DE3043313A1 - Vorrichtung zur analyse von kohlenstoff in metallen - Google Patents
Vorrichtung zur analyse von kohlenstoff in metallenInfo
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Description
HORIBA HO-41 TER MEER - MÜLLER · STEINMEISTER
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Analyse von Kohlenstoff in Metallen, in der die Metallprobe
in einem Verbrennungsofen in einem Sauerstoffstrom
verbrannt wird.
ο Bei solchen Analysevorrichtungen wird in der Regel nicht nur Kohlendioxid, sondern auch Kohlenmonoxid
gebildet, und zwar in einer Menge von einigen Prozent, in Abhängigkeit von dem Gehalt an Kohlendioxid, das
bei dem Verbrennen der Metallprobe freigesetzt wird.
Demzufolge wird bei den in der Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Vorrichtungen das in einem Verbrennungsofen
3' gebildete Gas durch eine Oxidationsvorrichtung 71 geführt, um Kohlenmonoxid in Kohlendioxid umzuwandeln,
wonach die Kohlendioxidkonzentration mit Hilfe eines nicht-dispersiven Infrarotanalysator 91, der
für Kohlendioxid empfindlich ist, bestimmt wird, oder man bestimmt, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist,
die in einem Verbrennungsofen 3' erzeugten Gase
Kohlendioxid bzw. Kohlenmonoxid mit Hilfe eines nichtdispersiven Infrarotanalysator 9'a, der für Kohlendioxid
empfindlich ist, bzw. mit Hilfe eines nichtdispersiven Infrarotanalysator 9'b, der für Kohlenmonoxid
empfindlich ist, und addiert dann die Meßwerte elektrisch mit Hilfe einer Addiervorrichtung 10'. In
den Fig. 1 und 2 stehen die Bezugsziffer 1' für eine
Sauerstoffbombe, 21 für eine Reinigungseinrichtung,
41 für ein Staubfilter, 51 für ein Trocknungsmittel
und 6' für eine Strömungssteuerungseinrichtung.
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Im Fall des ersteren Systems (Fig. 1) führt jedoch die Verwendung der Oxidationseinrichtung 7' zu der
Oxidation von SO2F das in dem in dem Verbrennungsofen
3' erzeugten Gas enthalten ist, zu SO3, welches
Material die Bestimmung des Kohlendioxids stört, so daß es erforderlich ist, ein Mittel zur Beseitigung
dieses Schwefeltrioxids einzusetzen. Bei dem letzteren System (Fig. 2) sind zwei Paare von Infrarotanalysator
9'a, 9'b und der Addiereinrichtung 10'
erforderlich, welche Instrumente aus einer Vielzahl von Instrumenten bestehen. Demzufolge sind diese
vorbekannten Vorrichtungen und ihre Anwendung äußerst kostenaufwendig.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit
darin, eine Vorrichtung zur Analyse von Kohlenstoff in Metallen anzugeben, die billig ist und wirtschaftlich
betrieben werden kann, indem sie keine Oxidiereinrichtung, keine Einrichtung zur Entfernung des
Schwefeltrioxids und keine Addiereinrichtung erforderlich macht und lediglich einen Infrarotanalysator
benötigt.
Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale der Vorrichtung gemäß Hauptanspruch.
Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In
den Zeichnungen zeigen:
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TER MEER . MÜLLER ■ STEINMEISTER
Fig. 1 und 2 Fließdiagramme herkömmlicher Vorrichtungen
,
Fig. 3 ein Fließdiagramm eines Beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Analyse von Kohlen-
^ stoff in Metallen und
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anordnung der wesentlichen Teile des Analysators A der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
Wie in der Fig. 3 dargestellt ist, umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Analyse von Kohlenstoff in
Metallen eine Sauerstoffbombe 1, eine Reinigungseinrichtung
2 zur Entfernung der in dem Sauerstoff enthaltenen Verunreinigungen und einen Verbrennungsofen
3, wie einen Hochfrequenzofen oder einen Widerstandsofen,
zum Verbrennen der in einem Tiegel enthaltenen Metallproben in einem Sauerstoffstrom. Das
in dem Verbrennungsofen 3 erzeugte Gas wird durch ein Staubfilter 4, ein Trocknungsmittel 5 und eine
Strömungssteuerungseinrichtung 6 in dieser Reihenfolge geführt, wobei die letztere Einrichtung dazu dient,
die Strömungsgeschwindigkeit des Gases auf dem erforderlichen Wert zu halten. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin
einen nicht-dispersiven Infrarotanalysator A, der mit einem Detektor ausgerüstet ist, der praktisch bzw.
annähernd oder fast die gleiche Empfindlichkeit für sowohl Kohlenmonoxid als auch Kohlendioxid aufweist
und der in seinem unteren Teil mit der Strömungssteuerungseinrichtung verbunden ist.
Die Fig. 4 verdeutlicht ein Beispiel des Analysators A der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welcher Analysator A
eine Lichtquelle 11, Gasfilter 12a, 12b, einen Zerhacker 13, eine Vergleichszelle 14a, eine Proben-
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zelle 14b, Feststoffilter 15a, 15b, die die von anderen Gasen als
Kohlenmonoxid und Kohlendioxid verursachten Interferenzen bzw. Infrarotbanden beseitigen und nur die
Infrarotstrahlung hindurchlassen, die von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid absorbiert werden, und einen
Detektor 16, der sowohl für Kohlenmonoxid als auch
für Kohlendioxid empfindlich ist. Dieser Detektor kann beispielsweise ein pyroelektrischer Detektor
oder ein Detektor des Typs eines Kondensatormikrophons sein, der die gasförmige Mischung aus Kohlenmonoxid
und Kohlendioxid als Infrarotstrahlung absorbierendes Gas enthält, so daß er sowohl für
Kohlenmonoxid als auch für Kohlendioxid empfindlich ist. Wenn in der erfindungsgemäßen Vorrichtung der
letztere Detektor des Typs eines Kondensatormikrophons verwendet wird, sind die Feststofffilter
15a und 15b nicht erforderlich.
Die Gasfilter 12a und 12b dienen dazu, das Verhältnis
der Empfindlichkeit für Kohlenmonoxid zu der Empfindlichkeit für Kohlendioxid des Detektors 16
auf den Wert 1:1 zu bringen. Wenn das Verhältnis der Empfindlichkeit für Kohlenmonoxid zu der
Empfindlichkeit für Kohlendioxid des Detektors 16 als solchen (CO/CO-) einen geringeren Wert als 1
besitzt (CO/CO2 -^ 1) , verwendet man Gasfilter 12a
und 12b, die Kohlendioxid enthalten. Wenn andererseits das Verhältnis der Empfindlichkeit für Kohlenmonoxid
zu der Empfindlichkeit für Kohlendioxid größer als 1 ist (CGVCO2 ^U, enthalten die Gasfilter
12a und 12b Kohlenmonoxid. Die Gasfilter 12a und 12b sind jedoch dann nicht erforderlich, wenn
das genannte Empfindlichkeitsverhältnis für Kohlen-
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monoxid und Kohlendioxid den Wert 1 besitzt (co/co2 = 1).
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht somit
selbst dann, wenn beim Verbrennen der Metallprobe in einem Sauerstoffstrom in dem Verbrennungsofen 3 neben
Kohlendioxid auch Kohlenmonoxid in geringer Menge gebildet wird, das Ausgangssignal des Analysators A
der Gesamtkonzentration an Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, da der Detektor 16 sowohl für Kohlendioxid
als auch für Kohlenmonoxid empfindlich ist und das CO/CO2-Verhältnis mit Hilfe der genannten Gasfilter 12a
und 12b entsprechend eingestellt ist. Die Konzentration des in der Metallprobe enthaltenen Kohlenstoffs
kann dann mit Hilfe eines in der Figur nicht dargestellten Rechners errechnet werden.
Wenngleich es in der Praxis möglich ist, auch ohne die Verwendung der Gasfilter 12a und 12b das Verhältnis
der Empfindlichkeit für Kohlenmonoxid zu der Empfindlichkeit für Kohlendioxid auf den Wert 1:1
zu bringen durch geeignete Auswahl des Mischungsverhältnisses von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid in der
Gasmischung, die in dem pneumatischen Detektor eingebracht wird, ist es bevorzugt, das CO/CO2-Verhältnis
mit Hilfe der Gasfilter 12a und 12b derart einzustellen/ daß die aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid bestehende
und in dem pneumatischen Detektor enthaltene Mischung ein solches Mischungsverhältnis aufweist,
daß die Empfindlichkeit des pneumatischen Detektors für sowohl Kohlenmonoxid als auch Kohlendioxid am
höchsten ist.
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TER MEER - MÜLLER · STEINMEIGTER
Die Erfindung schafft eine bemerkenswert einfache und wirtschaftliche Vorrichtung zur Analyse von
Kohlenstoff in Metallen, mit der die Gesamtkonzentration von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid in einem
Gas, das durch Verbrennen der Metallprobe erzeugt worden ist, mit Hilfe lediglich eines nicht-dispersiven
Infrarotanalysator bestimmt werden kann, wobei die Konzentration des Kohlenstoffs in der Metallprobe
über die Gesamtkonzentration von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid berechnet werden kann, ohne daß es
erforderlich ist, eine Einrichtung oder ein Mittel zur Entfernung von Schwefeltrioxid zu verwenden, das
dann erforderlich ist, wenn eine Addiereinrichtung und
eine Oxidationsvorrichtung verwendet werden, wobei erfindungsgemäß auch die Addiereinrichtung und die
Oxidationsvorrichtung nicht notwendig sind.
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Claims (3)
- PATENTANWÄLTETER MEER-MÜLLER-STEINMEISTERBeim Europilschen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatalres agrees pres !'Office european des brevetsDip!.-Chem. Dr. N. tar Μθθγ Dipl.-lng. H. SteinmeisterD'.P'-'^· F· Ε· Müller Siekerwall 7,Tnftstrasse A1D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1Case: HO-41 17. November 1980tM/thHORIBA, LTD.2 Miyanohigashi-machi, Kissyoin,Minami-ku, Kyoto, JapanVorrichtung zur Analyse von Kohlenstoff in Metallen.Priorität: 17. November 1979, Japan, Nr. 54-149665/79PATENTANSPRÜCHE1 J Vorrichtung zur Analyse von Kohlenstoff in Metallen, ^-^ gekennzeichnet durch einenOfen (3) zur Verbrennung der Metallprobe in einem Sauerstoffstrom und einen nicht-dispersiven Infrarotanalysator (A), der mit einem Detektor (16) ausgerüstet ist, welcher für das Kohlenmonoxid und das130036/0525HORIBAHO-41 TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTEr?Kohlendioxid in dem in dem Ofen erzeugten Gas praktisch die gleiche Empfindlichkeit besitzt.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurchgekennzeichnet, daß der Analysator (A) eine Lichtquelle (11), Gasfilter (12a, 12b), einen Zerhacker (13) , eine Vergleichszelle (14a) r eine Probenzelle (14b), Feststoffilter (15a, 15b) zur Beseitigung der nicht von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid stammenden Infrarotbanden und einen für Kohlenmonoxid und Kohlendioxid empfindlichen Detektor (16) aufweist.
- 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (16) ein pyroelektrischer Detektor oder ein Detektor vom Typ eines Kondensatormikrophons ist, der die aus Kohlenmonoxid und Kohlendioxid bestehende Gasmischung enthält.130036/0525
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