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Selbsttätiges Gasanalysengerät Bei selbsttätigen Gasanalysengeräten
ist es bereits bekannt, die mit dem Meßgas reagierende Flüssigkeit durch eine Reaktionsstrecke
zu leiten und anschließend die Reagenzflüssigkeit zu regenerieren.
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Wird für die Messung die fotoelektrische Extinktionsmessung angewendet,
so ist es ferner bekannt, am Anfang und am Ende der Reaktionsstrecke Meßkammern
mit dahintergeschalteten Fotozellen vorzusehen.
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Die Messung selbst erfolgt dann mittels eines den Differenzstrom anzeigenden
Meßgerätes.
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Bei den bekannten Einrichtungen sind für die Reaktion Behälter mit
Glasringen bzw. Glaskugeln vorgesehen. Die Steuerung des Flüssigkeits- bzw.
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Gasstromes erfolgt mittels spezieller Pumpen.
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Bei den bekannten Gasanalysengeräten ist ferner eine die Aufbereitung
der mit Gas versetzten Flüssigkeit vorgesehen, bei der diese erhitzt wird. Die Wärmezuführung
erfolgt durch heißes Wasser oder durch Dampf, wobei es unvermeidlich ist, daß ein
Teil des aufgenommenen Gases in der Reaktionsflüssigkeit verbleibt und diese verunreinigt.
Durch die andererseits erforderliche Zuführung von frischer Reaktionsflüssigkeit
muß sich deshalb eine allmähliche Verschiebung des Nullpunktes ergeben, die zur
fortschreitenden Ungenauigkeit der Messungen führt.
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Ebenso ist bei den bekannten Apparaturen, die vom Prinzip der Thermoanalyse
ausgehen, die fortlaufende Reinigung des Reaktionsmittels nicht möglich. Auch hier
tritt wegen der fortschreitenden Vermischung der bereits gebrauchten und der frischen
Reaktionsflüssigkeit eine Nullpunktverschiebung ein.
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Demgegenüber bringt die Erfindung die Lehre, für die selbsttätige
Gasanalyse ein Gerät, das auf der fotoelektrischen Extinktionsmessung der Verfärbung
einer mit dem Meßgas reagierenden Flüssigkeit beruht, in der Weise auszubilden,
daß die Meßkammern als kommunizierende Röhren wirken und daß sie mit einem Aufbereitungsbehälter
in Verbindung stehen, der an ein nivellierendes Ausgleichgefäß angeschlossen ist
und einen Filter sowie einen durch eine durchlässige Wand abgeteilten Raum für die
Zuführung von Aktivierungszusätzen aufweist.
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Die Reaktionsstrecke ist als doppelt gewendelte Kapillare ausgebildet;
die Zuführungsleitung für das zu prüfende Gas mündet oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
der Meßkammer am Beginn der Reaktionsstrecke ein, die am anderen Endpunkt in eine
Entgaserkammer ausläuft, die den Abschluß der Meßkammer bildet, die gegenüber der
Reaktionsstrecke wesentlich erweitert und mit einer Gasableitung versehen ist.
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Im Aktivierungsraum des Aufbereitungsbehälters
erfolgt die Zuführung
von nicht rückgewinnbaren Reaktionskomponenten in Form eines auswechselbaren, festen
Stiftes.
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Dieses Gasanalysengerät ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung
beliebiger Gase mit außerordentlich geringem Aufwand. Durch die Einleitung des zu
prüfenden Gases in einen geschlossenen Kreislauf des Reaktionsmittels, bei dem das
Reaktionsmittel von dem eingeleiteten Gas mitgeführt wird, entfällt die Anwendung
bewegter Teile. Das verwendete Reaktionsmittel wird stets neu aufbereitet, so daß
seine fortlaufende Erneuerung entfällt. An der ersten Meßstelle, also vor der Vermischung
der Flüssigkeit mit dem Gas, liegt stets eine vollkommen regenerierte Flüssigkeit
in immer gleichbleibendem Zustand vor. Der Zusatz der nicht zurückzugewinnenden
Reaktionskomponenten wird in einfacher Weise immer wieder neu zugegeben. Der Filterwiderstand
im Aufbereitungsbehälter ist so gering, daß eine Stauung im System der kommunizierenden
Röhren ausgeschlossen ist, zumal es sich um langsam strömende Flüssigkeiten handelt.
Gleichzeitig wird erreicht, daß der Flüssigkeitsspiegel stets konstant gehalten
werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Zuführungsleitung 10
für das zu prüfende Gas, in die ein Differenzdruckmesser 11 eingeschaltet ist und
die zu einem T-Stück 12 führt. An dem einen Schenkel des T-Stückes 12 schließt sich
eine Reaktionsstreckel3 an, die vorteilhaft aus einer doppelt gewendelten Kapillare
besteht, während der andere Schenkel des T-Stückes 12 mit einer ersten Meßkammer
14 in Verbindung steht. Das Ende der Reaktionsstrecke 13 verbreitert sich in einen
als Entgaserkammer 15 dienenden, zweckmäßig kugelfönnig ausgebildeten
Raum,
in dessen oberer Hälfte eine Gasableitung 16 mündet. Die Entgaserkammer 15 ist weiterhin
mit einer zweiten Meßkammerl7 verbunden, hinter der ein Behälter 36 zur Aufnahme
von Filtern 18 sowie - einer Einrichtung zur Zuführung nicht rückgewinnbarer Reaktionskomponenten
angeordnet ist. Diese Einrichtung befindet sich in einem Raum 20, der von den Filtern
18 mittels einer durchlässigen Trennwand 19 abgeteilt ist. Die nicht rückgewinnbaren
Reaktionskomponenten werden beim dargestellten Ausführungsbeispiel in Form eines
festen Stiftes 21 in den Raum 20 eingeführt. Die Filter 18 stehen ferner mit einem
Ausgleichsbehälter 22 in Verbindung.
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Zur Bildung der Meßstellen sind an jeder Meßkammer 14, 17 je eine
Fotozelle 23 bzw. 24 angeordnet. Die Meßkammern bestehen aus durchsichtigem Material.
Der Gesamtaufbau der Anlage ist zweckmäßig so getroffen, daß zwischen den beiden
Meßkammern 14, 17 eine.gemeinsame Lichtquelle 25 angeordnet ist, von der das Licht
durch Farbfilter 26, 27 und die Meßkammernl4, 17 in - die Fotozellen 23, 24 fällt.
Die Fotozellen23, 24 sind dabei mit einem Meßinstrument 28 derart zusammengeschaltet,
daß das Meßinstrument den Differenzstrom anzeigt.
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Zum Betrieb der dargestellten Vorrichtung wird diese über den Ausgleichsbehälter
22 mit einem flüssigen Reaktionsmittel so weit gefüllt, daß der Spiegel der Flüssigkeit
im T-Stück 12 bis zur Einmündung der Zuführungsleitung 10 reicht. Als Reaktionsmittel
wird beispielsweise Wasser, Alkohol od. dgl. verwendet, dem beim Durchströmen durch
den der ersten Meßkammer 14 und dem T-Stück 12 vorgeschalteten Raum 20 ein Indikator
zugesetzt wird.
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Anschließend wird das zu prüfende Gas in Richtung des Pfeiles x durch
die Zuführungsleitung 10 zum T-Stück 12 geleitet. Der eingeschaltete Differenzdruckmesser
11 stellt dabei den gleichmäßigen Durchfluß sicher. Das unter Druck zugeführte Gas
nimmt von der freien Oberfläche des Reaktionsmittels im T-Stück 12 beim Durchströmen
feine Flüssigkeitsteilchen in die anschließende Reaktionsstrecke 13 mit. Der Durchmesser
der die Reaktionsstrecke bildenden Kapillare ist dabei so gewählt, daß die einzelnen
Gasbläschen die Flüssigkeit mitführen können. Durch die so erreichten großen Berührungsoberflächen
zwischen Gas und Reaktionsmittel sowie die infolge des Durchströmens durch die doppelt
gewendelte Kapillare intensive, lang andauernde Einwirkung wird eine vollständige
Absorption der zu ermittelnden Gaskomponente in dem Reaktionsmittel bewirkt. Durch
die Absorption der Gaskomponente verfärbt sich das mit dem Indikator versetzte Reaktionsmittel.
Die Strömungsrichtung des Reaktionsmittel-Gas-Gemisches ist mit den Pfeilen y bezeichnet.
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Am Ende der Reaktionsstrecke findet in der Entgaserkammer 15 eine
Abscheidung der nicht reagierten Gaskomponenten bzw. eines Trägergases von dem Reaktionsmittel
dadurch statt, daß die von der Flüssigkeit umgebenen Gasblasen infolge der Querschnittserweiterung
platzen, wobei das Gas durch die Gasableitung 16 entweicht, während das Reaktionsmittel
in die Meßkammer 17 und weiter zu den Filtern 18 fließt. Die reagierte und gefärbte
Flüssigkeit wird hier gereinigt, entfärbt und aufbereitet und gelangt durch die
durchlässige Trennwandl9 in den Raum 20, in dem der Indikator zugesetzt wird. Die
Zugabe
des Indikators erfolgt bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel durch Einschrauben
eines aus einem Indikator und einer Füllmasse bestehenden festen Stiftes21, an dem
das gereinigte Reaktionsmittel vorbei in die erste Meßkammer 14 strömt. Dabei löst
sich ein Teil des verpreßten Indikators in dem gleichmäßig vorbeiströmenden Reaktionsmittel
auf, wodurch eine Sättigung desselben erreicht wird. An Stelle der Zuführung in
fester Form kann auch ein Zusatz in flüssiger Form beispielsweise mittels eines
Diaphragmas oder einer Dosiervorrichtung, wie z. B. einer Tropfkapillare, vorgesehen
werden. Das mit dem Indikator angereicherte Reaktionsmittel fließt nunmehr in die
erste Meßkammer 14 und von da zum T-Stück 12 weiter, vorauf es von neuem mittels
des zu prüfenden Gases in die Reaktionsstrecke geleitet und dort zur Reaktion gebracht
wird. Der Weg des Reaktionsmittels bei der Reinigung und Aufbereitung ist durch
die Pfeile z angedeutet.
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Zum Ausgleich etwaiger Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels, insbesondere
im T-Stück 12, dient der Ausgleichbehälter 22, dessen Durchmesser wesentlich größer
ist als der Durchmesser der Schenkel des T-Stückes 12.
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Die Messung erfolgt mittels der Fotozellen 23 und 24, die auf die
Veränderung des Farbtones des Reaktionsmittels in der Meßkammer 14, also vor dem
Zusatz des zu prüfenden Gases, gegenüber dem Farbton der Flüssigkeit in der Meßkammer
17 nach Zusatz und Absorption der zu prüfenden Gaskomponente ansprechen. Von dem
Meßgerät 28 können dabei infolge der gewählten Schaltung direkt die Differenzwerte
der durch beide Fotozellen fließenden, von den jeweilig aufgenommenen Farbtönen
abhängigen Ströme abgelesen werden, die ein direktes Maß für die Konzentration der
zu ermittelnden Gaskomponente darstellen, da der Einfluß des Indikatorzusatzes durch
die Differenzmessung ausgeschaltet ist.
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Für die Filter 18 werden je nach der Art der Analyse beispielsweise
Aktivkohlefilter, Basenaustauscher oder spezifische Absorptionsfilter verwendet.
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PATENTANS PROCH E: 1. Selbsttätiges Gasanalysengerät, das auf der
foto elektrischen Extinktionsmessung der Verfärbung einer mit dem Meßgas reagierenden
Flüssigkeit beruht, mit einer Regenerationseinrichtung für die Reagenzflüssigkeit,
bei dem das zu prüfende Gas durch eine Reaktionsstrecke geleitet wird, an deren
Anfang und Endpunkt Meßkammern mit dahintergeschalteten Fotozellen vorgesehen sind,
die den durch die Lichtquelle ausgelösten Meßwert auf ein den Differenzstrom anzeigendes
Meßgerät übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammern (14, 17) als kommunizierende
Röhren ausgebildet sind und mit einem Aufbereitungsbehälter (36) in Verbindung stehen,
der an ein nivellierendes Ausgleichsgefäß (22) angeschlossen ist und einen Filter
(18) sowie einen durch eine durchlässige Wand (19) abgeteilten Raum (20) für die
Zuführung von Aktivierungszusätzen aufweist.