DE2702978A1

DE2702978A1 - Einrichtung zur kompensation pneumatischer stoereffekte bei infrarot-gasanalysegeraeten

Info

Publication number: DE2702978A1
Application number: DE19772702978
Authority: DE
Inventors: Toshiyoshi Dipl Ing Hamada
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1976-01-26
Filing date: 1977-01-25
Publication date: 1977-08-04

Description

Einrichtung zur Kompensation pneumatischer Störeffekte bei
Infrarot-Gasanalysegeräten Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kompensation pneumatischer Störeffekte bei Infrarot-Gasanalysegeräten mit im wesentlichen aus zwei gasgefüllten Detektorkammern und einem diese verbindenden Leitungsweg mit eingebautem Strömungsfühler bestehenden Detektorsystem.
Bei der praktischen Anwendung derartiger nichtdispersiver IR-Gasanalysegeräte, deren Arbeitsweise als bekannt vorausgesetzt werden kann, hat sich gezeigt, daß sich dem eigentlichen Meßsignal häufig ein Störsignal überlagert, welches durch Erschütterung und/oder Beschleunigung als pneumatischer Störeffekt in dem gasgefüllten Detektorsystem auftritt. Jede mechanische Bewegung des Systems, insbesondere eine stoßartige Translation in Richtung der Achse des die beiden Kammern verbindenden Leitungswegs mit dem Strömungsfühler, erzeugt infolge der Trägheit des Gases ein Signal am Detektor.
Zur Unterdrückung dieses Störeffektes ist es bereits bekannt (DT-OS 21 09 568), die erste Detektorkammer mit einer ersten Zusatzkammer und die zweite Detektorkammer mit einer zweiten Zusatzkammer derart zu verbinden, daß der Abstand des gemeinsamen Schwerpunkts der beiden ersten Kammern vom gemeinsamen Schwerpunkt der beiden zweiten Kammern möglichst gering gehalten ist. Der konstwuktive Aufbau eines solchen Gerätes ist jedoch relativ aufwendig.
Es besteht demgemäß die Aufgabe, einen einfacheren Weg zur Kompensation der pneumatischen Störeffekte zu suchen.
Eine Lösung dieser Aufgabe wird in einer Kompensationseinrichtung bei IR-Gasanalysegeräten der eingangs genannten Art gesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eng benachbart zu dem Detektorsystem ein diesem weitgehend gleichendes, gasgefülltes und hermetisch abgeschlossenes Kompensationssystem mit einem zweiten Strömungsfühler angeordnet ist und daß die Ausgangssianale des ersten Strömungsfühlers im Detektorsystem und des zweiten Strömungsfühlers im Kompensationssystem in Differenz geschaltet sind. Die Kompensation des pneumatischen Störeffekts erfolgt in einfacher Weise auf der elektrischen Seite, indem das nur von dem Störeffekt herrührende Ausgangssignal des zweiten Strömungsfühlers des Kompensationssystems von dem Ausgangssignal des ersten Strömungsfühlers im Detektorsystem, welches aus Meßeffekt plus Störeffekt herrührt, subtrahiert wird.
Je nach Art der hauptsächlichen Störeffekte und Ansprüche an die Störkompensation ist es häufig möglich, als Kompensationssystem nur Teile des Detektorsystems, insbesondere den den Strömungsfühler enthaltenden Leitungsweg abzubilden.
Ein besonderer Vorteil derartiger Kompensationssysteme ist darin zu sehen, daß sie ohne besonderen Aufwand an bereits vorhandene Geräte ohne Störkompensation angebaut werden können.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt und im folgenden beschrieben.
Figur 1 zeigt ein nach dem Zweistrahl-Gleichlichtprinzip arbeitendes IR-Gasanalysegerät mit Temperaturstrahlern L7 und L2 für Meß- und Vergleichsstrahlengang, deren Strahlung durch die vom Motor M angetriebene, rotierende Blende CH gleichzeitig unterbrochen oder freigegeben wird. Der Meßstrahl Is durchstrahlt die von dem Meßgas durchströmte Meßküvette S und der Vergleichsstrahl Iv die mit einem Vergleichsgas gefüllte Vergleichsküvette V und rufen durch Erwärmung des Gas inhalts der in den gasgefüllten Detektorkammern D1 und D2 im Detektorsystem D von den absorbierten Energien abhängige Druckerhöhungen hervor, die eine meßwertproportionale Ausgleichsatrömung über einen verbin- denden, den Strömungsfühler H1 enthaltenden Leitungsweg erzeugen.
Zur Kompensation der durch Erschutterung o. ä. hervorgerufenen pneumatischen Störeffekte ist in dem das Detektorsystem D enthaltenden Gehäuse 0 ein Kompensationssystem M angebracht, welches aus zwei koaxial zu den Detektorkammern D1 und D2 angeordneten identischen Kompensationskammern M7 und M2 und einem diese verbindenden, aus mehreren Teilstückep B3, K5, K4, K6, B4 (siehe Figur 3) bestehenden Leitungsweg mit einem gleichartigen zweiten Strömungsfühler H2 besteht.
Im Gegensatz zu dem Detektorsystem D, dessen Kammern D1 und D2 strahlungsdurchlässige Eintrittsfenster R5 und R6 aufweisen, sind die AbschlUsse C1 und C2 der Kompensationskammern M7 und M2 strahlungsundurchlässig, das System ist hermetisch abgeschlossen.
Figur 2 zeigt einen Schnitt in der Ebene Y1 - Y1 durch das Detektorsystem D. Man erkennt die beiden Detektorkammern D1 und D2 und den sie verbindenden Leitungsweg, der sich aus den Teilstücken B1, K2, K1, K3, B2 zusammensetzt, wobei in der Mitte des Teilstücks Kl der Strömungsfühler H1 angeordnet ist, der in bekannter Weise aus zwei in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Gittern aus temperaturempfindlichem Material besteht, die in einer Brückenschaltung liegen.
Wie aus dem in Figur 3 dargestellten Schnitt Y2 - Y2 durch das Kompensationssystem M zu erkennen ist, weist dieses einen mit dem Detektorsystem D identischen Aufbau auf. Die Kompensationskammern M1 und M2 sind über einen-aus den Teilstücken B3, K5, K4, K6, D4 bestehenden Leitungsweg miteinander verbunden. Das Teilstück K4 enthält den zweiten Strömungsfühler H2.
Bei einem IR-Gasanalysegerät mit Doppelschicht-Detektorsystem nach Luft (siehe DT-AS 1 017 385) läßt sich die Kompensationseinrichtung in entsprechender Weise verwenden. Figur 5 zeigt einen Längsschnitt durch ein derartiges Detektorsystem D aus zwei koaxial im Strahlengang liegenden, gasgefüllten Detektorkammern D1 und D2 und einem diese verbindenden Leitungsweg mit den Teilstücken K1, K2, K3 und einem darin angeordneten ersten Strömungsfühler HI.
Das in Figur 6 im Längsschnitt dargestellte Kompensationssystem M weist zwei den Detektorkammern D1 und D2 entsprechende Kompensationskammern B7 und B2 auf, die über eine aus den Teilstücken K4, K5, K6 aufgebauten Leitungsweg mit dem zweiten Strömungsfühler H2 miteinander verbunden sind. Wie aus dem in figur 4 dargestellten Querschnitt zu erkennen ist, sind Detektorsystem D und Kompensationssystem M parallel nebeneinander angeordnet.
Figur 7 zeigt ein Doppelschicht-Detektorsystem gemäß Figur 5, gleiche Teile weisen gleiche Bezugszeichen auf. Das Kompensationssystem N besteht hier aus einem in einem Block P angeordneten und abgeschlossenen Leitungsstück K4 mit dem zweiten Strömungsfuhler H2. Das Leitungsstück K4 ist eine teilweise Nachbildung des Leitungswegs im Detektorsystem und entspricht dem dortigen Teilstück K2. Der Block P mit dem Leitungsstück K4 wird so am Gehäuse des Detektorsystems D angebracht, daß das Leitungsstück K4 parallel zu dem Leitungsstück K2 des Detektorsystems D verläuft.
In gleicher Weise kann auch anstelle des Kompensationssystems M (Figur 1, Figur 3) ein in einem Block angeordnetes Leitungsstück K4 mit dem zweiten Strömungsfühler H2 treten, das in det Ebene des den ersten Strömungsfühler H1 enthaltenden Leitungswegs am Gehäuse Q des Detektorsystems D anbringbar ist, Eine Erweiterung wäre der in Figur 3 mit P' bezeichnete und die Leitungsteile K5, K4, K6 mit Strömungsfühler H2 enthaltende Block, der für sich und mit an ihren Mündungen verschlossenen Leitungsteilen K5 und K6 als Kompensabionssystem N in der vorher angegebenen Weise verwendbar ist.
4 Patentansprüche 7 Figuren Leerseite

Claims

Patentansprüche IEinrichtung zur Kompensation pneumatischer Störeffekte bei Tnfrarot-Gasanalysegeräten mit im wesentlichen aus zwei gasgefüllten Detektorkammern und einem diese verbindenden Leitungsweg mit eingebautem Strömungsmesser bestehenden Detektorsystem, dadurch gekennzeichnet, daß eng benachbart zu dem Detektorsystem (D) ein diesem weitgehend gleichendes, gasgefülltes und hermetisch abgeschlossenes Kompensationssystem (M, N) mit einem zweiten Strömungsfühler (H2) angeordnet ist, und daß die Ausgangssignale des ersten Strömungsfühlers (H1) des Detektorsystems (D) und des zweiten Strömungsfühlers (f12) des Kompensationssystems (M, N) in Differenz geschaltet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 bei Zweistrahl-Geräten mit parallel angeordneten Detektorkammern, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationssystem (M) zwei koaxial zu den Detektorkamr mern (D1, D2) angeordnete, identische Kompensationskammern (M1, M2) und eine Verbindungsleitung (B4, K6, K4, K5, B3) mit dem zweiten Strömungsfühler (H2) enthält.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 bei Geräten mit Doppelschicht-Detektorsystem mit zwei koaxial im Strahlengang liegenden Detektorkammern und einem in einem diese verbindenden Leitungsweg angeordneten ersten Strömungsfühler, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationssystem (M) aus zwei koaxialen Kompensationskammern (D1, B2) mit Verbindungsleitung (K5, K4, K6) und zweitem Strömungsfühler (H2) besteht und parallel zu der Achse des Detektorsystems (D) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationssystem (N) aus der wenigstens teilweisen Nachbildung des die Detektorkammern (D1, D2) verbindenden Leitungswegs (K1, K2, K3) besteht und parallel zu diesem an oder in dem das Detektorsystem (D) enthaltenden Gehäuse angebracht ist.