DE3402800A1 - Photometer operating according to the gas filter correlation method - Google Patents
Photometer operating according to the gas filter correlation methodInfo
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Abstract
Description
Nach dem Gasfilterkorrelationsverfahren arbeitendesWorking according to the gas filter correlation method
Fotometer In der DE-OS 32 06 427 ist eine Meßeinrichtung für die optische Gasanalyse bekannt geworden, bei der zur Ausschaltung des Einflusses von Begleitgasen, der Querempfindlichkeit, außer der Meßkomponente mit Hilfe von optischen Einrichtungen die Konzentration der Störkomponente erfaßt und im Sinne einer Kompensation elektronisch aufbereitet wird.Photometer In DE-OS 32 06 427 is a measuring device for the optical Gas analysis has become known, in which to eliminate the influence of accompanying gases, the cross-sensitivity, except for the measuring component with the help of optical devices the concentration of the interfering component detected and electronically in the sense of compensation is processed.
Der Nachteil solcher Verfahren besteht darin, daß ein relativ hoher Aufwand beim Abgleich entsteht. Da es sich vorwiegend um die Kompensation großer Störkomponenten handelt, verursachen kleine Änderungen im Analysensystem, wie Alterungen und Meßfunktionen, zudem relativ große Fehler, wodurch eine Überprüfung und ggf. ein Neuabgleich erforderlich werden.The disadvantage of such methods is that a relatively high There is effort involved in the comparison. Since it is mainly about the compensation of large Interfering components cause small changes in the analysis system, such as aging and measurement functions, as well as relatively large errors, which means that a check and, if necessary, a new adjustment will be necessary.
Die Erfindung betrifft ein nach dem Gasfilterkorrelationsverfahren arbeitendes Einstrahlenweg-Fotometer mit einer Strahlungsquelle, einer Meßküvette, einem Empfänger, vorzugsweise einem Fotoempfänger mit vorgeschaltetem Interferenzfilter zur Ausblendung nicht interessierender Strahlungsbereiche, und mit einem mindestens eine Selektivierungsküvette enthaltenden Blendenrad zur Analyse einer oder mehrerer Komponenten eines Meßgases, die von mindestens einer Störkomponente begleitet sind, das die obigen Nachteile nicht aufweist. Nach der Erfindung ist das Einstrahlenweg-Fotometer so ausgebildet, daß durch das Blendenrad in den Weg des Lichtstrahles periodisch ein die Störkomponente(n) enthaltendes Gasvolumen geschaltet wird. Durch die Maßnahme gemäß der Erfindung läßt sich sowohl eine negative als auch eine positive Querempfindlichkeit beseitigen.The invention relates to a gas filter correlation method working single-beam photometer with a radiation source, a measuring cuvette, a receiver, preferably a photo receiver with an upstream interference filter for masking radiation areas that are not of interest, and with at least one an aperture wheel containing a selectivation cuvette for the analysis of one or more Components of a measuring gas that are accompanied by at least one interfering component, that the above disadvantages does not have. According to the invention is the Einstrahlweg photometer designed so that through the aperture wheel in the way of the light beam periodically switched a gas volume containing the interfering component (s) will. By the measure according to the invention can be both a negative as also eliminate positive cross-sensitivity.
Sehr einfach läßt sich eine negative Querempfindlichkeit dadurch erreichen, daß in die die Meßkomponente enthaltende Selektivierungsküvette zusätzlich die Störkomponente in vorgegebener Konzentration gefüllt wird.A negative cross-sensitivity can be achieved very easily by that in the selectivation cuvette containing the measuring component additionally the interfering component is filled in a given concentration.
Es ist auch vorteilhaft, zur Beseitigung der negativen Querempfindlichkeit ein zweites die Störkomponente enthaltendes Gasfilter in Richtung des Lichtstrahles gesehen in Reihe mit dem Selektivierungsfilter auf dem Blendenrad anzuordnen.It is also beneficial to eliminate the negative cross-sensitivity a second gas filter containing the interfering component in the direction of the light beam seen in series with the selection filter on the aperture wheel.
Dieses Gasfilter enthält die Störkomponente allein oder als Bestandteil eines Gasgemisches.This gas filter contains the interfering component alone or as a component a gas mixture.
Liegt eine positive Querempfindlichkeit vor, wird in eine zweite Öffnung des Blendenrades ein Gasfilter eingesetzt, das mit der Störkomponente gefüllt ist oder mit einem Gasgemisch, das die Störkomponente enthält. Bei einer solchen Anordnung ist es einfacher, das Fotometer von einer Störkomponente auf eine andere umzurüsten.If there is positive cross-sensitivity, a second opening is opened A gas filter is inserted into the aperture wheel, which is filled with the interfering component or with a gas mixture that contains the interfering component. With such an arrangement it is easier to convert the photometer from one interfering component to another.
Wenn es sich darum handelt, gleichzeitig den Einfluß mehrerer Störkomponenten zu beseitigen, so wird in das erfindungsgemäß verwendete zweite Filter ein Gemisch aus diesen Störkomponenten gefüllt, allein oder zusammen mit einem die Lichtstrahlen in dem interessierenden Strahlenbereich nicht absorbierenden Gas. Sollen sowohl negative als auch positive Querempfindlichkeit von Störkomponenten in einem Fotometer beseitigt werden, kann man in die diagonal sich gegenüberliegenden Filter des Blendenrades verschiedene Störkomponenten füllen.If it is a question of the influence of several interfering components at the same time to eliminate, so a mixture is in the second filter used according to the invention filled with these interfering components, alone or together with one of the light rays non-absorbing gas in the radiation area of interest. Should both negative as well as positive cross-sensitivity of interfering components in a photometer can be eliminated in the diagonally opposite filters of the aperture wheel fill various interfering components.
Das Gas in dem erfindungsgemäß angeordneten Filter kann Atmosphärendruck haben. Zur Optimierung der erfindungsgemäßen Selektivierungsmaßnahme kann der Druck in dem zweiten Filter höher oder niedriger als der Atmosphärendruck sein. Mit besonderem Vorteil wird ein Druck zwischen 0,2 bar und 2 bar gewählt.The gas in the filter arranged according to the invention can be atmospheric pressure to have. To optimize the selectivation measure according to the invention, the pressure can higher or lower than atmospheric pressure in the second filter. With special A pressure between 0.2 bar and 2 bar is advantageously chosen.
Ein Fotometer mit einem Strahlengang, das gemäß der Erfindung ausgebildet wird, wird anhand der Zeichnung näher erläutert: Fig. 1 gibt den Stand der Technik wieder.A photometer with a beam path designed according to the invention is explained in more detail with reference to the drawing: Fig. 1 shows the prior art again.
Fig. 2 und Fig. 3 geben zwei Ausführungsformen des Fotometers gemäß der Erfindung wieder.Fig. 2 and Fig. 3 give two embodiments of the photometer according to of the invention again.
Das bekannte Fotometer gemäß Figur 1 arbeitet nach dem üblichen Verfahren der Gasfilterkorrelation. Die Lichtquelle 1 sendet die Strahlen 2 in die Meßküvette 3, die von dem zu messenden Gas durchströmt wird. Das Meßgas wird durch die Stutzen 4 bzw. 5 zu- bzw. abgeleitet. Nach Verlassen der Meßküvette treffen sie auf den Empfänger 6. Die Meßküvette ist an beiden Enden mit den strahlungsdurchlässigen Fenstern 7 und 8 versehen.The known photometer according to FIG. 1 operates according to the usual method the gas filter correlation. The light source 1 sends the rays 2 into the measuring cell 3 through which the gas to be measured flows. The gas to be measured is fed through the nozzle 4 or 5 supplied or derived. After leaving the measuring cuvette you will encounter the Receiver 6. Both ends of the measuring cuvette are radiolucent Windows 7 and 8 provided.
Die Sensitivierung auf die zu messende Komponente erfolgt durch die Füllung des Gasfilters 9. Die Füllung besteht aus der Meßkomponente oder aus einem Gasgemisch, das die Meßkomponente enthält. Das Gasfilter 9 sitzt in einer Öffnung 10 des umlaufenden Blendenrades 11, das diametral zu dem Gasfilter 9 eine zweite Öffnung 12 besitzt. Anstelle der zweiten Öffnung 12 können auch mehrere Öffnungen in dem Blendenrad vorgesehen sein.The component to be measured is sensitized by the Filling of the gas filter 9. The filling consists of the measuring component or one Gas mixture that contains the measuring component. The gas filter 9 sits in an opening 10 of the rotating aperture wheel 11, which is diametrically to the gas filter 9 a second Has opening 12. Instead of the second opening 12, several openings can also be used be provided in the aperture wheel.
Bei der wiedergegebenen Stellung des Blendenrades 11 entsteht das Vergleichssignal im Empfänger 6. Das Vergleichssignal wird infolge der Vorabsorption durch das Gasfilter 9 durch die verbleibenden die Meßküvertte 3 durchlaufenden Anteile der Strahlen 2 gebildet.In the position of the aperture wheel 11 shown, this occurs Comparison signal in the receiver 6. The comparison signal is due to the pre-absorption through the gas filter 9 through the remaining portions passing through the measuring envelope 3 of rays 2 formed.
Das Meßsignal entsteht, wenn sich das Blendenrad 11 um 1800 um die Welle 13 gedreht hat, so daß der Lichtstrahl 2 durch die Öffnung 12 hindurch in die Meßküvette 3 gelangen kann. The measurement signal arises when the aperture wheel 11 is 1800 to the Has rotated shaft 13 so that the light beam 2 through the opening 12 in the measuring cuvette 3 can reach.
Wenn in der bekannten Anordnung ein Gasgemisch gemessen wird, das außer der Meßkomponente eine Störkomponente enthält, dessen Absorptionsspektrum sich mit dem Absorptionsspektrum der Meßkomponente überlappt, ergibt sich eine Störanzeige, die je nach Überlappung positiv oder negativ sein kann. If a gas mixture is measured in the known arrangement that in addition to the measuring component contains an interfering component, its absorption spectrum overlaps with the absorption spectrum of the measuring component, an error display results, which can be positive or negative depending on the overlap.
Der Einfluß einer solchen Störkomponente, sofern er positiv ist, wird bei dem Fotometer nach Figur 2 erfindungsgemäß dadurch beseitigt bzw. stark reduziert, daß in die zweite Öffnung 12 des Blendenrades 11 ein Gasfilter 14 eingesetzt ist, das mit der Störkomponente gefüllt ist oder mit einem Gemisch, das die Störkomponente enthält. Im übrigen ist das Fotometer im Prinzip so aufgebaut wie das Fotometer gemäß Figur 1. The influence of such an interfering component, if it is positive, is thereby eliminated or strong in the photometer according to the invention according to the invention reduced that in the second opening 12 of the aperture wheel 11, a gas filter 14 is used that is filled with the interfering component or with a mixture that is the interfering component contains. Otherwise, the photometer is basically constructed in the same way as the photometer according to Figure 1.
Wie Figur 3 erkennen läßt, kann auch ein mit der Störkomponente oder mit einem die Störkomponente enthaltenden Gemisch gefülltes Gasfilter 15 in Richtung des Strahles 2 hinter der Selektivierungsküvette 9 auf dem Blendenrad angeordnet sein. As can be seen in FIG. 3, an interfering component or with a mixture containing the interfering component filled gas filter 15 in the direction of the beam 2 arranged behind the selectivation cuvette 9 on the aperture wheel be.
In diesem Falle handelt es sich darum, einen negativen Störgaseinfluß zu unterdrücken. In this case it is a question of a negative influence of interfering gas to suppress.
In Abhängigkeit von den jeweiligen Absorptionsverhältnissen werden die physikalischen Bedingungen wie Druck, Konzentration und Art der Begleitgase festgelegt. Depending on the respective absorption ratios the physical conditions such as pressure, concentration and type of associated gases set.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht in der Anwendung zur Beseitigung des Einflusses eines Störgases beschränkt und nicht auf den Fall, daß nur ein Meßgas zu analysieren ist.The measures according to the invention are not used for elimination limited to the influence of an interfering gas and not to the case that only one measurement gas is to be analyzed.
Soll ein Meßgas analysiert werden bei Vorhandensein mehrerer Störkomponenten, so enthält das zweite Gasfilter 14 bzw. 15 eine Mischung dieser Störkomponenten. Es ist aber auch möglich, diese Störkomponenten nach Arten getrennt auf mehrere auf dem Blendenrad 11 angeordnete zusätzliche Filter 14 bzw.If a measuring gas is to be analyzed in the presence of several interfering components, so the second gas filter 14 or 15 contains a mixture of these interfering components. But it is also possible to separate these interfering components into several types additional filters 14 or
15 zu verteilen. Dies gilt analog für den Fall, daß eine Mehrkomponentenanalyse.durchgeführt werden soll. Hierbei ist für jede Meßkomnonente eine Selektivierungsküvette 9 auf dem Blendenrad 11 angebracht. Die Zuordnung der Selektivierungsküvetten 9 zu den Gasfiltern 14 erfolgt durch eine elektronische Einrichtung.15 to distribute. This also applies in the event that a multi-component analysis is carried out shall be. A selectivation cuvette 9 is open for each measurement component the aperture wheel 11 attached. The assignment of the selectivation cuvettes 9 to the Gas filters 14 are carried out by an electronic device.
Wegen des nichtlinearen Verlaufes der Absorptionskurve nach Lambert-Beer gelingt im allgemeinen die Kompensation exakt nur in einem Kurvenpunkt. In der Praxis stört die verbleibende Querempfindlichkeit außerhalb dieses Kurvenpunktes jedoch nicht.Because of the non-linear course of the absorption curve according to Lambert-Beer In general, the compensation succeeds exactly in only one point on the curve. In practice however, disturbs the remaining cross-sensitivity outside this curve point not.
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