DE1773843A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Strahlungsintensitaetsaenderungen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Messung von StrahlungsintensitaetsaenderungenInfo
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Classifications
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- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
Description
- Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Strahlungsintensitätsänderungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von Strahlungsintensitätsänderungen bot Infrarot-Gleichlicht-Absorptionsanalysen und eine Vorrichtung zur DurchfUhrung des Verfahrens.
- Bekannt sind nach der Infrarot-Absorptionsmethode arbeitende Gasanalysengeräte. Diese physikalische Gasanalyse beruht darauf, daß zahlreiche Gase ii Infrarotbereich charakteristische Absorptionsbande besitzen. Infrarote Strahlen gelangen durch Me#- und Vergleichsküvetten zu einem Strahlungsempfünger.
- Während durch die Me#küvette das zu analysierende Gasgemisch strömt, ist die Vergleichsküvette nit einen nichtabsorbierenden Gas gefüllt, das im infraroten Bereich keine ze#bare Absorption aufweist (z.B. N2).
- Die aus den Küvetten austretenden Strahlenbündel besitzen in den betreffenden Wellenlängenbereichen Intensitütsunterschiede, wenn das zu analysierende Gasgemisch Bestandteile enthält, die im infraroten Gebiet bestimmte infrarot Strahlen absorbieren.
- Als Meßflihler sind kapazitiv-pneumatische Strahlungzempfänger bekannt, die aus gasgefüllten Kammern, welche durch Membran-Kondensatoren getrennt sind, bestehen.
- Die genannten Intensitätsunterchiede rufen eine Drucke differenz und somit eine Kapazitätsänderung des Membran-Kondensators hervor, die als wechselspannungswert verstärkt wird.
- Zur Erzeugung dieses Wechselspannungswertes sind die Infrarot-Strahlenbündel durch motorisch betriebene, zweiflüglige Blendräder (Frequenz 6,25 Hz) zu unterbrechen. um den notwendigen abgestimmten Wechselrythmus der Strahlung zu erreichen.
- Diese Geräte sind sehr kostenintensis, zur Signalverstärkung sind teure elektrische Einrichtungen erforderlich.
- Au#erdem ist bekannt, die Lichtabsorption in Me#gasküvetten dadurch zu bestimmen, das nit empfindlichen Temperaturme#fühlern direkt di. Strahlungsdifferens in zwei Gleichlichtstrahlen gemessen wird.
- Der Meße.pfindlichkeit sind trotz der Zweiztrahlanordnung Grenzen gesetzt, da die gewonanenen Temperaturdifferenzez primär sehr gering sind und eine komplizierte Gleichstrom-bzw. Gleichspannungsverstärkung erforderlich ist.
- Die Erfindung bezweckt, Gasanalyzen nach den Primmip der Lichtabsorption auf überraschend wirtschaftliche art, gegebenenfalls ohne Me#verstärker, durchzuführen. Dis dazu erforderliche Me#anordnung soll keine zechanisch bewegten Bauteile im Me#system enthalten.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nach einem neuen Verfahren die durch Lichtabsorption in einer Ne#küvette veränderte Strahlungsintensität einer infraroten Gleichlichtquelle zu messen. Das verfahren soll glefebersa#en für Einstrahlanalyse als auöh für Zwaistrahlanalyse vervendbar sein. Zur Durchführung des Verfahrens soll ferner die erfindungsgeaäße Aufgabe gelöst werden, eine Me#eimrichtung zu schaffen, die die auf Grund veränderter strahlungsintemsität in eine. Xeßfiihler auftretende Gastemperaturdifferenz in Strömungsbewegung der Gasmoleküle vervandelt.
- Das wird erfindungsgemä# durch ein Verfahren erreicht, bei den zwei parallele Gazsäulen, die infrarete Ztrahlung im Bereich ausgewählter Banden abserbieren, durch ärtlich abgestimmte Temperaturfelder brückenartig im thermischen Gleichgewicht gehalten werden, mind@stens eine #assäule infraroter Gleichlicht-Strahlung ausgesetzt wird und die Verschiebung der abgestimmten Temperaturfelder imfolge der gerichteten Strömung der Gasaäulen bei Intensitätsumterschiedes gemessen wird.
- Die Verschiebung der örtlichen Temperaturfeolder wird als Änderung von Widerständen gemessen. Durch ein zusätzliches Temperaturfeold ist eine Kompensation der verschiebung der örtlichen Temperaturfelder möglich.
- Die erfindungsgemä#e Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöste die aus einen gasdichten Hohlkörper besteht, in den ein geschlossenes, gefülltes Gaskanalysystem mit zwei parallel verlaufenden Gaskanälen, an deren einen Ende sich symmetrisch zueinander Heizwiderstände in Wheatstonescher Brückenschaltung befinden, angeordnet ist.
- Mindestens ein Gaskanal weist ein strahlungsdurchlüssiges Fenster auf, vor des in definierter Entfernung ein Infrarot-Gleichtichtstrahler mit Spiegel, eine Me#küvette und bedarfsweise Filterküvetten angeordnet sind.
- In den Diagonalzveig der Wheatstoneschen BrUcke ist ein elektrischer Verstärker geschalten, dessen Ausgang aut einen Heizwiderstand ii Gaskanal geführt ist. Au Hohlkörper ist eine Gasfüll- und Dosiereinrichtung angebracht.
- Anhand eine, ausführungsbeispieles soll der Gegenstand der Erfindung näher erläutert werden.
- In der Figur ist die erfindungsgemä#o Vorrichtung zchematizch dargestellt.
- Die Me#einrichtung besteht au einem gazdichten Hohlkörper 1. in dem zwei senkrechte, genau parallel verlaufende Gaskanäle 2 ein geschlessezes Gaskanalsystem bilden.
- Mindestens ein Gazkanal hat etwa ia der Mitte ein strahlungsdurchlässiges Fenster 3. vor den in definierter Entfernung ein Infrarotstrahler 4 niet Spiegel 5 angeordnet ist.
- Zwischen Infrarot-Strahler 4 und Fenster 4 befindet sich die Me#küvette 6. Vorzugsweise an oberen Ende der parallel verlaufenden Gaskanäle 2 sind symmetrisch zueinander Reiswiderstände 7 angebracht, die in Brückenschaltung zuzammengeschlossen sind.
- Die Heizwiderstände sind so elektrisch abgeglichen, daß sich die beiden Wärmeströme in den Gaskanälen in ihren Kamineffekten aufheben und keine Strömung in den Gaskamälen auftritt. Die Gassäulen sind ia ihrer Zusammensetzung so ausgewählt, daß ihr Infrarot-Absorptionsspektrum möglichst den des gesuchten Gasanteiles entspricht. Die Gasfüllung ist so gemischt, daß ein intensiver Effekt der Verschiebung der Temperaturfelder oder anders ausgedrückt bin starker Trägereffekt eintritt. Bei luftgefüllter me#küvette und eingeschaltetem Infrarotstrahler erfolgt der Abtleich der Heizwiderstände.
- Dabei werden alle Widerstände so abgeglichen, das in Diagonalzweig der Brückenschaltung über das Anzeigeinstrument 10 kein Stroms fließt und in dem Gaskanälen 2 keine gerichtete Strömung bei eingeschalteten Infarot-Strahler eintritt.
- Sobald nun die Gase durch die Ma#küvette strömen, die Infrarotstrahlung absorbieren, tritt eine Schwächung der Strahlung in der senkrechten Gassäle ein und das Gleichgewicht der Kamineffekte wird gestört.
- Das hat eine Strömung des Gases in Kanalysystem zur Folge.
- Diese Strömung bewirkt eine Verschiebung der Temperaturfelder, Zwischen Strahlungsabsorption in der Me#küvette und Verschiebung der Temperaturfelder der Heizwiderztäzde bestehen lineare Beziehungen. Der Brückenstrom ist Ma# für die Infrarot-Absorption @@@ in der Me#küvete und damit Ma# für die Konzentration der Strahlung absorbierenden Gaskomponente.
- Erfindungsgemä# können auch beide parallel verlaufenden Gaskanäle mit je einem strahlungsdurchläffigem Fenster versehen sein. Dann ist die Me#einrichtung für Zweistrahl-Differenz-Ne#methoden einsetzbar.
- Erfindungsgemä# ist auch möglich, einen Widerstand 8 in den Gaskanal 2 einzufügen und den Widerstand Ueber einen Verstärker so zu beheizen, das er immer die Differenz der Strahlungsenergie ausgleicht und die Bewegung der Gassäulen verhindert.
- In dieses Falle ist die Leistungsaufnahme des Widerstandes 8 gleich der absorbierenden Strahlungsenergie und somite ein ionzentrationsma#.
Claims (6)
- Patentansprüche 1. Verfahren zur Messung von Strahlungsintensitätsänderungen bei Infrarot-Gleichlicht-Absorptionsanalyse, dadurch gekennzeschnet daß zwei parallele Gassäulen, die infrarote Strahlung im Bereich ausgewählter Banden absorbieren, durch örtlich abgestimmte Temperaturfelder brückenartig im thermischen Gleichgewicht gehalten werden, mindestens eine Gassäule infraroter Gleichlichtstrahlung ausgesetzt wird und die Verschiebung der abgestimmten Temperaturfelder infolge der gerichteten Strömung der Gassäulen bei Intensitätsunterschieden gemessen wird.
- 2. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der örtlichen Temperaturfelder als Änderung von Widerständen gemessen wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der örtlichen Temperaturfelder durch ein zusätzliches Temperaturfeld kompensiert wird, dessen Grö#e das Maß der jeweiligen Gaskonzentration ist.
- 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem gasdichten Hohlkörper (1) ein geschlossenes, gefülltes Gas-kanalysystem mit zwei parallel verlaufenden Gaskanälen (2), an deren einem Ende sich symmetrisch zueinander Heizwiderstände (7) in Wheatstonsscher Bruckenschaltung befinden, angeordnet ist, und mindestens ein Gaskanal ein strahlungsdurchlässiges Fenster (3) aufweist, vor dem in definierter Entfernung ein Infrarot-Gleichlichtstrahler (4) nit Spiegel, eine Meßküvette (6) und bedarfsweise Filterküvetten angebracht sind,
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet. daß in den Diagonalzweig der Wheatstoneschen Brücke ein elektrischer Verstärker, dessen Ausgang auf einem Heizwiderstand (8) im Gaskannal (2) führt, geschulten ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5. gekennzeichnet durch eine an Hohlkörper (1) angeordnete Gasfüll- und Dosiereinrichtung (11).
Priority Applications (1)
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| DE19681773843 DE1773843A1 (de) | 1968-07-12 | 1968-07-12 | Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Strahlungsintensitaetsaenderungen |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1773843A1 true DE1773843A1 (de) | 1971-09-23 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE1773843A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4432940A1 (de) * | 1993-09-24 | 1995-03-30 | Fuji Electric Co Ltd | Infrarot-Gasanalysator |
| DE19723941A1 (de) * | 1997-06-06 | 1998-12-10 | Siemens Ag | Optisch-pneumatischer Detektor für nichtdispersive Gasanalysatoren |
| DE4116280C2 (de) * | 1990-05-31 | 2000-06-08 | Siemens Ag | Gasanalysator |
-
1968
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4116280C2 (de) * | 1990-05-31 | 2000-06-08 | Siemens Ag | Gasanalysator |
| DE4432940A1 (de) * | 1993-09-24 | 1995-03-30 | Fuji Electric Co Ltd | Infrarot-Gasanalysator |
| DE19723941A1 (de) * | 1997-06-06 | 1998-12-10 | Siemens Ag | Optisch-pneumatischer Detektor für nichtdispersive Gasanalysatoren |
| DE19723941C2 (de) * | 1997-06-06 | 1999-07-29 | Siemens Ag | Optisch-pneumatischer Detektor für nichtdispersive Gasanalysatoren |
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