DE2638522B2 - Nichtdispersiver Zweistrahl-Infrarot-Gasanalysator mit je einem Doppelschichtempfänger im Meß- und Vergleichsstrahlengang - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen nichtdispersiven Zweistrahl-Infrarot-Gasanalysator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein derartiger Analysator ist aus der DE-AS 1 109418 bekannt. Die Doppelschichtempfänger nach Luft (DE-PS 1017 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 enges, dem Resonanzgebiet der in dem Meßgas festzustellenden Komponente entsprechendes Absorptionsgebiet hat und daß die Gasfüllung des der zweiten Schicht entsprechenden Volumens 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 Differenzen der absorbierten Energien in den ersten bzw. zweiten Schichten der Empfänger entsprechen, sind Membrankondensatoren vorgesehen, deren Ausgangssignale zur Differenzbildung gegeneinander geschaltet sind.

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

Es besteht demgemäß die Aufgabe, ein Gerät der eingangs bezeichneten Art hinsichtlich seiner Langzeitstabilität unter Ausschaltung der Querempfindlichkeit zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Einzelne der Merkmale sind zwar für sich bekannt, so das Merkmal a) aus der DE-OS 2333664 und das Merkmal c) aus der DE-AS 1573098, jedoch ist die eine Lösung der gestellten Aufgabe darstellende Merkmalskombination des Patentanspruchs mit den damit erzielbaren vorteilhaften Wirkungen aus den bekannten Einrichtungen nicht herleitbar.

Bei einem gemäß der Erfindung aufgebauten Gasanalysator sind somit sämtliche Volumina der Doppelschichtempfänger gasleitend miteinander verbunden und weisen demnach die bezüglich Zusammen-Setzung und Druck gleiche Gasfüllung auf. Die die ersten und zweiten Schichten jedes Empfängers verbindenden Leitungen sind hinsichtlich ihres Strömungswidersi.andes so ausgelegt, daß die durch Modulation erzeugten Strömungen in den die Strömungs-

jo fühler enthaltenden Leitungen nicht beeinflußt werden, sich jedoch langsam bildende Gesamt- oder Partialdruckdifferenzen ausgleichen können.

Durch die Möglichkeit, daß Verstärkungen der Ausgangssignale der beiden Meßbrücken unabhängig

J5 voneinander zu verändern, ist eine Ausschaltung von Störgrößen, insbesondere Querempfindlichkeiten, in weitem Umfang möglich.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel eines Infrarot-Gasanalysators 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 bzv/. auf die mit Vergleichsgas gefüllte Küvette 7 im Vergleichsstrahlengang 4 folgen in Strahlungsrichtung die beiden Doppelschichtempfänger 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 des Empfängers 8 wie auch des Empfängers 9 sind über Leitungen 13 hohen Strömungswiderstands miteinander verbunden. Die die ersten Schichten 11 enthaltenden Volumina der Empfänger 8 und 9 stehen über eine Leitung 14 mit niedrigern Strömungswiderstand miteinander in Verbindung. In dieser Leitung 14 sind Strömungsfühler in Form von temperaturempfindlichen Widerständen 16 angeordnet. Ebenso sind die zweiten Schichten 12 der Empfänger 8 und 9 über eine ebenfalls temperatures empfindliche Widerstände 16 als Strömungsfühler enthaltende Leitung 15 mit niedrigem Strömungswiderstand miteinander verbunden. Die temperaturempfindlichen Widerstände 16 bilden, wie an sich be-

kannt, Teile von Widerstandsmeßbrücken 17, deren Meßdiagonale an Verstärker 18 angeschlossen ist. Mindestens einer dieser Verstärker hat eine einstellbare Verstärkung, hier durch das Potentiometer 19 im Ausgang versinnbildlicht, mit dessen Hilfe die durch Störeinflüsse verschiedener Art, z. B. Wasserdampf-Querempfindlichkeit, verursachte Unsymmetrie ausgeglichen werden kann.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Nichtdispersiver Zweistrahl-Infrarot-Gasanalysator mit einem Doppelschichtempfänger sowohl im Meß- wie im Vergleichsstrahlengang, mit Mitteln zur Bildung eines der Differenz der absorbierten Energien in der jeweils ersten Schicht jedes Doppelschichtempfängers entsprechenden ersten elektrischen Signals, mit Mitteln zur Bildung eines der Differenz der absorbierten Energien in der jeweils zweiten Schicht jedes Doppelschichtempfängers entsprechenden zweiten elektrischen Signals und mit Mitteln zur Bildung eines meßwertproportionalen Differenzsignals aus dem ersten und zweiten elektrischen Signal, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) jeweils die erste und zweite Schicht (11, 12) jedes Doppelschichtempfängers (8, 9) über eine Leitung (13) hohen Strömungswiderstands verbunden ist,

   b) sowohl jeweils die ersten Schichten (11) als auch die zweiten Schichten (12) über Leitungen (14, 15) niedrigen Strömungswiderstands miteinander verbunden sind,

   c) in den Leitungen (14, 15) niedrigen Strömungswiderstands jeweils ein Strömungsfühler in Form von zwei temperaturempfindlichen Widerständen (16) angeordnet ist und

   d) jedem Strömungsfühler eine die jeweiligen temperaturempfindlichen Widerstände (16) enthaltende Meßbrücke (17) zugeordnet ist, deren Meßdiagonale jeweils an einen das erste bzw. zweite elektrische Signal liefernden Verstärker (18) mit einstellbarer Verstärkung angeschlossen ist.