[发明专利]传感器装置和用于分析过程室内混合气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及对存在于过程室内的混合气体进行分析以及尤其是相宜地造成所要分析的气体从过程室向与过程室相距设置的气体传感器的流动。

背景技术

在产生或处理气体的工业设备运行时，必须要对其参数、例如成分、温度等进行监测，因而要使用相应的气体传感器。但这种类型的气体传感器通常不能直接在测量地点上定位，因为那里存在对传感器不适合的条件，例如过高的温度。但为了能够确定气体参数，要求传感器与测量地点以适当的距离定位。所要分析的气体在这种情况下必须从测量地点通过适合的输送管道向气体传感器输送。

例如在DE 10 2012 217 596中，为测量热电站锅炉内的腐蚀性条件使用传感器装置，该传感器装置具有带通向锅炉内部开口的穿过锅炉壁的气体导流装置和锅炉外面的传感器室。在传感器室内设置用于对探测锅炉内的燃烧进行化学计量的传感元件，以便此外为提高能效以及为限制排放而监测燃烧。但传感器室内的传感器与本身的测量地点分开设置。

如果现在测量气体处于具有低压或普遍具有可变压力条件的区域内，那么为确保连续和可靠的监测，必须主动将气体从测量地点向传感元件输送。为此一般情况下使用单独的泵，它从测量地点抽取一部分气体并向传感器室内的传感元件输送。但这种外部的泵对于总系统来说是一笔附加的开支，同时，除了相应的附加成本外，还不利地表现出泵有限的运行安全性和最终的使用寿命。

为避开通过使用泵引起的这些缺点，系统例如可以无泵运行，其中，作为气体从测量地点到传感元件的运输机构而利用气体本来存在的扩散。但这一点明显延迟了测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题因此在于，提供一种用于分析过程室内气体的方法，其中上面详细列举的有关从过程室向气体传感器产生气流的的缺点得到消除并保证气体传感器在装置的运行期间被气体过流。

上述技术问问题通过一种用于分析过程室内气体的传感器装置以及一种用于分析过程室内气体的方法得以解决。。

用于分析过程室内的气体依据本发明的传感器装置具有壳体以及用于分析至少一部分气体的气体传感器，其中，气体传感器设置在壳体内的确定位置上。传感器装置此外具有供气管道，用于将壳体与过程室连接，将一部分气体从过程室输送到壳体内和确定位置。传感器装置此外包括用于将气体从壳体排出的排气管道。传感器装置的特征在于声波转换器，用于将至少一部分气体产生从过程室通过供气管道到壳体内的确定位置上并继续到排气管道的气流。

由此有利地达到通向气体传感器的确定和可靠的气流。

传感器装置的扩展设计举例如下：

声波转换器可以是一个超声波传感器，特别是压电的超声振荡单元。压电的超声振荡单元除了本身的超声波振荡外，也产生从转换器向外的气流，所谓的超声波风。它们在声频和振幅方面很小、牢固而灵活。具有优点的是，声波转换器不包括运动部件，这种运动部件受到污染而出现故障和不能承受明显磨损。

-传感器装置可以包括用于声波转换器的控制电子装置，该控制电子装置设计为，借助声波转换器产生频率高于25kHz的声波。换句话说，使用不产生噪声负担的超声波。

传感器装置可以包括用于加热壳体内气体的加热装置，以释放热对流以及包括上升管，其中，上升管这样设置，使气体通过加热装置加热的部分在上升管内上升。由此产生附加的增强气流的力。

-加热装置可以包括对气体传感器传感元件的加热。如果气体传感器本来就加热，那么可以同时利用气体传感器的加热装置增强气流，只要存在上升管，也就是壳体或供气管道的一部分，该部分在运行中在水平线的外面并从加热的地方向上延伸。

-加热装置可以包括珀尔帖元件。这种元件是一种小尺寸的热源。特别优选的是，壳体内除了上升管之外还具有下降管以及还将珀尔帖元件设置为，使其将热量从下降管的区域驱使到上升管的区域内。

-传感器装置可以包括半导体基的气体传感器。这种气体传感器简单和便于制造并在低选择性下具有高灵敏度，因此特别适合在狭窄的特定环境下，例如在燃烧过程中使用。

-传感器装置优选地可以在发电站的燃烧室内使用。燃烧室包括限定燃烧室的燃烧室壁和传感器装置，其中，供气管道和排气管道贯穿燃烧室壁地设置。例如，传感器装置特别是在热电站采用化石燃料燃烧的蒸汽发生器烟气通流的锅炉内使用，用于测量烟气中的CO和/或CO₂和/或O₂的浓度。

在用于分析过程室内气体的依据本发明的方法中，