DE19605054C2 - Multi-channel gas analyzer for the determination of gas components of a gas in compact form - Google Patents
Multi-channel gas analyzer for the determination of gas components of a gas in compact formInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Mehrkanalgasanalysator gemäß dem Oberbegriff des einzigen Patentanspruchs, wie aus US 5 065 025 bekannt.The invention relates to a multi-channel gas analyzer according to the preamble of the only one Claim as known from US 5 065 025.
Für die Erfassung der Konzentration vieler heteroatomiger Gase ist die Infrarot-Absorption (IR-Absorption) die geeignetste Methode. So absorbieren sowohl anorganische Gase wie organische Substanzen im infraroten Bereich in jeweils typischen Wellenlängenbereichen (1...20 µm).Infrared absorption is used to determine the concentration of many heteroatomic gases (IR absorption) the most suitable method. So absorb both inorganic gases like organic substances in the infrared range in each case in typical wavelength ranges (1 ... 20 µm).
Ein besonderes Problem ist die gleichzeitige Erfassung mehrerer Gase. Die früher ausschließlich benutzte Detektionsmethode mittels Membrankondensator erlaubt prinzipiell nur ein Gas zu erfassen, da an der Vorder- und der Rückseite der Membrane jeweils das Meßgas und das Vergleichsgas anstehen müssen.A particular problem is the simultaneous detection of several gases. The earlier only used detection method using a membrane capacitor allowed In principle, only one gas can be detected, since it is on the front and rear of the membrane the measuring gas and the reference gas must be present.
Neuere Detektionsmethoden, wie die Halbleiter- und die pyroelektrische Technik, bieten neue Möglichkeiten für die Erfassung mehrerer Gase in einem Meßsystem. Es gibt marktgängige Geräte, die einen Meßfühler und eine Vielzahl optischer Filter benutzen um die zu erfassenden Wellenlängenbereiche (Banden) optisch zu erzeugen. Die Filterscheiben sitzen meist in einem Chopperrad, das sich mit konstanter Geschwindigkeit vor dem Detektor dreht. Die Filter werden nach den Wellenlängenbereichen ausgewählt, die für die zu untersuchenden Gase typisch sind, und danach in das Chopperrad eingebaut. Entsprechend der vorliegenden Gaskonzentration findet eine Absorption statt. Einer der Filter besitzt einen Wellenlängenbereich, der von denen der zu erfassenden Gase abweicht (Referenzbande) und deshalb auch nicht absorbiert. Verschmutzt bei dieser Einstrahlmethode die Küvette oder altert der Strahler, werden die optischen Bedingungen für das Meßgas wie für das Vergleichsgas gleichermaßen geändert. Durch eine Differenz- oder Quotientenbildung der Signale des Meßgases und des Vergleichsgases können diese Fehler weitestgehend ausgeschlossen werden.Newer detection methods, such as semiconductor and pyroelectric technology, offer new possibilities for the detection of several gases in one measuring system. There are commercially available devices that use a sensor and a variety of optical filters to generate the wavelength ranges (bands) to be recorded optically. The Filter disks usually sit in a chopper wheel that moves at a constant speed turns in front of the detector. The filters are selected according to the wavelength ranges, which are typical of the gases to be examined, and then installed in the chopper wheel. Absorption takes place in accordance with the gas concentration present. One of Filter has a wavelength range that differs from that of the gases to be detected (Reference band) and therefore not absorbed. Soiled at this The optical conditions become the single-beam method the cuvette or the radiator ages changed equally for the sample gas as for the reference gas. By a difference or forming the quotient of the signals of the measuring gas and the reference gas can do this Errors are largely excluded.
Meßgeräte mit Halbleiterzellen oder pyroelektrischen Detektoren bieten bereits viele Hersteller an. Für die Mehrkomponentenanalyse sind ebenfalls Geräte auf dem Markt. Alle diese Geräte sind aber nicht tragbar, sondern entweder in großen Schränken oder in 19"- Gehäusen untergebracht.Measuring devices with semiconductor cells or pyroelectric detectors already offer many Manufacturer. Devices for multi-component analysis are also on the market. All these devices are not portable, but either in large cupboards or in 19 "- Housings housed.
In der eingangs genannten US 5 065 025 wird ein System, geeignet für die verkleinerte Multireflexionstechnik, beschrieben. Als Kernstück wird dort eine Multireflexionsküvette als Küvettenmodul mit einem Gaseinlaß (gas in) und einem Gasauslaß (gas out) beschrieben, wobei die Multireflexionsküvette parallel nebeneinanderliegende Küvetten mit die Strahlung leitenden Wänden und den Strahlengang umlenkende, unter einem Winkel von jeweils 45° zum Strahlengang angeordnete Spiegelelemente aufweist, und alle Flächen vergoldet und beschichtet sind.In the above-mentioned US 5,065,025, a system is suitable for the smaller one Multireflection technology described. The centerpiece is a multi-reflection cell as a cuvette module with a gas inlet (gas in) and a gas outlet (gas out) described, the multireflection cuvette parallel to each other cuvettes with the radiation-conducting walls and deflecting the beam path, under one Has angles of 45 ° to the beam path arranged mirror elements, and all Surfaces are gold-plated and coated.
Aus DE 36 19 301 A1, US 5 340 986 A und GB 2 263 766 A ist bekannt, die Küvette zu temperieren. Wendelförmige Strahler sind in DD 110 561 beschrieben. Ein pyroelektrischer Detektor für mehrere Wellenlängen ist aus DE 44 13 670 A1 bekannt.From DE 36 19 301 A1, US 5 340 986 A and GB 2 263 766 A it is known to close the cuvette temper. Helical radiators are described in DD 110 561. A pyroelectric Detector for several wavelengths is known from DE 44 13 670 A1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrkanalgasanalysator bereitzustellen, der einfach, klein und preisgünstig ist. Diese Aufgabe wird mit einem Mehrkanalgasanalysator mit den Merkmalen des einzigen Patentanspruchs gelöst.The invention has for its object to provide a multi-channel gas analyzer, that is simple, small and inexpensive. This task is done with a Multi-channel gas analyzer solved with the features of the single claim.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigenThe invention is described in more detail with reference to the drawings. In the drawings demonstrate
Fig. 1 eine Dreikomponentenküvette ohne Reflexion Fig. 1 shows a three-component cuvette without reflection
Fig. 2 einen getakteten Strahler Fig. 2 shows a clocked radiator
Fig. 3 einen infrarotempfindlichen Detektor Fig. 3 shows an infrared sensitive detector
Fig. 4 eine Küvette mit Isolierung Fig. 4 shows a cuvette with insulation
Fig. 5 eine temperierte Gaszuführung durch eine Umwicklung Fig. 5 is a tempered gas supply through a wrap
Fig. 6 einen schlangenförmig aufgewickelten Gasschlauch für die Vorheizung des Gases Fig. 6 is a serpentine wound gas hose for preheating the gas
Fig. 7 einzeln isolierte aneinandergereihte Küvetten Fig. 7 individually isolated cells lined up
Fig. 8 gemeinsam isolierte Küvetten Fig. 8 mutually isolated cuvettes
Fig. 9 Mehrfachreflexionsküvette mit vergoldeten Strahlengängen Fig. 9 multiple reflection cuvette with gold-plated beam paths
Fig. 10 Dreikomponentenküvette mit Einfachreflexion Fig. 10 three-component cuvette with single reflection
Fig. 11 Dreikomponentenküvette mit Vierfachreflexion Fig. 11 three-component cuvette with quadruple reflection
Fig. 12 Kompakt eingepackte Mikroküvette Fig. 12 Compactly packed micro cuvette
Fig. 13 Meßprinzip der Mehrfachgasmeßgeräte Fig. 13 principle of measurement of multiple gas meters
Der Mikroanalysator besteht grundsätzlich aus
The micro analyzer basically consists of
- - einem gasdichten elektronisch getakteten IR-Strahler- A gas-tight, electronically clocked IR emitter
- - einer Meßstrecke zwischen Strahler und Detektor, geradlinig oder gewunden (z. B. als goldverspiegelte Küvette) und- A measuring section between the emitter and detector, straight or winding (e.g. as gold mirrored cuvette) and
- - pyroelektrischen Detektoren.- pyroelectric detectors.
Die Nullpunkt- und Empfindlichkeitsdrift sind gering, da nur ein einziger breitbandiger IR- Strahl die Küvette durchläuft. Als Meßfühler dienen zwei pyroelektrische Meßzellen, die über unterschiedliche IR-Schmalbandfilter verfügen. Die Durchlässigkeit des ersten Filters wird so gewählt, daß sie im Spektralbereich des Meßgases selektiv wirkt. Das zweite Filter hat eine Durchlässigkeit, die weder dort noch in dem der Spektren eventueller Störkomponenten liegt.The zero point and sensitivity drift are low, since only a single broadband IR Beam passes through the cuvette. Two pyroelectric measuring cells serve as measuring sensors have different IR narrowband filters. The permeability of the first filter is selected so that it acts selectively in the spectral range of the measuring gas. The second filter has a permeability that is neither there nor in that of the spectra Interference components lies.
Die Küvette besteht aus vier Glasscheiben (1), die an den Kanten zusammengefügt sind. Die Innenflächen sind vakuumvergoldet und SiO2-beschichtet. Dadurch erreicht man eine fast 100%-ige Reflexion. Die Reinigung der Küvette ist durch Entfernen der beiden Endstücke mechanisch mit kleinen Tupfern oder einem Wischtuch innerhalb weniger Minuten machbar. Unabhängig davon sind sie durch leicht austauschbare Staubfilter grundsätzlich gegen Verschmutzung geschützt (Fig. 1).The cuvette consists of four glass panes ( 1 ) that are joined together at the edges. The inner surfaces are vacuum gold-plated and coated with SiO 2 . This results in an almost 100% reflection. The cuvette can be cleaned mechanically within a few minutes by removing the two end pieces with small swabs or a wipe. Regardless of this, they are always protected against contamination by easily replaceable dust filters ( Fig. 1).
Der Strahler (2) ist im TO-5-Gehäuse (9) untergebracht. Eine Pt-Drahtwendel (10) ist durch Punktschweißen auf zwei gegenüberliegenden Haltefüßen (11) der Bodenplatte befestigt. Das Edelstahlgehäuse ist vorn mit einem eingeklebten Kristallglasfenster (8), das über einen breiten IR-Bereich optisch durchlässig ist, verschlossen. Die Scheibe, etwa 0,5 mm dick, ist beidseitig optisch poliert. Verschiedene Wendelformen sind mit (12) bezeichnet (Fig. 2). The radiator ( 2 ) is housed in the TO-5 housing ( 9 ). A Pt wire coil ( 10 ) is fixed by spot welding on two opposite holding feet ( 11 ) of the base plate. The stainless steel housing is closed at the front with a glued-in crystal glass window ( 8 ) that is optically transparent over a wide IR range. The disc, about 0.5 mm thick, is optically polished on both sides. Different helix shapes are designated by ( 12 ) ( Fig. 2).
Der Detektor (3) ist eine einfache pyroelektrische Meßzelle mit einem akzeptablen Signal/Rausch-Verhältnis. Er ist auf der Stirnseite mit dem optischen Schmalbandfilter (13) passend auf das TO-5-Gehäuse geklebt. Mikrobausteine sind mit (14), die Elektronikplatine ist mit (15) bezeichnet (Fig. 3).The detector ( 3 ) is a simple pyroelectric measuring cell with an acceptable signal / noise ratio. It is glued to the front with the optical narrow-band filter ( 13 ) to match the TO-5 housing. Micro building blocks are marked with ( 14 ), the electronics board with ( 15 ) ( Fig. 3).
Die Temperierung der Küvette erfolgt über die Heizfolien (17) bei einer Solltemperatur zwischen 40 und 50°C, mit einer Genauigkeit von +/-0,1°C, d. h. deutlich oberhalb der Raumtemperatur. Die aus Glasscheiben bestehende viereckige Küvette, die allseitig mit Schaumstoff (16) wärmegedämmt ist, eignet sich vorzüglich, um auf einer oder mehreren Seiten beheizt zu werden (Fig. 4). Das Meßgas ist vor Eintritt in die Küvette vorzuwärmen, um Schwankungen des Meßsignals zu vermeiden. Eine Möglichkeit dazu ist das Umwickeln der Küvette mit den gasführenden Schläuchen oder Rohren (18) oder ihrer mäanderartigen Auflage (Fig. 5 und 6).The cuvette is tempered via the heating foils ( 17 ) at a set temperature between 40 and 50 ° C, with an accuracy of +/- 0.1 ° C, ie clearly above room temperature. The square cuvette consisting of glass panes, which is thermally insulated on all sides with foam ( 16 ), is particularly suitable for being heated on one or more sides ( FIG. 4). The sample gas must be preheated before entering the cuvette to avoid fluctuations in the measurement signal. One way to do this is to wrap the gas-carrying hoses or tubes ( 18 ) or their meandering support around the cuvette ( FIGS. 5 and 6).
Der viereckige Küvettentyp gestattet es, Einzelküvetten aneinander zu reihen. Sollen verschiedene Gase mit unterschiedlichen Absorptionsintensitäten oder ein Einzelgas in einem breiten Konzentrationsintervall in einem einzigen Gerät erfaßt werden, kann man kurze und lange Küvetten problemlos auf kleinstem Raum nebeneinander in einem Gehäuse unterbringen (Fig. 7 und 8).The square cell type allows single cells to be strung together. If different gases with different absorption intensities or a single gas in a wide concentration interval are to be recorded in a single device, short and long cuvettes can easily be accommodated next to each other in a housing in the smallest space ( FIGS. 7 and 8).
Bei Mehrwegküvetten wird die Küvettenlänge durch den Einbau verspiegelter Endstücke (4) vergrößert. Sie lenken den Strahl durch zweifache Reflexion von jeweils 45° ab. Die Länge kann so bis zum Mehrfachen der einer Einzelküvette gestreckt werden (Fig. 9, 10 und 11).In the case of reusable cuvettes, the cuvette length is increased by installing mirrored end pieces ( 4 ). They deflect the beam by double reflection of 45 ° each. The length can thus be extended to a multiple of that of a single cuvette ( FIGS. 9, 10 and 11).
Mit Hilfe einer beiderseitig mit SMD-Bauteilen oder in Hybridform bestückten Mikroplatine wird der Gleichstromanteil vom Wechselstrom getrennt und das Meßsignal verstärkt. Die Platine ist mit dem Detektor (19) direkt gekoppelt und im beheizten Mantel aus Schaumstoff (16) untergebracht (Fig. 12). The DC component is separated from the AC current and the measurement signal is amplified with the aid of a microplate equipped on both sides with SMD components or in hybrid form. The circuit board is directly coupled to the detector ( 19 ) and accommodated in the heated jacket made of foam ( 16 ) ( Fig. 12).
Alle Steuer- und Auswertefunktionen übernimmt ein Mikroprozessor. Die insgesamt zweimal verstärkten Signale aus dem Detektor werden zum A/D-Eingang des Prozessors (mindestens 8 bit-Auflösung) geführt. Hier erfolgt die Integration und die Quotienten- oder Differenzbildung aus Meß- und Vergleichssignal. Das Takten des Strahlers, das Linearisieren der Meßkurve und das Kalibrieren sowie die Meldung von Grenzwertverletzungen übernimmt auch der Prozessor (Fig. 13).A microprocessor takes over all control and evaluation functions. The signals from the detector, amplified twice in total, are routed to the A / D input of the processor (at least 8 bit resolution). The integration and the formation of quotients or differences from the measurement and comparison signal takes place here. The processor also takes care of clocking the emitter, linearizing the measurement curve and calibrating as well as reporting limit violations ( Fig. 13).
Ein LCD mit großen, gut lesbaren Ziffern zeigt die jeweilige Konzentration an, wahlweise die eines Einzelgases oder aller untersuchten Gase gemeinsam. Alle anderen Betriebsfunktionen, wie Spannung der Akkus oder der Batterien, die Temperatur der Küvette, usw. werden hier angezeigt.An LCD with large, legible digits shows the respective concentration, optionally that of a single gas or all of the gases examined together. All other Operating functions, such as voltage of the accumulators or batteries, the temperature of the Cuvette, etc. are shown here.
Die Kalibrierung des Gerätes kann mit abweichenden Gasarten oder mit den vom Hersteller gelieferten Prüfgasen definierter Konzentration vorgenommen werden. Die Prüfgase werden in kleinen Druckdosen (z. B. 100 ml-Dosen, 13 bar), deren Rücknahme und Nachfüllung der Hersteller garantiert, geliefert. Im ersten Fall muß eine Taste die Eingabe der jeweiligen Konzentration ermöglichen, im zweiten Fall kann die Kalibrierung nur mit der "grünen" Nulltaste und der "roten" Empfindlichkeitstaste vorgenommen werden. Eine Kalibrierung mit CO2 aus der Luft und die Anpassung aller Empfindlichkeiten proportional zu diesem Wert ist ebenfalls möglich.The device can be calibrated with different gas types or with the test gases supplied by the manufacturer at a defined concentration. The test gases are supplied in small pressure cans (e.g. 100 ml cans, 13 bar), the return and refill of which the manufacturer guarantees. In the first case a key must enable the respective concentration to be entered, in the second case the calibration can only be carried out with the "green" zero key and the "red" sensitivity key. A calibration with CO 2 from the air and the adjustment of all sensitivities proportional to this value is also possible.
Folgende Ergänzungen können die Anwendungsmöglichkeiten des Mikrogerätes erweitern:
The following additions can expand the application possibilities of the micro device:
- - Meßgaspumpe- Sample gas pump
- - Staubfilter- Dust filter
- - Druckregler- pressure regulator
- - Kalibriereinheit mit umschaltbaren Magnetventilen- Calibration unit with switchable solenoid valves
- - aufsteckbarer Mikrokühler mit Peltierelement für die Trocknung des Meßgases- Attachable micro cooler with Peltier element for drying the sample gas
- - Meßwertausgang 4...20 mA, galvanisch getrennt - Measured value output 4 ... 20 mA, galvanically isolated
- - serielle Schnittstelle- serial interface
- - Programm für die Parametrierung des Gerätes mit Grenzwerten, die als Warnmeldung erscheinen, sobald die markierte Konzentration erreicht ist- Program for the parameterization of the device with limit values that act as a warning appear as soon as the marked concentration is reached
- - Programm für die Steuerung der Schaltvorgänge des Gerätes, wenn das Mikrogerät selbständig aufgestellt und ohne Aufsicht betrieben werden soll- Program for the control of the switching operations of the device when the micro device set up independently and operated without supervision
- - externes Datenerfassungsmodul für die Aufnahme der Daten aus dem IR- Mikroanalysator- External data acquisition module for the acquisition of data from the IR Micro analyzer
- - Software für ein PC-Programm für die Übernahme, Aufbewahrung und Auswertung der über die Schnittstelle übernommenen Daten.- Software for a PC program for the takeover, storage and evaluation of the Data transferred via the interface.
Eine Querempfindlichkeit des Gerätes gegenüber störenden Komponenten im Meßgas
kann beseitigt werden
Cross-sensitivity of the device to disruptive components in the sample gas can be eliminated
- - mit einem Peltierkühler, wenn z. B. Wasserdampf stört. Kühlt man das Gas ab, z. B. auf 4 +/- 0,2°C, so stellt sich die Wasserdampfkonzentration auf ein normiertes Maß von ca. 430 ppm ein. Ihre Schwankungen sind somit von vornherein einkalibriert. Voraussetzung ist nur, daß das Meßgas in Wasser (praktisch) unlöslich ist.- With a Peltier cooler if e.g. B. water vapor interferes. If you cool the gas, e.g. B. on 4 +/- 0.2 ° C, the water vapor concentration is at a standardized level of about 430 ppm. Your fluctuations are therefore calibrated in from the start. The only requirement is that the sample gas is (practically) insoluble in water.
- - mit der Kompensationsmethode. Hier wird ein pyroelektrischer Detektor mit einer kleinen Küvette, die aus optisch durchlässigem Fenstermaterial (CaF2) besteht, abgedeckt. Darin befindet sich das Modellgasgemisch mit definierter Konzentration. Infolge der Absorption fehlen die störenden Linien in dem vom Detektor erfaßten Spektrum. Ein zweiter Detektor wird mit dem Meßgas ohne Zwischenküvette beaufschlagt. Der Vergleich beider Spektren läßt exakte Aussagen zur Lage der störenden Spektren zu.- with the compensation method. Here a pyroelectric detector is covered with a small cuvette, which consists of optically transparent window material (CaF 2 ). This contains the model gas mixture with a defined concentration. As a result of the absorption, the interfering lines are missing in the spectrum recorded by the detector. A second detector is charged with the sample gas without an intermediate cuvette. The comparison of both spectra allows exact statements to be made regarding the position of the interfering spectra.
- - durch getrennte Erfassung der Störkomponente und rechnerische Korrektur der Meßanalyse. Die gängigste Bauart ist z. Z. die Mehrfachküvette mit vier pyroelektrischen Zeilen. Von einem Kanal oder von zwei Kanälen wird dabei die Störgaskonzentration in verschiedenen Banden gemessen und durch Berechnung kann die Konzentration des gesuchten Gases korrigiert werden. Verwendet man 4fach- Meßzellen, so lassen sich sogar 16 Kanäle, davon 15 aktive Meßbanden erfassen. Diese Methode wird mittels der Mikrorechentechnik realisiert.- by separate detection of the interference component and arithmetical correction of the Measurement analysis. The most common type is z. Z. the multiple cuvette with four pyroelectric lines. Of a channel or of two channels, the Disturbance gas concentration measured in different bands and can be calculated the concentration of the gas sought is corrected. If you use 4-fold Measuring cells, 16 channels, including 15 active measuring bands, can be recorded. This The method is implemented using micro-computing technology.
Claims (1)
- 1. einer Multireflexionsküvette als Küvettenmodul mit einem Gaseinlaß und einem Gasauslaß, wobei die Multireflexionsküvette parallel nebeneinanderliegende Küvetten mit die Strahlung leitenden Wänden und den Strahlengang umlenkende, unter einem Winkel von jeweils 45° zum Strahlengang angeordnete, Spiegelelemente aufweist und alle Flächen vergoldet und beschichtet sind,
- 2. Mitteln zur Temperierung des Küvettenmoduls,
- 3. einer Lichtquelle zur Erzeugung der Strahlung und mit
- 4. einer Detektoranordnung,
- 1. die die Strahlung leitenden Wände aus planparallelen Glasplatten bestehen, einen rechteckigen Querschnitt bilden und durch Klebung zusammengefügt sind,
- 2. das Küvettenmodul derart ausgebildet ist, daß einzelne Küvettenmodule von außen aneinander anreihbar oder sandwichförmig aufeinander stapelbar sind, wobei der Strahlengang über weitere, entsprechend unter jeweils 45° angeordnete, Spiegelelemente in das jeweils nächstfolgende Küvettenmodul fortgesetzt ist,
- 3. die Mittel zur Temperierung des Systems auf 40 bis 50°C aus einer auf die Außenfläche der Glasplatte aufgeklebten Heizfolie bestehen, wobei ferner Schläuche oder Rohre um die Küvettenmodule geführt sind oder mäanderförmig darauf aufgebracht sind, um das Gas vor Eintritt in die Multireflexionsküvette vorzuwärmen,
- 4. die Lichtquelle aus einem Strahler besteht, der mit einem Edelgas gefüllt ist, im Innern eine Platinwendel aufweist, die auf Haltefüße aufgeschweißt ist, wobei der Strahler in einem TO-Gehäuse untergebracht ist, und auf der Vorderseite mit einem infrarotdurchlässigen Fenster verklebt ist,
- 5. die Detektoranordnung aus mit infrarotdurchlässigen Fenstern versehenen pyroelektrischen Detektoren besteht, vor denen eine Schnellwechselvorrichtung mit einem Schmalbandfilter oder mit mehreren Schmalbandfiltern angeordnet ist, die ein rasches Wechseln der Schmalbandfilter ermöglicht, wodurch die Anzahl der zu erfassenden Gaskomponenten vergrößert werden kann.
- 1. a multireflection cuvette as a cuvette module with a gas inlet and a gas outlet, the multireflection cuvette having parallel juxtaposed cuvettes with the radiation-conducting walls and deflecting mirror elements arranged at an angle of 45 ° to the beam path and all surfaces being gold-plated and coated,
- 2. means for tempering the cuvette module,
- 3. a light source for generating the radiation and with
- 4. a detector arrangement,
- 1. the radiation-conducting walls consist of plane-parallel glass plates, form a rectangular cross section and are joined together by adhesive,
- 2. the cuvette module is designed in such a way that individual cuvette modules can be lined up from the outside or stacked on top of one another in sandwich form, the beam path being continued into the next cuvette module in each case via further mirror elements, respectively arranged at 45 °,
- 3. The means for temperature control of the system to 40 to 50 ° C consist of a heating foil glued to the outer surface of the glass plate, with hoses or pipes being guided around the cuvette modules or being meanderingly applied to preheat the gas before entering the multi-reflection cuvette ,
- 4. the light source consists of a radiator which is filled with an inert gas, has a platinum coil on the inside, which is welded onto holding feet, the radiator being housed in a TO housing, and is glued to the front with an infrared-transparent window,
- 5. The detector arrangement consists of pyroelectric detectors provided with infrared-transmissive windows, in front of which a quick-change device with a narrow-band filter or with a plurality of narrow-band filters is arranged, which enables a quick change of the narrow-band filter, whereby the number of gas components to be detected can be increased.
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|---|---|---|---|---|
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| DE102022124581B3 (en) | 2022-09-23 | 2024-01-11 | Walter Knoll Ag & Co Kg | FLAP INSERT FOR A PIECE OF FURNITURE AND A PIECE OF FURNITURE WITH SUCH A FLAP INSERT |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD110561A1 (en) * | 1974-03-18 | 1974-12-20 | ||
| DE2457521A1 (en) * | 1974-05-16 | 1975-12-04 | Mess & Regelungst Veb K | Non-dispersive infrared gas analyser without mechanically moving parts - operates continuously with solid-body emitters and light-emitting diodes |
| DE3619301A1 (en) * | 1986-06-07 | 1987-12-10 | Ruhrgas Ag | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING ALDEHYDE CONCENTRATION IN EXHAUST GASES |
| DE3803108A1 (en) * | 1987-05-25 | 1988-12-08 | Junkalor Dessau | Apparatus for single- or multi-component analysis by means of the absorption of radiation |
| US5041723A (en) * | 1989-09-30 | 1991-08-20 | Horiba, Ltd. | Infrared ray detector with multiple optical filters |
| US5060508A (en) * | 1990-04-02 | 1991-10-29 | Gaztech Corporation | Gas sample chamber |
| US5065025A (en) * | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Axiom Analytical, Inc. | Gas sample analysis provided by light pipe radiation structure |
| GB2263766A (en) * | 1992-01-30 | 1993-08-04 | Vaisala Oy | Calibration method for gas concentration measurements |
| US5340986A (en) * | 1991-11-18 | 1994-08-23 | Gaztech International Corporation | Diffusion-type gas sample chamber |
| DE4320873A1 (en) * | 1993-06-23 | 1995-01-05 | Hekatron Gmbh | Circuit arrangement for an optical detector for environmental monitoring and display of an interference medium |
| DE4413670A1 (en) * | 1993-04-21 | 1995-03-02 | Palocz Andresen Michael Dr Ing | Device for infrared analyses of, in particular, gaseous substances |
| DE4441023A1 (en) * | 1993-11-20 | 1995-06-01 | Horiba Ltd | Gas analyser |
-
1996
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Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD110561A1 (en) * | 1974-03-18 | 1974-12-20 | ||
| DE2457521A1 (en) * | 1974-05-16 | 1975-12-04 | Mess & Regelungst Veb K | Non-dispersive infrared gas analyser without mechanically moving parts - operates continuously with solid-body emitters and light-emitting diodes |
| DE3619301A1 (en) * | 1986-06-07 | 1987-12-10 | Ruhrgas Ag | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING ALDEHYDE CONCENTRATION IN EXHAUST GASES |
| DE3803108A1 (en) * | 1987-05-25 | 1988-12-08 | Junkalor Dessau | Apparatus for single- or multi-component analysis by means of the absorption of radiation |
| US5041723A (en) * | 1989-09-30 | 1991-08-20 | Horiba, Ltd. | Infrared ray detector with multiple optical filters |
| US5065025A (en) * | 1990-03-02 | 1991-11-12 | Axiom Analytical, Inc. | Gas sample analysis provided by light pipe radiation structure |
| US5060508A (en) * | 1990-04-02 | 1991-10-29 | Gaztech Corporation | Gas sample chamber |
| US5340986A (en) * | 1991-11-18 | 1994-08-23 | Gaztech International Corporation | Diffusion-type gas sample chamber |
| GB2263766A (en) * | 1992-01-30 | 1993-08-04 | Vaisala Oy | Calibration method for gas concentration measurements |
| DE4413670A1 (en) * | 1993-04-21 | 1995-03-02 | Palocz Andresen Michael Dr Ing | Device for infrared analyses of, in particular, gaseous substances |
| DE4320873A1 (en) * | 1993-06-23 | 1995-01-05 | Hekatron Gmbh | Circuit arrangement for an optical detector for environmental monitoring and display of an interference medium |
| DE4441023A1 (en) * | 1993-11-20 | 1995-06-01 | Horiba Ltd | Gas analyser |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Technisches Messen tm, 54, 1987, S. 439-441 * |
| Technisches Messen tm, 57, 1990, S. 419-423 * |
| Technisches Messen tm, 60, 1993, S. 111-117 * |
| Technisches Messen tm, 61, 1994, S. 221-227 * |
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