DE19644240A1

DE19644240A1 - Method for regulating a thermal energy device operated with fuel gas changing composition and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE19644240A1
Application number: DE19644240A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kuperjans; Walter Bornscheuer
Original assignee: FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1996-10-24
Publication date: 1998-04-30
Also published as: EP0838636A3; EP0838636A2

Description

Für den Betrieb von Wärmeenergieeinrichtungen, wie beispiels weise Brenner oder Gasmotoren, steht als Brenngas Erdgas zur Verfügung. Das von den Gasversorgungsunternehmen in das Verteilernetz eingespeiste Erdgas steht in einer vorge gebenen Qualität zur Verfügung, die mit Hilfe des Wobbeindex quantifiziert wird. Durch die Einhaltung eines Bereiches des Wobbeindex ist sichergestellt, daß bei Brenngasen unter schiedlicher Zusammensetzung, beispielsweise von einem Brenner einer Heizeinrichtung, gleichbleibende Energie geliefert wird. Aufgrund der vorgegebenen Normen ist jedoch der zulässige Wobbeindex-Bereich sehr weit, so daß auch die Einspeisung von Gasen mit einem extrem weiten Bereich unterschiedlicher Zusammensetzungen zulässig ist. Dies macht jedoch einen störungsfreien Betrieb von Wärmeenergie einrichtungen, wie Heizgeräte mit schadstoffarmen Brennern oder Gasmotoren schwierig. Bei Brennern für Heizeinrichtun gen muß ein erheblicher gerätetechnischer Aufwand betrieben werden, um ein sicheres Starten und einen störungsfreien Betrieb im gesamten zulässigen Wobbeindex-Bereich zu ermögli chen. Bei Brennern, die auf eine extrem schadstoffarme Verbrennung ausgelegt sind, ist dies oft gar nicht möglich. Gasmotoren neigen insbesondere bei hohen Anteilen von Flüssiggas und Luft in dem dem Verteilernetz entnommenen Brenngas zum Klopfen.For the operation of thermal energy devices, such as wise burners or gas engines, stands as natural gas to disposal. That from the gas supply companies in the distribution network fed natural gas is in a pre given quality, which is available with the help of the Wobbeindex is quantified. By adhering to an area The Wobbe Index ensures that fuel gases are below different composition, for example of one Burner of a heating device, constant energy is delivered. However, due to the given norms the permissible Wobbe index range is very wide, so that too the feeding of gases with an extremely wide range different compositions is permitted. This however, makes trouble-free operation of thermal energy facilities such as heaters with low-emission burners or gas engines difficult. With burners for heating devices gene must operate a considerable amount of equipment to ensure a safe start and trouble-free Operation in the entire permissible Wobbe index range possible chen. For burners that are extremely low in pollutants Combustion, this is often not possible. Gas engines tend to have a particularly high percentage of LPG and air in the one taken from the distribution network Fuel gas to knock on.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das einen störungsfreien Betrieb derartiger Wärmeenergieeinrichtungen mit Brenngasen in wechselnder Zusammensetzung, insbesondere Erdgas, gewährleistet. The invention has for its object a method to create a trouble-free operation of such Thermal energy devices with fuel gases in changing Composition, especially natural gas, guaranteed.

Diese Aufgabe wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß-in das zuzuführende Brenngas ein Energie strahl eingeleitet und in einem vorgegebenen Abstand von der Strahleinleitung der Grad der sich bei wechselnder Gaszusammensetzung ändernden Energieabsorption erfaßt wird und daß in Abhängigkeit von dem jeweils erfaßten Lichtabsorp tionswert die Reaktionsbedingungen in der Wärmeenergieeinrich tung geregelt werden. Bei dieser Verfahrensweise wird mit Vorteil ausgenutzt, daß sich Gase durch unterschiedliche spektrale Eigenschaften auszeichnen. Jede Gasart, hier insbesondere CH₄ und C₃H₈, weisen ein typisches Absorptions verhalten von Energiestrahlen bestimmter Wellenlänge, insbe sondere von Lichtstrahlen, auf. Wird nun entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren ein derartiger Energiestrahl, vorzugsweise ein Lichtstrahl, insbesondere aber ein Laser strahl, eingeleitet, dann ändert sich je nach den Anteilen der unterschiedlichen Gasarten im Brenngas die Lichtabsorp tion. Wird diese erfaßt, dann kann hieraus ein Meß- und Regelsignal abgeleitet werden, mit dessen Hilfe die Reak tionsbedingungen in der Wärmeenergieeinrichtung entsprechend angepaßt werden können. Bei einem Brenner wird dies in erster Linie durch eine Änderung des Brenngas-Luft-Verhält nisses bewirkt. Bei einem Gasmotor kann zusätzlich hierzu auch noch auf die Veränderung des Zündzeitpunktes regelnd eingegriffen werden.This object is achieved by the process according to the invention in that an energy jet is introduced into the fuel gas to be supplied and the degree of energy absorption which changes with changing gas composition is detected at a predetermined distance from the jet and that, depending on the light absorption value detected in each case, the value Reaction conditions in the heat energy device are regulated. This procedure takes advantage of the fact that gases are distinguished by different spectral properties. Each type of gas, in particular CH ₄ and C ₃ H ₈ , has a typical absorption behavior of energy rays of a certain wavelength, in particular light rays. If such an energy beam, preferably a light beam, but in particular a laser beam, is then introduced in accordance with the method according to the invention, the light absorption changes depending on the proportions of the different types of gas in the fuel gas. If this is detected, then a measurement and control signal can be derived from it, with the help of which the reaction conditions in the thermal energy device can be adapted accordingly. In the case of a burner, this is primarily caused by a change in the fuel gas-air ratio. In the case of a gas engine, the change in the ignition timing can also be intervened to regulate this.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Energieabsorption durch das Brenngas in der Weise erfaßt wird, daß sowohl die Intensität eines vom eingeleiteten Energiestrahl abgezweigten, das Brenngas praktisch nicht durchlaufenden Teilstrahls, als auch die Intensität des verbleibenden, das Brenngas über die vorge gebene Strecke durchlaufenden Teilstrahls erfaßt wird und daß bei Abweichungen im Verhältnis der erfaßten Intensitäts werte der Regeleingriff ausgelöst wird. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß sich im Betrieb ergebende Änderungen der Intensität des eingeleiteten Energiestrahls durch Ver schleiß, Bedampfen der Austrittsflächen der Strahlquelle oder dergl. über den abgezweigten Teilstrahl mit erfaßt werden, so daß sich das System praktisch selbst "normiert" und diese Änderungen der Strahlintensität bei der Erzeugung des Regelsignals eliminiert werden.In an advantageous embodiment of the invention provided that the energy absorption by the fuel gas is detected in such a way that both the intensity of a branched off from the introduced energy beam, the fuel gas practically non-continuous partial beam, as well as the Intensity of the remaining, the fuel gas above the pre given path through the partial beam is detected and that with deviations in the ratio of the detected intensity values the control intervention is triggered. By this measure it is ensured that there are changes in operation the intensity of the energy beam introduced by Ver wear, steaming of the exit surfaces of the radiation source or the like. Also captured via the branched partial beam so that the system practically "normalizes" itself and these changes in beam intensity during generation of the control signal can be eliminated.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen.The invention is also based on the object direction for performing the method according to the invention to accomplish.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit einer wenigstens einen Gasdurchtritt für Brenngas aufweisenden Meßkammer und mit einer Quelle zur Erzeugung eines Energie strahls, der die Meßkammer über eine vorgegebene Strecke durchsetzt, und mit Mitteln zur Erfassung der sich wechseln den Gaszusammensetzungen ändernden Absorption des eingelei teten Energiestroms, die mit einer Auswerte- und Regelein heit für die Wärmeenergieeinrichtung in Verbindung stehen. Eine derartige Vorrichtung kann unmittelbar in die Brenngas zuleitung zur Wärmeenergieeinrichtung eingesetzt werden oder aber auch über eine Bypaßleitung mit dem Brenngas gespeist werden.This object is achieved by a device with a having at least one gas passage for fuel gas Measuring chamber and with a source for generating energy of the measuring chamber over a given distance enforced, and with means to capture the change the absorption of the gas, which changes the gas compositions tied energy flow with an evaluation and control unit for the thermal energy device. Such a device can directly in the fuel gas supply to the thermal energy device are used or via a bypass line with the fuel gas be fed.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrich tung ist vorgesehen, daß im Bereich der Einleitung des Energiestrahls die Meßkammer Mittel zur Abteilung eines das Brenngas praktisch nicht durchsetzenden Teilstrahls angeordnet sind, denen ein zweiter Intensitätssensor zuge ordnet ist und daß dem verbleibenden, das Brenngas in der Meßkammer durchsetzenden Teilstrahls mit Abstand zur Ein leitung ein erster Intensitätssensor zugeordnet ist, wobei beide Intensitätssensoren mit der Auswerte- und Regeleinheit in Verbindung stehen. Durch diese Ausgestaltung ist gewähr leistet, daß bei dem Meßvorgang die Strahlintensität des eingeleiteten Energiestrahls immer mit erfaßt und damit in Relation gesetzt wird zu der Intensität des Teilstrahls, der das Brenngas durchlaufen hat und daher eine entsprechende Absorption erfahren hat. Damit werden Intensitätsschwankun gen, die durch die Strahlquelle selbst verursacht werden, bei der Auswertung der Intensitätswerte eliminiert.In an expedient embodiment of the device according to the invention tion is provided that in the area of the initiation of Energy beam the measuring chamber means for the division of a the sub-jet practically not penetrating the fuel gas are arranged, which a second intensity sensor supplied is classified and that the remaining one, the fuel gas in the Partial beam penetrating the measuring chamber at a distance from the on line is assigned a first intensity sensor, wherein both intensity sensors with the evaluation and control unit keep in touch. This configuration ensures ensures that the beam intensity of the initiated energy beam always detected and thus is related to the intensity of the partial beam, who has passed through the fuel gas and therefore a corresponding one Has experienced absorption. This causes fluctuations in intensity conditions caused by the radiation source itself, eliminated when evaluating the intensity values.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird als Quelle zur Erzeugung eines Energiestrahls eine Lichtquelle, insbe sondere ein Laser vorgesehen. Einfache Diodenlaser mit geringem Energieverbrauch sind hierzu geeignet.In a preferred embodiment of the invention is used as a source a light source, in particular for generating an energy beam special provided a laser. Simple diode laser with Low energy consumption are suitable for this.

Entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung sind zur Abteilung des das Brenngas nicht durchlaufenden Teilstrahls optische Mittel vorgesehen. Hierzu können halbdurchlässige Spiegel, Prismen, Lichtwellenleiter oder ähnliche lichtlei tende und/oder lichtlenkende Mittel eingesetzt werden. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die Bedingungen, unter denen der das Brenngas nicht durchlaufende Teilstrahl bis zu seinem zugehörigen Intensitätssensor geführt wird, in etwa gleich den Bedingungen sind, die der andere Strahl bis zu seinem Eintritt in die Meßkammer zu durchlaufen hat.According to an embodiment of the invention Department of the partial jet not passing through the fuel gas optical means provided. This can be semi-permeable Mirrors, prisms, optical fibers or similar light lines Tending and / or light directing agents are used. It is useful if the conditions are below to those of the partial jet not passing through the fuel gas is led to its associated intensity sensor, in are about equal to the conditions that the other ray to go through until it enters the measuring chamber Has.

In zweckmäßiger weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Trägerelement vorgesehen, mit dem die Strahlungsquelle, die Meßkammer und die Intensitätssensoren verbunden sind, das in eine Brenngaszufuhr einsetzbar ist. Hierdurch ergibt sich eine Handhabungseinheit, die als fertige Meßeinheit unmittelbar in die Zufuhrleitung einsetzbar oder mit einer Bypaßleitung zur Zufuhrleitung verbindbar ist.In a useful further embodiment of the invention a carrier element is provided with which the radiation source, the measuring chamber and the intensity sensors are connected, that can be used in a fuel gas supply. This gives a handling unit, which is a finished measuring unit Can be used directly in the supply line or with a Bypass line can be connected to the supply line.

Da sowohl im Bereich des Eintritts des Energiestrahls in die Meßkammer, als auch an den jeweiligen Intensitätssenso ren entsprechende Fenster vorgesehen sein müssen und je nach Konzeption auch die optischen Mittel zur Abteilung des Teilstrahls in der Meßkammer selbst angeordnet sind, besteht hier die Gefahr von Ablagerungen, so daß hierdurch das Meßergebnis verfälscht werden kann. Um dies zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn in einer Ausgestaltung der Erfindung je nach Konzeption der Meßkammer der Gasdurchtritt bzw. Since both in the area of the entry of the energy beam in the measuring chamber, as well as on the respective intensity sensors Ren appropriate windows must be provided and ever according to the concept, the optical means for the department of the partial beam are arranged in the measuring chamber itself, there is a risk of deposits, so that this the measurement result can be falsified. To avoid this it is useful if in one embodiment of the invention Depending on the design of the measuring chamber, the gas passage or

die Meßkammerwandungen wenigstens teilweise porös ausgebildet sind, so daß das die Meßkammer umspülende Brenngas ein- und ausströmen kann, Feststoffe jedoch zurückgehalten werden. Zur Vermeidung von Kondensationserscheinungen kann es zweck mäßig sein, wenn zumindest in den entscheidenden optischen Teilen, wie Durchtrittsfenster, optische Mittel oder dergl. eine Beheizung vorgesehen ist.the measuring chamber walls are at least partially porous are so that the fuel gas flushing around the measuring chamber and can flow out, but solids are retained. It can be useful to avoid condensation be moderate if at least in the crucial optical Parts, such as passage windows, optical means or the like. heating is provided.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on schematic drawings of Exemplary embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in Verbin dung mit einem Blockschaltbild für die zugehörige Regelung, Fig. 1 shows a first embodiment, in conjunction with a block diagram for the associated control,

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 modifizierte Aus führungsform. Fig. 2 is a modified from Fig. 1 imple mentation form.

Fig 1 zeigt in Form eines Blockschaltbildes als Wärmeenergie einrichtung 1 einen Brenner 2 einer Heizeinrichtung. Dem Brenner 2 ist zufuhrseitig ein Regelventil 3 vorgeschaltet, durch das entsprechend den Betriebsanforderungen die Brenn gaszufuhr geöffnet oder geschlossen und ggf. auch der Brenn gasmengenstrom verändert werden kann. Das Ventil 3 ist hierbei mit einer entsprechenden Regel- und Steuereinrichtung 4 verbunden, durch die entsprechend den aufgeschalteten Betriebsdaten, wie Außentemperatur, Kesseltemperatur, Vorlauf temperatur und ähnlichen Daten, das Ventil 3 angesteuert wird.Fig. 1 shows in the form of a block diagram as a thermal energy device 1, a burner 2 of a heater. The burner 2 is connected upstream of a control valve 3 through which the fuel gas supply can be opened or closed in accordance with the operating requirements and, if necessary, the fuel gas flow rate can also be changed. The valve 3 is connected to a corresponding regulating and control device 4 , through which the valve 3 is controlled in accordance with the connected operating data, such as outside temperature, boiler temperature, flow temperature and similar data.

Über das Ventil 3 kann nicht nur die über die Zuleitung 5 zuströmende Brenngasmenge sondern auch die über eine Luft leitung 6 zuströmende Primärluftmenge geregelt werden.Via the valve 3 , not only the amount of fuel gas flowing in via the supply line 5 but also the amount of primary air flowing in via an air line 6 can be regulated.

Um nun eine möglichst gleichbleibende Energieumsetzung im Brenner 2 zu bewirken, was aufgrund der sich ändernden Zusammensetzungen des zugeführten Brenngases, insbesondere des einem Versorgungsnetz entnommenen Erdgases, nicht gewähr leistet ist, wird im Bereich der Zuleitung 5 die jeweilige Zusammensetzung des Brenngases erfaßt und die hieraus ge wonnenen Werte der Auswerte- und Regeleinrichtung 4 eben falls aufgeschaltet. Dies geschieht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Vorrichtung 7, die im wesentlichen aus einer in etwa rohrförmigen Meßkammer 8 besteht, die poröse Wandungen aufweist. An der einen Stirnseite der Meßkammer 8 ist eine Quelle 9 zur Erzeugung eines Energiestrahles, beispielsweise ein Diodenlaser, angeordnet, der an eine Stromversorgung 10 angeschlossen ist. Am anderen Ende der Meßkammer 8 ist ein Intensitäts sensor 11 angeordnet, beispielsweise eine Photodiode, deren Meßausgang 12 auf die Auswerte- und Regeleinrichtung 4 aufgeschaltet ist. Diese Vorrichtung ist nun in die Zufuhr leitung selbst oder in eine Bypaßleitung der Zufuhrleitung eingebaut, so daß das in der betreffenden Leitung strömende Gas durch die porösen Wandungen der Meßkammer 8 diese durch strömen kann.In order to achieve the most constant possible energy conversion in the burner 2 , which is not guaranteed due to the changing compositions of the supplied fuel gas, in particular the natural gas withdrawn from a supply network, the respective composition of the fuel gas is detected in the area of the feed line 5 and the resulting ge won values of the evaluation and control device 4 if applied. In the exemplary embodiment shown, this is done with the aid of a device 7 which essentially consists of an approximately tubular measuring chamber 8 which has porous walls. A source 9 for generating an energy beam, for example a diode laser, is arranged on one end of the measuring chamber 8 and is connected to a power supply 10 . At the other end of the measuring chamber 8 , an intensity sensor 11 is arranged, for example a photodiode, the measuring output 12 of which is connected to the evaluation and control device 4 . This device is now installed in the supply line itself or in a bypass line of the supply line, so that the gas flowing in the line in question can flow through the porous walls of the measuring chamber 8 .

Im Betrieb trifft der vom Diodenlaser 9 ausgehende Laser strahl 13 auf die Photodiode 11, durch die die empfangende Strahlungsintensität erfaßt und als Meßwert zur Verfügung steht
Der Laserstrahl 13 muß nun auf seinem Wege vom Diodenlaser 9 zur Photodiode 11 das die Meßkammer 8 durchströmende Brenngas durchqueren, wobei ein Teil der Lichtenergie durch Absorption vom Gas aufgenommen wird und dementsprechend der Laserstrahl mit verminderter Intensität auf die Photo diode 11 auftrifft. Aufgrund der wechselnden Zusammensetzung des Brenngases ändert sich die von der Photodiode 11 erfaßte Lichtintensität, so daß das von der Photodiode 11 ausgehende wechselnde Signal in der Auswerte- und Regeleinrichtung 4 entsprechend verarbeitet werden kann. In operation, the laser beam 13 emanating from the diode laser 9 hits the photodiode 11 , through which the received radiation intensity is detected and is available as a measured value
The laser beam 13 must now cross the fuel gas flowing through the measuring chamber 8 on its way from the diode laser 9 to the photodiode 11 , part of the light energy being absorbed by the gas and accordingly the laser beam striking the photo diode 11 with reduced intensity. Due to the changing composition of the fuel gas, the light intensity detected by the photodiode 11 changes, so that the changing signal emanating from the photodiode 11 can be processed accordingly in the evaluation and control device 4 .

Da die Wellenlänge des Laserlichtes bekannt ist und darüber hinaus die Grundzusammensetzung des Brenngases und damit auch die unterschiedlichen Absorptionswerte der einzelnen Gaskomponente bekannt sind, kann nun aus den entsprechenden Änderungen des von der Photodiode 11 ausgehenden Signals unmittelbar ein Regelsignal abgeleitet werden, das zusammen mit den anderen Meß- und Regelwerten in der Auswerte- und Regeleinrichtung 4 verarbeitet werden kann, so daß konstante Reaktionsbedingungen am Brenner 2 vorgegeben werden können.Since the wavelength of the laser light is known and the basic composition of the fuel gas and thus also the different absorption values of the individual gas components are known, a control signal can be derived directly from the corresponding changes in the signal emitted by the photodiode 11 , which together with the others Measured and control values can be processed in the evaluation and control device 4 , so that constant reaction conditions on the burner 2 can be specified.

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Fig. 1 dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß entsprechend auf die voraufgegangene Be schreibung verwiesen werden kann. FIG. 2 shows a modified embodiment of FIG. 1. The same components are provided with the same reference numerals, so that reference can be made to the previous description accordingly.

Die Ausführungsform gem. Fig. 2 weist wiederum eine im wesentlichen rohrförmig ausgebildete Meßkammer 8 mit porösen Wandungen auf, der an einem Ende ein Diodenlaser 9 und am anderen Ende eine Photodiode 11 zugeordnet ist, deren Signalleitung 12 wiederum auf die Auswerte- und Regeleinrich tung 4 zur Steuerung und Regelung der Gaszufuhr zu einer Wärmeenergieeinrichtung, hier beispielsweise einem Gasmotor 14, aufgeschaltet ist.The embodiment acc. Fig. 2 in turn has a substantially tubular measuring chamber 8 with porous walls, which is assigned a diode laser 9 at one end and a photodiode 11 at the other end, the signal line 12 in turn to the evaluation and regulation device 4 for control and regulation the gas supply to a thermal energy device, here for example a gas engine 14 , is switched on.

Da nun nicht sichergestellt werden kann, daß während der gesamten Betriebsdauer die vom Diodenlaser 9 ausgehende Intensität des Laserstrahls 13 konstant bleibt, wird bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel über ein optisches Mittel 15, beispielsweise einen halbdurchlässigen Spiegel, ein Teilstrahl 13.2 abgeteilt, der praktisch das in der Meßkammer 8 enthaltene Brenngas nicht durchsetzt und dessen Strahlungsintensität von einer zweiten, als Intensitätssensor dienenden Photodiode 16 erfaßt wird. Der das Brenngas in der Meßkammer 8 durchsetzende andere Teilstrahl 13.1 trifft, wie beim Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 auf die Photodiode 11 auf, die die aufgrund der Absorptionsverhältnisse abgeschwächte Lichtintensität des Teilstrahls 13.1 erfaßt. Since it cannot now be ensured that the intensity of the laser beam 13 emanating from the diode laser 9 remains constant during the entire operating time, in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 a partial beam 13.2 is divided by an optical means 15 , for example a semi-transparent mirror, which practically does not penetrate the fuel gas contained in the measuring chamber 8 and its radiation intensity is detected by a second photodiode 16 serving as an intensity sensor. The other partial jet 13.1 passing through the fuel gas in the measuring chamber 8 strikes, as in the exemplary embodiment according to FIG. Fig. 1 on the photodiode 11 , which detects the attenuated light intensity of the partial beam 13.1 due to the absorption conditions.

Mit der anderen Photodiode 16 wird demgegenüber praktisch die ungeschwächte Ausgangsintensität des Laserstrahls 13 erfaßt und über die Signalleitung 17 ebenfalls auf die Auswerte- und Regeleinrichtung 4 aufgeschaltet. Damit ist es möglich, von dem Diodenlaser 9 selbst verursachte Inten sitätsschwankungen des Laserstrahls 13 zu erfassen und bei der Auswertung zur Erzeugung eines Regelsignals zu berücksichtigen. Dieser von der zweiten Photodiode 16 er faßte Intensitätswert I_o kann nun mit dem von der ersten Photodiode 11 erfaßten abgeschwächten Intensitätswert I₁ in Relation gesetzt werden, und bei der Bildung des Stell signals zur Betätigung des Ventils 3 berücksichtigt werden.The other photodiode 16 , on the other hand, practically detects the unattenuated output intensity of the laser beam 13 and also connects it to the evaluation and control device 4 via the signal line 17 . This makes it possible to detect intensity fluctuations of the laser beam 13 itself caused by the diode laser 9 and to take them into account in the evaluation for generating a control signal. This detected by the second photodiode 16 intensity value I _o can now be related to the attenuated intensity value I ₁ detected by the first photodiode 11 , and taken into account in the formation of the actuating signal for actuating the valve 3 .

Sofern der mit der Länge der Meßkammer zur Verfügung stehen de Abstand zwischen Diodenlaser 9 und Photodiode 11 als "Laufstrecke" für den Laserstrahl 13 durch das Brenngas nicht ausreicht, kann nun durch den Einsatz entsprechender optischer Mittel, beispielsweise in Form von Spiegeln oder Prismen, der Laserstrahl innerhalb der Meßkammer mehrfach umgelenkt und die "Laufstrecke" entsprechend verlängert werden, um so den Absorptionsgrad zu erhöhen und ggf. höhere Signaldifferenzen zu erzeugen.If the distance between the diode laser 9 and the photodiode 11 is not sufficient as the "running distance" for the laser beam 13 through the fuel gas, the distance between the diode laser 9 and 9 can now be achieved by using appropriate optical means, for example in the form of mirrors or prisms The laser beam is deflected several times within the measuring chamber and the "running distance" is lengthened accordingly, in order to increase the degree of absorption and possibly generate higher signal differences.

Wie aus der Darstellung der beiden Ausführungsbeispiele ersichtlich, sind jeweils die Quelle 9 einerseits und der Intensitätssensor 11, 16 andererseits gegenüber der Meß kammer 8 durch ein Fenster 18 abgeschlossen, das aus ei nem für die jeweilige Energieform durchlässigen Material besteht. Bei der Verwendung eines Lasers ist ein licht durchlässiges Material zu verwenden, das einen möglichst geringen Verlust an Lichtenergie bewirkt.As can be seen from the illustration of the two exemplary embodiments, the source 9, on the one hand, and the intensity sensor 11 , 16, on the other hand, are closed off from the measuring chamber 8 by a window 18 , which consists of a material permeable to the respective form of energy. When using a laser, a translucent material must be used that causes as little loss of light energy as possible.

Claims

1. A method for controlling a composition with fuel gas changing, in particular natural gas operated heat energy device, characterized in that an energy jet is introduced into the fuel gas to be supplied and the degree of change in the gas absorption with changing gas composition the energy absorption is detected and that depending on the light absorption value detected in each case, the reaction conditions of the thermal energy device are regulated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the energy absorption by the fuel gas is detected in the manner is that both the intensity of one initiated by Branched energy beam, the fuel gas practically not continuous partial beam, as well as the intensity of the remaining, the fuel gas over the specified distance continuous partial beam is detected and that in the event of deviation conditions in the ratio of the detected intensity values of the rule intervention is triggered.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a beam of light, in particular a Laser beam is used.

4. Device for controlling a composition changing with fuel gas, in particular natural gas-operated heat energy device, according to the method of claims 1 to 3, with at least one gas passage for the fuel gas measuring chamber ( 8 ) and with a source ( 9 ) for generating an energy beam ( 13 ) which passes through the measuring chamber ( 8 ) over a predetermined distance, and with means ( 11 , 16 ) for detecting the changes in the absorption of the introduced energy beam ( 13 ) which changes with changing gas compositions, which with an evaluation and control unit ( 4 ) for the thermal energy device ( 2 , 14 ) are connected.

5. The device according to claim 4, characterized in that in the region of the introduction of the energy beam ( 13 ), the measuring chamber ( 8 ) means ( 15 ) for the division of a partial beam practically not penetrating the fuel gas ( 13.2 ) are angeord net, which a second intensity sensor ( 16) zugeord net, and that the remaining, passing through the fuel gas in the measuring chamber (8) partial beam is associated with a distance from the initiation of the first intensity sensor (11) (13.1), both intensity sensors (11, 16) te- with the Auswer and control unit ( 4 ) are connected.

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that a light source, in particular a laser, is provided as the source ( 9 ) for generating an energy beam.

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that optical means ( 15 ) are provided for the division of a partial beam ( 13.2 ).

8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that a carrier element is provided with which the radiation source ( 9 ), the measuring chamber ( 8 ) and the intensity sensors ( 11 , 16 ) are connected, which in a fuel gas supply ( 5th ) can be used.

9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the gas passage of the measuring chamber ( 8 ) is porous.

10. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the measuring chamber walls are at least partially porous, so that the fuel gas flowing around the measuring chamber ( 8 ) can flow in and out.