DE10027074A1

DE10027074A1 - Verfahren zur Analyse von Gasgemischen mit mehreren Komponenten unter Verwendung von FTIR-Spektroskopie

Info

Publication number: DE10027074A1
Application number: DE2000127074
Authority: DE
Inventors: Kaori Inoue; Masayuki Adachi
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2001-04-05
Anticipated expiration: 2020-06-01
Also published as: JP4079404B2; US6894297B1; DE10027074B4; JP2000346801A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse von Gasgemischen mit mehreren Komponenten unter Verwendung von FTIR-Spektroskopie. Mit dem Analysenverfahren kann der Einfluss koexistierender Gase korrigiert werden, der in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Basisgases eine Änderung der Intensität im Spektrum selbst verursacht. Dies ermöglicht, Messungen mit hoher Genauigkeit auszuführen. DOLLAR A Bei dem Verfahren zur Analyse eines Gasgemisches mit mehreren Komponenten unter Verwendung von FTIR-Spektroskopie wird zunächst aus dem durch FTIR-Spektroskopie erhaltenen Absorptionsspektrum eine Anzahl von Komponenten der Probe quantitativ bestimmt. Nach der Bestimmung der Konzentration der verschiedenen Komponenten aus dem Spektrum des Gasgemisches werden mit Hilfe eines quantitativen Algorithmus weitere Berechnungen angestellt, um eine Veränderung im Spektrum zu korrigieren, die durch koexistierende Gaskomponenten verursacht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration einer Komponente in einem Gasgemisch, welches neben der Komponente mindestens eine koexistierende Komponente umfasst, welche die Absorption der Komponente beeinflusst.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Gasanalysengerätes (im Weiteren als FTIR-Gasanalysator bezeichnet), für die Fourier-Transformations-Infrarotspek troskopie. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Analysenabschnitt, und 2 bezeichnet einen Datenverarbeitungsabschnitt, in dem das vom Analysen abschnitt 1 ausgegebene Interferogramm verarbeitet wird.

Der Analysenabschnitt 1 umfasst eine Interferenzvorrichtung 7, welche eine Infrarotlichtquelle 3 umfasst, die parallele Infrarotlichtwellen emittiert, einen Strahlungsteiler 4, einen festen Spiegel 5 sowie einen beweglichen Spiegel 6, der beispielsweise in X-Y-Richtung mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebs in pa ralleler Richtung verschoben werden kann, eine Zelle 8, in der eine Probe bzw. eine Referenzprobe angeordnet ist, und in die von der Infrarotlichtquelle 3 emit tierte Infrarotstrahlen über die Interferenzvorrichtung 7 eintreten, sowie einen Halbleiterdetektor 9.

Der Datenverarbeitungsabschnitt 2, der beispielsweise durch einen Computer gebildet sein kann, ist so aufgebaut, dass das Interferogramm gemittelt werden kann, das gemittelte Interferogramm durch schnelle Fourier-Transformation in ein Absorptionsspektrum transformiert wird und aus dem Absorptionsspektrum die Konzentrationen der interessierenden Komponenten berechnet werden.

Mit dem FTIR-Gasanalysator kann auf die folgende Weise eine Vielzahl von Komponenten quantitativ bestimmt werden. In die Zelle 8 werden jeweils Refe renzproben oder Testproben eingeführt. Von der Infrarotlichtquelle 3 werden die Infrarotstrahlen in der Weise in die Zelle 8 geleitet, dass jeweils Interferogramme der Referenzproben oder der Testproben gemessen werden. Diese Interfero gramme werden jeweils im Datenverarbeitungsabschnitt 2 Fourier-transformiert, so dass ein Spektrum erhalten wird. Anschließend wird das Verhältnis des Spek trums der Testprobe und des Spektrums der Referenzprobe bestimmt und durch Umwandlung in einen Absorptionswert ein Absorptionsspektrum erhalten; anschließend werden die in der Testprobe enthaltenen Komponenten mit Hilfe der Absorption bei mehreren Wellenzahlen im Absorptionsspektrum quantitativ bestimmt.

Die Anmelderin hat für die Bestimmung der Konzentration mehrerer Komponen ten in einem Gasgemisch in den Beschreibungen der folgenden japanischen Pa tente verschiedene quantitative Algorithmen vorgeschlagen (JP Nr. 2649667, 2741376, 2926277 sowie 2926278). Beispielweise wird in der JP Nr. 2649667 ein Verfahren zur Analyse von Substanzgemischen beschrieben, bei dem die Summe der relativen Absorptionen bestimmt wird, die jeweils die Differenz zwi schen dem Wert eines lokalen Peaks und eines lokalen Tales an jedem Punkt ei ner Mehrzahl von Wellenzahlenpunkten im Absorptionsspektrum darstellt, und aus der Summe die Konzentrationen der verschiedenen Komponenten jeweils un abhängig voneinander bestimmt.

Zusätzlich zu den oben erwähnten Verfahren können zur quantitativen Bestim mung von Komponentengemischen quantitative Algorithmen für die multivaria ble Analyse verwendet werden, wie die Methode der kleinsten Fehlerquadrate, Regressionsverfahren, usw. Bei jedem dieser Verfahren wird zunächst zur Be stimmung der Konzentrationen die Kalibrationsmatrix auf Basis eines Referenz spektrums erstellt, von dem die Konzentration bekannt ist. Durch Anwendung der Kalibrationsmatrix auf eine Probe mit unbekannter Konzentration können die Konzentrationen der Komponenten aus dem Spektrum der Probe jeweils ein zeln bestimmt werden.

Werden jedoch Abgase von Motoren mit Hilfe des oben beschriebenen FTIR-Ver fahrens vermessen, so weiß man, dass bei Verwendung der üblichen quantita tiven Algorithmen, wie dem Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate, die schein baren Konzentrationen von CO, CO₂ und NO wegen des Einflusses der im Pro bengas zum Zeitpunkt der Messung hohen Konzentration an koexistierendem Wasser höher sind als die tatsächlichen Konzentrationen. Dies wird nicht durch Interferenzen verursacht, die durch eine unzureichende Trennung überlappen der Spektren auch bei Verwendung der quantitativen Algorithmen auftreten, sondern ist darauf zurückzuführen, dass, wie beispielsweise in Fig. 6 gezeigt, auch im Fall gleicher Komponenten und gleicher Konzentrationen in Abhängig keit von der Zusammensetzung des Basisgases Abweichungen in der Absorption dieser Verbindungen beobachtet weren. Dies ist insbesondere darauf zurückzu führen, dass CO in einer Probe mit einem Basisgas aus N₂ und H₂O eine größe re Absorption zeigt als CO in einem Gas, das nur N₂ als wesentlichen Bestand teil enthält. In Fig. 6 bezeichnen die Bezugsziffern 10, 11 und 12 jeweils die Ab sorptionsspektren von CO, CO + H₂O sowie H₂O, wobei N₂-Gas als Basisgas verwendet wurde. Dasselbe Phänomen kann auch bei Anwesenheit von O₂, H₂ beobachtet werden, die keine Absorption im infraroten Bereich aufweisen.

Der Mechanismus des oben beschriebenen Phänomens ist noch nicht vollständig verstanden. Man nimmt jedoch an, dass als einer der Gründe ein Quenchen durch die Wechselwirkung zwischen den Molekülen das Phänomen verursacht. Fig. 7 zeigt ein Modell der durch Quenchen verursachten Änderung der Infraro tabsorption, wobei nach diesem Modell eine Änderung im Grad der Infrarotab sorption auf die Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen einer Gaskompo nente X und einem Basisgas sowie deren Wechselwirkung zurückzuführen ist. Fig. 7(A) zeigt den Fall, in dem sowohl die Wahrscheinlichkeit für eine Kollision wie auch die Wechselwirkung zwischen dem Basisgas A und der Gaskomponente X gering sind, wobei in diesem Fall nur eine geringe Auswirkung auf das Gleich gewicht zwischen dem Grundzustand und dem angeregten Zustand der Gaskom ponente X beobachtet wird, so dass die Gegenwart des Basisgases A nahezu kei ne Auswirkung auf den Grad der IR-Absorption der Gaskomponente X verur sacht. In Fig. 7(B) wird jedoch der Fall gezeigt, in dem sowohl die Wahrschein lichkeit für eine Kollision wie auch die Wechselwirkung zwischen dem Basisgas B und der Gaskomponente X groß ist, wobei in diesem Fall, da das Gleichge wicht der Gaskomponente X auf die Seite des Grundzustandes verschoben wird, eine erneute Absorption von Licht wahrscheinlicher ist. Die Anwesenheit des Ba sisgases B vergrößert daher die Intensität der Absorption der Gaskomponente X, wodurch eine im Vergleich zum Fall der Basisgaskomponente A stärkere Absorp tion beobachtet wird. In dem in Beispiel 6 gezeigten Beispiel steht N₂ für die Komponente A, H₂O für die Komponente B und CO für die Komponente X.

Ein weiterer möglicher Mechanismus ist die Verbreiterung durch Kollision, wobei die Linienbreite des Absorptionsspektrums durch die Koexistenz einer anderen Komponente vergrößert wird.

Mit der Erfindung sollen die oben beschriebenen Schwierigkeiten überwunden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration einer interessierenden Komponente in einem Gasgemisch zur Ver fügung stellen, welches neben der interessierenden Komponente mindestens eine koexistierende Komponente umfasst, welche die Absorption der interessierenden Komponente beeinflusst, so dass es möglich ist, Messungen mit hoher Genauig keit auszuführen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentrati on einer Komponente in einem Gasgemisch vorgeschlagen, das neben der Komponente mindestens eine koexistierende Komponente umfasst, welche die Absorption der Komponente beeinflusst, wobei mit einem FTIR-Spektrometer ein Absorptionsspektrum des Gasgemisches aufgenommen wird, aus dem Absorp tionsspektrum mit einem quantitativen Algorithmus eine scheinbare Konzen tration R der Komponente ermittelt wird und aus der scheinbaren Konzentration R mit einem Korrekturalgorithmus die Konzentration C der Komponente ermittelt wird.

Wird die koexistierende Komponente bei der Aufnahme des Absorptionsspek trums vermessen, kann nach der Ausführung des oben beschriebenen Korrek turalgorithmus das Ergebnis der Messungen verwendet werden. In diesem Fall tritt keine zeitliche Verzögerung bei der Ausgabe der Messwerte auf. Wird die ko existierende Komponente während der Aufnahme des Absorptionsspektrums nicht vermessen, können die entsprechenden Daten aus einem externen Analy sengerät eingelesen und verwendet werden. In diesem Fall muss eine zeitliche Abstimmung mit der CPU des FTIR-Gerätes durchgeführt werden.

Mit dem Verfahren zur Bestimmung der Konzentration einer interessierenden Komponente in einem Gasgemische mit mehreren Komponenten unter Verwen dung von FTIR-Spektroskopie können Fehler korrigiert werden, die durch eine Änderung der Intensität im Spektrum selbst verursacht werden und die durch einen herkömmlichen quantitativen Algorithmus nicht berücksichtigt werden, weshalb die Genauigkeit einer Gasanalyse durch FTIR-Spektroskopie verbessert werden kann. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Korrektur von Ein flüssen, die durch Unterschiede in der Zusammensetzung des Basisgases eines Abgases und eines Kalibrierungsgases verursacht werden, insbesondere durch einen Unterschied in der H₂O-Konzentration sowie durch Änderungen der H₂O- Konzentration in einer zu vermessenden Gasprobe.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen die einzelnen Figuren:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann;

Fig. 2 einen Grafik, die den Einfluss von H₂O auf die Abweichung der Absorption von CO zeigt; Fig. 2(A) den Einfluss bei konstanter CO-Konzentration und Fig. 2(B) den Einfluss bei konstanter H₂O-Konzentration;

Fig. 3 eine Grafik zur Erklärung der Herleitung des Korrekturalgorith mus; Fig. 3(A) zeigt die Abhängigkeit der Abweichung der CO-Ab sorption von der Absorption des Wassers bei verschiedenen CO- Konzentrationen und Fig. 3(B) zeigt die Abhängigkeit der Stei gung S aus Fig. 3(A) von der theoretischen CO-Absorption;

Fig. 4 eine Grafik, in der die Überprüfung des Korrekturalgorithmus gezeigt ist; Fig. 4(A) zeigt die Abweichung der CO-Absorption in Abhängigkeit von der eingesetzten CO-Konzentration bei ver schiedenen Mengen von H₂O, Fig. 4(B) zeigt die Abweichung nach der Anwendung des Korrekturalgorithmus;

Fig. 5 eine Grafik, in der der Zusammenhang zwischen der theoretisch erwarteten und der gemessenen scheinbaren CO-Konzentration gezeigt ist; Fig. 5(A) zeigt den Zusammenhang ohne Anwendung des Korrekturalgorithmus und Fig. 5(B) den Zusammenhang nach Anwendung des Korrekturalgorithmus;

Fig. 6 eine Grafik, in der die Absorption in Abhängigkeit von der Wel lenzahl für verschiedene Basisgase dargestellt ist;

Fig. 7 ein Modell zur Erklärung der durch Quenchen verursachten Ver änderungen der Intensitäten von Absorptionen im Infrarot bereich.

Wie bereits beschrieben, wird die Vermessung einer Gasprobe stark durch ihren Gehalt an H₂O beeinflusst. Nachfolgend wird anhand eines Beispiels die Ermitt lung und Überprüfung einer Korrekturgleichung beschrieben, mit der der Ein fluss von H₂O, das selbst mit einem FTIR-Verfahren vermessen werden kann, auf CO und andere Komponenten korrigiert werden kann, nachdem mit Hilfe ei nes quantitativen Algorithmus die scheinbare Konzentration des CO ermittelt wurde. Es wird dabei angenommen, dass der Einfluss anderer Komponenten als H₂O vernachlässigt werden kann.

1. Aufstellung und Überprüfung des Korrekturalgorithmus (1) Einfluss des koexistierenden H₂O auf die gemessene scheinbare Konzentra tion des CO

Fig. 2 zeigt den Einfluss von koexistierendem H₂O auf die gemessene scheinbare CO-Konzentration. Die CO-Konzentration wurde dabei im Bereich von ungefähr 10% gewählt. Fig. 2(A) zeigt den Fall einer konstanten CO-Konzentration und Fig. 2(B) zeigt den Fall einer konstanten H₂O-Konzentration. Wie Fig. 2 zeigt, werden die Abweichungen der Werte im Fall einer konstanten H₂O-Konzentrati on sehr gut durch eine lineare Gleichung (Y = a.X) angenähert. Für einige Fälle eignet sich in Abhängigkeit von den Komponenten besser eine quadratische Glei chung (Y = aX² + bX) für die Annäherung.

(2) Aufstellung des Korrekturalgorithmus

Fig. 3(A) zeigt die Abhängigkeit der Abweichung der CO-Absorption von der Absorption des Wassers bei verschiedenen CO-Konzentrationen und Fig. 3(B) zeigt die Abhängigkeit der Steigung S aus Fig. 3(A) von der theoretischen CO- Absorption. Unter einer theoretischen CO-Absorption wird dabei die Absorption des CO ohne Einfluss von koexistierendem H₂O verstanden. Bei der Aufstellung des Korrekturalgorithmus wird zunächst angenommen, dass die Intensität x des H₂O-Peaks, die ungefähr dem Wert der unkorrigierten berechneten Konzen tration W von H₂O entspricht, und die Abweichung y der gemessenen Intensität des CO-Peaks von der theoretisch berechneten Intensität des CO-Peaks einen Zusammenhang aufweisen, der durch eine lineare Gleichung (y = Sx) dargestellt werden kann. Wie Fig. 3(A) zeigt, ändert sich die Steigung S dieser linearen Gleichung proportional zur Intensität des CO-Peaks. Wie Fig. 3(B) zeigt, kann die Beziehung zwischen der Steigung S und der Intensität X des CO-Peaks ohne Beeinflussung durch H₂O (was der zu bestimmenden CO-Konzentration C ent spricht) durch eine quadratische Gleichung (S = aX² + bX) angenähert werden. Der Wert R der CO-Konzentration, der durch konventionelle quantitative Algo rithmen ermittelt wurde, kann dargestellt werden durch:
R = y + X = {(aX² + bX).x} + X

Wird diese Gleichung nach X ( = C) aufgelöst, wird eine Gleichung erhalten, mit der die Intensität des CO-Peaks aufgefunden werden kann, wobei der Einfluss von H₂O korrigiert ist.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren werden zur Berechnung der Korrektur koeffizienten a und b die in Fig. 3(B) gezeigten Daten verwendet, d. h. Messwerte zum Einfluss der Koexistenz, die erhalten werden, wenn nur die CO-Konzentrati on verändert wird, und die H₂O-Konzentration im Wesentlichen konstant gehal ten wird (Daten, die bei Veränderung der H₂O-Konzentration gemessen werden, sind nicht erforderlich).

Die CO-Konzentration C kann nach der Korrektur wie folgt dargestellt werden:
mit a = 0 (Y = bX),
C = R/(1 + bW)
mit a ≠ 0 (Y = aX² + bX),
C = [√{(1 + bW)² + 4aWR} - (1 + bW)]/2aW
wobei R: CO-Konzentration vor der Korrektur,
W: H₂O-Konzentration.

(3) Überprüfung des Korrekturalgorithmus

Fig. 4 zeigt ein Beispiel (CO-Bereich von 10%) für eine Korrektur, die mit der in (2) ermittelten Gleichung durchgeführt wurde. In Fig. 4(A) sind die Daten vor der Korrektur und in Fig. 4(B) die Daten nach der Korrektur dargestellt. Als Ergeb nis dieses Korrekturverfahrens kann die Abweichung der gemessenen Werte, die im Maximum bis zu annähernd 12% betragen kann, innerhalb eines Bereiches von ±1% oder etwas mehr gehalten werden.

2. Überprüfung des Einflusses der Messvorrichtung

Zur Bestimmung der Korrekturkoeffizienten auf Basis der Abweichung von den theoretischen Werten unter Berücksichtigung des Einflusses von H₂O muss für die jeweilige Vorrichtung festgestellt werden, wie die Korrektur der Daten durch geführt werden soll. Es wurden daher drei Vorrichtungen verwendet um die Ab weichungen zu bestimmen und Möglichkeiten für eine Vereinfachung des Kor rekturverfahrens aufzufinden.

(1) Untersuchung der Abweichung

Fig. 5 zeigt die Abweichungen der gemessenen Werte bei einer CO-Konzentration in einem Bereich bis ungefähr 10%. Fig. 5(A) zeigt die Beziehung zwischen der Intensität des CO-Peaks und den Abweichungen der Messdaten (CO 10%). Fig. 5(B) zeigt die Beziehung zwischen der Intensität des CO-Peaks und Abwei chungen nach einer Korrektur (CO 10%). Fig. 5 zeigt, dass trotz erheblicher Lücken in den Werten der absoluten Werte ein gemeinsamer Trend aufgefunden werden kann. Vermutlich liegt einer der Gründe für die Abweichungen in der unterschiedlichen Anzahl von Punkten für die Wellenzahlen, die bei den jeweili gen Geräten für die Durchführung des PCR-Verfahrens verwendet wurden.

Die folgende Tabelle 1 zeigt Abweichungen der Messwerte, wobei andere Kom ponenten mit aufgenommen wurden. Aus Tabelle 1 ergibt sich, dass CO, CO₂, NO und N₂O großen Einflüssen unterworfen sind und wegen der großen Breite der Abweichungen die Korrekturgleichungen jeweils für jedes Gerät einzeln bestimmt werden müssen.

[Tabelle 1]

(2) Vereinfachung des Korrekturverfahrens

Anhand der in Tabelle 1 dargestellten Ergebnissen der mit den drei Geräten A bis C durchgeführten Messungen werden nachfolgend die Ergebnisse diskutiert, die durch Korrekturen erhalten wurden, die für CO, CO₂ und NO durchgeführt wurden. In diesen drei Fällen wurden die folgenden drei Korrekturverfahren angewandt:

a) Für die Korrektur wird eine quadratische Gleichung (a ≠ 0 in Fig. 3) verwen det, wobei die Gleichung für jedes Gerät bestimmt wurde.
b) Es wird eine quadratische Gleichung verwendet (a ≠ 0 in Fig. 3) und auf der Basis des Korrekturgleichung einer der drei Vorrichtungen I, II, III die Steigung für jede der Vorrichtungen bestimmt.
c) Für die Korrektur wird eine lineare Gleichung verwendet (a = 0 in Fig. 3), wo bei die Gleichung für jede der Vorrichtungen bestimmt wurde.

Im Folgenden werden die jeweiligen Korrekturverfahren und deren Ergebnisse diskutiert:

a) Im Fall, dass die Korrekturgleichung (quadratische Gleichung) für jede Vorrichtung bestimmt wurde, wurden 5 Punkte (1/5 Teilpunkt bis 5/5 Teil punkte) des Spektrums eines feuchten Gases (N₂ + H₂O-Basis) für jede der Komponenten CO. CO₂ und NO bestimmt und auf Basis dieser Werte die Korrek turgleichung für jede Vorrichtung ermittelt. Die Resultate sind in Tabelle 2 dar gestellt.

[Tabelle 2]
b) Anpassung der Steigung unter Verwendung derselben Korrekturgleichung (quadratische Gleichung)
Unter den (in Tabelle 2) verwendeten Vorrichtungen wurde die Korrekturglei chung (quadratische Gleichung) ausgewählt und die Berechnung für einen Punkt (4/5 Teilpunkt) für eine Vorrichtung A durchgeführt. Die Ergebnisse der Korrektur der restlichen vier Punkte wurden anschließend bewertet. Die Ergeb nisse sind in Tabelle 3 dargestellt. Die Ergebnisse für die Vorrichtung A stim men mit denen in Tabelle 2 überein.

[Tabelle 3]
c) Verwendung einer linearen Gleichung zur Korrektur.
Der Korrekturgleichung (lineare Gleichung) wurde unter Verwendung lediglich eines Punktes (4/5 Teilpunkt) aus den in Tabelle 2 angegebenen Daten für die jeweilige Vorrichtung bestimmt und die Resultate der Korrekturen der restlichen vier Punkte bewertet. Die Resultate sind in Tabelle 4 dargestellt.

[Tabelle 4]

Die Tabellen 2 bis 4 zeigen, dass auch im Fall einer linearen Gleichung (c) die Ergebnisse der Korrektur innerhalb einer Abweichung von ungefähr ±2% gehalten werden. Es ist daher möglich, Korrekturen auch durch Aufnahme nur eines Punktes der Messdaten für jede(n) Komponente/Bereich durchzuführen.

Mit dem oben beschriebenen Analysenverfahren für Gasgemische mit mehreren Komponenten unter Verwendung von FTIR-Verfahren, können mehrere Kompon ten in einer Probe aus einem mit dem FTIR-Verfahren erhaltenen Absorptions spektrum quantitativ bestimmt werden, wobei nachdem die Konzentrationen mehrerer Komponenten aus dem Spektrum mit Hilfe eines multi-variablen Analysenverfahrens bestimmt worden sind, für einen Teil der Komponenten weitere Berechnungen durchgeführt werden, um Veränderungen im Spektrum zu korrigieren, die durch koexistierende Gaskomponenten verursacht werden. Damit ist es möglich, einen Fehler zu korrigieren, der durch eine Veränderung der Intensität im Spektrum verursacht wird, der durch die normalen quantita tiven Algorithmen nicht korrigiert werden kann und so die Genauigkeit der Gasanalyse unter Verwendung eines FTIR-Verfahrens zu verbessern.

Insbesondere im Fall von beispielsweise H₂O, d. h. im Fall, in dem die Korrektur unter Verwendung von Messwerten durchgeführt wird, die nach dem FTIR- Verfahren erhalten wurden, ist die Methode vorteilhaft, da die Messwerte für die jeweiligen Komponenten vernachlässigt werden können. Weiter können im Fall von Komponenten wie O₂ und H₂, die nicht nach dem FTIR-Verfahren ver messen werden können, auch Signale aus einem externen Analysengerät heran gezogen werden, die in der CPU des FTIR zeitlich angepasst werden und dann für die Korrektur verwendet werden. Damit können dieselben Ergebnisse erreicht werden.

Das oben beschriebene Analysenverfahren für Gasgemische mit mehreren Komponenten lässt sich besonders gut zur Korrektur von Einflüssen verwenden, die durch Unterschiede in der Wasserkonzentration im Auspuffgas und in einem Kalibrationsgas oder durch eine Änderung der H₂O-Konzentration in einem zu vermessenden Probengas verursacht werden. Weiter können auch Einflüsse, die durch O₂ und H₂ verursacht werden, korrigiert werden.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Konzentration einer Komponente in einem Gasgemisch, das neben der Komponente mindestens eine koexistierende Kompo nente umfasst, welche die Absorption der Komponente beeinflusst, wobei mit einem FTIR-Spektrometer ein Absorptionsspektrum des Gasgemisches aufgenommen wird, aus dem Absorptionsspektrum mit einem quantitativen Algorithmus eine scheinbare Konzentration R der Komponente ermittelt wird und aus der scheinbaren Konzentration R mit einem Korrekturalgorithmus die Konzentration C der Komponente ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Korrekturalgorithmus ist:
R = {(aC² + bC).W} + C
wobei bedeutet
R die scheinbare Konzentration der Komponente,
C die Konzentration der Komponente,
W die Konzentration der mindestens einen koexistierenden Komponente,
a, b messspezifische Korrekturkoeffizienten.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Korrekturalgorithmus ist:
C = [√{(1 + bW)² + 4aWR} - (1 + bW)]/2aW.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Korrekturalgorithmus ist
C = R/(1 + bW).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gasgemisch ein Abgas ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Komponente aus gewählt ist aus der Gruppe, die gebildet ist von CO, CO₂, NO, N₂O.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die koexistierende Komponente H₂O ist.