DE102004041621B4

DE102004041621B4 - Device for analyzing a measuring fluid

Info

Publication number: DE102004041621B4
Application number: DE200410041621
Authority: DE
Inventors: Thomas Springmann; Knut Hoyer
Original assignee: Testo SE and Co KGaA
Current assignee: Testo SE and Co KGaA
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2024-08-28
Also published as: WO2006024442A1; DE102004041621A1

Abstract

Vorrichtung zur Analyse eines Messfluids mit
einem ersten Messkanal (1), über den ein Messfluid zugeführt wird,
einem Verdünnungskanal (19), über den ein Verdünnungsfluid zugeführt wird,
einer Mischeinrichtung (6), die eingangsseitig mit dem erstem Messkanal (1) und dem Verdünnungskanal (19) verbunden ist,
einem zweiten Messkanal (1'), der ein verdünntes Messfluid von der Mischeinrichtung wegführt und in dem ein erster Sensor (7) zur Messung eines Messfluidbestandteiles angeordnet ist,
mindestens einem Strömungswiderstandselement (5, 10, 24), das in dem ersten Messkanal (1) und/oder dem Verdünnungskanal (19) angeordnet ist und das einen definierten Strömungswiderstand aufweist derart, dass die Fluidströme in dem ersten Messkanal (1) und dem Verdünnungskanal (19) in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen,
einem Abzweigpunkt (4) für das zu messende Messfluid, an dem sich der erste Messkanal (1) und ein Abzweigmesskanal (9) verzweigen, wobei in dem Abzweigmesskanal (9) mindestens ein Sensor (11, 12) für unterschiedliche Fluidbestandteile angeordnet ist,...Device for analyzing a measuring fluid with
a first measuring channel (1), via which a measuring fluid is supplied,
a dilution channel (19) via which a dilution fluid is supplied,
a mixing device (6) which is connected on the input side to the first measuring channel (1) and the dilution channel (19),
a second measuring channel (1 '), which leads away a diluted measuring fluid from the mixing device and in which a first sensor (7) for measuring a measuring fluid constituent is arranged,
at least one flow resistance element (5, 10, 24) which is arranged in the first measurement channel (1) and / or the dilution channel (19) and which has a defined flow resistance such that the fluid flows in the first measurement channel (1) and the dilution channel (19) are in a certain relationship,
a branch point (4) for the measurement fluid to be measured, at which the first measurement channel (1) and a branch measurement channel (9) branch, wherein at least one sensor (11, 12) for different fluid constituents is arranged in the branch measurement channel (9). ..

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Analyse eines Messfluids, insbesondere eines Messgases.The Invention relates to a device for analyzing a measuring fluid, in particular a measuring gas.

Zur Analyse der Bestandteile von Fluiden, seien es Gase oder Flüssigkeiten, sind verschiedenste Arten von Sensoren bekannt, die physikalische oder chemische Eigenschaften von Bestandteilen des Fluides nachweisen, wie beispielsweise bei Flüssigkeiten den ph-Wert oder die elektrische Leitfähigkeit oder die Ionen-Leitfähigkeit. Für die Vermessung von Gasen sind elektrochemische, optische und andere Gassensoren bekannt, die beispielsweise die Vermessung der Konzentrationen von Sauerstoff, CO, NO, NO₂ oder SO₂ erlauben. Derartige Sensoren gehen in ihrer Anwendung beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 19710527 A1 und noch näher aus der DE 4417665 A1 hervor.For analyzing the constituents of fluids, whether gases or liquids, various types of sensors are known which detect physical or chemical properties of constituents of the fluid, such as, for example, the pH or the electrical conductivity or the ionic conductivity in the case of liquids. For the measurement of gases electrochemical, optical and other gas sensors are known, for example, allow the measurement of the concentrations of oxygen, CO, NO, NO ₂ or SO ₂ . Such sensors are in their application, for example, from the German patent application DE 19710527 A1 and even closer from the DE 4417665 A1 out.

Bei dem Betrieb derartiger Sensoren zum Nachweis von Bestandteilen eines Fluids besteht ein grundlegendes Problem darin, dass ein optimaler Betrieb des jeweiligen Sensors nur in einem bestimmten Konzentrationsbereich des zu vermessenden Bestandteiles in dem Messfluid möglich ist. Bei einer höheren Konzentration wird die Messung möglicherweise ungenau oder der Sensor wird überlastet, vergiftet oder gesättigt.at the operation of such sensors for the detection of components of a Fluids is a fundamental problem in that an optimal Operation of the respective sensor only in a certain concentration range of the component to be measured in the measuring fluid is possible. At a higher Concentration may be the measurement inaccurate or the sensor becomes overloaded, poisoned or saturated.

Es wird daher für derartige Sensoren ein nomineller Messbereich angegeben, in dem eine zuverlässige Messung garantiert werden kann. Für eine Vielzahl von praktischen Anwendungen reicht dieser nominelle Messbereich jedoch nicht aus. Zur Beseitigung dieses Problems ist es bekannt, das Messfluid ge zielt zu verdünnen, um bei zu hoher Konzentration des zu messenden Bestandteiles dennoch eine Messung zu erlauben. Es wird dazu ein Messfluid entnommen und in einer Messvorrichtung mit einem Verdünnungsfluid zu einem Mischfluid gemischt, das dann einem Sensor zugeführt wird. Dabei ist es, wenn absolute Konzentrationen gemessen werden sollen, unerlässlich, dass das Verdünnungsverhältnis genau bestimmt wird. Dann kann aus dem tatsächlichen Messergebnis auf die Konzentration im Messfluid zurückgerechnet werden.It is therefore for Such sensors specified a nominal measuring range in which a reliable one Measurement can be guaranteed. For a variety of practical However, this nominal range is not sufficient for applications. To eliminate this problem, it is known, the measurement fluid ge aims to dilute, nevertheless, if the concentration of the component to be measured is too high to allow a measurement. It is taken to a measuring fluid and in a measuring device with a dilution fluid to a mixed fluid mixed, which is then fed to a sensor. It is, though absolute concentrations are to be measured, indispensable that the dilution ratio is accurate is determined. Then, from the actual measurement result on the Calculated back concentration in the measuring fluid become.

Das Verdünnungsverhältnis kann zum Beispiel dadurch bestimmt werden, dass ein einfach zu vermessender Bestandteil des Messfluids in seiner Konzentration vor und nach der Verdünnung vermessen wird. Aus dem Verhältnis der Konzentrationen kann das Verdünnungsverhältnis berechnet werden.The Dilution ratio can For example, be determined by an easy to measure Component of the measuring fluid in its concentration before and after the dilution is measured. Out of proportion of the concentrations, the dilution ratio can be calculated.

In der DE 44 07 345 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen eines Gasmediums mit einem einen nominellen Messbereich aufweisenden chemischen Sensor beschrieben. Der chemische Sensor ist einem Gasgemisch aus einem Probegasstrom und einem Verdünnungsgasstrom ausgesetzt. Um zu gewährleisten, dass der chemische Sensor stets in seinem nominellen Messbereich arbeitet, wird das Verdünnungsverhältnis nachgeregelt. Dazu wird das Verdünnungsverhältnis durch eine Stoffkonzentrationsmessung einer vorgegebenen Stoffkomponenten bestimmt.In the DE 44 07 345 A1 For example, a method and apparatus for measuring a gas medium with a nominal range chemical sensor is described. The chemical sensor is exposed to a gas mixture of a sample gas stream and a dilution gas stream. To ensure that the chemical sensor always operates within its nominal measuring range, the dilution ratio is readjusted. For this purpose, the dilution ratio is determined by a substance concentration measurement of a given substance components.

Um den bei einer solchen Messung auftretenden hohen Aufwand zur Vermessung des Verdünnungsverhältnisses zu verringern, ist in der DE 19643981 A1 eine Lösung für die Verdünnung des Messfluids vorgeschlagen, die eine zeitlich alternierende Zuführung des Messfluids und eines Verdünnungsfluids zu einem Mischraum durch ein getaktetes Umschaltventil vorsieht, wobei der zeitliche Anteil, in dem das Verdünnungsfluid zugeführt wird im Verhältnis zu dem zeitlichen Anteil, in dem das Messfluid zugeführt wird, das Verdünnungsverhältnis im wesentlichen bestimmt. Dieses Taktverhältnis kann dann je nach dem gewünschten Verdünnungsgrad auch gesteuert werden. Das Verdünnungsverhältnis lässt sich in jedem Fall aus den Ansteuerzeiten für die jeweilige Zuführung von Messfluid und Verdünnungsfluid berechnen.In order to reduce the high cost of measuring the dilution ratio occurring in such a measurement is in the DE 19643981 A1 proposed a solution for the dilution of the measuring fluid, which provides a temporally alternating supply of the measuring fluid and a dilution fluid to a mixing chamber by a timed changeover valve, wherein the temporal portion in which the diluting fluid is supplied in proportion to the temporal portion in which the measuring fluid is fed, the dilution ratio substantially determined. This duty cycle can then be controlled depending on the desired degree of dilution. In any case, the dilution ratio can be calculated from the activation times for the respective supply of measurement fluid and dilution fluid.

Für diese Lösung ist jedoch mindestens ein schnell umschaltendes Ventil sowie eine aufwändige elektrische Steuervor richtung für dieses Ventil notwendig, um eine entsprechende Aussteuerung des Messfluidstroms und des Verdünnungsstroms zu erlauben.For this solution However, at least one fast switching valve and a elaborate electric Steuervor direction for This valve is necessary to a corresponding modulation of the measuring fluid flow and the dilution stream to allow.

Der vorliegenden Erfindung liegt dagegen die Aufgabe zugrunde, eine in einem weiten Messbereich einzusetzende Vorrichtung zur Analyse eines Fluids zu schaffen, die mit möglichst geringem apparativen Aufwand und niedrigen Drücken auskommt.Of the However, the present invention is based on the object, a Device to be used in a wide measuring range for analysis to create a fluid with the least possible apparatus Effort and low pressures gets along.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen.The The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved. Embodiments and developments of the inventive concept are the subject of dependent claims.

Wesentlich für die Erfindung ist dabei mindestens ein Strömungswiderstandselement, das/die in dem ersten Messkanal und/oder dem Verdünnungskanal angeordnet ist/sind und das/die einen definierten Strömungswiderstand aufweisen derart, dass in dem ersten Messkanal und/oder dem Verdünnungskanal ein konstanter Fluidstrom gegeben ist. Das Mischverhältnis kann dabei durch den Einbau der Strömungswiderstandselemente mit definiertem Strömungswiderstand eingestellt werden, wobei bei gleichen Fluiddrücken die jeweiligen Fluidmengen umgekehrt proportional zu den jeweiligen Strömungswiderständen sind.Essential for the The invention is at least one flow resistance element, the / in the first measuring channel and / or the dilution channel is / are arranged and the / have a defined flow resistance such that in the first measuring channel and / or the dilution channel a constant Fluid flow is given. The mixing ratio can by the Installation of the flow resistance elements with defined flow resistance can be adjusted, wherein at the same fluid pressures, the respective amounts of fluid reversed are proportional to the respective flow resistances.

Vorteilhafterweise befinden sich sowohl im ersten Messkanal als auch im Verdünnungskanal derartige Strömungswiderstände. Dadurch entfällt eine komplizierte Ansteuerung eines Umschaltventils mit veränderlichem Zeittakt wie etwa bei getakteten Mischern, was eine kostengünstige Auslegung erlaubt. Dabei ist es mit der erfindungsgemäßen Anordnung im Gegensatz beispielsweise zu Düsenmischern möglich, bei geringen Gasdrücken auch sehr geringe Gasflüsse verlässlich zu mischen.Advantageously, both are in the first measuring channel and in the dilution channel such flow resistance. This eliminates a complicated control of a changeover valve with variable timing, such as clocked mixers, which allows a cost-effective design. It is possible with the inventive arrangement in contrast, for example, nozzle mixers to reliably mix at low gas pressures and very low gas flows.

Die Strömungswiderstandselemente werden bevorzugt durch Kapillaren beispielsweise mit einem Innendurchmesser im Bereich einiger Zehntel-Millimeter verwirklicht. Es können aber andere Strömungswiderstände erzeugende Elemente wie etwa Querschnittseinschnürungen undsoweiter verwendet werden.The Flow resistance elements are preferred by capillaries, for example with an inner diameter realized in the range of a few tenths of a millimeter. But it can producing other flow resistances Elements such as cross-sectional constrictions and so on.

Um das Verdünnungsverhältnis noch genauer bestimmen zu können, ist es hilfreich, die Förderleistungen der eingebauten Pumpen möglichst genau zu kennen. Dann kann über die bekannten Strömungswiderstände der eingebauten Kapillaren das Verdünnungsverhältnis bestimmt werden. Die Förderleistungen werden dabei vorteilhaft unabhängig vom Messbetrieb gemessen.Around the dilution ratio still to be able to determine more precisely is it helpful to have the benefits the built-in pumps as possible to know exactly. Then you can over the known flow resistance of the built-in capillaries determines the dilution ratio become. The subsidies be advantageous regardless of Measuring operation measured.

Es wird bei dieser Vorrichtung davon ausgegangen, dass die Messpumpe während des Messbetriebs dieselbe Förderleistung aufweist wie bei der Messung der Förderleistung unabhängig vom Messbetrieb oder dass die Leistung im Messbetrieb sich zumindest aus der bei der Kalibriermessung gemessenen Förderleistung bestimmen lässt. Ebenso gilt dies für die Verdünnungspumpe. Dann lassen sich die Förderleistungen der beiden Pumpen zueinander in Beziehung setzen und es lassen sich beide Pumpen leicht aneinander anpassen. Wenn beide Pumpen nach dem selben Prinzip arbeiten und ähnlich ausgelegt sind, beispielsweise als Membranpumpen, dann werden sich auch störende Einflussgrößen beim gleichzeitigen Betrieb beider Pumpen, auf die Förderleistungen beider Pumpen in ähnlicher Weise wirken, so dass das Verdünnungsverhältnis dennoch ausreichend genau berechenbar ist.It is assumed in this device that the metering pump while the measuring operation the same capacity as in the measurement of the capacity independent of Measuring operation or that the performance in the measuring mode at least can be determined from the flow rate measured during the calibration measurement. As well this applies to the dilution pump. Then you can get the funding of the two pumps in relation to each other and it can be easily adjust both pumps. If both pumps after work the same principle and designed similarly are, for example, as diaphragm pumps, then disturbing factors in the simultaneous operation of both pumps, on the delivery rates of both pumps in a similar way Act way, so that the dilution ratio still sufficient exactly calculable.

In besonders einfacher Weise lässt sich die Erfindung dadurch verwirklichen, dass als Vorrichtung zur Messung der Förderleistung ein Differenzdrucksensor eingesetzt wird, der durch die Messpumpe und/oder die Verdünnungspumpe druckbeaufschlag bar ist. Aus dem Druck, der durch die jeweilige Pumpe in dem Differenzdrucksensor aufbaubar ist, lässt sich auf die Förderleistung zurückrechnen. Dabei spielen auch Undichtigkeiten beziehungsweise Bypasskanäle eine Rolle. Wird zum Beispiel jeweils bei der Messung ein Bypasskanal geöffnet, so kann aus dem Strömungswiderstand des Bypasskanales und dem sich an dem Differenzdrucksensor aufbauenden Druck die Förderleistung der jeweiligen Pumpe abgelesen werden beziehungsweise in einer entsprechenden Kennlinie zugeordnet werden. Beispielsweise können der erste Messkanal und der Verdünnungskanal gemeinsam mit einem Mischraum verbunden sein, der ebenfalls mit einem Differenzdrucksensor verbunden ist. Abwechselnd kann die Messpumpe oder Verdünnungspumpe getestet werden, wobei der der jeweils nicht der zu testenden Pumpe zugeordnete Kanal als Bypasskanal fungiert oder noch zusätzlich ein weiterer Bypasskanal zum Abströmen des Fluides/Gases vorgesehen ist. Daran, wie hoch der sich aufbauende Druck an dem Differenzdrucksensor ist, lässt sich die Förderleistung der jeweiligen Pumpe ablesen, insbesondere lässt sich das Verhältnis der Förderleistungen dem Verhältnis der beiden aufgebauten Drucke zuordnen. Es wird davon ausgegangen, dass das Verhältnis dieser beiden Förderleistungen später im Messbetrieb auch dem Mengenverhältnis der zugeführten Fluide/Gase entspricht und sich somit auf das Verdünnungsverhältnis auswirkt.In especially easy way the invention realize that as a device for Measurement of the delivery rate a differential pressure sensor is inserted through the metering pump and / or the dilution pump Pressure is bar. From the pressure of the respective Pump can be built in the differential pressure sensor, can be on the delivery rate count back. there also play leaks or bypass channels one Role. If, for example, during the measurement, a bypass channel open, so can from the flow resistance the bypass channel and the building on the differential pressure sensor Pressure the delivery rate be read from the respective pump or in a corresponding Characteristic curve are assigned. For example, the first measuring channel and the dilution channel be associated with a mixing room, which also with a differential pressure sensor is connected. Alternately, the metering pump or dilution pump be tested, in each case not the pump to be tested assigned channel acts as a bypass channel or additionally another bypass channel for outflow the fluid / gas is provided. How high the building up Pressure is on the differential pressure sensor, can the flow rate of the read off the respective pump, in particular, the ratio of Flow rates the relationship assign the two built-up prints. It is assumed, that the ratio of these two benefits later also corresponds to the quantity ratio of the supplied fluids / gases during measuring operation and thus affects the dilution ratio.

Es kann bei der Messung vorgesehen sein, verschiedene Bestandteile des Messfluides zu vermessen, so dass gleichzeitig unterschiedliche Sensoren betrieben werden. Um hierzu unabhängige Messungen zuzulassen, kann es vorgesehen sein, von dem ersten Messkanal Abzweigmesskanäle abzweigen zu lassen, in denen jeweils unterschiedlich geartete Fluidsensoren (Gassensoren) beispielsweise zur Messung von CO, CO₂, O₂, SO₂, NO₂, H₂S oder anderen Fluidbestandteilen angeordnet sind.It may be provided in the measurement, to measure different components of the measuring fluid, so that at the same time different sensors are operated. In order to allow this independent measurements, it may be provided to divert branch measuring channels from the first measuring channel, in each of which different types of fluid sensors (gas sensors), for example for measuring CO, CO ₂ , O ₂ , SO ₂ , NO ₂ , H ₂ S or other fluid components are arranged.

Wenn für diese unterschiedlichen zu vermessenden Bestandteile verschiedene Verdünnungsverhältnisse benötigt werden, kann es sinnvoll sein, den Verdünnungskanal auch direkt mit einem der Abzweigmesskanäle oder mit dem ersten Messkanal stromabwärts des Abzweigpunktes von übrigen Abzweigmesskanälen zu verbinden.If for this different components to be measured different dilution ratios needed be, it may be useful, the dilution channel also directly with one of the branch measuring channels or to connect to the first measurement channel downstream of the branch point of remaining branch measurement channels.

Wenn für die erfindungsgemäße Vorrichtung der Einsatz eines Mehrwegventils geplant ist, dann kann dies dazu benutzt werden, verschiedene Verdünnungsvarianten einzustellen, dadurch, dass der Verdünnungskanal entweder wie oben beschrieben nur mit einem Abzweigmesskanal verbunden wird oder, dass andererseits der Verdünnungskanal bereits vor dem Abzweigpunkt mit dem Messkanal verbunden wird, so dass das gesamte Messfluid im gleichem Maß verdünnt wird.If for the Device according to the invention Using a reusable valve is planned, then this can be used be, different dilution variants in that the dilution channel is either as above described only with a branch measuring channel is connected or, on the other hand, the dilution channel already connected before the branch point with the measuring channel, so that the entire measuring fluid is diluted to the same extent.

Die Verbindung zwischen der Verdünnungspumpe und dem ersten Messkanal kann durch ein Ventil verschließbar sein, das wahlweise den Verdünnungskanal mit dem Differenzdrucksensor über einen Mischraum bzw. ein Umschaltventil verbindet. In dieser Konstellation kann einerseits die Förderleistung der Verdünnungspumpe gemessen, andererseits bei gleichzeitigem Betrieb der Messpumpe das Verdünnungsfluid und das Messfluid in dem dann bekannten Verhältnis miteinander gemischt und dem ersten Messkanal und den Abzweigmesskanälen zugeführt werden.The connection between the dilution pump and the first measuring channel can be closed by a valve which optionally connects the dilution channel with the differential pressure sensor via a mixing chamber or a changeover valve. In this constellation, on the one hand, the delivery rate of the dilution pump can be measured, on the other hand, with simultaneous operation of the metering pump Dilution fluid and the measurement fluid are mixed in the then known ratio with each other and supplied to the first measurement channel and the branch measuring channels.

Soll ein Ventil möglichst eingespart werden, so kann der Messkanal mit einem ersten Fluidanschluss des Differenzdrucksensors und der Verdünnungskanal mit einem zweiten Fluidanschluss des Differenzdrucksensors verbunden werden, wobei der Differenzdrucksensor so ausgebildet sein kann, dass er den Durchfluss eines Fluids vollständig verhindert. Der Ver dünnungskanal ist in diesem Fall gleichzeitig mit dem ersten Messkanal stromabwärts des Differenzdrucksensors und insbesondere auch stromabwärts des Abzweigpunktes von ersten und weiteren Abzweigmesskanälen verbunden. In dieser Konstellation kann die Messpumpe und die Verdünnungspumpe alternativ betrieben und der jeweils an dem Differenzdrucksensor erzeugte Druck gemessen und einer Förderleistung zugeordnet werden. Werden im Betrieb beide Pumpen gleichzeitig betrieben, so kann aus der Messung des Differenzdruckes während des Messbetriebes auch auf die Stabilität des Verhältnisses der Förderleistungen von Messpumpe und Verdünnungspumpe und somit auf die Konstanz des Verdünnungsverhältnisses geschlossen werden. Die Verdünnungsverhältnisse werden bei bekanten Förderleistungen aus den Verhältnissen der Strömungswiderstände von in den Kanälen vorgesehenen Kapillaren berechnet.Should a valve as possible be saved, so the measuring channel with a first fluid connection of the differential pressure sensor and the dilution channel with a second Fluid connection of the differential pressure sensor are connected, wherein the differential pressure sensor may be configured to control the flow of a fluid completely prevented. The dilution channel is in this case simultaneously with the first measuring channel downstream of the Differential pressure sensor and in particular downstream of the Branch point of first and further branch measuring channels connected. In this constellation, the metering pump and the dilution pump operated alternatively and each at the differential pressure sensor generated pressure measured and assigned to a flow rate. If both pumps are operated simultaneously during operation, it may turn off the measurement of the differential pressure during the measuring operation also on the stability of the relationship the subsidies of metering pump and dilution pump and thus be concluded on the constancy of the dilution ratio. The dilution ratios become with known conveyances from the circumstances the flow resistance of in the channels calculated capillaries calculated.

Typischerweise sind die Messpumpe und die Verdünnungspumpe als Membranpumpen ausgebildet. Besonders wenn derartige Pumpen verwendet werden, aber auch generell kann es vorteilhaft sein, in dem Messkanal beziehungsweise dem Verdünnungskanal Dämpfungseinrichtungen wie Dämpfungskammern zur Erzeugung eines gleichmäßigen Flusses vorzusehen.typically, are the metering pump and the dilution pump designed as diaphragm pumps. Especially when such pumps are used, but also generally it may be advantageous in the measuring channel or the dilution channel attenuators like damping chambers to generate a steady flow provided.

Schließlich kann die Mischeinrichtung als Mischkammer, T-Stück oder Y-Stück, vorzugsweise jeweils mit kleinem Mischvolumen ausgebildet sein.Finally, can the mixing device as a mixing chamber, T-piece or Y-piece, preferably each be formed with a small mixing volume.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:The Invention will be described below with reference to one of the figures of the drawing illustrated embodiment explained in more detail. It shows:

1 eine Analysevorrichtung zur Analyse von Rauchgas mit einem Dreiwegeventil zur Umschaltung zwischen Teil- und Gesamtverdünnung und 1 an analysis device for the analysis of flue gas with a three-way valve for switching between partial and total dilution and

2 eine Analysevorrichtung, die ebenfalls zur Analyse von Rauchgas dient, mit der Möglichkeit der Verdünnung, jedoch ohne ein Ventil. 2 an analysis device, which also serves for the analysis of flue gas, with the possibility of dilution, but without a valve.

Die 1 zeigt einen Messkanal, der zunächst als erster Messkanal 1 eingangsseitig von einer Sondenöffnung 2 über eine Messpumpe 3, einen Abzweigpunkt 4, eine Kapillare 5 und eine Mischkammer 6 und danach als zweiter Messkanal 1' bis zu einem Sensor 7 zum Nachweis von Kohlenmonoxid und danach zu einem Auspuff 8 reicht. Der Messkanal kann teilweise als Schlauch, Rohr oder Durchgangsöffnung in einem massiven Körper ausgebildet sein und ist nach außen hin bis auf die als Sondenöffnung 2 ausgebildete Einstromöffnung und die Öffnung am Auspuff 8 abgedichtet. Am Abzweigpunkt 4 zweigt ein Abzweigkanal 9 ab, der eine weitere Kapillare 10 sowie Sensoren zum Nachweis von Sauerstoff (O₂) 11 und Stickoxiden (NO) 12 sowie eine Ausströmöffnung zu einem Auspuff 13 aufweist. Die Kapillaren 5, 10 sind dabei so eingerichtet, dass ein geeignetes Verhältnis von Durchflüssen in dem ersten Messkanal 1 und dem Abzweigkanal 9 gewährleistet ist.The 1 shows a measuring channel, first as the first measuring channel 1 on the input side of a probe opening 2 via a metering pump 3 , a branch point 4 , a capillary 5 and a mixing chamber 6 and then as a second measuring channel 1' up to a sensor 7 to detect carbon monoxide and then to an exhaust 8th enough. The measuring channel may be partially formed as a tube, pipe or through hole in a solid body and is outwardly except for the probe opening 2 trained inlet opening and the opening at the exhaust 8th sealed. At the branch point 4 branches a branch channel 9 off, another capillary 10 as well as sensors for the detection of oxygen (O ₂ ) 11 and nitrogen oxides (NO) 12 and an exhaust port to an exhaust 13 having. The capillaries 5 . 10 are set up so that a suitable ratio of flow rates in the first measuring channel 1 and the branch channel 9 is guaranteed.

Die Sensoren 7, 11, 12 sind typisch als elektrochemische, optische oder sonstige Gassensoren ausgebildet, die eine besondere Sensibilität für den jeweils von ihnen nachzuweisenden Gasbestandteil aufweisen. Der NO-Sensor kann auch im zweiten Messkanal 18 angeordnet sein.The sensors 7 . 11 . 12 are typically formed as electrochemical, optical or other gas sensors, which have a special sensitivity to each of them to be detected gas component. The NO sensor can also be used in the second measuring channel 18 be arranged.

Die typische Funktionsweise der Analysevorrichtung ist diejenige, dass Rauchgas über die Sondenöffnung 2 mittels einer Membranpumpe 3 angesaugt wird und zum Teil in den ersten Messkanal 1, zum übrigen Teil in den Abzweigkanal 9 gelangt. Dort werden im Weiteren die interessierenden Rauchgasbestandteile durch die Sensoren 7, 11, 12 analysiert und entsprechende Bestandteile bezüglich des Vorhandenseins und der Menge beziehungsweise des prozentualen Anteils mittels einer nicht dargestellten Anzeigeeinrichtung dargestellt. Wenn der Messfluiddruck ausreicht, kann die Messpumpe (3) auch weggelassen werden.The typical operation of the analyzer is that of flue gas through the probe port 2 by means of a diaphragm pump 3 is sucked in and partly into the first measuring channel 1 , to the remaining part in the branch channel 9 arrives. There are further the flue gas components of interest through the sensors 7 . 11 . 12 analyzed and corresponding components with respect to the presence and the amount or the percentage represented by a display device, not shown. If the measuring fluid pressure is sufficient, the measuring pump ( 3 ) are also omitted.

Zur Kalibrierung beziehungsweise Nullung der Sensoranzeigen kann die Analysevorrichtung beispielsweise in neutraler Umgebungsluft betrieben werden, dadurch dass die Sondenöffnung 2 aus einem Rauchgasstrom entfernt und in normaler Umgebungsluft positioniert wird, während eine Messung durchgeführt wird.For calibration or zeroing of the sensor displays, the analysis device can be operated for example in neutral ambient air, characterized in that the probe opening 2 removed from a flue gas stream and positioned in normal ambient air while a measurement is being taken.

Die vorliegende Analysevorrichtung erlaubt jedoch auch eine Eichungsmessung, während die Sondenöffnung 2 in einem Rauchgasstrom positioniert ist, dadurch dass eine weitere Einstromöffnung 14 vorgesehen ist, die sich außerhalb des Messbereichs der Sondenöffnung 2 im Frischluftbereich befindet. Bei einem handelsüblichen Rauchgasmessgerät kann diese Einströmöffnung 14 beispielsweise im Griff des Messgerätes angeordnet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, an dieser Einströmöffnung 14 auch ein Gasreservoir mit besonders reinem Vergleichsgas, beispielsweise synthetischer Luft, anzuschließen.However, the present analyzer also allows a calibration measurement while the probe opening 2 is positioned in a flue gas stream, characterized in that a further inflow opening 14 is provided, which is outside the measuring range of the probe opening 2 located in the fresh air area. In a commercial flue gas meter, this inflow opening 14 be arranged for example in the grip of the meter. However, it can also be provided at this inlet opening 14 Also, a gas reservoir with a particularly pure reference gas, such as synthetic air to close.

Für den Kalibrierbetrieb wird das Dreiwegeventil 15 in eine Stellung gebracht, in der die Membranpumpe (Verdünnungspumpe) 16 von der Einströmöffnung 14 das Verdünnungsgas über den Ventilweg 2/3 zu dem Mischraum 17 gelangen lässt. Dazu ist die Messgaspumpe 3 ausgeschaltet, so dass ausschließlich das Verdünnungsgas in die Mischeinrichtung 17 gelangt. Von dort wird das Verdünnungsgas durch den Druck der Verdünnungspumpe 16 in den ersten Messkanal 1 und den ersten Abzweigmesskanal 9 gepumpt, wo es an die Sensoren 7, 11, 12 gelangt.For calibration operation, the three-way valve 15 placed in a position in which the diaphragm pump (dilution pump) 16 from the inlet opening 14 the diluent gas through the valve 2/3 to the mixing chamber 17 reach. This is the sample gas pump 3 turned off, leaving only the diluent gas in the mixing device 17 arrives. From there, the diluent gas is replaced by the pressure of the dilution pump 16 in the first measuring channel 1 and the first branch measuring channel 9 pumped where it to the sensors 7 . 11 . 12 arrives.

Während dieser Kalibrierung ist der Weg 2/1 des Ventils 15 geschlossen. Nach der Kalibrierung kann die Verdünnungspumpe 16 abgeschaltet und die Messpumpe 3 für eine Messung eingeschaltet werden.During this calibration, the path is 2/1 of the valve 15 closed. After calibration, the dilution pump 16 shut off and the metering pump 3 be turned on for a measurement.

Ist beabsichtigt, dass das zu untersuchende Messgas zu verdünnen, so werden während des Messvorgangs die Messpumpe 3 und die Verdünnungspumpe 16 gleichzeitig betrieben. Zu diesem Zweck wird beispielsweise das Dreiwegeventil 15 in einen Zustand gebracht, in dem es bei eingeschalteter Verdünnungspumpe das Verdünnungsgas auf dem Wege 2/3 zu der Mischeinrichtung 17 gelangen lässt, wo dieses mit dem Messgas vermischt wird, worauf das Mischgas zu dem Abzweigpunkt 4 und von dort durch die Kapillaren 5/10 zu den jeweiligen Sensoren 7, 11, 12 gelangt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass in den Messkanal 1 und den Abzweigmesskanal 9 ein Messgas mit demselben Verdünnungsverhältnis gelangt.If it is intended to dilute the sample gas to be analyzed, the metering pump will be used during the measurement process 3 and the dilution pump 16 operated simultaneously. For this purpose, for example, the three-way valve 15 brought to a state in which it is with the dilution pump switched on the diluent gas on the way 2/3 to the mixer 17 where it is mixed with the sample gas, whereupon the mixed gas to the branch point 4 and from there through the capillaries 5 / 10 to the respective sensors 7 . 11 . 12 arrives. In this way it is ensured that in the measuring channel 1 and the branch measuring channel 9 a measuring gas with the same dilution ratio passes.

Wahlweise kann bei einem anderen gewünschten Verdünnungsverhältnis das Dreiwegeventil 15 auch so eingestellt werden, dass es während des Messvorgangs das Verdünnungsgas von der Einstromöffnung 14 direkt zu der Mischeinrichtung 6 gelangen lässt. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Messgas lediglich im ersten Messkanal 1 verdünnt, im ersten Abzweigmesskanal 9 jedoch unverdünnt untersucht wird. Das Verdünnungsverhältnis wird dann in der Mischeinrichtung durch das Verhältnis des Strömungswiderstandes der Kapillare 5 und des Strö mungswiderstandes des Verdünnungskanals 19 bestimmt. Zur genaueren Definition des Strömungswiderstandes des Kanals 19 kann auch dort eine zusätzliche Kapillare vorgesehen sein.Optionally, at a different dilution ratio desired, the three-way valve 15 also be adjusted so that during the measurement process, the dilution gas from the inlet opening 14 directly to the mixing device 6 reach. In this way it is achieved that the measuring gas only in the first measuring channel 1 diluted, in the first branch measuring channel 9 but examined undiluted. The dilution ratio is then determined in the mixing device by the ratio of the flow resistance of the capillary 5 and the flow resistance of the dilution channel 19 certainly. For a more precise definition of the flow resistance of the channel 19 An additional capillary can also be provided there.

Letztlich könnte das Dreiwegeventil 15 auch so ausgelegt werden, dass es die Beschickung der Mischeinrichtungen 6, 17 gleichzeitig erlaubt, um entsprechende Verdünnungsverhältnisse herzustellen.Ultimately, the three-way valve could 15 also be designed so that it is the feed of mixing equipment 6 . 17 allowed simultaneously to produce appropriate dilution ratios.

Um nicht nur eindeutige Verdünnungsverhältnisse herstellen, sondern diese auch messen und nachweisen zu können, ist es erforderlich, die Mengenverhältnisse von Messgas und Verdünnungsgas möglichst genau zu definieren beziehungsweise zu erfassen. Dazu könnten einerseits Durchflussmessungen in dem Messkanal 1, beziehungsweise dem ersten Abzweigkanal 9, dem Kanal 18 beziehungsweise dem weiteren Verdünnungskanal 19 gemacht werden. Da hierzu jedoch aufwändige Messeinrichtungen notwendig wären, werden die Durchflussmengen mittels der Charakteristika der Messpumpe 3 und der Verdünnungspumpe 16 bestimmt.In order to not only produce unique dilution ratios, but also to be able to measure and detect them, it is necessary to define or record the proportions of sample gas and diluent gas as accurately as possible. On the one hand flow measurements in the measuring channel could do this 1 , or the first branch channel 9 , the channel 18 or the further dilution channel 19 be made. However, since complex measuring devices would be necessary for this purpose, the flow rates become by means of the characteristics of the metering pump 3 and the dilution pump 16 certainly.

Die Messpumpe 3 erzeugt vor der Mischeinrichtung 17 einen Druck, dessen Kenntnis bei den bekannten Gasströmungsverhältnissen, insbesondere der Kapillaren 5, 10 die Berechnung des Gasdurchflusses erlaubt. Hierzu wird der in der Mischeinrichtung 17 erzeugte Druck mittels eines Differenzdrucksensors 20 gemessen, dessen einer Gasanschluss 21 an den Gasraum 17 angeschlossen ist, während der zweite Gasanschluss 22 mit Atmosphärendruck beaufschlagt ist. Der Differenzdrucksensor 20 lässt keinen Gasdurchfluss zwischen seinem ersten Anschluss 21 und dem zweiten Anschluss 22 zu.The measuring pump 3 generated before the mixing device 17 a pressure whose knowledge in the known gas flow conditions, in particular the capillaries 5 . 10 the calculation of the gas flow allowed. For this purpose, the in the mixing device 17 generated pressure by means of a differential pressure sensor 20 measured, of which a gas connection 21 to the gas room 17 is connected while the second gas connection 22 is acted upon by atmospheric pressure. The differential pressure sensor 20 does not allow gas flow between its first port 21 and the second port 22 to.

Zur Messung des Gasdurchflusses in dem Kanal 18 wird die Messpumpe 3 abgeschaltet und die Verdünnungspumpe 16 eingeschaltet, wobei das Dreiwegeventil 15 die Verbindung von der Verdünnungspumpe 16 zum Kanal 18 freischaltet und den weiteren Verdünnungskanal 19 verschließt. In gleicher Weise wie bei der Vermessung der Messpumpe 3 wird mittels des Differenzdrucksensors 20 der vor der Mischeinrichtung erzeugte Druck gemessen und hieraus die Durchflussmenge im Kanal 18 bestimmt.For measuring the gas flow in the channel 18 becomes the metering pump 3 shut off and the dilution pump 16 switched on, the three-way valve 15 the connection from the dilution pump 16 to the canal 18 unlocks and the further dilution channel 19 closes. In the same way as when measuring the metering pump 3 is by means of the differential pressure sensor 20 measured the pressure generated before the mixing device and from this the flow rate in the channel 18 certainly.

Während des Betriebs der Analysevorrichtung kann der Differenzdrucksensor 20 ebenfalls betrieben werden, um eventuelle Druckschwankungen vor der Mischeinrichtung 17 zu detektieren. Diese können beispielsweise durch Änderungen des Gaszugs im Bereich der Sondenöffnung 2 entstehen.During operation of the analysis device, the differential pressure sensor 20 also be operated to any pressure fluctuations before the mixing device 17 to detect. These can be, for example, by changes in the throttle cable in the region of the probe opening 2 arise.

Es wird davon ausgegangen, dass die Verdünnungspumpe 16 im Betrieb ihre Förderleistung im wesentlichen beibehält, wobei eventuelle Rückwirkungen beider Pumpen aufeinander durch die Erhöhung des Drucks an der Mischeinrichtung 17 zumindest das Mischungsverhältnis in erster Näherung nicht beeinflussen.It is assumed that the dilution pump 16 In operation, their capacity substantially maintains, with any repercussions of both pumps on each other by increasing the pressure at the mixing device 17 at least not affect the mixing ratio to a first approximation.

Das beschriebene System lässt auch Kontrollmessungen der Analyseeinheit vor dem eigentlichen Messvorgang zu, beispielsweise um die Dichtigkeit des Messkanals zu prüfen. Hierzu wird die Sondenöffnung 2 verschlossen, der Differenzdrucksensor 20 genullt und danach die Messpumpe 3 eingeschaltet. Überschreitet der Druck vor der Mischeinrichtung 17 einen Schwellwert, so ist dies ein Zeichen dafür, dass der Messkanal 1 undicht ist. Das Messgerät muss überprüft werden. Andererseits kann auch die Leistungsfähigkeit der Verdünnungspumpe 16 einzeln getestet werden, um zu verhindern, dass bei spielsweise im Falle eines aggressiven Messgases ungenügend verdünntes Messgas zu den Sensoren gelangt.The system described also permits control measurements of the analysis unit before the actual measuring operation, for example to check the tightness of the measuring channel. For this purpose, the probe opening 2 closed, the differential pressure sensor 20 zeroed and then the metering pump 3 switched on. Exceeds the pressure before the mixer 17 a threshold, this is a sign that the measurement channel 1 is leaking. The Messge advises must be checked. On the other hand, the performance of the dilution pump 16 be tested individually to prevent, for example, in the case of an aggressive sample gas insufficiently diluted sample gas reaches the sensors.

Im Betrieb kann das Dreiwegeventil so geschaltet werden, dass das Verdünnungsgas direkt von der Verdünnungspumpe 16 zur zweiten Mischeinrichtung 6 gelangt und dort mit dem Messgas vermischt wird. In diesem Fall muss aus den bekannten Strömungsverhältnissen und den vorher gemessenen Durchflussmengen der Messpumpe 3 und der Verdünnungspumpe 16 das Mischungsverhältnis an der Mischeinrichtung 6 berechnet werden.In operation, the three-way valve can be switched so that the diluent gas directly from the dilution pump 16 to the second mixing device 6 passes and is mixed there with the sample gas. In this case, from the known flow conditions and the previously measured flow rates of the metering pump 3 and the dilution pump 16 the mixing ratio at the mixing device 6 be calculated.

Wird eine Mischung in der ersten Mischeinrichtung 17 vorgenommen, so dass ein einheitliches Messgas in den ersten Messkanal 1 und den ersten Abzweigmesskanal 9 gelangt, so kann auch beispielsweise der Anteil von O₂ oder einem anderen Gasbestandteil, dessen Anteil sowohl am Messgas als auch am Verdünnungsgas bekannt ist, durch den Sensor 11 bestimmt und mit dem in dem bekannten Verdünnungsgas enthaltenen O₂-Anteil verglichen werden. Aus diesen Anteilen kann dann ebenfalls das Verdünnungsverhältnis bestimmt werden. Dies ist beispielsweise auch bei der Verwendung von Frischluft als Verdünnungsgas bei bekanntem O₂-Anteil möglich.Is a mixture in the first mixing device 17 made, so that a uniform measuring gas in the first measuring channel 1 and the first branch measuring channel 9 passes, so for example, the proportion of O ₂ or another gas component, the proportion of both the sample gas and the dilution gas is known by the sensor 11 determined and compared with the O ₂ content contained in the known diluent gas. From these proportions can then also be determined the dilution ratio. This is also possible, for example, when using fresh air as a diluent gas with a known O ₂ content.

In der 2 ist ein Gaswegschema gezeigt, das ohne ein Mehrwegeventil auskommt. Gleiche Elemente der beiden Gaswegschemata sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu dem Gaswegschema aus 1 ist gemäß 2 vorgesehen, dass die Messpumpe 16 dauerhaft über die Kapillare 24 mit der zweiten Mischeinrichtung 6 und zusätzlich mit dem zweiten Anschluss 22 des Differenzdrucksensors 20 verbunden ist. Eine Verbindung zu dem ersten Mischraum 17 besteht bei dieser Variante von der Verdünnungspumpe 16 aus nicht. Vor der Messpumpe 3 kann eine Kondensatfalle 23 angeordnet werden, in der beispielsweise Feuchtigkeit aus dem Messgas ausgefällt werden kann. Eine solche Kondensatfall ist optional und könnte beispielsweise auch bei der Vorrichtung nach 1 eingesetzt werden.In the 2 a Gaswegschema is shown, which manages without a multi-way valve. The same elements of the two Gaswegschemata are provided with identical reference numerals. In contrast to the gas path scheme 1 is according to 2 provided that the metering pump 16 permanently over the capillary 24 with the second mixing device 6 and additionally with the second port 22 of the differential pressure sensor 20 connected is. A connection to the first mixing room 17 exists in this variant of the dilution pump 16 not out. In front of the metering pump 3 can be a condensate trap 23 can be arranged in the example, moisture can be precipitated from the sample gas. Such a condensate case is optional and could, for example, also in the device according to 1 be used.

Das unverdünnte Messgas gelangt im Verhältnis der Kapillargrößen durch die Kapillaren 5, 10 und somit in den ersten Messkanal 1 beziehungsweise den ersten Abzweigmesskanal 9. Im übrigen können auch weitere Abzweigmesskanäle vorgesehen sein, ebenso wie bei der Ausgestaltung gemäß 1.The undiluted sample gas passes through the capillaries in proportion to the capillary sizes 5 . 10 and thus into the first measuring channel 1 or the first branch measuring channel 9 , Incidentally, other branch measuring channels can be provided, as well as in the embodiment according to 1 ,

Das unverdünnte Messgas gelangt in die zweite Mischeinrichtung 6, in welche durch die Verdünnungspumpe 16 über die Kapillare 24 Verdünnungsgas, beispielsweise Frischluft eingepumpt wird. Nach der Mischung gelangt das Mischgas dann zu dem CO-Sensor 7 zur weiteren Messung. Die Mischeinrichtung können übliche Mischkammern, T-Leitungsstücke, Y-Leitungsstücke etc. sein, die vorzugsweise ein kleines Mischvolumen aufweisen.The undiluted sample gas enters the second mixing device 6 into which by the dilution pump 16 over the capillary 24 Dilution gas, for example, fresh air is pumped. After mixing, the mixed gas then passes to the CO sensor 7 for further measurement. The mixing device may be conventional mixing chambers, T-line pieces, Y-line pieces, etc., which preferably have a small mixing volume.

Um das Verdünnungsverhältnis bestimmen zu können, sind auch hier Kenntnisse über die Durchflussmengen der Messpumpe 3 und der Verdünnungspumpe 16 notwendig. Zur Bestimmung der Durchflussmengen können die Strömungswiderstände der Kapillaren (5, 10, 24) herangezogen werden. Zur noch genaueren Erfassung dieser Durchflussmengen wird vor dem Messbetrieb zunächst nur die Messpumpe 3 eingeschaltet. Ihre Durchflussmenge wird durch Differenzdruckmessung an dem Differenzdrucksensor 20 bestimmt, wobei der zweite Anschluss 22 des Differenzdrucksensors bei ausgeschalteter Verdünnungspumpe 16 drucklos bleibt.In order to be able to determine the dilution ratio, knowledge of the flow rates of the metering pump is also available here 3 and the dilution pump 16 necessary. To determine the flow rates, the flow resistances of the capillaries ( 5 . 10 . 24 ) are used. For even more accurate detection of these flow rates, only the metering pump is initially used before the measuring operation 3 switched on. Its flow rate is measured by differential pressure on the differential pressure sensor 20 determined, wherein the second port 22 of the differential pressure sensor with the dilution pump switched off 16 remains pressureless.

Danach wird die Messpumpe 3 abgeschaltet und die Verdünnungspumpe 16 eingeschaltet. Der Druck, der sich vor der Kapillare 24 aufbaut, wird über den Differenzdrucksensor 20 an seinem zweiten Anschluss 22 erfasst, wobei der erste Anschluss 21 auf Niederdruckniveau ist.Then the measuring pump 3 shut off and the dilution pump 16 switched on. The pressure that is in front of the capillary 24 is built on the differential pressure sensor 20 at its second connection 22 captured, with the first port 21 is at low pressure level.

Dadurch lässt sich der von der Verdünnungspumpe 16 erzeugte Durchfluss durch die Kapillare 24 bestimmen. Da das Aufteilungsverhältnis des durch die Messpumpe 3 auf die Kapillaren 5, 10 verteilten Messgasstroms bekannt ist, ist die absolute Messgasmenge bekannt, die durch die Kapillare 5 strömt. Die durch die Kapillare 24 strömende Verdünnungsgasmenge ist ebenfalls bekannt, so dass hieraus das Verdünnungsverhältnis, das sich in der zweiten Mischeinrichtung 6 zwischen dem Messgas und dem Verdünnungsgas einstellt, berechnet werden kann.This can be done by the dilution pump 16 generated flow through the capillary 24 determine. Because the division ratio of the metering pump 3 on the capillaries 5 . 10 distributed measuring gas flow is known, the absolute sample gas flow is known through the capillary 5 flows. The through the capillary 24 flowing diluent gas is also known, so that from the dilution ratio, resulting in the second mixing device 6 between the sample gas and the diluent gas, can be calculated.

Während des Messbetriebes kann der Differenzdrucksensor 20 ebenfalls betrieben werden, wobei er den Differenzdruck anzeigt zwischen dem im Messkanal 1 erzeugten Messgasdruck und dem im weiteren Verdünnungskanal 19 erzeugten Druck des Verdünnungsgases. Etwaige Schwankungen in der Leistung der Pumpen 3, 16 oder im Druck des Messgases an der Sondenöffnung 2 können hierdurch festgestellt und berücksichtigt werden.During measuring operation, the differential pressure sensor 20 are also operated, indicating the differential pressure between that in the measuring channel 1 generated sample gas pressure and the further dilution channel 19 generated pressure of the diluent gas. Any fluctuations in the performance of the pumps 3 . 16 or in the pressure of the sample gas at the probe opening 2 can be determined and taken into account.

Zusätzlich zu den dargestellten Ausführungsbeispielen sind Abwandlungen denkbar, insbesondere ist der Einsatz für andere Arten von Gasmessgeräten, aber auch bei der Analyse von Flüssigkeiten denkbar. Die entsprechenden Pumpen müssen dann natürlich für Flüssigkeiten ausgelegt sein, ansonsten bleiben die Natur von Strömungswiderständen und Mischräumen anzupassen. Im Prinzip ändert sich an der Funktionsweise jedoch nichts.In addition to the illustrated embodiments Variations are conceivable, in particular is the use for others Types of gas meters, but also in the analysis of liquids conceivable. The corresponding pumps must of course be for liquids be otherwise designed, the nature of flow resistance and mixing rooms adapt. In principle, changes However, nothing in the way it works.

Die beschriebene Vorrichtung zur Gasanalyse erlaubt mit einfachen Mitteln eine genaue Erfassung von Bestandteilen des Messgases auch bei geringen Drücken bei entsprechender Schonung der Gassensoren, soweit dies erforderlich ist. Es sei darauf hingewiesen, dass zur weiteren Verdünnung zusätzliche Verästelungen in beliebiger Zahl und Form möglich sind.The described apparatus for gas analysis allowed by simple means an accurate detection of components of the sample gas even at low To press with appropriate protection of the gas sensors, as far as necessary is. It should be noted that for further dilution additional ramifications possible in any number and shape are.

Claims

Device for analyzing a measuring fluid with a first measuring channel ( 1 ), via which a measuring fluid is supplied, a dilution channel ( 19 ), over which a dilution fluid is supplied, a mixing device ( 6 ), the input side with the first measuring channel ( 1 ) and the dilution channel ( 19 ), a second measuring channel ( 1' ), which carries a diluted measuring fluid away from the mixing device and in which a first sensor ( 7 ) is arranged for measuring a measurement fluid constituent, at least one flow resistance element ( 5 . 10 . 24 ), which in the first measuring channel ( 1 ) and / or the dilution channel ( 19 ) is arranged and which has a defined flow resistance such that the fluid flows in the first measuring channel ( 1 ) and the dilution channel ( 19 ) are in a certain relationship to each other, a branch point ( 4 ) for the measuring fluid to be measured, at which the first measuring channel ( 1 ) and a branch measuring channel ( 9 ), wherein in the branch measuring channel ( 9 ) at least one sensor ( 11 . 12 ), Is arranged for different fluid components characterized by (both in the first measurement channel 1 ), as well as in the branch measuring channel ( 9 ) in each case a flow resistance element ( 5 . 10 ) is provided with a defined flow resistance.

Device according to claim 1, characterized in that the flow resistance element (s) (e) ( 5 . 10 . 24 ) with respect to the remaining first measuring channel ( 2 ) or the remaining dilution channel ( 19 ) or the remaining branch measuring channel ( 9 ) are formed as narrow capillaries.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring fluid by means of a measuring fluid pump ( 3 ) is supplied.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the dilution fluid by means of a dilution fluid pump ( 16 ) is supplied.

Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that a device for measuring the delivery rate of at least one of the two fluid pumps ( 3 . 16 ) is provided.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the device for measuring the delivery rate by a differential pressure sensor ( 20 ) realized by the measuring fluid pump ( 3 ) and / or the dilution fluid pump ( 16 ) is pressurized.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the pressure measurement of the differential pressure sensor ( 20 ) is acted upon by the measuring fluid and the dilution fluid, wherein the measuring fluid or dilution fluid over at least one flow resistance element ( 5 . 10 . 24 ) flows into a low-pressure space.

Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that seen in the flow direction before the branch point ( 4 ) another mixing device ( 17 ) is provided.

Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the dilution channel ( 19 ) through a valve ( 15 ) is closable.

Apparatus according to claim 9, characterized in that by means of the valve ( 15 ) when closing the dilution channel ( 19 ) the dilution pump ( 16 ) with the differential pressure sensor ( 20 ) is connectable.

Device according to one of the preceding claims in that the mixing device is designed as a mixing chamber is.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized that the mixing device is designed as a T-piece is.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized that the mixing device is designed as a Y-piece is.

Device according to one of claims 11 to 13, characterized that the mixing device has a small mixing volume.

Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the input side ( 2 ) is fed, to be examined sample gas is diluted itself.

Device according to one of claims 11 to 15, characterized in that during the measuring process measuring pump ( 3 ) and dilution pump ( 16 ) are operated simultaneously.

Device according to claims 16, characterized in that for the measuring process the three way valve ( 15 ) is brought into a state in which, when the dilution pump is switched on, the dilution gas is conveyed to a further mixing device ( 17 ), where this is mixed with the sample gas, whereupon the mixed gas to a branch point ( 4 ) and from there to the respective sensors ( 7 . 11 . 12 ).

Apparatus according to claim 16, characterized in that the mixed gas from the branch point ( 4 ) through the capillaries ( 5 . 10 ) to the respective sensors ( 7 . 11 . 12 ).