DE2638522A1

DE2638522A1 - Nichtdispersiver infrarot-gasanalysator nach dem zweistrahlverfahren mit doppelschichtempfaengerkammern im mess- und vergleichsstrahlengang

Info

Publication number: DE2638522A1
Application number: DE19762638522
Authority: DE
Inventors: Johann Ing Grad Weinel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-08-26
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1978-03-02
Also published as: IT1085017B; FR2363101B3; JPS5327470A; DE2638522B2; DE2638522C3; JPS5855447B2; FR2363101A1

Description

Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator nach dem Zweistrahlverfahren mit Doppelschichtempfängerkammern im Meß- und Vergleichsstrahlengang

Die Erfindung bezieht sich auf einen nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysator nach dem Zweistrahlverfahren mit Doppelschichtempfängerkammern sowohl im Meß wie im Vergleichsstrahlengang, mit Mitteln zur Bildung eines der Differenz der absorbierten Energien in der jeweils ersten Schicht der Empfängerkammern entsprechenden ersten elektrischen Signals, mit Mitteln zur Bildung eines der Differenz der absorbierten Energien in der jeweils zweiten Schicht der Empfängerkammern entsprechenden zweiten elektrischen Signals und mit Mitteln zur Bildung eines meßwertproportionalen Differenzsignals aus den ersten und zweiten elektrischen Signalen.

Ein derartiger Analysator ist aus der DT-AS 1 109 418 bekannt. Die Doppelschichtempfängerkammern nach Luft (DT-PS 1 017 385); deren Wirkungsweise als bekannt vorausgesetzt werden kann, sind dort als gegeneinander abgeschlossene Volumina ausgebildet, wobei die Gasfüllung des der ersten Schicht entsprechenden Volumens in bezug auf Zusammensetzung und/oder Druck so gewählt ist, daß sie ein nur enges, dem Resonanzgebiet der in dem Meßgas festzustellenden Komponente entsprechendes Absorptionsgebiet hat und daß die Gasfüllung des zweiten Detektors in bezug auf Zusammensetzung und/oder Druck so gewählt ist, daß sie ein breites, das erstgenannte Resonanzgebiet überdeckendes Absorptionsgebiet hat. Als Mittel zur Bildung der elektrischen Signale, die den Diffe-

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renzen der absorbierten Energien in den ersten bzw. ^wearön^ ^J Schichten der Empfängerkammern entspricht, sind Membrankondensatoren vorgesehen, deren Ausgangssignale zur Differenzbildung gegeneinandergeschaltet sind.

Das dem Nullpunkt bei fehlendem Meßgas entsprechende Ausgangssignal kann bei dieser Anordnung jedoch driften, da in den abgeschlossenen Volumen der Empfängerkammern sich über längere Zeit unterschiedliche Druckveränderungen durch Temperaturgang oder durch Eintreten von Störkomponenten aus den Wänden der Kammer in die Gasfüllung und dadurch verursachte Änderung der Partialdrücke auftreten können.

Es besteht demgemäß die Aufgabe, ein Gerät der eingangs bezeichneten Art hinsichtlich seiner Langzeitstabilität und der Ausschaltung weiterer Störkomponenten zu verbessern.

Eine Lösung der Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die die ersten und zweiten Schichten enthaltenden Volumina jeder Empfängerkammer über eine Leitung hohen Strömungswiderstandes verbunden sind und daß sowohl die die ersten Schichten enthaltenden als auch die die zweiten Schichten enthaltenden Volumina der Empfängerkammern in Meß- und Vergleichsstrahlengang über Leitungen niedrigen Strömungswiderstands miteinander verbunden sind und daß in den Leitungen niedrigen Strömungswiderstands Strömungsfühler in Form von temperaturempfindlichen Widerständen angeordnet sind, die Teile von Meßbrückenschaltungen bilden, deren Meßempfindlichkeit einzeln einstellbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform bilden die temperaturempfindlichen Widerstände Teile von Widerstandsmeßbrücken, deren Meßdiagonalen an Verstärker mit einstellbarer Verstärkung angeschlossen sind, aus deren Ausgangssignalen das meßwertproportionale Differenzsignal gebildet ist. Sämtliche Volumina sind somit gasleitend miteinander verbunden und weisen demnach die bezüglich Zusammensetzung und Druck gleiche Gasfüllung auf. Die die ersten und zweiten Schichten jeder Detektorkammer verbindenden Leitungen sind hinsichtlich ihres Strömungswiderstandes so ausgelegt, daß die durch Modulation erzeugten Strömungen in den die Strömungsfühler enthaltenden Leitungen nicht beeinflußt wer- ' den, sich jedoch langsam bildende Gesamt- oder Partialdruckdif-

ferenzen ausgleichen können. ' \

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Durch die Möglichkeit, die Verstärkungen der Ausgangssignale ^Ll der beiden Meßbrücken für sich zu verändern, ist eine Ausschaltung von Störgrößen bzw. Querempfindlichkeiten in weitem Umfang möglich.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel eines Infrarot-Gasanalysators mit den erfindungsgemäßen Merkmalen schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben.

Die von einer IR-Strahlungsquelle 1 ausgehende Strahlung wird in dem Strahlteiler 2 in zwei Strahlungsgänge, den Meßstrahlengang 3 und den Vergleichsstrahlengang 4, aufgeteilt. Die Strahlung wird durch ein umlaufendes Blendenrad 5 gleichphasig moduliert. Auf die vom Meßgas durchströmte Analysenküvette 6 im Meßstrahlengang 3 bzw. auf die mit Vergleichsgas gefüllte Küvette 7 im Vergleichsstrahlengang 4 folgen in Strahlungsrichtung die beiden Doppelschichtempfangerkammern 8 und 9, die beide eine strahlungsdurchlässige Querwand 10 aufweisen, durch welche die Gasfüllung in jeweils eine erste Schicht 11 und eine zweite Schicht 12 unterteilt wird. Die diese beiden ersten und zweiten Schichten enthaltenden Volumina sowohl der Empfängerkammer 8 wie auch der Empfängerkammer 9 sind über Leitungen 13 hohen Strömungswiderstands miteinander verbunden. Die die ersten Schichten 11 enthaltenden Volumina der Kammern 8 und 9 stehen über eine Leitung 14 mit niedrigem Strömungswiderstand miteinander in Verbindung. In dieser Leitung 14 sind Strömungsfühler in Form von temperaturempfindlichen Widerständen 16 angeordnet. Ebenso sind die zweiten Schichten 12 der Empfängerkammern 8 und 9 über eine ebenfalls temperaturempfindliche Widerstände 16 als Strömungsfühler enthaltende Leitung 15 mit niedrigem Strömungswiderstand miteinander verbunden. Die temperaturempfindlichen Widerstände 16 bilden, wie an sich bekannt, Teile von Widerstandsmeßbrücken 17, deren Meßdiagonale an Verstärker 18 ange- schlossen ist. Mindestens einer dieser Verstärker hat eine einstellbare Verstärkung, hier durch das Potentiometer 19 im Aus- ; gang versinnbildlicht, mit dessen Hilfe die durch Störeinflüsse verschiedener Art, z. B. Wasserdampf-Querempfindlichkeit, verursachte Unsymmetrie ausgeglichen werden kann.

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Zur Erzie3.ung der bekannten Korapensationswirkung sind die Ausgänge der Verstärker 18 auf einen Differenzverstärker 20 geschaltet, an dessen Ausgang das meßwertproportionale Differenzsignal auftritt.

2 Patentansprüche
1 Figur

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L e e r s e i t e

Claims

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1. Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator nach dem Zweistrahlverfahren mit Doppelschichtempfängerkammern sowohl im Meßwie im Vergleichsstrahlengang, mit Mitteln zur Bildung eines der Differenz der absorbierten Energien in der jeweils ersten Schicht der Empfängerkammern entsprechenden ersten elektrischen Signals, mit Mitteln zur Bildung eines der Differenz der absorbierten Energien in der jeweils zweiten Schicht in den Empfängerkammern entsprechenden zweiten elektrischen Signals und mit Mitteln zur Bildung eines meßwertproportionalen Differenzsignals aus den ersten und zweiten elektrischen Signalen,, dadurch gekennzeichnet, daß die die erste und zweite Schicht (11, 12) enthaltenden Volumina jeder Empfängerkammer (8, 9) über eine Leitung (13) hohen Strö mungswiderstands verbunden sind,

und daß sowohl die die ersten Schichten (11) enthaltenden als auch die die zweiten Schichten (12) enthaltenden Volumina der Empfängerkammern (8, 9) über Leitungen (14, 15) niedrigen Strömungswiderstands miteinander verbunden sind und daß in den Leitungen (14, 15) niedrigen Strömungswiderstands Strömungsfühler in Form von temperaturempfindlichen Widerständen (16) angeordnet sind, die Teile von Meßbrückenschaltungen bilden, deren Meßempfindlichkeit einzeln einstellbar ist.

2. Infrarot-Gasanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturempfindlichen Widerstände (16) Teile von Widerstandsmeßbrücken (17) bilden, deren Meßdiagonalen an Verstärker (18) mit einstellbarer Verstärkung angeschlossen sind, aus deren AusgangsSignalen das meßwertproportionale Differenzsignal gebildet ist.

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