DE2314827A1

DE2314827A1 - Verfahren und vorrichtung zum saeubern und heranfuehren von messtoffen in einen messkopf sowie automatisches saeubern dieses messkopfes

Info

Publication number: DE2314827A1
Application number: DE19732314827
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Warncke
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1973-03-24
Filing date: 1973-03-24
Publication date: 1974-09-26
Also published as: GB1440052A

Description

Bayer Aktiengesellschaft

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Zentralbereich Patente, Marken und Lizenzen

509 Leverkusen, Bayerwerk Ha/Gr

Verfahren und Vorrichtung zum Säubern und Heranführen von Meßstoffen in einen Meßkopf sowie automatisches Säubern dieses Meßkopfes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Säubern und Heranführen von Meßstoffen in einen Meßkopf sowie das automatische Säubern dieses Meßkopfes, bestehend aus Meßstoffküvette, Lichtquelle, Mittel zur Aussonderung einer Lichtfrequenz oder eines Lichtfrequenzbereiches und Lichtempfänger»

Derartige Meßköpfe sollen dort eingesetzt werden, wo sie vollständig von dem zu analysierenden Stoff gemisch umgeben sind. Die wichtigsten Anwendungsfälle sindj

1. Messungen an Gasen und Flüssigkeiten unmittelbar im Betriebsraum an ruhenden oder strömenden Betriebsstoffen

2. Analysen in Raum- oder Außenluft zur Immissionsüberwachung

3. Analysen in Raum- oder Außenluft zur Explosionswarnung.

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4. Flüssigkeitsanalysen an offenen Behältern oder in Gewässern.

In der deutschen Offenlegungssehrift 2 116 381 wird eine Meßkopfanordnung beschrieben, bei der die Küvettenwand, die außerhalb des Strahlenganges liegt, wenigstens teilweise für den Meßstoff durchlässig ist. Durch reine Diffusion gelangt der Meßstoff in die Küvette hinein und wird dort gemessen. Dadurch ist der Einsatz einer Pumpe, die den Meßstoff in die Küvette hineinzieht* erspart worden. Mit dieser Anordnung können nur sich langsam ändernde Zusammensetzungen des Meßstoffea erfaßt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, schnell ändernde Meßstoffzusammensetzungen zu bestimmen, wobei der Meßkopf ganz von dem zu analysierenden Stoffgamisch umgeben ist. Das Heranführen von Msßstoffan in einen separaten Analysenraum soll vermieden werden..

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wandung der Küvette, welche außerhalb des Strahlenganges liegt, wenigstens teilweise aus einen für den Meßstoff durchlässigen Filtermaterial besteht und im Inneren der Meßküvette geringerer Druck aufrechterhalten wird als im umgebenden Außenraum.

Die mit diesen e.rfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Heranführen der Meßstoffe in den Meßkopf unmittelbar im Produktstrom stattfindet. Ein Rohrleitungssystem, das die MeSstoffe aus dem Produktraum in einen davon abgetrennten Raum führt, wird nicht mehr benötigt. Durch den Einsatz unmittelbar im Produktstrom wird weiterhin erreicht, da kondensierbare

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Bestandteile in der gasförmigen Phase bleiben, daß das Filtrationsproblem des Meßstoffes wesentlich vereinfacht wird. Durch die Druckdifferenz zwischen Innenraum der Meßkttvette und dem umgebenden Außenraum kann man bestimmen, welche Menge pro Zeiteinheit des zu analysierenden Gemisches in die Küvette gelangen soll. Damit ist die Möglichkeit gegeben, schnelle Änderungen der Meßstoffzusammensetsung festzustellen.

Eine Modifizierung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht davon aus, daß der Küvetteninnenraum mit der Saugseite einer Pumpe verbunden ist. Dadurch kann unabhängig von den Anlagen drücken der Meßstoff in die Meßstoffküvette gesaugt werden.

Um unterschiedliche Druckbereiche innerhalb der Anlagen ausnutzen zu können, werden weitere Abwandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt. Einmal wird der Küvetteninnenraum über ein Drosselorgan mit einem Außenraum verbunden, dessen Absolutdruck kleiner ist als der Druck in der Umgebung der Küvette. Durch dieses Druckgefälle wird der Meßstoff in die Meßstoffküvette eingesaugt, ohne daß zusätzliche Energien aufgewendet werden müssen. Dieses modifizierte Verfahren wird besonders dann eingesetzt, wenn die jeweiligen Drücke auch über längere Zeiträume konstant bleiben,da dann das Drosselorgan einen gleichmäßigen Produktstrom durch die Küvette sicherstellt.

Treten in dem Außenraum,dessen Absolutdruck kleiner ist als der Druck in der Umgebung der Küvette,Druckschwankungen auf, so wird vorteilhafterweise ein Druckflußregler zwischen Küvetteninnenraum und diesem Außenraum angebracht, damit ein gleichmäßiger Produktstrom durch die Küvette fließt.

Eine weitere Modifizierung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt vor, wenn ein Säuberungsgas, das in dem ausgesonderten Frequenzbereich keine Absorbierung besitzt, in zeitlichen

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Abständen mit einen höheren Druck als in der Küvettenumgebung in die Küvette geleitet wird. Dabei strömt dieses Säuberungsgas durch das für Meßstoffe durchlässige Filtermaterial und säubert dieses Material von anhaftenden Partikeln.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus Lichtquelle, Meßstoffküvette, Mittel zur Aussonderung einer Lichtfrequenz oder eines Lichtfrequenzbereiches und Lichtempfänger .Derartige optische Meßköpfe ' für Betriebsphotometer werden so eingebaut, daß sie von dem zu messenden Medium umspült werden. In der deutschen Offenlegungsschrift 2 116 381 wird ein Meßkopf für Betriebsphotometer beschrieben, bei dem die Küvettenwand, die nicht im Strahlengang liegt, ganz oder teilweise für den Meßstoff durchlässig ist. Durch reine Diffusionsvorgänge gelangt das zu messende Medium in diesen Meßkopf. Bei diesen Meßkopf kann keine Zwangsdurchströmung der Küvette erfolgen. Deshalb ist sie nur für Messungen in Medien geeignet, deren Zusammensetzung sich höchstens sehr langsam ändert. Die für den Meßstoff durchlässige Küvettenwand hat.zur Aufgabe, eine statische Verbindung zwischen Lichtsender und Empfänger herzustellen und Diffusionsprozesse zuzulassen. Schnell ändernde Zusammensetzungen von Meßstoffen können mit dieser beschriebenen Vorrichtung nicht gemessen werden.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt eine Aufgabe zugrunde, einen optischen Meßkopf für Betriebsphotometer anzugeben, bei dem eine Zwangsbe strömung der Meßstoff küvette erreicht werden kann, und wobei der Meßstoff vor Eintritt in die Mtßetoffküvttt· gefiltert wird.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wandung der Küvette, welche außerhalb des Strahlenganges liegt, wenigstens teilweise aus einem für den Meßstoff durchlässigen Filtermaterial besteht, und daß eine Rohrleitung aus dem Küvetteninnenraum herausführt.

Die mit dieser Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß an der Rohrleitung,die aus dem Küvetteninnenraum herausführt, ein geringerer Druck angelegt werden kann als in der Umgebung des optischen Meßkopfes. Dadurch wird der Meßstoff durch die aus für den Meßstoff durchlässigen Filtermaterial bestehenden Wandung ins Innere der Küvette gesaugt und weitgehendet gereinigt.

In gewissen zeitlichen Abständen kann ein Säuberungsgas, das in dem ausgesonderten Frequenzbereich keine Absorbtion besitzt, mit höherem Druck als in der Küvettenumgebung in diese Küvette geleitet werden. Das Säuberungsgas tritt durch die aus Filtermaterial bestehenden Wandung nach außen, und säubert das Filtermaterial. Darüber hinaus kann dieses Säuberungsgas, das keine Absorption in dem ausgesonderten Frequenzbereich besitzt, auch als Nullgas verwendet werden, ^jm «inen automatischen Abgleich des BttrieJaphotomttere zu ermöglichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Figur 1 Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.

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Von einer Lichtquelle 1 gelangt die Strahlung in einen Küvettenraum 2 und durch ein optisches Filter 3 in Lichtempfänger 4. In dem optischen Filter 3 wird eine bestimmte Lichtfrequenz oder ein Frequenzbereich ausgesondert. An dem Anschlußrohr 6, das mit dem Küvetteninnenraum 2 verbunden ist, ist eine Pumpe 7 angebracht. Durch die Pumpe 7 wird im Küvetteninnenraum 2 ein geringerer Druck aufrechterhalten als er im umgebenden Meßmedium herrscht. Dadurch wird Meßmedium durch die Wandung 5, die aus Filtermaterial besteht, in den Küvetteninnenraum 2 gesaugt und gleichzeitig in der Wandung gesäubert.

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Claims

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Patentansprüche;

{ 1.j Verfahren zum Säubern und Heranführen von Meßstoffen in einen Meßkopf sowie automatisches Säubern dieses aus Idohtquell·, Meßetoffküvette, Mittel zur Aussonderung einer Lichtfrequenz oder eines lichtfrequenzberaiehee und Lichtempfängersbestehenden Meßkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (5) der Küvette, welche außerhalb des Strahlenganges liegt, wenigstens teilweise aus einem für den Meßstoff durchlässigen Filtermaterial besteht, und im Inneren (2) der Meßküvette ein geringerer Druck aufrechterhalten wird als im umgebenden Außenraum.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Küvetteninnenraum (2) mit der Saugseite einer Pumpe (6) verbunden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Küvetteninnenraum (2) über ein Drosselorgan einem Außenraum verbunden ist, dessen Absolutdruck kleiner ist als der Druck in der Umgebung der Küvette.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Küvetteninnenraum (2) über einen Durchflußregler mit einem Außenraum verbunden ist, dessen Absolutdruck kleiner ist als der Druck in der Umgebung der Küvette.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Säuberungsgas, das in dem ausgesonderten Frequenz-

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bereich keine Absorption besitzt, in zeitlichen Abständen mit höherem Druck als in der KUvettenumgebung in den Küvetteninnenraum (2) geleitet wird.

Optischer Meßkopf für Betriebsphotometer bestehend aus Lichtquelle, Meßstoffküvette, Mittel zur Aussonderung einer Lichtfreuenz oder eines Lichtfrequenzbereiches und Lichtempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung

(5) der Küvette, welche außerhalb des Strahlenganges liegt, wenigstens teilweise aus einem für den Meßstoff durch-=· lässigen Filtermaterial besteht,und daß eine Rohrleitung

(6) aus dem Küvetteninnenraum (2) herausführt·

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