CN107870212A - 用于检测有机化合物的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测有机化合物的装置（1），包括小型化的火焰电离探测器（2）及用于产生氢和氧的电解器，所述火焰电离探测器带有用于试样气体的分析的燃烧腔室（3）、用于所述燃烧腔室（3）的至少一个氧输入线路（4）和用于所述燃烧腔室（3）的至少一个氢输入线路（5）。说明一种用于移动地检测有机化合物的、具有小的维护消耗及提供高的可靠性的装置的任务通过如下方式来解决，即将所述电解器设计为PEM电解器（6）。

Description

用于检测有机化合物的装置

技术领域

本发明涉及用于检测（Nachweis）有机化合物的装置，包括小型化的火焰电离探测器及用于产生氢和氧的电解器（Elektrolyseur），所述火焰电离探测器带有用于试样气体的分析的燃烧腔室、带有用于（zur，有时称为通向）所述燃烧腔室的至少一个氧输入线路和带有用于所述燃烧腔室的至少一个氢输入线路。

背景技术

为了检测有机化合物、尤其是含烃的化合物，火焰电离探测器的使用由现有技术已知。火焰电离探测器的探测原理基于测量爆鸣气体火焰（Knallgasflamme）的导电能力，其通过含烃的化合物的供应而提高。详细地，将待分析的试样气体与可燃气体、优选氢进行混合并且不仅将气体混合物而且将氧化剂、优选氧或空气供应给燃烧腔室。在所述燃烧腔室中，所述试样气体在布置在两个电极之间的爆鸣气体火焰中被电离并且离子流（Ionenstrom）作为用于在所述试样气体中的烃的浓度的度量（Maß）被测量。为此，在所述电极处施加有直流电压。

特别地，火焰电离探测器例如用于检验气体线路的密封度的移动（mobile）使用以及作为现场仪器（Feldgeräte）的使用在实践中是特别重要的。由此已知的是，将火焰电离探测器设计成小型化的结构（Ausführung）。

此外同样由现有技术已知的是，为了产生氢作为可燃气体或氧作为氧化剂而使用水溶液（wässrigen Lösungen）的电解。因此（In der Folge）能够放弃不便于使用的贮气瓶，所述贮气瓶尤其还仅仅提供受限制的量的氢。

文献EP 2 447 716 A1公开一种用于检测有机化合物的装置，包括小型化的火焰电离探测器，所述火焰电离探测器由于其小的尺寸而能够特别多样化地得到使用。氢和氧的产生例如借助于水溶液的电解来进行。在小型化的火焰电离探测器与氢或氧借助于电解的产生的组合方面不利的是，包含在所述水溶液中的电解质（Elektrolyte）、尤其是盐沉淀在所述火焰电离探测器的小型化的通道中并且由于晶化而堵塞所述通道。这引起必须对相应的装置频繁地进行清洁或必须执行消耗的过滤，此外，不能够保证无缺陷的（einwandfreier）运行。

发明内容

由此，本发明的任务是说明一种用于检测有机化合物的装置，所述装置适用于作为现场仪器的使用并且所述装置具有小的维护消耗及提供高的可靠性。

根据本发明的第一教导，之前所提及的任务通过开头所提及的装置通过以下方式来解决，即所述电解器设计为PEM电解器，即设计为带有质子交换膜片（PEM = protonexchange membrane）的电解器。在此，所述质子交换膜片优选由经界定的厚度的导引离子的膜片、在两侧分离的（abgeschiedenen）电极以及由布置在所述电极之上的气体扩散层构成。

氢和氧借助于PEM电解器的产生基于蒸馏水到氧以及到正氢离子的分裂来发生。所述氢离子通过所述膜片扩散并且在所述膜片的另外的侧处与电子组合成氢。以这种方式，氢和氧彼此分离地产生并且直接可供用于继续导引（Weiterleitung）到所述火焰电离探测器处。根据本发明认识到，氢或氧借助于PEM电解的产生对于利用小型化的火焰电离探测器进行检测而言是特别有利的，因为所述氢或氧输入线路与传统的电解的使用相反地不发生堵塞。由此根据本发明的装置具有如下优点，即所述装置仅仅具有小的维护消耗并且同时保证特别可靠的运行。

根据优选的第一设计方案，所述氧和氢输入线路如下地布置，使得所述氧和所述氢彼此相对地导入到所述燃烧腔室中。这样的布置也被称为对流布置。在这种布置中，导入到所述燃烧腔室中的气体的冲击（Impulse）在滞点（Staupunkt）中基本上得到抵消，由此所述爆鸣气体火焰表现为（annimmt）球形。所述球形是特别稳定的，因为所散发的热由于球形的火焰的最小的表面是特别小的。这种设计方案的电离效率由此特别高。此外，由于在滞点中的最小的流动速度，一方面少许热由于对流而流失，并且另一方面待分析的试样长时间停留在起电离作用的区域中，这有利于所述探测器的灵敏性。

此外，PEM电解器在之前所描述的设计方案中的使用是特别有利的，因为与传统的电解相反，所产生的气体即氢和氧不必为了所述小型化的火焰电离探测器的运行被分离，而是如之前所阐述的那样，在所述电解器中已经以彼此分离的方式产生。就此而言，根据本发明的装置的之前所描述的设计能够以特别简单的方式来运行。

除此以外，也优选的是，所述氧和氢输入线路彼此成在90°与180°之间的角度地通入到所述燃烧腔室中。特别稳定的火焰形状也能够根据这样的设计方案来产生。此外，同样有利的是，存在有超过一个氢输入线路和超过一个氧输入线路用于所述燃烧腔室，其中，优选分别将氧输入线路和氢输入线路彼此相对地导引到所述燃烧腔室中。

根据另外的设计方案，存在有至少一个试样气体输入线路，所述至少一个试样气体输入线路通入到所述氢输入线路中，从而能够给所述燃烧腔室供应由氢和试样气体构成的气体混合物。

根据本发明的装置能够通过以下方式进一步得到改进，即存在有用于所述PEM电解器的水储存器和引回部（Rückführung，有时称为循环部），其中，所述引回部将所述燃烧腔室与所述水储存器连接。通过这样的引回部能够例如使在所述燃烧腔室中或如有可能（ggf.）在与所述燃烧腔室连接的输出线路路径上积累的冷凝物（Kondensat）引回到所述水储存器中，由此将所述水储存器进行填充（aufgefüllt）。这种设计方案具有附加的优点，即能够放弃所述水储存器的外部的填充，由此进一步简化根据这种设计方案的装置的移动使用。

根据另外的优选的设计方案，存在有一个或多个传感器，所述一个或多个传感器进一步改进根据本发明的装置的可靠性并且提高运行安全性。特别优选地，在所述氧和/或氢输入线路中存在有至少一个流动传感器。这种设计方案具有如下优点，即导入到所述燃烧腔室中的氢或氧流能够得到测量并且就此而言能够受控地导入到所述燃烧腔室中。尤其，所述火焰形状能够通过所述氢或所述氧的受控的进入来影响。

备选地或附加地，至少一个湿度传感器存在于所述氧输入线路和/或所述氢输入线路中，所述至少一个湿度传感器测量在所述氧和/或氢输入线路中的剩余湿度（Restfeuchtigkeit）。

备选地或附加地，至少一个压力传感器存在于所述氧输入线路和/或所述氢输入线路中，其中，在所述线路内部的压力的测量保证所述装置的可靠的运行。

备选地或附加地，在所述氧输入线路和/或所述氢输入线路中存在有至少一个温度传感器用于测量所述氢和/或由试样气体和氢构成的气体混合物和/或所述氧的温度。此外，温度传感器能够同样布置在所述试样气体输入线路中。优选地，所述温度传感器直接布置在所述燃烧腔室之前，由此能够监视所述气体导引到所述燃烧腔室中所带有的温度。

备选地或附加地，另外的温度传感器布置在所述燃烧腔室内部，所述另外的温度传感器监视所述燃烧腔室的温度以用于提高运行安全性。

备选地或附加地，至少一个液位传感器（Füllstandssensor，有时称为填充情况传感器）存在于所述PEM电解器的水储存器中，所述至少一个液位传感器测量在所述水储存器中的水位。通过水液位的测量能够避免所述水储存器完全排空。

根据另外的设计方案，存在有至少一个加热元件用于加热所述氢和/或所述氧和/或所述试样气体和/或由氢和试样气体构成的气体混合物。气体的之前所提及的加热改进了所述火焰电离探测器的测量特性。所述氢和/或所述氧和/或所述试样气体和/或由氢和试样气体构成的气体混合物优选被加热到约200°C的温度上。特别优选地，所述至少一个加热元件布置在直接在所述燃烧腔室之前的至少一个输入线路中，由此在进入到所述燃烧腔室中之前进行针对性地加热所述气体。

此外，有利的是，存在有冷却阱（Kühlfalle），其中，所述冷却阱在所述PEM电解器与所述燃烧腔室之间布置在所述氢输入线路和/或所述氧输入线路的区域中。在所述氢输入线路和/或所述氧输入线路中的可能存在的水或剩余湿度能够由此从所述氢和/或所述氧中去除。

根据另外的优选的设计方案，所述小型化的火焰电离探测器借助于陶瓷的多层技术来制造。特别优选地，所述小型化的火焰电离探测器构造为陶瓷的整体件（Monolith）。这具有如下优点，即在运行温度的温度变化时，没有热应力由于（in Folge von）不同材料的不同的膨胀特性而产生。此外，设计为陶瓷的整体件的小型化的火焰电离探测器相对于不同的化学物质是特别有抗性的。就此而言，根据本发明的装置（其中，所述小型化的火焰电离探测器设计为陶瓷的整体件）具有如下优点，即有机化合物的测量即使在困难的条件下也是特别可靠的。

同样优选的是，所述PEM电解器由半壳基于所述陶瓷的多层技术或基于备选的成型（formgebenden）方法、如例如注射成型或挤出成型在使用塑料或陶瓷的情况下来制造。其它适合的材料的使用同样是能够考虑的。在此，如下材料是适合的，即（wenn）所述材料没有与电解气体即氢和氧相互作用。陶瓷相对于例如塑料的使用由于相对于外部的环境影响如化学物质或温度波动的特别高的抗性是特别有利的。此外，如下面所描述的那样可行的是，设置有包括由PEM电解器和小型化的火焰电离探测器构成的一件式的设计的装置。

按照根据本发明的装置的另外的设计方案，所述PEM电解器和所述火焰电离探测器由陶瓷的多层技术制造，并且所述小型化的火焰电离探测器和所述PEM电解器设计为陶瓷的整体件。这种设计方案一方面具有如下优点，即根据本发明的装置设计为一件式的结构部件，由此使根据这种设计方案的装置的结构及由此还有作为现场仪器的使用得到简化。此外，之前所描述的设计方案通过以下方式具有特别高的可靠性，即所述陶瓷的整体件在温度变化时是特别牢固的（robust）并且相对于化学物质是特别有抗性的。

特别有利的是，之前所描述的、由PEM电解器和小型化的火焰电离探测器构成的陶瓷的整体件设计为SMD结构部件（SMD = surface-mounted-device，表面安装器件）。根据这种设计方案将电和流体联接部布置在所述装置的下侧上。在这种设计方案中，能够使所述装置特别简单地在一个步骤中到肉眼可见的（makroskopisches）基体上进行安置（aufgebracht）和联接。

根据另外的优选的设计方案，所述PEM电解器借助于陶瓷的多层技术来制造，并且存在有用于所述电解器的电流源和/或用于所述液位传感器的控制和评估单元，并且所述电流源和/或所述控制和评估单元借助于SMD结构部件安置到所述PEM电解器的表面上。因为多层陶瓷主要用作导体卡（Leiterkarten，有时称为电路卡），所以SMD结构部件的之前所描述的使用是可行的。这种设计方案具有根据本发明的装置的结构的简化以及最大的小型化的优点。

根据同样优选的设计方案，所述小型化的火焰电离探测器借助于陶瓷的多层技术来制造，并且存在有用于施加在所述燃烧腔室内部的抽吸电压的电压供给件和/或用于测量离子流的装置和/或用于所述流动传感器和/或所述湿度传感器和/或所述压力传感器和/或所述温度传感器的至少一个控制和评估单元，并且所述电压供给件和/或用于测量所述离子流的装置和/或所述至少一个控制和评估单元借助于SMD结构部件安置到所述小型化的火焰电离探测器的表面上。

此外，特别优选的是，存在有包括分离柱和探测器的小型化的气相色谱仪，其中，所述小型化的气相色谱仪如下地集成到根据本发明的装置中，使得所述分离柱布置在所述PEM电解器与所述小型化的火焰电离探测器之间并且所述小型化的火焰电离探测器用作所述气相色谱仪的探测器。根据这种设计方案优选地将所述火焰电离探测器的氢气用作所述气相色谱仪的运载气体（Trägergas）。

根据有利的设计方案，所述PEM电解器和/或所述小型化的气相色谱仪和/或所述小型化的火焰电离探测器基于陶瓷的多层技术来制造。

在此，这种设计方案不仅包括在其中构件即PEM电解器、气相色谱仪和火焰电离探测器借助于相同的方法来制造的装置，而且包括在其中之前所提及的构件借助于不同的方法和/或在使用相同或不同的材料的情况下来制造的装置。

特别优选地，所述PEM电解器和所述小型化的气相色谱仪及所述小型化的火焰电离探测器基于陶瓷的多层技术来制造并且包括所述PEM电解器、所述气相色谱仪和所述小型化的火焰电离探测器的装置设计为陶瓷的整体件。

附图说明

详细地，现在存在有大量可行方案，以设计根据本发明的用于检测有机化合物的装置。为此，不仅参考后置于独立专利权利要求的专利权利要求，而且结合附图参考接下来的、优选的实施例的描述。在附图中：

图1示出PEM电解器的第一实施例，

图2示出根据本发明的装置的第一实施例的示意性的图示，

图3示出根据本发明的装置的第二实施例，以及

图4示出根据本发明的装置的第三实施例。

附图标记列表

1 用于检测有机化合物的装置

2 小型化的火焰电离探测器

3 燃烧腔室

4 氧输入线路

5 氢输入线路

6 试样气体输入线路

7 PEM电解器

8 水储存器

9 引回部

10 流动传感器

11 液位传感器

12 湿度传感器

13 压力传感器

14 温度传感器

15 加热元件

16 用于所述电解器的电流源

17 用于所述液位传感器的控制和评估单元

18 用于施加在所述燃烧腔室中的抽吸电压的电压供给件

19 用于测量所述离子流的装置

20 用于所述流动传感器的控制和评估单元

21 用于所述湿度传感器的控制和评估单元

22 用于所述压力传感器的控制和评估单元

23 用于所述温度传感器的控制和评估单元

24 温度传感器

25 壳体

26 电化学地起作用的构件。

具体实施方式

图1示出用于产生氢和氧的PEM电解器7的第一实施例。所述PEM电解器7由两个经结构化的且经功能化的（funktionalisierten）陶瓷的半壳构成，在所述半壳之间布置电化学地起作用的构件26。所述构件由界定的厚度的导引离子的膜片、在两侧分离的电极以及由安放在所述电极之上的气体扩散层构成。在此，之前所提及的构件如下地设计和布置，使得单元内电阻（Zellinnenwiderstand）最小。所述陶瓷的半壳如下地结构化，使得不仅阳极侧的与水的接触而且电解气体的阳极和阴极侧的运出是可行的。此外，所述半壳设有适合的能导电的金属化部（Metallisierungen），通过所述金属化部实现处于所述膜片上的电极的电接触。所述电解气体即氢和氧的分离通过同样集成在所述陶瓷的半壳之间的密封部来实现。电解单元夹紧（verspannt）在壳体25中，其保证所述单元的界定的挤压（Verpressung）。经由所述壳体25能够引出所述电解气体。此外，水储存器8集成到所述壳体中。

在图2中示意性地示出根据本发明的、用于检测有机化合物、尤其是含烃的化合物的装置1的第一实施例。所示出的装置1包括小型化的火焰电离探测器2，所述火焰电离探测器带有燃烧腔室3、带有用于所述燃烧腔室3的氧输入线路4和带有用于所述燃烧腔室3的氢输入线路5，在所述燃烧腔室中分析所述试样气体。此外，存在有试样气体输入线路6，所述试样气体输入线路通入到所述氢输入线路5中，从而经由所述氢输入线路5能够使由氢和试样气体构成的气体混合物导入到所述燃烧腔室3中。在所述燃烧腔室3中，在所述装置1的运行中使所述试样气体在爆鸣气体火焰中电离并且使所述离子流得到测量。在此，所述离子流在宽的浓度范围上与所述试样气体的烃含量成比例。

为了产生氢和氧，存在有PEM电解器7。PEM电解器7的使用尤其结合小型化的火焰电离探测器是有利的，因为氢和氧的产生以特别简单的方式进行，其中，所述气体在其出现时已经彼此分离地存在且可供使用，从而能够放弃不便于使用的贮气瓶的使用。此外，PEM电解器7的使用与传统的电解器相反令人意外地具有如下优点，即没有电解质、如例如盐堵塞所述小型化的输入线路。由此，不需要所述装置的清洁和过滤。就此而言，示出了如下装置1，所述装置提供特别小的维护消耗并且所述装置此外具有特别高的可靠性。如果考虑到这种小型化的装置可能根本不能够以尚可认可的（vertretbarem，有时称为合理的）消耗得到维护或清洁，那么在所述装置必须被替换之前，所提出的装置具有非常高的寿命（Standzeit）。

在所示出的实施例中，所述氧输入线路4和所述氢输入线路5如下地布置，使得所述氧和所述氢彼此相对地导引到所述燃烧腔室3中并且直接流向彼此。这种因此也被称为对流布置的实施方案具有如下优点，即在所述装置1的运行中布置在所述燃烧腔室3中的爆鸣气体火焰提供特别高的电离效率。通过所述氢和所述氧的相对的导入，所述气体的冲击在滞点中相抵消，从而所述爆鸣气体火焰表现为球形。由于小的表面，与周围环境的热交换是特别小的，由此又提高所述电离效率。此外，由于所述气体在滞点中的最小流动速度，一方面少许热由于对流而流失，并且另一方面待分析的试样长时间停留在起电离作用的区域中，这有利于所述探测器的灵敏性。

此外，存在有水储存器8，供应给所述电解器7的水在所述装置1的运行中布置在所述水储存器中。此外，存在有引回部9，所述引回部将所述燃烧腔室3与所述水储存器8连接。经由所述引回部9能够例如使在所述燃烧腔室3中积累的或还有在所述引回部9中才（erst）积累的冷凝物引回到所述水储存器8中，由此使所述水储存器8得到填充。通过闭合的回路（Kreislauf，有时称为循环）能够在最大程度上放弃所述水储存器8的再填充，由此显著地改进所示出的装置1尤其对于移动使用的适宜性。

图3示出根据本发明的、用于检测有机化合物的装置1的第二实施例。在图3中所示出的装置1也具有带有用于所述试样气体的分析的燃烧腔室3的小型化的火焰电离探测器2、氧输入线路4、氢输入线路5和通入到所述氢输入线路5中的试样气体输入线路6。为了产生氢和氧存在有PEM电解器7。在水储存器8中在所述装置1的运行中布置待供应给所述PEM电解器7的水。

此外，所述装置1具有不同的传感器10、11、12、13、14、24，所述不同的传感器改进有机化合物的检测的、尤其是含烃的化合物的测量的可靠性并且提高运行安全性。在所述氧输入线路4中以及在所述氢输入线路5中分别布置有流动传感器10，所述流动传感器在运行中测量所述氢或氧的流动速度。基于这种信息能够受控地进行所述气体到所述燃烧腔室3中的输入。优选地，为此存在有此处未示出的流入调节器（Zuflussregler）。

此外，在图3中示出的装置1在所述水储存器8中具有液位传感器11，所述液位传感器当前设计为电容式液位传感器11。所述液位传感器11在运行中测量处于所述水储存器8中的水的液位。因此能够避免所述水储存器8完全排空，由此必须中断所述装置1的运行。能够由此确保所述水储存器8及时地、即在其排空之前又被填充，以便保证所述装置1的持久的运行。

此外，在所述氢输入线路5中以及在所述氧输入线路4中分别设置有湿度传感器12，所述湿度传感器在运行中测量氧气或氢气的湿度。

在所述氧输入线路4中以及在所述氢输入线路5中分别布置有压力传感器13，所述压力传感器在所述装置1的运行中监视存在于所述输入线路5、4中的压力。所述压力传感器13保证所述装置1的可靠的运行。

最后，在所述输入线路4和5中分别直接在所述燃烧腔室3之前布置有温度传感器14，所述温度传感器在运行中测量在所述燃烧腔室3之前的氢或氧的温度。如果所述气体在导入到所述燃烧腔室3中之前被加热、优选被加热到约200°C上，则所述小型化的火焰电离探测器2的测量特性得到改进。另外的温度传感器24布置在所述燃烧腔室3中，所述另外的温度传感器监视在所述燃烧腔室3内部的温度。

为了加热待导入到所述燃烧腔室3中的气体，在所述燃烧腔室3之前不仅在所述氢输入线路5中而且在所述氧输入线路4中布置有加热元件15，所述加热元件在运行中加热待导入到所述燃烧腔室3中的气体。

在图4中示出根据本发明的装置1的另外的第三实施例。如之前所描述的实施例那样，在图4中示出的实施例具有带有用于所述试样气体的分析的燃烧腔室3的小型化的火焰电离探测器2、用于所述燃烧腔室3的氧输入线路4和用于所述燃烧腔室3的氢输入线路5，其中，此外设置有试样气体输入线路6，所述试样气体输入线路通入到所述氢输入线路5中并且经由所述试样气体输入线路能够将所述试样气体导引到所述氢输入线路5中并由此能够作为气体混合物导引到所述燃烧腔室3中。为了产生氢和氧设置有PEM电解器7。此外，存在有水储存器8用于容纳及提供待供应给所述电解器7的水。

根据所示出的实施例，不仅所述小型化的火焰电离探测器2而且所述PEM电解器7借助于陶瓷的多层技术来制造。当前，所述小型化的火焰电离探测器2和所述PEM电解器7构造为陶瓷的整体件。这具有如下优点，即所示出的装置1设计为一个结构部件，由此使所述装置1的结构及由此还有在现场中的使用得到简化。此外，所示出的实施例通过以下方式具有特别高的可靠性，即所述陶瓷的整体件在温度变化时是特别牢固的并且相对于化学物质是特别有抗性的。

由于作为陶瓷的整体件的设计方案可行的是并且也有利的是使用SMD结构元件。当前，存在有用于所述电解器的电流源16，所述电流源借助于SMD结构部件安置到所述电解器的表面上。此外，存在有用于所述液位传感器11的控制和评估单元17，所述控制和评估单元同样借助于SMD结构部件安置到所述电解器的表面上。

此外，实现了用于施加在所述燃烧腔室3中的抽吸电压的电压供给件18、用于测量所述离子流19的装置和分别实现了用于每个流动传感器10、每个湿度传感器12、每个压力传感器13和每个温度传感器14的控制和评估单元20、21、22、23。

由此最终提供了用于检测有机化合物的装置1，所述装置一方面具有特别小的维护消耗、特别高的可靠性和对于作为现场仪器的使用而言的特别好的适宜性。

Claims (16)

1.用于检测有机化合物的装置（1），包括小型化的火焰电离探测器（2）及用于产生氢和氧的电解器，所述火焰电离探测器带有用于试样气体的分析的燃烧腔室（3）、带有用于所述燃烧腔室（3）的至少一个氧输入线路（4）和带有用于所述燃烧腔室（3）的至少一个氢输入线路（5），

其特征在于，

所述电解器设计为PEM电解器（7）。

2.根据权利要求1所述的装置（1），其特征在于，所述氧输入线路（4）和所述氢输入线路（5）如下地布置，使得所述氧和所述氢彼此相对地导入到所述燃烧腔室（3）中。

3.根据权利要求1或2所述的装置（1），其特征在于，存在有至少一个试样气体输入线路（6），所述至少一个试样气体输入线路通入到所述氢输入线路（5）中，从而能够给所述燃烧腔室（3）供应由氢和试样气体构成的气体混合物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置（1），其特征在于，存在有用于所述PEM电解器（7）的水储存器（8）和引回部（9），其中，所述引回部（9）将所述燃烧腔室（3）与所述水储存器（8）连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置（1），其特征在于，在所述氧输入线路（4）中和/或在所述氢输入线路（5）中和/或在所述燃烧腔室（3）中存在有至少一个流动传感器（10）和/或至少一个湿度传感器（12）和/或至少一个压力传感器（13）和/或至少一个温度传感器（14、24），和/或至少一个液位传感器（11）存在于所述水储存器（8）中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置（1），其特征在于，存在有至少一个加热元件（15）用于加热所述氢和/或所述氧和/或所述试样气体和/或由氢和试样气体构成的气体混合物。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置（1），其特征在于，存在有冷却阱，其中，所述冷却阱在所述PEM电解器（7）与所述燃烧腔室（3）之间布置在所述氢输入线路（5）和/或所述氧输入线路（4）的区域中。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置（1），其特征在于，所述小型化的火焰电离探测器（2）借助于陶瓷的多层技术来制造。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置（1），其特征在于，所述PEM电解器（7）由半壳基于所述陶瓷的多层技术或基于备选的成型方法、如注射成型或挤出成型在使用塑料或陶瓷的情况下来制造。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置（1），其中，所述PEM电解器（7）和所述小型化的火焰电离探测器（2）由陶瓷的多层技术来制造，其特征在于，所述小型化的火焰电离探测器（2）和所述PEM电解器（7）设计为陶瓷的整体件。

11.根据权利要求10所述的装置（1），其特征在于，由所述PEM电解器（7）和所述小型化的火焰电离探测器（2）构成的陶瓷的整体件设计为SMD结构部件。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置（1），其中，所述PEM电解器（7）借助于陶瓷的多层技术来制造，其特征在于，存在有用于所述电解器（7）的电流源（16）和/或用于所述液位传感器（11）的控制和评估单元（17），并且所述电流源（16）和/或所述控制和评估单元（17）借助于SMD结构部件安置到所述PEM电解器的表面上。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置（1），其中，所述小型化的火焰电离探测器（2）借助于陶瓷的多层技术来制造，其特征在于，存在有用于施加在所述燃烧腔室（3）内部的抽吸电压的电压供给件（18）和/或用于测量离子流的装置（19）和/或用于所述流动传感器（10）和/或所述湿度传感器（12）和/或所述压力传感器（13）和/或所述温度传感器（14、24）的至少一个控制和评估单元（20、21、22、23），并且所述电压供给件（18）和/或用于测量所述离子流的装置（19）和/或所述至少一个控制和评估单元（17）借助于SMD结构部件安置到所述小型化的火焰电离探测器（2）的表面上。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，其特征在于，存在有包括分离柱和探测器的小型化的气相色谱仪，其中，所述小型化的气相色谱仪如下地集成到根据本发明的装置中，使得所述分离柱布置在所述PEM电解器（7）与所述小型化的火焰电离探测器（2）之间并且所述小型化的火焰电离探测器（2）用作所述气相色谱仪的探测器。

15.根据权利要求14所述的装置（1），其特征在于，所述PEM电解器（7）和/或所述小型化的气相色谱仪和/或所述小型化的火焰电离探测器（2）基于陶瓷的多层技术来制造。

16.根据权利要求14或15中任一项所述的装置（1），其特征在于，所述PEM电解器（7）和所述小型化的气相色谱仪和所述小型化的火焰电离探测器（2）基于陶瓷的多层技术来制造，并且包括所述PEM电解器（7）、所述气相色谱仪和所述小型化的火焰电离探测器（2）的装置设计为陶瓷的整体件。