DE3908936A1 - Vorrichtung zur bestimmung eines gasbestandteiles in einem messgas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Gasbestandteiles in einem Meßgas mit einem vom Meß­ gas durchströmbaren, mit einem beim Vorhandensein eines bestimmten Gasbestandteiles optisch verfärbbaren Indikator gefüllten Prüfröhrchen.

Derartige Vorrichtungen sind bekannt, wobei für eine große Fülle von Gaskomponenten solche Prüfröhrchen mit unter­ schiedlichen Indikatorpapieren bzw. ähnlichen Anzeigepapie­ ren verfügbar sind. Wird ein Meßgas durch eine solche Vor­ richtung geleitet, tritt in dem Prüfröhrchen eine Verfär­ bung des Indikators auf, wenn das Meßgas den entsprechen­ den Gasbestandteil enthält.

Nachteilig ist jedoch, daß mit den bekannten Vorrichtungen nur eine qualitative Bestimmung von Gasbestandteilen mög­ lich ist, d. h. anhand der Verfärbung des Indikators kann festgestellt werden, ob ein Gasbestandteil im Meßgas ent­ halten ist oder nicht. Dagegen ist es nicht möglich, Kon­ zentrationsangaben mit einer solchen Vorrichtung zu ermit­ teln.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der eine solche Vorrichtung derart verbessert werden kann, daß auch eine Konzentrationsbestimmung von Gasbestandtei­ len möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs be­ schriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Kon­ zentrationsmessung des bestimmten Gasbestandteiles über der Länge des Prüfröhrchens in einem vorbestimmten Abstand zwei Sensoren, insbesondere optische Reflexionssensoren, angeordnet sind.

Durch diese Ausbildung ist mit einer gattungsgemäßen Vor­ richtung neben der Ermittlung des betreffenden Gasbestand­ teiles auch eine Konzentrationsbestimmung desselben mög­ lich. Dazu wird vom ersten Sensor am Anfang des Prüfröhr­ chens der Beginn einer bestimmten optischen Verfärbung ge­ messen und das Voranschreiten dieser Verfärbungsfront wird dann nach einiger Zeit im zweiten Sensor festgestellt. Auf­ grund der festen Vorgabe des Abstandes zwischen den beiden Sensoren und einer konstanten Gasmenge pro Zeiteinhet stellt die gemessene Zeit eine direkte Meßgröße für die Gaskonzentration im Meßgas dar. Ist die Gaskonzentration der zu messenden Meßgaskomponente klein, wird es eine län­ gerer Zeit benötigen, bis die Verfärbungsfront vom ersten Sensor zum zweiten Sensor fortgeschritten ist. Ist die Kon­ zentration dagegen sehr hoch, schreitet die Verfärbungs­ front entsprechend sehr schnell voran.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß vor dem Prüfröhrchen zur Erzeugung eines konstanten Meßgasstromes ein regelbarer Mengendurchflußgeber vorgesehen ist. Mit­ tels dieses Mengendurchflußgebers kann eine konstante Gas­ menge pro Zeiteinheit eingestellt werden, die je nach Be­ darfsfall veränderbar ist.

Vorteilhaft sieht die Erfindung vor, daß das Prüfröhrchen und die Reflexionssensoren in einem gemeinsamen Meßblock angeordnet sind. Durch diese Ausbildung ist die Vorrich­ tung besonders kompakt und kann an unterschiedlichen Orten eingesetzt werden.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Reflexionssensoren und der Mengendurchflußgeber an eine Auswerte- und Steuer­ elektronik angeschlossen sind. Mit dieser Elektronik kann dann entsprechend die Durchflußmenge geregelt und gleich­ zeitig auch die Konzentrationsbestimmung ausgewertet wer­ den.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur einen Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfin­ dung.

Eine Vorrichtung zur Bestimmung und Konzentrationsmessung eines Gasbestandteiles in einem Meßgas ist in der Zeich­ nung allgemein mit 1 bezeichnet. Die Vorrichtung weist einen als Gehäuse dienenden Meßblock 2 mit Verschlußdeckel 3 auf, der mittels Befestigungsschrauben 4 oder dgl. am Meßblock 2 befestigt ist.

Im Meßblock 2 ist in Längsrichtung eine durchgehende Boh­ rung 5 für ein Prüfröhrchen 6 sowie eine Aussparung 7 im oberen Bereich des Meßblockes 2 vorgesehen, in deren Bo­ denfläche zwei Ausnehmungen 8, 9 jeweils für einen opti­ schen Reflexionssensor 10, 11 ausgebildet sind, wobei die Ausnehmungen 8, 9 in die durchgehende Bohrung 5 münden.

Das Prüfröhrchen 6 ist mit einem auf einen bestimmten Gas­ bestandteil ansprechenden, d. h. sich verfärbenden Farbin­ dikator 12 gefüllt, durch den ein Meßgas strömen kann. Das Prüfröhrchen 6 ist über eine Verschraubung 13 mit einer Zuleitung 14 verbunden, die ihrerseits mittels eines geeig­ neten Befestigungselementes 15 an einen in der Zeichnung nicht dargestellten einregelbaren Mengendurchflußgeber angeschlossen ist, der beispielsweise in eine ebenfalls nicht dargestellte Bypassleitung einer vorgeschalteten Einrichtung 16 integriert ist, die nur schematisch ange­ deutet ist.

Die beiden optischen Reflexionssensoren 10, 11 sind ent­ lang der Länge des Prüfröhrchens 6 in einem bestimmten Abstand 17 zueinander angeordnet, der die Länge der Meß­ strecke bestimmt. Jeder Sensor 10, 11 weist einen nur sche­ matisch angedeuteten Lichtsensor 18 und Lichtempfänger 19 auf und ist über Leitungen 20 mit einer Sensorelektronik 21 verbunden, die ihrerseits über Leitungen 22 an eine nicht dargestellte Auswerte- und Steuerelektronik ange­ schlossen ist.

Wird ein Meßgas mit einer konstanten Gasmenge pro Zeitein­ heit, die vom über die Auswerte- und Steuerelektronik ein­ regelbaren Mengendurchflußgeber einstellbar ist, in das Prüfröhrchen 6 eingeleitet, so beginnt sich der Farbindi­ kator 12 im Röhrchen zu verfärben. Der Beginn dieser Ver­ färbung wird am Anfang der Meßstrecke durch den ersten Reflexionssensor 10 festgestellt. Das Voranschreiten die­ ser mit 23 bezeichneten Verfärbungsfront wird dann nach einer gewissen Zeit von dem zweiten Reflexionssensor 11 ermittelt. Die ermittelte Zeit stellt dann die Meßgröße für die Gaskonzentration im Meßgas dar, da alle anderen Werte konstant sind. Ist die Gaskonzentration der zu mes­ senden Meßgaskomponente klein, wird es eine längere Zeit benötigen, bis die Verfärbungsfront vom ersten Sensor 10 zum zweiten Sensor 11 fortgeschritten ist. Ist die Konzen­ tration sehr hoch, schreitet die Verfärbungsfront 23 sehr schnell voran. Das Meßgas tritt nach dem Durchströmen durch das Prüfröhrchen 6 durch einen Gaseintritt 24 aus diesem aus.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Aus­ gestaltungen der Erfindung sind möglich, ohne den Grund­ gedanken zu verlassen. So können selbstverständlich auch andere geeignete Sensoren zur Ermittlung der Intensität der Verfärbungsfront eingesetzt werden und dgl. mehr.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Bestimmung eines Gasbestandteiles in einem Meßgas mit einem vom Meßgas durchströmbaren, mit einem beim Vorhandensein eines bestimmten Gasbestandteiles op­ tisch verfärbbaren Indikator gefüllten Prüfröhrchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Konzentrationsmessung des bestimmten Gasbestandtei­ les über der Länge des Prüfröhrchens (6) in einem vorbe­ stimmten Abstand (17) zwei Sensoren (10, 11), insbesondere optische Reflexionssensoren, angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Prüfröhrchen (6) zur Erzeugung eines konstan­ ten Meßgasstromes ein regelbarer Mengendurchflußgeber vor­ gesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfröhrchen (6) und die Reflexionssensoren (10, 11) in einem gemeinsamen Meßblock (2) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionssensoren (10, 11) und der Mengendurch­ flußgeber an eine Auswerte- und Steuerelektronik ange­ schlossen sind.