NL8103385A

NL8103385A - Vlamionisatiedetector.

Info

Publication number: NL8103385A
Application number: NL8103385A
Authority: NL
Original assignee: Hartmann & Braun Ag
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1981-07-16
Publication date: 1982-02-16
Also published as: FR2487522B1; NL188543B; US4410854A; GB2081004B; NL188543C; JPS5752854A; GB2081004A; JPS6361617B2; FR2487522A1; DE3027863A1; DE3027863C2

Description

-1- SSiM/71

Vlamionisatiedetector

De uitvinding heeft betrekking op een vlamionisatiedetector volgens de kop van conclusie 1, in het bijzonder voor het meten van de concentratie van organisch gebonden koolstof van koolwaterstoffen in de uitlaatgassen van verbran-5 dingsmotoren.

Bij dergelijke metingen met op de markt verkrijgbare vlamionisatiedetectoren werd vastgesteld dat de meetwaarden sterk verschillenden dele tamelijk gebrekkig zijn en niet zeer goed reproduceerbaar zijn. Ook bij het' meten van slechts 10 êên koolwaterstofverbinding in een voor het overige koolwaterstof vrij gas kreeg men aanzienlijke afwijkingen in de meetresultaten van de detectoren (responsfactoren, structuur-fouten).

De uitvinding beoogt hier een verbetering te verschaffen 15 en beoogt een vlamionisatiedetector zo te ontwerpen dat het koolwaterstofequivalent van alle koolwaterstoffen met een fout niet boven + 5% betrokken op de betreffende waarde in . een concentratiebereik ^ 10% methaanequivalent kan worden bepaald, onafhankelijk van de samenstelling van de overige 20 gassen (geen z.g. zuurstoffout).

Dit probleem wordt volgens de uitvinding opgelost door èen vlamionisatiedetector die de in de conclusies beschreven kenmerken bezit.

In het DE-OS 23 42 333 is een vlamionisatiedetector 25 beschreven die evenals de vlamionisatiedetector volgens de uitvinding een brandermondstuk met een soortgelijke punt van het spuitmondstuk en een cylindrische vangelectrode vertoont, die zo is opgesteld dat het ondereind ervan zich ter hoogte van de punt van het spuitmondstuk bevindt. Echter krijgt men 30 hier, zoals uit talrijke aan de uitvinding ten grondslag liggende onderzoekingen en metingen kon worden geconcludeerd, daardoor nog niet de bij de vlamionisatiedetector volgens de uitvinding bereikte voordelige eigenschappen. Pas de aanwezigheid van alle in de conclusies beschreven kenmerken 35 bij een vlamionisatiedetector met betrekking tot de dimensio- 81 03 3 85 -2- r nering van de afzonderlijke delen, het materiaal en de bedrijfsomstandigheden geeft het met de uitvinding beoogde resultaat.

In het volgende wordt de uitvinding aan de hand van een 5 tekening die een uitvoeringsvoorbeeld laat zien, nader verduidelijkt.

In de tekening toont: fig. 1 opeen iets grotere schaal een doorsnede door een uitvoeringsvoorbeeld met de essentiële constructiekenmerken, en 10 fig. 2 sterk vergroot een doorsnede door het brander- mondstuk.

Het uitvoeringsvoorbeeld van de vlamionisatiedetector volgens de uitvinding bestaat volgens figuur 1 uit een huis 1 dat is opgebouwd uit drie delen 2, 3 en 4. In het bodemdeel 15 bëvinden zich kanalen 5 en 6, waardoorheen het te meten gas en het te verbranden gas H worden geleid en gemengd, waarna het gasmengsel het cylindrische gaskanaal 7 van het brander-mondstuk 8 doorstroomt. De voor het verbranden van het gasmengsel benodigde verbrandingslucht komt door het kanaal 9 20 in het bodemgedeelte van het huis en door openingen 10 fc in een komvormig het brandermondstuk omgevend deel 11 bij de mondstukopening 12. Tussen het metalen brandermondstuk, de metalen delen van het huis en het eveneens uit metaal bestaande komvormige deel zijn isolerende delen 13 geplaatst.

25 Alle delen van het huis, het komvormige deel en het brandermondstuk bestaan uit roestvrijstaal. De buitenwand en het brandermondstuk heeft een zwak kegelachtige vorm, waarbij de kegelhoek tot 14° kan bedragen (fig. 2). De buitenwand kan echter ook cylindrisch zijn. De kegelvormige 30 punt 14 van het mondstuk is aangelast en bestaat uit platina. De'kegelhoek β bedraagt 60° bij een diameter van het grondvlak van b = 1 mm. De diameter van de basis van 1 mm is de bovenste toelaatbare waarde. Voor de kegelhoek β van de punt van het mondstuk mag 90° niet worden overschreden. Ook 35 platina metaallegeringen bij voorbeeld een platiniridium-legering zijn geschikt als materiaal voor de punt van het mondstuk. Voor het cylindrische gaskanaal 7 van het brandermondstuk is een diameter van 0,3 tot 0,5 mm beoogd.

Coaxiaal met het brandermondstuk is een cylindrische 81 03 3 8 5 * -3- vangelectrode 15 uit platina aangebracht, die een binnen-diameter van 6 tot 15 mm kan hebben. De electrode kan ook bestaan uit een met edelmetaal overtrokken glas- of keramisch materiaal. Bij voorkeur is de lengte ervan 30 mm. Het 5 onderste eind 16 ervan bevindt zich ter hoogte van de mond-stukopening 12. De vangelectrode kan echter ook tot 3 mm lager en tot 15 mm hoger worden aangebracht waarbij men de vereiste meetnauwkeurigheid nog bereikt.

Een tussen de vangelectrode en het huis geplaatst 10 isolerend materiaal 17 bestaat uit oxidekeramiek. Bij temperaturen beneden 150°C kan ook polytetrafluorethyleen worden toegepast.

Het afgewerkte gas stroomt weg door het kanaal 18. Een zuigspanning van ten minste 200 volt wordt aangelegd tussen 15 de electrische aansluitingen 19 en 20 van de vangelectrode en van het brandermondstuk. Op zich zelf kan de vangelectrode ook bestaan uit een spiraal of een cylindrische netconstructie van passend materiaal.

Zoals gebruikelijk is ter wille van de constante meet-20 waarde het huis in een thermostaat geplaatst (niet afgebeeld).

De stromingshoeveelheden van de gassen, die voor de grote meetnauwkeurigheid van de detector zeer essentieel zijn,, bedragen voor het te meten gas 2 tot 10 Nml/min, voor de verbrandingslucht 200 tot 250 Nml/min en voor het 25 verbrandingsgas H^ 42 tot 48 Nml/min. Bij toevoeging van “He aan het verbrandingsgas mag voor He een constante stroming van maximaal 79 Nml/min niet worden overschreden.

8103385

Claims

1. Vlamionisatiedetector die bestaat uit een cylindrisch huis met een zich daarin bevindend, een cylindrisch gaskanaal vertonend brandermondstuk uit korosiebestendig materiaal, een met het mondstuk coaxiale, in hoofdzaak cyliiidervormige 5 vangelectrode en toevoerkanalen voor het verbrandingsgas, het meetgas en de verbrandingslucht in het bodemgedeelte van het huis, met het kenmerk, dat a) het gaskanaal (7) van het verbrandingsmondstuk (8) een diameter van 0,3 tot 05 mm heeft, 10 b) de buitenwand van het brandermondstuk een cylindrische of een kegelvorm vertoont, met een maximale kegelhoek van 14°, c) de punt van'het mondstuk (14) bestaat uit platina of uit platinalegeringen, en een kegel vormt met een kegelhoek 15 (8)^90° bij een grondvlakdiameter (b) ^ 1 mm en d) de vangelectrode (15) bestaat uit korosiebestendig materiaal, de electrode een diameter heeft van 6 tot 15 mm· en zodanig is geplaatst dat het onderste eind (16) ervan niet meer dan 3 mm onder de opening van het mondstuk is gelegen.

2. Vlamionisatiedetector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vlamelectrode bestaat uit edelmetaal of uit een met edelmetaal bekleed materiaal.

3. Vlamionisatiedetector volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat een meetgasstroom van 2 tot 10 Nml/min 25 een verbrandingsluchtstroming van 200 tot 250 Nml/min en een stroming van het verbrandingsgas H2 van 42 tot 48 Nml/min moet worden gehandhaafd.

4. Vlamionisatiedetector volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat bij toevoeging van He aan het verbrandingsgas 30 voor He een constante stroming van maximaal 70 Nml/min niet mag worden overschreden. 8103385