DE3908934A1 - Device for gas analysis - Google Patents

Device for gas analysis

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Lajos Dr Ing Fabian
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Werner Oppermann
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Abstract

By means of a device for gas analysis having an integrated analysis electronic unit and integrated sensors for different gas components, having a suction blower for the gas to be analysed and, if necessary, having a printer for printing out the measuring results, a solution is to be provided with which the known device can also be used at comparatively low temperature ranges and ambient temperatures. This is achieved, according to the invention, by means of a gas dryer (20) between gas suction connections (4) and the gas sensors (23). <IMAGE>

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Gasana­ lyse mit einer integrierten Analyseelektronik und inte­ grierten Sensoren für unterschiedliche Gasbestandteile, mit einem Ansauggebläse für das zu analysierende Gas und ggf. mit einem Drucker zum Ausdrucken der Meßergebnisse.The invention is directed to a device for gasana lysis with integrated analysis electronics and inte free sensors for different gas components, with a suction fan for the gas to be analyzed and if necessary with a printer to print out the measurement results.

Die Erfindung geht aus von einem Gasanalysecomputer mit der Bezeichnung "MSI 2000 P" der Anmelderin. Dieses bekann­ te Gerät ist zur Ermittlung der wichtigsten Gasbestandtei­ le, wie O2, CO, CO2, SO2, NO x , zur Ermittlung der Gas- und Verbrennungslufttemperatur, zur Errechnung der Luftüberschußzahl und des Wirkungsgrades geeignet. Dabei ist eine Elektronik integriert, die ihre Werte von Gassensoren einerseits und von fest eingegebenen Werten andererseits erhält und zum Auswerten der Meßergebnisse herangezogen werden. Dabei kann sich das Gerät selbst ka­ librieren, es ist leicht zu bedienen, weist einen Datenan­ zeigedisplay ebenso auf, wie einen Drucker.The invention is based on a gas analysis computer with the designation "MSI 2000 P" from the applicant. This known device is suitable for determining the most important gas constituents, such as O 2 , CO, CO 2 , SO 2 , NO x , for determining the gas and combustion air temperature, for calculating the excess air number and the efficiency. An electronic system is integrated which receives its values from gas sensors on the one hand and from permanently entered values on the other hand and is used to evaluate the measurement results. The device can calibrate itself, it is easy to operate and has a data display as well as a printer.

Weist dieses bekannte Gerät bereits eine Fülle von Vortei­ len auf, so ist es gleichwohl noch verbesserungsfähig, ins­ besondere wenn es in Meßbereichen eingesetzt wird, bei de­ nen Temperaturen innerhalb der Meßeinrichtungen erreicht werden, die unterhalb der Taupunkte der jeweiligen Gasbe­ standteile liegen, so daß es zur Kondensatbildung kommen kann.This known device already has an abundance of advantages len, it is still room for improvement, ins especially if it is used in measuring ranges, at de NEN temperatures reached within the measuring devices be below the dew points of the respective Gasbe  constituent parts lie, so that condensate formation occurs can.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Lö­ sung, mit der die bekannte Vorrichtung auch bei vergleichs­ weise niedrigen Bereichstemperaturen und Umgebungstempera­ turen eingesetzt werden kann.The object of the invention is therefore to create a Lö solution with which the known device also in comparison wise low area temperatures and ambient temperatures can be used.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Gas­ trockner zwischen Gasansaugstutzen und den Gassensoren ge­ löst.This object is achieved according to the invention by a gas dryer between the gas intake and the gas sensors solves.

Durch die Trocknung des Gases wird erreicht, daß eine Kon­ densatbildung vermieden wird, um insbesondere nicht zu­ letzt auch Fehlmessungen zu verhindern, da im Kondensat er­ fahrungsgemäß Gasbestandteile gelöst sind und abgeschieden werden, die dann später in den Sensoren nicht mehr für die Messung erfaßt werden können.By drying the gas it is achieved that a Kon formation of densate is avoided, in particular in order not to lastly also to prevent incorrect measurements, since it is in the condensate According to the practice, gas components are dissolved and separated which are then later no longer used in the sensors Measurement can be recorded.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sieht die Erfin­ dung vor, daß der Gastrockner als zweistufiger Permea­ tions-Trockner ausgebildet ist, wobei erfindungsgemäß auch vorgesehen sein kann, daß zwischen den beiden Trocknungs­ stufen eine Gasheizeinrichtung vorgesehen ist.The Erfin sees in a particularly advantageous embodiment tion that the gas dryer as a two-stage permea tion dryer is formed, according to the invention also can be provided that between the two drying stages a gas heating device is provided.

Die Gestaltung läßt eine zweistufige Trocknung zu, dieje­ nigen zu trocknenden Bestandteile, die im ersten Trockner noch nicht erfaßt wurden, können in der zweiten Trocknungs­ stufe entfernt werden, wobei durch Aufheizung des Gasstro­ mes wieder über den Taupunkt eine Kondensatbildung zusätz­ lich auch hier vermieden wird.The design allows for a two-stage drying process few ingredients to be dried in the first dryer  have not yet been recorded, can be dried in the second stage are removed, by heating the gas gas again condensate formation above the dew point Lich is avoided here too.

Zweckmäßig ist es, daß das die Sensoren verlassende Gas im Gegenstrom durch die Permeations-Trockner als Spülgas leit­ bar ist. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung nutzt die trockenen Gasanteilmengen, die durch die Sensoren geleitet werden, um sie im Gegenstrom durch die Permeations-Trock­ ner zu führen, sei es mit zusätzlicher Umgebungsluft, ins­ besondere als Spülgas oder auch alleine.It is expedient that the gas leaving the sensors in the Counterflow through the permeation dryer as a purge gas is cash. This embodiment according to the invention uses the amounts of dry gas passed through the sensors to countercurrent them through the permeation dryer lead, be it with additional ambient air, ins especially as a purge gas or alone.

Dem Ziel, Kondensatbildung zu vermeiden, dient eine weite­ re zweckmäßige Ausgestaltung, dadurch, daß vor dem Ansaug­ stutzen eine beheizte Gasleitung zwischen Gasentnahmestel­ le und der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist.The goal of avoiding condensation is a broad one re practical embodiment, characterized in that before the intake cut a heated gas line between the gas sampling point le and the device according to the invention is provided.

Die Erfindung sieht auch vor, daß nach dem Trockner eine Bypassleitung zur Beaufschlagung eines Prüfröhrchens vorge­ sehen ist, wodurch eine Prüfröhrchenanalyse zusätzlich mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen möglich gemacht wird.The invention also provides that after the dryer one Bypass line pre-loaded for a test tube see what a test tube analysis also with the devices according to the invention is made possible.

Um eine genaue Aussage über die Art und Menge der über die Prüfröhrchen gemessenen Gasbestandteile machen zu können, sieht die Erfindung auch vor, daß ein einstellbarer Mengen­ durchflußgeber für den das Prüfröhrchen durchströmenden Gasanteil vorgesehen ist.To make a precise statement about the type and amount of about the To be able to make gas components measured by test tubes, The invention also provides that an adjustable amount flow sensor for the flow through the test tube  Gas portion is provided.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt inThe invention is below with reference to the drawing explained in more detail, for example. This shows in

Fig. 1 die räumliche, vereinfachte Darstellung einer Vor­ richtung als tragbaren Koffer im aufgeklappten Zu­ stand sowie in Fig. 1, the spatial, simplified representation of an on device as a portable case in the unfolded to stand and in

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild der Gasführung innerhalb der Vorrichtung. Fig. 2 is a schematic diagram of the gas flow within the device.

Die allgemein mit 1 bezeichnete, in Fig. 1 vereinfacht wie­ dergegebene Vorrichtung, besteht aus einem tragbaren, kof­ ferähnlichen Gehäuse 2 mit Gehäusedeckel 3, in dem alle zur Funktion notwendigen Einrichtungen untergebracht sind. So zeigt die Oberfläche des Koffers einen Meßgaseintritts­ stutzen 4, eine Prüfröhrchen-Halterung 5 mit einem Prüf­ röhrchen 6, welches ausschwenkbar gestaltet ist, dies ist gestrichelt wiedergegeben. Geheizte Gasführungsleitungen von im Inneren des Gerätes befindlichen Trockner zu den im Deckel befindlichen Sensoren tragen das Bezugszeichen 7.The generally designated 1, in simplified form in Fig. 1 as dergegebene device consists of a portable, kof ferähnlichen housing 2 with the housing cover 3 in which all necessary for the function devices are housed. Thus, the surface of the case shows a sample gas inlet port 4 , a test tube holder 5 with a test tube 6 , which is designed to be pivoted, this is shown in dashed lines. Heated gas supply lines from the dryer located inside the device to the sensors located in the cover have the reference number 7 .

Im Deckel 3 sind auch die wesentlichen elektronischen An­ zeigeelemente für den Benutzer untergebracht, so ein Daten­ display 8, Steuerungsschalter 9, ein Datendrucker 10, eine Steckkarten-Auswerteinrichtung 11, um nur einige mögliche Funktionen zu nennen.In the cover 3 are also the essential electronic display elements for the user, such as a data display 8 , control switch 9 , a data printer 10 , a plug-in card evaluation device 11 , to name just a few possible functions.

Nicht näher dargestellt ist die elektrische Energieversor­ gung im Inneren des Koffers 2, die Pumpensteuerungen und Antriebe, die Heizeinrichtungen u. dgl.Not shown is the electrical power supply inside the case 2 , the pump controls and drives, the heaters u. the like

Das Funktionsschaubild gemäß Fig. 2 zeigt die für die Er­ findung wesentlichen Elemente in vereinfachter Wiedergabe. Bezogen auf den Gasfluß für das Rohgas ist zunächst eine Rohgassonde 12 vorgesehen, die einen beheizbaren Filter­ blattträger 13 beaufschlagt. Dessen Beheizung ist mit ei­ ner Heizspirale 14 andeutungsweise wiedergegeben. Von dort führt eine ebenfalls beheizte Zuführleitung 15 mit einer Heizung 16 zum Koffer 2, d. h. zum Anschluß 4 am Koffer 2. Über eine mit Motor 17 getriebene Pumpe 18 wird das Rohgas durch die Sonde 12 angesaugt, in einen wärmeisolierten Be­ reich der Vorrichtung 1, der insgsamt mit 19 bezeichnet ist, und dessen Temperatur über 80°C liegen soll, um das Kondensieren z. B. von Wasserdampf im Rohgas zu verhindern.The functional diagram of Fig. 2 shows the essential elements of the invention It simplified playback. Based on the gas flow for the raw gas, a raw gas probe 12 is initially provided, which acts on a heatable filter sheet carrier 13 . Whose heating is hinted at with a heating coil 14 . From there, a likewise heated feed line 15 with a heater 16 leads to the case 2 , ie to the connection 4 on the case 2 . Via a pump 18 driven by motor 17 , the raw gas is sucked in by the probe 12 , into a heat-insulated loading area of the device 1 , which is denoted overall by 19 , and the temperature of which should be above 80 ° C. in order to condense z. B. to prevent water vapor in the raw gas.

Mit 20 und 20 a ist ein zweistufiger Permeations-Trockner bezeichnet, wobei zwischen den Stufen eine Gasheizung 21 vorgesehen ist. Das über die Permeations-Trockner 20 ge­ trocknete Gas wird dann einem Sensorblock 22 zugeführt mit einer Mehrzahl von Gassensoren 23 für unterschiediche Gas­ bestandteile. Das die Sensoren 23 verlassende Gas wird ei­ ner Rückführleitung 24 zugeführt, die mit einem Spülgasein­ tritt 25 für Umgebungsluft in Verbindung steht. Diese Spül­ luft wird dem Gegenstrom durch die Permeations-Trockner 20 geleitet und von einer ebenfalls über den Motor 17 getrie­ benen Pumpe 26 nach außen geleitet, der als Pfeil angedeu­ tete Auspuff trägt das Bezugszeichen 27.With 20 and 20 a , a two-stage permeation dryer is designated, a gas heater 21 being provided between the stages. The gas dried via the permeation dryer 20 is then fed to a sensor block 22 with a plurality of gas sensors 23 for different gas components. The gas leaving the sensors 23 is fed to a return line 24 which enters a rinsing gas inlet 25 for ambient air. This flushing air is passed to the countercurrent through the permeation dryer 20 and passed to the outside by a pump 26 also driven by the motor 17, the exhaust indicated as an arrow bears the reference symbol 27 .

Neben der Beaufschlagung über Sensoren 23 ist zusätzlich hinter den Trocknern 20 eine Bypassleitung 28 vorgesehen mit einem regelbaren Mengendurchflußgeber 29, durch den ei­ ne steuerbare Menge an Gas geleitet werden kann. Dieses Gas wird über eine Leitung 30 einem Prüfröhrchen 6 zuge­ führt, anhand dessen Verfärbung der Benutzer Art und Um­ fang einer bestimmten Gaskomponente überprüfen kann.In addition to the application of sensors 23 , a bypass line 28 is additionally provided downstream of the dryers 20 with a controllable mass flow transmitter 29 through which a controllable amount of gas can be passed. This gas is supplied via a line 30 to a test tube 6 , based on the discoloration of which the user can check the type and order of a specific gas component.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Er­ findung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann beispielsweise die Aus­ wertung der Prüfröhrchen elektronisch erfolgen, was gestri­ chelt dargestellt und mit 31 bezeichnet ist. Diese Auswer­ tungseinrichtung ist Gegenstand einer parallelen Anmel­ dung.Of course, the described embodiment of the invention can be modified in many ways without departing from the basic idea. For example, the evaluation of the test tubes can be carried out electronically, which is shown with a broken line and labeled 31 . This evaluation device is the subject of a parallel application.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Gasanalyse mit einer integrierten Analyse­ elektronik und integrierten Sensoren für unterschiedliche Gasbestandteile, mit einem Ansauggebläse für das zu analy­ sierende Gas und ggf. mit einem Drucker zum Ausdrucken der Meßergebnisse, gekennzeichnet durch einen Gastrockner (20) zwischen Gasansaugstutzen (4) und den Gassensoren (23).1. Device for gas analysis with an integrated analysis electronics and integrated sensors for different gas components, with a suction fan for the gas to be analyzed and possibly with a printer for printing out the measurement results, characterized by a gas dryer ( 20 ) between the gas intake ( 4 ) and the gas sensors ( 23 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gastrockner (20) als zweistufiger Permeations- Trockner (20, 20 a) ausgebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the gas dryer (20) as a two stage permeation dryer (20, 20 a) is formed. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Trocknungsstufen (20, 20 a) eine Gas­ heizeinrichtung (21) vorgesehen ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a gas heating device ( 21 ) is provided between the two drying stages ( 20, 20 a) . 4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Sensoren (23) verlassende Gas im Gegenstrom durch die Permeations-Trockner (20) als Spülgas leitbar ist. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the gas leaving the sensors ( 23 ) can be conducted in countercurrent through the permeation dryer ( 20 ) as a purge gas. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ansaugstutzen (4) eine beheizte Gasleitung (15) zwischen Gasentnahmestelle (12) und Vorrichtung (1) vorgesehen ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a heated gas line ( 15 ) between the gas extraction point ( 12 ) and device ( 1 ) is provided in front of the intake ( 4 ). 6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Trocknen eine Bypassleitung (28) zur Beaufschlagung eines Prüfröhrchens (6) vorgesehen ist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that after drying a bypass line ( 28 ) is provided to act on a test tube ( 6 ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Mengendurchflußgeber (28) für den das Prüfröhrchen (6) durchströmenden Gasanteil vorgesehen ist.7. The device according to claim 6, characterized in that an adjustable mass flow sensor ( 28 ) is provided for the gas portion flowing through the test tube ( 6 ).
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