CN102362180A - 用于确定液滴数目的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于特别地在用于分析器的高温分解器件中确定以特定滴液频率计量供应到反应器(5)中的液滴的数目的方法。气体流流过反应器(5)并且在反应器(5)中的温度高于液体的沸点温度。经计量供应到反应器(5)中的液滴、特别地与反应器(5)内的表面形成接触的液滴，由于热传递，随着将其引入反应器中，特别地即刻地随着它与反应器(5)内的表面接触而至少部分地转换成气相。利用高于滴液频率的扫描速率检测到取决于在反应器内的压力的压力信号(P_n)序列，并且根据压力信号序列或者由此推导出的值来确定所计量供应到反应器(5)中的液滴的数目。

Description

用于确定液滴数目的方法

技术领域

本发明涉及一种用于特别地在用于分析器的高温分解系统中确定以一定滴液频率计量的供应到反应器中的液滴的数目的方法。

背景技术

将液体逐滴地配量供应到反应器中例如在分析技术中扮演一定角色。频繁地，在这种应用中，分析物或者试剂需要被配量。液体的逐滴配量应该基本上实现将限定体积的物质引入反应器中的意图。

例如，一种对于废水分析而言重要的应用是确定在废水中的碳含量和/或氮含量例如TOC(总有机碳、总有机结合碳)或者TN_b(总氮、总结合氮)，在此情况下分析物将被逐滴地计量供应到反应器中。在用于确定这些参数的已知方法的情况下，例如，几百μl的小体积的液体样本被逐滴地供给到高温分解系统的反应器。在例如由形成为热解管的高温反应器提供的反应器中，有机组分被热分解为CO₂并且包含氮的组分被热分解为氮氧化物NO_x。首字母缩写词NO_x在这里代表在氮被以不同的程度氧化的情况下的氮氧化物的混合物，然而，该混合物以NO作为主要成分。在高温反应器中的分解中，出现了一种气体混合物，除了CO₂和NO_x，该气体混合物包含气态H₂O和在给定情况下在样本中包含的物质的其它热解和反应产物。该气体混合物借助于不变地流过反应器的载气(该载气通常也传送反应所需要的氧气)传输通过具有水分离器的冷却器、气体过滤器和分析单元。所发生的CO₂或者NO_x的量是例如通过红外测量或者通过化学发光测量确定的，并且由此，液体样本的TOC或者TN_b含量得以确定。

在高温分解系统中的支配性温度在操作期间显著地处于配量液体样本的沸点以上。在TOC或者TN_b确定的情况下，根据样本的分解是否补充性地得到催化剂支持，通常大约650℃直至1300℃的温度在反应器的内部中占据主导地位。与反应器的壁或者在反应器内存在的其它表面接触地，液体液滴在非常短的时间内达到沸点温度和分别地与在载气中包含的氧反应所要求的反应温度。因此，即刻地在配量之后，通过蒸发和/或通过形成气态反应产物，被配量供应到反应器中的液体液滴转换成气相。

在确定分析物浓度例如TOC或者TN_b值时，有必要准确地知道经计量供应到反应器中的样本液体的体积。特别地，在μl或者较低的ml范围内的小样本体积的情况下，有缺陷的计量能够导致所确认的分析物浓度相对实际上存在的分析物浓度的、不可忍受的偏离。例如如果假设400μl体积的水溶液对应于例如20个液滴，则在有缺陷的配量的情况下，在此情况下仅仅19个液滴经计量供应到反应器中，已经产生了被实际上配量的样本体积从预定的样本体积的、大约5％的偏差。

然而，例如通过在样本中包含的固体颗粒堵塞样本供应线路或者由于在将经计量的样本中的气泡，有缺陷的计量能够恰好在分析设备的自动化操作中一次又一次地发生。因此为了确保正确的分析结果，对于将样本计量供应到反应器中进行监视是令人期望的。

在灌输技术中，例如根据EP 237773A1，已知通过光学装置例如通过挡光板检测液滴，并且以此方式监视实际上配量了液体的多少液滴。然而这种设备在结构上是复杂的，并且特别地关于所描述的、在高温范围内的应用而言是难以实现的。即使当高温分解系统的反应器是透明的例如由石英玻璃形成并且挡光板被布置在热解管外侧时，对于将液滴配量供应到热解管中的这种监视也是不实际的，因为由于盐分沉积并且通过在高温下通过碱金属离子的影响引起的石英玻璃基质的局部结晶，石英玻璃的透明度在操作过程期间降低。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于确定经计量供应到反应器中的液体的液滴的数目的方法，该方法克服了现有技术的缺点。特别地，应该提供这样一种方法，利用该方法，经计量供应到反应器中的液体的液滴的数目能够被以高准确度确定，并且该方法特别地适合于其中在反应器中存在比液体的沸点温度高的温度的应用。

通过一种用于特别地在用于分析器的高温分解系统中确定以一定滴液频率计量供应到反应器中的液滴的数目的方法实现了该目的，

其中气体流流过该反应器，

并且其中在反应器中存在比液体的沸点温度高的温度，

并且其中特别地由于通过与在反应器内的表面接触而产生的热传递，特别地即刻地在与在反应器内的表面接触之后，随着进入反应器中，经计量供应到反应器中的液滴至少部分地、特别地完全地转换成气相，

其中，利用大于滴液频率的采样速率，取决于在反应器内的压力，记录压力信号序列，并且根据该压力信号序列或者根据由此推导出的值，确认经计量供应到反应器中的液滴的数目。

因为反应器的温度处于经计量液体的沸点温度以上，所以通过蒸发和/或通过形成气态反应产物，这种液体的液滴在进入反应器中之后即刻地转换成气相。特别地，在与反应器内的表面例如反应器的内壁或者在反应器中布置的插入件的表面接触的情况下，向液滴的热传递例如在小于0.3s内、特别地在小于0.1s内特别快速地发生，从而在与该表面接触之后即刻地，液滴转换成气相。在反应器内，能够设置一种插件，该插件包含松散材料(bulk good)，在其表面上，关于撞击的液滴，这种更快的热传递能够发生。液滴转换成气相导致在反应器内的压力的短期增加(以下被称作压力脉冲)。因为利用高于滴液频率(即每单位时间经计量供应到反应器中的液滴的数目)的采样速率记录压力信号序列，所以确保了利用液滴实现的每一个压力脉冲均在得以记录的压力信号序列中得到反映。因此，以此方式，能够以高准确度确定液滴计数，并且能够检测在将经计量的预定液滴计数与经计量液滴的实际数目之间的偏差。

能够利用优选地布置在气体流内的压力测量转换器记录压力信号。术语“布置在气体流内的压力测量转换器”指的是被布置在沿着气体流的流动路径的任何位置处的压力测量转换器。优选地，这个位置被选择为在反应器外，因为如与在反应器内相比，在那里较低的温度占据主导地位。在气体流路线中的流阻导致以下事实，即，在反应器内的压力变化也能够由在反应器外的气体流内布置的压力测量转换器例如在用于将气体流供应到反应器中的供应线路内布置的压力测量转换器检测到。

为了确认经计量供应到反应器中的液滴的数目，关于压力信号序列的当前压力信号(P_n)，通过与基本压力值(P_average)比较，能够确认与当前压力信号(P_n)相关联的压力变化(P_delta)，并且将压力变化(P_delta)与预定阈值相比较。基于比较结果，能够记录压力变化(P_delta)是否对应于通过将液滴计量供应到反应器中所产生的压力脉冲。

在这种情况下，能够使用在压力信号系列中在当前压力信号(P_n)前面的至少两个压力信号，利用平均值形成(average formation)、特别地利用滑动平均值形成来形成基本压力值(P_average)。例如，能够使用在开始样本计量之前在反应器中占据主导地位的压力，在该方法开始时设定基本压力值。在液体计量期间，跟随彼此的压力信号得以记录，并且在每一种情况下，均对于该序列中的、最近的压力信号加以考虑地利用滑动平均值形成调节基本压力值。

如果压力变化(P_delta)超过预定阈值，则能够对液滴到反应器中的计量加标记(tally)。为了记录液滴，例如在计数器中存储的、经计量供应到反应器中的液滴的数目能够被加一。

为了防止基本压力值P_average被太高地设定，在超过预定阈值的情况下，能够有利的是，不使用属于相应的、超过阈值的压力变化(P_delta)的当前压力信号(P_n)来计算基本压力值(P_average)。因为基本压力值P_average基本上对应于当滴液事件不存在时在反应器中占据主导地位的“背景压力”，所以它代表压力曲线的“零线”或者“基线”。结合了由于液滴而出现的压力脉冲所增加的压力信号因此将导致太高的基本压力值。在计算基本压力值P_average的情况下，例如利用低通滤波器，能够消除将不予考虑的、该序列的压力信号。

为了防止压力脉冲被多次地计数，在确定液滴计数时，能够有利的是，对于在属于与通过将液滴计量供应到反应器中实现的压力脉冲相关联的压力变化(P_delta)的压力信号(P_n)之后的预定时间窗口内记录的压力信号不加以考虑。为在这种当前压力信号P_n之后的压力信号确认的阈值超出因此应该不导致新的液滴计量的计数。在这种情况下，有利的是，使得所述时间窗口足够的宽，从而属于在时间窗口期满之后记录的第一当前压力信号的压力变化低于(subceed)预定阈值，或者降至预定阈值以下。这能够例如通过利用控制机构停止计数器经过时间窗口的持续时间而得以实现。可替代地，控制器还能够使得对于在时间窗口内新记录的压力信号，所描述的液滴计数方法不被执行，即特别地在信号值和基本压力值之间无任何差异形成并且同样无任何阈值比较得以执行。可替代地，替代时间窗口地，能够预定不应该为了确定液滴计数而加以考虑的多个压力信号。

本发明的主题进而是一种用于确定在液体样本中的分析物、特别地可氧化物质的浓度的方法，在此情况下，在前描述的、用于确定经计量供应到反应器中的液滴计数的方法形成一个或者多个方法步骤。这种用于确定液体样本中的分析物、特别地以可氧化物质形式的分析物的浓度的方法包括如下步骤：

-操作计量系统、特别地包括泵的计量系统，从而经由液体入口以一定滴液频率逐滴地将限定的液体量计量供应到分析设备、特别地包括高温分解系统的分析设备的反应器中，

其中气体流、特别地具有恒定体积流率的气体流流过反应器，并且其中在反应器中存在比液体的沸点温度高的温度，

并且其中即刻地在进入反应器中之后，特别地由于通过与在反应器内的表面接触而产生的热传递，特别地即刻地在与在反应器内的表面接触之后，液滴转换成气相；

-根据在前描述的方法确定经计量供应到反应器中的液体样本的液滴的数目；

-由此确认计量液体量；

-记录与分析物的量相关的测量变量；和

-根据测量变量和计量液体量确认分析物的浓度。

与分析物的量相关的测量信号能够例如是光学检测器诸如起初述及的红外或者化学发光检测器的信号。

例如，为了确认计量样本量，经计量供应到反应器中的液体样本的液滴的数目能够与参考值相比较。借助于例如从以前的参考测量已知的液滴体积，根据经计量供应到反应器中的液滴的数目，也可计算经计量液体的总体积。

能够在参考测量中确认参考值，在参考测量中，限定量的参考液体被逐滴地计量供应到反应器中，并且记录参考液体量的完整计量所需要的液滴的数目作为参考值。优选地即刻地在分析设备启动之后或者在分析设备的维护之后诸如、例如在清洁或者更换分析设备的构件之后，执行参考测量，因为这样所确认的参考值反映在用于参考液体量的完整计量的理想条件下需要的液滴的数目。

在当前确认的液滴计数相对参考值偏离超过预定阈值的情况下，能够输出报警。在这种情况下，该阈值优选地被如此限定，即，使得在超过阈值即实际上确认的液滴计数更大地相对参考值偏离的情况下，分析方法强烈地以如此方式退化，即，使得即使利用校正计算，也不能够关于所寻求的分析物浓度获得任何可靠的信息。报警的发出能够触发例如维护措施，诸如清洁液体入口或者更换分析设备的构件。

在当前确认的液滴计数相对参考值偏离低于预定阈值的情况下，例如在偏离仅仅一个或者极少数液滴的情况下，能够利用校正因子处理分析结果。例如，所确认的液滴计数和参考值的商能够参与校正因子。以此方式，被实际上计量供应到反应器中的液体量参与到分析物浓度的计算中，从而防止了在浓度计算中基于不正确的样本量的误差。

本发明进而包括一种用于确定液体样本中的分析物、特别地以可氧化物质形式的分析物的浓度的分析设备，

其中该设备包括计量系统、特别地包括泵的计量系统，该计量系统用于将液体样本逐滴地计量供应到用于分解液体样本并且形成气体混合物的高温分解系统中，

其中该高温分解系统具有反应器和用于传送载气的气体供应装置，该反应器带有用于液体样本的液体入口，并且该高温分解系统经由气体出口而与分析腔室连接，

其中在设备的操作期间，在气体入口和分析腔室之间形成载气的气体流，

其中沿气体流的方向，在分析腔室之前、特别地在用于将载气传送到反应器中的气体供应装置内布置压力测量转换器，

其中该压力测量转换器与控制单元耦接，该控制单元用于另外地处理由压力测量转换器输出的压力信号，并且

其中该控制单元包括用于执行以前描述的、用于确定经计量供应到反应器中的液滴计数的方法的装置。

该控制单元可以是中央控制单元，该中央控制单元控制分析设备的全部功能并且特别地控制或者执行在前描述的、用于确定液体样本中的分析物的浓度的方法。在这种情况下，该中央控制单元特别地控制该计量系统以逐滴地添加液体样本并且评价来自在分析腔室中布置的检测设备的信号。特别地，该中央控制单元计算分析结果并且输出该分析结果。然而，它还能够被具体体现为一种独立控制单元。

在反应器的气体出口和分析腔室之间，可以在气体流的流动路径中布置：用于从气体流去除固体颗粒的过滤器单元，以及用于从气体流冷凝水的冷凝单元。

该控制单元例如包括，

平均单元，该平均单元被具体体现为例如通过形成时间平均值或者滑动平均值而根据从压力测量转换器接收的压力信号序列确认基本压力值；

减法器，该减法器被具体体现为根据从压力测量转换器接收的当前压力信号并且根据基本压力值形成并且输出例如形式为差异信号的压力变化；

阈值检测器，该阈值检测器被具体体现为比较压力变化与预定阈值，并且在超过阈值的情况下向与阈值检测器连接的计数器输出信号，该计数器被设计成在接收到该信号时，将所存储的值加一。

该计数器能够包括复位功能，复位功能允许它在总液体样本的计量之后将代表经计量供应到反应器中的液滴计数的存储值复位为零。

该控制单元能够进而包括例如能够在其中存储参考值的存储器，该参考值代表在参考测量的情况下确认的液滴计数，在此情况下已知量的参考液体被逐滴地计量供应到反应器中。

全部地在这里和在以下描述的用于执行用于确定液滴数目的方法的控制单元的装置优选地被实现为微处理器的软件。然而，它们还能够至少部分地被以电子电路的形式实现。

附图说明

现在将基于在附图中示意的实施例的实例更加详细地解释本发明，在附图中的图如下地示出：

图1是用于液体样本分析的分析设备的概略表示；

图2是在计量液体样本的单个液滴的情况下在图1所示分析设备的反应器内的压力曲线；

图3是在计量液体样本的多个液滴和检测各个液滴的情况下在图1所示分析设备的反应器内的压力曲线；

图4是用于确定经计量供应到反应器中的液滴的数目的控制单元的概略表示。

具体实施方式

在用于确定液体样本例如废水样本的例如TOC或者TN_b含量的、在图1中示意的分析设备1的情况下，所述样本经由注射喷嘴3而被仅仅概略地示意的计量系统2供给到例如被以热解管的形式体现的反应器5。同时，经由另一传送线路7向反应器5供给含氧载气。在这里示出的实例中，反应器5包含插件9，插件9包含催化剂11，催化剂11支持液体样本与含氧载气反应。为了支持液体样本与载气反应，同样地，能够设定更高的、反应器5的内部温度。能够利用围绕反应器5的加热设备13设定反应器5的温度。反应区位于插件9的区域中，在反应区中，在操作期间，主要处于在650℃和1300℃之间的温度。可选地，在反应区内，在插件9中能够容纳被设置有通道15的、插件9的筛底保持的松散材料(未示出)。与反应器的内部中的表面例如与催化剂11的表面或者松散材料的表面接触，液体样本的液滴在非常短的时间内即在十分之几秒内，具体地在小于0.4s内加热至沸点或者反应温度并且被转换成气相。

在插件9之下，在反应器5内布置另一腔室17，在腔室17中，在操作期间，主要地处于比在反应区中更低的温度。气体出口19位于与注射喷嘴3相对的、反应器5(在操作期间沿着竖直方向指向)的下端处，气体出口19通向过滤器单元21的内部，从而在反应器5中产生的气体混合物能够随着载气经由通道15、腔室17和气体出口19流动到过滤器单元21中。过滤器单元21经由气体线路23与冷凝单元25连接。冷凝单元25用于将水与气体流分离并且因此在给定情况下设置有冷却器，从而加速水相对气体流的冷凝。经由线路27从分析设备1移除冷凝物。

沿着气体流的流动方向，在冷凝单元25后面布置可选的干燥单元31、进一步的过滤器33和分析腔室35。在分析腔室35中，在气体流中包含的分析物的反应产物例如CO₂和/或NO_x的含量得以确定。通常，红外测量布置例如红外检测器被用于确定CO₂含量。为了确定NO_x含量，通常应用化学发光检测器。在分析腔室35中记录的测量信号被供给到具有计算机例如微控制器或者微处理器的控制单元37，控制单元37基于测量信号确定在经计量供应到反应器5中的样本中的分析物的浓度。而且，控制单元37还控制用于将液体计量供应到反应器5中的计量系统2。

载气的整条流动路径相对于环境被密封，从而无任何气体能够从分析设备1离开。气体流通过分析腔室37的气体出口(未示出)从分析设备1离开。还能够可替代地在分析设备1的循环过程中经由气体供应线路7返回载气。在反应器5之后的、分析设备1的构件对于气体流构成流阻。以此方式，即使在气体供应线路7中检测反应器5的内部中的压力变化也是可能的，即，例如通过在反应器5内将经计量的液滴转换成气相实现的压力变化在气体供应线路7中实现了与之相关的压力变化。被布置在气体供应线路7中的压力测量转换器39记录在气体供应线路7中占据主导地位的压力并且将其转换成取决于、例如成比例地取决于这种压力的电信号(还被称作压力信号)。如在下面更加详细地解释地，根据这种压力信号的序列，能够推出关于在反应器5中的压力变化的信息。压力测量转换器39在它的输出侧上与控制单元37的输入连接，从而压力信号能够被传输到控制单元37。因为整条载气流动路径相对于环境密封，所以为了记录在反应器5内占据主导地位的压力，压力测量转换器39能够基本上被放置在沿着流动路径的任何位置处，例如在气体出口19的区域中或者在过滤器单元21内。然而，特别有利地，该位置在供应线路7内，因为在那里温度仍然是低的，例如接近室温。

经由注射喷嘴3而经计量供应到反应器5中的液体样本的液滴几乎即刻地在进入反应区中之后，特别地通过与热表面接触而产生的热传递而转换成气相。如果液体样本是除了水，还包含可氧化成分的水溶液，则例如所包含的水通过蒸发转换成气态H₂O，而可氧化成分诸如、例如有机碳或者含氮化合物与含氧载气反应以形成气态氧化物，诸如CO₂或者NO_x。这通过压力脉冲在反应器5内使得其自身变得明显，压力脉冲能够由在载气供应线路7中布置的压力测量转换器39记录。

图2作为实例示出根据在将液体液滴计量供应到反应器5中期间从压力测量转换器39输出的压力信号序列推导出的压力测量值的序列。图2的曲线图的横坐标以秒为单位示出时间，而以mbar为单位的压力在纵坐标上得以测量。菱形代表该序列的各个测量值。如能够根据测量值序列的曲线看到地，在0和5s之间的时间段中，在反应器中存在在1和刚好低于3mbar之间的、比较恒定的压力。在5s之后，液滴经计量供应到反应器中。这个事件实现了强烈地将随后的压力测量值增加为几乎11mbar的值。在8s之后，例如该压力已经完全地降回0.5到刚好低于2mbar之间的范围中的值。

图3示出在以大约8.6液滴/min的滴液频率(即每7s计量供应一个新的液滴)将九个液滴计量供应到反应器5中的情况下确认的压力测量值的序列。在所示曲线图的横坐标上绘制的是以分钟为单位的时间，并且在左侧的纵坐标上绘制的是如由压力传感器39测量的、以mbar为单位的压力。根据压力测量转换器39的压力信号推导出的各个测量值同样被以菱形形式呈现。

以在下面描述的方式，利用与压力测量转换器39耦接的控制单元37对于压力测量转换器39的压力信号序列进行评价(比较图4)：被压力测量转换器39转换并且在给定情况下被放大器41放大的传感器信号在给定情况下被以数字化形式转发到控制单元37。在每一个情况下，最后被记录的压力信号P_n在以下还被称作当前压力信号。控制单元37包括平均单元43，平均单元43例如以在预定时间窗口内记录的全部压力信号的滑动平均值的形式形成在当前记录的压力信号P_n前面的、该序列的至少特定数目的压力信号的时间平均值。同样地，替代该时间窗口，还能够预先确定在该系列中的、在当前压力信号前面的特定数目的压力信号。形成在当前压力信号P_n前面的该序列的压力信号的至少一部分的滑动平均值是与数字低通滤波器相当的。相应地，还能够应用其它相当的滤波器函数。如此获得的时间平均值形成对应于在反应器5中占据主导地位的基本压力的基本压力值P_average。基本压力值关于时间的曲线(短划线)形成在反应器5中占据主导地位的压力的“零线”或者“基线”类型。由于液滴转换成气相而引起的压力脉冲导致处于这条基线上方的、增加的压力。

基线在理想情况下基本平行于图3所示曲线图的横坐标延伸。然而，由液滴引起的、在反应器5内的压力增加在下一液滴的计量之前并不完全地降落是可能的。类似地，一种可能性在于，由于在样本气体流中的杂质，在过滤器单元21中，固体颗粒随着时间积聚。这些情况中的每一种均导致在反应器5中的基本压力逐渐地升高。为了知晓分析设备1的状态，因此能够利用控制单元37监视基本压力值P_average。如果基本压力值P_average例如超过预定阈值，则这可能是液体样本正被过于快速地计量或者需要更换被堵塞的过滤器的一种指示。在此情况下，能够输出报警，该报警触发维护操作的执行。

控制单元37进而包括减法器45，减法器45在输入侧上与压力测量转换器39和平均单元43耦接。该减法器根据分别的当前传感器信号P_n和基本压力值P_average形成差异信号，该差异信号对应于在当前记录的压力信号P_n和基本压力值P_average之间的压力变化P_delta。

阈值检测器47在它的输入侧上与减法器45的输出耦接，从而减法器45的差异信号P_delta能够被传输到阈值检测器47。阈值检测器47比较差异信号P_delta与可预先确定的阈值。阈值检测器47在它的输出侧上与计数器49连接。如果P_delta高于预定阈值，则这被解释成“滴液事件”。阈值检测器47相应地向计数器49输出信号，计数器49将在计数器49中存储的数字值增加一。如果相反P_delta低于阈值，则不向计数器49输出任何信号，从而在那里存储的数字值保持不变。在图3中，阈值检测器47的信号被标记为短划信号峰。

因为与各个液滴相关联的压力脉冲仅仅在该序列的、一个接一个的多个压力信号之后下降，所以存在以下可能性，即，对于每一压力脉冲，并非仅仅单个的，而是相反，一个接一个的多个压力信号或者它们的相关联的、在当前记录信号和基本压力值之间的差异信号P_delta导致超过阈值。为了防止单个脉冲被多次地计数，该控制单元包括一种功能，该功能即刻地在超过阈值之后停止激活阈值检测器47一段预定的时间间隔，例如典型的压力脉冲升降时间长度，例如在图2的实例中的2s。该时间间隔有利地至少被如此选择，使得属于在时间窗口期满之后记录的第一当前压力信号的压力变化P_delta可靠地低于(subceed)预定阈值，或者降至低于预定阈值。

图3示出在本实例中通过形成滑动平均值确认的基本压力值P_average的曲线(作为短划线呈现)。当属于压力脉冲的压力信号参与基本压力值P_average的计算时，相应地在每一个新的压力脉冲的情况下产生了基本压力值P_average的极值。因此在基本压力值P_average的计算中不包括阈值检测器47为其确定在基本压力值和压力信号之间的差异信号超过阈值的那些压力信号能够是有益的。以此方式，压力脉冲被更加可靠地检测为差异信号P_delta超过阈值。

以下使用利用在图1中示意的分析设备1确定TOC的实例描述了一种用于确定液体样本中的分析物的浓度的方法。

首先，执行参考测量，在此情况下，在理想条件下，例如即刻地在设备维护和清洁之后，已知量的参考液体被逐滴地计量供应到反应器5中，关于影响液滴体积的性质诸如粘度、密度或者表面张力，该参考液体与将在分析操作中被检查的液体样本基本相同。在液体样本是废水样本的情况下，参考液体例如是一种标准物质已经被混合到其中的正被讨论的废水的样本。

例如，利用结合图3和4描述的计数方法确认计量参考液体需要的液滴数目。这个值为在以后的测量用作参考值并且能够被存储在控制单元37的存储器(未示出)中。

在分析操作中，控制单元37启动将液体样本逐滴地计量供应到反应器5中。为此，它向计量系统2发出相应的命令。同时，控制单元37利用复位功能将计数器49设为零并且激活阈值检测器47。即刻地在开始液体样本的计量之前，基本压力值P_average被设为代表在开始样本的计量之前在反应器内占据主导地位的压力的值。

在开始计量之后，执行用于确定液滴的计量数目的、以前描述的计数方法。随着载气流，分析物的氧化物产物，在本实例中为CO₂，进入包括检测器、这里为红外检测器的分析腔室35，该检测器向控制单元37输出取决于气体流的CO₂含量的信号。控制单元37根据红外检测器的信号确认在气体流中包含的CO₂的量，并且由此确认分析结果，这里为CO₂含量。

在控制单元37已经结束液体样本的计量之后，计数方法也结束。这时将计数器49中存储的值与从参考测量获得的参考值相比较。如果，在这种情况下，在参考值和所确认的液滴计数之间没有检测到任何偏差，则作为分析结果输出由控制单元37确认的CO₂含量。

如果相反在参考值和所确认的、实际上经计量供应到反应器5中的液滴计数之间检测到例如大于50％的、大的偏差，则输出报警。这个报警能够例如用于触发维护措施，例如清洁分析设备1或者更换分析设备1的构件。

如果在参考值和在计数器49中存储的值之间仅仅检测到小的偏差，例如几个液滴，则能够利用校正因子处理基于红外检测器的信号由控制单元37确认的CO₂含量，并且作为分析结果输出经校正的值。该校正因子实现了实际上在气体体积流中存在的样本的体积分数参与到气体流中存在的分析物含量的确定中。在最简单的情况下，该校正因子能够例如具有参考值和实际上计量的液滴计数的商的形式。

Claims (14)

1.一种特别地在用于分析器的高温分解系统中确定以一定滴液频率经计量供应到反应器(5)中的液滴的数目的方法，

其中气体流流过所述反应器(5)，

并且其中在所述反应器(5)中存在比液体的沸点温度高的温度，

并且其中特别地由于通过与在所述反应器(5)内的表面接触而产生的热传递，特别地即刻地在与在所述反应器(5)内的所述表面接触之后，随着进入所述反应器中，经计量供应到所述反应器(5)中的液滴至少部分地转换成气相，

其特征在于，利用大于所述滴液频率的采样速率，取决于在所述反应器内的压力，记录压力信号(P_n)的序列，并且根据所述压力信号的序列或者根据由此推导出的值，确认经计量供应到所述反应器(5)中的液滴的数目。

2.根据权利要求1的方法，

其中，为了根据所述压力信号的序列确认经计量供应到所述反应器(5)中的液滴的数目，将当前压力信号(P_n)与基本压力值(P_average)相比较，以确认与所述当前压力信号(P_n)相关联的压力变化(P_delta)，并且将所述压力变化(P_delta)与预定阈值比较，并且基于该比较的结果，记录所述压力变化(P_delta)是否对应于通过将液滴计量供应到所述反应器(5)中所产生的压力脉冲。

3.根据权利要求2的方法，

其中使用在所述压力信号的序列中在所述当前压力信号(P_n)前面的至少两个压力信号，通过平均值形成、特别地通过滑动平均值形成来形成所述基本压力值(P_average)。

4.根据权利要求2或者3之一的方法，

其中当所述压力变化(P_delta)超过所述预定阈值时，对将液滴计量供应到所述反应器(5)中作出记录，并且其中，为了记录液滴的计量，将所存储的、经计量供应到所述反应器(5)中的液滴的数目加一。

5.根据权利要求2到4之一的方法，

其中，在超过所述预定阈值的情况下，属于所述压力变化(P_delta)的所述压力信号(P_n)不用来计算所述基本压力值(P_average)。

6.根据权利要求2到5之一的方法，

其中，在超过所述预定阈值的情况下，随着所述当前压力信号(P_n)并且在预定时间窗口内记录的压力信号并不导致在液滴计数的确定中对液滴的计量的记录，其中，特别地，所述时间窗口被选择为足够宽，从而属于在所述时间窗口结束之后记录的第一压力信号的压力变化低于所述预定阈值，或者降至所述预定阈值以下。

7.一种用于确定液体样本中的分析物、特别地以可氧化物质形式的分析物的浓度的方法，包括如下步骤：

-操作计量系统(2)、特别地包括泵的计量系统，从而经由液体入口(3)以一定滴液频率逐滴地将限定量的液体计量供应到分析设备(1)、特别地包括高温分解系统的分析设备的反应器(5)中，

其中气体流流过所述反应器(5)，并且其中，在所述反应器(5)中存在比液体的沸点温度高的温度；

-使用根据权利要求1到6之一的方法确定经计量供应到所述反应器(5)中的所述液体样本的液滴的数目；

-由此确认经计量液体的量；

-记录与所述分析物的量相关的测量变量；和

-使用所述测量变量和所述经计量液体的量确认所述分析物的浓度。

8.根据权利要求7的方法，

其中，为了确认液体的经计量的量，将经计量供应到所述反应器(5)中的所述液体样本的液滴的数目与参考值相比较。

9.根据权利要求8的方法，

其中通过逐滴地将限定量的参考液体计量供应到所述反应器(5)中，并且记录参考液体的所述量的完整计量所需要的液滴数目作为参考值，而在参考测量中确认所述参考值，其中特别地即刻地在所述分析设备(1)的启动之后或者在所述分析设备(1)的维护之后，诸如，例如在清洁或者更换所述分析设备(1)的构件之后，执行所述参考测量。

10.根据权利要求8或者9之一的方法，

其中，一旦当前确认的液滴计数相对所述参考值偏离超过预定阈值，就输出报警。

11.根据权利要求8或者9之一的方法，

其中，一旦当前确认的液滴计数相对所述参考值偏离低于预定阈值，就利用校正因子处理分析物的所确认的浓度。

12.根据权利要求11的方法，

其中所确认的液滴计数和所述参考值的商参与到所述校正因子中。

13.一种用于确定在液体样本中的分析物，特别地以可氧化物质形式的分析物的浓度的分析设备(1)，

其中所述设备包括：

计量系统(2)、特别地包括泵的计量系统，所述计量系统用于将所述液体样本逐滴地计量供应到用于分解所述液体样本并且形成气体混合物的高温分解系统中；

其中所述高温分解系统具有反应器(5)和用于传送载气的气体供应装置(3)，所述反应器(5)带有用于所述液体样本的液体入口(2)，并且所述高温分解系统经由气体出口(19)而与分析腔室(35)连接；

其中在所述设备的操作期间，在所述气体入口(3)和所述分析腔室(35)之间形成载气的气体流；

其特征在于，

沿所述气体流的方向，在所述分析腔室(35)之前、特别地在用于传送所述载气的所述气体供应装置(3)内，布置压力测量转换器(39)，

其中所述压力测量转换器(39)与控制单元(37)耦接，所述控制单元(37)用于另外地处理由所述压力测量转换器(39)输出的压力信号，并且

其中所述控制单元(37)包括用于执行根据权利要求1到6之一的方法的装置。

14.根据权利要求13的分析设备(1)，

其中所述控制单元(37)的所述装置包括：

平均单元(43)，所述平均单元(43)被具体体现为例如通过形成时间平均值或者滑动平均值而根据从所述压力测量转换器(39)接收的压力信号(P_n)的序列确认基本压力值(P_average)；

减法器(45)，所述减法器(45)被具体体现为根据如从所述压力测量转换器(39)接收的当前压力信号和所述基本压力值(P_average)形成并且输出例如以差异信号形式的压力变化(P_delta)；和

阈值检测器(47)，所述阈值检测器(47)被具体体现为比较所述压力变化(P_delta)与预定阈值，并且在超过阈值的情况下，向与所述阈值检测器(47)连接的计数器(49)输出信号，其中所述计数器被设计成在接收到所述信号的情况下将所存储的值加一。

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