DE2326123A1 - METHOD FOR DETERMINING THE DIFFERENCE OF THE ABSORPTION ENERGY OF THE BOTH LAYERS OF A NON-DISPERSIVE INFRARED PHOTOMETER WITH DOUBLE-LAYER ABSORPTION MEASURING CHAMBER AND NON-DISPERSIVE PHOTOMETER FOR EXECUTING THE METHOD - Google Patents

METHOD FOR DETERMINING THE DIFFERENCE OF THE ABSORPTION ENERGY OF THE BOTH LAYERS OF A NON-DISPERSIVE INFRARED PHOTOMETER WITH DOUBLE-LAYER ABSORPTION MEASURING CHAMBER AND NON-DISPERSIVE PHOTOMETER FOR EXECUTING THE METHOD

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DE2326123A1 DE19732326123 DE2326123A DE2326123A1 DE 2326123 A1 DE2326123 A1 DE 2326123A1 DE 19732326123 DE19732326123 DE 19732326123 DE 2326123 A DE2326123 A DE 2326123A DE 2326123 A1 DE2326123 A1 DE 2326123A1
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Description

Verfahren zur Bestimmung der Differenz der Absorptionsenergie beider Schichten eines nicht-dispersiven Infrarotfotometers mit Doppelschicht-Absorptions-Messkammer, und nicht-dispersives Fotometer zur Busfuhrung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein nichtdispersives Infrarot-Fotometer zur Analyse und Eonzentrationsbestimmung von Stoffen, insbesondere geringer Gas-Spuren. Als Strahlungsdetektoren dienen Doppelschicht-Absorptions-Messkammern, die mit modulierter Strahlung beaufschlagt werden. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Nullpunkt-Stabilität und des Signalstörabstandes.Method for determining the difference between the absorption energy of the two Layers of a non-dispersive infrared photometer with double-layer absorption measuring chamber, and non-dispersive photometer for bus guidance of the method. The invention relates on a method and a non-dispersive infrared photometer for analysis and Determination of the concentration of substances, especially small traces of gas. As radiation detectors double-layer absorption measuring chambers are used to which modulated radiation is applied will. The invention aims to improve the zero point stability and the Signal-to-noise ratio.

Die erfindungsgemässen Potometeranordnungen graden sich auf bekannte Geräte des sogenannten Zweistrahl- oder Einstrahltyps mit seiktiven, gasgefüllten EmpfängerkammernO Die meisten dieser nicht-dispersiven Analysengeräte arbeiten nach dem Zweistrahlprinzip (D!-PS 730 478), um die erforderliche Substraktion des Grundsignals durch Differenz messung mit einem gleichartigen symmetrischen Referenz-Strahlengang zu bewirken. Das System ist optisch so åustiert, dass ohne Vorabsorption des Analysenkiivette die gleichphasige Strahlungsmodulation in beiden Empfängerkammern gleichgrosse Signale (emperabur-/Druckimpulse) erzeugt, die sich am Detektor (Thermosonde/Membrankondensator) aufheben. Enthält das Messgas in der Analysenkttvette die Messkomponente, so wird ein Teil der Strahlungsleistung konzentratAionsabhängig bereits vorabsorbiert und das Gleichgewicht der Empfängersignale aufgehoben. Da jedoch alle geringfügigen Änderungen der Symmetrie der Strahlenwege, z.B. durchoptische Dejustierung, Strahleralterung, Küvettenverschmutzung und jede nicht-selektive Vorabsorption, das Gleichgewicht der Empfängersignale ebenfalls stören können, ist die Nullpunkt-Stabilität und Selektivität dieses Verfahren für hochempfindliche Messbereiche unsureichend. Da ausserdem die Differenz grosser thermopneumatischer Empfängersignale zu bilden ist, muss die Amplitude und Phase dieser Signale besonders stabil sein, was sich bei Spurenmessbereichen nur durch genaue Thermostatisierung solcher Geräte annähernd erreichten lässt.The inventive potentiometer arrangements are based on known ones Devices of the so-called two-jet or single-jet type with active, gas-filled Receiver chambersO Most of these non-dispersive analyzers work afterwards the two-beam principle (D! -PS 730 478) to provide the necessary subtraction of the basic signal by measuring the difference with a symmetrical reference beam path of the same type to effect. The system is optically adjusted in such a way that there is no pre-absorption of the analysis cell the in-phase radiation modulation in both receiver chambers the same size Signals (emperabur / pressure pulses) generated, which are reflected at the detector (thermal probe / membrane capacitor) lift. If the sample gas in the analysis tube contains the sample component, then a part of the radiation power is already pre-absorbed and depending on the concentration the equilibrium of the receiver signals is canceled. However, since all minor Changes in the symmetry of the beam paths, e.g. due to optical misalignment, lamp aging, Cell contamination and any non-selective pre-absorption, the equilibrium of the receiver signals can also interfere with the zero point stability and selectivity this method is insufficient for highly sensitive measuring ranges. Since also the Difference of large thermopneumatic receiver signals is to be formed, the amplitude must be and phase of these signals must be particularly stable, which is the case with trace measurement ranges can only be approximated by precise thermostatting of such devices.

Eine Weiterentwicklung der Zweistrahlgeräte verwendet eine gemeinsame Empfängerkammer für die gegenphasig modulierte Mess- und Ieferenzstrahlung. Die Signaldifferenz wird dabei unmittelbar in demseiben Absorptionsvolumen der Messkammer gebildet. Es bleibt jedoch der bereits beschriebne nachteilige Einfluss von änderungen der Strahlungssymmetrie auf die Gullpunkt-Stabilität.A further development of the two-beam devices uses a common one Receiver chamber for the anti-phase modulated measurement and reference radiation. the The signal difference is directly in the same absorption volume of the measuring chamber educated. However, the adverse influence of changes already described remains the radiation symmetry on the zero point stability.

Diese Schwierigkeiten wurden mit sogenannten Einstrahl-Doppelschicht-Absorptions-Messkammern (DU-PS 1 017 385) verringert, die zwei optisch hintereinander liegende, durch ein Fenster pneumatisch getrennte Gasvolumen besitzen. Durch die vordere kürzere Schicht wird vorzugsweise Strahlungsleistung aus den Zentren durch die dahinter liegende Schicht aus den Flanken jeder Absorptionslinie absorbiert0 Beide Anteile sind durch Kammer-Geometrie und Fullgas-Konzentration so abgeglichen, dass nahezu gleichgrosse Signalimpulse erzeugt werden, die am Detektor in Gleichgewicht stehend Durch die selektive Vorabsorption (Messeffekt) in der Analysenkilvette, deren Schichtstärke dem Messbreich angepasst ist, wird vorwiegend nur die Strahlungsleistung für die vordere Absorptionsschicht geschwächt, während die der hinteren weitgehend erhalten bleibt. Die daraus resultierende Signaldifferenz ist von der Konsentration der Messkomponente abhängige Für einen einwandfreien Nullabgleich müssen die pneumatischen Signalimpulse in Amplitude und Phase übereinstimmen, was infolge der unterschiedlichen Geometrie der Absorptionsvolumen und der somit unterschiedlichen Zeitkonstante von Gas erwärmung und -abkühlung nur schwierig durch pneumatische Nebenschlüsse und Laufseitglieder aus Kapillaren und Lotvolumen oder durch spezielle Formgebung der Klammer abstimmbar ist.These difficulties were with so-called single-beam double-layer absorption measuring chambers (DU-PS 1 017 385) reduced the two optically one behind the other by one Windows have pneumatically separated gas volumes. Through the front shorter layer is preferably radiant power from the centers through the ones behind them Layer from the flanks of each absorption line absorbed0 Both components are through Chamber geometry and full gas concentration adjusted so that they are almost the same size Signal pulses are generated, which stand at the detector in equilibrium by the selective pre-absorption (measuring effect) in the analysis cuvette whose If the layer thickness is adapted to the measuring range, only the radiation power is predominantly used weakened for the front absorption layer, while that of the rear largely preserved. The resulting signal difference is from consentration the measuring component dependent For a perfect zero adjustment the pneumatic Signal pulses match in amplitude and phase, which is due to the different Geometry of the absorption volume and the thus different time constant of Gas heating and cooling is difficult due to pneumatic shunts and Running side members made of capillaries and solder volume or by special shaping of the Bracket is tunable.

In einer verbesserten Ausführung von Einstrahl-Fotometern (DU-AS 1 302 592) wird daher das Auftreten grosser Impulssignale dadurch unterdrückt, dass die Strahlung in zwei gegenphasig modulierte Anteile zerlegt wird, von denen einer den Mess- deifandere den Referenzraum einer geteilten Analysenküvette durchläuft. Danach fällt in die gemeinsame Messkammer eine nahezukeitlich konstante Strahlungsintensität ein, die den Detektor in thermo-pneumatischem Gleichgewicht hält. Nur bei selektiver Vorabsorption im Analysenraum der Küvette erhält die Messkammer eine selektiv modulierte Strahlungsdifferenz, die zwischen beiden Absorptionsschichten eine Signaldifferenz erzeugt.In an improved version of single-beam photometers (DU-AS 1 302 592), the occurrence of large pulse signals is therefore suppressed by the radiation is split into two antiphase modulated components, one of which the measuring deifandere runs through the reference space of a divided analysis cuvette. An almost constant radiation intensity then falls into the common measuring chamber one that keeps the detector in thermo-pneumatic equilibrium. Only with more selective The measuring chamber receives a selectively modulated pre-absorption in the analysis chamber of the cuvette Radiation difference, which is a signal difference between the two absorption layers generated.

Für das Meßsignal gilt: S1 = (I1 ~ 12) (E1 - E2) (1) Hierbei bedeuten 1 die Strahlungsintensität# nach der Küvette und E die je Volumeneinheit und Intensitätseinheit absorbierten Strahlungsenergien des Empfängers.The following applies to the measuring signal: S1 = (I1 ~ 12) (E1 - E2) (1) Here mean 1 the radiation intensity # after the cuvette and E the per volume unit and intensity unit absorbed radiation energies of the receiver.

In zwei Modifikationen dieses Verfahrens (D-AS 1 109 418 und D2-AS 1 698 218) wird in jedem Strahlengang je ein Doppelschicht-Empfänger verwendet, deren Signale von vorderer und hinterer Absorptionsschicht pneumatisch und elektrisch so gekoppelt sind, dass als Meßsignal jeweils eine dem vorhergehend beschriebenen Verfahren äquivalente Grösse, doho ein Produkt aus Differenz der Strahlungsleistungen und Differenz der absorbierten Energien der Kammerschichten, ausgewertet wird: S2 Ii (E - E12) - I2 (E21 - E22) (2) Hinsichtlich der Stabilitätsanforderungen an den symmetrischen Strahlungsabgleich bleiben diese Verfahren jedoch immer noch kritisch, insbesondere für höher harmonische Strahlungsanteile der Modulationsfrequenz.In two modifications of this procedure (D-AS 1 109 418 and D2-AS 1 698 218) a double-layer receiver is used in each beam path, whose signals from the front and rear absorption layer are pneumatic and electric are coupled in such a way that each one of the previously described measurement signals is used Method equivalent size, doho a product of the difference in the radiation powers and the difference in the absorbed energies of the chamber layers is evaluated: S2 Ii (E - E12) - I2 (E21 - E22) (2) With regard to the stability requirements for the symmetrical radiation balancing, these methods are still critical, especially for higher harmonic radiation components of the modulation frequency.

Die erwähnten Nachteile werden durch die Erfindung überwunden, Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zur Bestimmung der Differenz der Absorptionsenergie beider Schichten eines nicht-dispersiven Infrarotfotometers mit Doppelschicht-Absorptions-Messkammer ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer in einer Hauptachse von gegenüber liegenden Seiten mit mindestens nahezu intensitätsgleichen modulierten Strahlungsanteilen beaufschlagt wird, die abwechselnd je einen Mess- und Referenzraum einer Doppelküvette durchlaufen, und dass in die Messkammer jeweils gegenphasig Meßstrahlung und Referenzstrahlung gleichzeitig einfällt.The mentioned disadvantages are overcome by the invention, one Embodiment of the inventive method for determining the difference between the Absorption energy of both layers of a non-dispersive infrared photometer Double-layer absorption measuring chamber is characterized in that the measuring chamber in a main axis from opposite sides with at least almost the same intensity modulated radiation components are applied, which alternately each have a measuring and reference space of a double cuvette, and that in the measuring chamber in each case opposite phase measuring radiation and reference radiation is incident at the same time.

Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, wobei zwei Doppelschicht-Absorptions-Messkammern in zwei parallelen Hauptachsen angeordent sind, deren Signale so miteinander gekoppelt sind, dass die Differenz der Summen der Absorptionsenergien von primär beaufschlagter Schicht der einen und sekundär beaufschlagter Schicht der anderen Messkammer bestimmt werden, ist dadurch gekennzeichnet, dass in jede Messkammer mindestens nahezu intensitätsgleiche modulierte Strahlungsanteile einfallen, die abwechselnd je einen Mess- und Referenzraum einer Doppelküvette durchlaufen, und dass in beide Messkammern jeweils gegenphasig Meßstrahlung bzw. Referenzstrahlung einfällt.Another embodiment of the method according to the invention, wherein two double-layer absorption measuring chambers arranged in two parallel main axes whose signals are coupled to one another in such a way that the difference in the sums the absorption energies of the primarily acted upon layer of the one and secondary loaded layer of the other measuring chamber are determined, is characterized by that in each measuring chamber at least almost the same intensity modulated radiation components come up, which alternately each have a measurement and reference room Double cuvette run through, and that in both measuring chambers each measuring radiation or Reference radiation is incident.

Die Erfindung betrifft auch nicht-dispersive Infrarot-Fotometer zur Ausführung dieser beiden Verfahren, wobei die Infrarot-Strahlung nach Durchgang durch eine Doppelküvette von einer Blende moduliert wird und in eine Doppelschicht-Absorptions-Messkammer fällt, wobei Mittel zur Messung der Differenz der in den beiden Empfangsschichten absorbierten Strahlungsenergien vorgesehen sind0 Das nicht-dispersive Infrarot-Fotometer zur Ausführung des erstgenannten Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite der Messkammer je ein Strahler, Reflektor, Doppelküvette, Blende in gleicher Achse angeordnet sind.The invention also relates to non-dispersive infrared photometers for Performing these two procedures, taking the infrared radiation after passage is modulated by a double cuvette from a diaphragm and into a double-layer absorption measuring chamber falls, with means of measuring the difference in the levels in the two receiving layers absorbed radiation energies are provided0 The non-dispersive infrared photometer for carrying out the first-mentioned method is characterized in that on one emitter, reflector, double cuvette, diaphragm in each side of the measuring chamber are arranged on the same axis.

Das nicht-dispersive Infrarot-Fotometer zur Ausführung des zweitgenannten Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei solcher Strahlengänge auf zwei parallelen Achsen nebeneinander angeordnet sind, deren Messkammern an einen gemeinsamen Detektor angeschlossen sind, wobei der jeweils vordere Absorptionsraum der einen Messkammer und der jeweils hintere Absorptionsraum der anderen Messkammer verbunden sind0 Mit anderen Worten werden also gemäss der Erfindung die Nachteile der bekannten Verfahren und Geräte dadurch überwunden, dass eine sogenannte Einstrahl-Messkammer in einer Anordnung von gegenüber liegenden Seiten in einer Hauptachse mit mindestens nahezu intensitätsgleichen modulierten Strahlungsanteilen beaufschlagt wird, die abwechselnd je einen Mess- und Referenzraum einer Doppelküvette durchlaufen, und dass in die Messkammer jeweils-gegenphasig Meßstrahlung und Referenzstrahlung gleichzeitig einfällt.The non-dispersive infrared photometer for performing the latter Method is characterized in that two such beam paths on two parallel axes are arranged side by side, the measuring chambers on a common Detector are connected, each of the front absorption space of the one Measuring chamber and the respective rear absorption space of the other measuring chamber connected are0 In other words, according to the invention, the disadvantages of the known Method and equipment overcome by using a so-called single-jet measuring chamber in an arrangement of opposite sides in a major axis with at least modulated radiation components of almost the same intensity are applied to the Alternately pass through a measuring and reference room of a double cuvette, and that in the measuring chamber, in phase opposition, measuring radiation and reference radiation at the same time occurs.

Eine Modifikation dieser Anordnung benutzt zwei Doppelschicht-Absorptions-Messkammern, die in zwei parallelen Hauptachsen nebeneinander liegen und die so miteinander verbunden sind, dass wiederum die Differenz der Summen der Absorptionsenergien von vorderer Schicht der einen und hinterer Schicht der anderen Messkammer bestimmt werden0 Gemäss der Erfindung wird die Strahlungsmodulation derart vorgenommen, dass in jede Messkammer mindestens nahezu intensitätsgleiche modulierte Strahlungsanteile einfallen, die abwechselnd je einen Mess- und Referenzraum einer Doppelküvette durchlaufen, und dass die beiden Messkammern jeweils gegenphasig von Meßstr¢hlung bzwO Referenzstrahlung beaufschlagt werden0 Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert, welche darstellen: Fig. 1 den Aufbau eines einachsigen Fotometers gemass der Erfindung; Figo 2 den Aufbau eines zweiachsigen Fotometers gemäss der Erfindung.A modification of this arrangement uses two double-layer absorption measuring chambers, which lie next to each other in two parallel main axes and so with each other tied together are that in turn the difference in the sums of the absorption energies of the front The layer of one measuring chamber and the back layer of the other measuring chamber can be determined according to According to the invention, the radiation modulation is carried out in such a way that in each measuring chamber Modulated radiation components of at least almost the same intensity are incident, which Alternately pass through a measuring and reference room of a double cuvette, and that the two measuring chambers are each in phase opposition of the measuring current or reference radiation The invention is described below with reference to the schematic drawings explained in more detail, which represent: FIG. 1 the structure of a uniaxial photometer according to the invention; FIG. 2 shows the structure of a two-axis photometer according to FIG Invention.

Bei der ersten schematisch dargestellten Ausführungsform hat die Fotometeranordnung nur eine Hauptachse0 Die von den beiden diametral gegenüber liegenden Strahlern 1 mit Refglektoren 2 ausgehende Infrarot-Emission wird von den einem gemeinsamen Motor M angetriebenen Blendenscheiben 4 periodisch so unterbrochen, dass jeweils wechselseitig zwei intensitätsgleiche Strahlungsanteile durch Mess- und Referenzraum der gegenüberliegenden Küvette 3 gleichzeitig in die thermopneumatische Doppelschicht-Absorptions-Messkammer 8 einfallen. In jeder Absorptionsschicht bildet si*ch somit gleichsam die Signalsumme der Absorptionsenergien von Strahlung unmittelbar aus der Küvette und Strahlung aus der NachbarschichtO Infolge der doppelten-Symmetrie der Anordnung werden stets gleichgrosse Strahlungsenergien E1 und E2 in den Kammerschichten absorbiert0 Da somit in jeder Modulationsphase dynamisches Signalgleichgewicht existiert, bleibt der Detektor 5 im statischen Gleichgewichte Evtl. statische Druckunterschiede oder Konzentrationsdifferenzen der Gasfüllung gleichen sich über die Verbindungskapillare 6 aus0 Um keinen Signalverlust zu erleiden, ist die pneumatische Zeitkonstante hierzu grösser als die Modulationsperiode.In the first schematically illustrated embodiment, the photometer arrangement only one main axis0 that of the two diametrically opposed radiators 1 with reflectors 2 outgoing infrared emission is shared by the one Motor M driven diaphragm disks 4 periodically interrupted so that each Two alternating radiation components of equal intensity through the measurement and reference room the opposite cuvette 3 at the same time into the thermopneumatic double-layer absorption measuring chamber 8 come up. In each absorption layer, the signal sum is, as it were, formed the absorption energies of radiation directly from the cuvette and radiation from the neighboring layer O As a result of the double symmetry of the arrangement are always equal radiation energies E1 and E2 absorbed in the chamber layers 0 Da thus dynamic signal equilibrium exists in every modulation phase, remains the detector 5 in static equilibrium possibly static pressure differences or Concentration differences of the gas filling are equal over the Connection capillary 6 off0 In order not to suffer any loss of signal, the pneumatic time constant is used for this greater than the modulation period.

Diese Anordnung ist somit besonders stabil hinsichtlich Nullpunktabgleich; sie liefert das räumlich und zeitlich gemittelte Signal: S3= (E1 - E2) £(111 -I12) - (121 - I22)1 (3) Verglichen mit der Signalgrösse nach Gleichung (1) und (2) bisher ffi annter Fotometeranordnungen, liefert das erfindungsgemässe Verfahren doppelt so grosse Signale, da gemäss Nullabgleichsbedingungen I11 = I22 und I12 = I21 gilt0 Das Gerät ist daher vorteilhaft für die Bestimmung von Spurenkonzentrationen geeignet, Weiterhin hat es den Vorteil, dass infolge der gleichen Dicke der Absorptionsschichten der Messkammer 8 Querempfindlichkeiten durch Bandenüberlappung von Störgasen auskompensiert werden, und dass das Signal nicht als Differenz grosser Werte entsteht, sondern sich auf dem statischen Gleichgewicht aufbaut. Die Messkammer-Konstruktion ist einfach und wegen des symmetrischen Aufbaus hinsichtlich Phasenbeziehungen der Signale stets von selbst abgeglichen. Da jedoch bei diesem Verfahren der Abgleich der Kammersignale infolge gleicher Schichtdicken nicht separat für beide Hauptstrahlengänge möglich ist und ein Restfehler wechselseitig kompensiert werden muss, besteht eine Verbesserung der Erfindung gemäss Fig. 2 darin, dass die beiden Hauptstrahlungsachsen I und II parallel nebeneinander legen, wodurch sich gleichzeitig für Spurenmessbereiche mit grosser Küvettenlänge ein kompakter Aufbau ergibt.This arrangement is therefore particularly stable with regard to zero point adjustment; it provides the spatially and temporally averaged signal: S3 = (E1 - E2) £ (111 -I12) - (121 - I22) 1 (3) Compared with the signal size according to equations (1) and (2) so far ffi annter photometer arrangements, the inventive method provides twice Signals that are so large that I11 = I22 and I12 = I21 apply according to the zero balance conditions The device is therefore advantageously suitable for the determination of trace concentrations, Furthermore, it has the advantage that due to the same thickness of the absorption layers the measuring chamber 8 compensates for cross sensitivities by band overlapping of interfering gases and that the signal does not arise as a difference between large values, but rather builds on the static equilibrium. The construction of the measuring chamber is simple and always because of the symmetrical structure with regard to phase relationships of the signals adjusted by itself. However, with this method, the calibration of the chamber signals not possible separately for both main beam paths due to the same layer thicknesses and a residual error must be mutually compensated, there is an improvement of the invention according to FIG. 2 in that the two main radiation axes I and II lay parallel next to each other, whereby at the same time for trace measurement areas with A large cell length results in a compact structure.

Die von den beiden Strahlern 1 mit Reflektoren 2 ausgehende Strahlung wird durch eine gemeinsame, rotierende Blende 4 periodisch so unterbrochen, dass sie anteilig jeweils gegenphasig den zugeordneten Referenz- und Messraum der IÇüvette 3 durchläuft und dass wechselseitig der Messraum des einen Strahlengangs und der Referenzraum des anderen Strahlengangs gleichzeitig durchstrahlt werden0 Somit empfängt eine Doppelschicht-Absorptions-Messkammer 8 jeweils Meßstrahlung, während die andere Referenzstrahlung empfängt.The radiation emanating from the two radiators 1 with reflectors 2 is periodically interrupted by a common rotating diaphragm 4 so that they proportionately in phase opposition to the assigned reference and measuring room of the Icuvette 3 runs through and that the measuring space of one beam path and the The reference space of the other beam path can be irradiated at the same time 0 thus receives a double-layer absorption measuring chamber 8 each measuring radiation, while the other Receives reference radiation.

Die Messkammerschichten sind über Leitungen 7 pneumatisch so gekoppelt, dass wiederum die Signale der in einem Hauptstrahlengang primär beaufschlagten Schicht und der im anderen Hauptstrahlengang sekundär beaufschlagten Schicht addiert werden, und dass zwischen beiden Kombinationen am Detektor die Signaldifferenz gebildet wird0 Nach räumlicher und zeitlicher Mittelung gilt somit S4 = (E11 - E12) (I11 - I12) - (E21 - E22) (121 - In!2(4) Das Verfahren erzielt wiederum Signalverdoppelung gegenüber den Fotometeranordnungen gemäss Gleichung (1) und (2), da die Signalimpulse wechselseitig auf den Detektor 5 wirken0 Darüber hinaus haben sich die Möglichkeiten des Nullabgleichs und die Nullpunkt-Stabilität infolge der noch besseren Kompensation des statischen Gleichgewichts erhöht, und für die Signalimpulse wird die Differenzbildung grosser Werte vermieden. Phasenfehler können durch den symmetrischen Aufbau der Kammern nicht entstehen0 Statische Druckunterschiede zwischen den Absorptionsschichten einer Kammer werden über eine Verbindungskapillare 6 mit hoher pneumatischer Zeitkonstante ausgeglichen0 Da die Absorptionsechichten beider Empfängerkammern einzeln ohne selektive Vorabsorption abgleichbar sind, so dass E11 = E12 und E21 - E22 gilt, erreicht dieses Verfahren neben hoher Selektivität einen von nicht-selektiven Strahlungsänderungen unabhängigen Nullpunkt.The measuring chamber layers are pneumatically coupled via lines 7 so that that in turn the signals of the layer primarily acted upon in a main beam path and the layer that is subjected to secondary exposure in the other main beam path are added, and that the signal difference is formed between the two combinations at the detector wird0 After spatial and temporal averaging, S4 = (E11 - E12) (I11 - I12) - (E21 - E22) (121 - In! 2 (4) The method again achieves signal doubling compared to the photometer arrangements according to equations (1) and (2), since the signal pulses act reciprocally on the detector 50 In addition, the possibilities the zero adjustment and the zero point stability as a result of the even better compensation of the static equilibrium is increased, and for the signal pulses the subtraction large values avoided. Phase errors can be caused by the symmetrical structure of the Chambers do not arise 0 Static pressure differences between the absorption layers a chamber are via a connecting capillary 6 with a high pneumatic time constant balanced0 Since the absorption layers of both receiver chambers are individually without selective Pre-absorption can be adjusted so that E11 = E12 and E21 - E22 applies, this is achieved Process besides high selectivity one of non-selective changes in radiation independent zero point.

Claims (1)

atentansprüchepatent claims 9 Verfahren zur Bestimmung der Differenz der Absorptionsenergie beider Schichten eines nicht-dispersiven Infrarotfotometers mit Doppelschicht-Absorptions-Messkammer, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Messkammer in einer Hauptachse von gegenüber liegenden Seiten mit mindestens nahezu intensitätsgleichen modulierten Strahlungsanteilen beaufschlagt wird, die abwechselnd je einen Mess-und Referenzraum einer Doppelküvette durchlaufen, und dass in die Messkammer jeweils gegenphasig Meßstrahlung und Referenzstrahlung gleichzeitig einfällt 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zwei Doppelschicht-Absorptions-Messkammern in zwei parallelen Hauptachsen angeordnet sind, deren Signale so miteinander gekoppelt sind, dass die Differenz der Summen der Absorptionsenergien von primär beaufschlagter Schicht der einen und sekundär beaufschlagter Schicht der anderen Messkammer bestimmt werden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass in jede Messkammer mindestens nahezu intensitätsgleiche modulierte Strahlangsanteile einfallen, die abwechselnd åe einen Mess- und Referenzraum einer Doppelküvette durchlaufen, und dass in beide Messkammern jeweils gegenphasig Meßstrahlung bzw. Referenzstrahlung einfällt.9 Procedure for determining the difference between the absorption energy of the two Layers of a non-dispersive infrared photometer with double-layer absorption measuring chamber, in that the measuring chamber is in a main axis of opposite sides with at least almost the same intensity modulated Radiation components are acted upon, which alternately each have a measuring and reference room a double cuvette, and that in the measuring chamber in phase opposition Measurement radiation and reference radiation are incident at the same time. 2. Method according to claim 1, with two double-layer absorption measuring chambers in two parallel main axes are arranged, the signals of which are coupled to one another so that the difference the sums of the absorption energies of the primarily loaded layer of one and secondarily acted upon layer of the other measuring chamber are determined thereby It is not noted that in every measuring chamber at least almost the same intensity modulated beam components are incident, which alternate between a measurement and reference space a double cuvette, and that in both measuring chambers in phase opposition Measuring radiation or reference radiation is incident. 30 Nichtdispersives Infrarot-Fotometer zur Ausführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1, wobei die Infrarot-Strahlung nach Durchgang durch eine Doppelküvette von einer -Blende moduliert wird und in eine Doppelschicht-Absorptions-Messkammer fällt, wobei Mittel zur Messung der Differenz der in den beiden Empfangsschichten absorbierten Strahlungsenergien vorgesehen sind, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass auf jeder Seite der Messkammer (8) je ein Strahler (1), Reflektor (2), Doppelküvette (3), Blende (4) in gleicher Achse angeordnet sind0 40 Nicht-dispersives Infrarot-Fotometer zur Ausführung des Verfahrens gemäss Anspruch 2, wobei die Infrarot-Strahlung nach Durchgang durch eine Doppelküvette von einer Blende moduliert wifd und in eine Doppelschicht-Absorptions-Messkammer fällt, wobei Mittel zur Messung der Differenz der in den beiden Empfangsschichten absorbierten Strahlungsenergien vorgesehen sind, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass zwei solcher Strahlengänge auf zwei parallelen Achsen nebeneinander angeordnet sind, deren Messkammern (8) an einen gemeinsamen Detektor (5) angeschlossen sind, wobei der jeweils vordere Absorptionsraum der einen Messkammer und der jeweils hintere Absorptionsraum der anderen Messkammer verbunden sind.30 Non-dispersive infrared photometer for carrying out the procedure according to claim 1, wherein the infrared radiation after passing through a double cuvette is modulated by a diaphragm and into a double-layer absorption measuring chamber falls, with means of measuring the difference in the levels in the two receiving layers absorbed radiation energies are provided, thereby g e k e n n -z e i c h n e t that on each side of the measuring chamber (8) a radiator (1), reflector (2), Double cuvette (3), diaphragm (4) are arranged in the same axis 0 40 Non-dispersive infrared photometer for carrying out the method according to claim 2, whereby the infrared radiation after passing through a double cuvette from a Aperture modulates wifd and falls into a double-layer absorption measuring chamber, whereby Means for measuring the difference between the absorbed in the two receiving layers Radiation energies are provided, thereby g e -k e n n n z e i c h n e t that two such beam paths are arranged side by side on two parallel axes, whose measuring chambers (8) are connected to a common detector (5), wherein the front absorption space of one measuring chamber and the rear one Absorption chamber of the other measuring chamber are connected. L e e r s e i t eL e r s e i t e
DE19732326123 1973-05-23 1973-05-23 Non-dispersive infrared photometer for determining the concentration of an analysis gas in a gas mixture Expired DE2326123C3 (en)

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