DD294094A5 - ARRANGEMENT FOR HIGHLY SENSITIVE DETECTION OF OZONE, NITROGEN MONOXIDE AND NITROGEN DIOXIDE IN GAS MIXTURES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum hochempfindlichen Nachweis von Ozon, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid in Gasgemischen zur UEberwachung der normativen Grenzwerte fuer die genannten Gase unter Einsatz einer innenverspiegelten Meszkuevette, der ein Konverter zur Umwandlung von Ozon in Sauerstoff vorgeschaltet ist, einem in der Meszkuevettenwand befindlichen, im Wellenlaengenbereich von * 000 nm strahlungsdurchlaessigen Fenster mit nachgeordnetem Strahlungsempfaenger sowie einem in der Meszkuevettenwand befindlichen, im Wellenlaengenbereich von * nm strahlungsdurchlaessigem Fenster mit nachgeordneter UV-Strahlungsquelle, wobei ein weiterer Strahlungsempfaenger sich im Nebenstrahlengang der UV-Strahlungsquelle befindet.{Ozon; Stickstoffmonoxid; Stickstoffdioxid; Gasgemisch; Meszkuevette, innenverspiegelt; Konverter; Fenster strahlungsdurchlaessig von * 000 nm; Fenster strahlungsdurchlaessig von * nm; UV-Strahlungsquelle; Strahlungsempfaenger}The invention relates to an arrangement for the highly sensitive detection of ozone, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide in gas mixtures for monitoring the normative limits for said gases using an internally mirrored Meszkuevette, which is preceded by a converter for converting ozone into oxygen, located in the Meszkuevettenwand, in Wavelength range of * 000 nm radiation-transmitting windows with downstream radiation receiver and one in the Meszkuevettenwand located in the wavelength range of * nm radiation-permeable window with downstream UV radiation source, with another radiation receiver is in the secondary beam path of the UV radiation source. {Ozone; nitric oxide; nitrogen dioxide; Gas mixture; Meszkuevette, internally mirrored; Converter; Window transmissive of * 000 nm; Window transmissive of * nm; UV-radiation source; Strahlungsempfaenger}
Description
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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum hochempfindlichen Nachweis von Ozon (Oa), Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) in Gasgemischen und ist in der Umwelirrießtechnik, insbesondere bei der Luftanalytik in der freien Atmosphäre und am Arbeitsplatz anwendbar. Sie ermöglicht die Bearbeitung aktueller Aufgaben der Meßtechnik in der Luftreinhaltung und dient zur Überwachung der Einhaltung der normativen Grenzwerte für die o.g. Luftschadstoffe.The invention relates to an arrangement for the highly sensitive detection of ozone (Oa), nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2 ) in gas mixtures and is in the Umwelirrießtechnik, in particular in the air analysis in the free atmosphere and at work applicable. It enables the processing of current tasks of measuring technology in air pollution control and serves to monitor compliance with the normative limit values for the above-mentioned air pollutants.
Charakteristik des Standes der TechnikCharacteristic of the prior art
Jede anthropogen beeinflußte Luftprobe besteht aus einem Gemisch aus verschiedenen Schadstoffen und Gasbestandteilen, die in charakteristischer photochemischer Abhängigkeit zueinander stehen. So bilden die wichtigen Umweltkonstituenten NO, NO2 und O3 eine sich gegenseitig beeinflussende Einheit. Unter Smogbedingungen gesellen sich noch solche Schadstoffe wie CO und Kohlenwasserstoffe u.a. hinzu.Each anthropogenically influenced air sample consists of a mixture of different pollutants and gas components, which are in characteristic photochemical dependence to each other. Thus, the important environmental constituents NO, NO 2 and O 3 form an interacting unit. Under smog conditions, such pollutants as CO and hydrocarbons are added.
Die Komponenten NO und NO2 werden gewöhnlich als NOx zusammengefaßt. Primär wird NO anthropogen erzeugt. Im Beisein von Ozon bildet sich hieraus NO2. Unter photochemischen Smogbedingungen laufen auch andere NO2-Bildungsreaktionen ab, die in dem Schema NO + RO2 -> NO2 + RO zusammengefaßt werden können. Hierbei stellt R ein Radikal dar.The components NO and NO 2 are usually summarized as NO x . Primarily NO is produced anthropogenically. In the presence of ozone, NO 2 forms from this. Under photochemical smog conditions also other NO 2 formation reactions take place, which can be summarized in the scheme NO + RO 2 -> NO 2 + RO. Here, R represents a radical.
In zwei für den Schadstoffentwicklungsprozeß wichtigen NO2-Bildungsreaktionen entstehen angeregte Moleküle, die zu einer charakteristischen Lumineszenzstrahlung fähig sind.In two important for the pollutant development process NO 2 formation reactions arise excited molecules that are capable of a characteristic luminescence.
O3+ NO—i^-» NO2*+ O2 (1)O 3 + NO-i ^ - »NO 2 + O 2 (1)
O + NO + M * NO2'* + M (2)O + NO + M * NO 2 '* + M (2)
NO2* > NO2 + hv (λ > 590nm) (3)NO 2 * > NO 2 + hv (λ> 590nm) (3)
NO2'* > NO2 + hv' (λ > 397,5nm) (4)NO 2 '* > NO 2 + hv'(λ> 397.5nm) (4)
Bekannten Lösungen zur Bestimmung des NO über die Reaktion nach Formel (1) ist zu entnehmen, daß definierte Mengen von O3 durch technische Verfahren mit dem zu messenden NO zur Reaktion gebracht werden und die dabei auftretende Lumineszenzstrahlung gemäß Formel (3) gemessen wird (DE-OS 2541716, DE-OS 3029092, DE-OS 2920215). Die praktische Anwendung der genannten Lösungen erfordert einen relativ hohen technischen Aufwand beieits bei der Bestimmung von nurKnown solutions for determining the NO on the reaction according to formula (1) it can be seen that defined amounts of O 3 are brought by technical methods with the NO to be measured to the reaction and the luminescence occurring in accordance with formula (3) is measured (DE -OS 2541716, DE-OS 3029092, DE-OS 2920215). The practical application of the solutions mentioned requires a relatively high technical effort even in the determination of only
einer der zu analysierenden Gaskomponenten. Wesentliche Voraussetzung ist das Injizieren einer definierten Ozonmenge in die Analyseprobe, wobei die Probe vor der Ozoninjektion völlig ozonfrei sein muß.one of the gas components to be analyzed. The essential prerequisite is the injection of a defined amount of ozone into the analysis sample, whereby the sample must be completely ozone-free before the ozone injection.
Bekannt ist auch der Nachweis von NO2 und O3 mittels einer Anordnung, bei der dem zu analysierenden Gas zwei Proben entnommen werden. Anschließend wird die Summe der Konzentrationen von NO2 und O3 in der Probe bestimmt, indem diese Gasbestandteile durch Kontakt mit einem Alkallhalogenid ein Halogen bilden. Aus der Messung der Konzentration des gebildeten Halogens wird auf die Konzentration von NO2 und O3 geschlossen. Die zweite Probe wird mit Bloijodid (PbJ2) behandelt. Hierdurch kommt es zur Umwandlung von NO2 in NO. Mit Vorhandensein von NO anstelle von NOj wird der Nachweis entsprechend der o.g. ersten bekannten technischen Lösungen geführt. So wird der NO-Probe eine definierte Ozonmenge injiziert, wobei die Probe vor der Ozonbeigabe völlig ozonfrei sein muß. Durch das injizierte Ozon wird NO in angeregtes NO2* konvertiert, dessen lumineszente Strahlung in bokannter Weise gemessen wird. Die gemessene Stärke der lumineszenten Strahlung ist ein Maß für die Menge des in der Probe vorhandenen NO2. Die 03-Konzentration ergibt sich durch Differenzbildung (GB-PS 1562225). Diese Nachweismethode ist ebenfalls mit erheblichem apparativem Aufwand verbunden und erfordert insbesondere bei Konzentrationsmessungen im Spurenbereich eine hochpräzise Einhaltung der Meßtechnologie sowie die exakte Messung des gasförmigen Halogens.Also known is the detection of NO 2 and O 3 by means of an arrangement in which two samples are taken from the gas to be analyzed. Subsequently, the sum of the concentrations of NO 2 and O 3 in the sample is determined by these gas components form a halogen by contact with an alkali metal halide. From the measurement of the concentration of the halogen formed is concluded on the concentration of NO 2 and O 3 . The second sample is treated with Bloijodid (PbJ 2 ). This leads to the conversion of NO 2 into NO. With the presence of NO instead of NOj, the detection is performed according to the above-mentioned first known technical solutions. Thus, the NO sample is injected a defined amount of ozone, the sample must be completely ozone-free before the ozone addition. The injected ozone converts NO into excited NO 2 * whose luminescent radiation is measured in a known manner. The measured intensity of the luminescent radiation is a measure of the amount of NO 2 present in the sample. The 0 3 concentration results from difference formation (GB-PS 1562225). This detection method is also associated with considerable expenditure on equipment and requires particularly in concentration measurements in the trace range, a high-precision compliance with the measuring technology and the exact measurement of the gaseous halogen.
Der hochempfindliche Nachweis von Ozon, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid in der freien Atmosphäre wird mit kostenintensiven Großmeßanlagen durchgeführt. Eine hierfür geeignete Anordnung wird von U. Platt und D. Perner beschrieben (Platt, U., D. Perner: Measurement of Atmospheric Trace Gases by Long Path Differential UF/Visible Absorption Spectroscopy. Optical and Laser Remote Sensing, D. K. Killinger and A. Mooradian [Eds.] Springer Ser., Optical Sei. 39 (1983], S. 106-113). Bei dieser Anordnung gelangt das Licht einer Xenon-Hochdrucklampe, gelenkt über einen Parabolspiegel mit einem Durchmesser von 0,3m in die bis 10 km lange Meßstrecke. Am Ende der Meßstrepke befindet sich ein Newtonsches Teleskop, das das aufgenommene Licht zu einem Detektor, bestehend aus einem Spektrometer mit Photomultiplier, leitet. Das Spektrometer zerlegt das Licht in verschiedene Komponenten, die von einer angeschlossenen rechnergesteuerten Datenauswertungseinrichtung analysiert werden. Mit der beschriebenen Anordnung werden Spurengase, u.a. Ozon, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid mit Nachweisgrenzen bis 0,01 ppb gemessen.The highly sensitive detection of ozone, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide in the free atmosphere is carried out with costly Großmeßanlagen. An arrangement suitable for this purpose is described by U. Platt and D. Perner (Platt, U., D. Perner: Measurement of Atmospheric Trace Gases by Long Path Differential UF / Visible Absorption Spectroscopy, Optical and Laser Remote Sensing, DK Killinger and A. Mooradian [Eds.] Springer Ser., Optical Sci. 39 (1983), pp. 106-113.) In this arrangement, the light of a xenon high-pressure lamp, steered over a parabolic mirror with a diameter of 0.3 m in the to 10 reaches At the end of the measuring line there is a Newtonian telescope, which directs the recorded light to a detector consisting of a photomultiplier spectrometer.The spectrometer separates the light into various components which are analyzed by a connected computer-controlled data evaluation device the described arrangement, trace gases, including ozone, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide are measured with detection limits to 0.01 ppb.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, eine aufwand- und kostengünstigere Anordnung gegenüber den im Stand der Technik beschriebenen Anordnungen zum hochempfindlichen Nachweis von Ozon, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid vorzuschlagen.The aim of the invention is to propose a more cost-effective and cost-effective arrangement with respect to the arrangements described in the prior art for the highly sensitive detection of ozone, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, auf der Grundlage von strahlungsphysikalischen Wechselwirkungsprozessen mit den Gaskonstituenten, durch Ausnutzung von chemischen Reaktionen zwischen den Gasbestandteilen und dem an sich bekannten Nachweis photochemisch erzeugter Strahlung im sichtbaren und infraroten Spektralbereich, eine Anordnung zum hochempfindlichen Nachweis von Ozon, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid im ppb-Spurenbereich anzugeben. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe unter Verwendung einer innenverspiegelten Meßküvette, die mit einem Gaseinlaßstutzen, einem steuerbaren Magnetventil, einem Gasauslaßstutzen, einer steuerbaren Saugpumpe zur definierten programmgemäßen Durchströmung der Meßküvette sowie mit zwei Strahlungsempfängern versehen ist, wobei das Magnetventil, die Saugpumpe und die Strahlungsempfänger an einen Mikrorechner mit Ausgabeeinheit elektrisch angeschlossen sind, dadurch gelöst, daß zwischen dem Magnetventil und der Gasprobeneintrittsöffnung der Meßküvette ein Konverter zur Umwandlung von Ozon in Sauerstoff mit Bypass vorhanden ist. ~"The object of the invention is, on the basis of radiation-physical interaction processes with the gas constituents, by utilizing chemical reactions between the gas constituents and the known detection of photochemically generated radiation in the visible and infrared spectral range, an arrangement for the highly sensitive detection of ozone, nitrogen monoxide and Indicate nitrogen dioxide in the ppb trace range. According to the invention the object is provided by using a innenverspiegelten measuring cuvette, which is provided with a gas inlet nozzle, a controllable solenoid valve, a gas outlet, a controllable suction pump for defined programmed flow through the measuring cell and two radiation receivers, wherein the solenoid valve, the suction pump and the radiation receiver to a microcomputer are electrically connected with output unit, solved in that between the solenoid valve and the gas sample inlet opening of the measuring cell, a converter for converting ozone into oxygen with bypass is present. ~ "
In die Meßküvettenwand ist ein erstes, im Wellenlängenbereich von 590...3000nm strahlungsdurchlässiges Fenster vakuumdicht eingelassen, an dessen außerhalb des Innenraumes der Meßküvette befindlichen Fensterfläche der erste Strahlungsempfänger bündig an diese anschließend, angeordnet ist.In the measuring cell wall, a first, in the wavelength range of 590 ... 3000nm radiation-permeable window is vacuum-sealed, at the outside of the interior of the measuring cell window surface of the first radiation receiver is flush with this, then arranged.
Weiterhin ist in die Meßküvettenwand ein zweites, im Wellenlängenbereich von 31O...397,5nm strahlungsdurchlässiges Fenster vakuumdicht eingelassen, an dessen außerhalb des Innenraumes der Meßküvette befindlichen Fensterfläche eine im gleichen Wellenlängenbereich strahlende UV-Strahlungsquelle bündig an diese anschließend, angeordnet ist, wobei die Richtung der UV-Strahlung im Hauptstrahlengang vorzugsweise senkrecht zur Flächennormale des ersten Fensters verläuft. Unmittelbar an der UV-Strahlungsquelle im Nebenstrahlengang befindet sich der im Wellenlängenbereich von 31O...397,5nm empfindliche zweite Strahlungsempfänger.Furthermore, a second, in the wavelength range of 31O ... 397.5nm radiation-permeable window is vacuum-tightly inserted into the measuring cell wall, located at the outside of the interior of the measuring cell window surface a radiant in the same wavelength range UV radiation source flush to this, then, wherein the Direction of the UV radiation in the main beam path is preferably perpendicular to the surface normal of the first window. Immediately to the UV radiation source in the secondary beam path is the sensitive in the wavelength range of 31O ... 397,5nm second radiation receiver.
Besonders günstig bei der Realisierung der Anordnung ist die Ausgestaltung des ersten Strahlungsempfängers als SeKundäi elektronenvervielfacher mit großem Gesichtsfeld und großer Photokatodenfläche, der als Photonenzähler arbeitet. Zum Nachweis von O3, NO und NO2 wird eine erste Meßgasprobe eines Gasgemisches mit den o. g. Bestandteilen über den Gaseinlaßstutzen und das Magnetventil aufgrund der Wirkung der Saugpumpe in den Konverter geleitet, wo das Ozon in Sauerstoff umgewandelt wird. Danach gelangt die so gewandelte Meßgasprobe durch die Gasprobeneintrittsöffnung in die innenverspiegelte Meßküvette. Dort wird sie einer intensiven UV-Strahlung im Wellenlängenbereich von 31O...397,5nm ausgesetzt, die von der steuerbaren UV-Strahlungsquelle erzeugt wird, sich im Hauptstrahlengang ausbreitet und das zweite strahlungsdurchlässige Fenster passiert. Infolge der UV-Strahlung bildet sich im Meßgas angeregtes NO2*. Dieses angeregte Stickstoffdioxid emittiert beim Übergang in den Grundzustand Strahlung im Wellenlängenbereich von 590...3000nm. Die lumineszonte Strahlung verläßt die Meßküvette durch das erste strahlungsdurchlässige Fenster und wird vom ersten Strahlungsempfänger meßtechnisch erfaßt. Die Meßdaten des ersten und des zweiten Strahlungsempfängers, wobei sich letzterer im Nebenstrahlengang befindet und die UV-Strahlung mißt, werden dem Mikrorechner zugeführt und dort in der Weise verarbeitet, daß aus dem Zeitverlauf der Meßdaten, die Anfangskonzentrationen der in der ersten Meßgasprobe enthaltenen Stickoxide [NO]0 und [NO2I0 bestimmt werden. Die gewonnenen Größen werden der Ausgabeeinheit des Mikrorechners zugeführt.Particularly favorable in the realization of the arrangement, the configuration of the first radiation receiver as SeKundäi electron multiplier with large field of view and large photocathode surface, which operates as a photon counter. For the detection of O 3 , NO and NO 2 , a first sample gas sample of a gas mixture with the above components via the gas inlet nozzle and the solenoid valve due to the action of the suction pump in the converter is passed, where the ozone is converted into oxygen. Thereafter, the sample gas thus converted passes through the gas sample inlet into the internally mirrored measuring cuvette. There it is exposed to intense UV radiation in the wavelength range of 31O ... 397.5 nm, which is generated by the controllable UV radiation source, propagates in the main beam path and passes through the second radiation-permeable window. As a result of the UV radiation, excited NO 2 * forms in the measuring gas. This excited nitrogen dioxide emits radiation in the wavelength range of 590 ... 3000nm during the transition to the ground state. The luminescent radiation leaves the measuring cell through the first radiation-permeable window and is detected by the first radiation receiver by measurement. The measured data of the first and the second radiation receiver, the latter being in the secondary beam path and measuring the UV radiation are fed to the microcomputer and processed there in such a way that from the time course of the measured data, the initial concentrations of the nitrogen oxides contained in the first sample gas sample NO] 0 and [NO 2 I 0 are determined. The obtained quantities are fed to the output unit of the microcomputer.
Durch Steuerung des Magnetventils wird eine zweite Meßgasprobe, die die zu analysierenden Gasbestandteile [O3Io, [NO)0 und (NO2I0 ebenfalls enthält, untor Umgehung des Konverters durch den Bypass in die Innenverspiegelte Moßküvette geleitet. Die zweite Meßgasprobe wird dort wie die erste Probe der intensiven UV-Strahlung ausgesetzt. Dabei wird wieder angeregtes Stickstoffdioxid NO2* gebildet. Die lumineszente Strahlung des NO2* wird im ersten Strahlungsempfänger meßtechnisch verfolgt. Die Meßdaten des ersten und zweiten Strahlungsempfängers werden dem Mikrorechner zugeführt und aus deren Zeltverlauf die Dichte von (O3I0 berechnet.A second Meßgasprobe that the gas to be analyzed components [O 3 Io, [NO) 0 (NO 2 I 0 contains also untor bypassing the converter through the bypass in the Innenverspiegelte Moßküvette is conducted by controlling the solenoid valve. The second Meßgasprobe is there as exposed to the first sample of the intense UV radiation. in this case, excited nitrogen dioxide NO 2 is formed * again. the luminescent radiation of NO 2 * is monitored by measurement in the first radiation detector. the measured data of the first and second radiation receiver are supplied to the microcomputer, and from whose tent course the density of (O 3 I 0 calculated.
AusführungsbolsplelAusführungsbolsplel
Die Erfindung soll anhand einer Figur näher erläutert werden. Die Figur zeigt hierbei die prinzipielle Ausbildung der Anordnung zum hochempfindlichen Nachweis von Ozon, Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid in Gasgemischen. Die innenverspiegelte Meßküvette 1 besitzt einen Gaseinlaßstutzen 2 und einen Gasauslaßstutzen 3, wobei zwischen Gaseinlaßstutzen 2 und der Gasprobeneintrittsöffnung 4 ein steuerbares Magnetventil 5 und ein Konverter 6 zur Umwandlung von Ozon In Sauerstoff, mit einem Bypass 7 versehen, zwischengeschaltet sind. Dem Gasauslaßstutzen 3 ist eine steuerbare Saugpumpe 8 nachgeschaltet, um eine definierte programmgemäße Durnhströmung der Meßküvette 1 zu gewährleisten.The invention will be explained in more detail with reference to a figure. The figure shows the basic design of the arrangement for the highly sensitive detection of ozone, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide in gas mixtures. The internally mirrored measuring cuvette 1 has a gas inlet nozzle 2 and a gas outlet 3, wherein between gas inlet 2 and the gas sample inlet 4, a controllable solenoid valve 5 and a converter 6 for the conversion of ozone In oxygen, with a bypass 7 are interposed. The gas outlet 3 is followed by a controllable suction pump 8 to ensure a defined program Durnhströmung the measuring cell 1.
In die Meßküvette 1 ist ein erstes, im Wellenlängenbereich von 590...3000nm strahlungsdurchlässiges Fenster 9 vakuumdicht eingelassen, an dessen außerhalb des Innenraumes der Meßküvette 1 befindlichen Fensterfläche der erste Strahlungsempfänger 10 bündig an diese anschließend, angeordnet ist. In die Wand der Meßküvette 1 ist weiter ein zweites, im Wellenlängenbereich von 31O...397,5nm strahlungsdurchlässiges Fenster 11 vakuumdicht eingelassen, an dessen außerhalb des Innenraumes der Meßküvette 1 befindlichen Fensterfläche eine im gleichen Wellenlängenbereich strahlende UV-Strahlungsquelle 12 Lündig an diese anschließend, angeordnet Ist.In the measuring cell 1, a first, in the wavelength range of 590 ... 3000nm radiation-permeable window 9 is recessed vacuum-tight, at the outside of the interior of the measuring cell 1 window surface of the first radiation receiver 10 is flush with this, then arranged. In the wall of the measuring cell 1 is further a second, in the wavelength range of 31O ... 397,5nm radiation-permeable window 11 vacuum-sealed, at its located outside the interior of the measuring cell 1 window surface a radiant in the same wavelength range UV radiation source 12 Lündig to this subsequently , Is arranged.
Die Richtung der UV-Strahlung im Hauptstrahlengang 13 verläuft vorzugsweise senkrecht zur Flächennormale 14 des ersten Fensters 9. Die Verspiegelung der Meßküvette gewährleistet eine homogene Verteilung der UV-Strahlung im Meßküvetten-Innenraum und trägt damit zur Erhöhung der Meßempfindlichkeit wesentlich bei.The direction of the UV radiation in the main beam path 13 preferably runs perpendicular to the surface normal 14 of the first window 9. The mirroring of the measuring cell ensures a homogeneous distribution of UV radiation in the measuring cell interior and thus contributes significantly to increasing the measuring sensitivity.
Unmittelbar an der UV-Strahlungsquelle 12 im Nebenstrahlengang 15 befindet sich der im Wellenlängenbereich von 310...397,5nm empfindliche zweite Strahlungsempfänger 16.Immediately at the UV radiation source 12 in the secondary beam path 15 is the second radiation receiver 16, which is sensitive in the wavelength range of 310... 397.5 nm.
Die Anordnung besitzt als weitere, wesentliche Bestandteile einen Mikrorechner 17 und eine Ausgabeeinheit 18. Das Magnetventil 5, die Saugpumpe 8, die UV-Strahlungsquelle 12 sowie die beiden Strahlungsempfänger 10 und 16 sind, wie in der Figur dargestellt, elektrisch an den Mikrorechner 17 angeschlossen.The arrangement has as further, essential components a microcomputer 17 and an output unit 18. The solenoid valve 5, the suction pump 8, the UV radiation source 12 and the two radiation receivers 10 and 16 are, as shown in the figure, electrically connected to the microcomputer 17 ,
Die Meßküvette 1, die UV-Strahlungsquelle 12 und die beiden Strahlungsempfänger 10 und 16 sind zur Vermeidung von Einwirkungen durch störendes Fremdlicht gekapselt ausgeführt.The measuring cuvette 1, the UV radiation source 12 and the two radiation receivers 10 and 16 are designed to avoid encapsulated by interference from extraneous light.
Eine erste Meßgaspiobe des Analysegases, welche zur Meßküvette 1 geleitet wird, wird im Konverter 6 ozonfrei gemacht.A first Meßgaspiobe the analysis gas, which is passed to the measuring cuvette 1 is made ozone-free in the converter 6.
Danach gelangt die so gewandelte Meßgasprobe durch die Gasprobeneintrittsöffnung 4 in die innenverspiegelte Meßküvette 1.Thereafter, the sample gas thus converted passes through the gas sample inlet 4 into the internally mirrored measuring cuvette. 1
Die Strahlung der UV-Strahlungsquelle 12, welche zweckmäßigerweise eine Quecksilber-Hochdrucklampe ist, dringt durch das zweite Fenster 11 in das mit dem Analysegas gefüllte Küvetteninnere ein und erzeugt dort angeregtes NO2*, welches seinerseits lumineszente Strahlung aus dem Bereich von 590 bis 3000nm erzeugt.The radiation of the UV radiation source 12, which is expediently a high-pressure mercury lamp, penetrates through the second window 11 into the cuvette interior filled with the analysis gas and generates there stimulated NO 2 *, which in turn generates luminescent radiation from the range of 590 to 3000 nm ,
Die lumineszente Strahlung verläßt die Meßküvette 1 durch das erste strahlungsdurchlässige Fenster 9 und wird vom ersten Strahlungsempfänger 10, vorzugsweise einem Photoelektronenvervielfacher mit Cäsiumoxidkatode, meßtechnisch erfaßt.The luminescent radiation leaves the measuring cell 1 through the first radiation-permeable window 9 and is detected by the first radiation receiver 10, preferably a photoelectron multiplier with Cäsiumoxidkatode, metrologically.
Der Mikrorechner 17 bearbeitet den im ersten Strahlungsempfänger 10 registrierten Zeiverlauf der lumineszenten Strahlung nach Bestrahlungsbeginn und berechnet mit Hilfe des Strahlungsflusses der UV-Strahlung, der im zweiten Strahlungsempfänger 16 gemessen wird und mit Hilfe eines einprogrammierten Algorithmus die Anfangskonzentrationen der In der Gasprobe enthaltenen Stickoxide [NO]0 und [N02]o.The microcomputer 17 processes the registered in the first radiation receiver 10 Zeiverlauf the luminescent radiation after the start of irradiation and calculated using the radiation flux of UV radiation, which is measured in the second radiation receiver 16 and using a programmed algorithm, the initial concentrations of nitrogen oxides contained in the gas sample [NO ] 0 and [N0 2 ] o .
Bei einer zweiten Meßgasprobe, die vom Mikroprozessor des Mikrorechners 17 gesteuert, über den Bypass 7 durch die Gasprobeneintrittsöffnung 4 in die Meßküvette 1 geleitot wird und deren Ozonkonzentration im Konverter 6 nicht reduziert worden ist, wird die UV-Bestrahlungs- und Lumineszenzstrahlungsmeß-Prozedur wie bei der ersten Meßgasprobe wiederholt und damit im Mikrorechner noch die Anfangskonzentration von Ozon in der Meßgasprobe [O3I0 bestimmt.In a second measuring gas sample, which is controlled by the microprocessor of the microcomputer 17, via the bypass 7 through the gas sample inlet 4 into the measuring cuvette 1 and the ozone concentration in the converter 6 has not been reduced, the UV irradiation and Lumineszenzstrahlungsmeß procedure is as in the first measuring gas sample repeated and thus determines the initial concentration of ozone in the sample gas sample [O 3 I 0 in the microcomputer.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD31995088A DD294094A5 (en) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | ARRANGEMENT FOR HIGHLY SENSITIVE DETECTION OF OZONE, NITROGEN MONOXIDE AND NITROGEN DIOXIDE IN GAS MIXTURES |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DD31995088A DD294094A5 (en) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | ARRANGEMENT FOR HIGHLY SENSITIVE DETECTION OF OZONE, NITROGEN MONOXIDE AND NITROGEN DIOXIDE IN GAS MIXTURES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD294094A5 true DD294094A5 (en) | 1991-09-19 |
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ID=5602539
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DD31995088A DD294094A5 (en) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | ARRANGEMENT FOR HIGHLY SENSITIVE DETECTION OF OZONE, NITROGEN MONOXIDE AND NITROGEN DIOXIDE IN GAS MIXTURES |
Country Status (1)
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|---|---|
| DD (1) | DD294094A5 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2405924A (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-16 | Thermo Electron Corp | Vacuum ultraviolet radiation detection including a supply of UV transparent gas |
-
1988
- 1988-09-20 DD DD31995088A patent/DD294094A5/en not_active IP Right Cessation
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| A5 | Published as prov. exclusive patent | ||
| RPI | Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act) | ||
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