DE102008005572B4 - Measurement method and gas sensor for simultaneous detection of the concentration of two different gases - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Erfassung von Gaskonzentrationen durch mehrkanalige selektive Absorption elektromagnetischer Strahlung insbesondere im infraroten Spektralbereich, aufweisend eine Sensoreinrichtung mit mindestens einer Strahlungsquelle (1), mindestens zwei Filterelementen (9, 10) zur spektralen Filterung der durch das Gas (7) beeinflussten Strahlen der Strahlungsquelle (1) und Strahlungsdetektoren (3, 4) zum Auffangen der gefilterten Strahlen der Strahlungsquelle (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (9, 10) in Bezug auf die spektrale Filterung derart ausgelegt werden, dass das eine Filterelement (9) die Strahlung der Strahlungsquelle in einem Spektralbereich filtert, in dem das Vorhandensein und/oder die Konzentration eines ersten Gases erfasst wird, während das zweite Filterelement (10) in einem Spektralbereich filtert, in dem das Vorhandensein und/oder die Konzentration eines zweiten Gases, das unter normalen Umständen nicht in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhanden ist oder dessen Konzentration sich normalerweise nicht ändert, erfasst wird, wobei im Betrieb der Sensoreinrichtung die Messwerte des zweiten Filterelementes (10) als Referenzkanal für die Messung...Method for detecting gas concentrations by multi-channel selective absorption of electromagnetic radiation, in particular in the infrared spectral range, comprising a sensor device with at least one radiation source (1), at least two filter elements (9, 10) for spectral filtering of the radiation source influenced by the gas (7) ( 1) and radiation detectors (3, 4) for collecting the filtered beams of the radiation source (1), characterized in that the filter elements (9, 10) are designed with respect to the spectral filtering such that the one filter element (9) the radiation the radiation source in a spectral range in which the presence and / or concentration of a first gas is detected, while the second filter element (10) filters in a spectral range, in which the presence and / or concentration of a second gas under normal Circumstances not in the vicinity of the sensor device IN ANY is or whose concentration does not change normally, is detected, wherein during operation of the sensor device, the measured values of the second filter element (10) as a reference channel for the measurement ...

Figure 00000001
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Gaskonzentrationen durch mehrkanalige selektive Absorption elektromagnetischer Strahlung im infraroten Spektralbereich gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine hierfür geeignete Vorrichtung gemäß Anspruch 20.The invention relates to a method for detecting gas concentrations by multi-channel selective absorption of electromagnetic radiation in the infrared spectral range according to the preamble of claim 1 and a device suitable therefor according to claim 20.

In gasanalytischen Anwendungen werden häufig mehrere, in der Umgebung z. B. eines Gasmessgerätes gleichzeitig vorhandene Gase simultan erfasst, um unterschiedliche Zustände bzw. Ereignisse in der Umgebung eines derartigen Gasmessgerätes sicher detektieren zu können. In der Regel werden bei diesen Gasmessgeräten dann mindestens zwei unterschiedliche Gassensoren eingesetzt, die verschieden auf die jeweiligen Zustände bzw. Ereignisse reagieren. Durch eine angeschlossene Auswerteelektronik werden dann logische Verknüpfungen der Messwerte der Gassensoren möglich, die eindeutige Ergebnisse hinsichtlich des Vorliegens der jeweiligen Gaskonzentrationen der zu detektierenden Gase liefern. Der Einsatz mehrerer Gassensoren führt allerdings häufig zu Problemen, die sich aus der Energieversorgung (erhöhter Leistungsbedarf) und dem zusätzlichen Platzbedarf (Bauvolumen) der Gassensoren ergeben. Weiterhin steigen die Kosten einer derartigen Lösung mit der Anzahl der Gassensoren proportional an.In gasanalytischen applications are often several, in the environment z. B. a gas meter simultaneously detected gases simultaneously detected in order to reliably detect different states or events in the environment of such a gas meter. As a rule, at least two different gas sensors are then used in these gas measuring devices, which react differently to the respective states or events. By a connected evaluation logic logical connections of the measured values of the gas sensors are then possible, which provide clear results in terms of the presence of the respective gas concentrations of the gases to be detected. However, the use of multiple gas sensors often leads to problems resulting from the energy supply (increased power consumption) and the additional space requirement (construction volume) of the gas sensors. Furthermore, the cost of such a solution increases proportionally with the number of gas sensors.

Infrarotgassensoren eignen sich prinzipiell sehr gut für diese Art der Messung, da sie extrem selektiv und langzeitstabil sind. In der Regel werden solche Gassensoren nach dem sogenannten Zweistrahlverfahren betrieben, wie dies etwa in der DE 196 04 167 A1 oder der DE 296 02 282 U1 beschrieben ist. Hierbei wird die eine Messwellenlänge (λM) auf das jeweilige zu messende Gas abgestimmt, während die zweite Wellenlänge (λR) in einen Spektralbereich gelegt wird, in dem keine nennenswerte Absorption durch andere in der Umgebung vorhandene Gase stattfindet, und somit als spektrale Referenz dienen kann. Die Abstimmung der Wellenlänge erfolgt typischerweise mit Interferenzfiltern, die sich z. B. im Strahlengang vor den Detektoren befinden. Mit einem Infrarotdetektor werden dann die Strahlungsintensitäten IM und IR gemessen und ausgewertet.In principle, infrared gas sensors are very well suited for this type of measurement, as they are extremely selective and long-term stable. In general, such gas sensors are operated by the so-called two-beam method, as in the DE 196 04 167 A1 or the DE 296 02 282 U1 is described. Here, the one measurement wavelength (λ M ) is tuned to the respective gas to be measured, while the second wavelength (λ R ) is placed in a spectral range in which there is no appreciable absorption by other gases present in the environment, and thus as a spectral reference can serve. The tuning of the wavelength is typically done with interference filters, the z. B. in the beam path in front of the detectors. The radiation intensities I M and I R are then measured and evaluated with an infrared detector.

In 1 ist ein derartiger, aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannter Infrarot-Gassensor abgebildet. Als Strahlungsquelle 1 dient eine breitbandige, thermische Strahlungsquelle, deren Strahlung 8 durch eine gasdurchströmte Küvette 2 mit der optischen Weglänge L geschickt wird. Die beiden Strahlungsdetektoren 3, 4 sind mit unterschiedlichen Interferenzfiltern 9, 10 bestückt, um die gewünschten Spektralbereiche herauszufiltern. Hierbei ist einer der Spektralbereiche auf das zu erfassende Gas dadurch ausgerichtet, dass das zu erfassende Gas in diesem Spektralbereich ein besonders gutes Signal liefert. Der andere Spektralbereich ist derart gewählt, dass im normalen Betriebszustand keine nennenswerte Absorption durch andere Gase stattfindet und daher der Messwert auch über einen längeren Zeitraum in diesem Spektralbereich konstant bleibt und damit als konstante Referenz für die Messung in dem anderen Spektralbereich dienen kann. Durch eine einfache Differenzbildung Messwert = IR IM [1] lässt sich dann ein Messwert generieren, der Drifterscheinungen kompensiert und somit ein langzeitstabiles Messsignal liefert. Durch eine zusätzliche Quotientenbildung wird eine weitere Stabilitätsverbesserung erreicht.In 1 is such a, from the prior art basically known infrared gas sensor shown. As a radiation source 1 serves a broadband, thermal radiation source whose radiation 8th through a cuvette through which gas flows 2 with the optical path length L is sent. The two radiation detectors 3 . 4 are with different interference filters 9 . 10 equipped to filter out the desired spectral ranges. In this case, one of the spectral regions is aligned with the gas to be detected in that the gas to be detected delivers a particularly good signal in this spectral range. The other spectral range is chosen such that no appreciable absorption by other gases takes place in the normal operating state and therefore the measured value remains constant over a longer period of time in this spectral range and thus can serve as a constant reference for the measurement in the other spectral range. By a simple difference Measured value = I R I M [1] can then generate a measured value, which compensates Drifterscheinungen and thus provides a long-term stable measurement signal. An additional quotient formation achieves a further stability improvement.

Figure 00030001
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Die Strahlungsintensität der Messwellenlänge verändert sich dabei in Anhängigkeit von der Gaskonzentration nach dem Lambert-Beerschen-Gesetz: IM(c) = IMe–αcL [3] mit α = Absorptionskoeffizient, L = Küvettenlänge, c = Gaskonzentration.The radiation intensity of the measuring wavelength changes depending on the gas concentration according to Lambert-Beer's law: I M (c) = I M e -αcL [3] with α = absorption coefficient, L = cuvette length, c = gas concentration.

Mit einem solchen Messverfahren und dazu geeigneten Messeinrichtungen kann allerdings nur jeweils ein Gas gemessen werden.With such a measuring method and suitable measuring devices, however, only one gas can be measured.

Aus der EP 307 625 B1 ist eine Messeinrichtung bekannt, bei der mehrere Detektoren mit unterschiedlichen Filtern zur simultanen Messung unterschiedlicher Gase zum Einsatz kommen. Die simultane Messung vom Lachgas wird in diesem Aufbau allerdings nur zur Korrektur der Querempfindlichkeit von Lachgas auf Halothan benötigt. Dies bedeutet, dass während der ganzen Messzeit beide Gase gleichzeitig gemessen werden und die Querempfindlichkeiten der einzelnen Messzellen aufgrund der teilweise Überlagerung der Absorptionsbanden laufend ermittelt und heraus gerechnet werden müssen.From the EP 307 625 B1 a measuring device is known in which several detectors with different filters for the simultaneous measurement of different gases are used. However, the simultaneous measurement of nitrous oxide in this setup is only needed to correct the cross-sensitivity of nitrous oxide to halothane. This means that both gases are measured simultaneously during the entire measuring time and the cross-sensitivities of the individual measuring cells due to the partial superposition of the absorption bands must be continuously determined and calculated out.

In der US 6 277 081 B1 wird eine Anzahl von unabhängigen Detektoren beschrieben, die ebenfalls zur Erfassung der Zusammensetzung von Narkotisierungsgasen dienen. Hierbei werden für die Detektoren für CO2 und N2O jeweils Referenzkanäle benutzt sowie ein geblockter Kanal für die Eliminierung von Thermodrifts und die Querempfindlichkeitskorrektur für die anderen Gase zusammen heran gezogen. Langzeiteffekte können mit diesen Referenzkanälen nicht erfasst werden.In the US Pat. No. 6,277,081 B1 A number of independent detectors are described which also serve to detect the composition of anesthetic gases. In this case, reference channels are used for the detectors for CO2 and N2O and a blocked channel for the elimination of thermodrifts and the cross-sensitivity correction for the other gases are brought together. Long-term effects can not be detected with these reference channels.

Auch bei der DE 101 40 998 C2 müssen mehrere Gase gleichzeitig aus einem Gasgemisch bestimmt werden, woraufhin die Zusammensetzung des jeweiligen Gasgemisches mit vorher aufgenommenen Verteilungskurven verglichen und die passendste Verteilung als repräsentativ für die zu bestimmende Zusammensetzung des Gasgemisches heraus gesucht wird.Also at the DE 101 40 998 C2 If several gases have to be determined simultaneously from a gas mixture, then the composition of the respective gas mixture is compared with previously recorded distribution curves and the most suitable distribution is sought out as representative of the composition of the gas mixture to be determined.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Erfassung von Gaskonzentrationen bereit zu stellen, bei der einerseits die Konzentration eines ersten Gases langzeitstabil erfasst werden kann und zum anderen, idealerweise ohne gerätetechnischen Zusatzaufwand, das Auftreten eines weiteren Gases sicher erfassbar wird.The object of the present invention is therefore to provide a method and a device suitable for carrying out the method for detecting gas concentrations, in which, on the one hand, the concentration of a first gas can be detected over a long period of time and, on the other hand, ideally without equipment-related additional expenditure, the occurrence of a further gas can be detected safely.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich hinsichtlich des Verfahrens aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 in Zusammenwirken mit den Merkmalen des zugehörigen Oberbegriffes und hinsichtlich der Vorrichtung aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 20 in Zusammenwirken mit den Merkmalen des zugehörigen Oberbegriffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the object of the invention results in terms of the method of the characterizing features of claim 1 in conjunction with the features of the associated preamble and in terms of the device from the characterizing features of claim 20 in cooperation with the features of the associated preamble. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung gemäß Anspruch 1 geht aus von einem Verfahren zur Erfassung von Gaskonzentrationen durch mehrkanalige selektive Absorption elektromagnetischer Strahlung insbesondere im infraroten Spektralbereich, aufweisend eine Sensoreinrichtung mit mindestens einer Strahlungsquelle, mindestens zwei Filterelementen zur spektralen Filterung der durch das Gas beeinflussten Strahlen der Strahlungsquelle und Strahlungsdetektoren zum Auffangen der gefilterten Strahlen der Strahlungsquelle. Ein derartiges gattungsgemäßes Verfahren wird dadurch weiter entwickelt, dass die Filterelemente in Bezug auf die spektrale Filterung derart ausgelegt werden, dass das eine Filterelement die Strahlung der Strahlungsquelle in einem Spektralbereich filtert, in dem das Vorhandensein und/oder die Konzentration eines ersten Gases erfasst wird, während das zweite Filterelement in einem Spektralbereich filtert, in dem das Vorhandensein und/oder die Konzentration eines zweiten Gases, das unter normalen Umständen nicht in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhanden ist oder dessen Konzentration sich normalerweise nicht ändert, erfasst wird, wobei im Betrieb der Sensoreinrichtung die Messwerte des zweiten Filterelementes als Referenzkanal für die Messung des ersten Filterelementes benutzt werden und auftretende Veränderungen dieses Referenzkanals als Signal für das Vorhandensein und/oder die Konzentration des zweiten Gases im Bereich der Sensoreinrichtung ausgewertet werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es somit möglich, mit einem herkömmlichen Zweistrahlverfahren durch intelligente Auswahl der Wellenlängen zwei unterschiedliche Gase gleichzeitig messen zu können, wobei eines der Gase laufend auf Veränderungen überwacht wird und ein zweites Gas, dessen Konzentration im Bereich der Sensoreinrichtung sich normalerweise nicht ändert oder das normalerweise im Bereich der Sensoreinrichtung gar nicht vorhanden ist, als Referenzkanal dient. Tritt hingegen eine Veränderung dieses Referenzkanals auf, so ist dies ein Zeichen dafür, dass das zweite Gas im Bereich der Sensoreinrichtung vorhanden ist und damit kann je nach Art des Gases entweder eine reine Messung der Konzentration dieses Gases vorgenommen werden oder es ist möglich, entsprechende Gegenmaßnahmen gegen den Austritt dieses Gases einzuleiten oder im Bereich der Sensoreinrichtung befindliche Personen zu warnen, die dann entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten. Damit ist das Verfahren gemäß der Erfindung insbesondere dazu geeignet, in entsprechend vorhandenen oder vorsehbaren Gaswarneinrichtungen Anwendung zu finden. Insbesondere wenn zweikanalige Messanordnungen in der Sensoreinrichtung zur Anwendung kommen, kann durch geeignete Auswahl der Filterelemente und deren Abstimmung auf die jeweilig gefilterten Spektralbereiche eine entsprechende Anpassung der Sensoreinrichtung an am Einbauort der Sensoreinrichtung möglicherweise auftretende Gase erfolgen, ohne dass weitere Modifikationen der Messanordnung an sich notwendig sind. Allein durch die geeignete Auswertung der Messsignale kann das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden.The invention according to claim 1 is based on a method for detecting gas concentrations by multi-channel selective absorption of electromagnetic radiation, in particular in the infrared spectral range, comprising a sensor device with at least one radiation source, at least two filter elements for spectral filtering of the radiation of the radiation source influenced by the radiation and radiation detectors Collecting the filtered radiation from the radiation source. Such a generic method is further developed in that the filter elements are designed with respect to the spectral filtering such that the one filter element filters the radiation of the radiation source in a spectral range in which the presence and / or concentration of a first gas is detected, while the second filter element is filtering in a spectral region in which the presence and / or concentration of a second gas that is not normally present in the environment of the sensor device or normally does not change in concentration is sensed, during operation of the sensor device the measured values of the second filter element are used as a reference channel for the measurement of the first filter element, and occurring changes in this reference channel are evaluated as a signal for the presence and / or concentration of the second gas in the region of the sensor device. With the method according to the invention, it is thus possible to be able to measure two different gases simultaneously by means of intelligent selection of the wavelengths with a conventional two-beam method, one of the gases being constantly monitored for changes and a second gas whose concentration normally does not change in the region of the sensor device or which is normally not present in the region of the sensor device, serves as a reference channel. If, on the other hand, a change in this reference channel occurs, this is an indication that the second gas is present in the region of the sensor device and thus, depending on the type of gas, either a pure measurement of the concentration of this gas can be made or it is possible to take corresponding countermeasures to initiate against the escape of this gas or to warn people in the area of the sensor device, who then initiate appropriate countermeasures. Thus, the method according to the invention is particularly suitable to be used in accordance with existing or predictable gas warning devices application. In particular, if two-channel measuring arrangements are used in the sensor device, suitable adaptation of the sensor device to gases possibly occurring at the installation location of the sensor device can take place by suitable selection of the filter elements and their matching to the respective filtered spectral ranges, without further modifications of the measuring arrangement being necessary , The method according to the invention can be carried out solely by suitable evaluation of the measuring signals.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung kann als erstes Gas ein üblicherweise immer in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhandenes, laufend zu erfassendes Gas, bevorzugt Kohlendioxid (CO2) überwacht werden. Kohlendioxid ist in der Lüftungstechnik ein wichtiges Indikatorgas, mit dem Rückschlüsse auf die Luftqualität gewonnen werden können. Der Grenzwert für eine gute Luftqualität wird durch die sogenannte Pettenkofer-Zahl angegeben, die einer Kohlendioxidkonzentration von 1000 ppm (parts per million) entspricht. Der Kohlendioxidgehalt in Wohnräumen ist niemals konstant und variiert zwischen 370 ppm (natürlicher Mittelwert) und 5000 ppm, je nach Personenanzahl und Lüftungsrate. Mit einem CO2-Sensor lässt sich die Wohnungslüftung damit bedarfsgesteuert steuern, so dass eine kontinuierliche, angenehme Luftqualität erreicht wird. Dadurch wird ein Überlüften verhindert und Heizenergie eingespart. Bei einer laufenden Überwachung z. B. der Luft in einem Wohnraum als erstem Gas kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren daher eine wesentliche Verbesserung der Luftqualität erreicht werden, wenn entsprechend auf eine Belüftungseinrichtung eingewirkt wird.In a first advantageous embodiment, a gas which is usually always present in the surroundings of the sensor device and is to be detected continuously, preferably carbon dioxide (CO 2 ), can be monitored as the first gas. Carbon dioxide is an important indicator gas in ventilation technology, with which conclusions can be drawn on the air quality. The limit value for a good air quality is given by the so-called Pettenkofer number corresponding to a carbon dioxide concentration of 1000 ppm (parts per million). The carbon dioxide content in living spaces is never constant and varies between 370 ppm (natural mean) and 5000 ppm, depending on the number of people and the ventilation rate. With a CO 2 sensor, the home ventilation can thus be controlled on demand, so that a continuous, pleasant air quality is achieved. This prevents over-ventilation and saves heating energy. In an ongoing monitoring z. As the air in a living room as the first gas can therefore be achieved with the method according to the invention, a substantial improvement in air quality, if acted upon in accordance with a ventilation device.

Weiterhin ist es denkbar, dass als zweites Gas ein unter normalen Umständen nicht in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhandenes Gas, bevorzugt auf unzulässige oder unerwünschte Gaskonzentrationen überwacht wird. Insbesondere, wenn als unter normalen Umständen nicht in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhandenes Gas ein schädliches oder in der Umgebung der Sensoreinrichtung unerwünschtes Gas überwacht wird, kann dafür gesorgt werden, dass etwa in Wohngebäuden, Freizeitfahrzeugen und ähnlichen Umgebungen bestimmungswidrig austretendes Gas, etwa ein brennbares oder explosives Gas, vorzugsweise Erdgas oder Flüssiggas, sicher detektiert wird und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können und/oder auch die im Bereich des Austritts dieses Gases befindliche Personen rechtzeitig gewarnt werden können. Solche bestimmungswidrig austretenden Gase, die etwa durch Leckagen oder auch gezielte Einleitung in die Umgebung der Sensoreinrichtung gebracht werden, können sonst bei einer entsprechenden unbemerkten Anreicherung am Austrittsort zu brennbaren oder explosiven Gemischen führen, die schwere Sachschäden oder Personenschäden hervorrufen können. Daher ist die rechtzeitige Erkennung derartiger Konzentrationen, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren parallel zur laufenden Überwachung eines eher unbedenklichen Gases wie etwa Kohlendioxid erfolgen kann, von großer Bedeutung.Furthermore, it is conceivable that the gas under normal circumstances is not monitored in the surroundings of the sensor device, preferably for inadmissible or undesired gas concentrations. In particular, if a gas which is harmful or is undesirable in the environment of the sensor device is monitored as a gas which is not normally present in the surroundings of the sensor device, it can be ensured that gas escaping inappropriately, for example a combustible or non-combustible gas, occurs in residential buildings, recreational vehicles and similar environments explosive gas, preferably natural gas or liquefied gas, is reliably detected and appropriate countermeasures can be initiated and / or the persons located in the region of the exit of this gas can be warned in time. Such improperly leaking gases that are brought into the environment of the sensor device, for example by leaks or deliberate introduction, can otherwise lead to inflammable or explosive mixtures at a corresponding unnoticed enrichment at the exit point, which can cause serious damage or personal injury. Therefore, the timely detection of such concentrations, which according to the method according to the invention can take place in parallel with the ongoing monitoring of a rather harmless gas, such as carbon dioxide, is of great importance.

In einer weiteren Ausgestaltung ist es denkbar, dass im Falle eines Auftretens einer messbaren Konzentration des zweiten Gases für die laufende Messung des ersten Gases als Referenz ein Mittelwert aus vorherigen Messungen an dem Filterelement für das zweite Gas weiter verwendet wird. Da bei einer Veränderung der Konzentration des zweiten Gases sich der Referenzkanal für die Messung des ersten Gases ändert, würde sich die Überwachung des ersten Gases während des Vorhandenseins des zweiten Gases schwierig gestalten und möglicherweise hinsichtlich der Beseitigung des zweiten Gases sogar schädliche Wirkungen bei der Steuerung der Konzentration des ersten Gases hervorrufen. Um derartige unklare Messumstände nicht auftreten zu lassen, wird während der Phase eines Auftretens des zweiten Gases ein Mittelwert aus älteren Messungen des zweiten Gases als temporärer Wert zur Berechnung des Referenzkanals genutzt, etwa indem die Referenz der Messung des zweiten Gases durch Mittelwertbildung über einen längeren Zeitrum gebildet wird.In a further embodiment, it is conceivable that in the event of a measurable concentration of the second gas for the ongoing measurement of the first gas, a mean value from previous measurements on the filter element for the second gas is further used as a reference. Since, with a change in the concentration of the second gas, the reference channel for the measurement of the first gas changes, the monitoring of the first gas would be difficult during the presence of the second gas and possibly even harmful effects in the control of the second gas Concentration of the first gas cause. In order not to let such unclear measuring conditions occur, during the phase of occurrence of the second gas, a mean value from older measurements of the second gas is used as a temporary value for calculating the reference channel, such as the reference of the measurement of the second gas by averaging over a longer period is formed.

Auch kann die Referenz der Messung des zweiten Gases durch Mittelwertbildung über einen längeren Zeitrum gebildet und für einen Modulationswert herangezogen werden, der bevorzugt als Kriterium für das Vorliegen einer messbaren Konzentration des ersten Gases ein Modulationswert gebildet wird und sich etwa berechnet nach

Figure 00070001

mit IMB
= gemessene Strahlungsintensität für das erste Gas
und IMA
= gemessene Strahlungsintensität für das zweite Gas
Also, the reference of the measurement of the second gas can be formed by averaging over a longer period of time and used for a modulation value which is preferably a criterion for the presence of a measurable concentration of the first gas, a modulation value is formed and calculated approximately
Figure 00070001
with I MB
= measured radiation intensity for the first gas
and I MA
= measured radiation intensity for the second gas

Bei einer Änderung des Modulationswert des ersten Gases kann etwa auf vorhandene Lüftungsanlagen eingewirkt werden, so dass die Konzentration des ersten Gases wieder auf die gewünschten Sollwerte zurück geführt wird.When the modulation value of the first gas changes, it is possible to act on existing ventilation systems, for example, so that the concentration of the first gas is returned to the desired setpoint values.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn als Kriterium für das Vorliegen einer messbaren Konzentration des zweiten Gases ein Modulationswert gebildet wird, der sich berechnet nach

Figure 00070002

und IMA
= gemessene Strahlungsintensität für das zweite Gas
und MW
= Mittelwert der gemessenen Strahlungsintensität
Furthermore, it is advantageous if, as a criterion for the presence of a measurable concentration of the second gas, a modulation value is formed, which is calculated according to
Figure 00070002
and I MA
= measured radiation intensity for the second gas
and MW
= Average of the measured radiation intensity

Eine Veränderung dieses Modulationswertes wird dann als Kriterium für das Auftreten des zweiten Gases und die Auslösung der vorstehend beschriebenen Maßnahmen gewertet. A change in this modulation value is then evaluated as a criterion for the occurrence of the second gas and the triggering of the measures described above.

In einer anderen technischen Ausgestaltung der Erfindung ist es auch denkbar, dass als erstes und zweites Gas ein jeweils unterschiedliches, unter normalen Umständen nicht in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhandenes Gas überwacht wird, wobei die Messwerte des ersten Gases als Referenz für die Messung des zweiten Gases und umgekehrt benutzt werden. So ist z. B. bekannt, dass etwa Geldautomaten oder andere entsprechende Wertbehältnisse durch Einbringen von Acetylen (Schweißgas) oder Propan/Butan (Flüssiggas) zur Explosion gebracht werden, um so an das im Automaten befindliche Geld zu gelangen. Die Geldautomatenhersteller sind daher bemüht entsprechende Schutzmaßnahmen einzuleiten, die eine Explosion verhindern. Wird nun das Verfahren derart angepasst, dass als erstes Gas z. B. Acetylen und als zweites Gas Propan/Butan oder ein Gemisch davon erfindungsgemäß detektiert wird, so wird im normalen Betriebszustand des Geldautomaten weder Acetylen noch Propan/Butan in der Umgebung des Geldautomaten vorliegen. Dies bedeutet aber, dass sowohl der erste Kanal der Sensoreinrichtung als auch der zweite Kanal der Sensoreinrichtung normalerweise keine Messwerte der jeweiligen Gase ergeben und daher gegenseitig als unveränderlicher Referenzkanal für die jeweils andere Messung dienen können. Erst bei Auftreten eines dieser Gase in der Umgebung des Geldautomaten wird die Messanordnung derart verstimmt, dass sich eine Abweichung des jeweiligen Messkanals ergibt, die dann z. B. Alarm auslösen oder auch direkt im Geldautomaten befindliche Schutzeinrichtungen betätigen kann.In another technical embodiment of the invention, it is also conceivable that a respective different, under normal circumstances not in the vicinity of the sensor device gas is monitored as the first and second gas, the measured values of the first gas as a reference for the measurement of the second gas and vice versa. So z. B. known that about ATMs or other appropriate safekeeping containers by introducing acetylene (welding gas) or propane / butane (liquefied petroleum gas) are brought to explode, so as to get to the cash located in the machine. The ATM manufacturers are therefore trying to take appropriate protective measures that prevent an explosion. Now, if the method is adapted such that the first gas z. B. acetylene and as a second gas propane / butane or a mixture thereof according to the invention is detected, so in the normal operating state of the ATM neither acetylene nor propane / butane in the vicinity of the ATM will be present. However, this means that both the first channel of the sensor device and the second channel of the sensor device normally do not give any measured values of the respective gases and can therefore serve mutually as unchangeable reference channel for the respective other measurement. Only when one of these gases in the vicinity of the ATM, the measuring arrangement is detuned so that there is a deviation of the respective measuring channel, which then z. B. trigger alarm or can operate directly in the ATM located protective devices.

Hierfür ist es von Vorteil, dass entsprechend der Art Veränderung der gemessenen Konzentration des ersten oder zweiten Gases eine Aussage darüber möglich wird, welches der beiden Gase in der Umgebung der Sensoreinrichtung auftritt. Durch die positive oder negative Verstimmung des jeweiligen Messkanals kann nicht nur das Vorliegen von für den Geldautomaten gefährlichen Gasen ermittelt werden, sondern auch, welches Gase gerade in den Geldautomaten eingeleitet wird und davon abhängig je nach Art des Gases vorteilhaft auch unterschiedliche Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.For this purpose, it is advantageous that, in accordance with the type of change in the measured concentration of the first or second gas, a statement as to which of the two gases occurs in the vicinity of the sensor device becomes possible. Due to the positive or negative detuning of the respective measuring channel not only the presence of dangerous for the ATM gases can be determined, but also which gases is being introduced into the ATM and depending on the nature of the gas advantageously also different countermeasures are initiated.

Von Vorteil ist es hierfür insbesondere, wenn als Kriterium für das Vorliegen einer messbaren Konzentration des ersten oder des zweiten Gases ein Modulationswert gebildet wird, der sich berechnet nach

Figure 00090001

mit IM1
= gemessene Strahlungsintensität für das erste Gas
und IM2
= gemessene Strahlungsintensität für das zweite Gas
It is particularly advantageous for this purpose if a modulation value is formed as the criterion for the presence of a measurable concentration of the first or the second gas, which is calculated according to
Figure 00090001
with I M1
= measured radiation intensity for the first gas
and I M2
= measured radiation intensity for the second gas

Wird beispielsweise Acetylen in den Geldautomaten eingeleitet, so verringert sich die Strahlungsintensität IM1, IM2 bleibt jedoch konstant und der Modulationswert sinkt. Bei der Einbringung von Propan/Butan verringert sich hingegen die Strahlungsintensität IM2, während IM1 konstant bleibt und der Modulationswert steigt. Damit ist eine Aussage über das jeweils eingeleitete Gas möglich.If, for example, acetylene is introduced into the ATM, the radiation intensity I M1 decreases, but I M2 remains constant and the modulation value decreases. On the other hand, the introduction of propane / butane decreases the radiation intensity I M2 , while I M1 remains constant and the modulation value increases. Thus, a statement about the respective introduced gas is possible.

Auch hierbei ist es wieder denkbar, dass die Referenz der Messung des ersten oder zweiten Gases durch Mittelwertbildung über einen längeren Zeitrum gebildet und für den Modulationswert herangezogen wird.Again, it is conceivable that the reference of the measurement of the first or second gas formed by averaging over a longer period of time and is used for the modulation value.

Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 20 weiterhin eine Sensoreinrichtung zur Erfassung von Gaskonzentrationen durch mehrkanalige selektive Absorption elektromagnetischer Strahlung im infraroten Spektralbereich, mit mindestens einer Strahlungsquelle, mindestens zwei Filterelementen zur spektralen Filterung der Strahlen der Strahlungsquelle und Strahlungsdetektoren zum Auffangen der gefilterten Strahlen der Strahlungsquelle zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, bei der die Filterelemente in Bezug auf die spektrale Filterung derart ausgelegt sind, dass das erste Filterelement die Strahlung der Strahlungsquelle in einem Spektralbereich filtert, in dem ein erstes Gas erfassbar ist, während der zweite Filterelement in einem Spektralbereich filtert, in dem ein zweites Gas erfassbar ist, wobei eine nachgeschaltete Auswerteeinrichtung das Auftreten des zweiten Gases erfasst. Hierbei kann in weiterer Ausgestaltung dafür gesorgt werden, dass mindestens zwei Strahlungsdetektoren zum Auffangen der gefilterten Strahlen der Strahlungsquelle, vorzugsweise je ein Strahlungsdetektor für jedes der Filterelemente vorgesehen sind.The invention further relates to a sensor device for detecting gas concentrations by multi-channel selective absorption of electromagnetic radiation in the infrared spectral range, comprising at least one radiation source, at least two filter elements for spectral filtering of the radiation source and radiation detectors for collecting the filtered radiation of the radiation source for performing the The method of claim 1, wherein the filter elements are configured with respect to the spectral filtering such that the first filter element filters the radiation of the radiation source in a spectral range in which a first gas is detectable, while the second filter element in a spectral range filters a second gas can be detected, wherein a downstream evaluation device detects the occurrence of the second gas. In this case, it can be ensured in a further embodiment that at least two radiation detectors are provided for collecting the filtered beams of the radiation source, preferably one radiation detector for each of the filter elements.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt die Zeichnung.A particularly preferred embodiment of the method according to the invention is shown in the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 – den grundsätzlichen Aufbau einer Sensoreinrichtung gemäß der Erfindung mit einer Strahlungsquelle in Form einer breitbandigen, thermische Strahlungsquelle, deren Strahlung durch eine Küvette geschickt wird und die auf zwei Strahlungsdetektoren mit unterschiedlichen Interferenzfiltern trifft, 1 The fundamental structure of a sensor device according to the invention with a radiation source in the form of a broadband, thermal radiation source whose radiation is passed through a cuvette and which strikes two radiation detectors with different interference filters,

2 – Signalverlauf der beiden Messkanäle einer Sensoreinrichtung gemäß 1 bei normalen Betriebszustand und Nicht-Vorliegen des zweiten Gases, 2 - Signal waveform of the two measuring channels of a sensor device according to 1 in the normal operating condition and absence of the second gas,

3 – Veränderung der Strahlungsintensität des zweiten Messkanals einer Sensoreinrichtung gemäß 1 bei Auftreten einer Konzentration des zweiten Gases im Falle einer Gasleckage, 3 - Change in the radiation intensity of the second measuring channel of a sensor device according to 1 when a concentration of the second gas occurs in the event of gas leakage,

4 – Veränderung der Strahlungsintensität des ersten Messkanals einer modifizierten Sensoreinrichtung gemäß 1 bei Einleiten des ersten Gases in einen Geldautomaten, 4 - Changing the radiation intensity of the first measuring channel of a modified sensor device according to 1 when introducing the first gas into an ATM,

5 – Veränderung der Strahlungsintensität des zweiten Messkanals einer modifizierten Sensoreinrichtung gemäß 1 bei Einleiten des zweiten Gases in einen Geldautomaten, 5 - Changing the radiation intensity of the second measuring channel of a modified sensor device according to 1 when introducing the second gas into an ATM,

6 – Veränderung des Modulationswertes der Strahlungsintensitäten der Messkanäle einer modifizierten Sensoreinrichtung gemäß 1 bei Einleiten eines ersten bzw. zweiten Gases in einen Geldautomaten. 6 - Modification of the modulation value of the radiation intensities of the measuring channels of a modified sensor device according to 1 when introducing a first or second gas into an ATM.

1 zeigt eine schon vorstehend beschriebene Messanordnung einer Sensoreinrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend modifiziert werden kann. Hierbei wertet eine Auswerteeinrichtung 11 die Messwerte der beiden Strahlungsdetektoren 3, 4 aus. Eine typische Anwendung für eine derartige Sensoreinrichtung unter Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die simultane Erfassung von Kohlendioxid und Erdgas bzw. Flüssiggas in Wohngebäuden, Freizeitfahrzeugen und ähnlichen Umgebungen. So wird in über 20 Millionen deutschen Haushalten Erdgas zum Heizen und Kochen eingesetzt. Trotz der hohen deutschen Sicherheitsstandards kommt es immer wieder zu folgenschweren Unfällen. Durch eine kontinuierliche Überwachung der Umgebungsluft auf Erdgas/Flüssiggas kann vor dieser Gefahr sicher gewarnt werden. 1 shows a previously described measuring arrangement of a sensor device that can be modified according to the method according to the invention accordingly. This evaluates an evaluation 11 the measured values of the two radiation detectors 3 . 4 out. A typical application for such a sensor device using the method according to the invention is the simultaneous detection of carbon dioxide and natural gas or LPG in residential buildings, recreational vehicles and similar environments. For example, natural gas is used for heating and cooking in over 20 million German households. Despite the high German safety standards, it always comes back to serious accidents. Continuous monitoring of the ambient air for natural gas / LPG can safely warn against this danger.

Hierfür wird bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Messkanal der Sensoreinrichtung laufend auf die Veränderung von Kohlendioxid und mit dem anderen Messkanal laufend auf das Auftreten von Erdgas/Flüssiggas überwacht. Da im Normalfall (d. h. ohne Vorhandensein von Erdgas/Flüssiggas) die Erdgas/Flüssiggas-Konzentration in der Umgebungsluft 0 ppm beträgt, kann diese Messung auch als Referenz für eine Kohlendioxidmessung dienen (siehe Formel 4).

Figure 00110001

mit IM1
= Strahlungsintensität für Erdgas/Flüssiggas
und IM2
= Strahlungsintensität für Kohlendioxid
For this purpose, in the method according to the present invention with a measuring channel of the sensor device is continuously monitored for the change of carbon dioxide and with the other measuring channel continuously on the occurrence of natural gas / LPG. Since normally (ie without the presence of natural gas / LPG) the natural gas / LPG concentration in the ambient air is 0 ppm, this measurement can also serve as a reference for a carbon dioxide measurement (see formula 4).
Figure 00110001
with I M1
= Radiation intensity for natural gas / LPG
and I M2
= Radiation intensity for carbon dioxide

In 2 sind die typischen Signalverläufe bei der normalen Messung einer Sensoreinrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Die Kohlendioxidmessung (IM2) zeigt permanente Änderungen, die durch die wechselnden CO2-Werte, z. B. in einem Wohnraum hervorgerufen werden. Der Wert von IM1 verläuft im Normalfall konstant. Da im Normalfall zwar eine variierende Konzentration von CO2, jedoch kein Erdgas/Flüssiggas in der Umgebungsluft vorhanden ist, kann bei der Erdgas/Flüssiggas-Messung auch auf die Auswertung der zweiten Wellenlänge verzichtet werden. Die Referenz wird hierbei z. B. mittels einer Mittelwertbildung von IM1 über mehrere Tage MW (IM1) generiert.In 2 the typical waveforms in the normal measurement of a sensor device according to the inventive method are shown. The carbon dioxide measurement (I M2 ) shows permanent changes caused by the changing CO 2 values, eg. B. caused in a living room. The value of I M1 is normally constant. Since normally a varying concentration of CO 2 , but no natural gas / LPG is present in the ambient air, can be dispensed with the evaluation of the second wavelength in the natural gas / LPG measurement. The reference is here z. B. by means of averaging of I M1 over several days MW (I M1 ) generated.

Figure 00110002
Figure 00110002

Im Falle einer Gasleckage, die dann innerhalb von Minuten bzw. Stunden zu einem Anstieg der Gaskonzentration führt, lässt sich dieser Zustand mit der Formel 5 eindeutig erkennen. In 3 ist ein typischer Signalverlauf bei Vorliegen einer Gasleckage dargestellt. Im Falle einer Gasleckage durch Erdgas oder Flüssiggas kann für die Kohlendioxidmessung die Referenz „eingefroren” werden, indem der Mittelwert von IM1, also MW (IM1) verwendet wird und damit die laufende Messung des Kohlendioxid nicht durch sich möglicherweise kurzzeitig stark ändernde Werte des Messkanals für Erdgas/Flüssiggas beeinflusst wird.In the case of a gas leak, which then leads to an increase in the gas concentration within minutes or hours, this condition can be clearly identified with the formula 5. In 3 is a typical waveform in the presence of gas leakage shown. In the case of gas leakage from natural gas or LPG, the reference for carbon dioxide measurement may be 'frozen' using the mean value of I M1 , ie MW (I M1 ) and therefore the current measurement of carbon dioxide will not be affected by rapidly changing values of the carbon dioxide Measuring channel for natural gas / LPG is affected.

In einer anderen Ausgestaltung ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, unterschiedliche Gaskomponenten in der Umgebungsluft voneinander unterscheiden zu können. Eine denkbare Anwendung für dieses modifizierte Verfahren besteht in der Kriminalitätsbekämpfung. So ist z. B. bekannt, dass Geldautomaten durch Einbringen von Acetylen (Schweißgas) oder Propan/Butan (Flüssiggas) zur Explosion gebracht werden, um so an das im Automaten befindliche Geld zu gelangen. Die Geldautomatenhersteller sind daher bemüht entsprechende Schutzmaßnahmen einzuleiten, die eine Explosion verhindern. Mit einer Messung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich dieser Anwendungsfall sicher lösen. In another embodiment, it is also possible with the method according to the invention to be able to differentiate between different gas components in the ambient air. A conceivable application for this modified method is the fight against crime. So z. B. known that ATMs are brought by the introduction of acetylene (welding gas) or propane / butane (LPG) to explode, so as to get to the money in the machine. The ATM manufacturers are therefore trying to take appropriate protective measures that prevent an explosion. With a measurement by the method according to the invention, this application can be safely solved.

Die Modulationsberechnung wird in dieser Anwendung wie folgt realisiert:

Figure 00120001

mit IM1
= Strahlungsintensität für Acetylen
und IM2
= Strahlungsintensität für Propan/Butan
The modulation calculation is realized in this application as follows:
Figure 00120001
with I M1
= Radiation intensity for acetylene
and I M2
= Radiation intensity for propane / butane

Da in dieser Anwendung ebenfalls nicht von einer Grundbelastung der Umgebungsluft mit den zu detektieren Gasen ausgegangen werden kann, dient hierbei die Mess-Wellenlänge von Acetylen als Referenz-Wellenlänge für Propan/Butan und umgekehrt. Somit wird der Modulationswert im Normalfall 0 anzeigen. Im Gefahrenfall, d. h. nach Einbringung von Schweißgas oder Flüssiggas, wird sich eine der beiden Strahlungsintensitäten verändern. Dies hat gemäß der Formel 6 einen positiven oder negativen Ausschlag des Modulationswertes zur Folge.Since in this application also can not be assumed that a basic load of the ambient air with the gases to be detected, here is the measuring wavelength of acetylene as the reference wavelength for propane / butane and vice versa. Thus, the modulation value will normally indicate 0. In case of danger, d. H. after introduction of welding gas or liquid gas, one of the two radiation intensities will change. This results in a positive or negative excursion of the modulation value according to formula 6.

Wird beispielsweise Acetylen in den Geldautomaten eingeleitet, so verringert sich die Strahlungsintensität IM1 (siehe 4), IM2 bleibt jedoch konstant und der Modulationswert sinkt. Bei der Einbringung von Propan/Butan verringert sich hingegen die Strahlungsintensität IM2 (siehe 5), während IM1 konstant bleibt und der Modulationswert steigt. Die unterschiedlichen Verläufe des Modulationswertes sind in 6 dargestellt.For example, if acetylene is introduced into the ATM, the radiation intensity I M1 decreases (see 4 ), However, I M2 remains constant and the modulation value decreases. In contrast, the contribution of propane / butane reduces the radiation intensity I M2 (see 5 ), while I M1 remains constant and the modulation value increases. The different characteristics of the modulation value are in 6 shown.

Neben der Messung der Gaskonzentration kann somit auch zusätzlich die Gasart (Acetylen oder Propan/Butan) bestimmt werden. Da Acetylen und Propan/Butan unterschiedliche Explosionsgrenzwerte (UEG = Untere Explosionsgrenze) besitzen, ist dies von signifikanter Bedeutung. Dadurch wird es möglich, gezielte Gegenmaßnahmen, bezogen auf die unterschiedlichen Explosionsgrenzen, zur Vermeidung einer Explosion einzuleiten.In addition to the measurement of the gas concentration, the gas type (acetylene or propane / butane) can thus also be determined. Since acetylene and propane / butane have different explosion limits (UEG = lower explosion limit), this is of significant importance. This makes it possible to initiate targeted countermeasures, based on the different explosion limits, to avoid an explosion.

Die Berechnungsbasis der Modulationswerte lässt sich durch eine Mittelwertbildung der jeweiligen Referenz zusätzlich verbessern.The calculation basis of the modulation values can be additionally improved by averaging the respective reference.

Figure 00130001
Figure 00130001

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
- Strahlungsquelle- Radiation source
22
- Küvette- cuvette
33
- Strahlungsdetektor- Radiation detector
44
- Strahlungsdetektor- Radiation detector
55
- Messkanal- Measuring channel
66
- Messkanal- Measuring channel
77
- Gasstrom- Gas flow
88th
- Strahlung- radiation
99
- Interferenzfilter- interference filter
1010
- Interferenzfilter- interference filter
1111
- Auswerteeinrichtung- Evaluation device

Claims (22)

Verfahren zur Erfassung von Gaskonzentrationen durch mehrkanalige selektive Absorption elektromagnetischer Strahlung insbesondere im infraroten Spektralbereich, aufweisend eine Sensoreinrichtung mit mindestens einer Strahlungsquelle (1), mindestens zwei Filterelementen (9, 10) zur spektralen Filterung der durch das Gas (7) beeinflussten Strahlen der Strahlungsquelle (1) und Strahlungsdetektoren (3, 4) zum Auffangen der gefilterten Strahlen der Strahlungsquelle (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (9, 10) in Bezug auf die spektrale Filterung derart ausgelegt werden, dass das eine Filterelement (9) die Strahlung der Strahlungsquelle in einem Spektralbereich filtert, in dem das Vorhandensein und/oder die Konzentration eines ersten Gases erfasst wird, während das zweite Filterelement (10) in einem Spektralbereich filtert, in dem das Vorhandensein und/oder die Konzentration eines zweiten Gases, das unter normalen Umständen nicht in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhanden ist oder dessen Konzentration sich normalerweise nicht ändert, erfasst wird, wobei im Betrieb der Sensoreinrichtung die Messwerte des zweiten Filterelementes (10) als Referenzkanal für die Messung des ersten Filterelementes (9) benutzt werden und auftretende Veränderungen dieses Referenzkanals als Signal für das Vorhandensein und/oder die Konzentration des zweiten Gases im Bereich der Sensoreinrichtung ausgewertet werden.Method for detecting gas concentrations by multi-channel selective absorption of electromagnetic radiation, in particular in the infrared spectral range, comprising a sensor device having at least one radiation source ( 1 ), at least two filter elements ( 9 . 10 ) for the spectral filtering of the gas ( 7 ) influenced rays of the radiation source ( 1 ) and radiation detectors ( 3 . 4 ) for collecting the filtered rays of the radiation source ( 1 ), characterized in that the filter elements ( 9 . 10 ) are designed with respect to the spectral filtering such that the one filter element ( 9 ) filters the radiation of the radiation source in a spectral range in which the presence and / or the concentration of a first gas is detected, while the second filter element ( 10 ) in a spectral range in which the presence and / or concentration of a second gas, which is not present in the environment of the sensor device under normal circumstances or whose concentration does not normally change, is detected, wherein in the operation of the sensor device the measured values of the second filter element ( 10 ) as a reference channel for the measurement of the first filter element ( 9 ) and occurring changes of this reference channel are evaluated as a signal for the presence and / or the concentration of the second gas in the region of the sensor device. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Gas ein üblicherweise immer in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhandenes, laufend zu erfassendes Gas überwacht wird.A method according to claim 1, characterized in that is monitored as the first gas usually always present in the vicinity of the sensor device, continuously to be detected gas. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine unzulässige oder unerwünschte Gaskonzentrationen des zweiten Gases überwacht wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that an impermissible or undesirable gas concentrations of the second gas is monitored. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als unter normalen Umständen nicht in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhandenes Gas ein schädliches oder in der Umgebung der Sensoreinrichtung unerwünschtes Gas überwacht wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that as a gas under normal circumstances not present in the environment of the sensor device, a harmful gas or unwanted gas in the environment of the sensor device is monitored. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als unter normalen Umständen nicht in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhandenes Gas ein brennbares oder explosives Gas, vorzugsweise Erdgas oder Flüssiggas überwacht wird.A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that as under normal circumstances not present in the environment of the sensor device gas, a combustible or explosive gas, preferably natural gas or LPG is monitored. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das unter normalen Umständen nicht in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhandene Gas durch Leckagen oder gezielte Einleitung in die Umgebung der Sensoreinrichtung gebracht wird.Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the gas which is not normally present in the surroundings of the sensor device under normal circumstances is brought into the environment of the sensor device through leaks or targeted introduction. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als üblicherweise immer in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhandenes, laufend zu erfassendes erstes Gas Kohlendioxid erfasst wird.A method according to claim 2, characterized in that is detected as usually always in the vicinity of the sensor device existing, continuously to be detected first gas carbon dioxide. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Auftretens einer messbaren Konzentration des zweiten Gases für die laufende Messung des ersten Gases als Referenz ein Mittelwert aus vorherigen Messungen an dem Filterelement (10) für das zweite Gas weiter verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of a measurable concentration of the second gas for the current measurement of the first gas as a reference, a mean value from previous measurements on the filter element ( 10 ) continues to be used for the second gas. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz der Messung des zweiten Gases durch Mittelwertbildung über einen längeren Zeitrum gebildet und für einen Modulationswert herangezogen wird.A method according to claim 8, characterized in that the reference of the measurement of the second gas is formed by averaging over a longer period of time and used for a modulation value. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium für das Vorliegen einer messbaren Konzentration des ersten Gases ein Modulationswert gebildet wird, der sich berechnet nach
Figure 00170001
mit IMB = gemessene Strahlungsintensität für das erste Gas und IMA = gemessene Strahlungsintensität für das zweite Gas
Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a criterion for the presence of a measurable concentration of the first gas, a modulation value is formed, which is calculated according to
Figure 00170001
with I MB = measured radiation intensity for the first gas and I MA = measured radiation intensity for the second gas
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium für das Vorliegen einer messbaren Konzentration des zweiten Gases ein Modulationswert gebildet wird, der sich berechnet nach
Figure 00170002
mit IMA = gemessene Strahlungsintensität für das zweite Gas und MW = Mittelwert der gemessenen Strahlungsintensität
Method according to one of the preceding claims, characterized in that as a criterion for the presence of a measurable concentration of the second gas, a modulation value is formed which is calculated according to
Figure 00170002
with I MA = measured radiation intensity for the second gas and MW = average of the measured radiation intensity
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Erkennung, dass das zweite Gas in der Umgebung der Sensoreinrichtung auftritt, Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that due to the detection that the second gas occurs in the vicinity of the sensor device, countermeasures are initiated. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes und zweites Gas ein jeweils unterschiedliches, unter normalen Umständen nicht in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhandenes Gas überwacht wird, wobei die Messwerte des ersten Gases als Referenz für die Messung des zweiten Gases und umgekehrt benutzt werden.A method according to claim 1, characterized in that as the first and second gas, a respective different, under normal circumstances not in the vicinity of the sensor device existing gas is monitored, the measured values of the first gas are used as a reference for the measurement of the second gas and vice versa , Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend der Art der Veränderung der gemessenen Konzentration des ersten oder zweiten Gases eine Aussage darüber möglich wird, welches der beiden Gase in der Umgebung der Sensoreinrichtung auftritt.A method according to claim 13, characterized in that according to the nature of the change in the measured concentration of the first or second gas, a statement is possible about which of the two gases occurs in the vicinity of the sensor device. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Erkennung, welches Gas in der Umgebung der Sensoreinrichtung auftritt, auch unterschiedliche Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.Method according to one of claims 13 or 14, characterized in that due to the detection of which gas occurs in the vicinity of the sensor device, also different countermeasures are initiated. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium für das Vorliegen einer messbaren Konzentration des ersten oder des zweiten Gases ein Modulationswert gebildet wird, der sich berechnet nach
Figure 00180001
mit IM1 = gemessene Strahlungsintensität für das erste Gas und IM2 = gemessene Strahlungsintensität für das zweite Gas
A method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that as a criterion for the presence of a measurable concentration of the first or the second gas, a modulation value is formed, which is calculated according to
Figure 00180001
with I M1 = measured radiation intensity for the first gas and I M2 = measured radiation intensity for the second gas
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Gas Acetylen und als zweites Gas Propan und/oder Butan oder Gemische davon überwacht werden.A process according to any one of claims 13 to 16, characterized in that acetylene is monitored as the first gas and propane and / or butane or mixtures thereof as the second gas. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz der Messung des ersten oder zweiten Gases durch Mittelwertbildung über einen längeren Zeitrum gebildet und für den Modulationswert herangezogen wird.Method according to one of claims 13 to 17, characterized in that the reference of the measurement of the first or second gas is formed by averaging over a longer period of time and used for the modulation value. Sensoreinrichtung zur Erfassung von Gaskonzentrationen durch mehrkanalige selektive Absorption elektromagnetischer Strahlung im infraroten Spektralbereich, mit mindestens einer Strahlungsquelle (1), mindestens zwei Filterelementen (9, 10) zur spektralen Filterung der Strahlen (8) der Strahlungsquelle (1) und Strahlungsdetektoren (3, 4) zum Auffangen der gefilterten Strahlen der Strahlungsquelle (1) zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (9, 10) in Bezug auf die spektrale Filterung derart ausgelegt sind, dass das erste Filterelement (9) die Strahlung der Strahlungsquelle (1) in einem Spektralbereich filtert, in dem ein erstes Gas erfassbar ist, während das zweite Filterelement (10) in einem Spektralbereich filtert, in dem ein zweites Gas erfassbar ist, wobei eine nachgeschaltete Auswerteeinrichtung (11) das Auftreten des zweiten Gases erfasst.Sensor device for detecting gas concentrations by multi-channel selective absorption of electromagnetic radiation in the infrared spectral range, with at least one radiation source ( 1 ), at least two filter elements ( 9 . 10 ) for the spectral filtering of the beams ( 8th ) of the radiation source ( 1 ) and radiation detectors ( 3 . 4 ) for collecting the filtered rays of the radiation source ( 1 ) for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the filter elements ( 9 . 10 ) with respect to the spectral filtering are designed such that the first filter element ( 9 ) the radiation of the radiation source ( 1 ) in a spectral range in which a first gas is detectable, while the second filter element ( 10 ) in a spectral range in which a second gas can be detected, wherein a downstream evaluation device ( 11 ) detects the occurrence of the second gas. Sensoreinrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Strahlungsdetektoren (3, 4) zum Auffangen der gefilterten Strahlen der Strahlungsquelle (1), vorzugsweise je ein Strahlungsdetektor (3, 4) für jedes der Filterelemente (9, 10) vorgesehen sind. Sensor device according to claim 19, characterized in that at least two radiation detectors ( 3 . 4 ) for collecting the filtered rays of the radiation source ( 1 ), preferably one radiation detector each ( 3 . 4 ) for each of the filter elements ( 9 . 10 ) are provided. Sensoreinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung als erstes und zweites Gas jeweils ein unterschiedliches, unter normalen Umständen nicht in der Umgebung der Sensoreinrichtung vorhandenes Gas überwacht zur Überwachung von durch explosive Gase bedrohten Wertbehältnissen, insbesondere Geldautomaten oder dgl.Sensor device according to claim 1, characterized in that the sensor device as the first and second gas respectively a different, under normal circumstances not in the vicinity of the sensor device existing gas monitored for monitoring endangered by explosive gas safes, especially ATMs or the like. Sensoreinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung als erstes Gas Kohlendioxid und als zweites Gas ein brennbares und/oder explosives Gas detektiert zur Überwachung von Räumen oder dgl., in denen Gasinstallationen mit brennbaren und/oder explosiven Gasen installiert sind.Sensor device according to claim 1, characterized in that the sensor device detects carbon dioxide as first gas and a combustible and / or explosive gas as second gas for monitoring rooms or the like, in which gas installations with combustible and / or explosive gases are installed.
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