DE202016100486U1 - Device for optical in situ gas analysis - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur optischen in-situ Gasanalyse, mit – einem Gehäuse (29), – einer Messlanze (30), dessen eine erste Ende (32) an das Gehäuse (29) angeschlossen ist und die mit ihrem anderen zweiten Ende (34) in das zu messende Gas (28) hineinragt, – einem im Gehäuse (29) angeordneten Lichtsender (12), dessen Licht (14) in die Messlanze (30) geführt ist und von einem am zweiten Ende (34) angeordneten Reflektor (18) auf einen Lichtempfänger (22) reflektiert wird und der Strahlengang eine optische Messtrecke (16) innerhalb der Messlanze (30) definiert, – einem in der Messlanze (30) gehaltenen gasdurchlässigen Filter (44), in dessen Innerem sich die Messstrecke (16) befindet, – und einer Auswerteeinrichtung (24) zur Auswertung von Lichtempfangssignalen des Lichtempfängers (22), dadurch gekennzeichnet, – dass die Messlanze (30) koaxial angeordnete Innen- (46) und Außenrohre (40) aufweist und das Außenrohr (40) Öffnungen (42) für das zu messende Gas aufweist, – dass Innen- (46) und Außenrohr (40) in Rohrlängsrichtung gegeneinander verschiebbar sind, um in einem Prüfbetrieb die Öffnungen (42) zu verschließen, – wobei eine Dichtung (58) einen Ringspalt (56) zwischen Innen- (46) und Außenrohr (40) abdichtet und die Dichtung (58) durch wenigstens einen Kolbenring (58, 62) ausgebildet ist.A device for optical in situ gas analysis, comprising - a housing (29), - a measuring lance (30), whose first end (32) is connected to the housing (29) and with its other second end (34) in the to be measured gas (28) protrudes, - in the housing (29) arranged light emitter (12) whose light (14) is guided in the measuring lance (30) and from a second end (34) arranged reflector (18) on a Light receiver (22) is reflected and the beam path defines an optical measuring section (16) within the measuring lance (30), - in the measuring lance (30) held gas-permeable filter (44), in the interior of which the measuring section (16) is located, - and an evaluation device (24) for evaluating light reception signals of the light receiver (22), characterized in that - the measuring lance (30) has coaxially arranged inner (46) and outer tubes (40) and the outer tube (40) has openings (42) for has the gas to be measured, that NEN (46) and outer tube (40) in the tube longitudinal direction are mutually displaceable in order to close the openings (42) in a test operation, - wherein a seal (58) has an annular gap (56) between inner (46) and outer tube (40 ) and the seal (58) is formed by at least one piston ring (58, 62).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen in-situ Gasanalyse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for optical in-situ gas analysis according to the preamble of claim 1.

Mit derartigen Vorrichtungen werden bestimmte Gasanteile, z. B. Schwefelwasserstoff, Kohlenmonoxid, SO2, NH3, NO NO2, HCl, HF oder dergleichen, mittels optischer Transmission oder Lichtstreuung gemessen. Zumeist wird dabei die Konzentration dieser Gasanteile ermittelt. With such devices certain gas fractions, z. As hydrogen sulfide, carbon monoxide, SO2, NH3, NO NO2, HCl, HF or the like, measured by optical transmission or light scattering. In most cases, the concentration of these gas components is determined.

Anwendungsgebiete sind zum Beispiel Emissionsmessungen von Industrieanlagen, bei denen die Abgase in einem Abgaskanal auf ihren Gehalt bestimmter molekularer Verbindungen überwacht werden müssen. Häufig sind die Gasströme, denen die optoelektronische Vorrichtung ausgesetzt ist, um die gewünschten Gasanteile zu messen, durch hohe Partikelbelastungen, wie zum Beispiel Rauch, Stäube oder andere Aerosole, gekennzeichnet. Diese hohen Partikelbelastungen verursachen eine große Lichtabsorption und/oder eine hohe Lichtstreuung, die die eigentliche Messung stark behindert bis unmöglich macht. So hat beispielsweise Schwefelwasserstoff eine sehr breite Absorption wie auch ultrafeiner Staub. Es kann dann nicht mehr unterschieden werden, ob die Absorption von Schwefelwasserstoff herrührt oder von dem Staub. Areas of application include, for example, emission measurements of industrial plants, where the exhaust gases in an exhaust duct must be monitored for their content of certain molecular compounds. Frequently, the gas streams to which the optoelectronic device is exposed to measure the desired gas fractions are characterized by high particulate loads, such as smoke, dusts or other aerosols. These high particle loads cause a high light absorption and / or a high light scattering, which makes the actual measurement much hindered or impossible. For example, hydrogen sulfide has a very broad absorption as well as ultrafine dust. It can then no longer be distinguished whether the absorption is due to hydrogen sulphide or from the dust.

Zum Fernhalten derartiger Partikel, die die Messung stören, ist es bekannt (z.B. US 4,549,080 ) Filter vorzusehen, die aus einem Rohrstück aus porösem Material bestehen, in dessen Innerem sich die Messstrecke befindet. Aufgrund der porösen Struktur kann zwar das zu messende Gas in die Messstrecke gelangen, aber je nach Porengröße können Partikel, wie Rauch, Stäube oder Aerosole, abgehalten werden. To keep away such particles that interfere with the measurement, it is known (eg US 4,549,080 ) To provide filters, which consist of a piece of pipe made of porous material, in the interior of which the measuring section is located. Due to the porous structure, the gas to be measured can reach the measuring section, but depending on the pore size, particles such as smoke, dusts or aerosols can be prevented.

Nachteilig daran ist, dass solche in-situ Geräte von Zeit zu Zeit getestet, geprüft bzw. kalibriert werden müssen und zu diesem Zweck ein Prüfgas in die Messstrecke eingebracht werden muss. Dazu wird das Prüfgas in die Messstrecke eingeblasen. Die Messstrecke ist aber nicht hermetisch dicht, sondern das Prüfgas entweicht durch die Poren des Filters in den Abgaskanal. Für die Dauer der Kalibriermessungen muss daher eine ausreichende Menge an Prüfgas in die Messstrecke permanent mit ausreichendem Druck eingeblasen werden. Die für eine Kalibrierung benötigte Prüfgasmenge ist entsprechend hoch. Dieser Nachteil macht sich besonders bei langen Messstrecken mit entsprechend langem, porösem Filter bemerkbar. The disadvantage of this is that such in-situ devices must be tested from time to time, tested or calibrated and for this purpose a test gas must be introduced into the measuring section. For this, the test gas is blown into the measuring section. The test section is not hermetically sealed, but the test gas escapes through the pores of the filter in the exhaust duct. For the duration of the calibration measurements, therefore, a sufficient amount of test gas must be injected into the measuring section permanently with sufficient pressure. The test gas quantity required for a calibration is correspondingly high. This disadvantage is particularly noticeable in long measurement distances with a correspondingly long, porous filter.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung bereitzustellen, mit der der Verbrauch an Prüfgas reduziert werden kann. Based on this prior art, it is an object of the invention to provide an improved device with which the consumption of test gas can be reduced.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. This object is achieved by a device having the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur optischen in-situ Gasanalyse umfasst

  • – ein Gehäuse,
  • – eine Messlanze, dessen eine erste Ende an das Gehäuse angeschlossen ist und die mit ihrem anderen zweiten Ende in das zu messende Gas hineinragt,
  • – einen im Gehäuse angeordneten Lichtsender, dessen Licht in die Messlanze geführt ist und von einem am zweiten Ende angeordneten Reflektor auf einen Lichtempfänger reflektiert wird und der Strahlengang eine optische Messstrecke innerhalb der Messlanze definiert,
  • – ein in der Messlanze gehaltenes gasdurchlässiges Filter, in dessen Innerem sich die Messstrecke befindet,
  • – und eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung von Lichtempfangssignalen des Lichtempfängers.
The device according to the invention for optical in situ gas analysis comprises
  • A housing,
  • A measuring probe whose first end is connected to the housing and which projects with its other second end into the gas to be measured,
  • A light transmitter arranged in the housing, the light of which is guided into the measuring lance and is reflected by a reflector arranged on the second end onto a light receiver and the beam path defines an optical measuring path within the measuring lance,
  • A gas-permeable filter held in the measuring lance, inside which the measuring section is located,
  • - And an evaluation device for the evaluation of light reception signals of the light receiver.

Erfindungsgemäß weist die Messlanze ein Innen- und ein Außenrohr auf, die koaxial zueinander angeordnete sind. Das Außenrohr besitzt Öffnungen für das zu messende Gas. Innen- und Außenrohr sind in Rohrlängsrichtung gegeneinander verschiebbar, um in einem Prüfbetrieb die Öffnungen zu verschließen. Ein Ringspalt zwischen Innen- und Außenrohr ist durch eine Dichtung abgedichtet, der durch wenigstens einen Kolbenring ausgebildet ist. According to the invention, the measuring lance on an inner and an outer tube, which are arranged coaxially with each other. The outer tube has openings for the gas to be measured. Inner and outer tubes are mutually displaceable in the tube longitudinal direction to close the openings in a test operation. An annular gap between the inner and outer tubes is sealed by a seal which is formed by at least one piston ring.

Mit dem Innenrohr werden die Öffnungen zur Messtrecke hin verschlossen, so dass kein Messgas mehr in die Messstrecke gelangen kann. Dann kann die Messstrecke mit Prüfgas geflutet werden. Eine definierte Undichtigkeit, die aber klein sein kann, ist dabei sinnvoll, um das nach Verschließen der Öffnungen noch vorhandene Messgas durch das Prüfgas aus der Messstrecke zu verdrängen. Das Prüfgas kann aber nur durch die kleine definierte Undichtigkeit entweichen und nicht mehr durch den Filter. Mit einem kleinen Überdruck in der entstehenden Messkammer in Zusammenhang mit konstantem Testgasfluss wird eine Prüfgasbefüllung der Messstrecke erreicht. Damit wird der Prüfgasverbrauch berechenbar und kann erheblich minimiert werden und ist auch weitestgehend unabhängig von der Länge der aktiven Messstrecke. Die Messstrecke wird darüber hinaus gleichmäßig mit Prüfgas befüllt. Der Prüfgasverbrauch ist konstant und vorhersagbar. With the inner tube, the openings are closed to the measuring section, so that no sample gas can get into the measuring section. Then the measuring section can be flooded with test gas. A defined leak, which can be small, makes sense in this case to displace the measurement gas still present after closing the openings through the test gas from the measurement section. The test gas can escape only through the small defined leak and not through the filter. With a small overpressure in the resulting measuring chamber in connection with a constant test gas flow, a test gas filling of the measuring section is achieved. Thus, the test gas consumption is calculable and can be significantly minimized and is also largely independent of the length of the active measuring section. The measuring section is also filled evenly with test gas. The test gas consumption is constant and predictable.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit den Kolbenringen ist eine verhältnismäßig einfache Konstruktion von Außen- und Innenrohr, was Kostenersparnis mit sich bringt, denn es können für Außen- und Innenrohr. Standardrohre und Standardkolbenringe verwendet werden. Kolbenringe sind federnd ausgebildet und können sich dem Innenrohrdurchmesser anpassen, wodurch auch Temperaturschwankungen unproblematisch sind. The inventive design with the piston rings is a relatively simple construction of the outer and inner tube, which brings cost savings, because it can for outer and inner tube. Standard pipes and Standard piston rings are used. Piston rings are resilient and can adapt to the inner tube diameter, whereby temperature fluctuations are unproblematic.

Kolbenringe sind Standardverschleißteile und entsprechend kostengünstig erhältlich, handelsüblich und regional, länderunabhängig beschaffbar, was zu einer hohen Wartungs- und Reparaturfreundlichkeit beiträgt. Standardverschleißteile, wie Kolbenringe, lassen sich auch in Eigenleistung einfach austauschen. Piston rings are standard wear parts and correspondingly inexpensive available, commercially available and regional, country-independent procurement, which contributes to a high maintenance and repair friendliness. Standard wear parts, such as piston rings, can also be easily exchanged on their own.

Durch die Kolbenringe werden Innen- und Außenrohr definiert gegeneinander abgedichtet und bewirken gleichzeitig eine Zentrierung des Innenrohrs. By the piston rings inner and outer tube are defined sealed against each other and at the same time cause a centering of the inner tube.

Ein weiterer Vorteil der Kolbenringe ist ein sicherer Betrieb auch unter harschen Bedingungen wie Salzbildung in der Messlanze bei An- und Abfahrvorgängen der Anlage. Grad und Art der Verschmutzung sind u.a. von der Zusammensetzung des Messgases, der Anlagenfahrweise, den Temperaturschwankungen im Messgas abhängig. Zum Beispiel können Salze, die in der Gasphase durch das Filter gelangen, bei Messgastemperaturabfall an den Innenflächen der Lanze kristallisieren, da der Temperaturabfall an der Lanzeninnenfläche schneller als die Gasdiffusion durch das Filter sein kann. Derartige Verschmutzungen/Ablagerungen werden durch die Kanten der Kolbenringe beim Ein- und Ausfahren des Innenrohres einfach „abgeschabt“. Die Kolbenringe laufen nämlich an der Innenwand des Außenrohres entlang. Das eröffnet die Möglichkeit, durch periodisches Ein- und Ausfahren des Innenrohres solche Ablagerungen regelmäßig zu beseitigen. Another advantage of the piston rings is a safe operation even under harsh conditions such as salt formation in the measuring lance during startup and shutdown of the system. Degree and type of pollution are among others. on the composition of the sample gas, the plant operation, the temperature fluctuations in the sample gas dependent. For example, salts that pass through the filter in the gas phase may crystallize at the sample gas temperature drop on the inside surfaces of the lance because the temperature drop across the lance inner surface may be faster than the gas diffusion through the filter. Such soiling / deposits are simply "scraped off" by the edges of the piston rings during retraction and extension of the inner tube. The piston rings run along the inner wall of the outer tube. This opens up the possibility of regularly eliminating such deposits by periodically extending and retracting the inner tube.

Den Prüfbetrieb könnte man automatisch in definierten Zeitintervallen durchführen oder aber durch manuelle Betätigung. Das würde sich in preislich abgestuften Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung niederschlagen. The test mode could be performed automatically in defined time intervals or by manual operation. This would be reflected in price graduated variants of the device according to the invention.

In einer Ausführungsform der Erfindung besteht der Kolbenring aus Bronze oder Messing und das Außenrohr aus Stahl. Diese geeignete Materialkombination vermindert die Reibung zwischen Kolbenring und damit Innenrohr und Außenrohr. Durch Minimierung der Gleitflächen des Kolbenrings, z.B. durch geeignete Formgebung, kann die Reibung zur Erhöhung der Leichtläufigkeit weiter reduziert werden. In one embodiment of the invention, the piston ring made of bronze or brass and the outer tube made of steel. This suitable material combination reduces the friction between piston ring and thus inner tube and outer tube. By minimizing the sliding surfaces of the piston ring, e.g. by suitable shaping, the friction can be further reduced to increase the smooth running.

Das Innenrohr könnte auch aus Teflon ausgeführt werden. Da der Ausdehnungskoeffizient von Teflon kleiner als der von Stahl ist, kann das Teflonrohr auch bei Erwärmung nicht klemmen. The inner tube could also be made of Teflon. Since the expansion coefficient of Teflon is smaller than that of steel, the Teflon tube can not clamp even when heated.

Zur besseren Führung und Vermeidung eines Verklemmens sind zwei in Rohrlängsrichtung beabstandete Kolbenringe vorgesehen. To better guide and avoid jamming two spaced apart in the tube longitudinal direction piston rings are provided.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Innenrohr durch Führungselemente geführt und elektromotorisch verschiebbar. Zugehörige elektromechanischen Antriebskomponenten können am ersten Ende der Lanze verteilt angeordnet sein. Bevorzugt wird die Bewegung des Innenrohres durch zwei oder drei, äquidistant über den Umfang verteilt angeordnete Stäbe geführt. Durch die räumliche Verteilung der Führungselemente wird die Zug-/Schubkraft gleichmäßig auf den Umfang des Innenrohres verteilt. In a further development of the invention, the inner tube is guided by guide elements and electromotively displaceable. Associated electromechanical drive components may be distributed at the first end of the lance. Preferably, the movement of the inner tube is guided by two or three, equidistantly distributed over the circumference arranged rods. Due to the spatial distribution of the guide elements, the tensile / shear force is evenly distributed over the circumference of the inner tube.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Antrieb zum Verfahren des Innenrohres mit Magneten ausgebildet sein, wenn z.B. das Innenrohr fest angeordnete Magnete aufweist, die mit an den Führungselementen angeordneten, elektrisch ansteuerbaren Magneten wechselwirken. In one embodiment of the invention, a drive for moving the inner tube may be formed with magnets, e.g. the inner tube has fixedly arranged magnets which interact with arranged on the guide elements, electrically controllable magnets.

Alternativ wäre auch ein Drahtseilzugantrieb oder ein Antrieb über eine Gewindespirale in Kombination mit Schrittmotoren als Antrieb vorstellbar. Als weitere Alternative könnten auch Linearmotoren eingesetzt werden. Alternatively, a wire cable drive or a drive via a threaded spiral in combination with stepper motors as a drive would be conceivable. As a further alternative, linear motors could also be used.

Sinnvollerweise ist ein Testgasanschluss an der Messlanze oder dem Gehäuse vorgesehen, um darüber die Messstrecke mit einem Prüfgas befüllen zu können. It makes sense to provide a test gas connection on the measuring lance or the housing in order to be able to fill the measuring section with a test gas.

Eine außen am Außenrohr anliegende Heizspirale kann den Eintritt von Wasser bei Anwendungen in einem nassen Messgas verhindern. A heating coil on the outside of the outer tube can prevent the ingress of water when used in a wet sample gas.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen: In the following the invention will be explained in detail by means of embodiments with reference to the drawing. In the drawing show:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zur optischen in-situ Gasanalyse in einem Gasstrom; 1 a schematic representation of an embodiment of the device for optical in situ gas analysis in a gas stream;

2 die Vorrichtung aus 1 mit geschlossenen Öffnungen; 2 the device off 1 with closed openings;

3 die Vorrichtung aus 1 und 2 in einem Schnitt entlang der Linie I-I; 3 the device off 1 and 2 in a section along the line II;

4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform; 4 a schematic representation of an embodiment;

5 die Vorrichtung aus 4 mit geschlossenen Öffnungen. 5 the device off 4 with closed openings.

Eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung 10 zur optischen in-situ Gasanalyse eines Gasstroms 28, der in einem Abgaskanal 26 geführt ist, weist in einem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einen Lichtsender 12 auf, der einen Sendelichtstrahl 14 aussendet. Der Sendelichtstrahl 14 definiert eine Messstrecke 16 und wird nach Reflexion an einem Retroreflektor 18 und einem Teilerspiegel 20 von einem Lichtempfänger 22 empfangen. Der Lichtempfänger 22 erzeugt in Abhängigkeit des auftreffenden Lichts Empfangssignale, die in einer Auswerteeinrichtung 24 ausgewertet werden, beispielsweise um die Konzentration einer Komponente des Messgases zu bestimmen. An optoelectronic device according to the invention 10 for optical in situ gas analysis a gas stream 28 standing in an exhaust duct 26 is guided, points in an in 1 illustrated embodiment, a light emitter 12 on, which has a transmission beam 14 sending out. The transmitted light beam 14 defines a measuring section 16 and will after reflection on a retro reflector 18 and a divider mirror 20 from a light receiver 22 receive. The light receiver 22 generated in response to the incident light received signals in an evaluation 24 be evaluated, for example, to determine the concentration of a component of the sample gas.

Eine solche optoelektronische Vorrichtung 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Transmissiometer ausgebildet, so dass mit dem Lichtempfänger 22 die Intensität des die Messstrecke 16 durchstrahlenden Lichts gemessen wird. In der Regel ist der Lichtsender 12 auf eine bestimmte Wellenlänge abgestimmt, die von einem zu untersuchenden Gasanteil, beispielsweise Schwefelwasserstoff, absorbiert wird. Über das am Lichtempfänger 22 empfangene Licht kann dann eine Aussage gemacht werden, wie hoch die Konzentration des interessierenden Gasanteils in dem Gasstrom 28 ist, der in dem Abgaskanal 26 geführt ist. Such an optoelectronic device 10 is formed in this embodiment as a transmissiometer, so that with the light receiver 22 the intensity of the measuring section 16 transmitted light is measured. As a rule, the light transmitter 12 tuned to a certain wavelength, which is absorbed by a gas to be examined, for example, hydrogen sulfide. About that at the light receiver 22 received light can then be made a statement, how high the concentration of the gas fraction of interest in the gas stream 28 that is in the exhaust duct 26 is guided.

Die optoelektronische Vorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 29, mit einer Messlanze 30, dessen eine erste Ende 32 an das Gehäuse 29 angeschlossen ist und die mit ihrem anderen zweiten Ende 34 in den Abgaskanal 26 und damit in das zu messende Gas 28 hineinragt. Gehäuse 29 und Messlanze 30 sind über einen Befestigungsflansch 36 an einer Wand des Abgaskanals festgelegt. The optoelectronic device 10 includes a housing 29 , with a measuring lance 30 whose first end 32 to the housing 29 connected and that with her other second end 34 in the exhaust duct 26 and thus into the gas to be measured 28 protrudes. casing 29 and measuring lance 30 are via a mounting flange 36 fixed on a wall of the exhaust duct.

In dem Gehäuse 29 sind die optoelektronischen Einheiten, wie Lichtsender 12 Lichtempfänger 22 und Auswerteeinrichtung 24 angeordnet und in der Messlanze 30 ist das Licht durch die Messstrecke 16 geführt. An dem zweiten Ende 34 der Messlanze 30 ist der Retroreflektor 18 gehalten. In the case 29 are the optoelectronic units, such as light emitters 12 light receiver 22 and evaluation 24 arranged and in the measuring lance 30 is the light through the measuring section 16 guided. At the second end 34 the measuring lance 30 is the retro reflector 18 held.

Die Messlanze 30 weist ein Außenrohr 40 auf, dass sich über die gesamte Länge der Messlanze 30 erstreckt und an seinem einen Ende an dem Gehäuse 29 festgelegt ist und an seinem anderen Ende den Retroreflektor 18 hält. In dem Bereich des Außenrohres 40, der in den Abgaskanal 26 hineinragt, weist das Außenrohr 40 Öffnungen 42 auf, so dass Anteile des Gasstroms 28 in die Messstrecke 16 gelangen können. The measuring lance 30 has an outer tube 40 on that over the entire length of the measuring lance 30 extends and at its one end to the housing 29 is fixed at the other end and the retroreflector 18 holds. In the area of the outer tube 40 in the exhaust duct 26 protrudes, points the outer tube 40 openings 42 on, so that shares of the gas flow 28 into the measuring section 16 can reach.

Der in dem Abgaskanal 26 geführte Gasstrom 28, der lediglich durch einen Pfeil 28 angedeutet ist, kann mit Partikeln belastet sein, beispielsweise Staub, Rauch oder sonstige Aerosole, wobei die Partikel die eigentliche optische Messung auf der Messstrecke 16 stören. Um die Partikel von der Messstrecke 16 fern zu halten, ist zumindest im Bereich der Öffnungen 42 ein gasdurchlässiges Filter 44, bevorzugt aus porösem Material, vorgesehen. Das Filter 44 ist rohrförmig ausgebildet, und die Messstrecke 16 befindet sich in dessen Innerem. The one in the exhaust duct 26 guided gas flow 28 , the only by an arrow 28 is indicated, may be loaded with particles, such as dust, smoke or other aerosols, the particles the actual optical measurement on the test section 16 to disturb. To remove the particles from the measuring section 16 Keeping away is at least in the area of the openings 42 a gas-permeable filter 44 , preferably made of porous material, provided. The filter 44 is tubular, and the measuring section 16 is inside.

In dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 befindet sich das Filter 44 im Inneren des Außenrohres 40. In the embodiment according to 1 and 2 is the filter 44 inside the outer tube 40 ,

Weiter weist die Messlanze 30 ein koaxial zum Außenrohr 40 angeordnetes Innenrohr 46 auf. Das Innenrohr 46 ist in Rohrlängsrichtung gegenüber dem Außenrohr 40 verschiebbar ausgebildet. Die Verschiebung wird bewirkt durch einen Elektroantrieb 50, der über eine geeignete Mechanik 52 an dem Innenrohr 46 angreift und dieses in Rohrlängsrichtung zwischen zwei Endpositionen hin und her verschieben kann. Next points the measuring lance 30 a coaxial with the outer tube 40 arranged inner tube 46 on. The inner tube 46 is in the tube longitudinal direction relative to the outer tube 40 slidably formed. The shift is caused by an electric drive 50 who has a suitable mechanics 52 on the inner tube 46 attacks and this can move back and forth in the tube longitudinal direction between two end positions.

Die eine der Endpositionen, bei der die reguläre Messung vorgenommen werden kann (Arbeitsbetrieb) und bei der Messgas 28 in die Messstrecke 16 gelangen kann, ist in 1 dargestellt. The one of the end positions at which the regular measurement can be made (working mode) and at the measuring gas 28 into the measuring section 16 can get into is 1 shown.

In der anderen Endposition, die in 2 dargestellt ist, stößt das Innenrohr 46 an einen Anschlag 54 an. Das Messgas 28 kann dann nur noch in einen Ringspalt 56 zwischen Innen- 46 und Außenrohr 40 gelangen. Dieser Ringspalte 56 ist zum Gehäuse 29 hin mit einem Kolbenring 58 abgedichtet. Damit kann das Messgas 28 nicht in das Innere des Innerohres 46 gelangen und somit nicht in die Messstrecke 16. In the other end position, the in 2 is shown, the inner tube abuts 46 to a stop 54 at. The measuring gas 28 then only in an annular gap 56 between indoor 46 and outer tube 40 reach. This ring gap 56 is to the housing 29 out with a piston ring 58 sealed. This allows the measuring gas 28 not in the interior of the inner ear 46 arrive and thus not in the measuring section 16 ,

In dieser Endposition kann die Messstrecke 16 frei von Messgas gehalten werden und ein Prüfbetrieb kann erfolgen. Dazu ist ein Prüfgasanschluss 59 vorgesehen. Um auch tatsächlich das noch vorhandene Messgas aus der Messstrecke 16 zu verdrängen und fern zu halten, wird soviel Prüfgas eingefüllt, dass der Druck in der Messstrecke 16 leicht höher ist als in dem Abgaskanal 26. Gleichzeitig ist z.B. an dem Anschlag 54 eine definierte Undichtigkeit vorgesehen, so dass Messgas aus der Messstrecke 16 „gespült“ wird. In diesem Sinne sind damit die Öffnungen 42 durch Verschieben des Innerohrs 46 in die zweite Endposition verschlossen worden. In this end position, the measuring section 16 be kept free of sample gas and a test operation can take place. This is a test gas connection 59 intended. To actually the still existing sample gas from the measuring section 16 To displace and keep away, so much test gas is filled that the pressure in the measuring section 16 is slightly higher than in the exhaust duct 26 , At the same time, for example, at the stop 54 a defined leak is provided, so that measuring gas from the measuring section 16 "Rinsed" is. In this sense, so are the openings 42 by moving the inner ear 46 closed in the second end position.

Zur Verschiebung des Innenrohres 46 gegenüber dem Außenrohr 40 sind bevorzugt Führungselemente vorgesehen. Diese können durch den ersten Kolbenring 58 und einen zweiten in Rohrlängsrichtung beabstandeten Kolbenring 62 gebildet sein. For displacement of the inner tube 46 opposite the outer tube 40 Preferably guide elements are provided. These can be through the first piston ring 58 and a second tube ring spaced apart in the tube longitudinal direction 62 be formed.

Um die Dichtungen durch die Kolbenringe 58 und 62 nicht zu belasten, können die Führungselemente auch durch Führungsstäbe 64 gebildet sein, die beispielsweise an dem Gehäuse 29 angeordnet sind und das Innenrohr 46 halten und beim Verschieben führen. To the seals through the piston rings 58 and 62 Not to burden, the guide elements can also by guide rods 64 be formed, for example, on the housing 29 are arranged and the inner tube 46 hold and guide when moving.

Für eine gute Dichtung und gute Gleitfähigkeit ist eine Materialkombination vorteilhaft, bei der die Kolbenringe 58 und 62 aus Bronze oder Messing und das Außenrohr 40 aus Stahl bestehen. For a good seal and good lubricity, a combination of materials is advantageous in which the piston rings 58 and 62 made of bronze or brass and the outer tube 40 Made of steel.

In dem Ausführungsbeispiel nach den 4 und 5 ist das gasdurchlässige Filter 44 auf der Aussenseite des Außenrohres angebracht. Dadurch können die Kolbenringe 58 und 62 auch im Filterbereich an der Außenrohrinnenwand gleiten. Der Abstand der Kolbenringe wird zusätzlich damit besser auf das Innenrohr verteilt und ein Verkanten vermieden. In the embodiment of the 4 and 5 is the gas permeable filter 44 mounted on the outside of the outer tube. This allows the piston rings 58 and 62 also slide in the filter area on the outer tube inner wall. The distance between the piston rings is also better distributed to the inner tube and avoid tilting.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 4549080 [0004] US 4549080 [0004]

Claims (6)

Vorrichtung zur optischen in-situ Gasanalyse, mit – einem Gehäuse (29), – einer Messlanze (30), dessen eine erste Ende (32) an das Gehäuse (29) angeschlossen ist und die mit ihrem anderen zweiten Ende (34) in das zu messende Gas (28) hineinragt, – einem im Gehäuse (29) angeordneten Lichtsender (12), dessen Licht (14) in die Messlanze (30) geführt ist und von einem am zweiten Ende (34) angeordneten Reflektor (18) auf einen Lichtempfänger (22) reflektiert wird und der Strahlengang eine optische Messtrecke (16) innerhalb der Messlanze (30) definiert, – einem in der Messlanze (30) gehaltenen gasdurchlässigen Filter (44), in dessen Innerem sich die Messstrecke (16) befindet, – und einer Auswerteeinrichtung (24) zur Auswertung von Lichtempfangssignalen des Lichtempfängers (22), dadurch gekennzeichnet, – dass die Messlanze (30) koaxial angeordnete Innen- (46) und Außenrohre (40) aufweist und das Außenrohr (40) Öffnungen (42) für das zu messende Gas aufweist, – dass Innen- (46) und Außenrohr (40) in Rohrlängsrichtung gegeneinander verschiebbar sind, um in einem Prüfbetrieb die Öffnungen (42) zu verschließen, – wobei eine Dichtung (58) einen Ringspalt (56) zwischen Innen- (46) und Außenrohr (40) abdichtet und die Dichtung (58) durch wenigstens einen Kolbenring (58, 62) ausgebildet ist. Device for optical in situ gas analysis, comprising - a housing ( 29 ), - a measuring lance ( 30 ) whose first end ( 32 ) to the housing ( 29 ) and that with its other second end ( 34 ) into the gas to be measured ( 28 ), - one in the housing ( 29 ) arranged light emitter ( 12 ), whose light ( 14 ) into the measuring lance ( 30 ) and from one at the second end ( 34 ) arranged reflector ( 18 ) to a light receiver ( 22 ) is reflected and the beam path is an optical measuring path ( 16 ) within the measuring lance ( 30 ), - one in the measuring lance ( 30 ) gas permeable filter ( 44 ), inside which the measuring section ( 16 ), and an evaluation device ( 24 ) for the evaluation of light reception signals of the light receiver ( 22 ), characterized in that - the measuring lance ( 30 ) coaxially arranged inner ( 46 ) and outer tubes ( 40 ) and the outer tube ( 40 ) Openings ( 42 ) for the gas to be measured, - that internal ( 46 ) and outer tube ( 40 ) are displaceable in the tube longitudinal direction against each other to in a test operation, the openings ( 42 ), - whereby a seal ( 58 ) an annular gap ( 56 ) between indoor ( 46 ) and outer tube ( 40 ) seals and the seal ( 58 ) by at least one piston ring ( 58 . 62 ) is trained. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenring aus Bronze oder Messing besteht und das Außenrohr aus Stahl. Apparatus according to claim 1, characterized in that the piston ring made of bronze or brass and the outer tube made of steel. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Rohrlängsrichtung beabstandete Kolbenringe vorgesehen sind. Device according to one of the preceding claims, characterized in that two spaced apart in the tube longitudinal direction piston rings are provided. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr durch Führungselemente geführt ist und elektromotorisch verschiebbar ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the inner tube is guided by guide elements and is electromotively displaceable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr mittels an dem Innenrohr festgelegten Magneten und an den Führungselementen angeordneten, elektrisch ansteuerbaren Magneten verschiebbar ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the inner tube is displaceable by means of magnets fixed to the inner tube and arranged on the guide elements, electrically controllable magnets. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prüfgasanschluss vorgesehen ist, über den die Messstrecke mit einem Prüfgas befüllbar ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a test gas connection is provided, via which the measuring section can be filled with a test gas.
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US4549080A (en) 1983-06-17 1985-10-22 Infrared Industries, Inc. Double-pass flue gas analyzer

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