DE2546727A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung der stickoxid-konzentration in einer gasprobe - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur messung der stickoxid-konzentration in einer gasprobeInfo
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Description
Patentanwälte: 9 R Λ R 7 9
Dr. Ing. WsHs r Abte £0*0 lit
Dr. D'Sier F. Mori
Dr. Har,3-A. Brauns 17>
Oktober 1975
8 Hüßcisaa 80, PieozeBaueretr. 21
IP-0048
E.I. DU POhPT DE NEMOURS AND COMPANY
10th and Market Streets, Wilmington, Del. 19898,V.St.A.
Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Stickoxid-Konzentration in einer Gasprobe
Es besteht ein Bedürfnis nach einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Untersuchen eines Gases auf seinen Anteil
an Stickstoffoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO3). Aufgrund
neuester Entwicklungen ist eine rasche Bestimmung des Stickstoffoxids und des Stickstoffdioxids wichtig.
Der N0„-Gehalt eines Gases ist bisher fotometrisch bestimmt
worden, wobei eine Strahlung mit einer Wellenlänge innerhalb des breiten NOp-Absorptionsbandes verwendet
wurde. Der Stickoxid-(NO )-Gehalt solcher Gase beinhaltet jedoch nicht nur NO2, sondern auch NO, das in diesem Wellenlängenband
nicht stark absorbiert. Eine Technik zum Untersuchen einer Gasprobe auf ihren NO -Gehalt ist in US-PS
3 718 429 beschrieben. Das in dieser Patentschrift beschriebene
Verfahren läuft in der Weise ab, daß die Gasprobe in eine Prüfzelle eingeführt wird, ein Sauerstoff
enthaltendes Gas in die Prüfzelle unter Druck eingeführt wird, um eine Umwandlung des NO in N0~ zu bewirken, und
dann der NO -Gehalt dadurch gemessen wird, daß die Erhöhung der Absorption beobachtet wird, die durch die vollständige
Umwandlung von NO in NO2 bewirkt wird.
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«ι 254672?
Bei normalen NO -Konzentrationen und Sauerstoffbrücken
Ji
beansprucht die Messung des NO -Gehaltes eines Gases mittels dieses Verfahrens relativ viel Zeit (etwa 5 bis
10 Minuten), da das Verfahren eine vollständige Umwandlung von NO in NO- erfordert. Die Durchführung der NO-Bestimmung
während einer solchen Zeitdauer läßt normalerweise keine Schwierigkeiten entstehen. Wenn jedoch
ein einziges fotometrisches Instrument zur Messung des NO -Gehaltes einer Anzahl von Gasquellen benutzt wird,
kann die Zykluszeit der Messung jeder Gasquelle einen
nicht mehr akzeptablen Wert erreichen.
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen des insgesamten NO -Gehalts eines Gases, ohne
daß die vollständige Umwandlung von NO in NO2 abgewartet
wird, indem zu einem bestimmten Zeitpunkt die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung des Gases und vorzugsweise
ebenso die Absorption des Gases gemessen wird. Die zuerst genannte Messung zeigt die anfängliche NO -Konzentration
der Gasprobe an, und die Summe beider Messungen zeigt den anfänglichen NO -Gehalt des Gases an. Eine genauere
Bestimmung kann erreicht werden, indem die Quadratwurzel der Geschwindigkeit der Absorptionsänderung anstatt
die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung selbst verwendet wird.
Das Verfahren betrifft das Messen der NO -Konzentration
Ji
in einer Gasprobe, indem
a) ein bekanntes Volumen der Gasprobe in eine gasdichte Prüfzelle eingeführt wird;
b) wenigstens zwei Atmosphären eines Sauerstoff enthaltenden Gases in die Zelle eingeführt wird, um ein Gasgemisch
mit der Gasprobe zu bilden;
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c) die Temperatur und der Druck des Gasgemisches in der Zelle gesteuert werden;
d) eine Meßstrahlung mit einer Wellenlänge zwischen etwa 410 und etwa 600 nm durch das Gasgemisch in der Zelle
geschickt wird, wobei die Meßstrahlung eine von NO2
stark absorbierte Wellenlänge besitzt, und
e) die Änderungsgeschwindigkeit der Absorption der Meßstrahlung
durch das Gasgemisch in der Zelle gemessen wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Absorption
und die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung zum gleichen Zeitpunkt gemessen; die Summe der gemessenen Absorption
und der gemessenen Geschwindigkeit der Absorptionsänderung zeigen den anfänglichen NO -Gehalt der Gasprobe
an.
Bei einer noch mehr bevorzugten Ausführungsform wird die Summe der Absorption und der Quadratwurzel der Geschwindigkeit
der Absorptionsänderung gebildet, um ein Maß für die anfängliche NO -Konzentration in dem Gas zu erhalten.
Ji
Die Vorrichtung zur erfindungsgemäßen Bestimmung des NO Betrages
in einer Gasprobe (zu untersuchendes Gas) enthält:
a) eine gasdichte Prüfzelle mit Fenstern, die für eine
Wellenlänge im Bereich von etwa 410 bis etwa 600 nm durchlässig sind;
b) Einrichtungen zum Einführen eines bekannten Volumens einer Gasprobe in die Zelle;
— 3 —
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c) eine Strahlungsquelle, die dazu dient, Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 410 bis etwa
600 nra durch die Zelle zu schicken;
d) Nachweiseinrichtungen zum Nachweisen der Intensität der aus der Zelle austretenden Strahlung;
e) Einrichtungen zum Einführen' von wenigstens zwei Atmosphären
eines Sauerstoff enthaltenden Gases in die Zelle, um ein Gasgemisch mit der Gasprobe zu bilden;
f) Einrichtungen, die dazu dienen, das Gasgemisch bei einer im wesentlichen konstanten Temperatur zu halten;
g) Einrichtungen, die dazu dienen, das Gasgemisch auf
einem im wesentlichen konstanten Druck zu halten, und
h) Einrichtungen, die mit den Nachweiseinrichtungen verbunden sind und dazu dienen, zu einem bestimmten Zeitpunkt
die Änderungsgeschwindigkeit der durch das Gasgemisch in der Zelle bewirkten Absorption der Strahlung
zu messen.
Eine bevorzugte Vorrichtung enthält ferner Einrichtungen, die mit den Nachweiseinrichtungen verbunden sind und dazu
dienen, zum gleichen gegebenen Zeitpunkt die Strahlungsabsorption durch das Gasgemisch in der Zelle zu messen.
Die Summe der gemessenen Absorption, und der gemessenen Änderungsgeschwindigkeit der Absorption zeigt die
anfängliche NO -Konzentration in der Gasprobe an.
Ji
Je höher der Sauerstoffdruck in der Zelle ist, desto eher
kann der Partialdruck des Sauerstoffs als eine Konstante
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im Hinblick auf den Partialdruck von NO betrachtet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das den Sauerstoff
enthaltende Gas daher mit einem Druck von wenigstens etwa vier Atmosphären in die Prüfzelle eingeführt.
Bei einer noch mehr bevorzugten Ausführungsform ist die
Einrichtung zur Messung der durch das Gasgemisch in der Zelle erfolgenden Strahlungsabsorption eine Einrichtung
zur Erzeugung eines elektrischen Signales, das proportional zu der gemessenen Absorption ist, und enthält die Einrichtung
zur Messung der Änderungsgeschwindigkeit der durch das Gasgemisch in der Zelle bewirkten Strahlungsabsorption,
Einrichtungen zur Erzeugung eines elektrischen Signales, das proportional der Quadratwurzel der gemessenen
Änderungsgeschwindigkeit der Absorption ist. Pneumatische und Fluid-Signale können ebenfalls erzeugt werden.
Die Vorrichtung weist ferner Einrichtungen zum Aufsummieren des elektrischen Signals, das proportional der gemessenen
Absorption ist, und des elektrischen Signals, das proportional der Quadratwurzel der gemessenen Geschwindigkeit
der Änderung der Absorption ist. Es können ferner Einrichtungen zum Anzeigen des Ausgangssignales der Summier-Einrichtung
vorgesehen sein.
Bei einer noch mehr bevorzugten Ausführungsform enthält die Strahlungsquelle Einrichtungen, um eine Meßstrahlung,
die eine von NO2 stark absorbierte Wellenlänge besitzt,
durch die Zelle zu schicken, und Einrichtungen, um eine Referenzstrahlung, die eine von NO2 schwach absorbierte
Wellenlänge besitzt, durch die Zelle zu schicken. Die Verwendung der Referenzstrahlung ermöglicht es, insbesondere
wenn sie von der gleichen Strahlungsquelle wie die Meßstrahlung kommt, eine kontinuierliche Überprüfung der Optik
des Systems und der Auswirkung der Strahlungsstreuung
. 5 609817/0960
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durch Teilchen oder Dunst in der Prüfzelle durchzuführen,
Da diese Referenzstrahlung durch das Gasgemisch schwach absorbiert wird, sind jegliche Änderungen ihrer Intensität
einer solchen Streuung oder Veränderungen in dem optischen System anstatt Änderungen in der Konzentration
von NC>2 in dem Gasgemsich zuzuschreiben.
NO wird nach der folgenden Gleichung in NO2 umgesetzt:
2NO + O2 >
Die Reaktionsgeschwindigkeit, K , kann für diese umset
zung
Kox " [pN0j2[p02] ,
geschrieben werden, wobei
pNO der Partialdruck von NO in dem Gasgemisch ist, und
pO~ der Partialdruck von O2 in dem Gasgemisch ist.
Wenn der Partialdruck des Sauerstoffs groß genug gegenüber dem Partialdruck von NO ist, dann kann pO2 als Kon
stante angesehen werden, und es gilt:
Die obige Reaktion kann demzufolge als eine Reaktion zweiter Ordnung betrachtet werden. Reaktionen zweiter
Ordnung werden mathematisch durch die folgende Gleichung geschrieben:
«■
dt
— fi —
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Im vorliegenden Fall ist C, = pNO zum Zeitpunkt t und stellt K eine Konstante dar. Da die Geschwindigkeit,
mit der NO2 gebildet wird, gleich der Geschwindigkeit
ist, mit der NO abnimmt, gilt:
-d j*pNo7 _ d JpNO2]
dt dt
Durch Substitution erhält man:
d[pNO2] dt
ΓρΝο]2 = K1
KfpNOJ
dt
wobei K1 eine andere Konstante ist. Die Lösung dieser
Gleichung ergibt:
pN0 = K
/d»02 I1/2
NO = K"1 I I zum Zeitpunkt t,
wobei K" und K"1 weitere Konstanten sind.
Für einen hohen Sauerstoffdruck kann folglich die anfängliche
NO-Konzentration als proportional der Quadratwurzel der Geschwindigkeit der Änderung der Absorption betrachtet
werden. Die NO -Gesamtkonzentration in der Gasprobe ist jedoch gleich ihrer NO- und N02-Konzentratxon. Da die Absorption,
A, eines Gases proportional seinem N02~Gehalt
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2 b A 6 7 2 7
ist, kann die NO -Gesamtkonzentration zu einem bestimmten Zeitpunkt folgenderweise ausgedrückt werden:
dNO, Gesamt-NO = NO9 + K" f -^r- \ 7 oder
Gesamt-NO = K A + K
X O ι
wobei K und K Proportionalitätskonstanten sind. Durch Wahl geeigneter Skalen- oder Kalibrierungsfaktoren, die
den Proportionalitätskonstanten Rechnung tragen, kann ein absolutes Maß der NO -Gesamtkonzentration des Gases
aus einer Messung der Absorption des Gasgemsiches und
einer Messung der Quadratwurzel der Geschwindigkeit der Absorptionsänderung des Gasgemisches erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine Meßstrahlung mit einer Wellenlänge von 410 bis 600 nm zur Bestimmung
der N02~Konzentration in einer Gasprobe. NO wird mit einem
Sauerstoff enthaltenden Gas, vorzugsweise im wesentlichen reinem Sauerstoff, unter Druck zusammengebracht,
um es in NO2 umzusetzen und für die Strahlung sichtbar
zu machen.
Die Messung wird vor der vollständigen Umsetzung von NO in NO9 durchgeführt. Ein Vorteil dieser schnellen Bestimmung1
der NO -Konzentration besteht darin, daß man den NO- und N09-Gehalt in der Gasprobe messen kann, bevor
erhebliche Mengen von NO9 durch eine konkurrierende
Dimerisationsreaktion, die langsamer vonstatten geht als die Umwandlung von NO in NO9, in N9O. umgesetzt werden.
Das Steuern der Temperatur des Gasgemisches wirkt ebenfalls in dieser Richtung. Die Grundreaktion von NO in
NO2 verläuft bei niedrigen Temperaturen rascher, niedrige
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Temperaturen begünstigen jedoch auch die Erzeugung des unsichtbaren Dimeren. Es hat sich gezeigt, daß eine Temperatur
von 105 0C einen Kompromiß zwischen diesen beiden konkurrierenden Reaktionen ergibt und eine genaue
Bestimmung über einen großen Bereich von Konzentrationen ermöglicht. Es kann jedoch jede Temperatur zwischen etwa
0 und etwa 125 0C, vorzugsweise zwischen 50 und 125 0C,
verwendet werden.
Das Steuern des Druckes innerhalb der Prüfzelle erhöht
ebenfalls die Genauigkeit der Messung, da es sich auf die Menge der in die Zelle eingeführten Gasprobe auswirkt.
Es kann auch zur Steuerung der Menge des Sauerstoff enthaltenden Gases, das mit der Probe gemischt
wird, verwendet werden.
Eine Referenzstrahlung mit einer Wellenlänge, die weniger stark durch NO^ absorbiert wird als die Meßstrahlung,
kann dazu verwendet werden, das Streuen an Teilchen und Dunst in der Probe zu kompensieren. Im allgemeinen werden
436 nm und 578 nm für die Meß- bzw. Referenzstrahlung bevorzugt, jedoch können andere Wellenlängen benutzt werden,
die für fotometrische Bestimmungen bekannt sind.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in einem Schema die Grundkomponenten einer Ausführungsform einer zur Durchführung der
vorliegenden Erfindung verwendeten Vorrichtung;
Fig. 2 eine Ausführungsform eines Fotometers, das für die vorliegende Erfindung verwendet
werden kann;
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254672? JO
Fig. 3 eine detailliertere Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 4 in einem Blockschaltbild eine Ausführungsform der dem Fotometer erfindungsgemäß zugeordneten
Elektronik;
Fig. 5 in einem detaillierterem Schema die Elektronik von Fig. 4;
Fig. 6 ein Diagramm der gemessenen NO -Konzentration in einem Gas als einer Funktion der be
rechneten NO -Konzentration;
Fig. 7 ein Diagramm der gemessenen dA/dt als einer Funktion der NO-Gesamtkonzentration, und
Fig. 8 ein Diagramm der durch die Elektronik der Figuren 4 und 5 als Funktion der Zeit erzeugten
Funktionen.
Fig. 1 zeigt die Grundkomponenten einer Ausführungsform
einer Vorrichtung zur Durchführung der fotometrischen Bestimmung von NO und NO2 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ein bekanntes Volumen einer Gasprobe'aus einer Probenquelle 15 wird durch geeignete Einrichtungen in eine
Prüfzelle 11 eingeführt. Bei dieser Ausführungsform wird
die Probe über ein Ventil 13 in die Prüfzelle . 11 geleitet,
die sich innerhalb eines geheizten Behälters 12 befindet. Die Probe kann von einem Autoauspuff, einem
Schornstein oder einer anderen Gasquelle kommen. Die Prüfzelle 11 ist gasdicht und kann Drücken von wenigstens
zwei Atmosphären und vorzugsweise fünf Atmosphären standhalten. Vor der Messung des NO -Gehalts kann ent-
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weder das zu untersuchende Gas oder ein Reinigungsgas kontinuierlich über das Ventil 19 durch die Zelle geleitet
und über den Abfluß 21 entfernt werden. In jedem Fall wird das Ventil 19 vor der Umsetzung von NO
in NC>2 geschlossen, um eine festgelegte Menge der Probe
innerhalb der Zelle 11 zu halten. Die Temperatur des Behälters 12 und als Folge davon der Zelle 11 und
ihres Inhalts wird durch bekannte Einrichtungen 12' gesteuert
und auf einem konstanten Wert gehalten. Nach der Einleitung des zu prüfenden Gases in die Zelle wird
ein Sauerstoff enthaltendes Gas durch geeignete Einrichtungen in die Prüfzelle geleitet. Bei dieser Ausführungsform
wird im wesentlichen reiner Sauerstoff aus dem 02~Tank 17 über das Ventil 13 in die Prüfzelle 11
geleitet, um NO in NO2 umzusetzen. Andere Sauerstoff
enthaltende Gase, wie z. B. Luft, können anstelle reinen Sauerstoffes verwendet werden, im wesentlichen reiner
Sauerstoff wird jedoch bevorzugt. Zur Messung des NO2-Gehaltes des Gases ist eine Lichtquelle 25 vorgesehen,
die eine Strahlung 22 durch die Prüfzelle 11 schickt. Die ausgesandte Strahlung wird durch ein Fotometer
23 gemessen. Nach der Messung des NO -Gesamtgehaltes des zu untersuchenden Gases wird das Ventil
geöffnet und das Ventil 13 so eingestellt, daß weiteres
Material zur Analyse aus der Probenquelle 15 zugeführt wird.
Fig. 2 zeigt ein für die vorliegende Erfindung geeignetes Fotometer. Die Strahlungsquelle umfaßt Einrichtungen
zur Erzeugung der Meßstrahlung und Einrichtungen zur Erzeugung der Referenzstrahlung. Bei der vorliegenden Ausführungsform
sind beide in einer Lichtquelle 25 vereinigt, die von jeder geeigneten Art sein kann, wobei jedoch eine
Quecksilberlampe bevorzugt wird. Ein optisches Filter 26 kann vorgesehen sein, um Strahlung unterhalb 410 nm
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aus- dem Lichtstrahl 22 herauszufiltern. Der Typ Corning CS 3-73 ist ein geeignetes Filter. Das Licht gelangt dann
durch die Prüfzelle 11, wo ein Teil von ihm durch den
NO2-Bestandteil des Gases absorbiert wird und durch teilchenförmige
Materie oder Nebel gestreut wird. Nach dem Anregen der Zelle 11 gelangt der Lichtstrahl 22 zu einer
Meßeinrichtung zum Messen der Intensität der aus der Zelle austretenden Strahlung. Bei dieser Ausführungsform ist
die Strahlungsmeßeinrichtung ein Fotometer 23. Beim Eintritt in das Fotometer wird der Lichtstrahl 22 durch einen
Strahlenteiler 27, der in diesem Fall ein halbdurchlässiger Spiegel ist, in zwei Komponenten aufgeteilt. Der
eine Teil 30 des Strahls läuft durch das Filter 35, das die gesamte Strahlung mit Ausnahme der Meßstrahlung blokkiert,
die sowohl auf NCU-Absorption als auch -Streuung anspricht. Es ist eine Einrichtung zum Messen der Intensität
der Meßstrahlung vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform verfolgt eine Fotoröhre 36 diese Meßstrahlung und erzeugt
ein ihrer Intensität proportionales elektrisches Signal. D as Ausgängssignal wird durch einen logarithmischen
Verstärker 37 positiv verstärkt. Der zweite Teil 28 des Strahls verläuft vom Strahlenteiler 27 durch ein Filter
29, das die gesamte Strahlung mit Ausnahme der Referenzstrahlung blockiert. Diese Referenzstrahlung spricht
in gleicher Weise wie die Meßstrahlung auf die Streuung innerhalb der Zelle an, wird jedoch "relativ wenig durch
N02-Absorption beeinflußt. Die Referenzstrahlung gelangt
durch das Filter 29 zu einer Einrichtung zur Messung der Intensität der Referenzstrahlung. Bei dieser Ausführungsform
wird die Referenzstrahlung durch eine Fotoröhre 31 gemessen, die ein der Intensität proportionales elektrisches
Signal erzeugt. Das Ausgangssignal der Fotoröhre 31
wird durch einen logarithmischen Verstärker 33 negativ verstärkt. Das Ausgangssignal des negativen Verstärkers
33 subtrahiert im Effekt die Wirkung der Streustrahlung
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vom Ausgangssignal der Meß-Fotoröhre 36 und gestattet folglich
nur dem Strahlungssignal, das die NO^-Absorption anzeigt,
die Kontrollstation 39 zu erreichen. Dieser Wert steht dann zur weiteren Verwendung zur Verfügung.
Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgeinäßen
Vorrichtung. Das Fotometer 23 und die Lichtquelle 25 sind mit Fenstern 34 bzw. 26 dargestellt. Diese
Fenster sind vorzugsweise Quarzfenster. Die Prüfzelle 11
besitzt Fenster 41 und 43 (ebenfalls vorzugsweise aus Quarz) und ist innerhalb des geheizten Behälters 12 angeordnet.
Das Netzgerät 81 versorgt die Lichquelle 25, das Fotometer 23 und die Fernbedienungsventile 51, 57 und
59 mit Strom. Der Taktgeber 79 steuert das Arbeiten dieser Ventile. Die Kontrollstation 75, das Au,f zeichnungsgerät
77 und der Taktgeber 79 sowie das Netzgerät 81 sind mit den übrigen Teilen des Systems durch die elektrische
Verbindung 73 verbunden.
Luft wird unter Druck aus einer Quelle 45 zugeführt. Diese Druckluft erfüllt zwei Aufgaben. Die erste Aufgabe besteht
in der kontinuierlichen Zuführung von Druckgas zum Antrieb des Sauggeräts 61, das zur Erzeugung eines Unterdrucks
in der zur Prüfzelle führenden Leitung verwendet
wird. Der Prüfzeilendruck wird durch die Unterdrucksteuereinrichtung
65 gesteuert, und der Druck der dem Sauggerät 61 zugeführten Luft wird durch den Druckregulator 47 reguliert.
Nach dem Durchlaufen des Sauggerätes 61 wird die Luft durch die öffnung 21 abgelassen.
Die zweite Aufgabe der von der Quelle 45 zur Verfügung gestellten Luft ergibt sich während des ersten Arbeitszyklus
der Vorrichtung. Während dieses Zyklus ist das Ventil 51 geöffnet und läßt Druckluft (reguliert durch den Druckregulator
49) in die Leitung, die die Prüfzelle 12 mit der
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Probenquelle 15 verbindet- Ein Teil dieses Luftstromes
wird zum Rückspülen der Probenleitung verwendet, die über die Auffangvorrichtung 69 und den Kühler 67 zur Probenquelle
15 führt. Dies reinigt die Leitung in Vorbereitung für die nächste Messung. Während des ersten Zyklus ist
das Ventil 57 geöffnet und läßt den anderen Teil des Luftstromes, während das Ventil 59 geöffnet ist, in die
Prüfzelle 11 strömen, um die Prüfzelle 11 zu reinigen
und ihren Inhalt durch das Sauggerät 61 und die Ausflußoffnung 21 zu drücken. Auf diese Weise werden die Prüfzelle
und ihre Anschlüsse ebenfalls gereinigt. Da sich keine Probe in der Zelle 11 befindet, während die Luft
während dieses ersten Zyklus durch sie strömt, kann das Ausgangssignal des Fotometers auf Null gestellt werden,
indem Meßstrahlung durch die Zelle geschickt wird. Nach dem Reinigen der Zelle 11 und ihrer Anschlußleitungen
wird das Ventil 51 geschlossen und dadurch die Leitung, die die Prüfzelle 11 und die Probenquelle 15 verbindet,
gegenüber der Luft abgetrennt (obwohl natürlich die Druckluft weiterhin das Sauggerät 61 treibt).
Das Schließen des Ventils 51 löst den zweiten Arbeitszyklus aus. Während dieses Zyklus lassen die Ventile 57
und 59, wie im ersten Zyklus, das Gas durch das Ventil 57 in die eine Seite der Prüfzelle 11 und aus der anderen Seite durch das Ventil 59, das Sauggerät 61 und die
Ausflußoffnung 21 strömen. Luft aus der Quelle 45, die
weiterhin durch das Sauggerät 61 strömt, erzeugt ein geringes
Vakuum in der Prüfzelle und ihren Anschlußleitun—
gen. Dieses leichte Vakuum in der Prüfzelle (ohne den rückspülenden Luftdruck) veranlaßt das zu untersuchende
Gas (Gasprobe) der Quelle 15 durch die Auffangvorrichtung 69, die Flußsteuerung 53, die Flußanzeige 55, das
Ventil 57, die Prüfzelle 11, das Ventil 59 und das Sauggerät
61 und aus der Ausflußoffnung 21 zu strömen. Ein
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Vakuum von etwa 7,6 cm Quecksilber beim Sauggerät 61 hat
sich dafür als ausreichend erwiesen. Von dem Sauggerät 61
strömt das zu untersuchende Gas zur Auffangvorrichtung 69, in der jegliche kondensierte Feuchtigkeit entfernt wird.
Die Flußanzeige 55 braucht nur gelegentlich geprüft zu werden, um sicherzustellen, daß die Flußsteuerung 53 die
richtige Menge der Probe in die Prüfzelle 11 strömen läßt.
Das Rückschlagventil 65 begrenzt und steuert die Größe des Vakuums innerhalb der Prüfzelle 11 und ihren Anschlußleitungen,
wobei das Meßgerät 63 das Vakuum visuell anzeigt. Das Rückschlagventil 65 leitet genügend Luft ein, um das
durch das Sauggerät 61 erzeugte Vakuum auf die gewünschte Höhe zu verringern. Da folglich der Druck in-nerhalb der
Prüfzelle 11 genau gesteuert wird, wird auch die Menge
der Probe innerhalb der Prüfzelle 11 genau gesteuert.
Wenn sich eine Probe innerhalb der Prüfzelle 11 befindet,
schließt das Ventil 57, um ein bekanntes Volumen der Probe innerhalb der Zelle zu isolieren. Das Ventil 59 bleibt
jedoch ausreichend lange geöffnet, damit der Druck und folglich die Probenmenge innerhalb der Prüfzelle 11 durch
das Rückschlagventil 65 reguliert und gesteuert wird. Das Ventil 59 schließt dann und isoliert die Probe innerhalb
der Prüfzelle 11.
Während des dritten Teils des Zyklus öffnen die Ventile 57 und 59, um Sauerstoff aus dem O2~Tank 17 durch das
Meßgerät 18 und vorbei an dem Meßgerät 83 und den Ventilen 57 und 59 in beide Enden der Prüfzelle 11 strömen zu
lassen. Das Einlassen des Sauerstoffs in beide Enden der Prüfzelle ergibt eine schnellere und wirksamere Durchmischung
des Sauerstoffs mit der Probe. Wegen der allge-'meinen
üngenauigkeit von Doppel-Meßgeräten, wie dem Meßgerät 18 an Gasflaschen, ist das Meßgerät 83 an der Lei-
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tung angeschlossen, um eine genaue Einstellung des Drukkes
bei der Sauerstoffflasche zu ermöglichen. Nach dem . Einleiten der gewünschten Sauerstoffmenge, gewöhnlich etwa
vier Atmosphären, in die Prüfzelle 11 schließen die
Ventile 57 und 59 und isolieren das Gemisch des zu untersuchenden Gases und des Sauerstoffes innerhalb der Prüfzelle
11.
Das zu untersuchende Gas und den Sauerstoff läßt man dann für eine bestimmte Zeitspanne innerhalb der Prüfzelle 11
reagieren. Während dieser Zeitspanne wird ein bestimmer Betrag NO in dem zu untersuchenden Gas in NO2 umgesetzt.
Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung des Gasgemisches und vorzugsweise
ebenso die Absorption unter Verwendung der Lichtquelle und des Fotometers 23 gemessen. Die Einzelheiten dieser
Messungen werden unten beschrieben.
Nach der Durchführung der gewünschten Messungen werden die Ventile 51 , 57 und 59 geöffnet, um Luft in die Prüfzelle,
ihre Verbindungsleitungen und die Leitung zur Probenquelle 15 zu lassen. Die Vorrichtung wird dadurch für
die nächste Messung vorbereitet und beginnt den ersten Teil des Zyklus.
Mit der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung und mit etwa 0,5 bis 1,5 Atmosphären Gasprobe und etwa 4 Atmosphären Sauerstoff
in der Prüfzelle 11 hat sich die Analyse als
wirksam für NO-Konzentrationen von etwa 5 ppm bis etwa 10 000 ppm NO herausgestellt; obwohl dies noch nicht die
Grenze des Systems darstellt. Die meßbaren Konzentrationsbereiche können durch Verwendung anderer Referenz- und
Meßstrahlungswellenlängen, wie oben erläutert, und durch Ändern der Zellenlänge verändert werden. Für Proben mit
geringeren Konzentrationen von NO und NO2 kann eine größere
Zellenlänge verwendet werden.
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Wenn man die vollständige Umsetzung von NO zu NO2 zuläßt,
kann das System, wie in US-PS 3 718 429 beschrieben, zur Messung der NO -Gesamtkonzentration in der Gasprobe
verwendet werden. Bei der vorliegenden Erfindung läßt man jedoch nicht die vollständige Umwandlung von
NO zu NO2 zu. Die Messungen der Absorption und der Geschwindigkeit
der Absorptionsänderung werden zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der vollständigen Umwandlung
von NO zu NO2 durchgeführt. Mittels der unten beschriebenen
Verfahrensmaßnahmen kann dann ein Signal erzeugt werden, das die NO -Gesamtkonzentration in der Gasprobe
angibt. Theoretisch kann die Messung der Absorption und der Geschwindigkeit der Absorptionsänderung des Gasgemisches
zu jedem Zeitpunkt nach der Einleitung des Sauerstoffes in die Prüfzelle durchgeführt werden. Praktisch
soll man sich das System jedoch von dem Schock der Sauerstoffeinleitung erholen lassen und soll man
die elektronischen Einrichtungen sich stabilisieren lassen. Messungen, die etwa eine halbe Minute, vorzugsweise
eine Minute, danach durchgeführt werden, führen zu brauchbaren Ergebnissen.
Wenn die anfängliche NO -Konzentration eines Gases lediglieh
NO enthält, dann besteht der einfachste Weg zum Erhalten einer Anzeige des anfänglichen NO -Gehaltes darin,
die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung zu einem bestimmten Zeitpunkt zu messen. Eine Möglichkeit dazu besteht
darin, die Absorption in einer Kurve aufzuzeichnen und die Neigung der Kurve zu einem bestimmten, gegebenen
Zeitpunkt als Angabe für die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung zu diesem Zeitpunkt zu nehmen. Alternativ
kann dies dadurch sofort durch eine Einrichtung durchgeführt werden, die mit der Meßeinrichtung zur Messung der
Geschwindigkeit der Absorptionsänderung verbunden ist. Eine Möglichkeit dazu ist die Verwendung eines Teiles der
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in Fig. 4 gezeigten elektronischen Einrichtungen, nämlich
des DifferenzierSchaltkreises 101. Wenn die anfängliche
NO -Konzentration des Gases sowohl NO- als auch NO
enthält, dann muß man sowohl die Absorption als auch die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung messen, um ein
die NO -Konzentration anzeigendes Meßergebnis zu erhalten. Die Absorption selbst gibt die N02-Konzentration in
dem Gas an, und die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung gibt die NO-Konzentration in dem Gas an.
Diese Lösungsmethode verwendet lediglich die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung und nicht die Quadratwurzel
dieser Funktion und stellt daher eine erste Näherung für den NO -Gehalt dar. Seine Genauigkeit kann dadurch erhöht
werden, daß der Differenzialwert mit einem Skalierungsfaktor multipliziert wird oder in der unten angegebenen bevorzugten
Situation, daß die Quadratwurzel des Differenzialwertes genommen wird. Die Brauchbarkeit des die Geschwindigkeit
der Absorptionsänderung verwendenden Lösungsverfahren zur Bestimmung der NO-Konzentration in einem
Gas wird in Beispiel 3 diskutiert. Zunächst soll jedoch zur Erläuterung der bevorzugten Arbeitsweise der
vorliegenden Erfindung zurückgekehrt werden, bei der die Absorption und die Quadratwurzel der Geschwindigkeit der
Absorptionsänderung als Angabe für den NO -Gehalt des Gases gemessen werden.
Gemäß Fig. 4 wird das Ausgangssignal des Fotometers 23
dem Differenzialschaltkreis 101 zugeführt, der ein Signal erzeugt, das proportional der Geschwindigkeit der
Änderung des zugeführten Signals ist. Das Ausgangssignal
des Differenzialschaltkreises wird seinerseits einem Quadratwurzel-Schaltkreis 102 zugeleitet, der ein Signal
erzeugt, das proportional der Quadratwurzel des zugeführten Signals ist. Das Signal des Quadratwurzel-Schalt-
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kreises 102 wird dann über einen Skalierungsfaktor-Schaltkreis 103 dem Summierungsschaltkreis 105 zugeführt.
Das Signal des Fotometers wird ferner über einen abgetrennten Skalierungsfaktor-Schaltkreis 104 dem
Summierungsschaltkreis zugeführt. Diese beiden Signale,
von denen das eine proportional der Absorption des Gasgemisches und das andere proportional der Quadratwurzel
der Geschwindigkeit der Absorptionsänderung des Gasgemisches
ist, werden aufsummiert. Das Ausgangssignal
dieses Summierungsschaltkreises wird dann in geeigneter Weise angezeigt, z. B. durch ein AufZeichnungsgerät
Jeder der in Fig. 4 gezeigten Funktionsblöcke stellt einen im Handel erhältlichen elektronischen Schaltkreis dar.
Es liegt andererseits innerhalb der Möglichkeiten eines Fachmanns eine geeignete Schaltung aufzubauen. Unabhängig
davon ist jedoch ein detaillierterer elektronischer Schaltplan einer möglichen Ausfuhrungsform der in Fig. 4 gezeigten
Elektronik in Fig. 5 dargestellt.
Das Ausgangssignal des Fotometers 23 wird dem Eingang zugeführt, von wo es unmittelbar dem Dxfferenzxalschaltkreis
101 und dem Skalierungsfaktor-Schaltkreis 104 zugeführt
wird. Im Schaltkreis 101 wird das Signal durch einen Funktionsverstärker 107 und die zugeordnete Schaltung
zuerst verstärkt und invertiert und dann durch den Funktionsverstärker 108 und die dazugehörende Schaltung
differenziert. Die Zeitkonstante ist durch das Produkt von C. und R. bestimmt. G2 ist ein Dämpfungskondensator
zum Reduzieren des Verstärkungsfaktors bei hohen Frequenzen.
Vom Dxfferenzxalschaltkreis 101 wird das Signal zum Qua-■dratwurzel-Schaltkreis
102 weitergeleitet. Quadratwurzel-Schaltkreise sind bekannt, und jeder herkömmliche Quadrat-
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wurzel-Schaltkreis kann dazu verwendet werden. Ein Schaltkreis
des Typs Burr-Brown 4301, der von Burr-Brown, Inc. vertrieben wird, kann z. B. zu diesem Zweck verwendet werden.
Das Ausgangssignal des Quadratwurzel-Schaltkreises wird einem Summierungsschaltkreis 105 über einen Skalierungsfaktor-Schaltkreis
103 zugeführt, der aus einem festen Widerstand Rn. und einem variablen Widerstand Rc besteht.
Gleichzeitig wird das Ausgangssignal des Fotometers dem Summierungsschaltkreis 105 über einen Skalierungsfaktor-Schaltkreis
104 zugeführt, der aus einem festen Widerstand R-, und einem variablen Widerstand RQ be-
/ ο
steht. Die Ausgangssignale dieser beiden Summierungs-Schaltkreise
werden an einem Summierungs-Punkt 109 aufsummiert und dann unmittelbar einem Funktionsverstärker
110 und dessen zugeordnetem Widerstand Rg zugeführt. Tatsächlich
werden die Widerstände Rg bis Rg und der Funktionsverstärker
110 als Teil des Summierungs-Schaltkreises betrachtet.
Das Ausgangssignal des Summierungsschaltkreises wird dann durch eine Filterreihe 111 geleitet, die aus Widerständen
R10 bis R13 und Kondensatoren C3 bis Cg besteht und
dazu dient, hochfrequente Oszillationen der Schaltkreise zu glätten. Von diesem Filterschaltkreis wird das Ausgangssignal
dann durch einen Verstärker zum Ausgang 113 geführt. Der Verstärker besteht aus zwei Widerständen
R1 » und R1C- und einem Funktionsverstärker 112. Wie oben
erwähnt, kann das aufsummierte Signal, ausgehend vom Ausgang
113, durch eine Einrichtung, wie einen Schreiber 77, dargestellt werden. Die Funktionsverstärker sind von herkömmlicher
Bauart, und die Werte der verschiedenen Widerstände und Kondensatoren sind in Tabelle I angegeben.
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2 b 4 6 7 2 7
Widerstand Wert Widerstand Wert Konden- Wert
(KOhm) (KOhm) sator (mikro farad)
| 1 | 1 | 5 | R9 | 4 | 20 |
| 2 | 60 | 10 | R10 | 2 | 37 |
| 3 | .000 | R11 | 37 | ||
| 4 | .000 | R12 | 37 | ||
| 5 | 4 | R13 | 37 | ||
| 6 | 100 | R14 | .700 | ||
| 7 | 4 | R15 | .500 | ||
| 100 | |||||
1,0
0,047 27,0 27,0 27,0 27,0
Bei diesem und den folgenden Beispielen wurde das Analysiersystem verwendet, das in Fig. 3 dargestellt ist
und anhand dieser Figur beschrieben wurde. Die Prüfzelle
hatte einen Innendurchmesser von 2,54 cm und eine Länge von 50 cm. Das Fotometer des Systems wurde zuerst auf
Null eingestellt, und dann wurde Gas mit 1000 ppm NO in die Prüfzelle eingeleitet und für 1 Minute durch die
Prüfzelle laufen gelassen. Nach 1 Minute wurde das Probeneinlaßventil
57 geschlossen, und 5 Sekunden später wurde das Probenauslaßventxl 59 geschlossen. Die Ventile
57 und 59 wurden geöffnet und Sauerstoff wurde mit einem Druck von 27,2 kg in das System geleitet. Nach 5 Sekunden
wurden beide Ventile wieder geschlossen, und man ließ das NO vollständig zu NO,, oxydieren. Es wurde die
Absorption gemessen, und der Schreiber wurde so einge-
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stellt, daß die aufgezeichnete Absorption einen vollen Skalenausschlag ergab, was bedeutet, daß der Skalenendausschlag
1000 ppm NO2 in der Gasprobe darstellt.
Die Prüfzelle wurde gereinigt, und eine Atmosphäre eines
Gases, das im wesentlichen aus Stickstoff mit einem bestimmten Anteil von NO bestand, wurde in die Prüfzelle
eingeleitet. Dann wurden 4 Atmosphären Sauerstoff in die Zelle eingeleitet. Nach 45 Sekunden wurde die Absorption
und die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung gemessen. Nach 15 Minuten wurde die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung wiederum gemessen. Dies wurde für eine Anzahl
von NO-Konzentrationen wiederholt, und die Ergebnisse sind in Tabelle II dargestellt. Nach 15 Minuten ist das
gesamte NO in dem Gas in NO2 verwandelt, so daß "NO (gemessen)
(15 Minuten)" dem tatsächlichen Anfangswert des NO in dem Gas entspricht. "A (45 Sekunden) " ist die Absorption
bei 45 Sekunden in Prozent des vollen Skalenausschlags des Schreibers. "dA/dt (45 Sekunden)" ist die
Geschwindigkeit der Absorptionsänderung bei 45 Sekunden. "NO (berechnet)" ist der aus der Absorption und der Geschwindigkeit
der Absorptionsänderung berechnete NO-Wert. "^ " ist der Unterschied zwischen dem wirklichen und dem
berechneten NO-Wert in Teilchen pro Million.
NO (berechnet) wird aus der folgenden Gleichung berechnet, die bereits oben erläutert wurde:
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H Ti I
|
ITOx
(gemessen) (15 min.y |
A | dA . ere1 |
dA ""- crt· |
je |
*'· Z
(berechnet) |
Δ |
| 992 | ^45 sec.) | (4;? sec; | 1.55 | IOO9 | ||
| 743 | 74.2 | 2.58 | . 1.61 / | 1.64 | 746 | -17 |
| 489 | 50.2 | 2.15 | I.47 | 1.69 | 484 | -3 |
| 392 | 27.0 | Ί.66 | 1.29 | 1.71 | 387 | +5 |
| 292 | 19.9 | I.28 | 1.13 | 1.79 | 2S0 | +12 |
| 187 | 12.4 . | 0.88 ' | O.94 | • I.60 | 192 | -5 |
| 83 | 6.4 | 0.59 | 0.77 | 1.64 | 82 | -1 |
| O | 1.4 | O.18 | 0.42 | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | 0 |
1.66
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Gesamt-NO = χ
Da A in Prozenten des vollen Skalenausschlags aufgezeichnet wird, gilt K =10. Der Wert von (K K) wird
in jedem Falle durch Subtrahieren des Wertes (A χ 10)
von NO (gemessen) (15 Minuten) und Dividieren der Dif-
1/2
ferenz durch (dA/dt) ' berechnet.Der Wert von K für jede NO-Konzentration
ist in der Tabelle II gemittelt. Dieser Mittelwert ist in der obigen Formel verwendet, um die
Werte von "NO (berechnet)" für jede Konzentration zu erhalten.
Diese Ergebnisse sind in Fig. 6 in einer Kurve aufgetragen. Bei dieser Untersuchung wurde der Absorptionswert an einer stetigen Kurve gemessen und der Wert der
Geschwindigkeit der Absorptionsänderung wurde durch Messen
der Steigung der Kurve bei 45 Sekunden gewonnen. Die lineare Relation zwischen NO (berechnet) und NO
(15 Minuten) (gemessen) deutet auf die Gültigkeit der Messung hin.
Die obige Untersuchung wurde mit einem Gas mit 190 Teilchen
pro Million NO und 4 Atmosphären Sauerstoff wiederholt. Diesesmal wurde jedoch die in Fig. 5 gezeigte
Schaltung zwischen dem Fotometer und dem Schreiber des in Fig. 3 gezeigten Systems zwischengeschaltet. Die Ergebnisse
sind in Fig. 8 angegeben, in der die verschiedenen elektronischen Funktionen in Prozent des vollen
Skalenausschlags über der Zeit in Minuten aufgetragen sind. Die exponentiell ansteigende, durchgezogene Linie
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"A" ist eine Auftragung der Absorption als einer Funktion der Zeit, wie sie durch das Fotometer 23 gemessen
wird. Die wellige exponentiell abklingende Linie, die mit dA/dt bezeichnet ist, ist das Ausgangssignal des
Differenzialschaltkreises 110 und stellt die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung dar. Die wellige, abfallende
Linie, die mitydA/dt bezeichnet ist, ist das Ausgangssignal der Quadratwurzelfunktion und stellt die Quadratwurzel
der Geschwindigkeit der Absorptionsänderung dar. Die obere Linie, die mit
1/2
1 J
bezeichnet ist, stellt die Summe der Absorption und der Quadratwurzel der Geschwindigkeit der Absorptionsänderung
dar und zeigt folglich die NO -Konzentration in dem Gas an. Das Auffallende an dieser oberen Linie ist, daß
sie nach etwa einer Minute im wesentlichen eben ist, und ihr Wert kann daher zu jedem Zeitpunkt in der Weise kalibriert
werden, daß er der absoluten NO -Konzentration in der Probe entspricht.
Das System von Beispiel 1 wurde auf Null gestellt und - wie in Beispiel 1 beschrieben - kalibriert, so daß der
volle Skalenausschlag des Schreibers 1000 ppm NO2 in der
Probe anzeigte. Die Prüfzelle wurde gereinigt und eine Probe des eine gegebene NO-Konzentration enthaltenden
Gases wurde in die Zelle eingeleitet. Das Einlaßventil 57 wurde geschlossen und 5 Sekunden später wurde das Auslaßventil
59 geschlossen. Beide Ventile wurden dann geöffnet, und Sauerstoff wurde mit 27,2 kg in das System
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eingeleitet. Nach 5 Sekunden wurden die Ventile geschlossen, und 2 Minuten, nachdem der Sauerstoff zuerst in das
System eingeleitet wurde, wurde die Absorption gemessen. Schließlich wurde 15 Minuten nach dem Einleiten des Sauerstoffs
in das System die Absorption wieder gemessen.
Der Ausschlag des Schreibers 15 Minuten nach dem Einleiten des Sauerstoffs in das System stellt ein Maß der tatsächlichen
NO-Konzentration in der Gasprobe dar. Dies gilt aufgrund der Tatsache, daß zu diesem Zeitpunkt eine
vollständige Umwandlung von NO in NO« stattgefunden hat.
Der Wert der Absorption 2 Minuten nach dem Einleiten des Sauerstoffs in das System stellt ein Maß der Geschwindigkeit
der Absorptionsänderung dar; in diesem Falle der Geschwindigkeit der Änderung .über ein Intervall von 2 Minuten
.
Die gleiche Prozedur wurde unter Verwendung von Gasen unterschiedlicher NO-Konzentrationen wiederholt. Die Resultate
sind in Tabelle III gezeigt und in Fig. 7 als durchgehende Linie aufgetragen.
| Tabelle III | dA | |
| NO2 | dt | |
| (15 min) | 2,5 | |
| 66 | 3,8 | |
| 78 | 4,0 | |
| 88 | 5,0 | |
| 125 | 35,5 | |
| 480 | 63,5 | |
| 750 | 90,5 | |
| 1000 | ||
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Fig. 7 zeigt, daß die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit der Absorptionsänderung und der anfänglichen NO-Gesamtkonzentration
in dem Gas innerhalb des größten Teils des Bereiches linear ist; die exakte Linearität
ist als unterbrochene Linie dargestellt.
Eine Multiplikation der Geschwindigkeit der Absorptionsänderung mit einem Skalierungsfaktor in dem Bereich von
1,1 bis 1,3 erhöht die Linearität der Kurve und ihre Annäherung an die gestrichelte Linie bis zu dem Punkt, an
dem die nach diesem Verfahren erhaltenen Ergebnisse innerhalb von 5 % des vollen Skalenausschlags genau sind.
Wie in Tabelle II dargestellt, kann die Linearität der Kurve dadurch weiter erhöht werden, daß, anstatt die Geschwindigkeit
mit einem Skalierungsfaktor zu multiplizieren, die Quadratwurzel der Geschwindigkeit genommen und
mit einem geeigneten Skalierungsfaktor multipliziert wird. Dies sind zwei spezielle Möglichkeiten, mit denen die
oben erwähnte Näherung verbessert werden kann.
Es wurden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Innerhalb des Grundgedankens der Erfindung ergeben sich jedoch für den Fachmann weitere Modifikationen
und Abänderungen, die unter die nachfolgenden Ansprüche fallen. Es können insbesondere Potenzen der Änderungsgeschwindigkeit,
die im wesentlichen der Potenz 0,5 entsprechen, d. h. etwa 0,4 bis etwa 0,6, verwendet werden.
Einrichtungen zur Erzeugung von Signalen, die diesen Potenzwerten proportional sind, können ohne Schwierigkeiten
von einem Fachmann aufgebaut werden.
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Claims (1)
- PatentansprücheVerfahren zum Messen der NO -Konzentration einer Gasprobe, bei dem ein bekanntes Volumen der Gasprobe in eine gasdichte Prüfzelle eingeleitet wird, wenigstens etwa 2 Atmosphären eines Sauerstoff enthaltenden Gases zur Bildung eines Gasgemisches mit der Gasprobe in die Zelle eingeleitet werden, die Temperatur und der Druck des Gasgemisches gesteuert werden und eine Meßstrahlung mit einer Wellenlänge zwischen etwa 410 und etwa 600 nm durch das Gasgemisch in der Zelle geschickt wird, wobei die Meßstrahiung eine von N0„ stark absorbierte Wellenlänge besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem bestimmten, gegebenen Zeitpunkt die Absorption und die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung der durch die Zelle geschickten Strahlung durch das Gasgemisch in der Zelle gemessen wird, wobei die Summe der gemessenen Absorption und die gemessene Geschwindigkeit der Absorptionsänderung den anfänglichen NO -Gehalt der Gasprobe anzeigen.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Signal, das proportional zur gemessenen Absorption ist, und ein elektrisches Signal, das proportional zur Quadratwurzel der gemessenen Geschwindigkeit der Absorptionsänderung ist, erzeugt wird und diese beiden elektrischen Signale aufsummiert werden.Vorrichtung zum Bestimmen des NO -Gehaltes in einer Gas-probe entsprechend dem Verfahren von Anspruch 2, enthaltend eine gasdichte Prüfzelle mit Fenstern, die für Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von etwa 410 bis 600 nm durchlässig sind, Einrichtungen zum Einleiten eines- 28 -6 U 9 8 1 7/0960IP-0048bekannten Probenvolumens in die Zelle, eine Strahlungsquelle, um Strahlung einer Wellenlänge im Bereich von etwa 410 bis 600 nm durch die Zelle zu schicken, Einrichtungen zum Messen der Intensität der von der Zelle ausgehenden Strahlung, Einrichtungen zum Einleiten von etwa 2 Atmosphären eines Sauerstoff enthaltenden Gases in die Zelle zur Bildung eines Gasgemisches mit der Gasprobe, Einrichtungen, um das Gasgemisch bei einem im wesentlichen konstanten Druck zu halten, und Einrichtungen, um das Gasgemisch bei einer im wesentlichen konstanten Temperatur zu halten, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Messen der Absorption der Strahlung durch das Gasgemisch in der Prüfzelle zu einem bestimmten, gegebenen Zeitpunkt und zum Erzeugen eines der gemessenen Absorption proportionalen Signales und Einrichtungen zum Messen der Geschwindigkeit der Absorptionsänderung der Strahlung durch das Gasgemisch in der Zelle und zum Erzeugen eines der Quadratwurzel der gemessenen Geschwindigkeit der Änderung der Absorption proportionalen elektrischen Signals, wobei die Summe der Absorption und der Quadratwurzel der Geschwindigkeit der Absorptionsänderung den anfänglichen NO -Gehalt der Gasprobe angeben.- 29 -609817/0960
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US51570974 | 1974-10-17 | ||
| US05/515,709 US3970430A (en) | 1974-10-17 | 1974-10-17 | Method and apparatus for nox analysis |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2546727A1 true DE2546727A1 (de) | 1976-04-22 |
| DE2546727B2 DE2546727B2 (de) | 1977-04-21 |
| DE2546727C3 DE2546727C3 (de) | 1978-02-02 |
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ID=
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2856362A1 (de) * | 1977-12-27 | 1979-07-05 | Kyoto Daiichi Kagaku Kk | Verfahren zur bestimmung von phenolsulfonphthalein und eine vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE3218102A1 (de) * | 1981-05-19 | 1982-12-09 | Horiba Ltd., Kyoto | Optisches geraet zur strahlungs-absorptionsmessung |
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| DE2856362A1 (de) * | 1977-12-27 | 1979-07-05 | Kyoto Daiichi Kagaku Kk | Verfahren zur bestimmung von phenolsulfonphthalein und eine vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE3218102A1 (de) * | 1981-05-19 | 1982-12-09 | Horiba Ltd., Kyoto | Optisches geraet zur strahlungs-absorptionsmessung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1048459B (it) | 1980-11-20 |
| JPS5524574B2 (de) | 1980-06-30 |
| US3970430A (en) | 1976-07-20 |
| GB1516658A (en) | 1978-07-05 |
| CA1048810A (en) | 1979-02-20 |
| JPS5169688A (de) | 1976-06-16 |
| DE2546727B2 (de) | 1977-04-21 |
| FR2288309B1 (de) | 1979-06-15 |
| FR2288309A1 (fr) | 1976-05-14 |
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