DE1908393U - Ultrarot-strahlereinsatz. - Google Patents

Description

P.A. 612 929*29.8.64

MRTMAUI & BRAUN Frankfurt/Main, 28. August 1964

Aktiengesellschaft Gräfstraße 97

Gasdichter Ultrarot-Strahlereinsätζ

Gasanalysegeräte, welche die Konzentration einer Gaskomponente in einem Gasgemisch durch den Absorptionsgrad bestimmen, den eine Ultrarot-Strahlung "beim Durchtreten durch das Gas erfährt, "benötigen eine Quelle für Ultrarot-Strahlung. Als Strahlungsquelle benutzt man häufig eine elektrisch aufgeheizte Drahtwendel, deren Strahlung durch Reflektoren gebündelt und gerichtet wird. Zweckmäßigerweise werden bei der technischen Ausführung solcher Ultrarot-Strahler die Strahlungsquelle und der Reflektor sowie ein ultrarot-durchlässiges Fenster, durch das die Strahlung austritt, zu einem kompletten Einsatz (Strahlereinsatz) vereinigt.

Arbeitet das Gasanalysegerät unter normalen atmosphärischen Bedingungen, so ist es im allgemeinen nicht nötig, daß der Strahlereinsatz vollkommen gasdicht ausgebildet ist. In besonders gelagerten Anwendungsfällen können jedoch Spuren bestimmter Gase, die in der umgebenden Atmosphäre vorkommen und in den Strahlereinsatz eindringen, zu einer erheblichen Fehlanzeige des Gerätes führen. Dies hat man z.Bo bei Ultrarot-Gasanalysegeräten beobachtet, deren Gehäuse in explosionsgefährdeten Betrieben mit Stickstoff gespült wurden. Als Ursache der Fehlanzeige wurden Spuren von Kohlenwasser-

_ 2 — Stoffen erkannt, die im Spülgas enthalten waren.

Es ist deshalb grundsätzlich von Vorteil, den Strahlereinsatz gasdicht auszubilden. Da die einzelnen, durch Löten oder Kitten miteinander verbundenen Teile des Einsatzes sehr verschiedene Ausdehnungskoeffizienten aufweisen können, ist dafür Sorge zu tragen, daß Materialspannungen als !Folge der Wärmeentwicklung des Strahlers möglichst vermieden werden, andernfalls sonst leicht Undichtigkeiten entstehen können. Es ist deshalb wichtig, durch temperaturregulierende Maßnahmen zu starke Temperaturgegensätze im Strahlereinsatz zu vermeiden.

Durch die leuerung wird ein konstruktiv einfacher und leicht herzustellender gasdichter Strahlereinsatz geschaffen. Die Neuerung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorblock mit einer vom Scheitel des Reflektors nach außen führenden, dreistufig abgesetzten achsensymmetrischen Bohrung versehen ist, in deren äußere Stufe größten Durchmessers eine Glasdurchführung mit zwei vakuumdicht eingeschmolzenen Heizstromzuleitungen eingekittet oder eingelötet ist, und in die innere Stufe kleinsten Durchmessers eine Keramikhülse mit zwei nahe beieinanderliegenden Bohrungen für die Durchführung der Heizstromzuleitungen eingesetzt ist.

Abbildung 1 zeigt den gasdichten Strahlereinsatz gemäß der Neuerung im Schnitt. Es ist der Eeflektorblock 1 mit dem Reflektor 2 und dem ultrarot-durchlässigen Fenster 3 zu erkennen. Die dreistufige achsensymmetrische Bohrung 4 nimmt in ihrer Stufe größten Durchmessers die Glasdurchführung 5 mit den beiden vakuumdicht eingeschmolzenen Heizstromzuleitungen 6 auf. Die Glasdurchführung kann nach bekannten Verfahren eingekittet oder eingelötet sein« In die Stufe kleinsten Durchmessers der Bohrung ist die Keramik-

hülse 7 eingesetzt, die auf der dem Reflektor zugewandten Seite an einem ringförmigen Ansatz 8 anliegt. Each der anderen Seite wird die Keramikhülse in ihrer Lage durch die Heizstromzuleitungen 6 gehalten, die durch zwei nahe beieinanderliegende-Bohrungen 9 der Keramikhülse führen und auf den größeren Abstand in der Glasdurchführung auseinandergebogen sind. Im Reflektorraum 10 ist die Strahlerwendel 11 an die Heizstromzuführungen angeschweißt.

Eine Aufgabe der Keramikhülse 7 ist es, die Strahlung der Wendel 11 von der Glasdurchführung abzuschirmen und sie vor zu großer Erhitzung zu schützen. Außerdem wird der Wärmefluß in den Heizstromzuleitungen durch die Keramikhülse zum Teil auf den Reflektorblock 1 abgeleitet. Damit sind die Kitt- bzw. Lötstellen der Glasdurchführung thermisch weitgehend entlastet. Die abzuführende Wärme verteilt sich sehr gleichmäßig auf die große Masse des metallischen Reflektorblocks, wodurch krasse Temperaturgegensätze im Strahlereinsatz vermieden werden und die Beanspruchung der Kitt- und Lötstellen nur gering ist. Damit sich eine gleichmäßige symmetrische Temperaturverteilung im Strahlereinsatz einstellt, ist außerdem eine symmetrische Ausbildung und eine gute mechanische Stabilität der Strahlungsquelle zu fordern. Dies wird dadurch erreicht, daß die Strahlerwendel 11 mit ihren nach innen gebogenen Windungsenden so an die Heizstromzuführungen angeschweißt ist, daß die Achse der Wendel auch die Symmetrieachse des Strahlei*- einsatzes ist.

Werden in einem Ultrarot-Gasanalysegerät mehrere Strahlungsquellen benötigt, so können diese auch in einem gemeinsamen Reflektorblock, der für jede Strahlungsquelle einen Reflektor aufweist,

untergebracht sein, wobei die einzelnen Strahlungsquellen entsprechend der Neuerung als gasdichte Strahlereinsätze ausgebildet sein können.

Claims (5)

1. ΡΑΚί9Β2-11ΖΛΑ.612 929*29.8.64 _₅.

   Schutzaneprüche

   1, Gasdichter Strahlereinsatz für Ultrarot-Gasanalysegeräte mit einer elektrisch beheizten, im Brennpunkt eines Reflektors befindlichen Strahlerwendel, deren Strahlung durch ein gasdicht eingekittetes ultrarot-durchlässiges Fenster austritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorblock mit einer vom Scheitel des Reflektors nach außen führenden, dreistufig abgesetzten achsensymmetrischen Bohrung versehen ist, in deren äußere Stufe größten Durchmessers eine zweipolige Glasdurehführung^mit den Heizstromzuleitungen eingekittet oder eingelötet ist, während,.in die innere Stufe kleinsten Durchmessers

   (V

   eine Keramikhülse mit zwei nahe beieinanderliegenden Bohrungen für die Durchführung der Heizstromzuleitungen eingesetzt ist.
2. 2. Gasdichter Strahlereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

   (?)
   zeichnet, daß die Keramikhülse"auf der dem Reflektor zügewandten Seite an einem ringförmigen Ansatz^üer inneren Bohrung anliegt.
3. 3. Gasdichter Strahlereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Heizstromzuleitungen von dem geringeren Abstand in den Bohrungen in der

   (fj
   Keramikhülse auf den größeren Abstand in der Glasdurchfüh-

   (T)
   rung "zunimmt.
4. 4. Gasdichter Strahlereinsatz für TJltrarot-Gasanalysegeräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikhülse aus besonders gut wärmeleitendem Material besteht.
5. 5. Gasdichter Strahlereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekenndaß die Enden der beiden äußersten Windungen der Strahlerwendel nach innen gebogen und mit den Heizstromzuleitungen so -verschweißt sind, daß die Achse der Strahlerwendel die Symmetrieachse des Strahlereinsatzes ist«