DE2910188C2 - Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator - Google Patents
Nichtdispersiver Infrarot-GasanalysatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysator
mit zwei Strahlenwegen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei der Gasanalyse mit Analysatoren, deren Funktion auf der selektiven Strahlungsabsorption der zu messenden
Gaskomponente beruht, ergeben sich Meßfehler, wenn im Gasgemisch noch Gaskomponenten vorhanden
sind, deren spektraler Absorptionsbereich sich mit dem Absorptionsbereich der zu messenden Komponente
überlappt. Die Meßfehler fallen insbesondere bei der Messung sehr geringer Gaskonzentrationen ins Gewicht.
Man ist deshalb bestrebt, einen für solche Messungen vorgesehenen Gasanalysator möglichst selektiv
bezüglich der zu messenden Gaskomponente auszubilden. Hierzu sei z.B. auf die in den DE-OS 23 52 813
und 27 02 /44 beschriebenen Analysatoren hingewiesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem nfraroi-Gasanalysator gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1 die Selektivität zusteigern.
Diese Aufgabe wird crfindungsgemäß durch d;is im
kennzeichnenden Teil des Anspruches I genannte Merkmal gelöst.
Durch die DE-OS 26 39 210 ist ein nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator bekanntgeworden,der mit Doppelschicht-Empfängerkammern
im Zweistrahlverfahren arbeitet. Bei diesem bekannten Gasanalysator ist in jedem
Strahlengang eine Blende zwischen den zwei Schichten der Empfängerkammer vorgesehen. Diese
zwei die Strahlenquerschnitte ändernden Blenden dienen der Nullpunkteinstellung des Analysator. Die Wirkungsweise
dieses bekannten Gasanalysators sei/.i voraus, daß die Blenden lediglich einen Teil des Sirahlenquerschnittes
überdecken.
Bei dem Gasanalysator gemäß der Erfindung werden mit Vorteil Scheiben aus Germanium oder Silizium benutzt.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten Analysators
beschrieben und die damit erzielte Selektivitätssteigerung anhand von Meßergebnissen belegt
Mittels einer Leitvorrichtung 1 sind zwei Strahlenwege 2 und 3 für die von einer Infrarot-Lichtquelle 4 ausgesandte
Strahlung gebildet Eine umlaufende Unterbrecherscheibe
5 unterbricht abwechselnd die Strahlung in beiden Strahlenwegen. Im Strahlenweg 2 befindet sich
eine vom Probengas durchströmte Küvette 6 und im Strahlenweg 3 eine mit einem Vergleichsgas gefüllte
Küvette 7. In jedem Strahlenweg gelangen die aus den Küvetten austretende Strahlenbündel in einen Zweischichtempfänger
8 bzw. 9, der aus im Strahlenweg aufeinanderfolgenden Kammern 10,11 bzw. 12,13 besteht.
Die Kammern 10, 11; 12,13 enthalten die zu messende Gaskomponente. Die vorderen Empfängerkammern 10
und 12 sind durch die Verbindungsleitung 14 gasleitend miteinander verbunden; die hinteren Empfängerkammern
U und 13 sind durch die Gasleitung 15 miteinander verbunden. Das elektrische Ausgangssignal eines an
die vorderen und hinteren Empfängerkammern angeschlossenen Membrankondensators 16 ist ein Maß
für die Konzentration der zu messenden Gaskomponente.
Zwischen den vorderen Empfängerkammern 10, 12 und den hinteren Empfängerkammsrn U, 13 sind nicht
selektiv schwächende den gesamten Strahlenqucrschnitt erfassende Feststoffilter 17 und 18 angeordnet.
Als Feststoffilter bieten sich Scheiben aus Flußspat an. Mit Vorteil können auch Scheiben aus Germanium oder
Silizium verwendet werden.
Zur Festlegung des Durchlässigkeitsgrades kann auf die Feststoffilter eine dünne Metallschicht aufgebracht
sein.
Durch die Feststoffilter wird infolge Absorption bzw. Reflexion eine Schwächung der Strahlen erreicht. Zur
weiteren Schwächung der in die hinteren Empfängerkammern eingetretenen Strahlung im spektralen Absorptionsbereich
werden im Sinne einer Selektivierungssteigerung die hinteren Empfängerkammern 11
und 13 drei- bis siebenmal so lang gemacht wie die vorderen Empfängerkammern 10 und 12. Eine Erhöhung
der Absorption in den hinteren Kammern 11 und
12 kann dadurch erreicht werden, daß diese Kammern konisch ausgebildet werden und zusätzlich dadurch, daß
die hinteren Empfängerkammern 11 und 12 vergoldet werden.
In einem Ausführungsbeispiel betrug die Länge der hinteren Empfängerkammern das Vierfache der Länge
der vorderen Empfängerkammern. Als Schwächungsmittcl wurde eine die Strahlung teilweise reflektierende
b5 Germaniumscheibe benutzt.
Es wurden bei dieser Ausführungsform folgende Meßergebnisse erzielt:
Meßbereich 100 ppm CO in verdünntem Autoabgas
Meßbereich 100 ppm CO in verdünntem Autoabgas
bei Anwesenheit von 3% CO: und bei 20° C gesättigtem
Wasserdampf. Fehlmessung £2 ppm CO am Meßbereiehsendwert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
10
P 15
S 20
25
30
35
40
55
Claims (6)
1. Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator mit
zwei Strahlenwegen, einer Strahlungsmodulationseinrichtung und einer Strahlungsempfangseinrichtung
mit einer vorderen Empfängerkammer und einer hinteren Empfängerkammer in jedem Strahlenweg,
wobei zwischen den vorderen und den hinteren Empfängerkammern Strahlungsschwächende Mittel
angeordnet sind und wobei die Empfängerkammern die zu messende Gaskomponente enthalten und an
einen als Membrankondensator ausgebildeten Difterenzdruckmesser
angeschlossen sind, dessen Ausgangssignal ein Maß für die Konzentration der zu
messenden Gaskomponente ist dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlungsschwächende
Mittel zwischen den vorderen und den hinteren Empfängeriuenmern (10, 12; ti-, 13) nicht selektiv
schwächende, den gesamten Strahlenquerschnitt erfassende Feststoffilter(17,18)angeordnet sind
2. Gasanalysator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß als Feststoffilter(17,18) Germanium-
oder Siliziumscheiben benutzt sind.
3. Gasanalysator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein bestimmter Durchlässigkeitsgrad der Feststoffilter durch aufgebrachte dünne
Metallschichten hergestellt ist.
4. Gasanalysator nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der hinteren
Empfängerkammern (1 i, 13) das Drei- bis Siebenfache der vorderen Empfängsrkaminern (10, 12) beträgt.
5. Gasanalysator nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Empfängerkammern
(11,13) konisch ausgebildet sind.
6. Gasanalysator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die hinteren Empfängerkammern (U, 13) vergoldete Innenwände aufweisen.
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
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