CH450010A - Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Analyse von Gasgemischen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Analyse von Gasgemischen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur quantitativen Analyse eines Gasgemisches auf seine Bestandteile, bei welchem ein Teil eines abgeschlossenen Probenvolumens nacheinander durch mindestens eine Proben- und mindestens eine Bezugskammer geleitet und zwischen Proben- und Bezugskammer wenigstens ein Bestandteil des Gemisches entfernt wird, und bei welchem eine physikalische Eigenschaft des Gemisches jeweils in der Proben- und Bezugskammer als Mass für die Menge des besagten Bestandteils in dem Gemisch verglichen wird.



   Ein übliches Verfahren zur Durchführung einer Elementenanalyse einer kleinen Probe einer organischen Verbindung besteht darin, die Probe in Gegenwart von Sauerstoff zu verbrennen und die Verbrennungsprodukte quantitativ zu analysieren, um die Mengen von Kohlendioxyd, Wasser und Stickstoff zu bestimmen, die gebildet werden. Die Mengen, die erzeugt werden, sind ein Mass jeweils für die Mengen an Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff in der untersuchten Probe. Die gebräuchlichste bekannte Methode zur Durchführung einer solchen Analyse war die, die Bestandteile mittels eines Trägergases in eine Wärmeleitfähigkeitszelle zu leiten. Die Strömungsgeschwindigkeit wurde auf einem konstanten Wert gehalten, und die Signalhöhe der Messvorrichtung änderte sich als Funktion der Zeit.

   Es war dann erforderlich, die Fläche unter jeder Signalspitze zu integrieren, um die Menge des gemessenen Verbrennungsproduktes zu bestimmen.



   Eine Verbesserung dieser bekannten Technik ist in einem Artikel von J.T. Clerc und W. Simon   ( < Limitations    of a Self-Integrating Method for the Simultaneous C, H and N Determination by Thermal Conductivity Measurement  in 7 Microchemical Journal 422 (1963) beschrieben worden. Bei der dort beschriebenen Methode wird eine selbstintegrierende Technik angewandt, welche ein evakuiertes System benutzt. Im Prinzip enthält das System ein Reservoir und eine Ausgleichskammer, die mittels hintereinandergeschalteter Trennvorrichtungen zur Entfernung nacheinander von Wasser, Kohlendioxyd und Stickstoff miteinander verbunden sind. Ein jeder Trennvorrichtung zugeordneter Detektor misst die Differenz der Wärmeleitfähigkeiten des in die Vorrichtung eintretenden und des daraus austretenden Gases als Mass für die Menge des darin aufgefangenen Verbrennungsproduktes.

   Das Reservoir, die Ausgleichskammer und die Trennvorrichtungen sind sämtlich innerhalb einer temperaturgeregelten Kammer eingeordnet. Bei der Durchführung einer Analyse wird das System zuerst evakuiert. Die Verbrennungsprodukte werden dann in ein Reservoir eingelassen, bis der Druck in dem Reservoir einen bestimmten vorgegebenen Wert erreicht. Dann wird ein Ventil am Auslass des Reservoirs geöffnet, so dass das darin enthaltene Gas durch die Trennvorrichtungen und Detektoren in das evakuierte Druckausgleichsgefäss gelangt. Wenn ein stationärer Zustand erreicht ist, wird das Ausgangssignal jedes Detektors als Anzeige der Menge des zugehörigen Verbrennungsproduktes abgelesen. Das ist eine integrierte Ablesung infolge der Tatsache, dass für jede Analyse ein festes Gasvolumen von geregeltem Druck und geregelter Temperatur benutzt wird.



   Die Clerc-Simon-Vorrichtung ist ein höchst wichtiger Fortschritt bei der mikrochemischen Bestimmung und vereinfacht Analysen erheblich, die früher schwierig und zeitraubend waren. Jedoch hat das System gewisse Mängel, und es wäre wünschenswert, diese zu beseitigen.



  Einige dieser Mängel ergeben sich aus der Tatsache, dass die Clerc-Simon-Vorrichtung evakuiert ist. Ein evakuiertes System ist von Natur aus in mancher Hinsicht mechanisch kompliziert. Das ist die Folge von Leckproblemen, die komplizierte Rohr- und Ventilanordnungen erforderlich machen. Auch hat es sich als schwierig erwiesen, die Thermistor-Detektoren, nachdem sie einem Vakuum ausgesetzt waren, zu stabilisieren. Das liegt wahrscheinlich an dem Vorhandensein von kleinen Sprüngen in dem Gasüberzug der Thermistorperlen. Die Elemente haben eine grosse Gleichgewichts-Zeitkonstante infolge der langsamen Diffusion des Gases innerhalb der Sprünge. Ein anderes Problem, das mit dem evakuierten System zusammenhängt, ergibt sich aus der   Tatsache, dass einer der gemessenen Bestandteile Wasser ist.

   Wasser ist eine Substanz, die fast immer auf Oberflächen von Gegenständen vorhanden ist, wenn nicht spezielle und kostspielige Trockentechniken angewandt werden. Ein Vakuum system sucht dieses Wasser von den Innenflächen des Gerätes abzulösen, so dass man eine falsche Wassermessung erhält. Ein anderes Problem hängt auch mit der Wassermessung zusammen. Wenn die Gase von dem Reservoir in das evakuierte Druck ausgleichsgefäss strömen, sinkt der Gasdruck und die Konzentration an Wasser steigt. Das liegt anscheinend an einer Verschiebung im Gleichgewicht zwischen dem Wasserdampf und dem an den Wänden der Apparatur adsorbierten Wasser. Das bringt natürlich Schwierigkeiten bei der Durchführung von genauen und reproduzierbaren Wassermessungen mit sich.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der vorliegenden Art zu schaffen, bei welcher ein Evakuieren der Apparatur nicht erforderlich ist.



   Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass das Probenvolumen bei einer bestimmten Temperatur und unter vorgegebenem Überdruck eingeschlossen und wenigstens zum Teil durch die   Proben- und    Bezugskammer in die Atmosphäre abströmt. Es wird somit unter Überdruck und nicht in einem evakuierten System gearbeitet.

   Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht aus von einer Anordnung mit Reservoirmitteln zum Auffangen eines abgemessenen Volumens des untersuchten Gasgemisches, Proben- und Bezugskammern, die strömungsmässig unter Zwischenschaltung von Mitteln zum Entfernen eines Gemischbestandteils in Reihe geschaltet sind, auf den Gemischbestandteil anzusprechen bestimmte, in den Proben- und Bezugskammern angeordnete Fühler und auf die Fühler ansprechende Mittel zum Anzeigen der Menge des entfernten Bestandteils und ist gekennzeichnet durch Mittel zum Zuführen von Druckmittel unter Überdruck zum Drücken des Gasgemisches in die besagten Reservoirmittel.



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschriebein:
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Analysenapparatur.



   Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen bei der Erfindung anwendbaren Probenhalter, und
Fig. 3a und 3b sind Kurven, welche gewisse Merkmale der Funktionsweise des Ausführungsbeispiels der Erfindung veranschaulichen.



   Ein abgemessenes Volumen eines Gasgemisches wird bei einer bestimmten Temperatur und einem   vorgegebe-    nen Überdruck eingeschlossen. Ein Teil des eingeschlossenen Volumens wird nacheinander über eine Probenund eine Bezugskammer in die Atmosphäre abgelassen.



  Zwischen Proben und Bezugskammer wird wenigstens ein Bestandteil aus dem Gemisch entfernt. Die physikalischen Eigenschaften des Gemisches in der Proben- und Bezugskammer werden dann verglichen, um die Menge der Komponente in dem Gemisch anzuzeigen.



   In Fig. 1 ist eine Apparatur mit einer Verbrennungsvorrichtung 10 und einem Ofen 12 mit geregelter Temperatur dargestellt. Die Verbrennungsvorrichtung weist ein Verbrennungsrohr 14 mit einem Einlassende auf, das mit einer abnehmbaren Endkappe 16 versehen ist. Die Temperatur des Verbrennungsrohres wird von einer (nicht dargestellten) Heizquelle geregelt. Das Einlassende des Verbrennungsrohres ist so angeordnet, dass es einen Probentiegel 18 aufnehmen kann, und das Auslassende ist mit einem Oxydationsmittel 20, beispielsweise Kupferoxyd oder Kobaltoxydul, gefüllt. Das Verbrennungsrohr 14 ist von einer elektrischen Heizspule 22 umgeben. Ein Gaseinlassrohr 24 ist mittels einer T-Verbindung sowohl mit einem Trägergaseinlassventil 26 als auch mit einem Sauerstoffeinlassventil 28 verbunden.

   Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Trägergas Helium und wird von einem Behälter 30 über einen Wäscher 32 und eine Leitung 34 geliefert. Der Sauerstoff wird von einem Sauerstoffbehälter 36 über einen ähnlichen Wäscher und eine Leitung 40 geliefert. Das Auslassende des Verbrennungsrohres 14 ist mit dem Einlass eines Reduktionsrohres 42 verbunden, das auch beheizt wird und einen geeigneten reduzierenden Stoff wie Kupfer 44 enthält.



  Das Auslassende des Reduktionsrohres 42 steht über ein geregeltes Ventil 46 und eine Leitung 48, die eine Strömungsdrossel 50 enthält, mit dem Einlass eines Reservoirs 52 in Verbindung. Am Ausgang des Ventils 46 ist auch ein Abblasventil 47 und ein Auslass 49 vorgesehen.



   Eine Leitung 54 verbindet das Reservoir 54 mit einem Ventil 58 über einen Druckschalter 56. Der Schalter 56 steuert die Arbeitsweise des Ventils 46, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Eine Leitung 60, die ein T-Stück enthält, verbindet das Ventil 58 sowohl mit einem Ventil 62 und dem Einlass eines langgestreckten Verzögerungsvolumen 64 in Form eines gewendelten Rohres. Der Auslass des Verzögerungsvolumens 64 geht auch zu einem T-Stück. Eine Seite dieses T-Stückes steht mit einem Auslass 70 über eine Strömungsdrossel 66 und ein Auslassventil 68 in Verbindung. Die andere Seite des T-Stückes ist mit einer Wassermesszelle 74 über eine Strömungsdrossel 72 verbunden. Die Wassermesszelle 74 gehört zu der Art, die Wärmeleitfähigkeit mittels einer Thermistor- oder Heizwendelbrücke misst. Die Zelle enthält eine Probenkammer 74a und eine Bezugskammer 74b.

   Die Probenkammer 74a und die Bezugskammer 74b sind mittels einer Wasserfalle 76 miteinander verbunden, die beispielsweise Mg   (Cl 04)    enthalten kann. In jeder Kammer ist ein anderer Zweig der Messbrücke angeordnet und steht mit dem dort hindurchgehenden Gas in Kontakt. Das entspricht gekannten Messtechniken.



   Eine Leitung 78 verbindet die Bezugskammer 74b mit der Probenkammer 80a einer Kohlendioxyd-Messzelle 80, die auch eine Bezugskammer enthält. Die Probenund Bezugskammern der Kohlendioxydmesszelle 80 sind mit einer Kohlendioxydfalle 82 verbunden, die beispielsweise Sodaasbest oder Lithiumhydroxyd enthalten kann.



   Eine Leitung 84 verbindet die Bezugskammer 80b mit der Probenkammer 86a einer Stickstoff-Messzelle 86, die auch eine ähnliche Bezugskammer 86b aufweist. Man erkennt, dass die Probenkammer 86 über einen Auslass 90 direkt abbläst. Die Bezugskammer wird über eine Leitung 92, die mit einer Sammelleitung 94 verbunden ist, direkt mit Trägergas versorgt. Die Sammelleitung liegt zwischen der Leitung 34 und dem Ventil 62. Das Trägergas, das durch die Probenkammer 86b tritt, wird über einen Auslass 96 abgeblasen. Die Messzellen 74, 80 und 86 sind bekannt und werden daher nicht weiter beschrieben. Der elektrische Ausgang jeder Zelle wird mittels der elektrischen Leitungen 98, 100, 102 auf einen gemeinsamen Schreiber 104 gegeben.



   Bei der vereinfachten Darstellung von Fig. 1 ist der Probentiegel direkt in dem Verbrennungsrohr 14 ruhend dargestellt. In der Praxis wäre das keine geeignete   Anordnung, da irgendwelche Mittel vorgesehen werden müssen, um den Tiegel über die durch die Heizspule 22 erzeugte Hochtemperaturzone hinauszubringen, ohne die Kappe 16 wieder zu öffnen. Das wird in üblicher Weise mittels des in Fig. 2 dargestellten Quarzrohres 106 getan.



  Das Rohr umschliesst einen kurzen Eisenstab 108 und ist so geformt, dass es an einem Ende eine Eindrückung 110 zur Aufnahme des Tiegels 18 und eine Kerbe 112 am anderen Ende aufweist, die leicht mit einer Zange ergriffen werden kann. Das Quarzrohr und der Tiegel 18 können innerhalb des Verbrennungsrohres 14 mittels eines auf den Eisenstab 108 wirkenden äusseren Magneten längs bewegt werden.



   Die Wirkungsweise der Vorrichtung von Fig. 1 kann am besten dadurch verstanden werden, dass die Analyse einer organischen Probe beschrieben wird. Vor dem Einführen der Probe wird die Vorrichtung in eine Bereitschaftsstellung gebracht, in welcher alle Teile gründlich mit Heliumgas gespült werden. In Fig. 1 besteht die Bereitschaftsstellung darum, dass die Ventile 26, 46 und 58 geöffnet sind. Die anderen Ventile bleiben geschlossen. Es ergibt sich somit ein ständiger Strom von Heliumgas in Vorwärtsrichtung durch das Verbrennungsrohr 14, das Reduktionsrohr 42, das Reservoir 52, das Verzögerungsvolumen 64 und über die verschiedenen Messzellen und heraus zum Auslass 90. Heliumgas spült auch die Bezugskammer 86b der Messzelle 86. Die Temperatur des Ofens 12 wird bei 700C thermostatisch geregelt.



   Die zu prüfende organische Probe wird dann in den Probentiegel 18 gebracht, der in dem Quarzrohr 106 angeordnet ist. Die Endkappe 16 wird von dem Verbrennungsrohr 14 abgenommen und das den Probentiegel enthaltende Quarzrohr eingeführt. Nachdem die Endkappe 16 wieder aufgesetzt ist, wird das System durch Öffnen der Ventile 47, 62 und 68 gereinigt. Das verursacht einen erhöhten Gasstrom durch das Verbrennungs- und Reduktionsrohr und auch durch das Verzögerungsvolumen 64 und die verschiedenen Messzellen. Zur gleichen Zeit wird das Reservoir zurückgespült. Dieser Zustand besteht annähernd 30 Sekunden lang, worauf das Ventil 68 schliesst und bewirkt, dass das Verzögerungsvolumen über die Messzellen abbläst. Danach schliesst Ventil 26 und Ventil 28 öffnet etwa 30 Sekunden lang und lässt Sauerstoff am Einlassende in das Verbrennungsrohr 14 eintreten.

   Das Quarzrohr wird dann in dem Verbrennungsrohr 14 einwärts geschoben, was bewirkt, dass der Probentiegel 18 jenseits der durch die Heizspule 22 gebildeten Hochtemperaturzone angeordnet wird. Das Ventil 28 schliesst. Die Temperaturen des Verbrennungsrohres 14 und des Reduktionsrohres 42 sind 9000C bzw.



     6500C.    Die Probe explodiert sofort und eine statische Verbrennung hält annähernd zwei Minuten an. Im Augenblick der anfänglichen Explosion ist das Ventil 46 ebenso wie Ventil 47 zum Auslass 49 hin offen. Das gestattet es dem Druck der Explosion stromab und zum Auslass 49 hinaus zu entweichen. Jedoch ist der Abstand zwischen der Verbrennungszone und dem Auslass gross genug, so dass die Verbrennungsprodukte nicht selbst entweichen. Das Ventil 46 schliesst zehn Sekunden, nachdem die Probe in die Verbrennungszone eingeführt ist   (d.h.    nachdem die Explosion vollendet ist). Das Oxydationsmittel 20 stellt eine reichliche Sauerstoffzufuhr sicher, und aller überschüssige freie Sauerstoff wird durch das Reduktionsmittel 44 entfernt.

   Nachdem die Verbrennung ungefähr 40 Sekunden fortgesetzt worden ist, wird das Ventil 58 geschlossen, um das Rückspülen des Reservoirs 52 zu unterbrechen. Eine Minute später schliesst das Ventil 47. Während der Zeitspanne zwischen dem Schliessen des Ventils 58 und dem Schliessen des Ventils 47 ist der Druck innerhalb des Reservoirs auf Atmosphärendruck abgesunken. Während dieser Zeitspanne wird auch die Verdampfungsspirale 22 erregt und erhöht die Temperatur der Wandung des Verbrennungsrohres für eine Minute auf annähernd 10000C, um alles Kondensat schnell von der Wandung in Dampfform zu bringen. Kurz nachdem das Ventil 47 geschlossen ist, werden die Ventile 26 und 46 geöffnet und somit reines Helium am Einlassende des Verbrennungsrohres 14 eingelassen und die Verbrennungsprodukte in das Reservoir 52 gedrückt.

   Diese Strömung hält an bis das Reservoir mit den Verbrennungsprodukten bis zu einem Druck von 1500mm Quecksilber gefüllt ist. Daraufhin wird der Druckschalter 56 betätigt und schliesst das Ventil 46. In diesem Punkt enthält das Reservoir 52, wie man sieht, eine Gasprobe von vorgegebenem Druck, Volumen und vorgegebener Temperatur.



   Es wird jetzt ein kurzer Zeitraum eingeschaltet, während dessen die Gase in dem Reservoir sich mischen können. Dieser Zeitraum kann beispielsweise eine Minute und zwanzig Sekunden betragen. Während dieser Zeit kann der Schreiber 104 eingeschaltet und das Ausgangssignal der Messzellen 74, 80, 86 auf null justiert werden.



  Nach dem Nullstellvorgang, und nachdem die Probe sich in dem Reservoir 52 gründlich durchmischen konnte, wird das Ventil 62 geschlossen und das Ventil 68 geöffnet. Das Ventil 58 öffnet dann und der Druck im Reservoir 52 drückt die darin enthaltenen Gase hinaus durch das Verzögerungsvolumen 64 und lässt einen Teil dieser Gase aus dem Auslass entweichen. Das setzt sich annähernd eine Minute und zwanzig Sekunden lang fort, worauf die Ventile 58, 68 beide schliessen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sinkt die Geschwindigkeit der Gasströmung durch das Verzögerungsvolumen 64 auf null, bevor die Ventile 58 und 68 schliessen.



  Jedoch ist das nicht eine notwendige Bedingung. Kurz danach öffnet das Ventil 62, so dass reines Heliumgas in das Verzögerungsvolumen 64 zu strömen beginnt und die restliche Probe nacheinander durch die Messzellen und Fallen drückt. Man lässt jetzt eine gewisse Zeit verstreichen, damit die verschiedenen Messzellen ins Gleichgewicht gelangen können.



   Man sieht, dass Wasser das erste Produkt ist, das durch die Falle 76 entfernt wird. Es ist notwendig, das Wasser zuerst zu entfernen, um die restlichen Messungen erfolgreich durchführen zu können. Da jedoch die Wasser-Messzelle die längste Zeit benötigt, um ins Gleichgewicht zu kommen, wird die Ausgangsablesung dieser Zelle tatsächlich als letzte aufgezeichnet. Nach Durchgang durch die Wassermesszelle 74 tritt die Probe durch die Kohlendioxydzelle 80, wobei das Kohlendioxyd von der Falle 82 entfernt wird. Da die Gase, die zu messen sind, die Verbrennungsprodukte eines organischen Materials sind, ist im wesentlichen der einzige nach Entfernung von Wasser und Kohlendioxyd übrigbleibende Bestandteil Stickstoff. Demgemäss wird der restliche Stickstoff direkt durch die Probenkammer 86a geleitet und direkt in die Atmosphäre abgelassen.

   Die Messung des Stickstoffs erfolgt durch direkten Vergleich mit Helium, das durch die Bezugskammer 86b tritt.



   Die Ablesungen der Zellen werden aufgezeichnet, während die Gase weiter durch sie hindurchtreten. Da die Stickstoffanzeige die stabilste ist, wird sie zuerst aufgezeichnet und liefert eine Bande auf dem Schreibstreifen.  



  Dann wird die Kohlendioxydbande aufgezeichnet und danach die Wasserbande. Wenn diese Messungen einmal aufgezeichnet sind, kehrt die Apparatur wieder in die Bereitschaftsstellung zurück, die zu Beginn dieses Abschnittes beschrieben wurde. Das bewirkt, dass alles übrige Material in der Apparatur vor der nächsten Analyse hinausgespült wird.



   Man sieht, dass bei dem beschriebenen Verfahren die selbstintegrierenden Merkmale der Clerc-Simon-Vorrichtung beibehalten. aber die Nachteile eines Vakuumbetriebes vermieden werden. Das ergibt sich aus der Verwendung eines Reservoirs, das anfangs mit Atmosphärendruck in Bezug gesetzt und dann mit Gas einer geregelten Temperatur auf einen vorgegebenen Überdruck aufgefüllt wird. Nach Entspannen des Gases auf Atmosphärendruck über die   Messzellen    liefern die Ausgangssignale der Messzellen eine selbstintegrierende Bestimmung des Volumens jedes gemessenen Bestandteils.



   Zusätzlich sind einige Massnahmen getroffen worden, um die Probleme zu lösen, die durch die Gleichgewichtsverschiebung zwischen dem Wasserdampf und dem an den Wänden der Apparatur adsorbierten Wasser hervorgerufen werden, wenn das Gas aus dem unter Druck stehenden Reservoir 52 über die Messzellen expandiert wird. Das wird erreicht, indem in den Strömungsweg das Verzögerungsvolumen 64 eingeschaltet ist. Der Zweck dieses Volumens ist der, einen geringen Teil des Gases, das in dem Reservoir 52 enthalten ist, als Probe entnehmen zu können. während es gestattet ist, die Messung über einen längeren Zeitraum hinweg durchzuführen.



  Wie man sehen wird, ist das analog zu einer Dehnung des Abszissenmassstabs. Beispielsweise ist Fig. 3a eine Kurve, welche die Änderung der Wasserkonzentration mit der Zeit darstellt, wie sie normalerweise auftreten würde, wenn die in dem Reservoir 52 eingeschlossenen Gase in die Messzellen expandieren könnten. Der allmähliche Konzentrationsanstieg, wenn die Gase im Reservoir in das Verzögerungsvolumen 64 expandieren, liegt an einem Anstieg des Dampfdruckes des Wassers, wenn der Druck in dem Volumen vermindert wird   (d.h.    das Gleichgewicht zwischen dem adsorbierten Wasser an den Wänden des Systems und dem Wasserdampf in dem Gasgemisch verschiebt sich). In der Kurve ist eine 30-Sekunden Periode angezeigt, während welcher die Konzentration von Wasser relativ stabil ist. Nur dieser Teil der Gasprobe wird in dem Verzögerungsvolumen 64 aufgefangen.



  Danach wird es ausgelesen und im wesentlichen über einen Zeitraum von zwei Minuten gemittelt und im Gleichgewicht gehalten, wie das in Fig. 3b dargestellt ist.



  Das wird innerhalb der Wassermesszelle 74 bewerkstelligt. Ein anderer Vorteil ergibt sich aus der zusätzlichen Durchmischung, die eintritt, wenn die Probe aus dem Reservoir 52 in das Verzögerungsvolumen 64 abgeblasen wird. Eine gewisse zusätzliche Durchmischung infolge Diffusion wird wegen des schnellen Durchtritts des Gases durch das Verzögerungsvolumen bewirkt.



   Bei einer tatsächlichen Ausführungsform der Erfindung werden die Heizungs- und die Ventilbetätigung automatisch durch geeignete Kurvenscheiben gesteuert.



  Es ist selbstverständlich, dass diese Funktion auch von Hand oder durch andere mechanische oder elektrische Mittel gesteuert werden können.



   Obwohl es augenscheinlich ist, dass eine Anzahl Abwandlungen der Erfindung vorgenommen werden können, so hat aber bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung das Reservoir 52 ein Volumen von 300 Kubikzentimeter und das Verzögerungsvolumen hat eine Kapazität von 150 Kubikzentimeter. Die Länge des Verzögerungsvolumens ist dabei 366 Zentimeter und sein Durchmesser ist 0,94 Zentimeter. Das hat sich als nützlich erwiesen bei einer Strömung durch die Messzelle von 30 Kubikzentimetern pro Minute und einer Auslesezeit von zwei Minuten.



   Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung eine Beobachtung einer Wasserkonzentration in einem stationären Zustand mit geringstmöglicher Wasserkondensation gestattet. Das wird erreicht durch das Probenahmesystem, das bei konstantem Druck und konstanter Strömung arbeitet und welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein langgestrecktes   Verzögerungsvolumen    benutzt. Es ist jedoch auch einleuchtend, dass ähnliche Ergebnisse gegebenenfalls mit Zylindern mit einem durch Kolben gesteuerten veränderbaren Volumen erzielt werden können. Andere Abwandlungen liegen für den Fachmann auf der Hand.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur quantitativen Analyse eines Gasgemisches auf seine Bestandteile, bei welchem ein Teil eines abgeschlossenen Probenvolumens nacheinander durch mindestens eine Proben- und mindestens eine Bezugskammer geleitet und zwischen Proben- und Bezugskammer wenigstens ein Bestandteil des Gemisches entfernt wird, und bei welchem eine physikalische Eigenschaft des Gemisches jeweils in der Proben- und Bezugskammer als Mass für die Menge des besagten Bestandteils in dem Gemisch verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenvolumen bei einer bestimmten Temperatur und unter vorgegebenem Überdruck eingeschlossen und wenigstens zum Teil durch die Proben (74a)- und Bezugskammer in die Atmosphäre abströmt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenvolumen nacheinander durch mehrere Paare von Proben- und Bezugskammern (74, 80, 86) geleitet wird und zwischen Proben- und Bezugskammer jedes Paares ein anderer Gemischbestandteil entfernt wird.

   2. Verfahren nach Unteranspruch 1, zur quantitativen Analyse eines Gasgemisches aus den Verbrennungsprodukten einer organischen Substanz auf Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff, dadurch gekennzeichnet, dass eine Probe der besagten Substanz in Gegenwart von Sauerstoff verbrannt und ein Gasgemisch der Verbrennungsprodukte erzeugt wird, dass unter vorgegebenem Überdruck das Gasgemisch in ein Reservoir (52) gedrückt wird, und dass wenigstens ein Teil des besagten Gemisches nacheinander durch eine Wasser-Messzelle (74), eine Kohlendioxyd-Messzelle (80) und eine Stickstoff-Messzelle (86) geleitet wird, wobei zwischen Proben- und Bezugskammer der Wasser- und der Kohlendioxyd-Messzellen jeweils das Wasser bzw. Kohlendioxyd entfernt wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des abgemessenen Probenvolumens über ein Verzögerungsvolumen in die Atmosphäre abgeblasen und ein restlicher Teil des Probenvolumens in dem Verzögerungsvolumen aufgefangen und dann nacheinander durch wenigstens ein Paar von Proben- und Bezugskammer gedrückt wird.

   PATENTANSPRUCH II Apparatur zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, mit ReServoirmitteln zum Auffangen eines abgemessenen Volumens des untersuchten Gasgemisches, Proben- und Bezugskammern, die strömungsmässig unter Zwischenschaltung von Mitteln zum Entfernen eines Gemischbestandteils in Reihe geschaltet sind, auf den Gemischbestandteil anzusprechen bestimmte, in den Proben- und Bezugskammern angeordnete Fühler und auf die Fühler ansprechende Mittel zum Anzeigen der Menge des entfernten Bestandteils, gekennzeichnet durch Mittel zum Zuführen von Druckmittel unter Überdruck, zum Drücken des Gasgemisches in die besag- ten Reservoirmittel (52).

   UNTERANSPRüCHE 4. Apparatur nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine erste Druckmittelleitung (34) zum Drücken des Gasgemisches in das Reservoir (52), ein Verzögerungsvolumen (64) mit einem Einlass- und einem Auslassende, dessen Einlassende mit dem Reservoir (52) verbunden ist, und dessen Ausgang mit Proben- und Bezugskammern (74a bzw. 74b) verbunden ist; und eine zweite Druckmittelleitung (94), die mit dem Einlassende des besagten Verzögerungsvolumens (64) verbunden ist, um das darin enthaltene Gasgemisch durch Proben- und Bezugskammern zu treiben.

   5. Apparatur nach Patentanspruch II, zur Durchführung des Verfahrens nach Unteranspruch 2, gekennzeichnet durch eine geschlossene, heizbare Verbrennungskammer (14), Mittel (36) zum Einleiten von Sauerstoff in die Verbrennungskammer (14), ein temperaturgeregeltes Reservoir (52), zur Aufnahme von Verbrennungsprodukten aus der Verbrennungskammer (14), Inertgas-Zufuhrmittel (30) zum Drücken der Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskammer (14) in das Reservoir (52), ein langgestrecktes Verzögerungsvolumen (64) mit einem ersten Ende, das wahlweise mit dem Reservoir (52) und den Inertgas-Zufuhrmitteln (30, 94) verbindbar ist, und einem zweiten Ende, Mittel (74, 80, 86) zum Feststellen der Bestandteile der Verbrennungsprodukte, die mit dem zweiten Ende des Verzögerungsvolumens (64) verbunden sind, und Auslassmittel (70),

   die wahlweise an das zweite Ende des Verzögerungsvolumens anschliessbar sind.