DE3126648C2 - Verfahren und Vorrichtung zur unmittelbaren und kontinuierlichen Messung organischer Lösemittel in einer Flüssigkeit unter Verwendung eines Halbleitergassensors - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur unmittelbaren und kontinuierlichen Messung organischer Lösemittel in einer Flüssigkeit unter Verwendung eines Halbleitergassensors

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Abstract

Um organische Lösungsmittel in einer Flüssigkeit (Wasser) unter Verwendung eines Gas-Halbleiters unmittelbar und kontinuierlich messen zu können, sieht das Verfahren und die zu dessen Durchführung ausgebildete Vorrichtung vor, daß der den Gas-Halbleiter (30) umgebende Meßraum (201) vermittels einer Membran (205) von der den Meßraum umgebenden Prüfflüssigkeit getrennt wird, so daß die in der Prüfflüssigkeit gelösten freien, nicht ionisierten Gase durch die Membran (205) hindurchdiffundieren können, während in dem Meßraum (201) ein Partialdruck aufgebaut und der Gas-Halbleiter (30) in seiner Leitfähigkeit beeinflußt wird, deren Änderung zu Meßzwecken verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur unmittelbaren und kontinuierlichen Messung organischer Lösemittel in einer Flüssigkeit unter Verwendung eines Halbleitergassensors.
Eine direkte kontinuierliche Messung organischer Lösemittel in Wasser unter Verwendung von Halbleitergassensoren ist nur auf dem Umweg des Phasenaustausches möglich. Hierbei wird die zu messende Wasserprobe mittels einer kleinen Förderpumpe in einem festen Verhältnis zu einem Trägergasstrom, z. B. Luft, zusammengebracht, wobei dit im Wasser gelösten Spuren organischer Lösemittel in einem Phasenaustauschsystem, wie z. B. Reaktionsspirale, an das Trägergas überführt und dann in der Gasphase gemessen wurden.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Erfassung organischer Lösemittelspuren in Wasser besteht in der Anwendung der Gaschromatographie, die jedoch diskontinuierlich und unter Verwendung eines Hilfsgases arbeitet. Eine unmittelbare und kontinuierliche Messung organischer Lösemittel in einer Flüssigkeit ist mit
diesem bekannten Verfahren nicht möglich.
Halbleitergassensoren für eine genaue, reproduzierbare und selektive Messung von Gasen in Gasgemischen sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. So beschreibt die FR-PS 24 16 469 ein Gerät zur Prüfung von Sauerstoff unter Verwendung eines als Halbleitergassensors ausgebildeten Sauerstoffprüfers, dem ein elektrochemischer Filter vorgeschaltet ist, um im Prüfgas enthaltene feste Partikelchen und gasförmige Stoffe zurückzuhalten, wobei der Aufbau dieses elektrochemischen Filters derart ist, daß nur Sauerstoffionen durch diesen elektrochemischen Filter hindurchwandern können. Der Halbleitergassensor besteht aus einem festen Elektrolyten mit einer Innenelektrode und einer Außenelektrode, wobei letztere die Prüfelektrode darstellt. Der erhaltene Druckunterschied des Sauerstoffs zwischen den beiden Elektroden wird zur Erzeugung eines elektromotorischen Signals herangezogen, welches mit Hilfe eines Spannungsmessers als Anzeige des Sauerstoffgehalts im Prüfgas gemessen wird. Dieses bekannte Gerät ist jedoch nur geeignet, den Sauerstoffgehalt, z. B. in Industrieabgasen, zu erfassen und zu überprüfen, jedoch ist dieses Gerät nicht einsetzbar, um organische Lösemittel in einer Flüssigkeit zu messen.
Aus der DE-Literaturstelle Warner, Peter O.: Analysis of air Pollutants, New York u. a. 1976, Johr Wiley & Sons, Seiten 186 — 189, ist es bekannt, bei Analysengeräten zur Nullpunktsbestimmung ein Nullgas und ein Eichgas durch das Gerät hindurchzuleiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen organische Lösemittel in einer Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, unter Verwendung eines Halbleitergassensors unmittelbar und kontinuierlich meßbar sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem gemäß der Erfindung ein die Flüssigkeit und den Halbleitergassensor enthaltendes geschlossenes System aufgebaut wird, in dem der Halbleitergassensor von der Flüssigkeit durch ein flüssigkeitsundurchlässiges Medium so separiert ist, daß ein den Halbleitergassensor umgebender Meßraum entsteht, in dem in der Flüssigkeit gelöste, nicht ionisierte freie Gase nach Diffusion durch das Medium einen Partialdruck aufbauen.
Des weiteren wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die gemäß der Erfindung in der Weise gebildet ist, daß der Halbleitergassensor in einer Meßzelle angeordnet ist, deren Meßraum mittels einer flüssigkeitsundurchlässigen Membran von der die Meßzelle umgebenden Prüfflüssigkeit getrennt ist.
Dieses Verfahren und die hierfür ausgebildete Vorrichtung ermöglichen eine Direktmessung organischer Lösemittel in einer Flüssigkeit, wie Wasser, wobei die Flüssigkeit durch eine flüssigkeitsundurchlässige Membran von einer kleinen Meßzelle, die den Halbleitergassensor enthält, getrennt ist.
Die im Wasser enthaltenen geringen Spuren organischer Lösemittel diffundieren hierbei durch die flüssigkeitsundurchlässige Membran in die kleine Meßzelle, in der sich ein entsprechender Partialdruck aufbaut. Bei abnehmender Konzentration der Meßkomponente diffundiert das in der Meßzelle angereicherte Gas wieder in das Lösemittel-Flüssigkeits(Wasser)-Gemisch zurück.
Derartige Membranen werden bereits bei der Messung mit ionensensitiven Elektroden — potentiometrische Messung — verwendet. Die im Wasser gelösten freien Gase enthalten hierbei bei ZimmertemDeratur
keine Ionen; sie sind daher mit potentiometrischen Meßmethoden nur meßbar, wenn sie im Wasser lonengleichgewichte bilden. Hierzu ist die Benutzung einer Meßkette bekannt, deren zwei Elektroden auf je eine der lonenarten ansprechen. Es ist auch bekannt, die Meuketie mit einer Elektrolytmenge d:;rch eine zweite Membran abzutrennen, die das betreffende Gas, aber keine Ionen durchläßt Es handelt sich also hierbei um potentiometrisch meßbare Gase, die mit Wasser Wr sserstoffioner. hilden, wozu eine der beiden Elektroden eine Gaselektrode sein muß. Hiermit werden vorwiegend Ammoniak, Stickoxide und Kohlendioxid gemessen, wobei Ammoniak mit Wasser nach der Gleichung
NH3 + H+= NH4 +bzw.
NO + NO2 + H2O = 2 HNO2
und schließlich nach
CO2 + H2 = HCO3 + + H+"
reagieren.
Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei der Messung organischer Lösemittel in Wasser mit einem Halbleitergassensor nicht um ionisierte Moleküle, sondern um freie Gase. Der sich im Inennraum der Meßzelle nach der Diffusion durch die Membran einstellende Partialdruck organischer Lösemitteldämpfe ändert die elektrische Leitfähigkeit des Halbleitergassensors, der z. B. aus SnO2 bestehen kann. Der gesinterte Zinndioxidkörper wird mittels kleiner Platinwendeln elektrisch beheizt und ändert seinen elektrischen Widerstand und spricht jo reversibel auf adsorptiv aufgenommene Komponenten reduzierend wirkender Gase und Dämpfe, z. B. Kohlenwasserstoffe oder Halogenwasserstoffe, im Sinne einer vergrößerten Leitfähigkeit an. Bei der Diffusion derartiger in Wasser gelöster Gase durch die Membran in den kleinen Meßraum spricht der Halbleitergassensor bereits bei sehr geringen Konzentrationen im ppm- und ppb-Bereich an.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 4 ist der den Halbleitergassensor aufnehmende Meßraum nicht durch eine Membran von der Flüssigkeit getrennt, sondern der Halbleitergassensor ist in einer Meßzelle angeordnet, die bodenseitig mit einem tubusartigen, verlängerten Abschnitt mit einer unterhalb des Halbleitergassensors liegenden Öffnung versehen ist, wobei der tubusartig verlängerte Abschnitt mit seinem freien Ende in die Flüssigkeit eintaucht. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß die Diffusionsgeschwindigkeit der in der Flüssigkeit, d. h. Wasser, gelösten Komponente erhöht wird, also schneller in den kleinen Meßraum eintritt. Ferner ist eine Verschmutzung der Membran, z. B. bei Arbeiten in Abwässern, unmöglich.
Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen es, gelöste Gase und Dämpfe in Flüssigkeiten direkt zu messen. Auch bei sehr geringen Konzentrationen im ppm- und ppb-Bereich sind genaueste Meßergebnisse erzielbar. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nächstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine mit einem Halbleitergassensor versehene Meßzelle, deren Meßraum vermittels einer Membran von der Flüssigkeit getrennt ist, teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt,
F i g. 2 eine weitere Ausführungsform einer Meßzelle, bei der der Meßraum durch die Oberfläche der Flüssigkeil abgeschlossen ist, teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt,
Fig.3 eine Wasserspiegel- bzw. Eintauchtiefekonstanthalteeinrichtung für die MeßzeHe gemäß Fig.?. teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt und
Fig.4 eine Vorrichtung zur Überwachung des Meßbereichsumfanges in einer schcmatischcn Ansicht.
Die Vorrichtung zur unmittelbaren und kontinuierlichen Messung organischer Lösemittel in einer Flüssigkeit besteht bei dem in F i g. I dargestellten Ausführungsbeispiei aus einer MeßzeHe 200, die kleinste Abmessungen aufweist und in deren Innenraum 201. der gleichzeitig den Meßraum darstellt, ein Halbleitergassensor 30 angeordnet ist, dessen elektrische Anschlußleitungen 209 im oberen Bereich der MeßzeHe 2CO aus dieser herausgeführt sind.
Die MeßzeHe 200 weist eine bodenseitige öffnung 202 auf, die mittels einer Membran 205 verschlossen ist. Die zur Oberfläche der zu prüfenden Flüssigkeit zeigende Öffnung unterhalb der Membran 205 ist bei 206 angedeutet. Das Gehäuse 200a geht im bodenseitigen Meßzellenbereich in einen verengten tubusartig ausgebildeten Abschnitt 2016 über, der ein Außengewinde zur Aufnahme einer Überwurfmutter 203 trägt, in der die Öffnung 206 ausgebildet ist, in deren Bereich die Membran 205 angeordnet ist. Die lösbare Anordnung der Membran 205 vermittels einer Überwurfmutter 203 erbringt den Vorteil, daß zu Reinigungszwecken die Membran 205 mühelos von der MeßzeHe 200 abgenommen werden kann (F ig. 1).
Die MeßzeHe 200 ist mit einer Zuführungsleitung 207 und mit einer Ableitung 208 für Nullgas und Eichgas, wie Nullpunktluft, versehen, wobei das freie Ende der Zuführungsleitung 207 in den Meßraum 201 bis in den Bereich des Halbleitergassensors 30 geführt ist.
Die MeßzeHe 200 arbeitet wie folgt: Mittels der Meßzelle 200 ist eine Direktmessung in Wasser möglich, wobei der Flüssigkeitsteil durch die gasdurchlässige Membran 205 von dem kleinen Meßraum, der den Halbleitergassensor 30 enthält, getrennt ist. Die in der Flüssigkeit, d. h. im Wasser, enthaltenen geringen Spuren organischer Lösemittel diffundieren durch die wasserundurchlässige Membran 205 in den Meßraum 201 der MeßzeHe 200, wobei sich in dem Meßraum ein entsprechender Partialdruck einstellt. Bei abnehmender Konzentration der Meßkomponente diffuniert das in dem Meßraum 201 angereicherte Gas wieder in das Lösemittel-Wasser-Gemisch zurück.
Der in dem Meßraum 201 der MeßzeHe 200 angeordnete Halbleitergassensor 30 wird von oben über die elektrische Leitung 209 mit Heizspannung und dem Gegenpol des Gesamtsystems verbunden. Der Halbleitergassensor 30 ist in dem sehr klein bemessenen Meßraum 201 angeordnet, der ein möglichst kleines Volumen aufweisen soll, um eine schnelle Einstellung des Partialdruckes zu gewährleisten. Unterhalb des Halbleitergassensors 30 befindet sich der tubusartige Ansatz 200Z? mit der Überwurfmutter 203, die die Membran 205 zwischen zwei O-Ringen gegen die Flüssigkeit nach außen hin abdichtet. Die Porengröße der Membran 205 muß dabei so bemessen sein, daß das Gas ungehindert durchtreten kann, jedoch die Flüssigkeit daran gehindert wird, durch die Membran 205 hindurchzudiffundieren. Die verwendete Membran 205 kann aus den verschiedensten Materialien bestehen, z. B. Polytetrafluoräthylen oder Silikonkautschuk.
Um eine schnelle Nullpunktkontrolle durchführen zu können, ohne die Meßanordnung vorher aus der Flüssigkeit herausnehmen zu müssen, wird über eine kleine
Schlauchleitung 207 dem Meßraum 201 der Meßzelle
200 Nullpunktluft zugeführt, welche das eindiffundierte Gas schnell über die Ableitung 208 aus dem Meßraum
201 heraustreibt.
Anschließend kann mit Hilfe eines Substitutionswiderstandes der Meßbereichsumfang überwacht werden, worauf nachstehend noch näher eingegangen wird. Nach dem Abschalten der Nullpunktluft stellt sich durch Nachdiffundieren des Meßgases aus der Lösung der vorherigen Partialdruck sehr schnell wieder her.
Bei dem in Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur direkten Messung organischer Lösemittel in Flüssigkeiten, insbesondere in Wasser, ist der Halbleitergassensor der voranstehend beschriebenen Meßzelle 200 nicht durch eine Membran 205 von der Flüssigkeit getrennt, sondern das Abschließen des Meßraumes der Meßzelle erfolgt hier unmittelbar durch die Oberfläche der Flüssigkeit.
Die in F i g. 2 dargestellte Meßzelle 210 weist in ihrem Innenraum 211, der gleichzeitig den Meßraum bildet, den Halbleitergassensor 30 auf. Im bodenseitigen Bereich des Meßzellengehäuses 210a ist ein tubusartiger Meßzellenabschnitt 215 angeformt, dessen obere öffnung 212 unterhalb des Halbleitergassensors 30 zu liegen kommt, während die Öffnung 216 am freien Ende des Meßzeilenabschnittes 215 in die Flüssigkeit F taucht. In den Meßraum 211 der Meßzelle 210 mündet eine Zuführungsleitung 217 für die Zuführung von Nullpunktluft. Tie elektrischen Anschlüsse für den Halbleitergassensor 30 sind bei 219 angedeutet.
Während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 die Membran 205 den Abschluß des Meßraumes 201 bildet, befindet sich bei der Meßzelle 210 unmittelbar unterhalb des Halbleitergassensors 30 der tubusartig ausgebildete Meßzellenabschnitt 215. der als Rohr mit einer Durchbohrung ausgebildet sein kann und der in die zu messende Flüssigkeit so eintaucht, daß ein abgeschlossenes, sehr kleines Luftvolumen zwischen der Wasseroberfläche und dem Halbleitergassensor 30 entsteht, in dem sich sehr schnell der Partialdruck der im Wasser gelösten Meßkomponente einstellt. Dabei ist es erforderlich, daß der Wasserspiegel bzw. die Eintauchtiefe des tubusartigen Meßzellenabschnittes 215 konstant gehalten wird, um eine Änderung des Luftvolumens und ein Bespritzen des Halbleitergassensors 30 mit Wasser zu vermeiden. Bei der Kalibrierung mit Prüfgas kann die Meßzelle unmittelbar in die Flüssigkeit mit bekannter Konzentration von organischen Lösemitteln gestellt werden.
Das Konstanthalten der Höhe des Flüssigkeits- bzw. Wasserspiegels, in welchen der tubusartige Meßzellenabschnitt 215 eintaucht, läßt sich beispielsweise durch die in F i g. 3 dargestellte Anordnung erreichen.
Das in F i g. 3 dargestellte Oberlaufsystem 220 besteht aus einer Zuführungsleitung 221 für die Flüssigkeit. Diese Zuführungsleitung 221 weist im Bereich des tubusartigen Meßzellenabschnittes 215 der Meßzelle 210 einen Anschlußstutzen auf, so daß der Meßzellenabschnitt 215 in diesen Stutzen einführbar ist und in die durch die Zuführungsleitung strömende Flüssigkeit mit seiner bodenseitigen Öffnung 216 eintaucht. Die Zulaufrichtung der Flüssigkeit erfolgt in Pfeilrichtung X1. Das freie Ende 221a der Zuführungsleitung 221 ist nach oben abgebogen und im Bereich eines Überlaufgefäßes 224 mit einer Ableitung 225 angeordnet.
Das durch die Zuführungsleitung 221 strömende, zu prüfende Wasser, welches z. B. durch eine Schlauchpumpe gefördert werden kann, strömt an der Öffnung 222a des Rohrstiitzens 222, in welchen der Meßzellenabschnitt 215 der Meßzelle 210 eintaucht, vorbei zum Überlauf 223, der das Flüssigkeitsniveau in der öffnung 222a des Rohrstutzens 222 mit der Meßzelle 210 konstant hält, und wird dann über die Ablaufleitung 225 abgeleitet. Diese Ausführungsform erlaubt eine geringe Totzeil bei Konzentrationsänderung des Meßmediums.
Eine Nullpunkt- und Kalibrierwertkontrolle ist auch bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung gemäß F i g. 2 möglich, jedoch mit dem Unterschied, daß die über die Zuführungsleitung 217 in die Meßkammer 211 der Meßzelle 210 eingeleitete Nullpunktluft am unteren Ende des tubusartigen Meßzellenabschnittes 215 durch die Wasseroberfläche austritt und sehr schnell somit die Restgasmenge aus der Meßkammer 21! ausgetrieben wird.
Eine Nullpunkt- und Kalibrierwertkontrolle kann mittels der in Fig.4 gezeigten Vorrichtung zur Kalibrierung von Halbleitergassensoren für Meßzwecke, die vermittels Kalibriereinrichtungen automatisch in bestimmten Zeitabständen geprüft bzw. nachjustiert werden, durchgeführt werden. Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung zur alternativen Betriebskontrolle der Standardwerte, die durch Kalibriergase oder simulierte Substitutionswiderstände realisiert werden, wird das bei X zugeführte und die Meßkomponente beinhaltende Prüfgas einer Zuführungsleitung 12 zugeführt, die unter Zwischenschaltung eines als Mehrwegeventil 13 ausgebildeten Steuerventils in die Hauptleitung 11 der Gesamtvorrichtung 10 mündet. Die drei Stellungen des Mehrwegeventils 13 sind bei »a«, »tx< und »c« angedeutet. Die Hauptleitung 11 steht mit einer Zuführungsleitung 14 für die Zuführung von Kalibriergas in Verbindung, in die unter Zwischenschaltung eines als Mehrwegeventil 16 ausgebildeten Steuerventils eine Zuführungsleitung 15 für die Nullpunktluft mündet. Die einzelnen Stellungen des Mehrwegeventils 16 sind ebenfalls mit »a«, »6« und »c« bezeichnet. In die Zuführungsleitung 15 für die Nullpunktluft ist ein Aktiv-Kohle-Filter 17 eingeschaltet. Die Zuführung des Kalibriergases kann aus einem Plastikbeutel oder einer Prüfgasflasche erfolgen, die in F i g. 2 bei 25 angedeutet ist.
Dem Mehrwegeventil 13 nachgeschaltet ist in der Hauptleitung 11 eine Membranpumpe 18 angeordnet, über die Probegas und Kalibriergas oder Nullpunktluft angesogen wird. Die Membranpumpe 18 drückt dann das angesogene Gas in die als Halbleitergassensor 30 ausgebildete Meßzelle, an die sich eine Abgasleitung 19 anschließt, in die ein Strömungsmesser 20 eingeschaltet ist
Der Halbleitergassensor 30 ist als Teil einer Meßbrücke mit den Widerständen R, R], R2 und Rz und einem Nullpunktpotentiometer Ra ausgebildet, welches mit einem Nullabgleich-Motor 31 in Verbindung steht. Mit V1 und V2 sind zwei Verstärker bezeichnet. Mit Rp ist ein Substitutionswiderstand und mit Re/ ein Relais bezeichnet
Die Arbeitsweise der in F i g. 4 dargestellten Vorrichtung ist wie folgt: Die Gasprobe wird durch die Zuführungsleitung 12 über das Mehrwegeventil 13 in der Position a—b von der elektronisch geregelten Membranpumpe 18 angesaugt und durch den Halbleitergassensor 30, den Strömungsmesser 20 in die Abgasleitung 19 gedrückt. Der Halbleitergassensor 30 ist in dem in F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel als Teil einer Meßbrükke dargestellt und bildet mit R\ einen Brückenzweig zu /?2, Ri und dem Nullpunktpotentiometer R^. Die Brük·
kenspannung wird an den Punkten »/4«, »ß« zugeführt, die Signalspannung an den Punkten »C« und »D« entnommen und den Verstärkern K| und ΙΛ zugeführt.
Zur Nullpunktkontrolle schaltet das Mehrwegeventil 13 auf Durchgang a—c, wodurch die Membranpumpe 18 das Nullpunktgas durch das Aktiv-Kohle-Filter 17 ansaugt und dem Halbleitergassensor bzw. der Meßzelle zuführt, wobei das Mehrwegeventil 16 die Stellung a—b einnimmt. Nach einigen Minuten stellt sich dann das Nullpunktpotentiometer R^ durch den selbstabgleichenden Motor 31, einen Mikroprozessor oder von Hand auf das linke Skalenende — Nullpunkt — ein.
Danach wird der Nullabgleich unterbrochen und der Meßbereich-Endpunkt mit Hilfe eines Standardgases, z.B. 100 ppm, über den Verstärker V2 auf 100% der Skala eingestellt. Hierzu wird das Mehrwegeventil 13 in die Position a — b gestellt und das 100 ppm enthaltende Kalibriergas über den Prüfgasanschluß entnommen — Bereichseinstellung mit Primärstandard. Anschließend wird ein im Bereich liegender Primärstandard hergestellt, z. B. 70 ppm, der später als Bezugspunkt benutzt werden kann. Dieses Standardgas wird in gleicher Weise über den Prüfgasanschluß eingeführt, und der sich einstellende Anzeigewert wird auf der Skala festgehalten, z. B. 65 Skalenteile. Nunmehr werden die Mehrwegeventile 13 und 16 in die ursprüngliche, für die Nullpunktkontrolle erforderliche Position gebracht, wodurch der Nullpunkt wieder erreicht wird.
Die Einstellung des Substitutionswiderstandes Rp erfolgt in der Nullpunktphase, wobei über das Relais Rci der erwähnte Widerstand Rp parallel zum Halbleitergassensor 30 geschaltet und auf den dem Standardwert entsprechenden Anschlag — 65 Skalenteile — eingeregelt wird. Nach öffnen des Relais springt die Anzeige wieder auf Null zurück, so daß die eigentliche Meßphase des Analysators nach Beendigung des Kalibrierzyklus wieder beginnen kann. Das Mehrwegeventil 13 wird dabei wieder in die Position a—b und das Mehrwegeventil 16 in die Position a—b gebracht. Die beiden Mehrwegeventile 13 und 16 sind als Magnetventile ausgebildet und über eine entsprechende Steuereinrichtung gesteuert.
Mit einer derartigen Vorrichtung ist es möglich, eine mühelose und sehr genaue Betriebskontrolle der Standardwerte durchzuführen, die durch Kalibriergase oder simultierte Substitutionswiderstände realisiert werden, denn Langzeitversuche haben ergeben, daß die Kontrolle mit einem Kalibriergas in Zeitabständen von z. B. einem oder mehreren Monaten ausreicht. Für zwischenzeitliche Kontrollen des Meßbereiches genügt daher eine elektrische oder elektronische Simulierung des Standardwertes, der sich aus der Differenz des Halbleiterwiderstandes zum Zeitpunkt der Nulleinstellung und einer vorgegebenen Prüfgaskonzentration ergibt. Der verwendete Substitutionsgrad kann im einfachsten Fall ein Potentiometer sein, das nach Einstellung des Nullpunktes, beispielsweise über ein Aktiv-Kohle-Filter, mittels eines Relais parallel zum Halbleitergassensor geschaltet ist. Dieser Widerstand wird zunächst von Hand oder mit einer geeigneten Regelvorrichtung auf denjenigen Skalenwert eingestellt, der dem Kalibriergaswert entspricht, z. B. kann der Halbleiterwiderstand in Gegenwart von Luft 50 kOhm betragen. Wird der Meßzelle eine Gaskonzentration von beispielsweise 100 ppm Trichloräthylen oder Toluol zugeführt, sinkt der Widerstandswert des Halbleiters auf 13 kOhm ab. Die Widerstandsdifferenz —=- beträgt somit 0,75. Auf diesen Wert wird dann das voranstehend erwähnte Potentiometer eingestellt.
Für die Überwachung des Meßbeieichsumfunges ergibt sich der Vorteil, daß täglich nur eine einfache Kontrolle des erwähnten Widerstandes erforderlich ist. der eine definierte Anzeige auf der Meßwertskala ergibt, die in Abständen von mehreren Monaten mit einer definierten Konzentration des Kalibriergases — Standardwert — verglichen, notfalls korrigiert wird. Die Nullpunkt- und Kalibrierwertphasen werden automatisch durch externe Impulse oder von Hand eingeleitet. Die notwendige Umschaltung des Substitutionswiderstandes auf Kalibriergas wird von Hand vorgenommen, wobei ein Relais angesteuert wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur unmittelbaren und kontinuierlichen Messung organischer Lösemittel in einer Flüssigkeit unter Verwendung eines Halbleitergassensors, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Flüssigkeit und den Halbleitergassensor enthaltendes geschlossenes System aufgebaut wird, in dem der Halbleitergassensor von der Flüssigkeit durch ein flüssigkeitsundurchlässiges Medium so separiert ist, daß ein den Halbleitergassensor umgebender Meßraum entsteht, in dem in der Flüssigkeit gelöste nicht ionisierte freie Gase nach Diffusion durch das Medium einen Partialdruck aufbauen.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur unmittelbaren und kontinuierlichen Messung organischer Lösemittel in einer Flüssigkeit unter Verwendung eines Halbleitergassensors, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleitergassensor (30) in einer Meßzelle (200) angeordnet ist, deren Meßraum (201) mittels einer flüssigkeitsundurchlässigen Membran (205) von der die Meßzelle umgebenden Flüssigkeit getrennt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßraum (201) mit einer Zuleitung (207) und einer Ableitung (208) zum Durchleiten von Nullgas und Eichgas verbunden ist.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu unmittelbaren und kontinuierlichen Messung organischer Lösemittel in einer Flüssigkeit unter Verwendung eines Halbleitergassensors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleitergassensor (30) in einer Meßzelle (210) angeordnet ist, die bodenseitig mit einem tubusartigen, verlängerten Abschnitt (215) mit einer unterhalb des Halbleitergassensors (30) liegenden öffnung (212) versehen ist, wobei der tubusartig verlängerte Abschnitt (215) mit seinem freien Ende (215a,) in die Flüssigkeit eintaucht.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Überlaufsystem (220) vorgesehen ist, welches das Flüssigkeitsniveau in dem Meßraum (210) konstant hält.
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