DE2240523A1 - Infrarotgasanalysator - Google Patents
InfrarotgasanalysatorInfo
- Publication number
- DE2240523A1 DE2240523A1 DE2240523A DE2240523A DE2240523A1 DE 2240523 A1 DE2240523 A1 DE 2240523A1 DE 2240523 A DE2240523 A DE 2240523A DE 2240523 A DE2240523 A DE 2240523A DE 2240523 A1 DE2240523 A1 DE 2240523A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- radiation
- gas
- filter
- analyzer according
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 7
- 238000013017 mechanical damping Methods 0.000 claims description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 53
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000089486 Phragmites australis subsp australis Species 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000414 obstructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007363 regulatory process Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
Description
COMTEURS SCHLUMBERGER
12, Place des Etats-Unis
92, Montrouge/Frankreich
12, Place des Etats-Unis
92, Montrouge/Frankreich
Infrardtgasanalysator
Die Erfindung betrifft Gasanalysatoren auf der Grundlage der selektiven Absorption von Infrarotstrahlung zur Bestimmung
der Dosierung von Komponenten eines Gasgemischs.
Diese Vorrichtungen.weisen'im wesentlichen eine Infrarotgasemissionsquelle,
eine Analysierkammer, die das zu analysierende Gemisch enthält, einen Strahlungsdetektor, elektronische
Verstärkungs- und Verarbeitungskreise des von diesem Detektor abgegebenen Signals, und eine Anzeigevorrichtung
auf. Filtereinrichtungen, die es ermöglichen, die spezifischen Wellenlängen eines bestimmten Gases auszuwählen,
sind ausserdem in der Strahlungsbahn angeordnet und gegebenenfalls einem optischen Kommutator oder Modulator
derart zugeordnet, dass das von dem Detektor gelieferte Signal für die zu messende Gaskonzentration kennzeichnend
ist.
3098U/073A
22A0523
Derartige Vorrichtungen werden für medizinische Anwendungs
fälle zur Überwachung der Arbeitsatmosphären oder zur Überwachung der Austrittsgase von Fahrzeugen od.dgl. verwendet.
Es ist bei derartigen Vorrichtungen bekannt, dass die Bestimmung des Gehalts einer zu messenden Komponente und
durch das Vorhandensein einer anderen Komponente in dem Gemisch verfälscht wird, die im folgenden als Stör-gas bezeichnet
wird und die ein Absorptionsspektrum aufweist, das zeitweise das Spektrum des zu messenden Gases überdeckt.
Dies ist z.B. bei der Dosierung von C0„ bei Vorhandensein von CH. oder dem Vorhandensein von Wasserdampf,
NH- bei Vorhandensein von CO usw. und umgekehrt der Fall.
Die Erfindung betrifft insbesondere Analysatoren des Typs mit doppeltem Lichtbündel und negativer Filtrierung, d.h.
solche, die einen Kommutator aufweisen, der die Strahlung der Quelle abwechselnd auf zwei gasförmige Filter richtet,
die jeweils aus dem zu ermittelnden Gas und einem allgemein neutralen Gas bestehen, das keine selektive Absorption
hat, wobei die sich nach Filtrierung ergebenden Bündel vorzugsweise in die das zu analysierende Gemisch
enthaltende Kammer gerichtet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Selektivität der Analysatoren dieser Art zu verbessern, jedoch die Verwendung
eines nichtselektiven Detektors, z.B. eines thermischen Detektors wie eines pyroelektr'ischen Detektors zu ermöglichen.
30981470734
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Gasanalysator gernäss
der Erfindung, bestehend aus wenigstens einer Infrarotstrahlungsemissionsquelle,
einem Kommutator, der es ermöglicht, periodisch und abwechselnd in der Bahn der
Strahlung ein gasförmiges Analysierfilter, das die
charakteristischen Spektrallinien' des zu ermittelnden
Gases absorbiert, und ein Vergleichsfilter anzuordnen,
einer Analysierkammer, die eine Probe des Gemischs enthält und in der Bahn der Strahlung angeordnet ist, einem
nichtselektiven Detektor, der die Strahlung nach Durchgang durch den Kommutator und die Analysierkammer empfängt
und ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der empfangenen Strahlung erzeugt, dadurch, dass zur Verbesserung
der Selektivität regelbare Dämpfungseinrichtungen
in der Bahn der Strahlung angeordnet sind, die das
Vergleichsfilter durchquert, die es ermöglichen, zwischen den Energien der Strahlungen, die von der Quelle ausgehen
und jeweils die beiden Filter durchqueren, in Abhängigkeit von einer weiteren Komponente des Gemischs,
dessen Einfluss zu beseitigen ist, eine Unsymmetrie zu bilden.
Im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen, bei denen die
Lichtbündel zunächst im Gleichgewicht bzw. symmetrisch sind, ruft man somit bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung
absichtlich eine vorbestimmte Regelverstellung des Bündels in der Bahn hervor, die das Vergleichsfilter enthält,
um eine anfängliche Unsymmetrie zu schaffen, so dass die sich an diesem Bündel ergebende Dämpfung die unerwünschte
Dämpfung des Störgases an dem die andere Bahn durchlaufenden Analysierbündel kompensiert. Dass heisst,
man unterdrückt eine sich über das gesamte Spektrum der
3098H/0734
Vorrichtung erstreckende Graumodulation. Diese Modulation wird in Abhängigkeit von jedem in Betracht gezogenen Störgas
eingestellt, damit das Signal des Detektors durch das Vorhandensein des Störgases in dem zu analysierenden Gemisch
nicht beeinträchtigt wird.
Diese Unsymmetrie zwischen den beiden Bündeln kann man auf verschiedene Arten erreichen, sei es durch mechanische
Dämpfungseinrichtungen z.B. mittels einer regulierbaren Klappe, die in der Vergleichsbahn angeordnet ist, sei es
durch Reihen elektrischer Einrichtungen, z.B. indem man
in der Vergleichsbahn eine besondere Strahlungsquelle mit einer durch einen veränderbaren Widerstand regelbaren
Intensität vorsieht.
Vor der Beschreibung einer derartigen Vorrichtung werden zunächst summarisch die theoretischen Grundlagen erläutert,
auf denen die Erfindung beruht.
M und P bezeichnen das zu dosierende Gas bzw. das Störgas, T1 das Vechselsignal infolge des selektiven Filters des zu
dosierenden Gases und T„ das Unsymmetriesignal infolge des
neutralen Filters und der zusätzlichen Dämpfung ohne das Gas in der Analysierkammer. Das Signal des Detektors ist
s = T1 - T2 .
Bei Vorhandensein des Gases M in der Analysierkammer wird das Signal des Detektors :
s - Ti Π - xM uM) - T2 (1 - bm uM)
Bei diesem Ausdruck sind χ., und BM die infolge des Gases M
30981 A/0734
in' dem Signal T1 und dem Signal T„ auftretenden Absorptionskoeffizienten
und TL. ist die Menge des Gases M in der Analysierkammer.
Desgleichen erhält man bei Vorhandensein des Gases P in
der Analysierkammer:
S=T1 (1 -xpUp) -T2 (1 -Bp Up)
Die mit dem Index P versehenen Buchstaben haben die gleichen Bedeutungen wie zuvor für das Gas M.
Unter diesen Bedingungen muss man, wenn man will, dass ohne das Gas M das Signal nicht durch das Gas P beeinträchtigt
wird
-."- T2 = T1 (1 - xp Up) - T2 (1 - Bp Up)
erhalten, wobei
Es ist ersichtlich, dass das Bündel auf der zweiten Bahn also im Verhältnis xp/Bp gedämpft werden muss, da es nur
von der dazwischen liegenden Menge des Gases P abhängt.
Man kann nachweisen, dass diese Beziehung (i) bei gleichzeitigem
Vorhandensein der Gase M und P gültig bleibt. Das zu ermittelnde Signal wird:
S = T1 (1 - xM UM) (1 - Xp Up) - T2 (1 - BM UM) (1 - Bp Up)
3098U/0734
Die Rechnung zeigt, dass unter Berücksichtigung zulässiger Annäherung, solange die Absorption einer linearen
Gesetzmässigkeit folgt, die Anfangsbedingung (i), die
man sich auferlegt hat, noch erfüllt wird.
Obwohl diese Regulierung nur für ein einziges Störgas durchgeführt werden kann, da sich das Verhältnis P von
BP einem Gas zum anderen ändert, tritt in den meisten
Fällen tatsächlich nur ein hinderliches Störgas auf, während die anderen einen geringeren Gehalt haben.
'Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis k
beispielsweise erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Analysators gemäss der Erfindung,
Fig. 2 eine Aufsicht eines optischen Kommutators, und
Fig. 3 ein Diagramm der in den in Fig. k erzeugten Signale.
In Fig. 1 ist -eine Infrarotstrahlungsquelle 10, die z.B.
aus einer Nickel-Chrom-Wendel besteht, die durch den Durchgang eines elektrischen Strom auf 900 erhitzt ist,
im Brennpunkt eines Parabolspiegels 11 angeordnet.
Symmetrisch zur Achse des Spiegels sind Gasfilter 12, 13 angeordnet, die aus zwei verschlossenen Behältern mit
einer Dicke von etwa 5 mm bestehen. Das erste Analysierfilter
12 auf einer ersten Bahn enthält einen Gasdetektor, das Vergleichsfilter 13 auf der zweiten Vergleichsbahn
enthält ein neutrales Gas, wie z.B. Stickstoff. Diese Be-
30981 A/0734
hälter sind an jedem Ende durch Fenster 15 z.B. aus Fluorid verschlossen, die für die Infrarotstrahlung
durchlässig sind. Ein sich drehender Kommutator oder Modulator in Form einer Scheibe 20, die in geeigneter
Weise durchbrochen ist und von der Fig. 2 eine Aufsicht zeigt, wird von einem Elektromotor 16 z.B. mit
1500 U/min angetrieben. Dieser Kommutator ist zwischen der Quelle 10 und den Filtern 12, 13 angeordnet, die
er abwechselnd und periodisch verschliesst und freigibt. Ein optischer Transformationskegel 17 ermöglicht es,
jeden der beiden Strahlen nach Durchquerung der Filter auf ein Ende einer Analysierkammer 18 umzulenken, die
axial angeordnet sind. Diese ist zylindrisch ausgebildet und hat z.B. einen Durchmesser von etwa 10 mm und
eine Länge, die von einem Bruchteil eines Millimeters bis zu mehreren hundert Millimetern reichen kann und in
Abhängigkeit von dem Gehalt des zu dosierenden Gases gewählt wird. Diese Kammer ist an ihrem Ende durch ebenfalls
aus Fluorid bestehende Fenster 19 verschlossen und wird von dem zu analysierenden, mittels Zu- und Ableitungen
21 zirkulierenden Gasgemisch durchlaufen.
Hinter dem Ausgangsfenster 19 ist ein optischer Konzentrationskegel
22 angeordnet, an dessen Spitze ein Detektor 25 liegt, der auf die Infrarotstrahlung anspricht,
jedoch nicht selektiv, und der bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel als pyroelektrischer Typ auf der
Basis von Bleizirkonat gewählt ist.
Gemäss der Erfindung wird auf der zweiten Bahn z.B. in
Strömungsricbtung vor dem Kommutator 20 eine Dämpfungsvorrichtung,
wie eine Klappe 23 angeordnet, die für die
3U98U/0734
Strahlung teilweise oder völlig undurchlässig ist, die
mit einer Schraube Zk verbunden ist und deren regulierbare Verstellung es ermöglicht, die Energie der auf
dieser Bahn übertragenen Strahlung zu dämpfen. Diese Klappe kann in Strömungsrichtung vor dem Kommutator angeordnet
sein, wie dies Fig. 1 zeigt, oder in Strömungsrichtung weiter abwärts zwischen dem Kommutator 20 und
dem Filter 13 oder auch am Ausgang des Filters 13·
Getnäss einer weiteren ergänzenden Ausbildung der Erfindung
kann der Analysator auch, wenn·er zur Dosierung
schwacher Gaskcnzentrationen verwendet wird, ein enges Rohr 27 aufweisen, das parallel zu der Analysierkammer
18 angeordnet und mit neutralem Gas gefüllt ist. Dieses zusätzliche Rohr ist auf der ersten Bahn derart angeordnet,
dass es nur von dem Strahlenbündel durchquert wird, das von dem Analysierfilter 12 ausgeht, und nicht von
dem, das von dem neutralen Filter 13 ausgeht. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man das Rohr 27 radial
nach aussen versetzt und/oder an der Basis des Kegels 17 eine axiale Blende anordnet, die die von dem Filter
13 ausgehende Strahlung daran hindert, den Eingang des
Rohrs zu erreichen. Eine Reguliervorrichtung 28, wie eine Schraube oder eine zweite Klappe, die das Strahlenbündel
teilweise abdeckt, ermöglicht es, die von diesem zusätzlichen Rohr übertragene Lichtenergie beliebig einzustellen.
Die Analysierkammer 18 und eventuell das zusätzliche Rohr 27 sind in einem Metallblock angeordnet, der an seinen
Enden mit Flanschen versehen ist, damit er leicht mit den anderen Teilen der Vorrichtung zusammengesetzt werden
kann.
309814/0734
Der. Detektor 25 ist elektrisch mit einer Signalverarbeitungselektronik
verbunden, die in Kaskade die folgenden, in Fig. 4 gezeigten Kreise aufweist:
Einen Verstärker 31, eine Differenzierschaltung 32, einen
Sperrkreis 33, einen Samplerkreis 3k, ein Tiefpassfilter 35 und schliesslich eine Anzeigevorrichtung 36.
Dieser Analysator arbeitet wie folgt: Die von der Quelle 10 ausgehende Infrarotstrahlung wird von dem Kommutator'
20 abwechselnd auf einen der Wege übertragen, die das Analysierfilter 12 und das neutrale Filter 13 aufweisen.
Jedes Bündel durchquert dann die Analysierkammer 18, bevor es den Detektor 25 erreicht.
Ohne das in der Analysierkammer oder ohne neutrales Gas wird die Infrarotstrahlung von den Spektrallinien des zu
dosierenden Gases gedämpft, das in dem Filter 12 enthalten ist. Der Detektor 25 liefert daher ein Wechselsignal,
das mit der Kommutatxonsfrequenz moduliert ist, d.h. mit 25 Hz, wenn die Drehzahl des Motors 16, der den
Kommutator 20 antreibt, 1500 U/min beträgt. Dieses Signal hat z.B. eine Grosse von 2,5 mV, abgelesen auf der Anzeigevorrichtung
36 (Konzentration des zu dosierenden Gases Null),
Wenn das zu dosierende Gas in die Kammer 18 eingeführt wird, wird das von dem Filter 13 auf die zweite Bahn abgegebene
Bündel sehr viel stärker gedämpft als das von dem Filter 12 abgegebene Bündel und seine Dämpfung nimmt .mit der
Konzentration des zu dosierenden Gases zu. Zweckmässigerweise wird die untere Grenze der Konzentration des Messbereichs
für eine minimale Abnahme von z.B. 20 $ des Signals bei 25 Hz auf 0,5 mV festgelegt.
3098U/0734
Die Kreise 31 bis 35 messen diese Dämpfung absolut, indem
sie die Differenz der Signale verarbeiten, die von dem Detektor'25 geliefert werden, wenn die Analysierkammer
einerseits mit neutralem Gas gefüllt ist (Konzentration Null des zu dosierenden Gases) und andererseits mit dem
zu dosierenden Gas mit der Skalenendkonzentration gefüllt ist (z.B. 1000 ppm). Die detaillierte Verarbeitung dieser
Signale in diesen Kreisen wird später gezeigt.
Die in der zweiten Bahn angeordnete Klappe 23 wird in ihrer Stellung mittels der Schraube 2k während eines vorherigen
Wählreguliervorgangs eingestellt, bei dem die Messkammer aufeinanderfolgend mit dem zu dosierenden Gas
und dann mit dem Störgas gefüllt wird, so dass der Nullpunkt der Messskala entsprechend den theoretischen Überlegungen
verstellt wird, die zuvor gemacht wurden.
Eine derartige Vorrichtung ermöglicht es also, Konzentrationen ausgehend von 1000 ppm entsprechend der unteren
Grenze des Messbereichs zu dosieren, d.h. eine Dynamik von 1000 zu erhalten. Dies kann dadurch erreicht werden,
dass man auf die Länge der Analysierkammer einwirkt.
Im Falle von schwächeren Konzentrationen (von 1000 bis 100 ppm z.B.) ist es nicht mehr möglich, die Länge der
Kammer zu erhöhen, da dann ihr Platzbedarf hinderlich wird. Die Dämpfung der Strahlung in der Kammer wird nun
sehr viel schwächer, so dass die Differenz zwischen den Signalen entsprechend den beiden Bahnen gegenüber deren
Amplituden ebenfalls viel schwächer wird und es daher schwierig wird, mit Genauigkeit (von z.B. 50 Mikro-Volt
bei 2,5 mV) zu messen.
3098U/0734
Um dem Verhältnis zwischen dem Differenzsignal und der
Amplitude der Signale wieder einen grösseren Wert zu verleihen, ist vorgesehen, partiell die Modulation
infolge des Filters 12 zu vermindern, um z.B. 50 MikroVolt
bei 0,1 mV anstelle von 2,5 mV ablesen zu können. Hierzu wird das zusätzliche, mit neutralem Gas gefüllte
Rohr 27 in die Strecke der ersten Bahn eingeführt. Da
dieses Rohr den Durchgang eines Kompensationsbündels ermöglicht, das von dem Filter 12 ausgeht, jedoch nicht
durch den Durchgang der Anaiysierkammer 18 geschwächt
ist, überträgt die erste Bahn eine höhere Lichtenergie und das entsprechende Signal steigt relativ zu seinem
Anfangswert ohne das zusätzliche Rohr 27.
In bestimmten Fällen kann man auch den Einfluss des Störgases vermindern, dessen Bänder sich teilweise mit den
Absorptionsbändern des zu dosierenden Gases überlappen, indem man das Kompensationsfilter teilweise mit dem
Störgas füllt, um z.B. den Einfluss von Methan auf die Dosierung von Propan zu beseitigen.
Da der pyroelektrische Detektor 25 thermisch anspricht,
ist es notwendig, die Form seines Signals durch eine Ableitung wieder herzustellen. Das Diagramm der Fig. 3
zeigt in Abhängigkeit von der Zeit die Entwicklung der empfangenen Strahlung und der entsprechenden Signale, die
dn<j dem Detektor 25 und den Kreisen 31 bis 35 erzeugt
werden, die die Kette der Verarbeitungselektronik bilden. Man sieht bei A die Kurve der von dem Detektor empfangenen
Strahlung,' die aus zwei. Reihen von Absätzen entsprechend den Durchgängen der beiden Bahnen besteht, die
durch Übergangsspitzen infolge von Unvollkommenheiten des optischen Kommutators getrennt sind. Der Detektor
3098U/073A
22A0523
führt eine Integration derart durch, dass sein Ausgangssignal den bei B angegebenen Verlauf hat. Nach Verstärkung
und Ableitung in den Kreisen 31 und 32 hat das Signal die bei C angegebene Form, die der bei A entspricht.
Um auch dj.e Spitzen zu beseitigen, begrenzt man
das Signal in dem Sperrkreis 33 auf die Absätze. Diese Begrenzung kann durch ein von photoelektrischen Einrichtungen
erzeugtes Signal gesteuert werden, z.B. durch eine Lampe 1^ und eine Photozelle 39t die zusätzlich
auf beiden Seiten der Scheibe 20 angeordnet sind, die dann an ihrem Umfang ein Profil in Form von Sektoren 20a
hat, die zu diesem Zweck in geeigneter Veise angeordnet sind.
Das Ausgangssignal des Kreises 33 hat die bei D angegebene Form. Durch Sampien mit Umkehr des Signals in
den Kreis 3^ erhält man das bei E dargestellte Signal,
das nach Filterung in dem Tiefpassfilter 35 die Form
eines kontinuierlichen Signals F hat. Eine konstante Spannung wird derart auf die Kette gegeben, dass das
Ausgangesignal, das an der Anzeigevorrichtung J6 abgelesen
wird, Null hat, wenn die Analysierkammer leer ist.
Wie bereits erwähnt wurde, ist es möglich, eine zweite Strahlungsquelle zu verwenden, indem elektrische Einrichtungen
anstelle einer mechanischen Dämpfungsvorrichtung verwendet werden, um die gewünschte Dämpfung auf der
Vergleichsbahn zu erhalten.
Es ist auch möglich, anstelle von statischen Filtern, die einem sich drehenden Kommutator zugeordnet sind, diese
auf einem sich drehenden Teil anzuordnen und sie abwechselnd in die Bahn der Strahlung einer einzigen Quelle
zu bringen.
309814/0734
Desgleichen kann die Reihenfolge der Elemente, die auf die Übertragung der Strahlung zwischen der Quelle und
dem Detektor einwirken, geändert werden, ohne das Antwortsignal des Detektors auf diese Strahlung zu ändern.
Der Analysator kann auch einen zweiten Detektor des gleichen Typs wie der erste aufweisen, der ausschliess-.lieh
zum Empfang des von dem zusätzlichen Rohr 27 übertragenen
Lichtstroms angeordnet ist, wobei das Signal dieses Detektors mit dem des ersten kombiniert wird,
bevor es auf den Eingang der Kette der elektronischen Verarbeitung gegeben wird.
309814/0734
Claims (12)
1. Infrarotgasanalysator zur Messung der Konzentration
eines bestimmten, in einem Gasgemisch vorhandenen Gases durch Messung seiner Infrarotstrahlungsabsorption,
bestehend aus wenigstens einer Infrarotstrahlungseraissionsquelle,
einem Kommutator, der es ermöglicht, periodisch und abwechselnd in der Bahn der Strahlung ein gasförmiges Analysierfilter, das die
charakteristischen Spektrallinien des zu ermittelnden Gases absorbiert, und ein Vergleichsfilter anzuordnen,
einer Analysierkammer, die eine Probe des Gemische enthält und in der Bahn der Strahlung angeordnet ist,
einem nicht selektiven Detektor, der die Strahlung nach Durchgang durch den Kommutator und die Analysierkammer
empfängt und ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der empfangenen Strahlung erzeugt, dadurch
gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Selektivität regelbare Dämpfungseinrichtungen in der Bahn
der Strahlung angeordnet sind, die das Vergleichsfilter durchquert, die es ermöglichen, zwischen den
Energien der Strahlungen, die von der Quelle ausgehen und jeweils die beiden Filter durchqueren,, in Abhängigkeit
von einer weiteren Komponente des Gemischs, dessen Einfluss zu beseitigen ist, eine Unsymmetrie zu bilden.
2. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die regulierbaren Dämpfungseinrichtungen aus einem mechanischen Dämpfungsglied bestehen.
309814/0734
3. Analysator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die regulierbaren Dämpfungseinrichtungen aus
einer Klappe mit regulierbarer Verstellung bestehen.
4. Analysator nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet,
dass die regulierbaren Dämpfungseinrichtungen aus einer
zweiten Infrarotstrahlungsemissionsquelle bestehen, deren Intensität elektrisch geändert wird.
5· Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Filter unbeweglich sind, und dass der Kommutator eine Blende aufweist, die durch einen Motor angetrieben
wird und die Infrarotstrahlung abwechselnd an jedem Filter freigibt.
6. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filter mit dem Kommutator verbunden und durch
einen Motor angetrieben sind.
7. Analysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch ein zusätzliches, mit neutralem Gas gefülltes Rohr, das parallel zu der Analysierkammer in
der Bahn der Strahlung, die das gasförmige Analysierfilter durchquert, angeordnet ist.
8. Analysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichsfilter ein neutrales, nichtselektives Filter ist.
9. Analysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichsfilter ein
Absorptionsband hat, das teilweise das Spektrum des zu ermittelnden Gases überdeckt.
3098U/073
10. Analysator nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch
einen zusätzlichen Detektor, der angeordnet ist, um die Strahlung nach Durchquerung des zusätzlichen
Rohrs aufzunehmen.
11. Analysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor ein thermischer
Detektor, vorzugsweise ein pyroelektrischer ist,
12. Analysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch mit dem Detektor verbundene Einrichtungen zur Messung seines Antwortsignals auf
die Strahlung.
13· Analysator nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtungen, die mit dem Detektor verbunden sind, aufeinanderfolgend Verstärker-,
Differenzier-, Sperr-, Sampler-, Tiefpassfilter- und
Anzeigekreise aufweisen.
309814/0734
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7134767A FR2154844A5 (de) | 1971-09-28 | 1971-09-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2240523A1 true DE2240523A1 (de) | 1973-04-05 |
Family
ID=9083552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2240523A Pending DE2240523A1 (de) | 1971-09-28 | 1972-08-17 | Infrarotgasanalysator |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3781910A (de) |
JP (1) | JPS4925990A (de) |
BE (1) | BE786029A (de) |
DE (1) | DE2240523A1 (de) |
ES (1) | ES405552A1 (de) |
FR (1) | FR2154844A5 (de) |
GB (1) | GB1396564A (de) |
IT (1) | IT962405B (de) |
NL (1) | NL7210640A (de) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2363757C2 (de) * | 1973-12-21 | 1983-07-14 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Verfahren und Vorrichtung zum Nachdosieren von Entwicklermedium |
DE2720636C2 (de) * | 1977-05-07 | 1985-01-03 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Pneumatischer Infrarot-Strahlungsdetektor mit einer vakuumdichten Kammer und einem strahlungsdurchlässigen Fenster |
DE3111399A1 (de) * | 1981-03-23 | 1982-10-07 | Institut fiziki Akademii Nauk Belorusskoj SSR, Minsk | Gasanalysegeraet |
EP0168611B1 (de) * | 1984-07-18 | 1990-03-14 | Hartmann & Braun Aktiengesellschaft | Fotometer |
JPS61199658U (de) * | 1985-06-04 | 1986-12-13 | ||
JPS62203071A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 赤外センサ装置 |
US4817013A (en) * | 1986-10-17 | 1989-03-28 | Nellcor, Inc. | Multichannel gas analyzer and method of use |
DE3700580A1 (de) * | 1987-01-10 | 1988-07-21 | Leybold Ag | Kuevette fuer gasanalysegeraete |
US5729013A (en) * | 1996-11-04 | 1998-03-17 | Atlantic Richfield Company | Wellbore infrared detection device and method |
DE102007015611A1 (de) * | 2007-03-30 | 2008-10-09 | Siemens Ag | Verfahren zur nichtdispersiven Infrarot-Gasanalyse |
JP5794803B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2015-10-14 | 株式会社堀場エステック | 分光光学計及びその校正方法 |
US8945936B2 (en) | 2011-04-06 | 2015-02-03 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Measuring chemical properties of a sample fluid in dialysis systems |
CN104677827B (zh) * | 2015-02-13 | 2017-09-05 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于便携式光纤光谱仪的可见近红外漫反射基线信号的扣除装置及其方法 |
CN112540054A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-23 | 威海精讯畅通电子科技有限公司 | 一种基于ndir技术的检测装置 |
DE102022204582A1 (de) | 2022-05-11 | 2023-11-16 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren und Vorrichtung zur korrekten Zuordnung zumindest eines Filters zu vorgegebenem Licht, insbesondere für eine Anwendung in der Molekular- oder Medizindiagnostik |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2621297A (en) * | 1946-02-23 | 1952-12-09 | Illinois Testing Laboratories | Apparatus for measuring vapor content of gas |
NL90796C (de) * | 1948-06-05 | |||
US2721942A (en) * | 1948-07-15 | 1955-10-25 | Du Pont | Infrared analyzer and method |
US2534657A (en) * | 1948-08-07 | 1950-12-19 | Socony Vacuum Oil Co Inc | Monochromator |
US2674696A (en) * | 1952-11-12 | 1954-04-06 | Shell Dev | Infrared gas analyzer |
US2688090A (en) * | 1952-11-20 | 1954-08-31 | Perkin Elmer Corp | Nondispersion analyzer |
US2934646A (en) * | 1954-12-10 | 1960-04-26 | Phillips Petroleum Co | Analyzer |
DE1082433B (de) * | 1958-08-20 | 1960-05-25 | Hartmann & Braun Ag | Anordnung zur Eichung von Gasanalysegeraeten, die auf dem Prinzip der Absorption infraroter Strahlung beruhen |
US3539804A (en) * | 1968-12-23 | 1970-11-10 | Us Army | Fluid analysis by infrared absorption |
-
0
- BE BE786029D patent/BE786029A/xx unknown
-
1971
- 1971-09-28 FR FR7134767A patent/FR2154844A5/fr not_active Expired
-
1972
- 1972-07-04 IT IT26586/72A patent/IT962405B/it active
- 1972-08-03 NL NL7210640A patent/NL7210640A/xx unknown
- 1972-08-04 ES ES405552A patent/ES405552A1/es not_active Expired
- 1972-08-17 DE DE2240523A patent/DE2240523A1/de active Pending
- 1972-09-22 US US00291379A patent/US3781910A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-09-28 JP JP47096672A patent/JPS4925990A/ja active Pending
- 1972-09-28 GB GB4475472A patent/GB1396564A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE786029A (fr) | 1973-01-08 |
ES405552A1 (es) | 1975-07-01 |
NL7210640A (de) | 1973-03-30 |
JPS4925990A (de) | 1974-03-07 |
GB1396564A (en) | 1975-06-04 |
FR2154844A5 (de) | 1973-05-18 |
IT962405B (it) | 1973-12-20 |
US3781910A (en) | 1973-12-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0076356B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Konzentration einer IR-, NDIR-, VIS- oder UV-Strahlung absorbierenden Komponente eines Komponentengemischs | |
DE2240523A1 (de) | Infrarotgasanalysator | |
DE2811287C3 (de) | Infrarot-Gasanalysator | |
DE2727976A1 (de) | Verfahren zum bestimmen des partialdruckes und der konzentration eines gases und schaltungsanordnung zum durchfuehren des verfahrens | |
DE3524368C2 (de) | ||
DE3240559C2 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Messung der Masse von Aerosolteilchen in gasförmigen Proben sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2414229A1 (de) | Vorrichtung zum analysieren gasfoermiger gemische | |
EP0196993A2 (de) | Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Konzentration eines Gases | |
DE2649190A1 (de) | Infrarot-analysator | |
DE1945236A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren von Gasen | |
DE2927156A1 (de) | Vorrichtung zum messen der sauerstoffkonzentration | |
DE3116344C2 (de) | ||
DE2543011A1 (de) | Einrichtung zur roentgenstrahlen- fluoreszenzanalyse | |
EP1005635A2 (de) | Ndir-fotometer zur mehrkomponentenmessung | |
DE3100082C2 (de) | ||
EP0087077A2 (de) | Messeinrichtung für die optische Gasanalyse | |
DE2430011C3 (de) | Zweistrahl-Photometer mit Interferenzfilter | |
DE3137660C2 (de) | Vorrichtung zur Messung des Konzentrationsverhältnisses zweier IR-,NIR-,VIS-oder UV-Strahlung an beliebiger Spektralposition absorbierender Gase in einer Gasmatrix | |
DE3544015C2 (de) | ||
DE4422400C2 (de) | Verfahren zur Bestimmung des Anteils eines 1. chemischen Stoffes in einem 2. chemischen Stoff oder Stoffgemisch | |
EP0053677B1 (de) | Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator | |
DE3740212C1 (de) | Spektroskopisch arbeitendes Infrarot-Hygrometer | |
EP0020877A1 (de) | Signalauswerterschaltung für ein Messgerät zur Messung der Extinktion | |
DE2422174A1 (de) | Gasanalysator | |
DE1917628A1 (de) | Verfahren zur beruehrungslosen Messung der Konzentration von Substanzen in bewegten Messgutbahnen |