DE2939733A1

DE2939733A1 - Fotometer zur gaskonzentrationsmessung

Info

Publication number: DE2939733A1
Application number: DE19792939733
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Michael 6370 Oberursel Zöchbauer
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1979-10-01
Filing date: 1979-10-01
Publication date: 1981-04-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fotometer zur Gaskon-
zentrationsmessung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches. Ein derartiges Fotometer ist z. B. in der US-PS 3 694 086 beschrieben.
Bei Fotometern zur Gaskonzentrationsmessung, die auf der selektiven Absorption optischer Strahlung durch die nachzuweisende Gaskomponente beruhen, ergeben sich Fehlmessungen, wenn das Probengasgemisch noch Gasbestandteile enthält, deren spektrale Absorptionsbereiche mit dem Absorptionsbereich der nachzuweisenden Gaskomponente interferieren.
Um den Einfluß einer interferierenden Gaskomponente zu unterdrücken wird z. B. in der US-PS 2 761 067 bei einem Fotometer mit zwei getrennten Strahlenwegen und unterschiedlichen Spektralbereichen bzw. Wellenlängen beider Strahlenbündel vorgeschlagen, in den Strahlenwegen unterschiedlich lange, mit dem Probengas beschickte Küvetten anzuordnen. Die Länge der Küvetten ist so bemessen, daß sich in beiden Küvetten durch die interferierende Gaskomponente stets übereinstimmende Strahlungsschwächungen der beiden Strahlenbündel ergeben.
Die Signalverarbeitungsschaltung ermöglicht es sodann durch Uuotientenbildung der Detektorsignale ein Meßwertsignal zu erhalten, bei dem der Einfluß dieser Strahlungsscbwächungen und damit auch der Störkomponente unterdrückt ist.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, auch bei einem Fotometer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, das nur einen Strahlenweg aufweist, dieses Kompensationsprinzip zu verwirklichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß auf die im Patentanspruch angegebene Weise. Ein dementsprechend aufgebaut es Fotometer wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die von der Strahlungsquelle 1 des Fotometers ausgehende Strahlung wird von einer umlaufenden Blendenscheibe 2, deren Öffnungen 3 und 4 mit Filtern versehen sind, moduliert. Durch die Filter werden in periodischer Aufeinanderfolge Strahlenbündel mit unterschiedlichen Spektralbereichen erzeugt, wobei ein Spektralbereich so festgelegt ist, daß eine wesentliche Beeinflussung der Strahlung durch die nachzuweisende Gaskomponente erfolgt (Meßstrahlenbündel). Das andere Strahlenbündel (Vergleichsstrahlenbündel) wird von der nachzuweisenden Gaskomponente relativ geringfügig bzw. praktisch nicht geschwächt. Die Filter können z. B. Interferenzfilter oder Gasfilter sein.
Im Strahlenweg 5 gelangen die Strahlenbündel, nachdem sie einen unter 450 zur Strahlrichtung angeordneten teildurchlässigen Spiegel 6 und zwei mit dem Probengas beschickte Küvetten 7 und 8 passiert baben, auf einen Retoreflektor 9, durch den sie zurück durch die Küvetten über den Spiegel auf einen fotoelektrischen Wandler 10 geleitet werden. Zwischen den Küvetten ist eine weitere synchron mit der Blendenscheibe 2 umlaufende Blendenscheibe 11 angeordnet, mit zwei Offnungen 12 und 13 für die Strahlenbündel. Die Öffnung 12 ist mit einem Reflektor verschlossen. Durch einen, von einer Leseeinheit 14 an der Blendenscheibe 2 gesteuerten Schaltkreis 15 besteht eine Wahlmöglichkeit, ob der Reflektor 12 in der Blendenscheibe 11 mit der Öffnung 3 oder 4 in der Blendenscheibe 2 in Phase sein soll. Die Leseeinheit steuert außerdem die Signalverarbeitungsschaltung 17, der die Signale des fotoelektrischen Wandlers zugeführt werden. Sie kann z. B. entsprechend der in der US-PS 3 947 685 beschriebenen Signalverarbeitungsschaltung aufgebaut sein. Das elektrische Ausgangssignal der Signalverarbeitungsschaltung wird einem Instrument 18 zur Ablesung oder Registrierung der Konzentration der nachzuweisenden Gaskomponente zugeführt.
Ist der Absorptionskoeffizient der interferierenden Störkomponente bezüglich der Meßstrahlung größer als bezüglich der Vergleichsstrahlung, so werden die Küvette 7 dem Meßstrahlenbündel durch die Blendenscheibe 11 zugeordnet (Reflektor 12 durch Schaltkreis 15) und die Küvetten 7 und 8 dem Vergleichsstrahlenbündel öffnung 13 in der Blendenscheibe); ist dagegen der Absorptionskoeffizient der interferierenden Störkomponente bezüglich der Meßstrahlung kleiner als bezüglich der Vergleichsstrahlung, so muß die Küvette 7 vom Vergleichsstrahl durchstrahlt werden und beide Küvetten vom Meßstrahl, was durch entsprechende Synchronisation der Blendenscheibe 11 geschieht. Die Längen der Küvetten 7 und 8 sind so festgelegt, daß die Strahlungsabsorption der Strahlenbündel durch eine interferierende Störkomponente in der Küvette bzw. den beiden Küvetten 7 und 8 jeweils gleich groß ist.
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Claims

Fotometer zur Gaskonzentrationsmessung Patentansprüche: 1. Fotometer zur Gaskonzentrationsmessung, beruhend auf der Strahlungsabsorption der nachzuweisenden Gasgemischkomponente, a) mit einer Strahlungsquelle zur Erzeugung einer optischen Strahlung1 b) mit einer Filtereinrichtung, die aus der Quellenstrahlung in einem Strahlenweg zwei Strahlenbündel unterschiedlichen Spektralbereiches in periodischer Aufeinanderfolge erzeugt, c) mit einer das Probengas enthaltenden Küvette im Strahlenweg d) mit einer Strahlungsdetektoreinrichtung e) mit einer an die Strahlungsdetektoreinrichtung angeschlossenen, entsprechend der Aufeinanderfolge der Strahlenbündel gesteuerten Signalverarbeitungsschaltung, die ein der Konzentration der nachzuweisenden Gaskomponente proportionales Meßsignal bildet, dadurch gekennzeichnet, daß f) vor der Probengasküvette ein teildurchlässiger Spiegel im Strahlenweg angeordnet ist, g) nach dem teildurchlässigen Spiegel in den Strahlenweg eine zweite, mit dem Probengas beschickte Küvette eingefügt ist, h) auf die Küvetten im Strahlenweg ein Retroflektor folgt, der die Strahlenbündel in sich zurück, durch die Küvetten und über den teildurchlässigen Spiegel auf die Strahlungsdetektoreinrichtung leitet und i) zwischen den beiden Küvetten eine synchron mit der Filtereinrichtung umlaufende Scheibe mit einer Offnung und einem Reflektor für die Strahlenbündel vorgesehen ist, deren Umlauf so einstellbar ist, daß die Öffnung bzw. der Reflektor dem einen oder anderen Strahlenbündel zugeordnet ist und daß k) das Verhältnis der Küvettenlängen so festgelegt ist, daß der Einfluß einer interferierenden Gaskomponente im Probengasgemisch auf das Meßsignal eliminiert ist.