DE19604167A1 - Sensoreinrichtung - Google Patents
SensoreinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches
konzipierten, zur Erfassung der Gaskonzentration in einem komplexen Gasgemisch
vorgesehenen Sensoreinrichtung aus.
Derartige Einrichtungen sind insbesondere dafür vorgesehen, die Gaskonzentrationen
in der Umgebungsluft von gefährlichen, toxischen oder explosiven Gasen zu erfassen.
Durch die EP 0 421 304 A1 ist eine Strahlungsdetektoranordnung, für eine
Sensoreinrichtung zur Detektion von Gasen, bekannt geworden, in der mehrere
Detektorelemente und Interferenzfilter zu einer Einheit zusammengefaßt worden sind.
Bei einer solchen Ausführungsform besteht allerdings das Problem, daß die Anzahl der
möglichen Detektor/Filter-Kombinationen stark limitiert sind (max. 4 Wellenlängen,
wovon eine Wellenlänge für die Referenzbildung benötigt wird). Weiterhin ist bei einer
solchen Vorgehensweise der optische Weg zwischen der Strahlungsquelle und den
einzelnen Detektorelementen gleich. Für unterschiedliche Gaskomponenten und
Gaskonzentrationsbereiche ist aber eine Anpassung an die optische Weglänge unbedingt
erforderlich, da die Intensität der elektromagnetischen Strahlung, infolge der Lambert-Beerschen
Gesetze, nichtlinear (exponentiell) mit der Gaskonzentration abnimmt.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Sensoreinrichtung, der eingangs erwähnten Art, derart weiterzubilden, daß eine
optimale und flexible Anpassung der Sensoreinrichtung an die jeweilige Meßaufgabe
möglich wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einzelne Strahlungsdetektoren realisiert, die
in unterschiedlichen Spektralbereichen empfindlich und die an unterschiedlichen
geometrischen Orten rotationssymmetrisch um die Strahlungsquelle angeordnet sind.
Hierdurch wird erreicht, daß der Abstand der einzelnen Strahlungsdetektoren entweder
konstant ist und für eine Vielzahl von Meßkomponenten der gleiche optischen Weg
vorliegt, oder bei Komponenten, die einen geringen Absorptionskoeffizienten besitzen
und sich auf einem größeren Kreissegment befinden, zu einer Intensitätsänderung
führen, die in der gleichen Größenordnung sind, wie bei den anderen Komponenten.
Dieses führt u.a. zu einer einfacheren Signalauswertung der Meßergebnisse, da die
Signalpegel etwa auf gleichem Niveau sind. Ein weiterer Vorteil dieser
Sensoreinrichtung ist die Möglichkeit, zwischen der Strahlungsquelle einen Lichtleiter
zu installieren, der die Strahlung von der Strahlungsquelle zum jeweiligen Detektor
möglichst verlustarm überträgt. Als Lichtleiter läßt sich z. B. ein Hohlleiter einsetzen,
in dem die Strahlung durch Zick-Zack-Reflexion an den Innenwänden verlustarm
übertragen wird. Im einfachsten Fall besteht dieser Hohleiter aus einer polierten
Bohrung in einem Aluminium-Körper, der gleichzeitig als mechanisches
Sensorgehäuse fungiert.
Claims (10)
1. Sensoreinrichtung zur Erfassung von Gaskonzentrationen durch selektive Absorption
von elektromagnetischer Strahlung im infraroten Spektralbereich, mit mindestens einer
Strahlungsquelle und mindestens 2 Strahlungsdetektoren, dadurch gekennzeichnet, daß
die einzelnen Strahlungsdetektoren (3, 4, 6, 7, . . . ) auf dem Kreisumfang (1) in einem
Winkel α um die Strahlungsquelle (5) angeordnet sind.
2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der
Strahlungsquelle und den einzelnen Detektoren jeweils ein Lichtleiter (Hohlleiter) (12)
angeordnet ist.
3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen
Detektoren auf unterschiedliche Kreisumfänge (10) angeordnet sind.
4. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein
Detektor in einem Spektralbereich ohne selektive Gasabsorption empfindlich ist.
5. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem
jeweiligen Detektor (3, 4, 6, 7, 11, . . . ) ein Interferenzfilter zur Einengung der spektralen
Empfindlichkeit vorgesehen ist.
6. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlungsquelle ein breitbandiges Spektrum aussendet, das dem Planck′schen
Strahlungsgesetz entspricht.
7. Sensoreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter aus
einem innenpolierten Aluminiumröhrchen besteht.
8. Sensoreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter aus
einer innenpolierten Bohrung in einem Aluminiumkörper besteht.
9. Sensoreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zentralwellenlängen der einzelnen Interferenzfilter mit den Absorptionsbanden der zu
erfassenden Gase übereinstimmen.
10. Sensoreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strahlungsquelle durch einen infrarotdurchlässigen Glaskolben gegenüber dem zu
analysierenden Gasgemisch geschützt ist.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19604167A DE19604167A1 (de) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | Sensoreinrichtung |
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| DE19604167A DE19604167A1 (de) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | Sensoreinrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE19604167A1 true DE19604167A1 (de) | 1997-08-07 |
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Family Applications (1)
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| DE19604167A Ceased DE19604167A1 (de) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | Sensoreinrichtung |
Country Status (1)
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1996
- 1996-02-06 DE DE19604167A patent/DE19604167A1/de not_active Ceased
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