DE1945236C3

DE1945236C3 - Vorrichtung zur Gasanalyse

Info

Publication number: DE1945236C3
Application number: DE1945236A
Authority: DE
Inventors: Adrian Carlyle Pittsburgh Billetd-Eaux; John Phillip Murrysville Strange
Original assignee: Mine Safety Appliances Co
Current assignee: MSA Safety Inc
Priority date: 1968-10-09
Filing date: 1969-09-06
Publication date: 1975-02-20
Also published as: DE1945236B2; US3560736A; FR2020187A1; DE1945236A1; GB1276194A

Description

Gasanalyse und besteht erfindungsgemäß in der Kombination der folgenden Merkmale:

a) daß eine zwei miteinander in Verbindung stehende Detektorkainmem umfassende Detektoreinheit vorgesehen und in der Verbindung zwischen den beiden Detektorkammern ein nichtlineares elektrisches Element zum Nachweis einer durch Drudschwankungen bervor&erufenen Gasströmung angeordnet ist;

b) daß iie Verbindung zwischen den Detektorkammern durch zwei in eine das nichtlineare elektrische Element enthaltende Strömungskammer mundende düsenförmige Kanäle gebildet ist;

c) daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der ein Unterschied in der Intensität der die beiden Detektorkammern beaufschlagenden IR-Strahlung einstellbar ist.

Durch die Zusammenfassung dieser drei durch die Punkte a) bis c) beschriebenen Maßnahmen gelingt es, eine überraschende und nicht vorhersehbare Gesamtwirkung zu erreichen, indem nämlich durch die bewußte Ausnutzung der nichtlinearen Eigenschaften des abtastenden elektrischen Elementes Meßsignale überproportional wiedergebende Ausschläge erzielt werden können; bis heute war man eher bestrebt gewesen, nichtlineare Eigenschaften von solchen elektrischen Elementen, beispielsweise Thermistoren eher zu unterdrücken, um eine einwandfreie Proportionalanzeige über den gesamten Bereich zu erreichen. Durch die Anordnung düsenförmig ausgebildeter auf das nichtlineare elektrische Element gerichteter Kanäle gelangt man dann zu einer sehr intensiven Kühlung desselben, so daß sich ein Groß-Signalcharakter erreichen läßt, wodurch die nichtlinearen Eigenschaften des Elementes durch die starke Aussteuerung ihre eigentliche Ausnutzung erfahren. Schließlich erreicht man durch die Abschwächung der Intensität der die beiden Detektorkammern beaufschlagenden IR-Strahlung dann noch, daß ein wirksames Großsignalverhalten erzielt wird, wie weiter unten noch genauer erläutert wird. Man gelangt so zu einer vorteilhaften funktionellen Verschmelzung von zum Teil schon bei Infrarotgasanilysatoren bekannter Maßnahmen, wobei jedoch diese Eigenschaften und Maßnahmen in ihrer Bedeutung weder erkannt noch gezielt eingesetzt wurden.

Durch den Unterschied in der Intensität der die beiden Detektorkammern beaufschlagenden IR-Strahlung läßt sich bei Abwesenheit der interessierenden Gaskomponente die Vorrichtung so ins Ungleichgewicht bringen, daß die günstigen nichtlinearen Eigenschaften des elektrischen Elementes ausgenutzt werden; wobei im Extremfall auch ein Betrieb unter Verwendung nur eines einzigen Strahles möglich ist. Es ergibt sich auf Grund der nichtlinearen Charakteristik des Widerstandselementes bei Ungleichgewicht und Abwesenheit der zu messenden Gaskomponente dadurch, daß der Meßstrahl vor dem Eintritt in die ■ Detektoreinheit der stärkere ist, eine beträchtliche Erhöhung der Empfindlichkeit, die mit der Unausgeglichenheit am Anfang noch ansteigt. Bei vollständiger Unterdrückung des Bezugsstrahles wird die Vorrichtung zu einem Infraroteinstrahl-Gasanalysator.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden weiden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung an Hand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch einen Lofrarot-Gasaiialysator s als Zweistrahlgerät, wobei Einrichtungen zum Dämpfen einer der Strahlen dargestellt sind,

Fig.2 eine Draufsicht auf einen Zerhacker für

die ER-Strahlen bei einem Analysator nach Fig. 1,

Fig. 3 schematisch einen Intrarot-Gasanalysator

ία mit nur einem, nicht dispergierenden Einzelstrahl, d. h.

die extremste Form des unausgeglichenen Betriebs,

F i g. 4 als Diagramm den Zusammenhang zwischen der Infrarotabsorption durch eine interessierende Gaskomponente und dem Ausgangssignal der Detektoreinheit bei ausgeglichenem Betrieb und bei verschiedenen Stärkegraden des nicht ausgeglichenen Betriebs,

Fig.5 als Diagramm die Charakteristik des Fühlelements {Widerstandselements) abhängig Von der *o Gasströmung, die durch die Impulsstrahlung in Anwesenheit und in Abwesenheit einer absorbierenden Komponente in dem zu untersuchenden Gas erzeugt wird, wobei ferner die hierdurch hervorgerufene Widerstandsänderung (Ausgangssignal) beim Be- »5 trieb des Einstrahl-Analysators nach Fig. 3 dargestellt ist, der den extremen Fall des unabgeglichenen Betriebes bildet, wobei der Bezugsstrahl vollständig unterdrückt ist,

Fig. 6 ein Diagramm ähnlich demjenigen nach F i g. 5, und es zeigt den Betrieb des Analysators nach F i g. 1 gezeigt ist, bei welchem die beiden Strahlen in Abwesenheit der zu untersuchenden Komponente abgeglichen sind,

F i g. 7 ist ein Diagramm ähnlich demjenigen nach F ig. 5 und es zeigt den Betrieb des Analysators nach Fig. 1, wobei jedoch die beiden Strahlen um 50°/« bei Abwesenheit der interessierenden Komponente in der Gasprobe unausgeglichen sind (d. h., die Infrarotenergie des Probenstrahles ist doppelt so hoch wie die des Bezugsstrahles).

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung eines Infrarot-Gasanalysators umfaßt eine Strahlungsquelle für Infrarotstrahlung, die hier als zwei im wesentlichen identische, Seite an Seite angeordnete Strahlungsquellen 1 und 2 dargestellt sind; es ist jedoch offensichtlich, daß diese Strahlungsquellen zu einer einzigen zusammengefaßt werden können, deren Strahlung dann geteilt wird, um diese längs zweier paralleler Bahnen zu übertragen. Einer der Strahlen, der so hier als Meßstrahl bezeichnet wird, kommt aus der Strahlungsquelle 1 und verläuft parallel zur optischen Achse 3, die gestrichelt gezeichnet ist. Der andere Strahl, der hier als Bezugsstrahl bezeichnet wird, kommt von der Strahlungsquelle 2 und verläuft parailel zur Achse 4. Der Meßstrahl läuft von der Strahlungsquelle 1 durch einen Zerhacker, durch welchen er periodisch durch einen Schirm 5 unterbrochen wird, der durch einen Elektromotor 6 angetrieben wird. Der Strahl läuft dann durch eiae Probenkam· mer 7, die einen Gaseinlaß 8 und einen Gasauslaß S aufweist und im übrigen gegen die Atmosphäre durct für Infrarotstrahlen durchlässige Fenster 11 an jeden Ende dicht verschlossen ist. Zuletzt tritt der Meß strahl durch ein Fenster 13, das dem Fenster 11 ahn ⁶5 Hch ist, in eine Detektorkammer 12 ein.

Die Bahn des Bezugsstrahles ist parallel zu der jenigen des Meßstrahles, er läuft von der Strahlungs quelle 2 durch den Zerhackerbereich und wird durcl

5 6

den Schirm 5 unterbrochen, danach durch eine Be- torkammer 16 (die durch einen gedämpften Bezugszugskammer 14, die der Probenkammer 7 ähnlich ist, strahl oder wie in Fig.3 überhaupt nicht durchwobei die letztere jedoch ein bestimmtes Volumen strahlt wird). Dies hat zur Folge, daß das Gas in der eines Bezugsgases enthält, das vorzugsweise dieselbe Detektorkammer 12 stärker expandiert als dasjenige Zusammensetzung wie das Probengas hat, jedoch die 5 in der Detektorkammer 16, wodurch ein pulsierender besondere zu untersuchende und zu messende Korn- Gasstrom durch die Verbindungskanäle durch die ponente nicht enthält. Nach dem Verlassen der Be- Strömungskammer 22 erzeugt wird, zugskammer tritt der Bezugsstrahl in eine Detektor- Durch den pulsierenden Gasstrom, der durch die kammer 16 ein, die mit der Detektorkammer 12 Strömungskammer 22 strömt, wird ein dort angeidectisch ist. to ordnetes nichtlineares elektrisches Element 23, näm-

Die Detektorkammern 12 und 16 bilden einen Teil lieh ein Thermistor gekühlt, wobei die Kühlwirkung

einer Detektoreinheit 21. Die Detektoreinheit umfaßt in Form einer Widerstandsänderung meßbar ist. Wie

lerner eine Strömungskammer22, in der ein Ther- Fig. 1 zeigt, stellt der Thermistor23 einen Zweig

mistor 23 eingebaut ist, femer Kanäle 24 und 26, die einer elektrischen Brückenschaltung dar, die ferner

die Detektorkammern 12 und 16 entsprechend mit der _l5 feste Widerstände A₁, R₂ und R₃ in den anderen

Strömungskammer 22 verbinden, außerdem Düsen Zweigen besitzt Eine Batterie 32 versorgt die Brücke

28, die die Endteile der Kanäle 24 und 26 darstellen. mit Strom. Der gepulste Ausgang der Brücke wird

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des auf einen Wechselstromverstärker33 gegeben, dem IR-Analysators kann die Detektoreinheit mit ihren ein Gleichrichter 34 und ein Glättungsfilter 36 nach- ί Kammern und Kanälen vollständig mit einem Ge- so geschaltet sind, das einen Kondensator 37 und einen \

misch der gasförmigen zu untersuchenden Kompo- hierzu parallelgeschalteten Widerstand 38 enthält. !

nente oder einem anderen, Infrarotenergie absorbie- Das entstehende Gleichstrom-Ausgangssignal, das \

renden Gas und einem nicht absorbierenden Ver- der Wechselstromkomponente der Wtderstandsände- \

dünnungsgas gefüllt sein. rung des Thermistors proportional ist, wird Vorzugs- j

In der optischen Bahn des Bezugsstrahles ist eine %₅ weise in einer Kompensationsschaltung 39 abge- !

verstellbare Blende 31 angeordnet, um die Energie glichen, so daß der Nullpunkt des Anzeigegerätes 41 '

des Strahles zu reduzieren, ehe er die Detektorkam- in Übereinstimmung mit jeder Größe des Thermistor-

mer in der Detektoreinheit erreicht Die Blende kann signals innerhalb des Bereiches des Verstärkers in

mehr oder weniger über die Strahlöfmung geschoben Abwesenheit der interessierenden Komponente in

werden, um diese um den gewünschten Betrag abzu- 30 der Gasprobe gebracht werden kann. Die Kompen-

decken. Es kann jedoch auch die der Strahlungs- sationsschaltung kann ein Potentiometer 42 und eine

quelle 2 zugeführte elektrische Energie gedrosselt Gleichstromquelle 43 sein, die, wie F i g. 1 zeigt, an

werden, um die Strahlenergie zu reduzieren. das Anzeigegerät 41 angeschlossen ist Dieses kann

Die beiden Infrarotstrahlen nach Fig. 1 laufen an jede Polarität angeschlossen werden, so daß eine längs ihrer Bahnen durch die Probenkammer und die 35 Zunahme oder eine Abnahme der Größe des Wech-Bezugskammer und zu den beiden Detektorkammern selstromsignals des Thermistors auf der Skala des des Detektors. Beide Strahlen werden gleichzeitig und Anzeigerätes 41 in steigender Drehrichtung angeperiodisch durch den rotierenden Schirm 5 unter- zeigt wird.

brachen, so daß längs der beiden Bahnen Impulse Um darzustellen, was bei dem anfangs unabgevon Infrarotenergie mit der Frequenz des Unter- 40 glichenen Zustand geschieht, ist in Fig.4 eine brechers laufen. Wenn die die Detektoreinheit er- Gruppe analytisch abgeleiteter Kurven des Ausreichenden Impulse Energie in den Wellenlängen gangssignals über der Probenabsorption (der interesenthalten, die durch das Gas in der Detektoreinheit sierenden Komponente) aufgetragen, wobei das Verabsorbiert wird, so wird das Gas erwärmt und sucht hältnis der Energie der Strahlungsquelle des Bezugssich entsprechend den Gasgesetzen auszudehnen. 45 Strahles zu der Energie der Strahlungsquelle des Meß-Wenn beide Detektorkammern 12 und 16 dieselbe Strahles als Parameter verwendet wurde. Boi einem Energiemenge erhalten und absorbieren, so ist die Verhältnis von »Null«, was bedeutet, daß de Strah-Gasexpansion in jeder Detektorkammer dieselbe, wo- lungsquelle des Bezugsstrahles abgeschaltet ist und durch der Druck in den Kammern sowie ie den das Instrument mit einem Strahl arbeitet, wie in Kaaäiea 24 raid 26 und in der StrömuagskatnBier 22 so Fig. 3 gezeigt ist, aad weaa das entstehenc!e uaabsteigt, jedoch keine Gasströmung durch die Strö- gcgfkbene Ausgangssignal in Abwesenheit der mangsfammer vorhanden ist Dieser Zustand tritt iateressierenden Komponente in der Gasprobe auf daan ein, wenn die beiden^ Strahlen dieselbe Energie Nufl gestellt ist, ergibt sich das in Fig.4 durch die haben (bei ausgegficheneni Zustand) und weaa die oberste Kurve dargestellte Ausgangssigna!, bezogen Probenkammer 7 ein Probengas enthält, das kerne 55 auf die Probenabsorption. 1st die Strahlungsquelle ze uutersBcheode Komponente enthält und wenn des Benigsstrahles gleich derjenigen des Meßstrahles, ferner dk Bezugskamraer 14 dasselbe Gas enthält d. h., hat man ein Verhältnis von 1 (d. h., sind MeB-

Wean dagegen im unausgeglichenea Zustand die strahl und Bezugsstrahl ha Gleichgewicht), so ver- Eaerpe der beiden Strahlen ungleich ist, wobei die Haft das Ausgangssignal nach der untersten Kurve

des Probeostratries wesentlich größer ist als dw des 60 in Fig.4. Das Ausgangssignal wird also für jede

BezagsstraMes (was deren Einschieben der Blende 31 Größe der Absorption durch Ausgleichen der Strah-

in die optische Bahn des Bezugsstrahles erreichbar fet lea beträchtlich geschwächt Zwischenwerte der

oder aa Fafle eines r Ungleichgewichts, wie Uagleichheit erzegen Ausgangssignak in Abhängig-

Bi Fig.3 gezeigt, bei weichem die Strahhmgsquelte bat von der Absorption, die zwischen dem maxi-

des Bezugsstrahles and die Bezugszefle vollständig 65 malen Ungleichgewicht (Bezugsstrahl zu Probenstrahl

fehlen), entsteht eine stärkere Infrarotabsorption fai gleich Null) and vollkommenem Gleichgewicht (Be-

der Detektorkaauner 12 der Detektoreinheit die von zogsstrahl zn Probenstrahl gleich 1) liegen,

dem Prrhl durchstrahlt wird, als in der Detek- Fig. 4 wurde unter Annahme eines parabolischen

i^naitme der VerMerlichen),_t^e«?kheKun^ Linie63 angezeigt ist. Wenn jedoch der MeßstraW

(If deüi Fig. 5, 6 und 7 dargeötelltlm oberenj^nk^ u _Ab^_üon gedämpft wird, ist die dun^i den

feil dieser Figuren ist eineW^SS* ^ tat Meßstrahl in der Detektorkammer 12 induzierte Stro-

IstikSO gezeigt, die zur Ordmatt W™*£* ■£ JgJ _schwacner, was durch die Linie 64 angedeutet

Ifei !^rwendung auf das .„auf *^c^E?Sf dfc ^t^ä Die nutzbare pulsierende Strömung durch die

gehende Element 23 der.^^J^ ^₀JS „ Sömungd-miner *22 ist somit die algebraische

ilrdmate den Widerstand ^d« ^™!⁵¹⁰™^:^. Summe der entsprechenden Abszissenwerte der

3d dam geeigneten Schaltk ™&Τ*μ*0r Summe ^ P.^ ^^ _p. _h

«pannung. Auf der Abszisse «dieStroniung ^ u ^ ^ _dlti ^ _{die nutzbare} pulsierende

.sehe» den Detektorkammern 12 und 16 det UeteKtor _{durch die} Strömungskammer 22 angibt

Sheit aufgetragen. Wenn nur eine der Detektor Mo ^ ^ ^^ ^ _ta ^

lammern durchstrahlt wild. ^"!,J'f^Sk punktweise übertragung die Ausgangssignale, wobei

Svird durch die Erhöhung von temperatur und υπκ ρ Differenz-Ausgangssignal (Absorptionssignal),

e?ne Strömung aus der BWAtotome. 12 in die d»^ ^^ ^ _Maß ^ ._n . _{fi ben t be}

zweite Detektorkammer 16 erzeug,die dann^^au _Hchenen Bedingungen (F ι g. 5) kleiner .st als m

hört, wenn sich in der zwe.ten fetekjorkamme em J^^ _{nicht ausgegHchen}en Zustand etwa be,

ausreichender Druck aufgebaut hat Wenn tne^η ^^ ^ _{nuf einem StraW (}p _{g 3)}

lung abgeschaltet wird, strömt das G*.ausu«w Zwischenwert der Unausgeghchen-

e^Detektorkammer in ^Λί:/^Γκ^ΤΤ- het darlestclll. um ein Z,ischensignal zu erzeugen,

zurück, da sich das Gas in ^r e^un IC«JJ£ » _dur«_{h das Maß71} dargestellt ist. H.er hat der

_{durh d}

-^s si sfas

der anderen Richtung. Aber auch ^nn me ^ Wesenheit der interessierenden komponente in der

gewichtszeit im Vergieß ™\χ5Ζη ähriüch den Gasprobe angibt (keine Probenabsorpt.on). ,st durch

Schirmes 5 lang ist. ist die Weltojonn atag^oen ρ ^ | ^_{n e}

Wellenformen der Strahlung,» gJJ^StoSeflt. rende Komponente jedoch enthalt, wird der MdS-

_m, einem Impulsstrahl des 1 R-Analy«g« »J* dfe^S dargestellten Energie und der kleineren F i g 3 dargestellt. Im unteren l,nkcn Te dcM ι g^ α _Linic ^ ^ _Bem^_suMcs _ist durch die

Ist eine Strömung*- oder StrahlungsudlCTforniMTOi tn g _ßei ^₁. _übertragung ergibt die

rinem Nu.mr, von NuHgcjjBg djj^-J*^, ^ S_erenz ^_ηεη den Linien 76 und 73 das Aus-

^^^^ ¹⁷^ ,nausgeglichenheit der

handen. Die gestrichelte ^««*£ ^ ^ "die 4S Strahles manchmal erwünscht, um die Umgebungsform mit Absorpuon in der Probe dar^oa η bedingungen zu kompensieren, oderι η speziellen Aninteressierende Komponente ir.der Probe entnai^ ^ndungsfällen. in denen zwischen den Absorptionen " Aus Gründen der «^«iditatet^ gdem wcna g ^ ^^ _Zusammenhan_g als eine FdI eine Drcieckswellc darge^ Wenn d* W«te ^^ ^ ^.^ _nz ^₁ «^UjA

Punkt für Punkt von *' JJ^T^'i Signal- 50 den nicht abgeglichenen **neb ™d die EmptoJ-

der Strömung auf d.e Ord.nate^d. n^« ^ ^ ^ MeKnsiruinCTtes msb^ckret^erm-

acnse, «^^ίίΙΪΓκ«««, ger Absorption durch das Probengas, betrachthch

S2SSSS S

Fühlelement zum Messen der Gasströmung kann bei- fläche strömt, wird durch die Kühlwirkung des Gases,

spielsweise, wie schon erwähnt, ein Thermistor ver- der elektrische Widerstand des Thermistors erhöht,

wendet werden, der auf die Kühlwirkung seiner wobei die Änderungsgeschwindigkeit des Widerstäin-

Oberfiäche durch die Gasströmung in nichtlinearer des um so mehr steigt, je niedriger die Temperatur ist,

Weise anspricht. Ein Thermistor ist ein wärmeemp- 5 auf die der Thermistor abgekühlt wird. Wird die

findlicher elektrischer Widerstand mit einem nega- Geschwindigkeit des über die Oberfläche des Ther-

tiven Widerstands-Temperatürkoeffizienten, d. h., sein mistors strömenden Gases gesteigert, so erhält man

Widerstand nimmt mit abnehmender Temperatur zu. eine nicht proportionale Steuerung des Ausgangs-

Außerdem ändert sich die Änderungsgeschwindigkeit signals oder der Empfindlichkeit, und zwar hier danfl

des Widerstandes ümgelcehft mit der Temperatur, io nur durch die Änderung der Gasgeschwindigkeit. Mt

d. h. bei jeder Änderung der Temperatur um eine anderen Worten, wenn die Gasgeschwindigkeit ver*

Einheit, und zwar bei abnehmender Temperatur, doppelt wird, wird die Empfindlichkeit mehr als ver*

nimmt der Widerstand mit einer größeren Geschwin- doppelt.

digkeit zu. Infolge dieser Merkmale spricht der Ther- Die von den Detektorkammem zu der Strömungsmistor in nichtlinearer Weise auf die Gasströmung 15 kammer führenden Kanäle endigen in der letzteren in an, so daß er mit großem Vorteil als Fühlelement einer Düsenöffnung. Infolge dieser Düsen strömt das verwendbar ist, das auf eine Temperaturabnahme Gas mit hoher Geschwindigkeit in die Strömungsanspricht Wenn der Thermistor durch eine von kammer ein, und zwar abhängig von der wechselnden außen angelegte Spannung auf eine Temperatur über Expansion und Kontraktion des Gases in wenigstens der Umgebungstemperatur erwärmt wird und wenn ao einer der Detektorkammern, wenn diese einer Impulsein Gas mit niedriger Temperatur über seine Ober- strahlung ausgesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

Patentansprüche: nachgeschalteten Detektorkammem in eine Strö

mungskammer über Kanäle ein, die so angeordnet

L Vorrichtung zur Gasanalyse mittels einer sind, daß sie ein äußerst empfindliches mechanisches periodisch unterbrochenen Infrarotstrahlung und Fühlelement anblasen, wodurch es gelingt, mit Hilfe mit einer die nachzuweisende Gaskomponente S einer optischen Hebelwirkung eine Fotozelle zu bej enthaltenden Probenkammer, die durch die Korn- aufschlagen. Das Fühlelement benötigt eine präzise

bination der folgenden Merkmale gekennzeichnet Ausbalancierung in sämtlichen Ebenen, außerdem ist: muß es von licht konstanter Leuchtintensität ange-

a) daß eine zwei miteinander in Verbindung ^strahlt »«den, damit nicht Schwankungen in der stehende Detektorkammem (12 16) umfas- ^lo Beleucbtungsintensität der Fotozelle auftreten, die sende Detektoreinheit (21) vorgesehen und ^{auf die} Meßanordnung selbst zurückzuführen sind, in der Verbindung zwischen den beiden Trotzdem dürfte es extrem schwierig sein, einer Detektorkammem ein nichtlineares elektri- solchen Vorrichtung ihre gegenüber Vibrationen besches eement (23) zum Nachweis einer stehende Empfindlichkeit zu nehmen. Die Ausbildung durch Dradcsckwantauigen hervorgerufenen ^{i5 der m ώε} Strömungskanäle von den Detektorkam-Gasströmung angeordnet ist; ^mem eüunünc"enden Kanäle in düsenartiger Form

b) daß die Verbindung zwischen den Detektor- ^kt notwendig, um die auf Druckschwankungen zukammern(12, 16) durch zwei in eine das rückzuführenden geringen Gasströmungen voll zur nichtlineare elektrische Element (23) enthal- mechanischen Beaufschlagung und Drehung des tende Strömungskammer (22) mündende *° Fühlelementes ausnutzen zu können,
düsenförmige Kanäle (24,26) gebildet ist; ^{Aus der} britischen Patentschrift 786 516 ist ein

c) daß eine Einrichtung (31) vorgesehen ist, mit zwischen zwei Infrarotabsorptionskammera angeordder ein Unterschied in der Intensität der die ^netes thermisch empfindliches elektrisches Element beiden Detektorkammem beaufschlagenden vorgesehen, um auf Meßimpulse zurückgehende IR-Strahlung einstellbar ist. ^a5 Dnickschwankungen des Gases bei einem Infrarot-

Gasanalysator in eine Meßspannung umzuwandeln.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Bei diesem Infrarot-Gasanalysator sind jedoch die kennzeichnet, daß die eine der beiden Detektor- Abmessungen der Durchlässe zu den Detektorkamkammern über eine vorgeschaltete, die nachzu- mern extrem klein und das unter anderem auch als weisende Gaskomponente nicht enthaltende 30 Thermistor ausgebildete Element zur Feststellung Bezugszelle (14) mit der Infrarotstrahlung beauf- einer Gasströmung ist in diesem extrem kleinen schlagt ist. Durchflußkanal angeordnet. Man erreicht dadurch

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- zwar einen effektiven Fluß des Gases durch diesen durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (31) Durchlaß und damit auch über das thermisch empzur Einstellung eines Untc-schiedes in der Inten- 35 findliche Widerstandselement, kann dieses jedoch sität der die beiden Detektorkammem beauf- nur soweit kühlen, als dieser Abkühleffekt auf das schlagenden IR-Strahlung eine mechanische iu Element als Folge von Druckänderungen von dem die Bahn des Bezugsstrahls einführbare Blende Gas herrührt, das tatsächlich von einer Detektorist, kammer in die andere gelangt, da das sich in dem

4° Durchlaß befindliche Gas auf Grund seines geringen

Volumens auf die Temperatur des Widerstandselementes selbst aufheizt. Da jedoch auch das Gas in den Detektorkammem schon von der Infrarotstrah-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gas- lung während des Betriebs der Anordnung aufgeheizt analyse mittels einer periodisch unterbrochenen In- 45 und erwärmt wurde, ist die Abkühlungswirkung nur frarotstrahlung und mit einer die nachzuweisende gering.
Gaskomponente enthaltenden Probenkammer. Schließlich können der deutschen Patentschrift

Zweistrahl-Infrarotgasanalysatoren, die mit Hilfe 1082433 und der USA.-Patentschrift 2718587 noch gepulster Infrarotstrahlung arbeiten, sind beispiels- Gasanalysegeräte entnommen werden, bei denen Einweise bekannt aus der deutschen Patentschrift 50 richtungen vorgesehen sind, die sich in einen der "730 478 oder der USA.-Patentschrift 2 555 327. Bei Infrarotstrahlen zu den Detektorkammem einschieder deutschen Patentschrift sind ebenso wie bei der ben lassen; so ist beispielsweise bei der deutschen USA -Patentschrift jeweils eine Probenkammer und Patentschrift 1 082 433 zur Eichung des Gasanalyseeine Bezugskammer vorhanden, die von der Infrarot- gerätes eine kontinuierlich verstellbare Blende vorstrahlung durchstrahk werden, die ausgeht von einer 55 gesehen. Bei der USA-Patentschrift 2 718 597 sind gemeinsamen oder getrennten Strahlungsquelle und in beiden Strahlungsgängen sogenannte optische die vor Eintritt in die Proben- bzw. Bezugskammer Trimmer vorgesehen, die es erlauben, während des durch eine Blende zerhackt wird. Bei der deutschen Betriebes kontinuierlich einen vorgegebenen Arbeits-Patentschrift 730 478 treten dann die bei den zer- punkt einzuhalten, wodurch es bei Gegenwart anderer hackten Infrarotstrahlen in getrennte Detektorkam- βο Gase möglich ist, eine bestimmte selektive Empfindmern ein, die mit einer weiteren Kammer gemeinsam lichkeit zu erzielen.

verbunden sind, in welcher ein Kondensatorelement Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen

zur Abtastung entstehender Druckschwankungen gas- extrem empfindlichen Infrarot-Gasanalysator zu dicht eingebaut ist. Die mechanischen Bewegungen schaffen, bei dem auch sehr geringe Meßgasspuren des Kondensatorelementes werden zur Erzeugung 65 schon einen Ausschlag des Anzeigeinstrumentes ereines Ausgangssignals nutzbar gemacht. geben.

Bei der USA.-Patentschrift 2 555 327 münden die Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung

beiden, der Probenkammer und der Bezugskammer aus von der eingangs genannten Vorrichtung zur