DE10138535B4

DE10138535B4 - Gas analyzer

Info

Publication number: DE10138535B4
Application number: DE2001138535
Authority: DE
Inventors: Günter Marcaux
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2021-08-07
Also published as: DE10138535A1

Abstract

Gasanalysengerät (1) mit einem an einer Messgaszufuhr (7) und an einer Referenzgaszufuhr (8) angeschlossenen Analysenteil (9), in dem das zugeführte Messgas und das Referenzgas zusammenströmen und nach der Analyse über eine Gasabfuhr (10) abströmen, wobei die Referenzgaszufuhr (8) einen Gasabzweig (11) mit einer Abströmdrossel (12) für überschüssiges Referenzgas aufweist und zwischen dem Gasabzweig (11) und dem Analysenteil (9) einen Strömungswiderstand (13) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasabzweig (11) mit der Abströmdrossel (12) ausgangsseitig in die Gasabfuhr (10) des Analysenteils (9) mündet.Gas analyzer (1) with one at a sample gas supply (7) and at a reference gas supply (8) connected analysis part (9), in which the supplied sample gas and the reference gas converge and after the analysis about a gas discharge (10) outflow, wherein the reference gas supply (8) has a gas branch (11) with an outflow throttle (12) for excess reference gas and between the gas branch (11) and the analysis part (9) a flow resistance (13) contains characterized in that the gas branch (11) with the outflow throttle (12) on the output side in the gas discharge (10) of the analysis part (9) empties.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasanalysengerät mit einem an einer Messgaszufuhr und an einer Referenzgaszufuhr angeschlossenen Analysenteil, in dem das zugeführte Messgas und das Referenzgas zusammenströmen und nach der Analyse über eine Gasabfuhr abströmen, wobei die Referenzgaszufuhr einen Gasabzweig mit einer Abströmdrossel für überschüssiges Referenzgas aufweist und zwischen dem Gasabzweig und dem Analysenteil einen Strömungswiderstand enthält.The The invention relates to a gas analyzer with a at a sample gas supply and an analysis part connected to a reference gas supply, in which the supplied Sample gas and the reference gas flow together and after analysis via a gas discharge flow out, wherein the reference gas supply a gas branch with a flow restrictor for excess reference gas and between the gas branch and the analysis part a flow resistance contains.

Ein solches Gasanalysengerät ist aus dem Siemens-Katalog "OXYMAT 6, Gasanalysengeräte für die Bestimmung von Sauerstoff", November 1998, Bestell-Nr: E86060-K3510-B101-A1 bekannt (siehe auch http://www.prozessanalytik.de/00/produkte/kataloge/gas/kat_de.htm).One such gas analyzer is from the Siemens catalog "OXYMAT 6, Gas analyzers for determination of oxygen ", November 1998, Order No: E86060-K3510-B101-A1 (see also http://www.prozessanalytik.de/00/produkte/kataloge/gas/kat_de.htm).

Bei dem bekannten Gasanalysengerät gelangen über eine Messgaszufuhr ein Messgas, dessen Sauerstoffgehalt zu bestimmen ist, und über eine Referenzgaszufuhr ein Referenzgas in ein Analysenteil, wo beide Gase in einem inhomogenen Magnetfeld zusammengeführt werden. Da Sauerstoffmoleküle aufgrund ihrer paramagnetischen Eigenschaften in dem inhomogenen Magnetfeld in Richtung höherer Feldstärken bewegt werden, entsteht zwischen dem Messgas und dem Referenzgas ein Druckunterschied, der gemessen wird. Durch einen zweikanaligen, symmetrischen Aufbau der Referenzgaszufuhr in das Analysenteil wird erreicht, dass das Messergebnis prinzipiell unabhängig von Schwankungen des Referenzgasstromes ist; jedoch ist das Einhalten eines Mindestvolumenstromes des Referenzgases für die Messfähigkeit des Analysengerätes erforderlich. Die Referenzgasversorgung des Analysengeräts erfolgt unter Druck, beispielsweise mittels einer Referenzgaspumpe, wobei der Referenzgasstrom durch den Strömungswiderstand in der Referenzgaszufuhr und die Differenz der Drücke beiderseits des Strö mungswiderstandes bestimmt ist. Bei zu hohem Referenzgasdruck wird vor dem Strömungswiderstand über einen Gasabzweig mit Abströmdrossel überschüssiges Referenzgas nach außen abgeleitet, so dass der Eingangsdruck vor dem Strömungswiderstand sinkt.at the known gas analyzer get over a sample gas feed a sample gas to determine its oxygen content is, and over a reference gas feed a reference gas into an analyzer section where both Gases are merged in an inhomogeneous magnetic field. Because oxygen molecules due their paramagnetic properties in the inhomogeneous magnetic field moved in the direction of higher field strengths be, arises between the sample gas and the reference gas, a pressure difference, which is measured. Due to a two-channel, symmetrical structure the reference gas feed into the analyzer section is achieved that the Measurement result basically independent of fluctuations of the reference gas flow; however, keeping one is Minimum volume flow of the reference gas required for the measuring capability of the analyzer. The reference gas supply of the analyzer is carried out under pressure, for example by means of a reference gas pump, wherein the reference gas flow through the flow resistance in the reference gas supply and the difference in pressures on both sides the flow resistance is determined. If the reference gas pressure is too high, before the flow resistance over a Gas branch with outflow restrictor Excess reference gas outward derived, so that the inlet pressure before the flow resistance sinks.

Im Hinblick darauf, dass auch Druckschwankungen des Messgases die Druckverhältnisse an dem Strömungswiderstand und damit den Referenzgasstrom beeinflussen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Messfähigkeit des bekannten Analysengerätes noch weiter zu verbessern.in the Considering that also pressure fluctuations of the measuring gas, the pressure conditions at the flow resistance and thus influence the reference gas flow, the invention the task is based on the measuring capability the known analyzer even further to improve.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei dem Gasanalysator der eingangs angegebenen Art der Gasabzweig mit der Abströmdrossel ausgangsseitig in die Gasabfuhr des Analysenteils mündet. Da das Messgas und das Referenzgas in dem Analysenteil zusammenströmen und dieses anschließend über die Gasabfuhr verlassen, sind der Druck in der Gasabfuhr, der Druck am Ende des Strömungswiderstands und der Messgasdruck hinter dem Strömungswiderstand im Wesentlichen gleich. Steigt oder fällt der Messgasdruck, so strömt weniger bzw. mehr überschüssiges Referenzgas durch den Gasabzweig, so dass der Druck vor der Abströmdrossel ansteigt oder abfällt und der Volumenstrom des dem Analysenteil zugeführten Referenzgases aufgrund der konstanten Druckdifferenz über dem Strömungswiderstand des Referenzgasweges im Wesentlichen konstant bleibt.According to the invention the task is solved by that in the gas analyzer of the type specified in the gas branch with the outflow throttle On the output side opens into the gas discharge of the analysis part. There the sample gas and the reference gas converge in the analysis part and this afterwards over the Leave gas discharge, the pressure in the gas discharge, the pressure at the end of the flow resistance and the sample gas pressure behind the flow resistance substantially equal. Rises or falls the sample gas pressure, so flows less or more excess reference gas through the gas branch, so that the pressure upstream of the outflow throttle rises or falls and the flow rate of the reference gas supplied to the analysis part due the constant pressure difference over the flow resistance the reference gas path remains substantially constant.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figur der Zeichnung Bezug genommen, die ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gasanalysegeräts zeigt.to further explanation The invention is hereinafter referred to the figure of the drawing taken, which is an embodiment of the gas analyzer according to the invention shows.

Das Gasanalysengerät 1 weist einen Messgaseingang 2 zum Anschluss einer Messgasversorgung mit Messgaspumpe 3, einen Referenzgaseingang 4 zum Anschluss einer Referenzgasversorgung mit Referenzgaspumpe 5 und einen Gasausgang 6 auf. Der Messgaseingang 2 ist Bestandteil einer Messgaszufuhr 7 und der Referenzgaseingang 4 Bestandteil einer Referenzgaszufuhr 8 zu einem Analysenteil 9. In dem Analysenteil 9 strömen das Messgas und das Referenzgas zusammen und nach der Analyse über eine Gasabfuhr 10 und den Gasausgang 6 aus dem Analysenteil 9 und dem Gasanalysengerät 1 hinaus. Die Referenzgaszufuhr 8 weist einen Gasabzweig 11 für überschüssiges Referenzgas auf, der eine Abströmdrossel 12 enthält und in die Gasabfuhr 10 mündet. Ferner enthält die Referenzgaszufuhr 8 zwischen dem Gasabzweig 11 und dem Analysenteil 9 einen Strömungswiderstand 13. Ein weiterer Strömungswiderstand 14 ist im Verlauf der Messgaszufuhr 7 angeordnet. Die Abströmdrossel 12 und die Strömungswiderstände 13 und 14 können beispielsweise durch Kapillarrohre realisiert sein.The gas analyzer 1 has a sample gas inlet 2 for connection of a sample gas supply with sample gas pump 3 , a reference gas inlet 4 for connection of a reference gas supply with reference gas pump 5 and a gas outlet 6 on. The sample gas inlet 2 is part of a sample gas supply 7 and the reference gas inlet 4 Component of a reference gas supply 8th to an analysis part 9 , In the analysis section 9 the sample gas and the reference gas flow together and after analysis via a gas discharge 10 and the gas outlet 6 from the analysis section 9 and the gas analyzer 1 out. The reference gas supply 8th has a gas branch 11 for excess reference gas, which is an outflow restrictor 12 contains and in the gas discharge 10 empties. Furthermore, the reference gas supply contains 8th between the gas branch 11 and the analysis part 9 a flow resistance 13 , Another flow resistance 14 is in the course of the sample gas supply 7 arranged. The outflow throttle 12 and the flow resistances 13 and 14 can be realized for example by capillary tubes.

Der Referenzgasstrom in der Referenzgaszufuhr 8 ist durch die Größe des Strömungwiderstands 13 und die Druckdifferenz über dem Strömungswiderstand 13 bestimmt. Da in dem Analysenteil 9 das Messgas und das Referenzgas zusammenströmen und gemeinsam entsorgt werden, sind die Drücke in der Messgaszufuhr 7 und der Referenzgaszufuhr 8 jeweils hinter den Strömungswiderständen 14 bzw. 13 sowie in der Gasabfuhr 10 gleich. Dadurch, dass nun der Gasabzweig 11 in die Gasabfuhr 10 mündet, wird erreicht, dass bei einem Anstieg oder Abfall des Messgasdrucks der Gasstrom des überschüssigen Referenzgases in dem Gasabzweig 11 abnimmt bzw. zunimmt, so dass auch vor dem Strömungswiderstand 13 der Druck ansteigt bzw. abfällt, so dass der Druckabfall über dem Strömungswiderstand 13 und damit der Referenzgasstrom weitgehend konstant bleiben.The reference gas flow in the reference gas supply 8th is due to the size of the flow resistance 13 and the pressure difference across the flow resistance 13 certainly. As in the analysis section 9 the sample gas and the reference gas flow together and are disposed of together, are the pressures in the sample gas supply 7 and the reference gas supply 8th behind the flow resistances 14 respectively. 13 as well as in the gas removal 10 equal. Thus, that now the gas branch 11 in the gas discharge 10 is reached, it is achieved that in an increase or decrease of the sample gas pressure, the gas flow of the excess reference gas in the gas branch 11 decreases or increases, so that even before the flow resistance 13 the pressure rises or falls, so that the pressure drop across the flow resistance 13 and thus the reference gas flow weitge remain constant.

Claims

Gas analyzer ( 1 ) with a at a sample gas supply ( 7 ) and at a reference gas supply ( 8th ) connected analyzer part ( 9 ), in which the supplied sample gas and the reference gas converge and after analysis via a gas discharge ( 10 ), whereby the reference gas feed ( 8th ) a gas branch ( 11 ) with a flow restrictor ( 12 ) for excess reference gas and between the gas branch ( 11 ) and the analysis part ( 9 ) a flow resistance ( 13 ), characterized in that the gas branch ( 11 ) with the outflow throttle ( 12 ) on the output side into the gas discharge ( 10 ) of the analysis part ( 9 ) opens.