Gasvolumenmessung im Laborumfeld

Die Geräte im Labor, Automatische Systeme

 

 

Der Weg zur Messung der Gasbildungsrate oder zur kontinuierlichen Gasvolumenmessung.

 

 

Quasikontinuierliche Messung mit Referenzvolumen

  •   Quasi kontinuierliche Gasvolumenmessung mit Vergleichsvolumen
      auch als  Gaszähler oder Kippzähler bekannt.   

 

     Es handelt sich hier um Verdrängungszähler. Ein Fluid wird durch das entstehende Gas aus einem Referenzvolumen verdrängt und die Auftriebskräfte des Gases lösen eine mechanische Aktion aus (kippen oder rotieren).

 

Bei diesen Messsystemen wird ein vorgegebenes Volumen mit dem entstehenden Gas gefüllt und dann automatisch wieder entleert. Die Anzahl der Befüllungen wird mit der zuvor ermittelten Gasmenge des Referenzvolumens multipliziert.

 

  • Gasdruckmessung

 

Diese Messsysteme ermitteln den Druck in einem druckdicht verschlossenen Versuchsgefäß. Bei bekanntem Gesamtvolumen und bekanntem Flüssigkeitsinhalt kann über den Druck in der Gasphase das entstandene Gasvolumen berechnet werden. Am Ende eines Messzyklus muss das Versuchsgefäß entspannt werden, um den nächsten Messzyklus einleiten zu können. Dieses Messsystem bedingt also einen diskontinuierlichen Druckverlauf im Versuchsgefäß.

 

 

Kontinuierliche Messsysteme

 

  • Der Trommelgaszähler

 

Es handelt sich hier um Verdrängungszähler. Ein Fluid wird durch das entstehende Gas aus einer Kammer verdrängt und die Auftriebskräfte des Gases lösen eine mechanische Aktion aus (Rotation). Die Rotation wird über ein Getriebe an einen Zeiger und ein Zählwerk übertragen. Der Zeiger wandert über eine Skalenscheibe und zeigt das Gasvolumen an.

 

 

Trommelgaszähler eignen sich aufgrund ihrer Größe und Bauform nur für größere Gasvolumenströme wie sie in Fermentern der 50l-Klasse im kontinuierlichen Betrieb entstehen. Bei kleineren Reaktoren oder Versuchen im Batchbetrieb kann das Gas in einem Gassack aufgefangen werden, um dann diskontinuierlich mithilfe einer Gaspumpe durch den Trommelgaszähler befördert zu werden.

 

  • Schwebekörpermessgeräte

 

Hier wird die Auftriebskraft des strömenden Gases genutzt um einen frei beweglichen Festkörper in einem Messzylinder in Schwebe zu halten. Diese Geräte sind also nur geeignet für die Messung von kontinuierlichen Gasströmen. Es wird nur der Momentanwert des Gasflusses angezeigt. Das Gasvolumen könnte nur über eine parallele Zeitmessung und Aufschreibung ermittelt werden. Das messen kleiner Gasvolumenströme ist ebenfalls problematisch. Die Kalibrierung der Geräte ist speziell für ein Gas (Molmasse) und spezifischen Messparametern (Druck und Temperatur) durchgeführt.

 

  • Elektronische Gasvolumenmessung
  • Gasvolumenmessung über die Massenermittlung

 

Bei diesen Messsystemen wird zunächst der Energieinhalt und darüber die Masse des strömenden Gases ermittelt. Bei bekannter Molmasse des Messgases kann daraus das Gasvolumen berechnet werden. Das Integrieren des Gasflusses zum Gasvolumen erfolgt ebenfalls elektronisch (rechnerisch).

Diese Systeme sind für biogene Gase i.d.R. nicht geeignet, da die Gaszusammensetzung nicht bekannt ist und über den Versuchszeitraum auch nicht konstant ist. Ein weiteres Problem können aggressive Gaskomponenten sein, die das Messsystem schnell altern lassen.

 

  • Gasvolumenmessung über einen Differenzdruck

 

Hier wird der Differenzdruck über einer bekannten Messtrecke gemessen um daraus den Volumenstrom zu ermitteln. Das Integrieren des Gasflusses zum Gasvolumen erfolgt ebenfalls elektronisch (rechnerisch).

Beide Gerätetypen geraten bei sehr kleinen Gasvolumenströmen an ihre Grenzen. Da i.d.R. auch Metalle im Messsystem zum Einsatz kommen, ist der Einsatz bei biogenen Gasen mit aggressiven Komponenten, wie z.B. H2S (Schwefelwasserstoff) problematisch.

 

Zu den nichtautomatisierten Systemen zur Gasvolumenmessung gelangen Sie hier.

 

Möchten Sie unser Messsystem kennenlernen? Hier ist der Link zu BIAGFLOW.