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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.
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Die Erfindung betrifft ferner einen NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.
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Ein derartiges Verfahren und ein derartiger Gasanalysator sind aus der
WO 2008/135416 A1 bekannt und dienen zur Bestimmung der Konzentration einer Messgaskomponente in einem Gasgemisch. Dazu wird eine von einer Infrarot-Strahlungsquelle erzeugte Infrarot-Strahlung abwechselnd durch eine das Gasgemisch aufnehmende Messküvette und eine ein Referenzgas enthaltende Referenzküvette geleitet. Die aus den beiden Küvetten austretende Strahlung wird mittels einer Detektoranordnung detektiert, wobei ein Messsignal erzeugt und anschließend in einer Auswerteeinheit ausgewertet. Übliche Detektoranordnungen enthalten einen oder mehrere optopneumatische Detektoren in Form von Ein- oder Zweischichtempfängern. Die Umschaltung der Strahlung zwischen der Messküvette und Referenzküvette erfolgt mittels eines Modulators, bei dem es sich üblicherweise um ein Flügel- oder Blendenrad handelt. Wenn zum Nullabgleich beide Küvetten mit demselben Gas, insbesondere Nullgas wie Stickstoff oder Luft, gefüllt werden und der Gasanalysator optisch ausbalanciert ist, gelangt immer dieselbe Strahlungsintensität in die Detektoranordnung, so dass kein Messsignal (Wechselsignal) erzeugt wird. Ist die Messküvette mit dem zu untersuchenden Gasgemisch gefüllt, so findet dort eine von der Konzentration der darin enthaltenen Messgaskomponente und ggf. vorhandener Quergase abhängige Vorabsorption statt, so dass aus der Messküvette und der Referenzküvette im Takt der Modulation zeitlich aufeinanderfolgend unterschiedliche Strahlungsintensitäten in die Detektoranordnung gelangen, die als Messsignal ein Wechselsignal mit der Frequenz der Modulation und einer von der Differenz der Strahlungsintensitäten abhängigen Größe erzeugt.
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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.
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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.
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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.
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Bei einem aus der
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.
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Bei einem aus der
DE 196 08 907 C1 bekannten NDIR-Gasanalysator sind die Messküvette und die dahinter liegende erste Detektorschicht eines Zweischichtempfängers mittels gasdurchlässiger Abschirmungen jeweils in zwei unterschiedliche Teile aufgeteilt. Die durch die Messküvette auf den Zweischichtempfänger gelangende Infrarot-Strahlung wird mittels eines Blendenrads in Bezug auf die beiden Teile mit unterschiedlicher Frequenz und/oder Phasenlage moduliert. Das von dem Zweischichtempfänger gelieferte Signal wird entsprechend der unterschiedlichen Modulation in zwei Signalanteile aufgeteilt, deren Differenz ausgewertet wird.
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Bei einem aus der
DE 26 14 181 A1 bekannten NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator wird die Infrarot-Strahlung durch die Mess- und Referenzküvette mittels eines Blendenrads abwechselnd abgeschattet und durchgelassen. Dazwischen werden beide Küvetten gleichzeitig mit Infrarot-Strahlung einer ersten und danach einer zweiten Intensität durchleuchtet, so dass die Summe der Strahlungsintensitäten der Infrarot-Strahlung in beiden Küvetten von vornherein nicht zeitlich konstant ist.
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Bei einem aus der
DD 300 325 A7 bekannten NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator wird die Infrarot-Strahlung durch die Mess- und Referenzküvette mittels eines Blendenrads abwechselnd abgeschattet und durchgelassen und dazwischen jedes Mal für beide Küvetten abgeschattet, so dass die Summe der Strahlungsintensitäten der Infrarot-Strahlung in beiden Küvetten von vornherein nicht zeitlich konstant ist. In jeder zweiten Abschattungsphase für beide Küvetten ist ein Abschnitt vorgesehen, in dem ein zusätzlicher Anteil der Infrarot-Strahlung durchgelassen wird. Aus dem von dem Zweischichtempfänger gelieferten Signal wird der von dem zusätzlichen Anteil der Infrarot-Strahlung hervorgerufene pulsförmige Signalanteil mittels Abtast-Haltegliedern ausgeblendet und zur Korrektur der übrigen Signalanteile herangezogen. Im Außenkreis des Blendenrads befindet sich ein Kreisloch, das zusammen mit einem Optokoppler zur Synchronisierung der Abtast-Halteglieder dient.
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Auch bei einem aus der
DE 696 35 759 T2 bekannten NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator wird die Infrarot-Strahlung durch die Mess- und Referenzküvette mittels eines Blendenrads abwechselnd abgeschattet und durchgelassen und dazwischen jedes Mal für beide Küvetten abgeschattet, so dass die Summe der Strahlungsintensitäten der Infrarot-Strahlung in beiden Küvetten nicht von vornherein nicht zeitlich konstant ist. Eine am Rand des Blendenrads vorgesehene Öffnung wird mittels eines Infrarotsensors abgetastet, um die Rotationslage des Blendenrads in Bezug auf die Küvetten zu detektieren.
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Ein aus der
EP 0 193 718 A1 bekanntes Blendenrad für einen NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator besteht aus einem scheibenförmigen Teil mit Öffnungen zum abwechselnden Unterbrechen des Mess- und Vergleichsstrahlenganges und einem darauf drehbar montierten Konstruktionsteil, um mittels Überlappung die Öffnungsweiten zu justieren. Weitere kleine Öffnungen oder Ausnehmungen in beiden Teilen dienen zur Verdrehung der Teile gegeneinander.
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Bei dem aus der bereits genannten
WO 2008/135416 A1 bekannten NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator weist die Detektoranordnung mindestens zwei Einschichtempfänger auf, die beide jeweils ein Messsignal liefern und hintereinander im Strahlengang des Gasanalysators liegen. Der erste Einschichtempfänger enthält z. B. die Messgaskomponente und der mindestens eine nachgeordnete Einschichtempfänger ein Quergas. Die Auswerteeinheit enthält eine entsprechend der Anzahl n der Einschichtempfänger n-dimensionale Kalibrationsmatrix, in der bei unterschiedlichen bekannten Konzentrationen der Messgaskomponente in Anwesenheit von unterschiedlichen bekannten Quergaskonzentrationen erhaltene Messsignalwerte als n-Tupel abgespeichert sind. Beim Messen von unbekannten Konzentrationen der Messgaskomponente in Anwesenheit von unbekannten Quergaskonzentrationen wird durch Vergleich der dabei erhaltenen n-Tupel von Signalwerten mit den in der Kalibrationsmatrix abgespeicherten n-Tupeln von Signalwerten die Konzentration der Messgaskomponente ermittelt. Darüber hinaus kann z. B. bei Konstanthaltung der Quergaskonzentrationen die Intensität der erzeugten Strahlung variiert werden, um den Einfluss von durch Alterung des Infrarot-Strahlers oder Verschmutzungen der Messküvette hervorgerufenen Transmissionsänderungen auf das Messergebnis zu ermitteln.
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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.
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Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch das in Anspruch 1 definierte Verfahren bzw. den in Anspruch 7 angegebenen NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und Gasanalysators sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen jeweils in Form eines Ausführungsbeispiels:
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1 einen NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator mit einer aus zwei hintereinander liegenden Einschichtempfängern bestehenden und zwei Messsignale liefernden Detektoranordnung, die
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2 bis 4 jeweils in Draufsicht drei verschiedene Anordnungen aus Modulationsrad, Messküvette und Referenzküvette des Gasanalysators,
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5 Beispiele für von der Detektoranordnung erzeugte Messsignale und deren Signalanteile bei der einfachen und doppelten Modulationsfrequenz,
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6 Beispiele für die bei der Kalibration des Gasanalysators erhaltenen Signalanteile bei der einfachen und bei der doppelten Modulationsfrequenz, und
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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 erhaltenen Messsignalwerte als Wertepaare abgespeichert sind.
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1 zeigt einen NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator, bei dem die von einer Infrarot-Strahlungsquelle 1 erzeugte Infrarot-Strahlung 2 mittels eines Strahlteilers 3 (sog. Hosenkammer) auf einen Messstrahlengang 4 durch eine Messküvette 5 und einen Vergleichsstrahlengang 6 durch eine Referenzküvette 7 aufgeteilt wird. In die Messküvette 5 lässt sich ein Gasgemisch 8 mit einer Messgaskomponente einleiten, deren Konzentration zu bestimmen ist. Die Referenzküvette 7 ist mit einem Referenzgas 9 gefüllt. Mittels eines zwischen dem Strahlteiler 3 und den Küvetten 5 und 7 angeordneten Modulators 10 in Form eines rotierenden Blenden- oder Flügelrads wird die Strahlung 2 abwechselnd durch die Messküvette 5 und Referenzküvette 7 freigegeben und gesperrt, so dass beide Küvetten 5 und 7 abwechselnd durchstrahlt und abgeschattet werden. Die abwechselnd aus der Messküvette 5 und der Referenzküvette 7 austretende Strahlung wird mittels eines Strahlungssammlers 11 in eine Detektoranordnung 12 geleitet, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem ersten Einschichtempfänger 13 und einem nachgeordneten weiteren Einschichtempfänger 14 besteht. Jeder der beiden Einschichtempfänger 13, 14 weist jeweils eine die aus den Küvetten 5 und 7 austretende Strahlung 2 empfangende aktive Detektorkammer 15 bzw. 16 und eine außerhalb der Strahlung 2 angeordnete passive Ausgleichskammer 17 bzw. 18 auf, die über eine Verbindungsleitung 19 bzw. 20 mit einem darin angeordneten druck- oder strömungsempfindlichen Sensor 21 bzw. 22 miteinander verbunden sind. Die Sensoren 21 und 22 erzeugen Messsignale Sa und Sb, aus denen in einer Auswerteeinheit 23 als Messergebnis M die Konzentration der Messgaskomponente in dem Gasgemisch 8 ermittelt wird.
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Das Messsignal Sb des zweiten Einschichtempfängers 14 enthält neben dem durch die Strahlungsabsorption in seiner aktiven Detektorkammer 16 erzeugten hauptsächlichen Signalanteil auch einen geringeren Signalanteil aus dem ersten Einschichtempfänger 13. Die Messsignale Sa und Sb der beiden Einschichtempfänger 13 und 14 bilden daher eine zweidimensionale Ergebnismatrix. Besteht die Detektoranordnung 12 aus n (n ≥ 1) hintereinander liegenden Einschichtempfängern, werden n Messsignale Sa, Sb, ... erhalten, die eine n-dimensionale Ergebnismatrix bilden. Enthält der erste Einschichtempfänger 13 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.
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2 zeigt ein erstes Beispiel für das Modulatorrad 10, das ein Abschattungsteil 24 in Form eines Halbkreissektors aufweist und dessen Drehachse 25 zwischen der Messküvette 5 und der Referenzküvette 7 angeordnet ist. Bei jeder Umdrehung des Modulatorrads 10 wird die Infrarot-Strahlung 2 durch die beiden Küvetten 5, 7 einmal gesperrt und einmal durchgelassen, wobei beim Durchlassen der Strahlung 2 durch die eine Küvette, z. B. 5, die andere Küvette 7 abgeschattet wird und umgekehrt. Durch die symmetrische Anordnung wird erreicht, dass zunächst in dem Maße, wie die Strahlung 2 durch die eine Küvette, z. B. 5, durchgelassen wird, die andere Küvette 7 abgeschattet wird, so dass die Summe aus durchgelassener und zugleich abgeschatteter Strahlung 2 während der Umdrehung des Modulatorrads 10 konstant bleibt. Diese Symmetrie wird entsprechend der Erfindung durch eine Öffnung 26 in dem Abschattungsteil 24 gestört, die in einem Abschnitt der Abschattungsphase einen zusätzlichen Anteil der Strahlung 2 durchlässt, so dass während dieses Abschnitts die Summe aus durchgelassener und zugleich abgeschatteter Strahlung 2 größer als in den übrigen Abschnitten der Abschattungsphase ist.
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3 zeigt ein zweites Beispiel für das Modulatorrad 10, dass sich von dem nach 2 dadurch unterscheidet, dass das Abschattungsteil 24 in drei Flügel 24a, 24b, 24c, jeweils in Form eines Sechstelkreissektors, aufgeteilt ist, wobei jeder der Flügel 24a, 24b, 24c jeweils die Öffnung 26 enthält. Die für 2 beschriebenen Vorgänge finden daher bei jeder Umdrehung des Modulatorrads 10 dreimal statt.
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4 zeigt ein drittes Beispiel für das Modulatorrad 10, dass sich von dem nach 3 dadurch unterscheidet, dass die Messküvette 5 und Referenzküvette 7 zusammen auf einer Seite der Drehachse 25 angeordnet sind, was eine besonders kompakte Bauweise ergibt. Im Übrigen sind das Verhalten und die Funktionsweise genauso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 3.
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Alternativ zu den gezeigten Ausführungsformen können das Modulatorrad 10 auch als Blendenrad und die Öffnung 26 beispielsweise in Form von Schlitzen ausgebildet sein.
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5 zeigt beispielhaft das von dem ersten Einschichtempfänger 13 der Detektoranordnung 12 erzeugte Messsignal Sa, wobei oben links ein aus der Strahlung durch die Messküvette 5 (Messstrahlengang 4) resultierender Signalanteil SaM und oben rechts ein aus der Strahlung durch die Referenzküvette 7 (Vergleichsstrahlengang 6) resultierender Signalanteil SaR dargestellt sind. Beide Signalanteile SaM und SaR setzen sich jeweils aus einem durch das abwechselnde Abschatten und Durchlassen der Strahlung 2 erzeugten Signalanteil SaM1f bzw. SaR1f mit der Modulationsfrequenz f und einem durch die Öffnung 26 in dem Abschattungsteil 24 des Modulatorrads 10 erzeugten Signalanteil SaM2f bzw. SaR2f mit der zweifachen Modulationsfrequenz 2f zusammen. Damit gilt für das Messsignal: Sa = SaM + SaR = (SaM1f + SaM2f) + (SaR1f + SaR2f).
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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 Messküvette 5 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 Strahlung 2 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 Messstrahlengang 4 und dem Vergleichsstrahlengang 6 detektiert werden. Der durch die Öffnung 26 in dem Abschattungsteil 24 des Modulatorrads 10 erzeugte Signalanteil Sa2f = SaM2f + SaR2f mit der doppelten Modulationsfrequenz 2f ist ein Maß für die Intensität der detektierten Infrarot-Strahlung 2 und ermöglicht daher die Erkennung von Intensitätsveränderungen aufgrund von verschmutzungs-, alterungs- oder temperaturbedingten Veränderungen an der Infrarot-Strahlungsquelle 1 oder der Detektoranordnung 12.
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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 Messküvette 5 mit dem Endgas, also der Messgaskomponente in bekannter (i. d. R. maximaler) Konzentration, gefüllt. Aufgrund der Vorabsorption durch das Endgas in der Messküvette 5 gelangen aus der Messküvette 5 und der Referenzküvette 7 entsprechend der Modulation durch das Modulationsrad 10 zeitlich aufeinanderfolgend unterschiedliche Strahlungsintensitäten in die Detektoranordnung 12, so dass der erste Einschichtempfänger 13 ein Messsignal Sa mit einem Signalanteil Sa1f mit der Modulationsfrequenz f und einer von der Differenz der Strahlungsintensitäten abhängigen Größe erzeugt. Die Größe dieses Signalanteils Sa1f ist auch von der Intensität der erzeugten und ggf. durch verschmutzungs-, alterungs- oder temperaturbedingten Veränderungen an der Infrarot-Strahlungsquelle 1 oder der Detektoranordnung 12 beeinträchtigten Infrarot-Strahlung 2 abhängig. Ein durch die Öffnung 26 in dem Abschattungsteil 24 des Modulatorrads 10 erzeugter weiterer Signalanteil Sa2f mit der doppelten Modulationsfrequenz 2f ist im hauptsächlich von der Intensität der Infrarot-Strahlung 2 und in geringerem Maße von der Vorabsorption durch das Endgas in der Messküvette 5 abhängig.
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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-Strahlung 2 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 Messküvette 5 und der Referenzküvette 7 verwendet werden. Es ist also bei einem NDIR-Zweistrahl-Gasanalysator mit nur einem Einschichtempfänger 13 eine Zweipunkt-Kalibrierung bei Nullgas möglich.
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Weist der Gasanalysator, wie in 1 gezeigt, zwei Einschichtempfänger 13 und 14 auf, so bilden die Messsignale Sa und Sb der beiden Einschichtempfänger 13 und 14 eine zweidimensionale Ergebnismatrix.
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7 zeigt im oberen Bildteil eine solche Ergebnismatrix 27 für die Signalanteile Sa1f und Sb1f mit der Frequenz f und im unteren Bildteil eine Ergebnismatrix 28 für die Signalanteile Sa2f und Sb2f mit der Frequenz 2f. In den Ergebnismatrizen 27, 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 Wertepaare 29 (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 Ergebnismatrizen 27, 28 ausreicht.
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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 Korridor 31, 32 festgelegt werden kann, innerhalb dessen die von den Konzentrationen der Messgaskomponente und der bekannten Quergase abhängigen Wertepaare 29 bzw. 30 im Normalfall liegen werden. Bei veränderlichen Konzentrationen der Messgaskomponente bewegen sich die Wertepaare 29 in der Ergebnismatrix 27 entlang einer Kennlinie 33 in der mit 34 bezeichneten Richtung und weichen bei den zu erwartenden veränderlichen Konzentrationen der Quergase in der mit 35 bezeichneten Richtung von der Kennlinie 33 ab. Wenn sich also das Wertepaar 29 bei aufeinanderfolgenden Messungen in eine Richtung bewegt, die neben einer Komponente in Richtung 34 auch eine Komponente in Richtung 35 aufweist, kann der Quergaseinfluss auf das Messergebnis kompensiert werden, indem die Richtungskomponente 35 ermittelt und das Wertepaar 29 um diese Komponente 35 rechnerisch wieder zurückbewegt wird. Mit dem so korrigierten Wertepaar ergibt sich aus der Ergebnismatrix 27 der korrekte Wert der Konzentration der Messgaskomponente.
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Schwankungen der Leistung des Infrarot-Strahlers 1 oder Verschmutzungen der Messküvette 5 sind in der Ergebnismatrix 27 von Änderungen der Konzentration der Messgaskomponente nicht zu unterscheiden und führen zu einer Bewegung der Wertepaare 29 entlang der Kennlinie 33.
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In der Ergebnismatrix 28 bewegen sich bei veränderlichen Konzentrationen der Messgaskomponente die Wertepaare 30 entlang einer Kennlinie 36 in der mit 37 bezeichneten Richtung und weichen bei den zu erwartenden veränderlichen Konzentrationen der Quergase in der mit 38 bezeichneten Richtung von der Kennlinie 36 ab. Zusätzlich führen aber auch Schwankungen der Leistung des Infrarot-Strahlers 1 oder Verschmutzung der Messküvette 5 zu einer von der Kennlinie 36 abweichenden Bewegung der Wertepaare 30 in der mit 39 bezeichneten Richtung. Intensitätsschwankungen der Infrarot-Strahlung 2 haben also unterschiedliche Richtungsvektoren in den beiden Ergebnismatrizen 27, 28 und können daher in Bezug auf das Messergebnis kompensiert werden. Damit können regelmäßige Kalibrationen des Gasanalysators entfallen.
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Zur Ermittlung der Signalanteile Sa1f, Sb1f, Sa2f und Sb2f aus den Messsignalen Sa und Sb enthält die in 2 gezeigte Auswerteeinheit 23 einen Frequenzdiskriminator 40, dem die beiden Ergebnismatrizen 27 und 28 nachgeordnet sind. Die Auswertung der Wertepaare 29, 30 zu dem Messergebnis M und dessen Kompensation finden in der mit 41 bezeichneten Einheit statt.
