DE2350479C3

DE2350479C3 - Infrarot-Gasanalysator

Info

Publication number: DE2350479C3
Application number: DE19732350479
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Phys. Dr. 2000 Hamburg Blunck
Original assignee: H. Maihak Ag, 2000 Hamburg
Filing date: 1973-10-08
Publication date: 1976-03-25

Description

Die Erfindung betrifft einen Infrarot-Gasanalysator mit einem einen Reflektor aufweisenden Infrarotstrahler, mit einem Meß- und einem Vergleichsstrahlengang, mit einem unmittelbar vor dem Infrarotstrahler angeordneten Blendenrad zur wechselweisen periodischen Unterbrechung der vom Infrarotstrahler in den Meßstrahlengang bzw. in den Vergleichsstrahlengang emittierten Strahlung und einem Detektor zum Nachweis der die beiden Strahlengänge durchsetzenden Strahlung.

Bei einem aus einem Prospekt der Firma H. Maihak AG, Druckschrift Nr. 1557/9. bekannten Infrarot-Gasanalysator der eben angegebenen Gattung sind auf der dem Infrarotstrahler zugekehrten Seite des Blendenrades keine besonderen Maßnahmen vorgesehen. Demzufolge wird einmal die Analysenküvette mit dem zu analysierenden Gasgemisch und ein anderes Mal die Vergleichsküvette mit einem Vergleichsgas durch das Blendenrad, also abwechselnd, abgedeckt. Somit wird im Durchschnitt nur die Hälfte der Strahlerintensität ausgenutzt; die andere Hälfte wird durch das Blendenrad absorbiert. Der Wirkungsgrad der genutzten Gesamtstrahlung liegt daher bei nur etwa 50%.

Aus der DT-OS 19 48 193 ist bereits ein Infrarot-Gasanalysator mit einem infrarotstrahler.

einem Meß- und einem Vergleichsstrahlengang und einem die beiden Strahlengänge wechselweise unterbrechenden, verspiegelten Blendenrad sowie einem Strahlungsdetektor bekannt Im einzelnen ist dabei vorgesehen daß die von dem Infrarotstrahler emittierten Strahlen gleichzeitig durch eine Meß- und eine Vergleichsküvette geführt werden und hieran anschließend auf einen der Meßküvette nachgeschalteten und einen zweiten der Vergleichsküvette nachgeschalteten Spie-

gel auftreffen. Zwischen diesen beiden Spiegeln ist das verspiegelte Blendenrad vorgesehen, das dazu dient, die beisnielsweise durch die Meßküvette geführten und von dem dieser Küvette nachgeschalteten Spiegel auf das Blendenrad reflektierten Strahlen auf den Strah-

,s lungsdetektor abzulenken, während die beispielsweise durch die Vergleichsküvette geführten und von dem dieser Küvette nachgeschalteten Spiegel auf das Blendenrad reflektierten Strahlen bei entsprechender Stellung des Blendenrades durch dessen Blendenöffnung

ίο hindurch auf den Strahlungsdetektor geführt werden. Auch in diesem Fall wird durch jede der beiden Küvetten jeweils nur etwa 50% der Gesamtstrahlerimensitäi geführt und vom Strahlungsdetektor jeweils nur die Hälfte der Gesamtstrahlerintensität, nämlich die durch eine der beiden Küvetten geführte Strahlerintensität, empfangen. ...

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad der Nutzung der Strahlung zu vergrößern und dadurch die für den Absorptionsprozeß zur Verfügung stehende Strahlungsintensität zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Blendenrad auf der dem Infrarotstrahler zugewandten Seite als Spiegel ausgebildet ist, so daß die in Richtung des jeweils durch das Blendenrad gtsperrten Strahlengangs emittierte Strahlung vom Blendenrad über den Reflektor in den anderen Strahlengang reflektiert wird.

Auf diese Weise wird erreicht, daß praktisch die gesamte vom Infrarotstrahler emittierte StrahlungsintensUät für den Absorptionsprozeß zur Verfügung steht, so daß entweder die Ausgangsstrahlungsintensität in vorteilhafter Weise senkbar ist oder im Rahmen des Absorptionsprozesses mit einer wesentlich günstigeren Strahlungsintensität gearbeitet werden kann.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung ist dadurch erreichbar, daß der auf dem Infrarotstrahler zugewandten Seite des Blendenrades eine Schicht aus einem spiegelnden Material aufgebracht ist. Der Vorteil besteht in diesem Fall in der einfachen und zweckmäßigen Herstellbarkeit des Blendenrades.

Diese Schicht des spiegelnden Materials kann entweder durch Bedampfung oder durch anodisches Niederschlagen aufgebracht sein. Beide Möglichkeiten zeichnen sich durch eine hohe Güte der Spiegelung und ein senr geringes Gewicht des Blendenrades aus.

Die Spiegelbildung kann dennoch auch durch Bekleben des Blendenrades mit einer spiegelnden Folie erreicht werden. Da die letztgenannte Möglichkeit hinsichtlich des technischen Aufwandes keine besonderen Anforderungen stellt, hat sie eine sehr preiswerte Herstellbarkeit des Blendenrades zur Folge.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Spiegelschicht auf einer elektrolytisch oxydierten Aluminiumschicht aufgebracht ist. Diese Schicht stellt eine dichte und festanhaftende Schutzschicht dar, die auf Grund ihrer geringen Dichte die Masse und damit das Trägheitsmoment des Blendenrades nur geringfügig erhöht. Auf diese Schicht wird so-

dann auf der Oberseite des Blendenrades die spiegelnde Schicht aufgebracht. Dies bringt den Vorteil, daß die Spiegelschicht auf der elektrolytisch oxydierten Aluminiumschicht festanhaftet und daß dadurch die Gefahr des Abblätterns und der Verschmutzung der Fenster in der optischen Strahlungsführung vermindert wird.

Für die spiegelnden Schichten sind insbesondere diejenigen Materialien geeignet, die irr» infraroten Spektralbereich einen hohen Reflektionsgrad besitzen, wie beispielsweise Gold, Silber od. dgl. In der Praxis ergeben sich unter Verwendung von mit Gold bedampften Blendenrädern Erhöhungen des Wirkungsgrades um 30% gegenüber einem nichtspiegelnden Blendenrad.

Im folgenden wird die Erfindung weiter ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel erläutert.

Die von einem Strahler 1, dem Jm Reflektor 2 zugeordnet ist, erzeugte Strahlung wird durch ein Blendenrad 3, das von einem Motor 4 angetrieben ist, in zwei gegenphasig modulierte Strahlungsanteile zerlegt.

die beide durch die Meßeinrichtung 5 geführt werden, und zwar in der Weise, daß der eine Strahlungsanteil durch die Analysenküveite 6 und der andere Strah- !.ungsanteil durch die Vergleichsküvette 7 hitidurchläuft. Die beiden durch die Küvetten 6 und 7 hindurchgeführten Strahlungsanteile gelangen dann in den Strahlungsdetektor 8, dessen Ausgangssignal 9 weiterverarbeitet wird.

Das Blendenrad 3 ist auf seiner dem Strahler 1 zugewandten Seite als Spiegel ausgebildet, so daß beispielsweise auch die vom Blendenrad 3 reflektierten Lichtstrahlen Ii, die bei den bekannten, nichtspiegelnden Blendenrädern absorbiert würden, neben den unmittelbar vom Reflektor 2 kommenden Lichtstrahlen 10 durch die Meßeinrichtung 5 geführt werden können und so die wirksame Intensität erhöhen. Die den Küvetten 6 und 7 zugewandte Unterseite des Blendenrades 3 bleibt nichtspiegelnd, so ilaß keine Strahlung von der einen Küvetle in die andere Küvette reflektiert wird, was zu einer Verringerung der Signalamplitude führen würde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Infrarot-Gasanalysator mit einem einen Reflektor aufweisenden Infrarotstrahler, mit einem Meß- und einem Vergleichsstrahlengang, mit einem unmittelbar vor dem Infrarotstrahler angeordneten Blendenrad zur wechselweisen periodischen Unterbrechung der vom Infrarotstrahler in den Meßstrahlengang bzw. ia den Vergleichsstrahlengang emittierten Strahlung und einem Detektor zum Nachweis der die beiden Strahlengänge durchsetzenden Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß das Blendenrad (3) auf der dem Infrarotstrahler (1) zugewandten Seite als Spiegel ausgebildet ist, so daß die in Richtung des jeveils durch das Blendenrad gesperrten Strahlengangs emittierte Strahlung vom Blendenrad (3) über den Reflektor (2) in den anderen Strahlengang reflektiert wird.

2. Infrarot-Gasanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem IR-Strahler (1) zugewandten Seite des Blendenrades (3) eine Schicht aus einem spiegelnden Material aufgebracht ist.

3. Infrarot-Gasanalysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des spiegelnden Materials durch Bedampfung aufgebracht ist

4. Infrarot-Gasanalysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des spiegelnden Materials durch anodisches Niederschlagen aufgebracht ist.

5. Infrarot-Gasanalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelbildung durch Bekleben des Blendenrades (3) mit einer spiegelnden Folie erreicht wird.

6. Infrarot-Gasanalysator nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschicht auf einer elektrolytisch oxidierten Aluminiumschicht aufgebracht ist.