DE2324049A1

DE2324049A1 - Photometrisches pruefgeraet

Info

Publication number: DE2324049A1
Application number: DE2324049A
Authority: DE
Inventors: Herman B Abrams; Arthur Leonard Vincent; Lawrence Eugene Wysocki
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1972-05-17
Filing date: 1973-05-12
Publication date: 1973-12-06
Also published as: JPS5331758B2; CA1023574A; DE2324049B2; FR2184922B1; DE2324049C3; FR2184922A1; US3796887A; GB1429198A; JPS4956688A; IT987475B

Description

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

FREIBURG I. BR.

Photometrisches Prüfgerät

Die Priorität der Anmeldung Nr. 254 098 vom 17. Mai 1972 in den Vereinigten Staaten von Amerika wird beansprucht.

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Erzeugung von Ausgangs-Signalen, die der Konzentration eines Bestandteils einer Mischung direkt proportional sind. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein photosensitives Meßsystem.

Ein Photometer wird darin zur Analyse von Emissionen aus Kaminen oder Essen beschrieben. Die meisten der verunreinigenden Gase, die sich in den Emissionen von Essen befinden, absorbieren entweder UV oder sichtbares Licht, und aus der absorbierten Lichtmenge kann die Konzentration des Gases bestimmt werden. Das Grundgesetz der Photometrie, auf dem die meisten Photometer basieren, ist das Beer¹sehe Gesetz. Dieses Gesetz setzt das absorbierte Licht mit der Konzentration des Absorbens in Beziehung:

309849/0865

A. Vincent et al 3-1-1

Log I - Log I = abc (1)

Darin ist I die Intensität des Lichtes von einer gegebenen Wellenlänge, wobei kein absorbierendes Gas vorhanden ist, I ist die Intensität nach Durchgang durch ein absorbierendes Gas, a ist eine Konstante, die nur von dem Gas und der Wellenlänge des verwendeten Lichtes abhängt, b ist die Weglänge des Lichtes durch * das absorbierende Gas, und c ist die Konzentration des absorbierenden Gases. Deshalb kann bei Kenntnis der Differenz des Logarithmus der Intensität des Lichts mit und ohne absorbierendem Stoff, der Konstante a und der Weglänge die Konzentration des absorbierenden Gases bestimmt werden. Unter einer Reihe von Bedingungen ändert sich in der Praxis die Weglänge nicht, so daß das Produkt aus der Konstanten a und der Weglänge eine Konstante ist, die durch Eichen des Photometers mit einer bekannten Konzentration des zu bestimmenden Gases ermittelt werden kann. Deshalb ist bei der Probeentnahme nur die Konzentration unbekannt und die Gleichung (1) kann für die Konzentration gelöst werden.

Bei einem Prüfgerät für Gichtgase nach dem Stand der Technik geht das Licht durch die Probe und dann teilt sich der Strahl in zwei Teile. Jeder Strahl läuft dann durch ein Filter. Das eine Filter erlaubt einen Lichtdurchgang bei einer Vergleichswellenlänge, die von dem Gas, dessen Konzentration gesucht wird, nicht absorbiert wird. Das andere Filter erlaubt einen Lichtdurchgang bei einer Wellenlänge, die durch das Gas absorbiert wird. Die Intensität der nichtabsorbierten Wellenlänge wird gegen die Intensität der absorbierenden Wellenlänge abgeglichen, wenn dort kein Gas vorhanden ist. Die nichtabsorbierende Wellenlänge kann deshalb zur Messung der Verglexchsintensität I benutzt werden. Durch Verwendung getrennter Bestimmungssysteme für jede Wellenlänge und die genaue Anwendung von logarithmischen Verstärkern und Diffe-

309849/0865 " ³ "

"³ " 23240A9

A. Vincent et al 3-1-1

renzverstärkern kann der Log I - Log I kontinuierlich bestimmt werden. Der Effekt einwirkender Gase wird aufgehoben, indem man den Vergleich erfaßt und die Wellenlänge mißt, so daß dort entweder keine Absorbtion stattfindet oder die gleiche Absorbtion bei jeder Wellenlänge. Irgendetwas, das die Intensität des Lichtes verändern könnte, wie z. B. Teilchen in der Probe oder verschmutzte Optik, hat auf beide Strahlen die gleiche Wirkung und beeinflußt die Analyse nicht.

Ein Nachteil bei dem beschriebenen Gerät nach dem Stand der Technik besteht darin, daß immer nur ein Gas bestimmt werden kann. Die Analyse eines weiteren Gases erfordert einen Wechsel der Filter. Und wenn es erforderlich ist, zwei Gase gleichzeitig zu bestimmen, wie es bei dem Schwefelrückgewinnungsverfahren nach Claus der Fall ist und auch häufig bei Emissionen von Kraftwerken, braucht man zwei Geräte.

Ein anderer Nachteil, der gewöhnlich bei dem erwähnten Gerät nach dem Stand der Technik und vielen anderen auftritt, ist der, daß für die Analyse die Probe der Esse entnommen werden muß. Dies erfordert gewöhnlich, daß die zum Gerät führende Probenleitung geheizt werden muß. Aber selbst dann ist die Probe nicht mit der Probe identisch, die der Esse entnommen wurde.Wahrscheinlich' sind sowohl Temperatur wie Druck wesentlich verschieden von den Werten, die man in der Esse findet.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik auszuräumen. Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 beschriebene photometrische Prüfgerät gelöst.

Ein Merkmal des erfindungsgemäßen Photometers besteht darin, daß die optische Weglänge in eine Esse hinein verlegt wird und daß die Gaskonzentration in der Umgebung der Esse gemessen wird.

309849 /.086 5 -4-

A. Vincent et al 3-1-1

Eine Sonde wird also in eine Esse eingebracht. Die Sonde hat einen Spiegel an dem in der Esse befindlichen Ende, so daß das Licht in die Sonde zu dem Spiegel hinuntergeführt wird und zurück zum Gerät reflektiert wird. Die Sonde hat viele Löcher, um einen freien Durchgang der Gichtgase zu gestatten. Sie hat auch Luftzuführungen,· damit die Sonde zur Einstellung auf Null und zur Eichung von den Gichtgasen gereinigt werden kann. Sowohl der Spiegel wie das Vorderfenster werden mittels eines Luftvorhangs gespült, um die Ablagerung von Material auf diesen optischen Flächen gering zu halten.

Sobald das Licht aus der Probensonde wieder in das Gerät eintritt, passiert es eine Filterscheibe_r die festlegt, welche Wellenlängen den Detektor erreichen. Diese Filterscheibe enthält fünf Lichtdurchlaßfilter, die zur gleichzeitigen Bestimmung von zwei unterschiedlichen Gasen ausreichen. Die Filter schließen eine herkömmliche Vergleichswellenlänge für jedes Gas und einen Eichfilter für jedes Gas ein. Das Eichfilter besteht aus einem Meßfilter in Verbindung mit einem neutralen Dichtefilter von bekannter Dichte. Das bekannte neutrale Dichtefilter stellt die Absorbtion einer bekannten Menge des zu messenden Gases dar.

Die Filterscheibe rotiert schnell (400 bis 1.200 Umdrehungen/min) und bei jeder Umdrehung wird die Intensität des Lichtes durch das Vergleichsfilter und durch wenigstens eines der anderen Filter gemessen. Wenn das Instrument die Probe analysiert oder wenn es auf Null stellt, wird das Meßfilter des einen oder der beiden Gase mit der Vergleichsgröße verglichen. Befindet sich das Gerät im Eichzustand, werden das eine oder beide Eichfilter mit der Vergleichsgröße verglichen. Bei dem Auf-Null-Stellen und Eichen wird die Sonde mit Luft gereinigt, die kein zu analysierendes Gas enthält.

- 5 309 8 4 9/0865

A.' Vincent et al 3-1-1

Das erfindungsgemäße Gerät kann zur Messung der Konzentration von einerr zwei_r drei oder mehr gasförmigen Substanzen benutzt werden, die Licht im sichtbaren oder UV-Bereich des Spektrums absorbieren. Solche Gase sind z. B. Schwefeldioxyd, Stickstoffdioxyd und Schwefelwasserstoff. Das Gerät kann deshalb zur Messung von Emissionen aus Kraftwerken und Rückgewinnungsöfen benutzt werden. Da es in der Lage ist, Schwefeldioxyd und Schwefelwasserstoff gleichzeitig zu messen, kann es zur Verfahrensk'ontrolle bei dem Schwefelrückgewinnungsverfahren nach Claus verwendet werden. Das Gerät kann auch zur Messung der Parameter bezüglich Rauchdichte und Trübung herangezogen werden. Das erfindungsgemäße Gerät kann auch zur Analyse von Verunreinigungen, die in dem Infrarotbereich des Spektrums absorbieren, eingesetzt werden.

Die oben beschriebenen und anderen Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verstehen.

In den lediglich als Erläuterung dienenden Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 eine graphische Darstellung des erfindungsgemäßen photometrischen Prüfgerätes,

Fig. 2 die Frontansicht der drehbaren Scheibe aus Fig. I₁.

Fig. 3 ein senkrechter Schnitt durch die Scheibe entlang der in Fig. 2 gezeigten Linie 3-3,

Fig. 4 ein Schnitt durch einen Teil der Scheibe entlang der in Fig. 2 gezeigten Linie 4-4,

Fig. 5 eine herausgelöste perspektivische Ansicht eines Teils der in Fig. 2 gezeigten Scheibe,

309849/0865

A. Vincent et al 3-1-1

Fig. 6 eine Graphik des elektrischen Teils des Prüfgeräts, Fig. 7 ein Blockdiagramm der Torschaltung aus Fig. 6,

Fig. 8 eine Graphik einer Abtast-Halte-Schaltung, von der in Fig. 6 fünf gezeigt werden,

Fig. 9 eine Graphik einer Gruppe von Kurvenformen,charakte-* ristisch für die Betätigung der Torschaltung aus Fig. 7,

Fig. 10 eine Seitenansicht einer Sonde, teilweise im Schnitt, die in einem Kamin oder einer Esse befestigt wird,

Fig. 11 ein Querschnitt der Sonde entlang der Linie 11-11 in Fig. 10,

Fig. 12 ein Querschnitt durch die Sonde entlang der Linie 12-12 in Fig. 10,

Fig. 13 und 14 weitere Querschnitte durch die Sonde entlang den Linien 13-13 und 14-14,

Fig. 15 ein Längsschnitt der Sonde aus Fig. IO entlang der Linie 15-15,

Fig. 16 ein senkrechter Schnitt durch das Gehäuse,das unmittelbar an die Sonde anschließt,

Fig. 17 ein Querschnitt entlang der Linie 17-17 in Fig. 16, und

Fig. 18 ein Schnitt entlang der Linie 18-18 in Fig. 16.

309849/0865 -7 -

A. Vincent et al 3-1-1

In Fig. 1 zeigt 20 ein photometrisches Prüfgerät, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und das eine Sonde 21 sowie ein Gehäuse 22 einschließt, das unmittelbar an der Sonde 21 angebracht ist.

lampe

Eine Quecksilberdampf/23 mit einem Sockel 24 ist in einer bestimmten Stellung in dem Gehäuse 22 innen angebracht. Eine Collimatorlinse 25 richtet das von der Lampe 23 ausgestrahlte Licht aus. Dieses Licht wird dann vom Spiegel 26 zum Spiegel 27 reflektiert, der an dem linken Ende der Sonde 21 in einer bestimmten Stellung zu dieser angebracht ist, wie Fig. 1 zeigt. Das vom Spiegel 26 reflektierte Licht wird dann von einem Punkt 29 auf dem Spiegel auf eine Scheibe 28 zurückreflektiert.

Wie noch erläutert wird, liegen bei 30 und 31 Ventile, um aus zwei Gründen die Luft unter Druck in die Sonde zu lassen. Der eine Grund ist die Errichtung eines "Luftvorhangs" an jedem Ende der Sonde 21, unmittelbar an den in Fig. 1 nicht gezeigten, darin befindlichen Fenstern, um diese Fenster sauber zu halten.

Die Luft kann auch zucperiodischen Reinigung der Sonde 21 zu Eichzwecken von jedem beliebigen Gas, mit Ausnahme von Luft, verwendet werden, wie noch beschrieben wird.

So kann in einer typischen Weise das Ventil 30 geöffnet werden, um einen Luftvorhang an jedem"Fenster zu errichten. Das Ventil 31 kann geöffnet werden, um die Sonde 21 mit Luft zu reinigen.

Fig. 2 zeigt eine Scheibe 28, bestehend aus einer Platte 32, mit daran befestigten Filtern 33, 34 und 35. Neutrale Dichtefilter 36 und 37 sind ebenfalls an der Scheibe 28 befestigt. Ein Schnitt entlang der Linie 3-3 würde der Fig. 3 entsprechen. Schnitte entlang den Linien B-B und D-D würden jedoch ebenfalls mit der Ansicht nach Fig. 3 identisch sein.

309849/0865

A. Vincent et al 3-1-1

Ein Filter 38 ist an der Platte 32 gemäß Fig. 4 unmittelbar neben dem neutralen Dichtefilter 36 befestigt. Ein Schnitt entlang der Linie C-C in Fig. 2 würde dem in Fig. 4 gezeigten entsprechen. Ein weiteres Filter 39 befindet sich unmittelbar neben dem neutralen Dichtefilter 37.

Das photometrische Prüfgerät 20 wird zur Bestimmung sowohl von Schwefeldioxyd wie auch Stickstoffdioxyd in Abgasen eingesetzt. Zu diesem Zweck kann das Filter 33 als Bezugsfilter bezeichnet werden,, das eine effektive Wellenlänge von 546 Nanometern besitzt. Das Filter 34 kann auch als SO₂-Meßfilter mit einer effektiven Wellenlänge von 313 Nanometern bezeichnet werden.

Filter 38 kann als SO₂-Eichfilter bezeichnet werden mit einer effektiven Wellenlänge von 313 Nanometer.

Filter 35 kann als NO₂-Meßfilter bezeichnet werden mit einer effektiven Wellenlänge von 435 Nanometer.

Filter 39 kann als NO₂-Eichfilter bezeichnet werden mit einer effektiven Wellenlänge von 435 Nanometer.

Obgleich die Erfindung auf keine Weise auf das Messen der Konzentration von SO₂ und/oder NO- beschränkt ist, können für den hierin beschriebenen Zweck die beiden neutralen Dichtefilter 36 und 37 den gleichen Teil der Lichtwellenlänge durchlassen. Dieser Anteil ist angenähert 1/1000 des Lichtes, das jedes Filter beleuchtet.

Wie Fig. 3 zeigt, befinden sich bei 40 und 41 mit Gewinde versehene Löcher für Kopfsschrauben, damit die Scheibe 28 an, einer noch zu beschreibenden Antriebswelle befestigt werden kann. Die Antriebswelle wird von einem Motor mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben, obgleich dies nicht kritisch ist.

309849/0865 " ⁹ "

A. Vincent et al 3-1-1

Wie Fig. 1 zeigt, befinden sich bei 42 und 43 magnetische Aufnehmer. Im Aufnehmer 42 wird ein Spannungsimpuls induziert; wenn eine ferromagnetische Schraube 44 daran vorbeikommt, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt wird.

Die Scheibe 28 hat ferromagnetische Metallstücke 45, 46, 47 und 48, wie Fig. 2 zeigt. Wenn diese Metallstücke den Aufnehmer 43 passieren, wird zu dem jeweiligen Zeitpunkt im Aufnehmer 43 ein Spannungsimpuls induziert. 49 ist ein aus rostfreiem Stahl hergestelltes Metallstück, das als Massenausgleich dient. Alle in Fig. 2 gezeigten Metallstücke befinden sich im gleichen Abstand. Das gleiche gilt für die Filter. Die Filter liegen ferner in der Mitte zwischen den" jeweils benachbarten Metallstückpaaren.

Wenn sich in Fig. 1 die Scheibe 28 dreht, passiert jedes Filter nacheinander den Lichtstrahl vom Spiegel 27. Was immer von jedem Filter oder jeder Filterkombination durchgelassen wird, wird dann von dem in Fig. 1 gezeigten Photovervielfacher 50, der einen Röhrenteil 51 und einen Sockel 52 besitzt, aufgenommen.

Jedes der in Fig. 2 gezeigten Metallstücke ist in einer bestimmten Stellung zur Platte 32 mittels eines Paares entsprechender Schrauben 53 und 54, gezeigt in Fig. 5, befestigt. Das in Fig. 5 gezeigte Metallstück 45 dient als Beispiel.,

In Fig. 6 werden die Aufnehmer 42 und 43, verbunden mit einer Torschaltung 55', gezeigt.

In Fig. 6 werden auch die Abtast-Halte-Schaltungen 57', 58', 59', 60' und 61' gezeigt.

Ein Meßfühler 56' wird in Fig. 6 ebenfalls gezeigt, der an dem einen Eingang der Abtast-Halte-Schaltung 57 und an den Eingängen

309849/0865 " ¹⁰ "

- IC -

A. Vincent et al 3-1-1

der Analog-Addierer 62'_r 63¹, 64· und 65* angeschlossen ist. Die Ausgangssignale der Addierer 62* bis 65* werden bei den Verbindungspunkten 66'_r 67', 68' und 69* jeweils abgenommen. Die Ausgangssignale an den Verbindungspunkten 66* bis 69' werden von den EingangsSignalen an den Verbindungspunkten 70', 71', 72' und 73' jeweils invertiert. Die Analog-Addierer 62' bis 65' sorgen für ein In-Null-Stellung-Bringen, wie noch beschrieben wird.

Die Analog-Addierer 62' und 63' sind im wesentlichen identisch mit den Analog-Addierern 64' und 65*. Die Analog-Addierer 64' und 65' werden deshalb nicht näher beschrieben.

Alle Eingangsverbindungspunkte 70* bis 73' werden an den Ausgang des Meßfühlers 56* angeschlossen. Der Analog—Addierer 62* weist bei 74* und 75' Verbindungspunkte auf. Der Verbindungspunkt 75' stellt auch eine herkömmliche Verbindung des Analog-Addierers 63' dar, da die gleiche konstante Spannung, + und -, im Fall der beiden Analog-Addierer 62' und 63' zugeführt wird. Der Analog-Addierer 63' schließt den Verbindungspunkt 77' ein.

Der Analog-Addierer 62 * enthält den zwischen den Verbindungspunkten 70* und 74' liegenden Widerstand 78*. Der Rückkoppelwiderstand 79' ist zwischen die Verbindungspunkte 74* und 66* geschaltet. Der Verbindungspunkt 66' ist an den Eingang der Abtast-Halte-Schaltung 58' angeschlossen. Der Verbindungspunkt 74' ist an den invertierenden Eingang des Verstärkers 80* angeschlossen. In gleicher Weise enthält der Analog-Addierer 63* den Verstärker 81*. Der Widerstand 82' liegt zwischen den Verbindungspunkten 74* und 75*. Der Widerstand 83' ist zwischen die Verbindungspunkte 75* und 77* geschaltet. Der Widerstand 84* liegt zwischen den Verbindungspunkten 71' und 77*. Der Rückkopplungswiderstand 85' ist zwischen die Verbindungspunk- , te 76* und 67' geschaltet. Die Verbindungspunkte 77' und 76' sind miteinander verbunden und an den invertierenden Eingang des Ver-

309849/0865 . - li -

A. Vincent et al 3-1-1

stärkers 81* angeschlossen. Die nichtinvertierenden Eingänge der Verstärker 80* und 81' sind geerdet.

Das Potentiometer 86' weist die Wicklung 87* und den Schleifer 88' auf. Der Widerstand 89' liegt zwischen dem Schleifer 88' und dem Verbindungspunkt 75'. Der Widerstand 90* führt vom oberen Ende der Wicklung 87' zum Potential +Vl, während der Widerstand 91' vom unteren Ende der Wicklung 87* zum Potential -V2 führt.

Die Torschaltung 55' hat Ausgangsleitungen a¹, b¹, c¹, d¹ und e¹, die jeweils an die Schaltungen 57* bis 61* angeschlossen sind.

10O¹ und 101* stellen ein weiteres Paar Analog-Addierer dar. Der einpolige Umschalter 102* besitzt einen an den Ausgang der Schaltung 58' angeschlossenen Kontakt 104' und einen an den Ausgang der Schaltung 59' angeschlossenen Kontakt 105*. Der einpolige Umschalter 103* hat einen an den Ausgang der Schaltung 60* angeschlossenen Kontakt 106^l und einen an den Ausgang der Schaltung 61' angeschlossenen Kontakt 107*. Die Umschalter 102* und 103* weisen die Kontaktarme 108' und 109* auf. Der Verbindungspunkt 110" ist an den Ausgang der Schaltung 57* angeschlossen.

Der Widerstand 115* liegt zwischen den Verbindungspunkten 110' und 111^r. Ein variabler Rückkopplungswiderstand 116' ist zwischen die Verbindungspunkte 111* und 113* geschaltet, während der Widerstand 117* zwischen dem Kontaktarm 108* und dem Verbindungspunkt 111* liegt. Der Widerstand 118' liegt zwischen den Verbindungspunkten 110* und 112*, während der Rückkopplungswiderstand 119* zwischen den Verbindungspunkten 112* und 114* liegt. Der Widerstand 120* liegt zwischen dem Kontaktarm 109' und dem Verbindungspunkt 112*. Der Differenzverstärker 121* hat einen am Verbindungspunkt 111' liegenden invertierenden Eingang und einen am Verbindungspunkt 113* angeschlossenen Ausgang. Der Differenz-

309849/0865 .- 12 -

A. Vincent et al 3-1-1

verstärker 122* hat einen am Verbindungspunkt 112' liegenden invertierenden Eingang und einen am Verbindungspunkt 114^r angeschlossenen Ausgang. Die beiden nichtinvertxerenden Eingänge des Verstärkers 121' und 122* sind geerdet.

Das Anzeigegerät 123' ist an den Verbindungspunkt 113°' angeschlossen und das Anzeigegerät 124' an den Verbindungspunkt 114¹.

Der Meßfühler 56' kann den Photovervielfacher 50 und die dafür nötige Schaltung enthalten, die beide von herkömmlicher Art sind. Darüber hinaus ist es üblich_r Photovervielfacher dazu zu benutzen, eine dem Logarithmus des Eingangssignals entsprechende Gleichspannung zu erzeugen. Entsprechend der Erfindung sind jedoch keine logarithmischen Verstärker,- die ständig ungenau sind,, oder andere Anordnungen zur Erzeugung eines dem Logarithmus der Konzentration direkt proportionalen Ausgangssignals erforderlich".

Das Anzeigegerät 123^f kann einfach ein für Konzentration (beispielsweise Volumen pro Volumeneinheit, also Dichte) geeichtes Voltmeter sein. Gegebenenfalls kann das Anzeigegerät 123' ein registrierendes Voltmeter sein. Das Anzeigegerät 124' kann mit dem-Anzeigegerät 123* identisch sein, falls gewünscht. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.

Wie Fig. 7 zeigt, kann die Torschaltung 55' einem Binärzähler mit zusätzlichen Torschaltungen ähneln. Der Aufnehmer 42 kann als ¹¹ Hi If sauf nehmer" bezeichnet werden und der Aufnehmer 43 als "Hauptaufnehmer".

In Fig. 7 werden Flipflop-Schaltungen A, B und C gezeigt, die entsprechende "1-Eingänge" und "0-Eingänge" besitzen. Die Flipflop-Schaltungen A, B und C werden durch die entsprechenden Torschaltungen angesteuert und liefern Ausgangssignale an die anderen Torschaltungen.

309849/0865

- 13 -

A. Vincent et al 3-1-1'

Der "l-Eingang" der Flipflop-Schaltung A wird von den UND-Schaltungen 109 und 110 über die ODER-Schaltung 111 und deren "O-Eingang" von den ODER-Schaltungen 112, 113 sowie die UND-Schaltung gesteuert. Der "1-Eingang" der Flipflop-Schaltung B wird von der UND-Schaltung 114" und deren "O-Eingang" von der UND-Schaltung über die ODER-Schaltung 116 gesteuert. Der "l-Eingang" der Flipflop-Schaltung C wird von der UND-Schaltung 117 und deren "O-Eingang" vom HiIfsaufnehmer 42 gesteuert. Die logischen Gleichungen für die Steuerung lauten dann:

IA = Ä" · B · C · Cp + Ä · B - C · Cp

OA = (A + C) · Cp + R

IB = A-C-Cp

OB = C · Cp + R

IC = A · B · Cp

OC = R r wobei

Cp die Ausgangsimpulse des Hauptaufnehmers 43 darstellt und R die Ausgangsimpulse des HiIfsaufnehmers 42.

Der Zähler zählt dann nach der folgenden Wahrheitstabelle:

Zählschnitt	C	B	A
0	0	0	0
1	0	0	1
2	0	1	0
3	O	1	1
4	1	0	0
0	O	O	O
1	0	0	1

Der Zähler wird durch jeden Ausgangsimpuls des Hilfsaufnehmers 42 auf "0" gesetzt. Der Zähler hat daher lediglich fünf unterschied-

309849/0865 - i-4 -

A. Vincent et al 3-1-1

liehe stabile Zustände. Jeder dieser Zustände wird durch die UND-Schaltungen 118, 119, 120, 121 und 122 festgestellt, die die" entsprechenden in Fig. 7 gezeigten Ausgangsleitungen a¹, b¹ , c¹ , d¹ und e¹ besitzen. Die logischen Beziehungen der einzelnen UND-Schaltungen lauten dann: ABC, .ABC, ABC, ABC und ABC.

Die Ausgangssignale der UND-Schaltungen 118, 119, 120, 121 und von Fig. 6 sind entsprechend mit den Abtast-Halte-Schaltungen 5*7', 58¹, 59^f, 60' und 61¹ verbunden.

Jede Abtast-Halte-Schaltung nach Fig. 6 kann mit der Abtast-Halte-Schaltung 124 nach Fig. 8 identisch sein, die den mit dem Meßfilter 56 am Verbindungspunkt 126 angeschlossenen Probenschalter enthält. Die Zeit, in der der Schalter 125 geschlossen ist, wird durch die Impulsbreite des Ausgangssignals einer der UND-Schaltungen 118 bis 122 nach Fig. 7 bestimmt. Entsprechend ist eine solche UND-Schaltung am Schalter 125 über die Leitung 127 angeschlossenJ Der Speicherkondensator 128 ist über den Verbindungspunkt 126 mit Masse verbunden. Der.Ausgangsverstärker 129 ist am Verbindungspunkt 126 angeschlossen.

Über die Leitung 127 werden Impulse der in Fig. 9 gezeigten Art an den Schalter 125 gelegt. Die Ausgangsimpulse der UND-Schaltungen 118, 119, 120, 121 und 122 sind jeweils bei a, b, c, d und e in Fig. 9 gezeigt.

Man erkennt in Fig. 9, daß jeder der Impulszüge a, b, c, d und e Impulsgruppen aufweist, die innerhalb der Gruppe dieselbe konstante Impulsbreite haben. In Fig. 9 ist auch die Pulsfrequenz der Impulsgruppen untereinander gleich, nur die Phase ist verschoben. Man erkennt, daß ein Impuls am Ende des vorhergehenden beginnt. Die Impulsbreite ist gleich 1/5 der Periodendauer.

- 15 309849/0865

- in -

A. Vincent et al 3-1-1

In Fig. IO wird die Sonde 21 genauer beschrieben. Eine Platte stellt die Kaminwand dar. Ein Befestigungszylinder 131 ist in einer Bohrung 132 der Platte 130 an den Punkten 133 und 134 durch Schweißen befestigt.

Ein Ring 135 ist an dem Zylinder 131 angeschweißt oder auf irgendeine andere nicht gezeigte Weise befestigt. Eine Platte 136 ist an dem Ring 135 durch die nicht gezeigten Schraubbolzen angeschraubt. Die Platte 136 ist an dem Gehäuse 22 befestigt, wie in Fig. 1 und 16 gezeigt wird.

Die Platte 136 in der Fig. 10 besitzt eine Ringnut 137, in der ein transparentes Fenster 138 befestigt ist. Die Platte 136 besitzt ferner eine Aussparung 139, in der ein Hohlzylinder 140 eingepaßt ist.

Der Hohlzylinder 140 weist bei 141 Löcher auf, die sich vollständig um ihn herum und über seine ganze Länge erstrecken. Die Löcher befinden sich auch an den entgegengesetzten Enden, gezeigt in Fig. 13 unter 142. Die Löcher 141 werden nochmals in Fig. 12 gezeigt. Zwei hutförmige Teile 143 und 144 werden ebenfalls in Fig» gezeigt. Der Teil 144 bedeckt eine Reihe von Löchern 145. Auf diese Weise wird Luft zur Reinigung der Sonde 21 in das Innere des Teils 144 geleitet. Wie aus Fig. 10 zu erkennen ist, ist der hutförmige Teil 144 an seinem linken Ende verschlossen. Dieser Abschluß kann jedoch nicht gesehen werden, weil ein Teil des Ringes 146 entsprechend dem Schnitt entfernt wurde.

Wie Fig. 10 zeigt, kann der Teil 144 am rechten Ende geschlossen sein, ausgenommen die eingesetzte Röhre, aus der Luft unter Druck in den Teil 144 und damit durch eine Reihe von Löchern 145 in das Innere des Zylinders 14O einströmen kann. Die Löcher 145 können gegebenenfalls den gleichen Längenabstand besitzen wie die Löcher 141.

309849/0865 - 16 -

» - 16 -

A. Vincent et al 3-1-1

Wie Fig. 10 zeigt, kann gegebenenfalls eine O-Ringdichtung 147 zwischen der Platte 136 und dem Ring 135 vorhanden sein.

Der in Fig. 12 gezeigte Teil 143 dient zur Errichtung eines Luftvorhangs an den entgegengesetzten Enden des Zylinders 140. Das Fenster gegenüber Fenster 138 ist bei 148 in dem Ring 146 fixiert. Die Luftvorhänge sind vorgesehen, weil zwischen dem in Fig. 12 gezeigten hutförmigen Teil 143 mit Ausnahme der Enden desselben bei 149_r 150 und 151 in dem Hohlzylinder 14Q der Fig. 14 keine Löcher vorhanden sind. Die Ansicht nach Fig. 14 wäre die gleiche wie die Linie E-E in Fig. IQ.

Der Spiegel 2? wird erneut in Fig. 10 und 11 gezeigt, fixiert an dem am Bügel 153 befestigten Träger 152. Der Bügel 153 ist am Zapfen 154 befestigt, der sich im Träger 155 dreht. Der Spiegel 27 ist durch Einstellung der Schraube 156, die eine Feststellmutter besitzt, drehbar.

Nicht gezeigte Schrauben sind in den durch den Träger 155 gehenden Löchern 158 verschiebbar und in den Ring 146 eingeschraubt.

Das Gehäuse 22 in Fig. 15 weist öffnungen 159 und 160 auf, durch die Luft zur Erzeugung eines Luftvorhangs oder zur Reinigung hindurchgehen kann. Wenn gewünscht, können die Lufteinlaßröhren 161 und 162 in den öffnungen 159 und 160 eingedichtet werden. Die hutförmigen Teile 143 und 144 bilden mit dem Zylinder Durchlässe 163 und 164, wie in Fig. 15 gezeigt wird.

Der Durchlaß 163 ist mit der öffnung 159 über das Loch 165 in der Platte 136 verbunden. Ähnlich steht der Durchlaß 164 mit der öffnung 160 über das Loch 166 in Verbindung. Wunschgemäß können die Löcher 165 und 166 hinsichtlich Größe und Form gleich sein. Sie können auch im wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein, wobei ihre Achsen in einer Ebene durch die Achse des Zylinders 140

309849/0865 - 17 -

A. Vincent et al 3-1-1

liegen. Die Löcher 165 und 166 können eine Neigung von 45° besitzen.

In Fig. 16 besteht das Gehäuse aus Front- und Seitenplatten 167 und 168. Das Gehäuse 22 besteht ferner aus Deck- und Bodenplatten 169 und 170. Das Gehäuse 22 besteht ferner aus zwei Seitenplatten 171 und 171', von denen nur eine in Fig. 16 gezeigt wird. Alle Platten 167 bis 171 und 171' sind miteinander auf irgendeine herkömmliche Weise verbunden. Sie bilden vorzugsweise eine rechteckige Schachtel, die lichtdicht ist. In Bezug darauf ist in Fig. 10 eine perforierte Röhre enthalten, die vom Zylinder 140 getrennt, jedoch konzentrisch zu ihm liegt und die zu den öffnungen 141 versetzte öffnungen besitzt, damit das Licht in der Esse gehindert wird, in den Photovervielfacher 50 einzudringen.

Die Lampe 23, die Linse 25 und der Spiegel 26 werden erneut in Fig. 16 gezeigt. Entsprechend der Tatsache, daß der Schnitt nach Fig. 16 gegenüber dem im Gehäuse 22 in Fig. 1 gezeigten Teil des Gerätes ziemlich vergrößert ist, erscheinen die Linien 172 und 173, die einen einzigen zentralen Lichtstrahl darstellen, als Parallele. Das stimmt, weil der Winkel, den diese Linien miteinander bilden/ sehr gering ist. Der senkrechte Abstand zwischen den Linien 172 und 173 ist im Vergleich zum Abstand des Spiegels 27 vom Spiegel in Fig. 1 sehr klein. Beachte die Linien 172 und 173 in Fig. 1. Der Winkel, den sie zusammen bilden, beträgt ca. 1°. Wenn gewünscht, können die Fig. 2, 3, 4 und 10 bis 18 als Zeichnungen natürlicher Größe betrachtet werden.

Der Spiegel 26 ist nach Fig.18 in einer Anordnung befestigt, die einem Aufhängebügel entspricht. Der Spiegel 26 ist an dem Träger befestigt.

- 18 309849/0865

A. Vincent et al 3-1-1

In Fig. 18 ist eine Stützvorrichtung 175 im Gehäuse 22 angebracht. Der Träger 174 ist auf der Kugel 176 drehbar, die in der Rille 177 im Bauteil 175 und in der Rille 178 im Träger 174 sitzt.

Der Träger 176 hat auch einen in ihm eingepaßten Stift 179, so daß er in dem Loch 180 des Verbindungsteils 181 fest sitzt. Der Stift 179 ist auf diese Weise in Bezug auf den Teil 181 fixiert.

Wie in Fig. 18 gezeigt wird, ist eine Einstellwelle 182 an einer Kugel 183 befestigt, die in jeder Richtung bis zu einer bestimmten Abweichung aus ihrem Zentrum heraus drehbar ist. Ein gerädelter Knopf sitzt am oberen Ende der Welle 182. In der Platte 171' befindet sich die Rille 185, in der ein O-Ring 186 durch die Platte 187 gehalten wird, die an der äußeren Oberfläche der Seitenplatte 171^l durch drei Kopf schrauben 188 befestigt ist, von denen der Klarheit wegen nur eine in Fig. 18 gezeigt wird.

Eine Stummelwelle 19Ο ist an dem unteren Ende der Kugel 183 befestigt. Die Scheibe 189 ist an dem Ende der Stummelwelle 190 befestigt. Im Loch 192 der Scheibe 189 sitzt der Stift 191 und ist auf diese Weise in einem bestimmten Verhältnis zu ihr fixiert. Der Stift 191 erstreckt sich in das Loch 193, das durch den Teil 181 geht. Der Sitz zwischen dem Stift 191 und dem Loch 193 ist locker und gestattet eine Bewegung der Teile, wenn die Kugel 183 um die Achse durch ihr Zentrum senkrecht zu der Zeichnung der Fig. 18 gedreht wird.

Das Loch 180 im Teil 181 geht durch den ganzen Teil 181 hindurch. Eine Kugel 194 bedeckt das obere Ende des Loches 180 und dient als Lager für den Teil 181. Eine Blattfeder 195 ist an dem Bauteil 175 durch zwei Schrauben 196 befestigt, von denen nur eine in Fig. 18 gezeigt wird. Die Blattfeder 195 besitzt ein Loch 197, dessen unteres Ende durch die Kugel 194 bedeckt wird.

309849/0865 -19.-

A. Vincent et al 3-1-1

Der Teil 181 weist eine Aussparung 198 auf, in der eine Schraubenfeder 199 sitzt, mit der Aufgabe, den Teil 181 mehr oder weniger gegen die rechte Fläche des Stiftes 191 zu drücken, wie Fig. 18 zeigt.

Das in das Gehäuse 22 in Richtung der Linie 173 eintretende Licht geht darauf durch eines der Filter 33, 34 oder 35, oder durch beide Filter 36 und 38 oder beide Filter 37 und 39.

Obgleich die Scheibe 28 kontinuierlich mit einer im wesentlichen konstanten Winkelgeschwindigkeit rotiert, wird wieder eine ihrer Positionen während der Rotation in Fig. 16 gezeigt. Die Scheibe 28 wird mit dem Filter 33 gezeigt. Das Licht kann so den Phötovervielfacher 5O passieren, indem es durch eine zylindrische öffnung 201 der Frontplatte 167 im Gehäuse 22 eintritt und durch das Filter 33 und durch einen Filterstopfen 2O2 geht.

Das"in Richtung der Linie 172 strahlende Licht tritt durch eine zylindrische öffnung 203 im Gehäuse 22 aus. Die Scheibe 28 hat eine zentrale zylindrische Bohrung 204, durch die sich eine zylindrische Welle 205 erstreckt, die Scheibe 28 ist an die Welle 205 · mittels zweier Stellschrauben 2OO befestigt,' die in den entsprechenden, mit Gewinde versehenen Löchern 40 und 41 sitzen. Die Welle 205 wird in einer fixierten axialen, aber drehbaren Stellung in herkömmlichen Lagern 206 und 207 gehalten, die wiederum an der Stützvorrichtung 175 befestigt sind.

Ein herkömmlicher elektrischer Motor 2O8 ist mit der Ausgangswelle 209 versehen, die an der Antriebsscheibe 210 befestigt ist. Eine Gummischicht ist bei 211 am Rande der Scheibe 210 aufgebracht. Die Scheibe 28 und der Motor 208 werden dann in solchen Stellungen befestigt, daß die Schicht 211 einen Friktionsantrieb der Scheibe 28 an dem zylindrischen Teil 212 der Nabe 213 der Scheibe 28 bewirkt. Ganz der herkömmlichen Weise entsprechende

309849/0865

- 20 -

A. Vincent et al 3-1-1

Aufnehmer 42 und 43 werden wieder in Fig. 16 gezeigt.

In Fig. 16 fehlen entsprechend dem durchgeführten Schnitt die Metallstücke 47 und 48. Das Metallstück 46 wurde aus Gründen der Obersicht weggelassen.

Wie in Fig. 17 gezeigt wird, können die Seitenplatten 171 und 171' auf Wunsch die Verengungen 214 und 215 besitzen.

Wie Fig. 17 zeigt, ist auch die Platte 136 an dem Gehäuse 22 durch in die Platte 136 eingeschraubte Kopfschrauben 216 und 217 fixiert, die durch die entsprechenden Löcher 218 in den Ansätzen 219 gehen, die an den entgegengesetzten Seiten der Seitenplatten 171 und 171' befestigt sind.

Die Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung liefert eine Anzeige, registriert oder nicht, der Konzentrationen von SO₂ und in Gichtgasen.

Ein herausragendes Merkmal der Erfindung ist die Verwendung der Sonde 21, die sich wirklich in eine Esse hinein erstreckt. Dies löst viele Probleme in Bezug auf den Transport einer Probe von Gichtgasen von der Esse zu dem Gerät, das der Konzentrationsanzeige dient.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung beruht auf der Verwendung einer Vergleichs-Meß-Eich-Anordnung in einem Zeitteilverfahren, bei der der gleiche optische Weg nicht nur für das Vergleichsfilter, sondern auch für das Meßfilter und das Eichfilter des zu bestimmenden Gases gewählt wird. Darüber hinaus kann ein einfaches Vergleichsfilter benutzt werden, um die Konzentration von mehr als einem Gas anzuzeigen. Es können z. B. nicht nur zwei, sondern drei oder mehr Gase gleichzeitig gemessen werden.

309849/0865

- 21 -

A. Vincent et al 3-1-1

Wie zuvor dargelegt, ist es üblich, einen herkömmlichen Photovervielfältiger wie den Photovervielfältiger 50 zur Erzeugung eines Ausgangssignals zu benutzen, das eine logarithmische Funktion des ihn beleuchtenden Lichtes ist. Dies geschieht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Es ist deshalb nicht notwendig, das Ausgangssignal nach der vorliegenden Erfindung auf irgendeine andere Weise linear zu machen, da das Beer¹sehe Gesetz eine logarithm!sehe Funktion hereinbringt. Für die logarithmische Funktion im Beer'sehen Gesetz sorgt die logarithmische Funktion, die der Photovervielfächer 50 und die angeschlossene Schaltung liefert. Der Meßfühler 56 in Fig. 6 kann, wie zuvor erwähnt, den Photovervielfacher 50 einschließen und er kann mit dem logarithraischen Photometer gemäß Seite 99 aus dem "RCA Photomultiplier Manual", herausgegeben von RCA Electronic Components, Harrison, New Jersey (1970) identisch sein.

Während der Funktion des photometrischen Prüfgerätes 20 nach Fig. 1 liefert die Lampe 23 Licht, das durch die Linse 25 gerichtet und durch den Spiegel 26 zum Spiegel 27 hin reflektiert wird. Das Licht durchläuft so das Innere des Zylinders 140 aus Fig. 10 entlang der in Fig. 1 gezeigten Linie 172. Nachdem es den in Fig. 1 gezeigten Spiegel 27 erreicht hat, wird das Licht entlang der Linie 173 durch die im Inneren des Zylinders 140 sich befindlichen Gase zurückreflektiert.

Der Lichtdurchgang entlang den Linien 172 und 173 ergibt ein Licht von der dem Absorbtionsspektrum von SO₂ und/oder N0_ entsprechenden Wellenlänge, jedoch entsprechend abgeschwächt. Bei Kenntnis der Absorbtionsspektren von S0„ und/oder NO _ ist es sogar möglich, nicht nur die Anwesenheit oder Abwesenheit von SO₂ und NO₂ in der Gichtgasmischung zu bestimmen, sondern auch die Konzentration von SO₂ und NO₂ darin.

Die Verwendung des Bezugsfilters 33 ist zur Erreichung der nötigen

309849/0865 -22-

A. Vincent et al 3-1-1

Ausgangssignale erforderlich, damit die Konzentration aus dem Beer'sehen Gesetz abgeschätzt werden kann.

Das Meßfilter 34 ist zur Durchführung der SC^-Konzentrationsbestimmung nach dem Beer'sehen Gesetz erforderlich. Das Meßfilter ist zur NCL-Messung nach dem Beer'sehen Gesetz erforderlich. Die Filter 36 und 38 dienen zur Eichung im Hinblick auf die SO₂-Messung,während die Filter 37 und 39 zur Eichung bei der NO₂-Messung dienen.

Wie schon zuvor dargelegt, wird die Scheibe 28 durch den Motor mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit in Drehung versetzt. Eine derartige Drehung bringt die Filter 34, 38, 35 und nacheinander an den Ort, wo das Bezugsfilter 33 in Fig. 16 aufscheint. Der Photovervielfacher 50 "sieht" das Licht, das durch jedes Filter geht. So zeigt während aufeinanderfolgender Perioden das Ausgangssignal des Photovervielfachers 50 eine Lichtintensität an, die den jeweiligen Filtern entspricht.

Der Ausgang des Meßfühlers 56' in Fig. 6 ist dem Logarithmus der Intensität des zu diesem Zeitpunkt durch eins oder zwei der Filter gehenden Lichtes direkt proportional. Das Ausgangssignal des Meßfühlers 56' ist so mehr oder weniger ein zeitanteiliges Signal. Obgleich das Ausgangssignal des Meßfühlers 56' auf alle Abtast- und Halte-Schaltungen 57' bis 61' wirkt, verkörpert jede Abtast- und Halte-Schaltung nur 1/5 der Gesamtinformation bei einer bestimmten Zeit, entsprechend dem einen speziellen Filter, wie durch die Aufnehmer 42 und 43 und die Torschaltung 55' bestimmt wird. So hat z. B. das Tor 118 in Fig. 7 ein Ausgangssignal a in Fig. und öffnet das Tor der Abtast- und Halteschaltung 57", um nur dann das Ausgangssignal des Meßfühlers 56' abzutasten, wenn das Filter in dem der Linie 173 folgenden Lichtstrahl liegt, wobei die Scheibe 28 sich in der in den Fig. 3 und 16 gezeigten Stellung befindet.

309849/0865

- 23 -

A. Vincent et al 3-1-1

Die Abtast- und Halteschaltung 57* entspricht so dem Filter 33, während die Abtast- und Halteschaltungen 58', 59', 60' und 61¹ den Filtern 34, 38_r 35 und 39 entsprechen. In ähnlicher Weise entsprechen die UND-Schaltungen Il8_r 119, 120, 121 und 122 den entsprechenden Filtern 33, 34, 38, 35 und 29.

Für einen Teil der Eichung werden die Schalter 102' und 103" in die durch Striche angezeigte Stellung gebracht. Die Stellung des Schleifers 88* auf der Potentiometerwicklung 87' wird dann variiert, bis das Anzeigegerät 123' eine Null betragende Ausgangsspannung anzeigt. Die Einstellung des entsprechenden Potentiometers 86" wird ähnlich variiert, bis das Anzeigegerät 124' eine Ausgangsspannung von der Größe Null aufweist.

Auf Wunsch kann man eine Ausgangs spannung benutzen, die in der Lage ist, an den Anzeigegeräten 123' und 124' eine volle Skalenanzeige zu ergeben, um z.B. eine Konzentration von 3,0 anzuzeigen, wenn die neutralen Dichtefilter 36 und 37 jeweils 1/1000 der Lichtintensität durchlassen, die dieselben bei allen Wellenlängen beleuchtet. Es ist zu bemerken, daß eine Korrelation besteht und daß der Logarithmus von 1000 zur Basis 10 3,0 ist.

Der Bereich wird eingestellt, indem man die Schalter 102' und 103' in ihre der ausgezogenen Linie entsprechende Stellungen bringt. In diesem Fall ist der Widerstand des Widerstandes 116' geregelt,bis das Anzeigegerät 123* den vollen Skalenausschlag zeigt. In ähnlicher Weise wird der Widerstand des Widerstandes 119' variiert, bis das Anzeigegerät 124* vollen Skalenausschlag zeigt.

Zum Betrieb nach Korrektur der Nullstellung und des Bereiches werden die Schalter 102' und 103' wieder in ihre der gepunkteten Linie entsprechenden Stellungen geschoben. Der Motor 208 verbleibt unter Energiezufuhr, die Scheibe 28 rotiert mit konstanter Winkel-

- 24 309849/0865

A. Vincent et al 3-1-1

geschwindigkeit und die Anzeigegeräte 123' und 124' greifen ab. Bei einem derartigen Abgreifen erzeugt das Anzeigegerät 123' einen der Konzentration von SO_ in der Mischung der Abgase direkt proportionalen Anzeigeimpuls. Das Anzeigegerät 124* ergibt eine der Konzentration von NO₂ in den Abgasen direkt proportionale Anzeige.

Die an den Kontaktarmen 108' und 109 aufscheinenden Signale werden von den Signalen abgezogen, die an den Ausgang der Abtast- und Halteschaltung 57' auftreten, da die Verstärker 80', 81', 80" und 81" sämtlich invertierende Verstärker sind, und eine Subtraktion entsprechend dem Beer'sehen Gesetz erforderlich ist.

Es ist zu bemerken, daß die Ausgangssignale der Verstärker 121' und 122' in Fig. 6 nicht nur zum Betreiben eines Voltmeters benutzt werden können, sondern auch zum Antrieb anderer Geräte wie z. B. eines Verfahrensreglers.

Der in der Beschreibung und den Ansprüchen benutzte Ausdruck "Licht" ist so definiert, daß er sowohl sichtbares wie für das menschliche Auge unsichtbares Licht einschließt. Das ist zutreffend, obwohl die vorliegende Erfindung besonders zur Verwendung im UV-Bereich geeignet ist.

Der Ausdruck "Konzentration", wie er hier und in den Ansprüchen verwendet wird, ist so definiert, daß er den Volumprozentgehalt eines Stoffes in einer Stoffmischung einschließt, jedoch nicht darauf begrenzt ist.

Das Wort "anzeigen", wie es hier in irgendeiner Form angewendet wird, ist so definiert, daß es die Erzeugung eines Signals bedeutet, dessen Größe der Konzentration direkt proportional ist.

309849/0865

- 25 - ■

A.Vincent et al 3-1-1

lampe
Die Quecksilberdampf 23 kann irgendeine herkömmliche Lampe mit dem charakteristischen Quecksilberspektrum sein. Eine zufriedenstellende Lampe wird jedoch unter dem Handelsnamen "Pen-Ray" verkauft und besitzt die Modell-Nr. llSC-2.

Obgleich als Röhre 50 jede herkömmliche Photovervielfacherröhre benutzt werden kann, hat es sich gezeigt, daß eine besonders geeignete Röhre das von der Radio Corporation of America vertriebene Modell IP28 ist.

In Fig. 16 verhindert eine Kappe 23*, daß Licht von der Lampe den Photovervielfacher 50 auf einem anderen Weg als entlang der Linie 173 erreicht.

Es wird deutlich, daß das obere Ende des Widerstandes 90' in Fig. 6 nicht mit dem Widerstand 78' verbunden ist. Der Widerstand 91' ist nicht an dem Widerstand 84' angeschlossen. Das gleiche gilt für die entsprechenden Widerstände 64' bis 65'.

309849/0865

Claims

A. Vincent et al 3-1-1

PATENTANSPRÜCHE

(Ί-J Photometrisches Prüfgerät mit einem lichtdichten Gehäuse und einer darin angebrachten beweglichen Scheibe, dadurch gekennzeichnet_r daß an der Scheibe wenigstens zwei Lichtfilter in unterschiedlichen Stellungen angebracht sind, daß eine Lichtquelle vorhanden ist, deren Licht über ein Spiegelsystem durch eine Gasmischung hindurchgeht, und daß das Licht anschließend die Filter passiert, wenn die Scheibe bewegt wird, daß eine Antriebsvorrichtung für die Scheibe vorhanden ist, daß das erste Filter einen Durchlaßbereich bei einer Wellenlänge besitzt, bei der ein bestimmtes Gas noch keine wesentliche Absorbtion zeigt, daß das zweite Filter einen Durchlaßbereich bei einer Wellenlänge besitzt, bei der das Gas eine merkliche Absorbtion zeigt, daß ein Photovervielfacher, der ein logarithmisches Ausgangssignal abgibt, so in dem Gehäuse befestigt ist, daß er das von der Lichtquelle ausgehende und das durch die Gasmischung und durch die Filter hindurchgegangene Licht empfängt, daß erste und zweite Schaltungen an den Photovervielfacher angeschlossen sind, um das Ausgangssignal des Photovervielfachers während zweier verschiedener Zeiten abzutasten und zu halten, daß das Licht erste und zweite Filter passiert, und daß eine Anzeigeeinrichtung an die Schaltungen angeschlossen ist, um den Unterschied in dem Ausgangssignal des Photovervielfachers zu den zwei verschiedenen Zeiten anzuzeigen, wobei der Unterschied der Konzentration des zu bestimmenden Gases direkt proportional ist.
2. Photometrisches Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sonde in einer Esse befestigt ist, daß die Sonde eine perforierte Wand besitzt, daß das Licht auf den Photovervielfacher gelenkt wird, daß eine der Schaltungen einen an den Photovervielfacher angeschlossenen invertieren-

309849/0 865 - - ₂7 -

A. Vincent et al 3-1-1

den Verstärker enthält, daß zur Reinigung des Inneren der Sonde mit Luft eine entsprechende Einrichtung an die Sonde angeschlossen ist, daß der Verstärker ein einstellbares Eingangssignal besitzt, um das Ausgangssignal der Anzeigeeinrichtung auf Null zu stellen, während die Sonde gereinigt wird.
3. Photometrisches Prüfgerät nach Anspruch I₁. dadurch gekennzeichnet_r daß auf der Scheibe ein drittes Filter in einer zu der des ersten und zweiten Filters verschiedenen Stellung sitzt, daß der Strahlengang des Lichtes so eingerichtet ist, daß Licht durch die Gasmischung und bei Bewegung der Scheibe anschließend durch jedes der Lichtfilter geht, daß das dritte Lichtfilter einen Durchlaßbereich entsprechend der zweiten Wellenlänge aufweist, daß ein neutrales Dichtefilter in den das dritte Lichtfilter durchlaufenden optischen Strahlengang eingeschaltet ist_r eine Halte- und Abtastschaltung mit dem Photovervielfacher verbunden ist, um das Ausgangssignal davon während der Zeit abzutasten und zu halten, in der der Photovervielfacher durch das Licht beleuchtet wird, das durch das dritte Lichtfilter und das erste neutrale Dichtefilter geht, und daß ein einpoliger Umschalter einen mit der Anzeigeeinrichtung verbundenen Pol wie ferner einen Kontakt besitzt, verbunden mit den Ausgangssignalen der zweiten und dritten Schaltung, daß zu der Anzeigeeinrichtung ein Verstärker mit einer einregelbaren Verstärkung gehört, um eichen zu können, wenn der Schalter die Anzeigeeinrichtung mit dem Verstärker verbindet.
4. Photometrisches Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung ein Gleichstromvoltmeter einschließt, das an das Ausgangssignal des Verstärkers angeschlossen und für die Konzentrationsbestimmung geeicht ist.

- 28 309849/0865

A. Vincent et al 3-1-1
5. Photometrisches Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das dritte Filter einen Durchlaßbereich bei einer dritten Wellenlänge besitzt, die sich von den ersten und zweiten Wellenlängen unterscheidet, bei denen ein Gas eine merkliche Absorbtion besitzt, daß das Gas keine merkliche Absorbtion bei der ersten Wellenlänge besitzt, daß eine dritte Schaltung an den Photovervielfacher angeschlossen ist, um während der Zeit, in der der Photovervielfacher durch das Licht, das durch den dritten Filter geht, beleuchtet wird, das Ausgangssignal abzutasten und zu halten, daß die Anzeigeeinrichtung an die dritte Schaltung angeschlossen und geeignet ist_r einen Unterschied in der Größe des Ausgangssignals des Photovervielfachers an zwei verschiedenen Zeiten für das erste und dritte Filter anzugeben, wenn diese sich vor dem Photovervielfacher befinden_fund daß der Unterschied direkt proportional der Konzentration des Gases ist.
6. Photometrisches Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste, zweite und dritte Lichtfilter vorhanden sind, sowie vierte und fünfte Schaltungen.
7. Photometrisches Prüfgerät nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe eine rotierende Welle enthält, daß die Filter darauf in einem bestimmten Winkel voneinander entfernt befestigt sind, daß ein Motor vorhanden ist, der eine konstante Geschwindigkeit abgibt, daß entsprechend der Stellung der Achse Impulse erzeugt werden und daß ein Ausgangssignal an die Schaltung angeschlossen ist, wenn das entsprechende Filter das Blickfeld des Photovervielfachers passiert.
8. Photometrisches Prüfgerät nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zähler und ein Satz Tore an den Impulsgenerator und an jede Schaltung angeschlossen sind,

309849/0865 - 29 -

A. Vincent et al 3-1-1

um das Abtasten über eine bestimmte Periode zu gewährleisten.
9. Photometrisches Prüfgerät nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der impulsgenerator einen Rückstellabtaster einschließt, der den Zähler bei jeder Umdrehung der Scheibe zurückstellt.
10. Photometrisches Prüfgerät nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung für jede Differenz einen Gleichstromvoltmeter einschließt, daß der Hilfsverstärker an eines der Voltmeter angeschlossen ist und daß ein einstellbarer Verstärker an das andere Voltmeter angeschlossen ist.

309849/0865