DD234493B1

DD234493B1 - ARRANGEMENT FOR RE-CALIBRATION OF NON-DISPERSIVE INFRARED GAS ANALYZERS

Info

Publication number: DD234493B1
Application number: DD27293485A
Authority: DD
Inventors: Rainer Lux; Norbert Gaertner
Original assignee: Junkalor Dessau
Priority date: 1985-02-01
Filing date: 1985-02-01
Publication date: 1989-01-18
Also published as: DD234493A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Nachkalibrierung von nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysatoren mit gasgefüllten selektiven Detektoren.The invention relates to an arrangement for the recalibration of non-dispersive infrared gas analyzers with gas-filled selective detectors.

Characteristic of the known state of the art

Nichtdispersive Gasanalysatoren, insbesondere solche mit gasgefüllten selektiven Detektoren, müssen während ihrer Betriebszeit in regelmäßigen Abständen nachkalibriert werden, da sich ihre technischen Parameter allmählich ändern.Non-dispersive gas analyzers, especially those with gas-filled selective detectors, must be recalibrated at regular intervals during their operating time as their technical parameters change gradually.

Normalerweise geschieht das mit Hilfe von Prüfgasen, die durch die Meßküvette geleitet werden. Die Herstellung von Prüfgasen in Druckgasflaschen und ihr Transport zum Gerät sind aufwendig, besonders, da die Zusammensetzung des Prüfgases mit dem Analysator abgestimmt werden muß. Viele Prüfgase, z. B. lösungsmittelhaltige Gemische, lassen sich nicht oder nur beschränkt in Druckgasflaschen abfüllen.Normally, this is done with the help of test gases, which are passed through the measuring cuvette. The production of test gases in compressed gas cylinders and their transport to the device are expensive, especially since the composition of the test gas must be matched with the analyzer. Many test gases, eg. As solvent-containing mixtures, can not or only partially fill in gas cylinders.

Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, wurden — abgehend von der selektiven Nachkalibrierung — Vorrichtungen und Verfahren vorgeschlagen, die nichtselektiv ein Meßsignal erzeugen, das zur Nachkalibrierung verwendet werden kann.To circumvent these difficulties, devices and methods have been proposed, starting from selective recalibration, that non-selectively generate a measurement signal that can be used for recalibration.

Hierzu gehören Mittel zur mechanischen Strahlungsabdeckung, wie z. B. Drähte (DE-AS 1293473), Blenden, Raster (DE-AS 1848984) beziehungsweise elektrische Strahlungsflußänderungen, die eine definierte Differenz zwischen Meß- und Vergleichssignal erzeugen.These include means for mechanical radiation coverage, such. As wires (DE-AS 1293473), screens, grid (DE-AS 1848984) or electrical Strahlungsflußänderungen that produce a defined difference between the measurement and comparison signal.

Nachteilig bei diesen Verfahren und Vorrichtungen ist, daß bei Abnahme der Füllkonzentration der Detektoren, infolge nichtvermeidbarer Undichtheiten, die Meßempfindlichkeit gegenüber selektiver bzw. nichtselektiver Strahlungsabsorption unterschiedlich abnimmt. Somit sind diese Verfahren und Vorrichtungen zur unmittelbaren Nachkalibrierung nicht geeignet, da sie selbst von Zeit zu Zeit mit Prüfgas kontrolliert werden müssen.A disadvantage of these methods and devices is that as the filling concentration of the detectors decreases, as a result of unavoidable leaks, the measuring sensitivity to selective or non-selective radiation absorption decreases differently. Thus, these methods and devices are not suitable for immediate recalibration because they themselves must be controlled from time to time with test gas.

Verfahren und Vorrichtungen, die zur Nachkalibrierung gasgefüllte Kalibrierküvetten anwenden (DE-OS 2826522), weisen neben der Notwendigkeit der genauen Positionierung von Kalibrierküvette und Kompensationsfenster den Mangel der potentiellen Undichtheit der Kalibrierküvette auf.Methods and apparatuses that use gas-filled calibration cuvettes for recalibration (DE-OS 2826522), in addition to the need for accurate positioning of calibration cuvette and compensation window on the lack of potential leakage of the calibration cuvette.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, mit geringem technischen Aufwand eine langzeitstabile Nachkalibrierung von nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysatoren mit gasgefüllten Empfängern zu erreichen.The aim of the invention is to achieve a long-term stable recalibration of non-dispersive infrared gas analyzers with gas-filled receivers with little technical effort.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Nachkalibrierung von nichtdispersen Infrarot-Gasanalysatoren mit gasgefüllten Empfängern zu schaffen, mit der die Vorteile selektiver Methoden mit denen nichtselektiver Methoden vereint werden und die einen gleichen Verlauf von Meßempfindlichkeit und Empfindlichkeit bei Anwendung der Kalibriermethode, insbesondere bei Abnahme der Füllkonzentration im Detektor ermöglicht.The invention has for its object to provide an arrangement for recalibration of non-dispersed infrared gas analyzers with gas-filled receivers, with the advantages of selective methods are combined with those of non-selective methods and the same course of measurement sensitivity and sensitivity when using the calibration, especially in Decrease in filling concentration in the detector allows.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Analysator gemäß Kennzeichen des Erfindungsanspruches die nichtselektive Strahlungsschwächung bei der Nachkalibrierung durch Anordnung eines selektivierenden Filterelements, zumindest im Meßstrahlengang selektiv gemacht wird, wobei der Durchlaßbereich des selektivierenden Filterelements die Wellenlänge des Absorptionsmaximums der nachzuweisenden Komponente mit erfaßt.According to the invention the object is achieved in that in an analyzer according to the characteristics of the claim, the non-selective radiation attenuation in the recalibration by arranging a selective filter element, at least in Meßstrahlengang is selectively made, the passband of the selective filter element detects the wavelength of the absorption maximum of the detected component with.

Das selektivierende Filterelement ist ein Interferenzfilter. Durch diese Anordnung wird eine selektive Nachkalibrierung ermöglicht, was im Gegensatz zu unselektiven Methoden zur Angleichung der Meßempfindlichkeit und der Empfindlichkeit der Nachkalibrierungsmethode führt.The selective filter element is an interference filter. This arrangement allows for selective recalibration, which, in contrast to unselective methods, results in the alignment of the measurement sensitivity and the sensitivity of the recalibration method.

Die elektronische Signalverarbeitung ist nicht Gegenstand der Erfindung.The electronic signal processing is not the subject of the invention.

embodiments

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. It shows:

Fig. 1: Den Verlauf von Gasempfindlichkeit und Empfindlichkeit der unselektiven Nachkalibrierungsmethoden in AbhängigkeitFig. 1: The course of gas sensitivity and sensitivity of unselective Nachkalibrierungsmethoden depending

von der Füllkonzentration des Strahlungsdetektors Fig.2: Einen nichtdispersen Infrarot-Gasanalysatormitden erfindungsgemäßen Mitteln zur Nachkalibrierung (schematisch dargestellt)of the filling concentration of the radiation detector FIG. 2: a non-dispersed infrared gas analyzer with the means according to the invention for recalibration (shown schematically)

In der Fig. 1 Kurve I wird der Verlauf der Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Detektorfüllgaskonzentration aufgezeigt. In der Kurve Il wird der Verlauf der Empfindlichkeit der unselektiven Nachkaiibrierungsmethode in Abhängigkeit der Detektorfüllgaskonzentration dargestellt.In FIG. 1, curve I, the course of the sensitivity as a function of the detector filling gas concentration is shown. Curve II shows the course of the sensitivity of the unselective recalibration method as a function of the detector fill gas concentration.

Gemäß Fig. 2 wird die von den Strahlungsquellen 1 mit Reflektoren 2 ausgehende Infrarotstrahlung von einer rotierenden Blende 3 periodisch unterbrochen. Dadurch gelangt die Strahlung als Wechselstrahlung ausgebildet über die Meßküvette 9 und die Vergleichsküvette 4 auf den Detektor 5. Die durch den Detektor 5 in ein elektrisches Signal umgewandelten Differenzdruckschwankungen sind ein Maß für die Konzentration der zu messenden Komponente und werden über die Signalverarbeitung 6 (Verstärker) zur Anzeige 7 gebracht.According to FIG. 2, the infrared radiation emanating from the radiation sources 1 with reflectors 2 is interrupted periodically by a rotating diaphragm 3. As a result, the radiation passes through the measuring cuvette 9 and the comparison cuvette 4 to the detector 5. The differential pressure fluctuations converted by the detector 5 into an electrical signal are a measure of the concentration of the component to be measured and are transmitted via the signal processing 6 (amplifier). brought to the display 7.

Durch das selektivierende Filterelement 8 wird die von den Strahlungsquellen 1 ausgehende Strahlung zumindest im Meßstrahlengang auf den Spektralbereich begrenzt, in dem das zu messende Medium absorbiert.By the selective filter element 8, the radiation emitted by the radiation sources 1 radiation is limited at least in the measuring beam path to the spectral range in which absorbs the medium to be measured.

Aus Gründen der optischen Symmetrie kann zusätzlich ein gleiches selektierendes Filterelement im Vergleichsstrahlengang angeordnet werden.For reasons of optical symmetry, a same selecting filter element can additionally be arranged in the comparison beam path.

Zur Nachkalibrierung wird die Meßküvette 9 mit einem dem Meßbereichsanfang entsprechenden Medium (z. B. Luft, N₂) gefüllt und mit dem Schalter 11 eine Widerstandskombination 10 parallel zum Meßstrahler geschaltet, wodurch dessen Strahlungsleistung vermindert wird.For recalibration, the measuring cuvette 9 is filled with a medium corresponding to the beginning of the measuring range (eg air, N ₂ ) and the switch 11 is used to connect a resistor combination 10 parallel to the measuring emitter, thereby reducing its radiation power.

Die entstehende Strahlungsdifferenz erzeugt ein Signal im Detektor 5, das nach Verstärkung im Verstärker 6 zur Anzeige 7 gelangt.The resulting radiation difference generates a signal in the detector 5, which reaches the display 7 after amplification in the amplifier 6.

Durch die Begrenzung der Strahlung auf den Spektralbereich, in dem das zu messende Medium absorbiert, mit Hilfe des selektivierenden Filterelementes 8 wird erreicht, daß bei Abnahme der Füllgaskonzentration im Detektor 5 das Nachkalibriersignal sich im gleichen Maße ändert, wie das Meßsignal (weitgehende Annäherung der Kurven I und Il in Fig. 1).By limiting the radiation to the spectral range in which absorbs the medium to be measured, with the aid of the selective filter element 8 ensures that the decrease in Füllgaskonzentration in the detector 5, the Nachkalibriersignal changes to the same extent as the measurement signal (approximate approximation of the curves I and II in Fig. 1).

Damit entspricht das Nachkalibriersignal dem Meßbereich und kann zur Kontrolle des Analysators und erforderlichenfalls zur Nachstellung des Verstärkers 6 benutzt werden, ohne daß die Verwendung von Prüfgas nötig ist.Thus, the Nachkalibriersignal corresponds to the measuring range and can be used to control the analyzer and, if necessary, to readjust the amplifier 6, without the use of test gas is necessary.

Claims

1. Arrangement for recalibration of non-dispersive infrared gas analyzers, consisting of a (two) radiation source (s) (1), a modulation device (3), a (cuvette can be filled with the sample gas) measuring cuvette (9), a reference cuvette (4), a measuring gas sensitized optopneumatic detector (5) and a device for unselective radiation attenuation in the measuring beam path (10,11), characterized in that at least in the beam path of the measuring cell (9) a selective filter element (8) is arranged whose passband is the wavelength of the absorption maximum of the detected Component includes.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the selective filter element (8) is an interference filter.