DE2524614A1 - Rotierende gaskorrelationszelle - Google Patents

Description

Aeronutronic Ford Corporation, Tioga and ^MG" Streets, Philadelphia, Pa. 19 134/üSA

Rotierende Gaskorrelationszelle

Die Erfindung betrifft eine rotierende Gaskorrelationszelle zur Verwendung in einem dispersionslosen Gasanalysator.

Aus der US-PS 3 793 525 ist ein Gerät bekannt, um kleine Gasmengen in einem Meßprobenbereich in Anwesenheit anderer Gase zu messen, die normalerweise mit den Strahlungsenergie-Absorptionsmessungen interferieren würden. Eines der gezeigten Elemente ist eine rotierende Gaszellenanordnung, durch die alternierend die eine oder die andere von zwei Kammern in einen Strahlungsenergiestrahl eingeführt wird, der auf diese Weise durch die Zellenanordnung moduliert wird, wenn das zu messende Gas in der Meßprobenzelle vorhanden ist. Die Art der Modulation kann durch eine elektronische Schaltung gemessen und mit der Gasmenge in dem Meßprobenbereich in Beziehung gesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rotierende Gaszelle zur Verwendung bei einem dispersionslosen Strahlungsenergie-Gas analysator dahingehend zu verbessern, daß die Zelle die gewünschten Transmissionseigenschaften für die Strahlungsenergie hat, stabil aufgebaut, in kontrollierbarer Weise auffüllbar und

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hermetisch abgedichtet ist.

Die erfindungsgemäße Gaszelle weist ein zylinderförmiges Rad auf, das zwei getrennte, sich durch das Rad erstreckende Kammern aufweist, wobei flache, transparente Fenster an den flachen Stirnflächen befestigt bzw. angeklebt sind, um die Kammern abzuschließen. Die zwei Kammern sind mit Gas der Sorte gefüllt, die festgestellt werden soll, wobei die beiden Kammern unter unterschiedlichem Druck stehen. Ein aus mehreren Flügeln bestehender Zerhacker ist an jeder Gaszelle vorgesehen, so daß die durch die Zelle hindurchtretende Strahlungsenergie in einem Vielfachen der Zellendrehzahl zerhackt wird. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist nur eine Kammer mit Gas gefüllt, während die andere Kammer entweder evakuiert oder mit einem nicht-absorbierenden Gas gefüllt ist, und die zugehörige Fensterfläche einen neutralen Dichtefilter oder eine Dämpfungseinrichtung aufweist. Das Dämpfungsmittel oder -glied kann daher in vorteilhafter Weise in einer Kammer der beiden Kammern der rotierenden Gaszellenanordnung vorgesehen sein. Ferner ist vorteilhaft, wenn der Zerhacker in die einstückige Struktur der rotierenden Gaszelle eingebaut wird. Schließlich ist die Gaszellenanordnung mit einer leicht zugänglichen Gasfülleinrichtung versehen, die sicher und leicht abgedichtet werden kann. Durch diese Einrichtung kann die Gaszelle einfach gefüllt und abgedichtet werden. Die Einrichtung weist lösbare Verschlußdichtungen und ein Füllgerät auf.

Einige Gesichtspunkte der Erfindung können wie folgt zusammengefaßt werden. Die rotierende Gaszellenanordnung, die für die Verwendung in einem dispersionslosen, elektrooptischen Meßgerät vorgesehen ist, weist wenigstens zwei Kammern auf, die durch Drehung der Anordnung alternierend in einen Strahlungsenergiestrahl einführbar sind. Die Kammern enthalten eine Gas- mengB von einem zu analysierenden fyp unter unterschiedlichen Druckwerten. Wenn die Zelle in einem dispersionslosen Strafa— limgsenergie—öasaaalysstor verwendet wird» moduliert die rotierende Zelle die Strahlungsenergie in einer Weise, daß eine

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empfindliche und genaue Ermittlung eines speziellen Gases in einem Meßprobenbereich möglich ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Zelle einen eingebauten Zerhacker auf, um das Gas besser feststellen zu können. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine der Kammern durch ein Dämpfungsmittel oder -glied für die Strahlungsenergie ersetzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine rotierende Zweikammerzelle und die grundlegenden Elemente eines arbeitsfähigen Gasdetektorsystems;

Figur 2 eine auseinandergezogene Darstellung einer Zelle, wobei die verschiedenen Teile dargestellt sind;

Figur 3 eine Darstellung der Stirnseite der rotierenden Zelle;

Figur 4 einen Schnitt durch die Zelle von Figur 3 entlang der Linie 4-4 von Fig. 3»

Figur 4 A ein Detail der Fensterabdichtung am Fensterumfang;

Figur 4 B ein Detail der Fensterabdichtung an der geteilten Fensterkante;

Figur 5 eine Zelle mit daran befestigtem Gasfüllgerät;

Figur 6 einen Schnitt durch das Gasfüllgerät und den Füllabschnitt einer Kammer der Gaszelle;

Figur 7 eine alternative Ausführung der Befestigung für das Füllgerät;

Figur 8 einen abgewandelten Zerhacker, um eine Dämpfungsfunktion zu liefern;

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Figur 9 eine Vierkammer-Gaszelle für den Betrieb mit zwei Strahlen; und

Figur 10 einen Schnitt durch die Vierkammergaszelle, wobei unverlierbare Fenster für Gasdrucke größer als eine Atmosphäre verwendet werden.

Figur 1 zeigt die hauptsächlichen Elemente eines optischen, dispersionslosen Gasanalysesystems. Ein Motor 10 dreht eine Doppelkammer-Gaszelle 11 mit einer geeigneten Drehzahl, beispielsweise 1800 U/min. Obwohl die Geschwindigkeit nicht kritisch ist, ist ein Synchronmotor zur Aufrechterhaltung einer konstanten Geschwindigkeit geeignet. Der von einer geeigneten Strahlungsenergiequelle 12 abgegebene Strahl wird durch eine Strahlquellenoptik 13 in die gewünschte Strahlform gebracht. Der Strahl tritt durch die Gaszelle 11 und dann durch die Übertragungsoptik 14 hindurch. Sodann tritt der Strahl durch den Meßprobenbereich 15 hindurch, wo das zu analysierende Gas vorhanden ist. Die Strahlungsenergie wird dann durch eine Detektoroptik 16 auf einen Photodetektor 17 fokussiert. Der Durchlaßbereich eines Filters 18 ist für ein spezielles, zu analysierendes Gas ausgewählt und beschränkt den Respons des Systems auf Strahlungsenergie in einem bestimmten Spektralbereich. Es ist am besten, den Filter 18 zwischen dem Meßprobenbereich 15 und dem Photodetektor 17 anzuordnen.

Die Gaszelle 11 hat an ihrer optischen Eingangsseite ein Muster aus opaken Bereichen 33, die einen Zerhacker bilden. In einem typischen Fall sind zwölf opake Sektoren alternierend mit klaren Sektoren gleicher Breite angeordnet. Durch die Optik wird der Strahldurchmeseer an der Gaszelle kleiner als die Breite der Sektoren gemacht. Wenn sich die Gaszelle dreht, wird daher der Strahl mit einer Frequenz zerhackt, die gleich den Zwölffachen der Drehzahl ist. Bei dem gezeigten Beispiel werden die beiden Kammern in der Gaszelle 11 in den Strahl mit einer Frequenz von 30 Hz eingeführt, so daß der Strahl mit einer Frequenz von 360 Hz zerhackt wird.

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Der Ausgang des Photodetektors 17 weist ein Signal mit einer Komponente mit 360 Hz und in Abhängigkeit von dem Gas in dem Meßprobenbereich, eine Komponente von 30 Hz auf. Diese Signale werden an ein elektronisches Gerät 21 zugeführt, dem ferner ein Bezugssignal mit 30 Hz von einem Fühler 22 zugeführt wird, der die Drehung der Gaszelle 11 erfaßt. Das Bezugssignal hat eine spezielle Phasenbeziehung zu der Komponente des Photodetektorsignals mit 30 Hz und kann in einer Synchron-Detektorschaltung verwendet werden. Das elektronische Gerät 21 verarbeitet die elektrischen Signale und steuert eine Anzeigeeinrichtung 23 an, die in Einheiten der Konzentration des zu analysierenden Gases in dem Meßprobenbereich 15 kalibriert sein kann. Die Art und Einzelheiten der Messung sind in der US-PS 3 793 525 beschrieben, so daß sich eine eingehendere Beschreibung erübrigt.

Figur 2 zeigt eine auseinandergezogene Darstellung der Gaszelle 1 1 . Die Zelle ist auf einem Körper 24 aus rostfreiem Stahl aufgebaut, der nach der Bearbeitung einer Wärmebehandlung zur Spannungsentlastung unterworfen worden ist. Der Körper 24 weist offene Kammern 25 und 26, einen äußeren Rand 27 und eine mittige Nabe 28 auf. Die Nabe 28 weist eine Einrichtung, beispielsweise eine Madenschraube oder ein Rollsplintloch, auf, um die Befestigung der Einrichtung an einer Antriebswelle zu gestatten. Der Rand 27 enthält Füllmündungen 29 und 30. Die Breite des Materials, das die Kammern 25 und 26 trennt, wird so eng wie möglich gemacht, wobei jedoch eine genügend stabile Abstützung für die Gaszelle gegeben sein muß. Fenster 31 und 32, die jeweils in der dargestellten Weise in zwei Teile aufgeteilt sind, sind in den hintersetzten Stirnflächen des Körpers 24 abdichtend befestigt, so daß die Kammern 25 und 26 abgedichtet werden. Die Fensterdichtung kann durch Epoxyharz, Glasfritte, Schmelzglas oder eine andere übliche, hermetische Glas— oder Metalldichtung erfolgen. Die Fenster 31 und 32 bestehen vorzugsweise aus Saphir und sind beidseitig mit einem Entspiegelungsüberzug versehen, der auf die interessierenden Wellenlängen abgestimmt ist.

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Die Zerhackerflügel sollten bo orientiert sein, daß sie, wie dargestellt ist, über dem Teil des Körpers ausgerichtet sind, der die Kammern 25 und 26 trennt. Der Zerhacker 33 kann aus einer dünnen Metallamelle oder aus photographischem Filmmaterial hoher Dichte ausgeschnitten und auf das Fenster 31 vor dessen Abdichtung aufgeklebt sein. Da das Fenster geschlitzt ist, wird der Zerhacker ebenfalls geschlitzt, damit er zu dem Fenster paßt. Wenn das Fenster aus einem einzigen Stück hergestellt wird, ist der Zerhacker vorzugsweise ebenfalls eine ein— stückige Struktur. Ein bevorzugter Zerhacker besteht aus einer Metallschicht, beispielsweise aus Inconel, einer bekannten Nickel-Chrom-Legierung, die auf dem Fenster 31 in dem gewünschten Muster aufgebracht wird. Die Metallschicht wird dick genug gemacht, um die Transmission der interessierenden Wellenlänge auf 2 ia oder weniger herabzusetzen. Das Aufbringen solch einer Metallschicht und das Herstellen eines Musters kann nach an sich bekannten Verfahren, beispielsweise Abscheiden, Aufdampfen oder Aufdrucken, erfolgen, wobei sich eine nähere Erläuterung erübrigt.

Der Zerhacker ist auf der Innenseite des Fensters 31 gezeigt. Dadurch wird der Zerhacker gegen die Atmosphäre abgedichtet und er wird gegen eine Beschädigung durch die Handhabung der Gaszelle geschützt. Obwohl die genannte Ausführung bevorzugt ist, kann der Zerhacker auch auf der Außenseite des Fensters 31 angeordnet sein. Obwohl der Zerhacker 33 auf der der Lichtquelle zugewandten Seite der Zelle 11 gezeigt ist, kann der Chopper auch der dem Photodetektor zugewandten Seite der Zelle 11 liegen. Der optimale Ort für den Zerhacker 33 kann für verschiedene Anordnungen der Quellenoptik 13 und der Übertragungsoptik unterschiedlich sein.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf die Vorderseite der Gaszelle 1 1 , wobei Teile der Zelle an drei Niveaus weggeschnitten sind, um den Aufbau der Zelle zu zeigen. Der obere Abschnitt von Figur 3 zeigt die Außenseite des geschlitzten oder unterteilten Fensters 31. Der untere Abschnitt des Fensters ist

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weggeschnitten, um den dann freiliegenden Zerhacker 33 zu zeigen. Der Zerhacker ist weiter unten in der Zeichnung weggeschnitten, um das Innere der Zelle und eine Draufsicht auf das gegenüberliegende Fenster 32 zu zeigen. Am untersten Teil ist ein Schnitt bis in den Rand 27 gezeigt, um den Aufbau der Füllmündung darzustellen. Der Rand 27 hat eine Stufe in seinem Umfang als Sitz für das Fenster 31» das wie in Figur 2 in der Mitte geschlitzt oder unterteilt dargestellt ist. Epoxyharzdichtungen erstrecken sich vollständig um die Ränder der Fensterelemente, wie bei 46, 46 a und 47 dargestellt ist, um das Fenster an seiner Stelle zu halten. Die Füllmündungen 29 und sind durch Schrauben 35 bzw. 36 verschlossen. Diese Schrauben sind in typischen Fällen 10-32-Sehrauben mit einem Allen-Rundkopf und einem geschlitzten Schaft. O-Ringe, von denen ein O-Ring 37 gezeigt ist, liegen unter den Schraubenköpfen, so daß, wenn die Schrauben festgezogen werden, die O-Ringe in ihren Ausnehmungen zusammengedrückt werden und als Dichtungen wirken. Die Schrauben werden festgezogen, bis die Innenseite der Metallfläche des Schraubenkopfes einen festen Kontakt mit der äußeren Metallfläche des Zellenrandes 27 hat. Wenn die Schrauben 35 und 36 gelockert oder teilweise herausgeschraubt werden, liefern die geschlitzten Schäfte eine Gas Strömungsverbindung zwischen den abgedichteten Kammern und der Umgebung. Auf diese Weise wirken die Schrauben als Dichtventile für die Kammernfüllung und/oder -evakuierung.

Die Füllmündungen sind von flach geschliffenen Flächen 39 und 40 umgeben. Diese Flächen sind dazu bestimmt, ein Gasfüllgerät aufzunehmen, wie noch beschrieben wird. Zusätzlich sind vier Sacklochbohrungen 41 bis 44 vorgesehen, um die Befestigung des Gasfüllgerätes zu gestatten.

Figur 4 zeigt einen Schnitt durch die Zelle von Figur 3 entlang der Linie 4-4. Die vergrößerten Detailschnitte der Figuren 4 A und 4 B zeigen die Fensterdichtungen. Das Fenster 32 paßt in den hinterschnittenen Rand des Metallkörpers, und Epoxyharz-(oder aus einem anderen Material bestehendeRichtungen 46 und 47

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verbinden das Fenster mit dem Körper und bilden eine hermetische Abdichtung. Die Umfangsdichtung 46 des Fensters ist im Schnitt in Figur 4 A gezeigt. Die Dichtung 46 a des Nabe ist ähnlich wie die Dichtung 46 ausgeführt. Wie bereits erwähnt wurde, könnte ein einstückiges Fenster auf jeder Stirnseite dicht angebracht werden. Die geschlitzte Version ist jedoch bevorzugt, weil das geschlitzte Fenster eine zuverlässigere, hermetische Abdichtung liefert, wie aus dem Schnitt von Figur 4 B zu ersehen ist. Wenn ein einstückiges Fenster verwendet würde, wäre der Dichtwulst 47 aus Epoxyharz nicht vorhanden. Statt dessen würde eine einzige Materialschicht das Fenster mit dem Metallkörper verkleben. Wenn sich in solch einer Dichtung ein Leck entwickelt, würde dies dazu führen, daß sich der Gasdruck in den beiden Zellenkammern ausgleicht. Durch die Verwendung des geschlitzten Fensters wird das Dichtvolumen vergrößert, so daß die Dichtung zuverlässiger wird. Wenn sich trotzdem ein kleines Leck einstellt, würde dies mit größerer Wahrscheinlichkeit zur Umgebung der Zelle und nicht zwischen den Kammern auftreten. Solch ein Leck kann von der Außenseite der Zelle her repariert werden und ist daher die bessere Alternative.

Bei der Herstellung einer zuverlässigen Epoxyharzdichtung kann das folgende Verfahren angewendet werden. Zuerst werden alle Überzüge von dem Umfang oder dem Dichtungsbereich des Saphirfensters entfernt, und dar Fenster und der Körper 24 werden sorgfältig gereinigt. Dann wird ein flexibler Epoxyharz-Polyamidklebstoff, beispielsweise eine Mischung zu gleichen Teilen aus EPON 828 (Herstellen Shell) und POLYAMIDE VERSAMIDE 140 (Hersteller: General Mills) entlang den Dichtbereichen des rostfreien Stahlkörpers aufgetragen, und das Fenster wird an seiner Stelle festgedrückt· Luftblasen werden aus dem Kunststoff durch Zentrifugieren oder Aufheizen der Mischung vor Aufbringen des Klebstoffes entfernt. Das Aushärten des Klebstoffes wird dadurch beschleunigt, daß die Anordnung in einen Ofen bei einer Temperatur von etwa 46 ⁰C gelegt wird. Es ist

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erwünscht, den Klebstoff näherungsweise bei der Temperatur auszuhärten, der die Zelle während des Betriebs des Gasanalysegerätes ausgesetzt ist. Dadurch werden Spannungen zwischen dem Fenster und dem Zellenkörper aufgrund der unterschiedlichen, thermischen Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien auf ein Minimum herabgesetzt. Das zweite oder gegenüberliegende Fenster wird nach dem gleichen Verfahren abgedichtet. Zellen, die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, haben eine ausgezeichnet lange Lebensdauer und praktisch keine Leckneigung gezeigt.

Die Figuren 5 und 6 zeigen ein Gasf üllgerät, das neben der Fülleinrichtung der Gaszelle 11 angeordnet ist. Figur 6 zeigt einen Schnitt durch das Gasfüllgerät von Figur 5· Der Zylinder 50 des Füllgerätes hat einen 0—Ring 51, der in einer Ausnehmung in dem offenen Ende des Zylinders sitzt, so daß er an der flachen Fläche 39 an der Zelle 11 angreift. Ein Kragen 52 enthält Montageschrauben 53 und 54, die an den Bohrungen 41 und 42 (Figur 3) angreifen. Wenn diese Schrauben festgezogen werden, wird das offene Ende des Zylinders 50 gasdicht auf die Fläche 39 gedrückt. Ein gleitbarer und drehbarer Schraubenzieher 55, der durch einen Handgriff 56 betätigbar ist, kann zum Lösen der Schraube 35 betätigt werden, so daß die Gasζeilenkam— mer mit der Bohrung des Zylinders 50 und einem Gasleitungsanschluß 57 in Verbindung treten kann. Das Gerät ist in seiner Position auf der Zelle gezeigt. Der Schraubenzieher 55 ist in seiner Position auf der Schraube 35 gezeigt. Der Schraubenzieher wird gasdicht durch einen O-Ring 58 abgedichtet. Es ist zu ersehen, daß die Bohrung des Anschlusses 57 über die Innenbohrung des Zylinders 50 und den Schlitz 35 a der Schraube 35 mit dem Innenraum der Gaszelle direkt in Verbindung steht. Der Anschluß 57 kann mit verschiedenen Gasquellen oder einer Vakuum— einrichtung (nicht gezeigt) verbunden werden, so daß die Zelle mit Gas oder einer Mischung von Gas unter einem gewünschten Druck oder Partialdruck versorgt werden kann. Nachdem die gewünschte Atmosphäre in der Zelle erreicht ist, wird der

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Schraubenzieher 55 dazu verwendet, die Schraube 35 festzuziehen, so daß der O-Ring 37 die Abdichtung der Füllöffnung 29 bewirkt. Gegebenenfalls kann ein O-Ring 59 als Polsterung unter den Montageschrauben 53 und 54 verwendet werden, um zu verhindern, daß übermäßige Spannungsbeanspruchungen an dem Füllgerät und dem Zellenkörper erzeugt werden.

Figur 7 zeigt eine alternative Einrichtung, um das Grasfüllgerät zum Füllen der Zelle an dieser zu halten. Ein mit einer Bohrung versehener Block 60 paßt über den Zylinder 50, um diesen gegen die flache Fläche 39 der Gaszelle zu drücken. Haken— bolzen 61 und Muttern 62 ziehen ein Band 64 an, so daß dieses gegen die Zelle 11 drückt und den notwendigen Auflagedruck erzeugt. Fahrend Figur 7 sich auf eine Gaszelle mit großem Durchmesser bezieht, kann eine kleine Version der Zelle mit derselben Einrichtung gegen das Gasfüllgerät gedrückt werden. Der Schraubenzieher 55 und die Handhabung des Füllgerätes ist so, wie in Zusammenhang mit den Figuren 5 und 6 beschrieben wurde.

Die vorhergehende Beschreibung bezieht sich auf eine rotierende Gaszelle mit zwei Kammern, und es ist beabsichtigt, daß zu analysierende Gasproben in die Zelle mit geeigneter Dichte und unter geeignetem Druck, wie in der US-PS 3 793 525 beschrieben ist, eingefüllt und abgedichtet werden können. Es ist in vielen Fällen möglich, die Zelle mit einer Gasfüllung nur in einer Zellenkammer zu betreiben und die andere Kammer mit einem neutralen Dichte-Dämpfungsmittel oder -glied zu versehen. Die Dämpfung wird so eingestellt, daß sie gleich der mittleren Dämpfung der Gaszelle, die sie ersetzt, über dem Durchlaßbereich des Analysengerätes ist, der durch den Filter 18 von Figur 1 eingestellt wird. In diesem Fall ist bevorzugt, den Teil des Zellenfensters 31» der zu der leeren Kammer gehört, mit einer dünnen Metallschicht, beispielsweise Inconel, das auch in Zusammenhang mit dem Überzug für den Zerhacker 33 erwähnt wurde, zu versehen. Das Metall wird jedoch genügend dünn aufgebracht, um nur die erforderliche Dämpfung zu erzielen. Wenn beispielsweise in Figur 3 die rechte Kammer der Zelle mit der

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zu analysierenden Gasprobe gefüllt ist, kann die linke Kammer entweder evakuiert oder mit Gas oder einem anderen Material gefüllt werden, das die Strahlung in dem interessierenden Wellenlängenbereich nicht absorbiert. Die linke Hälfte des Fensters 31 ist dann mit dem beschriebenen, neutralen Dichtefilter versehen.

Figur 8 zeigt eine abgewandelte Ausführung des Zerhackers, die dazu vorgesehen ist, den genannten, neutralen Dichtefilter zu umgehen. Die gezeigte Form soll dann den Zerhacker 33 von Figur 1 ersetzen. Die opaken Teile sind auf der Seite der Zelle, auf der die Dämpfung erforderlich ist, breiter gemacht. Die reduzierte Öffnung liefert die erforderliche Dämpfung, und die relative Sektorgröße in den beiden Hälften wird so eingestellt, daß der erwünschte Dämpfungswert erreicht wird.

Figur 9 zeigt eine rotierende Vierkammer-Gaszelle. Vier Füllmündungen und Verschlußschrauben für das Gas werden so eingesetzt, wie in Zusammenhang mit der Zweikammerzelle beschrieben wurde. Die Kammer 70 ist bei der Verschlußschraube 76, die Kammer 71 bei der Verschlußschraube 74, die Kammer 72 bei der Verschlußschraube 77 und die Kammer 73 bei der Verschlußschraube abgedichtet. In dieser Einrichtung werden zwei Lichtstrahlen eingesetzt. Die beiden inneren Kammern 70 und 71 modulieren den inneren Strahl (nicht gezeigt), während der zweite oder äußere Strahl (nicht gezeigt) durch die äußeren zwei Kammern 72 und 73 moduliert wird, wenn die zu analysierenden Gase in der Meßzelle vorhanden sind. Es können daher zwei vollständig getrennte Gasmeßsysteme mit einer einzigen aus der rotierenden Gaszelle und dem Motor bestehenden Einrichtung betrieben werden.

Die oben beschriebenen Zellen sind für eine Gasfüllung mit einem Druckbereich bis zu etwa einer Atmosphäre vorgesehen. Wenn es erwünscht ist, eine Gasfüllung mit höherem Druck einzusetzen, ist eine alternative Zellenkonstruktion bevorzugt. Figur 10 zeigt eine Zelle, die für Drücke ausgelegt ist, die erheblich höher als eine Atmosphäre sein können. In Figur 10 ist

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ein Schnitt durch die Vierkammerzelle entlang einem Durchmesser gezeigt. Der Zellenkörper hat drei Teile. Der mittlere Abschnitt 80, der die rotierende Nabe einschließt, hat Ausnehmungen, um die Fenster aufzunehmen. Die Ausnehmungen in dem Körper 80 sind etwas tiefer als die Dicke der Fenster ausgeführt. Der Raum zwischen dem Fenster und dem Zellenkörper und der Raum zwischen dem Fenster und der Zellenendkappe sind mit Epoxyharz gefüllt. Das Epoxyharz zwischen dem Fenster und dem Zellenkörper bildet eine hermetisch abgedichtete Kammer. Das Epoxyharz zwischen dem Fenster und der Zellenendkappe füllt jeglichen Zwischenraum zwischen den beiden Elementen. Die Zellenendkappen sind mit Bolzen an ihrem Platz befestigt, bevor das Epoxyharz ausgehärtet wird. Die hermetische Abdichtung wird durch die Epoxyharze chi cht erreicht. Das Fenster wird in seiner Lage gegen den Gasdruck in der Zelle durch die Zellenendkappe gehalten.

Es ist erwünscht, die zwei Epoxyharzechichten sehr dünn zu machen, um das Fenster in der Zellenanordnung genau in Stellung bringen zu können. Es ist jedoch auch erwünscht, die beiden Epoxyharzschichten verhältnismäßig dick zu machen, um genügend Epoxyharzvolumen zu haben, damit eine zuverlässige Dichtung gebildet wird. Die in Figur 10 gezeigte Zelle vereinigt diese beiden erwünschten Merkmale. Dies wird dadurch erreicht, daß Ausnehmungen sowohl in den Zellenkörper 80, 81, 82 als auch in den Zellenendkappen 83 und 84 eingearbeitet werden, um dicke Epoxysehichten aufzunehmen. Kleine Abschnitte der sich gegenüberliegenden Flächen des Zellenkörpers und der Zellenendkappen werden stehengelassen, um das Fenster in der fertigen Einrichtung in Stellung zu halten.

Es sind verschiedene Änderungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So können andere Verfahren beim Zusammenbau und andere Verschlüsse und Gasfüllgeräte verwendet werden. Beispielsweise können Gasfüllbohrungen mit einem abgeschrägten Querschnitt verwendet werden, wobei deformierbare Metall- oder Kunststoffkugeln und geschlitzte Madenschrauben

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als Verschluß benutzt werden können. Auch können die Dichtwir kungen von beliebigen Verschlußeinrichtungen durch Dichtungsverbindungen oder Klebstoffe gesteigert werden.

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Claims (10)

Patentansprüche

1.jRotierende Gaskorrelationszelle zur Verwendung in einem dispersionslosen Gasanalysegerät, gekennzei c h — net durch ein zylindrisches Gehäuse (24) mit einem äußeren Rand (27) und einer axialen Nabe (28), die eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Gehäuses an einer Welle aufweist, um das Gehäuse um die Symmetrieachse zu drehen, mehrere Öffnungen (25, 26), die sich durch das Gehäuse (24) parallel zu und auf gegenüberliegenden Seiten von der Achse des Gehäuses erstrecken, Fenster (31» 32), die an den Endflächen des Gehäuses (24) abdichtend befestigt sind, um die Öffnungen (25_f 26) zur Bildung von Kammern abzudichten, wobei die Kammern geeignet sind, eine bestimmte Gasmenge zu enthalten, durch die über die Fenster (31» 32) Strahlungsenergie hindurchleitbar ist, eine Fülleinrichtung (35, 37» 36), die sich durch den äußeren Rand (27) in die Kammern erstreckt, um Gas in die Kammern einzuspritzen, und durch eine Einrichtung (Fig. 5), um die Fülleinrichtung wahlweise zu öffnen und zu schließen.

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fenster (31» 32) durch eine Klemmeinrichtung zusätzlich in Position gehalten sind, um eine Gasfüllung mit einem Druck ■von mehr als einer Atmosphäre zu gestatten (Figur 10).

3. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem (31) der Fenster eine Reihe radialer Sektoren (33) mit einem Material hoher optischer Dämpfung angeordnet sind, wobei die Sektoren bei einer Drehung der Zelle (11) den Strahl der Strahlungsenergie periodisch unterbrechen.

4. Zelle nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren (33) ein Material aufweisen, das an dem Fenster (33) haftet bzw. daran angeklebt ist.

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5. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren (33) ein. auf dem Fenster (31) aufgebrachtes Metall aufweisen.

6. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kammern mit einem Material gefüllt ist, das die Strahlungsenergie nur unbeachtlich dämpft, und daß der Fensterbereich., der der anderen Kammer zugeordnet ist, wenigstens teilweise mit einem die Strahlungsenergie dämpfenden Material mit einer neutralen Dichte abgedeckt ist.

7. Zelle nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kammern mit einem Material gefüllt ist, das die Strahlungsenergie nur unbeachtlich dämpft, und daß die Sektoren an dem Fensterbereich, der dieser einen Kammer entspricht, breiter als die Sektoren über dem Rest der Fenster ausgeführt sind, wobei die Sektoren eine ausreichend unterschiedliche Breite haben, um die gewünschte Verminderung in der mittleren Transmission für die Strahlungsenergie zu erreichen (Fig. 8).

3. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kammern und ein einziger Strahl der Strahlungsenergie vorgesehen sind.

9# Zelle nach. Anspruch 3» dadurch, gekennzeichnet, daß vier Kammern und zwei Strahlen der Strahlungsenergie vorhanden sind (Fig. 9).

10. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektoren (33) auf der Innenfläche des Fensters (31) liegen.

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