DE849917C - Vorrichtung zur magnetischen Sauerstoffmessung - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur magnetischen Sauerstoffmessung Es ist bekannt, aus einem Gasgemisch einen paramagnetischen Bestandteil, z. B. Sauerstoff, mit Hilfe eines magnetischen Feldes der Messung zugängig zu machen. Dabei nutzt man den Umstand aus, daß die Magnetisierbarket dieses Gemischbestandteiles von der Temperatur abhängig ist.
• Bei einer bekannten Anordnung wird das Gemisch durch zwei parallele Kanäle gleitet, zwischen denen eine Querverbindung besteht. In der Querverbindung herrscht ein Magnetfeld, das sich von dem einen Ende der Querverbindung aus über einen Teil ihrer Länge erstreckt, und es sind zwei elektrische Heizkörper so angeordnet, daß der eine Heizkörper innerhalb des Magnetfeldes, der andere außerhalb des Magnetfeldes liegt. Diese Anordnung benutzt ein inhomogenes Feld am Rande der Magnetspule zur Erzeugung einer Strömung durch die Querverbindung. Die beiden hintereinander angeordneten elektrischen Heizkörper kühlen ungleich stark ab, so daß ihre Temperaturdifferenz als Widerstandsunterschied meßbar ist.
• Bei der bekannten Anordnung schafft die unsymmetrische Anordnung der Magnetpole ungleiche Abkühlungsbedingungen für die beiden Heizkörper, so daß auftretende Temperaturdifferenze nicht allein durch die Kühlwirkung des Gasstromes in der Querverbindung verursacht werden. Man hat zu diesem Zweck vorgeschlagen, die Polschuhe des Magnetsystems an einer Seite durch metallische Ansätze aus nicht magnetisierbarem Stoff zu ergänzen, um gleichmäßige Abkuhlverhältnisse zu gewinnen, aber dies bedeutet zweifellos eine Umstödlichkeit für die Herstellung und nicht einmal eine völlige Gleichheit der Bedingungen für beide Heizkörper.
• Zudem ist bei der bekannten Anordnung die Ungleichheit des magnetischen Feldes im Raum beider Heizkörper der gewünschten Kühlwirkung entgegengerichtet, da das Magnetifeld die Wärmeleitfähigkeit des Gasstromes im Bereich des zuerst erreichten Heizkörpers verringert, während bei dem zweiten Heizkörper, des sich außerhalb des Magnetifeldes oder jedenfalls nur in einem wesentlich geringeren Magnetfeld befindet, die Wärmeableitung magnetisch nicht behindert wird.
• Bei einer Vorrichtung zur Messung paramagnetischer Bestandteile eines Gasgemisches, bei welcher ein Teilstrom des Gemisches ein Magnetfeld durchströmt und einen Temperaturunterschied zwischen zwei vorgeheizten Widerstandskörpern hervorruft, sind erfindungsgemäß beide Widerstandskörper in untereinander gleichen Magnetfeldern, vorzugsweise symmetrisch zum gleichen Magnetfeld bzw. den Magnetpolen angeordnet. Beide Heizkörper könen auch in einem magnetfeldfreien Raum liegen. Durch die Erfindung wrden die vorerwähnten Nachteile vermieden.
• Das Gasgemisch wird gemäß der Erfindung vorzugsweise durch zwei in inhomogenen Magnetfeldern, vorzugsweise je in einem Randfeld des gleichen Magnetsystems liegende Parallelwege, geleitet, und der Gasgemischstrom tritt dabei auf dem einen Wege wärmer als auf dem anderen Wege in das inhomogene Feld ein.
• Es weist beispielsweise der eine der beiden Parallelwege eine Heizvorrichtung auf. Bei einer Vorrichtung mit in einer Querverbindung zwischen den beiden Parallelwegen angeordneten vorgeheizten Widerstandskörpern ist die Heizvorrichtung des einen Parallelweges zweckmäßigerweise in einen Teil vor und einen Teil hinter der Abzweigstelle der Querverbindung unterteilt. Dadurch erreicht man, daß bei über die Länge gleichmäßig verteiltem Strömungswiderstand des einen sowie auch des anderen Parallelweges an den Mündungen der Querverbindung kein Strömungsdruckunterschied entsteht, der auch ohne Auftreten eines paramagnetischen Bestandteiles im Gasgemisch zu einer Gasströmung in der Querverbindung führen würde.
• Es können aber auch andere Mittel angewendet werden, um bei abgeschaltetem oder entferntem Magnetfeld eine störende Strömung in. der Querverbindung zu unterdrücken, z. B. durch eine verengerbare STelle in einem der Parallelwege.
• Zur ERläuterung der Erfindung dient ein Ausführungsbeispiel. In diesem ist eine aus zwei Parallelwegen 1 und 2 bestehende Rohrgabelung vorgesehen, welche das Gasgemisch von oben nach unten durchströmt. Zwischen zwei gleichen Stellen beider Parallelwege 1 und 2 besteht eine Querverbindung 3. Die querverbindung trägt innen oder außen zwei Heizkörper, z. B. zwei Heizwicklungen 4 und 5. Die Kühlung dieser beiden Heizkörper erfolgt durch einen Gasstrom, welcher die Querverbindung 3 beispielsweise von rechts nach links durchströmt. Die Mundungen der Querverbindung 3 einerseits in den Parallelweg 1 und andererseits in den Parallelweg 2 liegen im Bereich je eines magnetischen Randfeldes des Magnetsystems NS.
• Der Magnet NS ist bezüglich der querverbindung 3 symmetrisch angeordnet, so daß seine Randfelder an den Mündungsstellen der Ouerverbindung die gleiche Form und Stärke haben. Wenn ein paramagnetischer Bestandteil, z. B. Sauerstoff, in dem Gasgemisch vorhanden ist, wird dieser durch das inhomogene Feld in den Raum des stärksten Magnetfeldes gesaugt. Dadurch, daß nun der Parallelweg 1 mit einer bifilaren Heizwicklung 6 versehen ist, tritt der Gasstrom durch dein Parallelweg 1 vorgewärmt in das Randfeld des Magneten NS ein, während der Gasstrom durch den Parallelweg 2 nicht vorgewärmt in das Randfeld des gleichen Magneten eintritt. Die magnetische Krafteinwirkung auf die paramagnetischen Gasbestandteile ist an der Mündung der Querverbindung in den Parallelweg 2 stärker als an der Mündung in dem Parallelweg 1. Daraus ergibt sich dann eine Gasströmung aus dem Parallelweg 2 in den Parallelweg 1. Der Gasstrom kühlt die beiden Heizkörper 4 und 5 ungleichmäßig, so daß zwischen ihnen eine Temperaturdifferenz entsteht, die mittels einer Brückenschaltung und eines Brückeninstrumentes 7 festgestellt oder angezeigt werden kann.
• Um bei Fehlen des Magnetfeldes oder bei vollständigem Fehlen eines paramagnetischen Bestandteiles im Gasgemisch einen vollkommen strömungslosen Zustand in der Querverbindung zu erreichen, ist noch eine weitere heizwicklung 8 im Parallelweg 1 vorgesehen, statt dessen könnte auch irgendein Mittel angewendet werden, um den Durchflußquerschnitt des Parallelweges 1 unterhalb der Einmündung der querverbindung 3 zu verringern, z. B. durch eine in die lichte Weite des Rohres 1 eindringende Schraube oder durch Zusammendrücken der den Parallelweg 1 bildenden Wände. Die Strömungssymmetrie der Parallelwege läßt sich z. B. auch durch eine Drosselung im Parallelweg 2 vor der Einmündungsstelle der Querverbindung erreichen.
• Das Magnetsystem ist in dem Ausführungsbeispiel symmetrisch über die ganze Länge der Querverbindung 3 erstreckt, und die Heizkörper 4 und 5 liegen vollkommen im homogenen Teil des Magnetfeldes. Es wäure auch denkbar, die Magnetpole, etwa durch Aussparung ihres mitteleren Teiles, so zu gestalten, daß der mittlere Teil der Querverbindung 3 magnetfeldfrei ist, in dem dann die Heizkörper 4 und 5 untergebracht sind.
• Es ist auch denkbar, an dem einem Mündungsende der Querverbindung 3 ein stärkeres magnetisches Randfeld zu bilden als am anderen Ende.
• Zum Beispiel können die Magnetpole NS bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung sich nach links bis jenseits des Parallelweges 1 fortsetzen. Dann bildet sich das hauptsächliche magnetische Randield außerhalb des Parallelweges 1 ans, während der Parallelweg 2 im stärksten Randfeld des Magneten liegt. Dabei würden die Heizkörper in der Querverbindung erfindungsgemäß in einem gleichbleibenden Magnetfeld liegen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Messung paramagnetischer Bestandteile eines Gasgemisches, bei welcher ein Teilstrom des Gemisches ein Magnetfeld durchströmt und einen Temperaturunterschied zwischen zwei vorgeheizten Widerstandskörpern hervorruft. dadurch gkennzeichnet, daß beide Widerstandskörper in untereinander gleichen Magnetfeldern, vorzugsweise symmetrisch zum gleichen Magnetfeld bzw. zu den Magnetpolen angeordnet sind.
2. 2. Vorricntung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch zwei in inhomogenen Magnetfeldern, vorzugsweise je in einem Randfeld des gleichen Magnetsystems liegende Parallelwege, durchfließt und daß der Gemischstrom in dem einen Wege wärmer als in dem anderen Wege in das inhomogene Feld eintritt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden parallelwege eine Heizvorrichtung aufweist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspurch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung des einen Parallelweges einen voir und einen hinter der Abzweigstelle liegenden Teil hat.
5. 5. Vorrcihtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem derart ausgebildet ist, daß die Mündung der Querverbindung in den einen der Parallelwege in einem stärkeren Randfeld des Magneten liegt als die Mündung der Querverbindung in den anderen Parallelweg.