DE3100082C2

DE3100082C2 -

Info

Publication number: DE3100082C2
Application number: DE19813100082
Authority: DE
Inventors: Mark S. Santa Clara Calif. Us Zetter
Original assignee: Measurex Corp
Current assignee: Honeywell Measurex Corp
Priority date: 1980-01-09
Filing date: 1981-01-03
Publication date: 1991-10-24
Also published as: DE3100082A1; GB2066947A; GB2066947B; JPS56104236A; SE8100053L

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Eichung einer Vorrichtung zum Messen der Konzentration bzw. der Menge von Gaspartikeln in einer Gasströmung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gasmeßvorrichtungen zum Überwachen der Abgase aus einem Schornstein sind bereits bekannt, vgl. z. B. das US-Patent 40 76 425 oder das brit. Patent 13 27 377. Üblicherweise arbeiten diese Vorrichtungen unter rauhen Umgebungsbedingungen und an Stellen, die nicht ohne weiteres leicht zugänglich sind. Einige der dadurch verursachten Probleme sind das Beschlagen von Lampen, Drifterscheinungen bei elektronischen Einrichtungen und Schmutzablagerung am Fenster. Um wirksam arbeiten zu können, sollten Vorrichtungen der zur Rede stehenden Art mit in ihnen selbst enthaltenen Standardisierungs- oder Eichmöglichkeiten versehen sein.

Eine bekannte Eichvorrichtung ist in dem US-Patent 38 36 237 beschrieben. Darin wird u. a. die Verwendung von Luftvorhängen, d. h. vorhangartigen Luftströmungen zur Reinhaltung von Fenstern empfohlen. Es ist jedoch festzustellen, daß trotz der praktischen Verwendung solcher Luftvorhänge sich Schmutz auf dem Fenster niederschlägt und bei einem Standardisierungs- oder Eichvorgang in Betracht gezogen werden muß. Die US-Patente 38 38 925 und 40 76 425 schlagen die Verwendung alternativer optischer Wege zur Korrektur von Lampen-Alterung (Beschlagen) und elektronischen Drifterscheinungen vor, jedoch keine Möglichkeit zur Korrektur anderer Fehlerursachen wie Schmutz auf Fensterscheiben.

In der US-PS 42 25 243 wird eine Eichvorrichtung für Gasmeßgeräte vorgeschlagen. Hierbei handelt es sich um Gehäuse mit Öffnungen und Einrichtungen zu deren Schließung und zum Abführen von Gas aus dem Gehäuse, wobei das Gas im übrigen körperlich eingeschlossen ist. Hierbei handelt es sich um umständliche Zusatzeinrichtungen zu dem Gerät. Eine andere Eichvorrichtung für Gasmeßgeräte ist aus der US-PS 42 47 205 bekannt.

Eine andere bekannte Vorrichtung zum Messen ausgewählter Eigenschaften von Gaspartikeln weist folgende Merkmale auf:

Eine Strahlungsquelle zum Emittieren eines gebündelten Strahls einer Energiestrahlung mit einer Frequenz, die von dem Gas absorbiert wird, und einen Detektor zum Messen der Strahlung. Der Strahl ist so ausgerichtet, daß er die in einer Meßstrecke zwischen Strahlungsquelle und Detektor befindlichen Gaspartikel trifft, entlang der Meßstrecke verläuft und auf den Detektor auftrifft. Außerdem ist eine Einrichtung zum Einstellen der Länge der Meßstrecke längs des von der Strahlungsquelle ausgehenden gebündelten Strahls vorgesehen (GB-PS 14 53 602).

Bei einer derartigen Vorrichtung wird bevorzugterweise eine Rechenvorrichtung vorgesehen, die dazu dient, die Menge des Gases aufgrund der Länge der Meßstrecke und der Menge der gemessenen Strahlung zu ermitteln. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zum Einstellen der Länge der Meßstrecke einen feststehenden ersten, im wesentlichen rohrförmigen Hohlkörper, der einen ersten Abschnitt des Strahles umschließt, und einen zweiten, im wesentlichen rohrförmigen Hohlkörper aufweist, der in dem ersten Hohlkörper koaxial angeordnet und in Längsrichtung des Strahles verschiebbar ist, und die gebündelte Strahlung die Gasströmung im wesentlichen quer durchsetzt und die Strahlungsquelle auf einer Seite und der Detektor auf der gegenüberliegenden Seite der Gasströmung angeordnet ist.

Ein Verfahren zur Benutzung eines solchen Gasmeßgerätes besteht darin, daß ein gebündelter Strahl der Energiestrahlung bei Vorhandensein von Gas in der Meßstrecke emittiert wird, wobei die Menge der von dem Detektor empfangenen Strahlung gemessen wird; dann wird die Länge der Meßstrecke verstellt und die Menge der von dem Detektor nach der Verstellung der Länge der Meßstrecke empfangenen Strahlung festgestellt. Schließlich wird die Menge der Gaspartikel aufgrund der Menge der gemessenen Strahlung, der Menge der festgestellten Strahlung und des Längenunterschieds, um den die Meßstrecke verstellt worden ist, ermittelt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Gasmeßvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 1a einen Teil von Fig. 1 mit der Arbeitsweise der Vorrichtung zum Verstellen der Länge der Meßstrecke,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Gasmeßvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2a einen Teil von Fig. 2 nach Verstellung der Länge der Meßstrecke,

Fig. 3 eine bildliche Ansicht zur Erläuterung der Anwendung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung an einem Schornstein zur Überwachung von Verbrennungsabgas und

Fig. 4 ein Kurvenbild des Absorptionsspektrums für ein typisches Gas als Funktion der Frequenz.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung umfaßt eine erste gehäuseartige Umhüllung 12 und eine zweite Umhüllung 14. Die meßtechnisch zu erfassenden Gaspartikel 16, die stark vergrößert angedeutet sind, befinden sich im Bereich einer Meßstrecke, deren Länge mit "a" bezeichnet ist, zwischen der ersten Umhüllung 12 und der zweiten Umhüllung 14. Die erste Umhüllung 12 auf der einen Seite der Gaspartikel 16 enthält eine Strahlungsquelle 18 zum Aussenden eines gebündelten Strahls 20 einer Energiestrahlung, der als strichpunktierte Linie angedeutet ist, bei einer Frequenz, die von den Gaspartikeln 16 absorbierbar ist und von dem Detektor 22, der sich in der zweiten Umhüllung 14 befindet, festgestellt wird.

Der Strahl 20 ist so gerichtet, daß er auf die Gaspartikel 16, wenn sie die Meßstrecke passieren, auf den Detektor 22 auftrifft. Die Vorrichtung 10 weist ferner einen ersten Hohlkörper 24 auf, der an der ersten Umhüllung 12 angebracht ist. Der erste Hohlkörper 24 ist im wesentlichen rohrförmig gestaltet und umfaßt einen Teil des Strahls 20. Ein zweiter, ebenfalls rohrförmiger Hohlkörper 26 umfaßt einen zweiten Teil des Strahls 20. Der zweite Hohlkörper 26 ist innerhalb des ersten Hohlkörpers 24 gelagert und in Längsrichtung der Meßstrecke verschiebbar. Der zweite Hohlkörper 26 kann durch einen ersten Motor 28 in der Ausdehnungsrichtung der Meßstrecke auf Radsätzen 30 bewegt werden. Ein weiterer, ebenfalls rohrförmiger Hohlkörper 32 umfaßt einen dritten Abschnitt des Strahls 20. Der dritte Hohlkörper 32 ist an der zweiten Umhüllung 14 angebracht. Ein vierter rohrförmiger Hohlkörper 34 umfaßt einen vierten Teil des Strahls 20, ist innerhalb des dritten Hohlkörpers 32 angeordnet und ebenfalls längs der Ausdehnung der Meßstrecke durch einen Motor 36 und Radsätze 38 bewegbar. Ein Gebläse 40 dient zur Einführung nicht-verschmutzten Gases in den ersten Hohlkörper 24, um den Eintritt von Gaspartikeln 16 in den ersten Hohlkörper 24 und die erste Umhüllung 12 zu verhindern. Der Zweck des ersten Gebläses 40 besteht darin, die Strahlungsquelle und die dazugehörigen elektronischen Einrichtungen von Staub und anderen Fremdstoffen freizuhalten. In gleicher Weise dient ein zweites Gebläse 42 zum Einblasen nicht-verschmutzten Gases in den dritten Hohlkörper 32, um das Eintreten von Gaspartikeln 16 in den dritten Hohlkörper 32 und die zweite Umhüllung 14 zu verhindern. An dem zweiten Hohlkörper 26 ist ein Fenster 44 angebracht, das zur Verhinderung des Eintritts von Gaspartikeln 16 in den zweiten Hohlkörper 26 und die erste Umhüllung 12 dient. In gleicher Weise dient ein zweites an dem vierten Hohlkörper 34 angebrachtes Fenster 46 dazu, den Eintritt von Gaspartikeln 16 in den vierten Hohlkörper 34 und die zweite Umhüllung 14 zu verhindern. Die Funktion und Arbeitsweise des ersten Hohlkörpers 24, des zweiten Hohlkörpers 26, des ersten Fensters 44, des ersten Gebläses 40, des ersten Motors 28 und des ersten Radsatzes 30 sind die gleichen wie die der entsprechenden an der zweiten Umhüllung 14 angebrachten Bauelemente, nämlich des dritten Hohlkörpers 32, des vierten Hohlkörpers 34, des zweiten Fensterglases 46, des zweiten Gebläses 42, des zweiten Motors 36 und des zweiten Radsatzes 48.

In Fig. 1a ist ein Teil der Vorrichtung 10 während seines Betriebs gezeigt, wobei die Länge der Meßstrecke verstellt worden ist. Die Meßstrecke gemäß Fig. 1a ist von der Länge "a" auf die Länge "b" verkürzt worden. Beim Betrieb der Vorrichtung 10, wie in Fig. 1a gezeigt, sind der zweite Hohlkörper 26 und der vierte Hohlkörper 34 näher zusammengedrückt, so daß die Länge der Meßstrecke, in der sich Gaspartikel 16 befinden, verkleinert ist. Dies geschieht durch Einschalten des ersten Motors 28 und des zweiten Motors 36 und Gegeneinanderfahren der Hohlkörper 26 und 34.

In Fig. 2 ist eine etwas andere Ausführungsform 110 der Vorrichtung gezeigt. Die Vorrichtung 110 weist eine erste Hülle 112 und eine zweite Hülle 114 auf. In der ersten Hülle 112 ist eine Strahlungsquelle 118 angeordnet, in der zweiten Umhüllung 114 ein Detektor 122. Die durch die Messung zu erfassende Gaspartikel 16, die stark übertrieben vergrößert dargestellt sind, befinden sich in der Meßstrecke, deren Länge mit "a" bezeichnet ist, zwischen der ersten Hülle 112 und der zweiten Hülle 114. Die Strahlungsquelle 118 vermag einen gebündelten Strahl einer Strahlung 20 zu emittieren, der als strichpunktierte Linie dargestellt ist, und zwar bei einer Frequenz, die durch die Gaspartikel 16 absorbiert und durch den Detektor 122 in der zweiten Hülle 114 festgestellt wird. Die Vorrichtung 20 umfaßt ferner einen Hohlkörper 124 in Form eines Hohlzylinders oder Rohrstücks, der einen zweiten Abschnitt des Strahls 120 umschließt. Der zweite Hohlkörper 126 ist mit dem ersten Motor 128 und dem Rädersatz 130 verbunden. Ein erstes Glasfenster 144 deckt den ersten Hohlkörper 124 ab und verhindert die Gaspartikel 16 am Eindringen in die erste Hülle 112. Nahe der zweiten Hülle 114 befindet sich der dritte Hohlkörper 132. Der dritte Hohlkörper hat im wesentlichen rohrförmige Gestalt und umschließt einen dritten Abschnitt des Strahls 120. Ein dritter, gleichfalls hohlzylindrischer Hohlkörper 134 umschließt einen vierten Abschnitt des Strahls 120. Der vierte Hohlkörper 134 ist an der zweiten Hülle 114 angebracht. Der dritte Hohlkörper 132 ist längs der Meßstrecke durch den zweiten Motor 136 auf dem zweiten Rädersatz 138 verschiebbar oder verfahrbar. Ein zweites Glasfenster 146 ist als Abschluß des offenen Endes des dritten Hohlkörpers 132 vorgesehen und verhindert die Gaspartikel 16 am Eintritt in die zweite Hülle 114.

Fig. 2a veranschaulicht die Arbeitsweise der Vorrichtung 20, wobei der erste Hohlkörper 124 und der zweite Hohlkörper 132 aufeinander zu bewegt werden, um die Länge der Meßstrecke, in der sich die Gaspartikel 16 befinden, zu verkürzen. Die Vorrichtung 110 nach Fig. 2 hat weitgehend dieselbe Arbeitsweise wie die Vorrichtung 10 von Fig. 1, abgesehen davon, daß die Verstellung der Länge der Meßstrecke durch Bewegung des zweiten Hohlkörpers 26 und des vierten Hohlkörpers 34 sich gegenüber dem ersten Hohlkörper 24 bzw. dem dritten Hohlkörper 32 bewegen, wogegen in Fig. 2 die Verstellung der Meßstreckenlänge durch die Relativbewegung des ersten Hohlkörpers 124 gegenüber dem zweiten Hohlkörper 126 und die Relativbewegung des dritten Hohlkörpers 132 gegenüber dem vierten Hohlkörper 134 erfolgt. Außerdem kann sowohl bei der Vorrichtung 10 als auch bei der Vorrichtung 110 die Meßstreckenlänge entweder durch Vergrößern oder durch Verkürzen verstellt werden.

Grundsätzlich sind die Fenster 44 und 46 der Vorrichtung 10 nicht unbedingt erforderlich. Wenn aber die Fenster 44 und 46 vorhanden sind und ein dichter Abschluß zwischen dem Hohlkörper 24 und dem Hohlkörper 26 besteht, werden die Gebläse 40 und 42 nicht benötigt. Außerdem können statt des Motors 28 und des Motors 36 auch beliebig andere Antriebseinrichtungen vorgesehen werden. In gleicher Weise sind bei der Vorrichtung 110 die Glasfenster 144 und 146 nicht von entscheidender Wichtigkeit für die Wirkungsweise der Erfindung. Ferner können statt der Motoren 128 und 136 auch beliebige andere Antriebsvorrichtungen vorgesehen werden.

Eine Anwendungsart der Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung besteht in der Überwachung der Abgase 16 aus einem Schornstein 52 wie in Fig. 3 dargestellt. Die Umhüllung 12 und die zweite Umhüllung 14 sind auch sich gegenüberliegenden Seiten in die Wandung des Schornsteins 52 eingesetzt, der von dem Abgas 16 von unten nach oben durchströmt wird. Der Strahl 20 bzw. 120 ist so ausgerichtet, daß er das Gas 16 im wesentlichen senkrecht zu dessen Strömungsrichtung trifft. Bei einer solchen Anwendungsart ist die Vorrichtung 10 als in-situ-Gasanalysator zu bezeichnen und dazu brauchbar, die Abgase 16 zu überwachen, um zu gewährleisten, daß die Vorschriften für den Umweltschutz (wie z. B. EPA) eingehalten werden. Bei diesen Anwendungsfällen kann die Vorrichtung 10 als Dunkelheitsfühler betrieben werden, wobei die Strahlungsquelle 18 bzw. 118 einen Strahl 20 bzw. 120 von sichtbarem Licht emittiert. In einer solchen Umgebung kann auch ein (nicht dargestelltes) starres Glied, wie in dem US- Patent 38 38 926 gezeigt, benutzt werden, um die erste Hülle 12 und die zweite Hülle 14 starr zueinander ausgerichtet festzuhalten.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung sendet die Strahlungsquelle 18 einen gebündelten Strahl 20 von Strahlungsenergie mit einer Frequenz (in Fig. 4 als ν₁), die durch das Gas 16 absorbierbar ist. Der Strahl 20 durchsetzt das Gas 16 in dem Schornstein 52 und wird ganz oder teilweise absorbiert, wenn er zu dem Detektor 22 läuft. Die Intensität des Strahls 16, der von dem Detektor 22 empfangen wird, ist abhängig von der Menge der Absorption, d. h. je größer die Absorption, um so niedriger ist die Intensität des von dem Detektor 22 aufgefangenen Strahls 20 und umgekehrt. Diese ist als I₃ in Fig. 4 gezeigt. Die Meßstreckenlänge wird dann verstellt, d. h. entweder vergrößert oder verkleinert, beispielsweise durch Bewegen des zweiten Hohlkörpers 26 und des vierten Hohlkörpers 34 näher aufeinander zu. Nach der Verstellung der Meßstreckenlänge wird die Intensität des von dem Detektor 22 aufgenommenen Strahls 20 erneut gemessen. Aufgrund der Größe der Verstellung der Meßstreckenlänge, der von dem Detektor 22 vor der Verstellung der Meßstreckenlänge empfangenen Strahlungsmenge und der von dem Detektor 22 nach der Verstellung der Meßstreckenlänge empfangenen Strahlungsmenge wird die Menge des Gases, d. h. die Konzentration des Gases 16 in Einheiten wie ppm rechnerisch zu ermitteln.

Die theoretische Grundlage für die Arbeitsweise der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung ist folgende: Die Absorption des Strahls 20 durch den Detektor 22, wenn er durch die Gaspartikel 16 hindurchgeht, erfolgt nach dem Beer'schen Gesetz, d. h.

wobei I die Intensität des gebündelten Strahls der elektromagnetischen Strahlung, die von dem Detektor 22 gemessen wird, nachdem der Strahl die Gaspartikel 16 durchsetzt hat, wobei die Länge der Meßstrecke gleich l ist. I₀ ist die Intensität des Strahls 20, gemessen von dem Detektor 22, wobei die Länge der Meßstrecke gleich 0 ist. µ ist der Absorptionskoeffizient

l ist die Länge der Meßstrecke des Gases in Zentimeter (cm) und C ist die Konzentration des Gases (gemessen in ppm) oder die Menge des Gases. Falls I₃ die Intensität des Strahls 20 darstellt, die von dem Detektor 22 bei der Meßstreckenlänge l gleich a empfangen wird, reduziert sich die Gleichung auf

I₃ = I₀e⁻^µCa.

Die Schwierigkeit der genauen Messung der Gasmenge lag immer darin, daß versucht wurde, den Wert der Intensität des Strahls 20 zu finden, der von dem Detektor 22 bei der Weglänge l gleich 0 empfangen wird, d. h. I₀. Im vorliegenden Fall werden zur Bestimmung von I₀ zwei Messungen mit zwei verschiedenen Meßstreckenlängen der Gaspartikel 16 vorgenommen. Die beiden sich daraus ergebenden Gleichungen lauten:

I₂ = I₀e⁻^µCb und I₃ = I₀e⁻^µCa oder

I₀ = I₂e^µCb (1)

I₀ = I₃e^µCa (2)

I₃e^µCa = I₂e^µCb (3)

Die Auflösung nach C ergibt

Die Frequenz ν₁ liegt normalerweise in dem Infrarotbereich. Die in Fig. 4 gezeigte Kurve ist das Absorptionsband von Kohlendioxid. Der Vorteil der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Messungen vor und nach der Verstellung der Meßstreckenlänge unter im wesentlichen denselben Bedingungen ausgeführt werden. In jedem Fall wird für die Messung dieselbe Strahlungsquelle sowie die gleiche Elektronik verwendet, der optische Weg ist der gleiche und es herrschen dieselben Umgebungsbedingungen bei der einen wie bei der anderen Messung. Dadurch ist für größere Genauigkeit und Verläßlichkeit gesorgt als sie bisher erreichbar waren.

Im Gegensatz zu den US-Patentanmeldungen Serial No. 9 19 442, 1 91 237 und 8 865 erfordern Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht, daß der genaue Wert von I₀, bei dem die Meßstreckenlänge gleich 0 ist, bekannt ist oder gemessen wird. Im Gegensatz zu den Vorschlägen dieser Anmeldungen, bei denen I₀ direkt gemessen wird und bei denen dichte Abschlüsse vorgesehen sein müssen, um das Gas aus dem Gehäusekörper entweichen zu lassen, erfordert die vorliegende Erfindung nicht, daß I₀ direkt gemessen wird. Daher sind keine Abdichtungen und Gebläse vorgesehen, um das Gas aus dem Gehäusekörper zu entfernen. Die vorliegende Erfindung erfordert nicht, daß die Konzentration des Gases oder die Menge des Gases eine Konstante bleibt, bevor und nachdem die Verstellung der Länge der Meßstrecke vorgenommen wurde. Gemäß der Erfindung wird von der Annahme ausgegangen, daß die Menge des Gases bei beiden Messungen die gleiche ist. Infolgedessen ist die jetzt vorliegende Erfindung sehr gut anwendbar für solche Fälle, bei denen die Konzentration des Gases oder die Menge des Gases keine rasche Änderung erfährt. Es werden lediglich zwei Messungen vorgenommen, die sich nur durch die Länge der Meßstrecke unterscheiden, wobei vorausgesetzt wird, daß die Konzentration des Gases oder die Menge des Gases genau oder nahezu die gleiche ist.

Bei dem bereits bekannten Verfahren wurden die Messungen aufgrund eines Strahls einer Energiestrahlung bei zwei verschiedenen Frequenzen durchgeführt, von denen die eine durch das Gas absorbiert wurde, die andere dagegen nicht. Die Strahlungsquelle 18 emittiert einen Strahl 20 bei einer ersten Frequenz ν₁, die durch das Gas 16 absorbiert wird und einer zweiten Frequenz ν₂, die durch das Gas 16 nicht absorbiert wird. Der Detektor 22 empfängt den Strahl 20, nachdem er das Gas 16 passiert hat. Der Detektor 22 mißt die empfangene Menge der ersten Frequenz ν₁, d. h. I₃, und er mißt die empfangene Menge der zweiten Frequenz ν₂, d. h. I₁. Es wird eine Berechnung der Menge des Gases 16 aufgrund von I₃ und I₁ nach dem Beer'schen Gesetz vorgenommen, wobei von der Annahme ausgegangen wird, daß I₁ den gleichen Wert hat wie I₀. Es ist jedoch aus Fig. 4 zu entnehmen, daß, selbst wenn die zweite Frequenz ν₂ so gewählt wird, daß sie nicht von dem Gas 16 absorbiert wird, die Menge der empfangenen zweiten Frequenz ν₂ nicht genau die gleiche sein kann wie die empfangene Menge der ersten Frequenz ν₁ bei der Meßstreckenlänge gleich 0, d. h. I₁ braucht nicht notwendigerweise genau denselben Wert zu haben wie I₀. Hierfür gibt es verschiedene mögliche Ursachen, darunter die Drift der elektronischen Einrichtungen, da ν₂ eine von ν₁ verschiedene Frequenz ist. Hierin liegt naturgemäß eine Fehlerquelle.

Dieser Fehler wird nach einem anderen Verfahren gemäß der Erfindung durch Standardisierung oder Eichung des Werts von I₁ eliminiert. Es wird also die quantitative Ziehung zwischen I₁ und I₀ bestimmt. Um den Wert von I₁ zu standardisieren oder zu eichen, wird ein Eichfaktor aufgrund von I₁ und I₀ bestimmt, d. h.

Der Eichfaktor K wird dadurch bestimmt, daß ein Strahl 20 bei einer ersten Frequenz ν₁ emittiert wird, der von dem Gas 16 absorbiert wird und bei einer zweiten Frequenz ν₂, die nicht von dem Gas 16 absorbiert wird. Die Menge der von dem Detektor 22 bei der zweiten Frequenz ν₂ empfangenen Strahlung, d. h. I₁, wird bestimmt. Die Menge der von dem Detektor 22 bei der ersten Frequenz ν₁ empfangenen Strahlung wird gemessen, wobei sich Gas 16 in der Meßstrecke befindet und die Meßstreckenlänge l den Betrag a hat; diese Strahlungsmenge ist I₃. Dann wird die Meßstreckenlänge verstellt, z. B. auf l=b. Die Konzentration C des Gases 16 wird wie vorher erläutert bestimmt. Aufgrund des Wertes von C wird der Wert von I₀ unter Benutzung der Gleichung (1) oder (2) ermittelt. Das Verhältnis von I₀ zu I₁ ist der Eichfaktor. Danach wird die Berechnung bei der Messung der Menge des Gases 16 unter Benutzung einer ersten Frequenz ν₁ und einer zweiten Frequenz ν₂ auf der Grundlage von I₃, I₁ und K nach der Gleichung

oder

vorgenommen.

Bei diesem Verfahren braucht die Meßstreckenlänge nicht nach jeder Messung verstellt zu werden. Das Verstellen der Meßstreckenlänge wird vielmehr dazu benutzt, die Vorrichtung 10 zu eichen und eine gegenseitige Beziehung von I₁ und I₀ herzustellen.

Claims

1. Verfahren zur Eichung einer Vorrichtung zum Messung der Konzentration bzw. der Menge von Gaspartikeln in einer Gasströmung, wobei die Meßvorrichtung mit einer Strahlungsquelle mit einer vorgebbaren Frequenz, die von den Gaspartikeln absorbierbar ist, einem Strahlungsdetektor zum Messen der Menge bzw. Intensität der empfangenen Strahlung, einer Meßstrecke zwischen Strahlungsquelle und Strahlungsdetektor, längs deren die Strahlung ausgerichtet ist, einer Vorrichtung zum Einstellen der Länge der Meßstrecke, und einer Rechenvorrichtung zum Ermitteln der Gasmenge bzw. Gaskonzentration aufgrund der Strahlungsmenge bzw. -intensität am Detektor und der eingestellten Länge der Meßstrecke versehen ist, wobei die Strahlungsquelle zum Emittieren einer gebündelten Strahlung mit einer ersten Frequenz (ν₁), die durch das Gas absorbiert wird, und einer zweiten Frequenz (ν₂), die durch das Gas nicht absorbiert wird, und der Detektor zum Empfangen der Strahlung mit der ersten und der zweiten Frequenz geeignet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die gebündelte Strahlung bei der ersten und der zweiten Frequenz bei Vorhandensein von Gas in der Meßstrecke mit der Länge (a) emittiert, die von dem Detektor bei der ersten Frequenz (ν₁) empfangene Strahlungsintensität I₃ = I₀ · e⁻^µCagemessen wird, wobei I₀ die Strahlintensität am Detektor bei einer Meßstrecke mit der Länge Null, µ der Absorptionskoeffizient bei der ersten Frequenz (ν₁) und C die Konzentration der Gaspartikel darstellt, daß die von dem Detektor bei der zweiten Frequenz (ν₂) emfangene Strahlungsintensität I₁ gemessen wird, daß ein EichfaktorK = I₀/I₁definiert wird, daß dann die Meßstrecke auf die Länge (b) verstellt wird, die von dem Detektor bei der ersten Frequenz (ν₁) nach der Verstellung empfangene StrahlungsintensitätI₂ = I₀ · e⁻^µCbgemessen wird, daß dann die Konzentration bestimmt wird, anschließend die Strahlintensität I₀ entweder ausI₀ = I₂ · e^µCboder ausI₀ = I₃ · e^µCaermittelt und der Eichfaktor K = I₀/I₁ gebildet wird, und daß danach die Messungen der Konzentration bzw. der Menge der Gaspartikel nach erfolgen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Meßstrecke durch Vergrößern ihrer Länge vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Meßstrecke durch Verkleinern ihrer Länge vorgenommen wird.