DE10104556A1 - Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator - Google Patents
Nichtdispersiver Infrarot-GasanalysatorInfo
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Abstract
Zur Bestimmung der Konzentration von Kohlendioxid in einem Messgas weist ein nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator eine Infrarot-Strahlungsquelle, ein im Strahlengang der Infrarot-Strahlungsquelle liegendes und deren Infrarot-Strahlung modulierendes Blendenrad, eine von der modulierten Infrarot-Strahlung durchstrahlte und das Messgas enthaltende Massküvette und einen in Strahlungsrichtung hinter der Messküvette angeordneten Detektor auf. DOLLAR A Um eine vom Kohlendioxidgehalt der Außenluft unabhängige genaue Messung der Kohlendioxidkonzentration des Messgases (10) zu ermöglichen, ist der zwischen der Infrarot-Strahlungsquelle (1) und der Messküvette (9) liegende Bereich des Strahlengangs (7) mitsamt dem Blendenrad (5) von einem Gehäuse (17) umschlossen, welches von einem kohlendioxidfreien Spülgas (18) durchströmt wird.
Description
Die Erfindung betrifft einen nichtdispersiven Infrarot-Gas
analysator zur Bestimmung der Konzentration von Kohlendioxid
in einem Messgas, mit einer Infrarot-Strahlungsquelle, mit
einem im Strahlengang der Infrarot-Strahlungsquelle liegenden
und deren Infrarot-Strahlung modulierenden Blendenrad, mit
einer das Messgas enthaltenden und von der modulierten Infra
rot-Strahlung durchstrahlten Messküvette und mit einem in
Strahlungsrichtung hinter der Messküvette angeordneten
Detektor.
Das zur Modulation der Infrarot-Strahlung dienende Blendenrad
benötigt zwischen der Infrarot-Strahlungsquelle und der Mess
küvette einen Luftspalt, innerhalb dessen es rotieren kann.
Bei der Messung von Kohlendioxidkonzentrationen, insbesondere
von sehr geringen Kohlendioxidkonzentrationen, beispielsweise
in der Größenordnung von 50 ppm, kann sich der Luftspalt als
sehr störend erweisen, da die Luft selbst ca. 400 ppm Kohlen
dioxid enthält und dieser Kohlendioxidanteil außerdem auf
grund von Umgebungseinflüssen, beispielsweise Atemluft oder
in der Umgebung von Verbrennungsprozessen, stark schwanken
kann.
Um eine vom Kohlendioxidgehalt der Außenluft unabhängige ge
naue Messung der Kohlendioxidkonzentration in einem Messgas
zu ermöglichen, ist gemäß der Erfindung bei dem nichtdisper
siven Infrarot-Gasanalysator der eingangs angegebenen Art der
zwischen der Infrarot-Strahlungsquelle und der Messküvette
liegende Bereich des Strahlengangs mitsamt dem Blendenrad von
einem Gehäuse umschlossen, welches einen Spülgaseinlass und
Spülgasauslass aufweist und an dessen Spülgaseinlass eine
Gasquelle mit einem kohlendioxidfreien Spülgas angeschlossen
ist. Als Spülgasauslass können auch vorhandene Undichtigkei
ten des Gehäuses, z. B. im Bereich der Achsdurchführung des
Blendenrads, dienen. Damit wird erreicht, dass der Bereich
des Strahlengangs zwischen der Infrarot-Strahlungsquelle und
der Messküvette kohlendioxidfrei bleibt. Es wäre zwar denk
bar, den kompletten Gasanalysator in einem von einem kohlen
dioxidfreien Gas durchströmten Gehäuse anzuordnen, jedoch
wären der damit verbundene apparative Aufwand und die benö
tigte Spülgasmenge sehr groß. Wegen der Achsdurchführung des
Blendenrads und weil darüber hinaus kohlendioxiddichte Kap
selungen mit vertretbarem Aufwand kaum realisierbar sind,
kommt auch eine vollständige Kapselung des Blendenrads oder
des kompletten Gasanalysators gegenüber der Außenluft nicht
in Frage.
Bei dem erfindungsgemäßen Infrarot-Gasanalysator kommt als
Spülgas vorzugsweise Stickstoff zum Einsatz, wobei alternativ
auch Außenluft verwendet werden kann, die zuvor über ein
Kohlendioxid-Absorbermittel geführt worden ist.
Um zu verhindern, dass in dem Strahlungsgang der Infrarot-
Strahlung liegende Teile des Gasanalysators, insbesondere
Fenster zu der Infrarot-Strahlungsquelle und der Messküvette,
durch den Spülgasstrom lokal gekühlt werden und so das Mess
ergebnis des Infrarot-Gasanalysators verfälschen, ist der
Spülgaseinlass vorzugsweise an einer von dem Infrarot-
Strahlengang weitest möglich entfernten Stelle des Gehäuses
ausgebildet.
Aus demselben Grunde und um den Spülgasverbrauch möglichst
gering zu halten, wird der Spülgasstrom in der Praxis gerade
so groß sein, dass es ausreicht, ein Eindringen von Außenluft
in das Gehäuse zu vermeiden. Um dabei den Spülgasstrom unab
hängig von dem Druck oder von Druckschwankungen der Gasquelle
möglichst konstant zu halten, weist der Spülgaseinlass vor
zugsweise eine Lochdüse, beispielsweise mit einem Durchmesser
von 60 Mikrometer, auf, die strömungsregelnd wirkt.
Im Weiteren wird ein Ausführungsbeispiel des nichtdispersiven
Infrarot-Gasanalysators anhand der Zeichnung beschrieben.
Der dargestellte Infrarot-Gasanalysator weist eine Infrarot-
Strahlungsquelle 1 im Brennpunkt eines Reflektors 2 auf,
welcher die Infrarot-Strahlung 3 durch ein Fenster 4 ab
strahlt. Die Infrarot-Strahlung 3 wird mittels eines Blenden
rads 5 moduliert, welches von einem Motor 6 angetrieben wird
und den Strahlengang 7 intermittierend unterbricht. Anschlie
ßend gelangt die modulierte Strahlung 3 durch ein weiteres
Fenster 8 in eine Messküvette 9. Durch die Messküvette 9 wird
ein zu analysierendes Messgas 10 geleitet, dessen Kohlendi
oxidgehalt gemessen werden soll. Im Anschluss an die Mess
küvette 9 ist ein Detektor 11 angeordnet, der in bekannter
Weise aus zwei hintereinander liegenden strahlungsdurchläs
sigen und mit Kohlendioxid gefüllten Kammern 12 und 13 be
steht, die über eine Leitung 14 mit einem darin angeordneten
und ein Detektorsignal 15 abgebenden druck- oder strömungs
empfindlichen Sensor 16 verbunden sind.
Um zu verhindern, dass kohlendioxidhaltige Außenluft in den
Strahlungsgang 7 zwischen der Infrarot-Strahlungsquelle 1 und
der Messküvette 9 gelangt, ist dieser Bereich zusammen mit
dem Blendenrad 5 in einem Gehäuse 17 angeordnet, welches mit
einem kohlendioxidfreien Spülgas 18, hier z. B. Stickstoff,
gespült wird. Dazu weist das Gehäuse 17 einen Spülgaseinlass
19 auf, an dem eine Gasquelle 20 für das Spülgas 18 ange
schlossen ist. Der Spülgaseinlass 19 ist dabei soweit wie
möglich von dem Bereich des Strahlengangs 7 entfernt, um zu
vermeiden, dass aufgrund von ungünstigen Spülgasströmungen
die Fenster 4 und 8 lokal abgekühlt werden und so das Mess
ergebnis verfälscht wird. Als Spülgasauslass 21 dient hier
die Undichtigkeit des Gehäuses 17 im Bereich der Achsdurch
führung des Blendenrads 5. Der Spülgaseinlass 19 weist eine
Lochdüse 22 auf, die den Spülgasstrom unabhängig von dem
Druck oder von Druckschwankungen der Gasquelle 20 konstant
hält.
Ist der Gasanalysator als Zweistrahl-Gerät mit einer zu der
Messküvette parallelen Vergleichsküvette ausgebildet so ist
in gleicher Weise auch der Bereich des Strahlengangs zwischen
der Infrarot-Strahlungsquelle und der Vergleichsküvette von
dem mit dem kohlendioxidfreien Spülgas beströmten Gehäuse
umschlossen.
Claims (5)
1. Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator zur Bestimmung der
Konzentration von Kohlendioxid in einem Messgas (10), mit
einer Infrarot-Strahlungsquelle (1), mit einem im Strahlen
gang der Infrarot-Strahlungsquelle (1) liegenden und deren
Infrarot-Strahlung (3) modulierenden Blendenrad (5), mit
einer das Messgas (10) enthaltenden und von der modulierten
Infrarot-Strahlung (3) durchstrahlten Messküvette (9) und mit
einem in Strahlungsrichtung hinter der Messküvette (9) ange
ordneten Detektor (11), dadurch gekennzeich
net, dass der zwischen der Infrarot-Strahlungsquelle (1)
und der Messküvette (9) liegende Bereich des Strahlengangs
(7) mitsamt dem Blendenrad (5) von einem Gehäuse (17) um
schlossen ist, welches einen Spülgaseinlass (19) und einen
Spülgasauslass (21) aufweist und an dessen Spülgaseinlass
(19) eine Gasquelle (20) mit einem kohlendioxidfreien Spülgas
(18) angeschlossen ist.
2. Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas
(18) Stickstoff ist.
3. Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas
(18) über ein Kohlendioxid-Absorbermittel geführte Außenluft
ist.
4. Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator nach einem der
vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Spülgaseinlass (19) an einer von
dem Infrarot-Strahlengang (7) weitestmöglich entfernten
Stelle des Gehäuses (17) ausgebildet ist.
5. Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator nach einem der
vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Spülgaseinlass (19) eine den
Spülgasstrom konstant haltende Lochdüse (22) aufweist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10104556A DE10104556A1 (de) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10104556A DE10104556A1 (de) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10104556A1 true DE10104556A1 (de) | 2002-02-07 |
Family
ID=7672512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE10104556A1 (de) |
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