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MESSVERFAHREN
Sauerstoff ist ein Gas mit ausgeprägten paramagnetischen Eigenschaften. Die Moleküle des
Sauerstoffs werden stärker als die der meisten anderen Gase durch ein Magnetfeld beeinflusst.
Das im Folgenden vorgestellte Messverfahren macht sich diese Eigenschaften des Sauerstoffs zu
Nutze. Der große Vorteil des paramagnetischen Messprinzips liegt in der stark reduzierten
Querempfindlichkeit der Messung gegenüber anderen Komponenten im Messgas.
Abbildung 2 zeigt das Schema der Messzelle, sowie das optische System, zur Detektion der
Hantelbewegung.
Abbildung 1
Schema der Messzelle und optische Signalverarbeitung
Die Messzelle besteht aus zwei mit Stickstoff gefüllten Hohlkugeln , die über einen Steg zur
Hantel geformt sind. Im Rotationsmittelpunkt der Hantel befindet sich ein kleiner Spiegel . Die
Hantel umgibt eine Drahtschleife, die für das Kompensationsverfahren benötigt wird. Oben
genanntes System wird mit einem Platinspannband rotationssymmetrisch in einem Glasrohr
fixiert und mit zwei Polstücken verschraubt.
Zwei Permanentmagnete erzeugen ein inhomogenes Magnetfeld. Strömt Sauerstoff ein, so
werden die Sauerstoffmoleküle in das Magnetfeld gezogen. Es kommt zu einer Verdichtung der
Feldlinien an den keilförmig ausgebildeten Polstücken . Die mit Stickstoff gefüllten dia-
magnetischen Hohlkugeln werden aus dem Magnetfeld gedrängt. Hierdurch entsteht eine
Drehbewegung der Hantel. Die Drehbewegung wird mittels eines optischen Systems, bestehend
aus Spiegel , Projektions-LED und Fotozelle detektiert.
Wird die Hantel aus dem Magnetfeld gedrängt, ändert sich unmittelbar die Spannung der
Fotozelle. Die Messverstärker und erzeugen einen entsprechenden Strom, der über die
Drahtschleife an der Hantel ein elektromagnetisches Gegenmoment erzeugt. Das Gegenmoment
stellt die Hantel in ihre Nulllage zurück.
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Gasentnahme- und Gasaufbereitungstechnologie
9-3.20-MD
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