DE202016102016U1 - 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, – und einer Auswerteeinrichtung (24) zur Auswertung von Lichtempfangssignalen des Lichtempfängers (22), dadurch gekennzeichnet, – dass die Messlanze (30) ein Außenrohr (40) aufweist und das Außenrohr (40) Öffnungen (42) für das zu messende Gas aufweist, – dass die Öffnungen (42) mit wenigstens einer Dichtung (60) verschließbar sind, – wobei die Dichtung (60) durch Vergrößerung ihres Volumens die Öffnungen (42) dichtend verschließt.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), - and an evaluation device (24) for evaluating light reception signals of the light receiver (22), characterized in that - the measuring lance (30) an outer tube (40) and the outer tube (40) has openings (42) for the gas to be measured, - that the openings (42) with at least one seal (60) are closable, - wherein the seal (60) by enlarging its Volume of the openings (42) dic closing closes.

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 vom 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 the hydrogen sulfide or 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, was entsprechend hohe Kosten verursacht. 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 amount of test gas required for a calibration is correspondingly high, which causes correspondingly high costs. 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,
  • – 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,
  • - And an evaluation device for the evaluation of light reception signals of the light receiver.

Erfindungsgemäß weist die Messlanze ein Außenrohr auf, wobei das Außenrohr Öffnungen für das zu messende Gas aufweist. Die Öffnungen sind für die Prüfphase mit wenigstens einer Dichtung verschließbar, wobei die Dichtung durch Vergrößerung ihres Volumens die Öffnungen dichtend verschließt. According to the invention, the measuring lance has an outer tube, wherein the outer tube has openings for the gas to be measured. The openings are closable for the test phase with at least one seal, the seal sealingly closes the openings by increasing their volume.

Mit dieser quasi „aufblasbaren“ Dichtung werden die Öffnungen zur Messtrecke hin in einfacher Weise verschlossen, so dass kein Messgas mehr in die Messstrecke gelangen kann. Dann kann die Messstrecke mit Prüfgas geflutet werden. Eine definierte Undichtigkeit über ein Ablassventil oder 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 Prüfgasfluss 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 this quasi "inflatable" seal, the openings to the measuring section are closed in a simple manner, so that no measuring gas can get into the measuring section. Then the measuring section can be flooded with test gas. A defined leak through a drain valve or a defined leak, but which may be small, makes sense to displace the measurement gas still present after closing the openings by the test gas from the measuring 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.

Solche Dichtungen sind einfach zu handhaben, bewirken keinen mechanischen Verschleiß und passen sich an unterschiedliche Geometrien in der Lanze selbständig an. Such seals are easy to handle, cause no mechanical wear and adapt to different geometries in the lance independently.

Diese Dichtungen eröffnen auch die Möglichkeit, durch periodische oder pulsierende Volumenveränderungen einen „Atmungseffekt“ zu bewirken, so dass während der normalen Messphase ein besserer Gasaustausch zwischen Messstrecke und Abgaskanal erfolgt. These seals also open up the possibility of causing a "breathing effect" by periodic or pulsating volume changes, so that during the normal measurement phase better gas exchange between the measuring section and the exhaust duct takes place.

Die Dichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung benötigen keine klassisch bewegten Teile, wodurch sich wenig Verschleiß und eine hohe Lebensdauer ergibt. Es sind nur wenige Bauteile notwendig. Die Dichtung ist konstruktiv sehr einfach und große Öffnungsflächen sind möglich, die einen besseren Gasaustausch ermöglichen. Durch die expansionsfähige Dichtung ist ein großer Toleranzausgleich möglich. The seals of the device according to the invention require no classical moving parts, resulting in little wear and a long life. There are only a few components necessary. The seal is structurally very simple and large opening areas are possible, which allow a better gas exchange. Due to the expansible seal a large tolerance compensation is possible.

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 erfolgt Volumenänderung mit pneumatischen oder hydraulischen Mitteln, beispielsweise mittels einer zugeordneten Pumpe. In one embodiment of the invention, volume change takes place with pneumatic or hydraulic means, for example by means of an associated pump.

Um in bekannter Weise Partikel, wie Rauch, Stäube oder Aerosole, während der Messung aus der Messstrecke fern zu halten ist ein gasdurchlässiges Filter vorgesehen, durch das das Messgas in die Messstrecke gelangt. Das Filter besteht beispielsweise aus einem Rohrstück aus porösem Material und ist mit geeigneter Tragkonstruktion gehalten. Im Inneren des Filters befindet sich die Messstrecke. Aufgrund der porösen Struktur kann zwar das zu messende Gas in die Messstrecke gelangen, aber je nach Porengröße können Partikel abgehalten werden. In order to keep particles, such as smoke, dusts or aerosols, away from the measuring section in a known manner during the measurement, a gas-permeable filter is provided, through which the measuring gas passes into the measuring section. The filter consists for example of a piece of pipe made of porous material and is held with a suitable support structure. Inside the filter is the measuring section. Due to the porous structure, the gas to be measured can enter the measuring section, but depending on the pore size, particles can be prevented.

In Weiterbildung ist ein Testgasanschluss an der Messlanze oder dem Gehäuse vorgesehen, um darüber die Messstrecke mit einem Prüfgas befüllen zu können. Das Prüfgas könnte in einer Ausführungsform der Erfindung gleichzeitig als Treibgas für die Dichtungen benutzt werden. In a further development, a test gas connection is provided on the measuring lance or the housing in order to be able to fill the measuring section with a test gas via it. The test gas could be used in one embodiment of the invention at the same time as a propellant gas for the seals.

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 in einem Schnitt entlang der Linie II-II; 2 the device off 1 in a section along the line II-II;

3 die Vorrichtung aus 1 mit geschlossenen Öffnungen; 3 the device off 1 with closed openings;

4 die Vorrichtung aus 2 in einem Schnitt entlang der Linie IV-IV; 4 the device off 2 in a section along the line IV-IV;

5 eine alternative Ausführungsform mit innenliegendem Filter; 5 an alternative embodiment with internal filter;

6 eine Ansicht wie 1 einer weiteren Ausführungsform; 6 a view like 1 a further embodiment;

7 die Vorrichtung aus 6 in einem Schnitt entlang der Linie VII-VII. 7 the device off 6 in a section along the line VII-VII.

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 ersten 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 of a gas stream 28 standing in an exhaust duct 26 is guided, points in an in 1 illustrated first 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 in einem Reflektorgehäuse 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 in a reflector housing.

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. In dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 befindet sich das Filter 44 auf der Außenseite des Außenrohres 40. 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. In the embodiment according to 1 and 2 is the filter 44 on the outside of the outer tube 40 ,

Weiter weist die Messlanze 30 in diesem ersten Ausführungsbeispiel ein vorzugsweise koaxial zum Außenrohr 40 angeordnetes Innenrohr 46 auf. Das Innenrohr 46 hat die gleiche Länge wie das Außenrohr 40. In dem Innenrohr 46 ist der Lichtstrahl 14 geführt. Das Innere des Innenrohres 46 ist durch ein dichtendes Fenster 50 in zwei Teile geteilt. In dem ersten Teil, der dem Gehäuse 29 zugewandt ist, kann kein Messgas und damit keine Verschmutzungen aus dem zweiten, dem Reflektor 18 zugewandten Teil gelangen. Im zweiten Teil, der sich am reflektorseitigen Ende des Innenrohres 46 befindet, weist das Innenrohr 46 Öffnungen 54 auf, durch die das Messgas 28 in die Messstrecke 16 gelangen kann. Next points the measuring lance 30 in this first embodiment, preferably coaxial with the outer tube 40 arranged inner tube 46 on. The inner tube 46 has the same length as the outer tube 40 , In the inner tube 46 is the ray of light 14 guided. The interior of the inner tube 46 is through a sealing window 50 divided in two parts. In the first part, the housing 29 facing, no sample gas and thus no pollution from the second, the reflector 18 facing part. In the second part, located at the reflector end of the inner tube 46 located, points the inner tube 46 openings 54 on, through which the sample gas 28 into the measuring section 16 can get.

Die Öffnungen 42 in dem Außenrohr 40 sind in diesem Ausführungsbeispiel als zwei größere Schlitzöffnungen 42-1 und 42-2 (2) ausgebildet, durch die das Messgas 28 über den Filter 44 ein- und austreten kann. Durch die Öffnungen 54 in dem Innenrohr 46 kann das Messgas 28 dann bis in die Messtrecke 16 gelangen. The openings 42 in the outer tube 40 are in this embodiment as two larger slot openings 42-1 and 42-2 ( 2 ) is formed, through which the sample gas 28 over the filter 44 can enter and exit. Through the openings 54 in the inner tube 46 can the sample gas 28 then into the measuring section 16 reach.

Die zwei Öffnungen 42-1 bzw. 42-2 des Außenrohres 40 lassen sich erfindungsgemäß mit jeweils einer Dichtung 60-1 bzw. 60-2 (nachfolgend auch einfach als „Dichtung 60“ bezeichnet) verschließen. Die Dichtung 60 besteht aus einem in der Form der länglichen Öffnung 42 angepassten Streifen aus elastischem Material, wobei der Streifen in seinem Volumen veränderbar ist. Diese Volumenänderung kann pneumatisch oder hydraulisch oder in vergleichbarer Art erfolgen und von einem entsprechenden Aktor 62, zum Beispiel eine Pumpe, getrieben sein. The two openings 42-1 respectively. 42-2 of the outer tube 40 can be according to the invention, each with a seal 60-1 respectively. 60-2 (hereinafter also simply as "seal 60 Close "). The seal 60 consists of one in the shape of the elongated opening 42 adapted strips of elastic material, wherein the strip is variable in its volume. This change in volume can be done pneumatically or hydraulically or in a comparable manner and by a corresponding actuator 62 , for example a pump, be driven.

In einer Betriebsposition, bei der die reguläre Messung vorgenommen werden kann und bei der Messgas 28 in die Messstrecke 16 gelangen kann (Arbeitsbetrieb), befinden sich die Dichtungen 60 im nicht-expandierten Zustand und geben die Öffnungen 42 bzw. 42-1 und 42-2 frei. Dies ist in 1 und 2 dargestellt. In an operating position where the regular measurement can be made and the sample gas 28 into the measuring section 16 can reach (working mode), are the seals 60 in the non-expanded state and enter the openings 42 respectively. 42-1 and 42-2 free. This is in 1 and 2 shown.

In einem Prüfbetrieb, in dem kein Messgas in die Messstrecke gelangen darf und die Messstrecke 16 frei von Messgas gehalten werden muss, damit ein Prüfbetrieb erfolgen kann, befinden sich die Dichtungen 60 im expandierten Zustand und verschließen die Öffnungen 42 bzw. 42-1, 42-2. Dies ist in den 3 und 4 dargestellt. In a test mode in which no sample gas may enter the measuring section and the measuring section 16 must be kept free of sample gas, so that a test operation can take place, are the seals 60 in the expanded state and close the openings 42 respectively. 42-1 . 42-2 , This is in the 3 and 4 shown.

Um nach Verschließen der Öffnungen 42 die Messstrecke 16 frei von Messgas zu bekommen ist ein Prüfgasanschluss 59 vorgesehen, über den Prüfgas in Außen- und Innenrohr geleitet werden kann, so dass das restliche Messgas aus der Messstrecke 16 verdrängt werden kann. Für eine Verdrängung ist es notwendig, dass so viel Prüfgas eingefüllt wird, dass der Druck in der Messstrecke 16 leicht höher ist als in dem Abgaskanal 26. Gleichzeitig ist eine definierte Undichtigkeit vorgesehen, so dass Messgas aus Innen- und Außenrohr und damit aus der Messstrecke 16 „gespült“ wird. To after closing the openings 42 the measuring section 16 to get free of sample gas is a test gas connection 59 provided over the test gas in the outer and inner tube can be passed, so that the remaining sample gas from the measuring section 16 can be displaced. For a displacement, it is necessary that 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 a defined leak is provided so that sample gas from the inner and outer tube and thus from the measuring section 16 "Rinsed" is.

Es sind weitere konstruktive Alternativen möglich ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen, nämlich das Verschließen der Öffnungen 42 durch volumenveränderbare Dichtungen 60. Beispiele alternativer Konstruktionen sind in den 5 bis 7 gezeigt und nachfolgend kurz beschrieben. Dabei haben gleiche Teile wie in der ersten Ausführungsform gleiche Bezugszeichen und werden nicht nochmal beschrieben. There are other constructive alternatives possible without departing from the spirit of the invention, namely the closing of the openings 42 by volume variable seals 60 , Examples of alternative constructions are in the 5 to 7 shown and briefly described below. The same parts as in the first embodiment have the same reference numerals and will not be described again.

5 zeigt eine ganz ähnliche Ausführungsform wie die aus den 1 bis 4, wobei hier die Abwandlung lediglich darin besteht, dass das Filter 44 noch innerhalb des Innenrohres 46 angeordnet ist. 5 shows a very similar embodiment as that of the 1 to 4 Here, the modification consists only in that the filter 44 still within the inner tube 46 is arranged.

Eine weitere Ausführungsform ist in den 6 und 7 dargestellt. Dort gibt es kein Innenrohr, sondern lediglich das Außenrohr 40, dessen Rohrquerschnitt im Prinzip beliebig sein kann, z.B. rund, mehreckig, oval oder dergleichen. Die Messstrecke 16 liegt im Inneren des Filters 44, das in geeigneter Weise in dem Außenrohr 40 gehalten ist. Dies geschieht hier, indem das Filter 44 stirnseitig einerseits durch eine Wand 51, in der das Fenster 50 angeordnet ist, und andererseits durch das Reflektorgehäuse gehalten ist. Auf diese Weise ist auch sichergestellt, dass das Messgas nur durch das Filter 44 in die Messstrecke gelangen kann. Another embodiment is in the 6 and 7 shown. There is no inner tube, but only the outer tube 40 whose pipe cross-section in principle can be arbitrary, for example, round, polygonal, oval or the like. The measuring section 16 lies inside the filter 44 suitably in the outer tube 40 is held. This is done here by the filter 44 on the one hand by a wall 51 in which the window 50 is arranged, and on the other hand held by the reflector housing. In this way it is also ensured that the sample gas only through the filter 44 can get into the measuring section.

Die Dichtungen 60 sind jetzt, wie im Querschnitt der 7 zu erkennen, an dem Außenrohr 40 längsseits der Öffnungen 42-1 und 42-2 angeordnet. Es sind in diesem Beispiel für jede Öffnung zwei Dichtungen 60-3 und 60-4 bzw. 60-5 und 60-6 vorgesehen, die sich zum Schließen der Öffnung 42-1 bzw. 42-2 jeweils in Pfeilrichtung volumenmäßig vergrößern. Die Dichtungen 60-3 und 60-4 bzw. 60-5 und 60-6 sind wieder über den Aktor 62 ansteuerbar. The seals 60 are now, as in the cross section of 7 to recognize, on the outer tube 40 alongside the openings 42-1 and 42-2 arranged. In this example, there are two seals for each opening 60-3 and 60-4 respectively. 60-5 and 60-6 provided for closing the opening 42-1 respectively. 42-2 increase in volume in the direction of the arrow. The seals 60-3 and 60-4 respectively. 60-5 and 60-6 are back over the actor 62 controllable.

Wenn die Öffnungen 42-1 und 42-2 geschlossen sind, kann über den Prüfgasanschluss 59, der in diesem Ausführungsbeispiel bis in das Innere des Filters 44 verlängert ist, Prüfgas in das Messvolumen eingeleitet werden und das Messgas aus der Messtrecke 16 verdrängen. If the openings 42-1 and 42-2 can be closed, via the test gas connection 59 which in this embodiment extends into the interior of the filter 44 is extended, test gas are introduced into the measuring volume and the sample gas from the measuring section 16 displace.

Weitere konstruktive Alternativen sind denkbar. So müssen z.B. Filter und Messstrecke nicht unbedingt koaxial zum Außenrohr liegen. Sie könnten auch exzentrisch liegen. Wie erwähnt muss das Außenrohr im Querschnitt auch nicht rund sein. Es dient in erster Linie als Tragkonstruktion für Reflektorgehäuse, Filter und Messstrecke und als Trennmedium zum Gasstrom 28 im Abgaskanal 26. Other design alternatives are conceivable. For example, the filter and the measuring section need not necessarily be coaxial with the outer tube. They could also be eccentric. As mentioned, the outer tube in cross section also does not have to be round. It serves primarily as a supporting structure for the reflector housing, filter and measuring section and as separation medium for the gas flow 28 in the exhaust duct 26 ,

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 (5)

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, – und einer Auswerteeinrichtung (24) zur Auswertung von Lichtempfangssignalen des Lichtempfängers (22), dadurch gekennzeichnet, – dass die Messlanze (30) ein Außenrohr (40) aufweist und das Außenrohr (40) Öffnungen (42) für das zu messende Gas aufweist, – dass die Öffnungen (42) mit wenigstens einer Dichtung (60) verschließbar sind, – wobei die Dichtung (60) durch Vergrößerung ihres Volumens die Öffnungen (42) dichtend verschließt. 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 ), and an evaluation device ( 24 ) for the evaluation of light reception signals of the light receiver ( 22 ), characterized in that - the measuring lance ( 30 ) an outer tube ( 40 ) and the outer tube ( 40 ) Openings ( 42 ) for the gas to be measured, - that the openings ( 42 ) with at least one seal ( 60 ) are closable, - wherein the seal ( 60 ) by increasing their volume the openings ( 42 ) sealingly closes. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenänderung mit pneumatischen oder hydraulischen Mitteln erfolgt. Apparatus according to claim 1, characterized in that the volume change is carried out by pneumatic or hydraulic means. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenrohr (46) in dem Außenrohr (40) angeordnet ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an inner tube ( 46 ) in the outer tube ( 40 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an der Messlanze (30) ein gasdurchlässiges Filter (44) angeordnet ist, durch das das Messgas in die Messstrecke (16) gelangt. Device according to one of the preceding claims, characterized in that in or on the measuring lance ( 30 ) a gas-permeable filter ( 44 ) is arranged, through which the sample gas into the measuring section ( 16 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prüfgasanschluss (59) vorgesehen ist, über den die Messstrecke (16) mit einem Prüfgas befüllbar ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a test gas connection ( 59 ) is provided, via which the measuring section ( 16 ) can be filled with a test gas.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4549080A (en) 1983-06-17 1985-10-22 Infrared Industries, Inc. Double-pass flue gas analyzer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4549080A (en) 1983-06-17 1985-10-22 Infrared Industries, Inc. Double-pass flue gas analyzer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022119186B3 (en) 2022-08-01 2023-11-16 Sick Ag Gas analyzer for optical gas analysis

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