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DE2437352C2 - Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd - Google Patents

Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd

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DE2437352C2
DE2437352C2 DE19742437352 DE2437352A DE2437352C2 DE 2437352 C2 DE2437352 C2 DE 2437352C2 DE 19742437352 DE19742437352 DE 19742437352 DE 2437352 A DE2437352 A DE 2437352A DE 2437352 C2 DE2437352 C2 DE 2437352C2
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DE
Germany
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temperature
carbon monoxide
gas
resistance
heating
Prior art date
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DE19742437352
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DE2437352A1 (de
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Yoshiaki Yamato Kanagawa Okayama
Tamotsu Tokyo Senda
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Nohmi Bosai Ltd
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Nohmi Bosai Kogyo Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
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Description

Gegenstand des Patentes 24 28 488 ist eine Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid mit einem Element, welches Zinn(IV)-oxid als Grundmaterial enthält, dem zur Erhöhung der Empfindlichkeit ein Platin enthaltender Katalysator beigefügt ist.
Es sind bereits verschiedene Detektoren zur Bestimmung der Gaskonzentration bekannt, bei denen Gasfühlelemente aus Metalloxid-Halbleitern, wie Zinkoxid oder Zinndioxid, verwendet werden. Zinnoxid als Grundmaterial enthaltende Detektoren für reduzierende Gase, die den Nachteil einer nicht ausreichenden spezifischen Empfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxid besitzen, sind aus zahlreichen l.iteraturstcllen, insbesondere der GB-PS 11 45 077, bekannt. Aus der FR-PS 21 06 112 ist weiterhin die Verwendung von Platin als Katalysator für Nachweiselemente bekannt Hierbei wird jedoch Platin lediglich im Zusammenhang mit Zinkoxid und nicht mit Zinnoxid beschrieben und der Zusatz des Platins soll nicht spezifisch zur Erhöhung der Empfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxid erfolgen, sondern gegenüber reduzierenden Gasen wie Kohlenwasserstoffen schlechthin.
Aus der US-PS 36 09 732 ist eine Vorrichtung zum Nachweis von reduzierenden Gasen in Luft bekannt bei welcher ein Scnsorclement verwendet wird, das aus Zinkoxid oder Zinndioxid besteht und das durch eine Heizvorrichtung auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt wird.
Es ist mit den bekannten Metalloxid-Halbleiterelemcnten nicht möglich Kohlenmonoxid spezifisch neben anderen reduzierenden Gasen, wie Wasserstoff, Stadtgas oder Propan, nachzuweisen. Man kann zwar die Konzentration von Kohlenmonoxid in der Atmosphäre selektiv mit einer Gasanalysiervorrichtung bestimmen. Ein solches Verfahren ist jedoch für einen Gasdetektor zu aufwendig und zu zeitraubend. Für die Alarmierung gefährdeter Personen ist es daher nicht geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid, die einfach gebaut ist und mit der man schnell, genau und selektiv Kohlenmonoxid neben anderen Gasen, insbesondere reduzierenden Gasen und Dämpfen, nachweisen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung der eingangs genannten Art eine Heizvorrichtung zur kontinuierlichen Steigerung der Temperatur des Elementes, eine Einrichtung zur Messung der Temperatur, sowie eine Einrichtung zur Bestimmung derjenigen Temperatur, bei welcher eine sprunghafte Änderung des elektrischen Widerstands des Elementes als Maß für die Kohlenmonoxidkonzentralion eintritt, aufweist.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Nachweisvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 definiert.
Im folgenden werden beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
F i g. I ist eine graphische Darstellung in der der charakteristische Verlauf des Widerstands des Gasfühlele- mcnts in Abhängigkeit von der Temperatur dargestellt ist.
F i g. 2 ist eine graphische Darstellung, in der die Abhängigkeit der Temperatur, bei der sich der Widerstand des Gasfühlclementes sprunghaft ändert, von der Kohlenmonoxid Konzentration dargestellt ist.
Fig.3 ist ein Blockdiagramm, worin eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid erläutert ist.
F i g. 4 ist ein schematischcs Schaltdiagramm, worin die in F i g. 3 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid dargestellt ist. Fig.5 ist ein Blockdiagramm, worin eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt ist. Wi F i g. 6 ist eine graphische Darstellung, worin die Beziehung zwischen Temperatur und Widerstand des Gas-Fühlclements dargestellt ist, welches bei der in Fig. 5 erläuterten Ausführungsform der Vorrichtung verwendet wird.
tr> Fig. 7 bis 9 zeigen die Ausgangsspannungseigcnschafien der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid.
In allen Zeichnungen gelten die gleichen Be/.ugs/.ci-
chen und die Bezugszeichen bedeuten identische oder entsprechende Bestandteile.
in der zuvor erwähnten DE-PS 24 28 488 wird ein Gasfühlelement für den selektiven Nachweis von Kohlenmonoxid beschrieben, das man herstellt, indem man eine Komponente, beliebig ausgewählt unter Plating V)-salzcn und Platinsehwarz, in einem Verhältnis von nicht weniger als 03 Gew.-%, berechnet als metallisches Platin, mit Zinn(lV)-oxid oder Zinn(lV)-salzen, die beim Erhitzen zu Zinn(IV)-oxid /ersetzt werden können, vermischt und die Mischung in oxidierender Atmosphäre, gegebenenfalls in Anwesenheit eines Sinierungsmittels, erhitzt.
F i g. 1 ist eine graphische Darstellung, in der der Widerstand gegenüber der Temperatur des Gasfühlclcments eines Metalloxid-Halbleilcrs dargestellt ist, der durch Vermischen von 80Gew.-% Zinn(IV)-oxid (SnO.). 10Gew.-% Chlor-platin(lV)-säure als Katalysator und 10Gew.-% Ton als Sinterungsmittel und Sinlern der Mischung in oxidierender Atmosphäre hcrgestellt wurde. Das Gasfühlelement reagiert nur auf Kohlenmonoxid in einer Atmosphäre, die verschiedene Gaskomponenten enthält. Außerdem springt der Widerstand des Elements bei einer bestimmten Temperatur über oder eine scharfe Änderung tritt auf, abhängig von der Konzentration an Kohlenmonoxid in der Atmosphäre. Wie beispielsweise aus F i g. 1 erkennbar ist, beträgt die Sprungtemperatur für 100 ppm, 500 ppm und 1000 ppm Kohlenmonoxidgase Tsi, T^ bzw. Tss. Die Temperatur, bei der sich der Widersland des Elements scharf ändert, wird in direktem Verhältnis zu der Erhöhung in der Kohlenmonoxidgaskonzentration, wie aus F i g. 2 hervorgeht, höher. Wenn das Gasfühlelcment mit den oben erwähnten Eigenschaften verwendet wird, kann die Kohlenmonoxidgaskonzentration selektiv bcstimmt werden, indem man die Sprungtemperatur des Elementes mißt.
Fig.3 ist ein Blockdiagramm für einen Kohlenmonoxidgasdetektor, der auf erfindungsgemäße Weise gebaut ist. In der Figur bedeutet Sein Kohlenmonoxidgasfühlelement wie oben beschrieben. Ein Heizgerät h ist in oder in der Nachbarschaft des Elements S angebracht, um das Element S zu erwärmen. Ein Thermistor t ist ebenfalls in oder in der Nachbarschaft des Elements S angebracht, um die Temperatur des Elements S zu niessen. Eine Regulierschaltung oder ein Reguüerkreis H für die allmähliche Änderung des Stroms, der durch das Heizgerät oder den Erhitzer h fließt, ist zwischen dem Erhitzer h und der elektrischen Energiequelle E angebracht bzw. damit verbunden. Ein Nachweiskreis oder eine Nachweisschaltung SW für den Nachweis der Widerstandssprungtemperaiur ist mit dem Gasfühlelement 11 und mit der Energiequelle £ verbunden. Dir Nachweisschaltung E für die Sprungtemperatur besteht aus einem Schaltungskreis, der das Gasfühlclement S und die Energiequelle E verbindet und mit dem man die Kontrollschaltung H entaktivieren kann, wenn sie eine scharfe Änderung in dem Widerstand des Gasfühlelements S anzeigt. Sie enthält weiterhin eine Spcichcrungsschaltung, die mit dem Thermistor t verbunden ist, um die Änderung im Output zu speichern. Die Gasnachweisvorrichtung enthält ebenfalls eine Anzeigevorrichtung A, um die Konzentration an Kohlenmonoxidgas entsprechend der Temperatur des Gasfühlelements 5 anzuzeigen.
Wenn die elektrische Energiequelle /:" mit der Kontrollschaltung H und der Nachweisschaltung SW verbunden ist. um allmählich das Gasfühlelement 5 mil der Erwärmungsvorrichtung Λ aufzuheizen, nimmt der Widerstand des Thermistors t allmählich ab und die Temperatur des Gasfühlelements S wird durch einen Anzeigeträger in der Anzeigevorrichtung A angegeben.
<; Wenn man annimmt, daß die Kohle;imonoxidkonzentration in der Atmosphäre, die geprüft werden soll, 500 ppm beträgt, so erhöht sich der Widerstand des Gasfühlclements S beträchtlich, wenn die Temperatur des Elements die Sprungtemperatur Ts2 erreicht, wie es
ίο in F i g. 1 dargestellt ist. Diese Änderung im Widerstand wird durch die Nachweisschaltung SWangezeigt, wenn die Kontrollschaltung H entaktiviert wird, wobei das Erwärmen des Elements durch die Erwärmungsvorrichtung h angehalten wird. Der Zeiger der Anzeigevorrichlung A zeigt die Temperatur des Fühleiements S an, die der Kofclenmonoxidgaskonzentration zu diesem Zeitpunkt entspricht. Der Zeiger der Anzeigevorrichtung A wird während einer vorbestimmten Zeit bei dieser verlagerten Stellung gehalten. Wenn die Kohlenmonoxidgaskonzentration in der Atmosphäre 1000 ppm beträgt, bewegt sich der Zeiger der Anzeigevorrichtung A, wenn die Temperatur des Elements S die Sprungtemperatur Tsi erreicht, wie es in F i g. 1 dargestellt ist, und er wird in dieser Lage gehalten, dabei wird die entsprechende Kohlenmonoxidkonzentration angezeigt.
In F i g. 4 ist ein Schaltdiagramm der Vorrichtung zum Nachweis des Kohlenmonoxidgases, die in dem Blockdiagramm von F i g. 3 dargestellt ist, erläutert. Wird ein Schalter s geschlossen, um die elektrische Energiequelle E mit den elektrischen Leitungen A und h zu verbinden, so steht die Kontrollschaltung H unter Energie. Das heißt, ein Kondensator Ci, der über die elektrischen Leitungen A und /2 mit einem Widerstand R\ verbunden ist, wird allmählich aufgeladen, um das Grundpotential
J5 eines Transistors Tn zu erhöhen, der mit dem Widerstand R\ und dem Kondensator Ci verbunden ist. Wird der Transistor Tn angestellt, so erwärmt die Erwärmungsvorrichtung /1, die mit dem Kollektor des Transistors Tn verbunden ist, allmählich das Gasfühlelement S, das über einen Widerstand R2 mit den elektrischen Leitungen A, I2 verbunden ist. Wenn das Gasfühlelement S erwärmt wird, wird der Thermistor r, der an dem Fühlelement S angebracht ist, ebenfalls erwärmt und sein Widerstand nimmt allmählich ab. Dann verliert eine Brückenschaltung, die aus einem Thermistor i, der zwischen den Leitungen A und h über einen Widerstand Ri geschaltet ist, wobei der Widerstand Ri, die Widerstände R4 und R', in Reihe zwischen den Leitungen A und h geschaltet sind, seinen Gleichgewichtszustand und da-
v> bei wird ein Kondensator C2 geladen, der zwischen den Widerständen Ra und /?s geschaltet ist, über eine Diode D, die mit dem Thermistor f geschaltet ist. Dann nimmt das Steuerpotential eines Transistors FET mit Feldwirkung zu, wobei die Steuerung- oder Torquelle mit dem Kondensator C2 verbunden ist. Diese Zunahme in dem Steuerungspotential bewirkt, daß Strom durch eine geeignete Anzeigevorrichtung wie ein Galvanometer A fließt, welches zwischen der Saugelektrode von FET und der elektrischen Leitung A geschaltet ist, und dabei
Mi wird allmählich die Bewegung des Zeigers des Galvanometers A, der die Temperatur des Gasfühlelements S anzeigt, gesteigert. Wenn die Temperatur des Gasfühlelements Seine besondere Temperatur erreicht, abhängig von der Kohlenmonoxidkonzentration in der Atmo-
h1) sphäre wie die in Fig. 1 dargestellte Sprungtemperatur Ts2, erhöht das Gasfühlelement plötzlich stark seinen Widerstand. Dies verursacht eine Änderung im elektrischen Potential am Anschluß zwischen dem Widerstand
R2 und dem Gasfühlelement S, wobei diese Änderung durch die Transistoren Tr2 und Tr3 verstärkt wird. Der Transistor Tr2 ist mit seiner Grundelektrode mit dem obigen Anschluß über den Kondensator Cu an seinem Kollekor mit der Leitung A über den Widerstand Rb und an seinem Emitter mit der Leitung: /2 verbunden. Der Transistor Tr% ist an seiner Basis mit dem Kollektor des Transistors Tr2, an seinem Emitter mit der Leitung A und an seinem Kollektor mit der Leitung I2 über einen Widerstand Rj verbunden. Wenn das verstärkte Signal zufließt, wird ein siliciumregulierter Gleichrichter SCR leitfähig, der zwischen den Leitungen l\ und I2 und mit dem Kollektor des Transistors 7h an der Steuerelektrode durch eine Zenerdiode ZDi für die Niveaucinstellung geschaltet ist. Wenn der Verstärker SCR leitfähig wird, wird die Schaltung einschließlich d«r lirwärniungsvorrichtung h kurzgeschlossen und das Erwärmen des Gasfühielements 5 wird beendigt. Gleichzeitig wird eine Anzeigelampe L die in Reihe mit dem Widerstand /?» und der Leitung A zwischen der elektrischen Energiequelle E und dem Gleichrichter SCR geschaltet ist, erleuchtet, wobei angezeigt wird, daß eine scharfe Widerstandsänderung, d. h. ein Widerstandssprung, in dem Gasfühlelement S stattgefunden hat. Die Temperatur Ts2 des Elements 5 wird zu diesem Zeitpunkt und die entsprechende Kohlenmonoxidgaskonzentration, d. h. 500 ppm, durch den Zeiger des Galvanometers A angezeigt. Wegen des Kondensators C2 wird die Verschiebung des Zeigers des Galvanometers A während einer vorbestimmten Zeit gehalten. Es soll bemerkt werden, daß der Zeiger auf eine Stellung entsprechend Null gestellt werden kann, um den variablen Widerstand /?■-, einzustellen. Zwischen den elektrischen Leitungen /1 und I2 ist ein Kondensator G und eine Zenerdiode ZD2 geschaltet, um Geräusch, das beim Verbinden der Energiequelle E und sonst im Zusammenhang mit dem Widerstand Ri auftritt, zu eliminieren und um die Spannung zu stabilisieren.
In der oben beschriebenen Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid wird das Halbleiter-Gasfühlelement S allmähnlich in der Atmosphäre, die das Gas enthält, durch die Erwärmungsvorrichtung Λ erwärmt. Es ist ebenfalls möglich, die Temperatur des Fühlelements 5 allmählich zu ändern, indem man zuerst das Element auf eine erhöhte Temperatur mit einer anderen geeigneten Heizvorrichtung erwärmt, die in der Kontrollschaltung Hangebracht ist,und dann, nachdem man die Energiezufuhr für die Erwärmungsvorrichtung abgestellt hat, das erwärmte Element in eine Atmosphäre stellt, so daß es allmählich durch den Temperaturunterschied zwischen dem Element und der Atmosphäre abkühiL in diesem Faii nimmt der elektrische widerstand des Fühlelements S, wie aus F i g. 1 hervorgeht, stark ab, wenn das Gasfühlelement 5 allmählich abgekühlt wird und eine besondere Temperatur wie die Sprungtemperatur Ts2 erreicht, die von der Kohlenmonoxidkonzentration in der Atmosphäre abhängt Der Schaltungskreis in dem Nachweiskreis SW für die Entaktivierung der Kontrollschaltung H, wenn der Widerstand des Elements 5 springt, kann in diesem Fall weggelassen werden. Es ist von Vorteil, ein Gasfühlelement auszuwählen, welches eine große thermische Stabilität besitzt, da die Temperatur des Elements ungefähr bei der erhöhten Temperatur einige Zeit, nachdem die Energiezufuhr für die Heizvorrichtung abgestellt wurde, gehalten werden kann und da die Abkühlgeschwindigkeit in der Atmosphäre niedrig ist
F i g. 5 ist ein Blockdiagramm, worin eine weitere erfind u η gsgcmöße Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform erwärmt sich das Gasfühlelcment S selbst, bedingt durch den elektrischen Strom, der durch das Element selbst fließt, ohne daß es erforderlich ist, eine Heizvorrichtung zu verwenden. Die Elektroden 1 und 2 des Gasfühlelements S werden über einen Bclastungswiderstand 3 zwischen den endständigen Energiequellen 4 und 5 mit einer Energiequelle £verbunden und ein Koh-Icnmonoxidgas-Konzcntrationsindikator I ist mit einer Puls/.ählerschaltung Clängs des Bcladungswiderstands 3 geschaltet.
In Fig. 6 ist die Beziehung des Widerstands zur Temperatur des Gasfühlelements S, das bei dieser Ausfüh-
is rungsform verwendet wird, dargestellt. Die Kurve Ai zeig! den Widerstand r von dem Element in sauberer Luft, aufgetragen gegenüber verschiedenen Temperaturen T, an. Die Kurven Mund Nzeigen die Widerstände des Elements in Atmosphären, die M ppm Kohlenmonoxid und N ppm Kohlenmonoxid enthalten. Aus diesen Kurven ist klar erkennbar, daß der Strom, der durch die Elektroden 1 und 2 des Elements Sfließt, sehr gering ist, bedingt durch den hohen Widerstand des Elements in sauberer Luft. Wenn die Atmosphäre jedoch M ppm Kohlenmonoxid enthält, ist sowohl die Empfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxid als der elektrische Widerstand des Elements hoch unterhalb der Sprungtemperatur Tj, der Widerstand des Elements erhöht sich stark über der Sprungtemperatur T/und zeigt keine Empfind-
K) lichkcit gegenüber Kohlenmonoxid. Dies geht klar aus der Kurve M hervor. In einer Atmosphäre, die A/ppm Kohlenmonoxid enthält, verlagert sich die Widerstand-Sprungtemperatur von Tjzu einer höheren Temperatur Tk. wie aus der Kurve /Versichtlich ist.
js Wenn das Gasfühlelement .9 der Vorrichtung zum Nachweis der Kohlenmonoxidgaskonzcntration, wie in F i g. 5 dargestellt, M ppm Kohlenmonoxid bei Zimmertemperatur To berührt, so fällt der Widerstand des Gasfühlelcmcnts 5 plötzlich von α zu b ab, was eine Erhöhung des Stromflusses in dem Element selbst bewirkt. Die Temperatur des Elements S ändert sich daher von T„ zu einer höheren Temperatur Γι, bedingt durch die Sclbsterwärmung und der Widerstand des Elements ändert sich etwas, bis es die Sprungtemperatur Tjerreicht, bei der das Element S nicht mehr länger irgendeine Empfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxid zeigt, wenn eine scharfe Erhöhung bis zu dauftritt. Dann nimmt der Stromfluß durch das Element ab und die Selbsterwärmungswirkung nimmt ab, dabei wird das Element auf die Temperatur T2 abgekühlt, bei der das Element eine Empfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxid zeigt. Das Element erwärmt sich crncui scibsi auf uic Temperatur Tt und erhöht seinen Widersland von c zu d. Dieser Zyklus wird so lange wiederholt, wie Kohlenmonoxidgas in der Atmosphäre bei einer Konzentration von M ppm vorhanden ist
Wie oben beschrieben, ändert sich die Spannung, die längs des Belastungswiderstands 3 der in Fi g. 5 dargestellten Schaltung, wie es in den Kurven der F i g. 7 bis 9
bo dargestellt ist, auftritt, da das Gasfühlelemcnt seinen Widersland laufend erhöhl und erniedrigt solange die Atmosphäre Kohlenmonoxidgas enthält Die in den Fig.7 bis 9 dargestellten Kurven werden mit einer Glcichstromspannung von 100 V, die längs der endstän-
b5 digcn Energiequellen 4 und 5 mit einem Widerstand 3 von 4 k Ω angelegt wurde, erhalten. Die F i g. 7 bis 9 sind Spannungswellenformen längs des Belastungswiderstands 3, wenn die Atmosphäre 100 ppm. 700 ppm bzw.
1000 ppm Kohlenmonoxid enthält. Die Pulsintervalle betragen ungefähr 49 see in der in F i g. 7 gezeigten Kurven, ungefähr 13 see bei der Kurve von F i g. 8 und ungefähr 7 see bei der Kurve von F i g. 9.
Vergleicht man diese drei Kurven, so ist klar erkenn- r> bar, daß das Pulsintervall größer ist, wenn die Konzentration an Kohlenmonoxidgas niedrig ist, und duß es kürzer wird, wenn die Konzentration höher wird. Dies kann anhand der in Fig.6 dargestellten charakteristischen Kurve einfach erklärt werden. In der Atmosphäre, in die Kohlenmonoxid bei einer Konzentration von M ppm enthält, beträgt der Temperaturanderungsbercich des Gasfühlelemenis S, wenn Impulse gebildet werden, T2 bis Tj, während in der Atmosphäre, die N ppm Kohlenmonoxid enthält, der Temperaiuränderungsbereich 7i bis Ti beträgt. DieGasadsorpiions- und -desorplionsgeschwindigkeiten eines Metalloxidhalbleiters sind höher bei höheren Temperaturen, der Widerstand des Elements nimmt stärker ab bei N ppm Gas als bei M ppm Gas und das Element wird stärker von T-, auf T4 als von T1 auf Tj gekühlt. Dies bedingt, daß die Impulsinlervallc der Outputspannung mit dem M ppm Gas kürzer sind als mit dem N ppm Gas.
Aus den F i g. 7 bis 9 ist erkennbar, daß die Spannung am unteren Teil der lmpulswcllenform höher ist in einer Atmosphäre mit höherer Gaskonzentration. Dies ist klar aus der charakteristischen Kurve erkennbar, die in Fig.6 dargestellt ist, in der der Änderungsbereich des Widerstands des Elements c bis d bei M ppm Gas und c bis /"bei Nppm Gas beträgt, und daß der Widerstand d, der dem Widerstand entspricht, welcher die niedrigere Spannung ergibt, höher ist als der Widerstand f, der dem Widerstand entspricht, der die niedrigere Spannung bei höheren Konzentrationen ergibt. Die Spannungen am unteren Teil der Outputspannungswellenformen, die man mit 100 ppm Gas, 700 ppm Gas und 1000 ppm Gas erhält, betragen 3,3 V, 7,5 V bzw. 12,5 v.
Berührt ein Kohlenmonoxidgas das Gasfühlelemcnt S, das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid verwendet wird, so nimmt der Widerstand des Elements zu und bewirkt, daß sich das Element selbst erwärmt. Dieses Selbstcrwärmen geht weiter, bis das Element eine erhöhte Temperatur erreicht, bei der Wasserdampf und reduzierende Gase, die vorher durch Kontakt mit dem Kohlen- 4r> inonoxidgas an das Element adsorbiert wurden, dcsorbieren, ähnlich wie bei bekannten Gasfühlclementcn, die bei normalen Temperaturen verwendet werden. Daher zeigt die Outputspannung längs des Belastungswiderstands 3, der in Reihe mit dem Gasfühlelement S geschaltet ist, einen maximalen Wert bei dem ersten impuls. Jedoch wird die Impulswellenform der Üutputspannung vom zweiten Impuls an regelmäßig. Die Tatsache, daß die erste Impulsspannung einen so hohen Wert besitzt, hat fast keine Wirkung auf das Ergebnis der Impuiszählung durch den Impulszähler, so kann der erste Impuls beim Zählen der Outputimpulse mit umfaßt werden. Alternativ kann der erste Impuls einfach als Signal verwendet werden, um den Impulszähler C in Gang zu setzen. Die regelmäßigen Impulse, die auf den «> ersten Impuls folgen, werden genau gezählt, um die Kohlenmonoxidgaskonzentration in der Atmosphäre zu bestimmen, und auf der Anzeigevorrichtung I angezeigt. Der Nachweis der Gaskonzentration durch Zählen der Spannungsimpulse ist vorteilhaft, verglichen mit be- b5 kannten Nachweisverfahren, bei denen eine Gleichstromoutputspannung gemessen wird, da die erhaltenen Werte nicht durch Geräusche wie Peakspannungen, die beim Verbinden der Energiequelle und induzierte Spannungen von anderen Schaltungen usw. gebildet werden bzw. beeinträchtigt werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

  1. Patentansprüche:
    ί. Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid mit einem Element, welches Zinn(IV)-oxid als Grundmaterial enthält, dem zur Erhöhung der Empfindlichkeit ein Platin enthaltender Katalysator beigefügt ist nach Patent 24 28 488, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Heizvorrichtung (h) zur kontinuierlichen Steigerung der Temperatur des Elements (S), eine Einrichtung zur Messung der Temperatur, sowie eine Einrichtung zur Bestimmung derjenigen Temperatur, bei welcher eine sprunghafte Änderung des elektrischen Widerstands des Elementes (S) als Maß für die Kohlenmonoxidkonzentration eintritt, aufweist
  2. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zur periodischen Wiederholung der Aufheizung bis zu einer vorgegebenen Temperaturgrenze aufweist
  3. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß sie eine Einrichtung zum Festhalten der bestimmten Sprungtemperatur des elektrischen Widerstands während einer vorgegebenen Zeit aufweist.
  4. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (S) in einer elektrischen Schaltung derart angeordnet ist, daß es durch Stromdurchgang infolge Eigenerwärmung aufheizbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (S) mit einem Widerstand in Reihe geschaltet ist, derart, daß bei Erreichen der Sprungtemperatuj- die vom Element aufgenommene Heizleistung und Temperatur abfallen, worauf sich der Aufheizvorgang periodisch wiederholt.
  6. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der periodischen Wiederholung des Aufheizvorgangs als Maß für die Kohlenmonoxidkonzentration dient.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Alarmeinrichtung, welche durch das Auftreten periodischer Temperaturschwankungen mil einer Frequenz, unterhalb einer vorgegebenen Grenze betätigt wird, aufweist.
DE19742437352 1973-08-03 1974-08-02 Vorrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxyd Expired DE2437352C2 (de)

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JP1973138169U JPS5418957Y2 (de) 1973-11-30 1973-11-30

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DE2437352A1 DE2437352A1 (de) 1975-02-13
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