treten. Mg. 4 zeigt schematisch,

eine solche Vor- richtung. In :der linken Kammer 1 haben sämtliche Teile .2, 3, 5, 6, 7, 11 und auch die Teile & und 9 die gleiche Bedeutung wie in F'ig. 2.

An :Stelle des Widerstandes: 12 von Fig. 2 :ist die Kammer 1.3 zwischen Batterie 9 und Elektrode 3 eingeschaltet. In der Kammar 1.3 fliesst :ein Strom zwischen den Elektroden 14 und 1:5, der :durch Ioni sation des Gas@esi :durch das radioaktive PM- parat 116 entsteht.

Der :Strom :durch die Kammer 13 kann auch. durch eine Glüh-, Glimm- oder Photo elektrode, die das radioaktive Präparat 16 unnötig macht, erzeugt werden.

Durch geeignete Form, geeignete La dung mit radioaktiver :Substanz oder geeig nete E:lektrodenbeschaffenheit kann erzielt werden, dass in der Kammer 13 volle oder beinahe volle Sättigung herrscht, das heisst, -daUi aller oder beinahe alle gebildeten Ionen an di:

-- Elektroden gelangen, unabhängig von kleinen. Schwankungen der Potentialdiffe renz zwischen,den Elektroden 14 und 15.

Der Strom, der durch die Kammer fliesst, und seine Änderung mit der Gaszusammen- setzunig ist sehr klein. Da nun das Prinzip .des Vexfahrens nach der Erfindung in der Messung ides Potentials einer Elektrode be steht, müssen --sehr grosse Anforderungen an die Isolation dieser Elektrode gestellt wer den, um das Verfahren überhaupt durch fährbar zu machen.

Bei Gasen, die Bestandteile wie Öle, Fette, Rauch und ähnliches mit sich führen, verschmutzt !die Isolation sehr leicht. Es ist bekannt, die Isolation durch .Schutzringe vor direkter Berührung mit dem Gasstrom zu schützen. Dias .genügt jedoch nicht in allen Fällen.

Man wird deshalb vorteilhafterwaise diese Isolation in einer Kammer ausserhalb des Ga,ss@tromes anordnen, indem sie vom eigentlichen Gasraume durch eine Wand ge trennt wird, die die Elektrode oder ihre Zu- f übrung fast berührt.

Diese Kammer wund vorzugsweise vQn einem StrQm reiner und ge- trookneter Imft oder eines andern Gases durchspült.

Fig. 5 zeigt eine echematisch:e Darstel lung .eineu solchen Vorrichtung. Die Elek trode .3 ist von :der Durchführungsisolation 11 im Gehäuso 1 der Ionisationskammer ge halten. Dass zu prüfende Gas strömt vom Eintritt ss zum Austritt 7 durch den linken Teil 23, der Kammer.

Durch den Schutzring 17 und durch :die Wand mit der DurchIüh- rung 1$ wird der rechte Teil 24 der Kam mer vom strömenden Gase frei gehalten.

Durch ,die Röhre 1.9 kann ein Luftstrom ge gen die Isolation 11 geblasen wenden, der durch die Öffnung 20 wieder abfliessen kann. Dieser Luftstrom bläst die Isolation 11 wieder sauber und kann verhindern, dass das zu prüfende Gas zur Isolation 11 strömt.

Die Öffnung 2.p kann auch wegfallen. Dann fliesst Idas bei 19 eintretende Reini- gungsigas durch den .Spalt bei 18 in die Kammer '20 und mit dem zu prüfenden Gase durch ,die Öffnung 7 ab. Das. Reinigungsgas kann erwärmt oder getrocknet sein.

Es kann auch durch Unterdruck in :der Kammer 23 aus :der Krummer 24 angesaugt werden.

Ist das zu prüfends Gas feucht, so kann die Isolation :durch daran sich niederschla- genden Wasserdampf verdorben oder zeit- weise aufgehoben wenden. Dies kann da durch vermieden werden:, indem :

die Isolation oder das ,säe umgebende Gas, erwärmt wird.

In Fig. :5 ist :eine solche Vorrichtung skizziert. Die Heizspirale 21 wird durch ,die Ererb equelle 22 erwärmt und trocknet so das Gas und .durch Strahlung auch direkt die Isolation.

Die Heizspirale kunn auch direkt mit der Isolation in Berührung gebracht werden, oder auf :einem Körper :sitzen, der mit der Isolation in Berührung ist.

Die Heizspirale kann auch durch eine andere Wärmequelle ersetzt werden, zum Beispiel durch eine Dampfspirale oder einen glühenden;

oder strahlenden Körper. Ist die Energiequelle ein stnablender Körper, so kann. sie ihre Energie auch von aussen durch ein Fenster einstehlen. Die gleichen Vorkehrungen sind auch an ,der Aussenseite der Ionisationskammer 1 oder an der Kammer 13 möglich.

Auch ein Erwärmen der ganzen Kammer oder einzelner ihrer Teile kann diesem Zwecke dienen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Anzeige des Zustandes eines Gases durch Ionisation des inner halb einer Ionisationskammer zwischen zwei Elektroden verschiedenen Poten- tials befindlichen, zu prüfenden Gases,

dadurch gekennzeichnet. daB zur An zeige des Gazzustandes das statisch fest- gestellte Potential einer Elektrode be nutzt wind. 1I. Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I,

dadurch gekennzeichnet, dass eine im Bereich der Sättigung arbeitende Kammer (13) in Serie mit der Ionisationskammer (1) zur Konstanthaltung des Ionisations- stromes gesohaltet ist. UNTERANSPRACHE:

1. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, da- durch gekennzeichnet, dass die Isolation der Elektrode, deren Potential zur An zeige des Zustandes des zu prüfenden Gases dient, von dem Teil (2a3) der Ionisationskammer (1),

durch den das zu prüfende Gas strömt, durch eine enge Durchführung (18) getrennt ist. 2.

Vorriohtung nach Patentanspruch 1I, da durch gekennzeichnet, daB die Isolation der Elektrode, deren Potential zur An- zeige des Zustandes das zu prüfenden Gases dient, durch eine Wärmequelle er wärmt wird.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, und Unteraaspruoh 1, dadurch gekennzeich- net, daZ die Isolation der Elektrode. denen Potential zur Anzeige des Zustan- des des zu prüfenden Gases dient,

von einem reinen Gase uuaströmt ist.