DE102009059962A1 - NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator und Verfahren zur Bestimmung der Konzentration einer Messgaskomponente in einem Gasgemisch mittels eines solchen Gasanalysators - Google Patents
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Abstract
Das Modulatorrad (10) des Gasanalysators enthält in seinem Abschattungsteil eine Öffnung, die in dem Messsignal (Sa, Sb) des Gasanalysators neben einem durch das abwechselnde Abschatten und Durchlassen der Strahlung (2) erzeugten Signalanteil (Sa1f, Sb1f) mit der Modulationsfrequenz (f) einen weiteren Signalanteil (Sa2f, Sb2f) mit der doppelten Modulationsfrequenz (f) erzeugt. Der weitere Signalanteil (Sa2f, Sb2f) wird dazu verwendet, verschmutzungs-, alterungs- oder temperaturbedingte Veränderungen an der Infrarot-Strahlungsquelle (1) oder Detektoranordnung (12) zu erkennen und ihren Einfluss auf das Messergebnis (M) zu kompensieren.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration einer Messgaskomponente in einem Gasgemisch mittels eines nichtdispersiven Infrarot-(NDIR-)Zweistrahl-Gasanalysators nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Die Erfindung betrifft ferner einen NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.
- Ein derartiges Verfahren und ein derartiger Gasanalysator sind aus der
WO 2008/135416 A1 - Die in die Detektoranordnung fallende Strahlungsintensität ist jedoch nicht nur von der gasspezifischen Absorption sondern auch von anderen Einflussgrößen auf die Intensität der Infrarot-Strahlung abhängig. Solche Einflussgrößen, wie verschmutzungs-, alterungs- oder temperaturbedingte Veränderungen an der Infrarot-Strahlungsquelle oder Detektoranordnung können nicht ohne Weiteres erkannt werden und zu Verfälschungen des Messergebnisses führen.
- Aus diesem Grund ist es notwendig, den Gasanalysator in regelmäßigen Abständen zu kalibrieren, wobei z. B. die Messküvette nacheinander mit Nullgas und Endgas, also bekannten Konzentrationen des Messgases, gefüllt wird.
- Aus der
DE 195 47 787 C1 ist es bekannt, zum Kalibrieren eines NDIR-Zweistrahl-Gasanalysators die Messküvette mit einem Nullgas zu füllen und die Strahlung durch die Referenzküvette mittels einer Blende zu unterbrechen. Damit wird eine Einstrahl-Funktionalität des Gasanalysators erhalten, die eine Referenzierung auf z. B. die Intensität der Infrarot-Strahlungsquelle ermöglicht, ohne die Messküvette mit einem Kalibrier- oder Eichgas füllen zu müssen. - Bei einem aus der eingangs genannten
EP 1 640 708 A1 bekannten NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator werden innerhalb der Modulationsperiode wenigstens zwei Dunkelphasen erzeugt, in denen die Strahlung sowohl durch die Messküvette als auch durch die Referenzküvette unterbrochen ist. Dadurch wird der Grundschwingung des Messsignals eine Oberschwingung mit doppelter Frequenz aufmoduliert. Nach Durchführung einer Fourieranalyse des Messsignals werden durch die beiden ersten Fourierkomponenten normierte Messgrößen bestimmt und durch Koordinatentransformation der normierte Messgrößen die Konzentration der Messgaskomponente bestimmt. - Bei dem aus der bereits genannten
WO 2008/135416 A1 - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Erkennung und Kompensation von Fehlereinflüssen, wie verschmutzungs-, alterungs- oder temperaturbedingte Veränderungen an der Infrarot-Strahlungsquelle oder Detektoranordnung, zu vereinfachen.
- Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch das in Anspruch 1 definierte Verfahren bzw. den in Anspruch 7 angegebenen NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator gelöst.
- Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und Gasanalysators sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen jeweils in Form eines Ausführungsbeispiels:
-
1 einen NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator mit einer aus zwei hintereinander liegenden Einschichtempfängern bestehenden und zwei Messsignale liefernden Detektoranordnung, die -
2 bis4 jeweils in Draufsicht drei verschiedene Anordnungen aus Modulationsrad, Messküvette und Referenzküvette des Gasanalysators, -
5 Beispiele für von der Detektoranordnung erzeugte Messsignale und deren Signalanteile bei der einfachen und doppelten Modulationsfrequenz, die -
6 Beispiele für die bei der Kalibration des Gasanalysators erhaltenen Signalanteile bei der einfachen und bei der doppelten Modulationsfrequenz, und -
7 eine Ergebnismatrix, in der – getrennt für die Signalanteile bei der einfachen und doppelten Modulationsfrequenz – bei unterschiedlichen bekannten Konzentrationen der Messgaskomponente in Anwesenheit von unterschiedlichen bekannten Quergaskonzentrationen erhaltene Messsignalwerte als Wertepaare abgespeichert sind. -
1 zeigt einen NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator, bei dem die von einer Infrarot-Strahlungsquelle1 erzeugte Infrarot-Strahlung2 mittels eines Strahlteilers3 (sog. Hosenkammer) auf einen Messstrahlengang4 durch eine Messküvette5 und einen Vergleichsstrahlengang6 durch eine Referenzküvette7 aufgeteilt wird. In die Messküvette5 lässt sich ein Gasgemisch8 mit einer Messgaskomponente einleiten, deren Konzentration zu bestimmen ist. Die Referenzküvette7 ist mit einem Referenzgas9 gefüllt. Mittels eines zwischen dem Strahlteiler3 und den Küvetten5 und7 angeordneten Modulators10 in Form eines rotierenden Blenden- oder Flügelrads wird die Strahlung2 abwechselnd durch die Messküvette5 und Referenzküvette7 freigegeben und gesperrt, so dass beide Küvetten5 und7 abwechselnd durchstrahlt und abgeschattet werden. Die abwechselnd aus der Messküvette5 und der Referenzküvette7 austretende Strahlung wird mittels eines Strahlungssammlers11 in eine Detektoranordnung12 geleitet, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem ersten Einschichtempfänger13 und einem nachgeordneten weiteren Einschichtempfänger14 besteht. Jeder der beiden Einschichtempfänger13 ,14 weist jeweils eine die aus den Küvetten5 und7 austretende Strahlung2 empfangende aktive Detektorkammer15 bzw.16 und eine außerhalb der Strahlung2 angeordnete passive Ausgleichskammer17 bzw.18 auf, die über eine Verbindungsleitung19 bzw.20 mit einem darin angeordneten druck- oder strömungsempfindlichen Sensor21 bzw.22 miteinander verbunden sind. Die Sensoren21 und22 erzeugen Messsignale Sa und Sb, aus denen in einer Auswerteeinheit23 als Messergebnis M die Konzentration der Messgaskomponente in dem Gasgemisch8 ermittelt wird. - Das Messsignal Sb des zweiten Einschichtempfängers
14 enthält neben dem durch die Strahlungsabsorption in seiner aktiven Detektorkammer16 erzeugten hauptsächlichen Signalanteil auch einen geringeren Signalanteil aus dem ersten Einschichtempfänger13 . Die Messsignale Sa und Sb der beiden Einschichtempfänger13 und14 bilden daher eine zweidimensionale Ergebnismatrix. Besteht die Detektoranordnung12 aus n (n ≥ 1) hintereinander liegenden Einschichtempfängern, werden n Messsignale Sa, Sb, ... erhalten, die eine n-dimensionale Ergebnismatrix bilden. Enthält der erste Einschichtempfänger13 die Messgaskomponente und sind die nachgeordneten n – 1 Einschichtempfänger mit unterschiedlichen Quergasen gefüllt, so lässt sich die Konzentration der Messgaskomponente auch in Anwesenheit dieser Quergase in unterschiedlichen Konzentrationen ermitteln. -
2 zeigt ein erstes Beispiel für das Modulatorrad10 , das ein Abschattungsteil24 in Form eines Halbkreissektors aufweist und dessen Drehachse25 zwischen der Messküvette5 und der Referenzküvette7 angeordnet ist. Bei jeder Umdrehung des Modulatorrads10 wird die Infrarot-Strahlung2 durch die beiden Küvetten5 ,7 einmal gesperrt und einmal durchgelassen, wobei beim Durchlassen der Strahlung2 durch die eine Küvette, z. B.5 , die andere Küvette7 abgeschattet wird und umgekehrt. Durch die symmetrische Anordnung wird erreicht, dass zunächst in dem Maße, wie die Strahlung2 durch die eine Küvette, z. B.5 , durchgelassen wird, die andere Küvette7 abgeschattet wird, so dass die Summe aus durchgelassener und zugleich abgeschatteter Strahlung2 während der Umdrehung des Modulatorrads10 konstant bleibt. Diese Symmetrie wird entsprechend der Erfindung durch eine Öffnung26 in dem Abschattungsteil24 gestört, die in einem Abschnitt der Abschattungsphase einen zusätzlichen Anteil der Strahlung2 durchlässt, so dass während dieses Abschnitts die Summe aus durchgelassener und zugleich abgeschatteter Strahlung2 größer als in den übrigen Abschnitten der Abschattungsphase ist. -
3 zeigt ein zweites Beispiel für das Modulatorrad10 , dass sich von dem nach2 dadurch unterscheidet, dass das Abschattungsteil24 in drei Flügel24a ,24b ,24c , jeweils in Form eines Sechstelkreissektors, aufgeteilt ist, wobei jeder der Flügel24a ,24b ,24c jeweils die Öffnung26 enthält. Die für2 beschriebenen Vorgänge finden daher bei jeder Umdrehung des Modulatorrads10 dreimal statt. -
4 zeigt ein drittes Beispiel für das Modulatorrad10 , dass sich von dem nach3 dadurch unterscheidet, dass die Messküvette5 und Referenzküvette7 zusammen auf einer Seite der Drehachse25 angeordnet sind, was eine besonders kompakte Bauweise ergibt. Im Übrigen sind das Verhalten und die Funktionsweise genauso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach3 . - Alternativ zu den gezeigten Ausführungsformen können das Modulatorrad
10 auch als Blendenrad und die Öffnung26 beispielsweise in Form von Schlitzen ausgebildet sein. -
5 zeigt beispielhaft das von dem ersten Einschichtempfänger13 der Detektoranordnung12 erzeugte Messsignal Sa, wobei oben links ein aus der Strahlung durch die Messküvette5 (Messstrahlengang4 ) resultierender Signalanteil SaM und oben rechts ein aus der Strahlung durch die Referenzküvette7 (Vergleichsstrahlengang6 ) resultierender Signalanteil SaR dargestellt sind. Beide Signalanteile SaM und SaR setzen sich jeweils aus einem durch das abwechselnde Abschatten und Durchlassen der Strahlung2 erzeugten Signalanteil SaM1f bzw. SaR1f mit der Modulationsfrequenz f und einem durch die Öffnung26 in dem Abschattungsteil24 des Modulatorrads10 erzeugten Signalanteil SaM2f bzw. SaR2f mit der zweifachen Modulationsfrequenz 2f zusammen. Damit gilt für das Messsignal: Sa = SaM + SaR = (SaM1f + SaM2f) + (SaR1f + SaR2f). -
5 zeigt in der Mitte links das bei Kalibrierung des Gasanalysators mit Nullgas erhaltene Messsignal Sa und darunter (unten links) dessen Frequenzanteile. Dabei ist die Messküvette5 mit dem Referenzgas oder einem anderen, nicht infrarot-aktiven Gas (Nullgas) gefüllt. Ist der Gasanalysator optisch ausbalanciert, so ist der durch das abwechselnde Abschatten und Durchlassen der Strahlung2 erzeugte Signalanteil Sa1f = SaM1f + SaR1f mit der Modulationsfrequenz f gleich Null, d. h. Sa = Sa2f. Mit dem Signalanteil Sa1f kann also eine Debalancierung des Gasanalysators zwischen dem Messstrahlengang4 und dem Vergleichsstrahlengang6 detektiert werden. Der durch die Öffnung26 in dem Abschattungsteil24 des Modulatorrads10 erzeugte Signalanteil Sa2f = SaM2f + SaR2f mit der doppelten Modulationsfrequenz2f ist ein Maß für die Intensität der detektierten Infrarot-Strahlung2 und ermöglicht daher die Erkennung von Intensitätsveränderungen aufgrund von verschmutzungs-, alterungs- oder temperaturbedingten Veränderungen an der Infrarot-Strahlungsquelle1 oder der Detektoranordnung12 . - In der Mitte rechts zeigt
5 das bei Kalibrierung des Gasanalysators mit Endgas (Endwertgas) erhaltene Messsignal Sa und darunter (unten rechts) dessen Frequenzanteile. Dabei ist die Messküvette5 mit dem Endgas, also der Messgaskomponente in bekannter (i. d. R. maximaler) Konzentration, gefüllt. Aufgrund der Vorabsorption durch das Endgas in der Messküvette5 gelangen aus der Messküvette5 und der Referenzküvette7 entsprechend der Modulation durch das Modulationsrad10 zeitlich aufeinanderfolgend unterschiedliche Strahlungsintensitäten in die Detektoranordnung12 , so dass der erste Einschichtempfänger13 ein Messsignal Sa mit einem Signalanteil Sa1f mit der Modulationsfrequenz f und einer von der Differenz der Strahlungsintensitäten abhängigen Große erzeugt. Die Größe dieses Signalanteils Sa1f ist auch von der Intensität der erzeugten und ggf. durch verschmutzungs-, alterungs- oder temperaturbedingten Veränderungen an der Infrarot-Strahlungsquelle1 oder der Detektoranordnung12 beeinträchtigten Infrarot-Strahlung2 abhängig. Ein durch die Öffnung26 in dem Abschattungsteil24 des Modulatorrads10 erzeugter weiterer Signalanteil Sa2f mit der doppelten Modulationsfrequenz2f ist im hauptsächlich von der Intensität der Infrarot-Strahlung2 und in geringerem Maße von der Vorabsorption durch das Endgas in der Messküvette5 abhängig. -
6 zeigt links ein Beispiel für den bei der Kalibration des Gasanalysators in 10 Kalibrationsstufen von Null- bis Endgas erhaltenen Signalanteil Sa1f mit der Frequenz f und rechts den Signalanteil Sa2f mit der Frequenz 2f. Der Signalanteil Sa1f weist den typischen Messsignalverlauf bei einem Zweistrahl-Gasanalysator auf, der bei oder nahe Null startet und mit steigender Konzentration der Messgaskomponente zunimmt. Der Signalanteil Sa2f weist dagegen den typischen Messsignalverlauf bei einem Einstrahl-Gasanalysator auf, der mit einem Maximalwert bei Nullgas startet und mit steigender Konzentration der Messgaskomponente abnimmt. Mit dem Signalanteil Sa2f ist somit auch bei Nullgas eine Referenzierung auf die Intensität der erzeugten Infrarot-Strahlung2 und somit eine Korrektur des Anstiegs des Sa1f-Signalanteils möglich. D. h., wenn sich zwischen zwei Kalibriervorgängen mit Nullgas der Sa2f-Signalanteil ändert, wird der Anstieg des Sa1f-Signalanteils entsprechend korrigiert. Der Sa1f-Signalanteil selbst kann zur Justage einer Fehlbalancierung zwischen der Messküvette5 und der Referenzküvette7 verwendet werden. Es ist also bei einem NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator mit nur einem Einschichtempfänger13 eine Zweipunkt-Kalibrierung bei Nullgas möglich. - Weist der Gasanalysator, wie in
1 gezeigt, zwei Einschichtempfänger13 und14 auf, so bilden die Messsignale Sa und Sb der beiden Einschichtempfänger13 und14 eine zweidimensionale Ergebnismatrix. -
7 zeigt im oberen Bildteil eine solche Ergebnismatrix27 für die Signalanteile Sa1f und Sb1f mit der Frequenz f und im unteren Bildteil eine Ergebnismatrix28 für die Signalanteile Sa2f und Sb2f mit der Frequenz 2f. In den Ergebnismatrizen27 ,28 sind – getrennt für die Signalanteile Sa1f, Sb1f, Sa2f und Sb2f bei der einfachen und doppelten Modulationsfrequenz – bei unterschiedlichen bekannten Konzentrationen der Messgaskomponente in Anwesenheit von unterschiedlichen bekannten Quergaskonzentrationen erhaltene Signalanteilswerte als Wertepaare29 (Sa1f, Sb1f) bzw.30 (Sa2f, Sb2f) abgespeichert. Dabei können Zwischenwerte durch Interpolation von aufgenommenen bzw. bekannten Stützwerte gebildet werden, so dass eine reduzierte Messreihe für die Erstellung der Ergebnismatrizen27 ,28 ausreicht. - Für reale Messsituationen sind in der Regel die Quergase und die zu erwartenden Schwankungsbreiten ihrer Konzentrationen bekannt, so dass in den Ergebnismatrizen
27 ,28 jeweils ein Korridor31 ,32 festgelegt werden kann, innerhalb dessen die von den Konzentrationen der Messgaskomponente und der bekannten Quergase abhängigen Wertepaare29 bzw.30 im Normalfall liegen werden. Bei veränderlichen Konzentrationen der Messgaskomponente bewegen sich die Wertepaare29 in der Ergebnismatrix27 entlang einer Kennlinie33 in der mit34 bezeichneten Richtung und weichen bei den zu erwartenden veränderlichen Konzentrationen der Quergase in der mit35 bezeichneten Richtung von der Kennlinie33 ab. Wenn sich also das Wertepaar29 bei aufeinanderfolgenden Messungen in eine Richtung bewegt, die neben einer Komponente in Richtung34 auch eine Komponente in Richtung35 aufweist, kann der Quergaseinfluss auf das Messergebnis kompensiert werden, indem die Richtungskomponente35 ermittelt und das Wertepaar29 um diese Komponente35 rechnerisch wieder zurückbewegt wird. Mit dem so korrigierten Wertepaar ergibt sich aus der Ergebnismatrix27 der korrekte Wert der Konzentration der Messgaskomponente. - Schwankungen der Leistung des Infrarot-Strahlers
1 oder Verschmutzungen der Messküvette5 sind in der Ergebnismatrix27 von Änderungen der Konzentration der Messgaskomponente nicht zu unterscheiden und führen zu einer Bewegung der Wertepaare29 entlang der Kennlinie33 . - In der Ergebnismatrix
28 bewegen sich bei veränderlichen Konzentrationen der Messgaskomponente die Wertepaare30 entlang einer Kennlinie36 in der mit37 bezeichneten Richtung und weichen bei den zu erwartenden veränderlichen Konzentrationen der Quergase in der mit38 bezeichneten Richtung von der Kennlinie36 ab. Zusätzlich führen aber auch Schwankungen der Leistung des Infrarot-Strahlers1 oder Verschmutzung der Messküvette5 zu einer von der Kennlinie36 abweichenden Bewegung der Wertepaare30 in der mit39 bezeichneten Richtung. Intensitätsschwankungen der Infrarot-Strahlung2 haben also unterschiedliche Richtungsvektoren in den beiden Ergebnismatrizen27 ,28 und können daher in Bezug auf das Messergebnis kompensiert werden. Damit können regelmäßige Kalibrationen des Gasanalysators entfallen. - Zur Ermittlung der Signalanteile Sa1f, Sb1f, Sa2f und Sb2f aus den Messsignalen Sa und Sb enthält die in
2 gezeigte Auswerteeinheit23 einen Frequenzdiskriminator40 , dem die beiden Ergebnismatrizen27 und28 nachgeordnet sind. Die Auswertung der Wertepaare29 ,30 zu dem Messergebnis M und dessen Kompensation finden in der mit41 bezeichneten Einheit statt. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/135416 A1 [0003, 0008]
- DE 19547787 C1 [0006]
- EP 1640708 A1 [0007]
Claims (8)
- Verfahren zur Bestimmung der Konzentration einer Messgaskomponente in einem Gasgemisch (
8 ) mittels eines nichtdispersiven Infrarot-(NDIR-)Zweistrahl-Gasanalysators, wobei eine Infrarot-Strahlung (2 ) in einem Messstrahlengang (4 ) durch eine das Gasgemisch (8 ) aufnehmende Messküvette (5 ) und in einem Vergleichsstrahlengang (6 ) durch eine ein Referenzgas (7 ) enthaltende Referenzküvette (7 ) geleitet und anschließend unter Erzeugung eines Messsignals (Sa, Sb) detektiert wird, wobei die Infrarot-Strahlung (2 ) in beiden Strahlengängen (4 ,6 ) mit einer vorgegebenen Modulationsfrequenz (f) derart abwechselnd abgeschattet und durchgelassen wird, dass die Summe aus gleichzeitig abgeschatteter und durchgelassener Infrarot-Strahlung (2 ) gleich ist, und wobei durch Auswertung des Messsignals (Sa, Sb) die Konzentration der Messgaskomponente bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass in einem Abschnitt der Abschattungsphase ein zusätzlicher Anteil der Infrarot-Strahlung (2 ) durchgelassen wird, so dass während dieses Abschnitts die Summe aus in den beiden Strahlengängen (4 ,6 ) gleichzeitig abgeschatteter und durchgelassener Infrarot-Strahlung (2 ) größer als in den übrigen Abschnitten der Abschattungsphase ist, – dass aus dem Messsignal (Sa, Sb) ein Signalanteil (Sa2f, Sb2f) mit der doppelten Modulationsfrequenz (2f) ermittelt wird, und – dass dieser Signalanteil (Sa2f, Sb2f) zur Kalibrierung des Gasanalysators in Bezug auf eine außerhalb der Messküvette (5 ) und der Referenzküvette (7 ) stattfindende Beeinflussung der Intensität der Infrarot-Strahlung (2 ) und/oder Erkennung einer solchen Beeinflussung verwendet wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung mit Nullgas in der der Messküvette (
5 ) erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Messsignal (Sa, Sb) ein weiterer Signalanteil (Sa1f, Sb1f) mit der Modulationsfrequenz (f) ermittelt wird, und dass mit diesem Signalanteil (Sa1f, Sb1f) bei Füllung der Messküvette (
5 ) mit Nullgas (9 ) eine Debalancierung des Gasanalysators zwischen dem Messstrahlengang (4 ) und dem Vergleichsstrahlengang (6 ) detektiert wird. - Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der Messgaskomponente aus dem weiteren Signalanteil (Sa1f, Sb1f) bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den bei unterschiedlichen bekannten Konzentrationen der Messgaskomponente erhaltenen Werten des weiteren Signalanteils (Sa1f, Sb1f) eine Kennlinie erstellt wird, deren Steigung bei Kalibration des Gasanalysators mit Nullgas mit dem dabei erhaltenen Wert des Signalanteils (Sa2f, Sb2f) korrigiert wird.
- Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die aus der Messküvette (
5 ) und der Referenzküvette (7 ) austretende Infrarot-Strahlung (2 ) mit zwei hintereinander geschalteten Einschichtempfängern (13 ,14 ) detektiert wird, – dass aus den Messsignalen (Sa, Sb) beider Einschichtempfänger (13 ,14 ) jeweils die Signalanteile (Sa2f, Sb2f) mit der doppelten Modulationsfrequenz (2f ) und die weiteren Signalanteile (Sa1f, Sb1f) mit der einfachen Modulationsfrequenz (f) ermittelt werden und – dass die Signalanteile (Sa2f, Sb2f) in einer ersten zweidimensionalen Kalibrationsmatrix (28 ) und die weiteren Signalanteile (Sa1f, Sb1f) in einer zweiten zweidimensionalen Kalibrationsmatrix (27 ) unter Auswertung der Bewegungsrichtungen (34 ,35 ,37 ,38 ,39 ) der Wertepaare (Sa2f, Sb2f; Sa1f, Sb1f) in den Ergebnismatrizen (27 ,28 ) weiterverarbeitet werden. - Nichtdispersiver Infrarot-(NDIR-)Zweistrahl-Gasanalysator zur Bestimmung der Konzentration einer Messgaskomponente in einem Gasgemisch (
8 ), mit – einer Infrarot-Strahlungsquelle (1 ) zur Erzeugung einer Infrarot-Strahlung (2 ), – einer das Gasgemisch (8 ) aufnehmenden und von der Infrarot-Strahlung (2 ) in einem Messstrahlengang (4 ) durchstrahlbaren Messküvette (5 ), – einer ein Referenzgas (9 ) enthaltenden und von der Infrarot-Strahlung (2 ) in einem Vergleichsstrahlengang (6 ) durchstrahlbaren Referenzküvette (7 ), – einem Modulatorrad (10 ) mit einem Abschattungsteil (24 ), das die Infrarot-Strahlung (2 ) in beiden Strahlengängen (4 ,6 ) mit einer vorgegebenen Modulationsfrequenz (f) derart abwechselnd abschattet und durchlässt, dass die Summe aus gleichzeitig abgeschatteter und durchgelassener Infrarot-Strahlung (2 ) gleich ist, – einer die aus der Messküvette (4 ) und Referenzküvette (5 ) austretende Strahlung (2 ) detektierenden und ein Messsignal (Sa, Sb) erzeugenden Detektoranordnung (12 ) und – einer Auswerteeinheit (23 ) zur Bestimmung der Konzentration der Messgaskomponente aus dem Messsignal (Sa, Sb), dadurch gekennzeichnet, dass – dass das Modulatorrad (10 ) in dem Abschattungsteil (24 ) eine Öffnung (26 ) enthält, so dass in einem Abschnitt der Abschattungsphase ein zusätzlicher Anteil der Infrarot-Strahlung (2 ) durchgelassen wird und während dieses Abschnitts die Summe aus in den beiden Strahlengängen (4 ,6 ) gleichzeitig abgeschatteter und durchgelassener Infrarot-Strahlung (2 ) größer als in den übrigen Abschnitten der Abschattungsphase ist, – dass die Auswerteeinheit (23 ) einen Frequenzdiskriminator (40 ) enthält, der aus dem Messsignal (Sa, Sb) einen Signalanteil (Sa2f, Sb2f) mit der doppelten Modulationsfrequenz (2f ) ermittelt. - Nichtdispersiver Infrarot-(NDIR-)Zweistrahl-Gasanalysator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzdiskriminator (
40 ) aus dem Messsignal (Sa, Sb) einen weiteren Signalanteil (Sa1f, Sb1f) mit der Modulationsfrequenz (f) ermittelt.
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