DE4136412A1 - Infinitely variable system for gas feed dilution - e.g. for hydrocarbon contg. gas samples, fed to flame ionisation detector unit - Google Patents

Infinitely variable system for gas feed dilution - e.g. for hydrocarbon contg. gas samples, fed to flame ionisation detector unit

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DE4136412A1 DE19914136412 DE4136412A DE4136412A1 DE 4136412 A1 DE4136412 A1 DE 4136412A1 DE 19914136412 DE19914136412 DE 19914136412 DE 4136412 A DE4136412 A DE 4136412A DE 4136412 A1 DE4136412 A1 DE 4136412A1
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Werner Cypress Calif. Us Ratfisch
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RATFISCH ANALYSENSYSTEME GMBH, 85586 POING, DE
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    • G01N27/626—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using heat to ionise a gas

Abstract

Flame ionisation detector (FID) is for measurement of the hydrocarbon concn. in a gas sample. The gas is sucked through the burner by a suction pump, partic. a Venturi jet, and novel in that the sample gas supply (20) to the burner (24) has an additional suction pump (34) connected into it, via which part of the sample gas can be removed before the inlet to the burner (24). USE/ADVANTAGE - (i) Sample dilution scheme to avoid explosive/flammable concns. of hydrocarbon in the burner enclosure, (ii) diln. system avoids non-linear response at high hydrocarbon concn.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flammenionisationsdetektor (FID) zur Bestimmung der Kohlenwasserstoff-Konzentration in einem Probengas, wobei das Probengas mittels einer Saugpumpe, zum Beispiel einer Venturi-Düse durch den Brenner des FID gesaugt wird.The invention relates to a flame ionization detector (FID) for determining the Hydrocarbon concentration in a sample gas, the sample gas by means of a suction pump, for example a Venturi nozzle through the burner of the FID is sucked.

Die Verwendung von Flammenionisationsdetektoren zur Messung von Kohlen­ wasserstoff-Konzentrationen in Gasen oder Luft ist bekannt. Ein solcher Detektor umfaßt einen Brenner, in welchem eine Flamme aus einem brennbaren Gemisch aus Brennstoff und Brennluft erzeugt wird. Dem Brenner wird ein Probengasstrom zugeleitet, der die Substanz enthält, deren Konzentration gemessen oder über­ wacht werden soll. Um die Flammenzone des Brenners ist eine Elektrodenanord­ nung vorgesehen, die an Gleichspannung gelegt ist. Zwischen den Elektroden fließt dann ein Strom, der eine Funktion des Anteils bzw. der Konzentration der zu bestimmenden Substanz, zum Beispiel eines oder mehrerer Kohlenwasserstoffe im Probengas ist.The use of flame ionization detectors to measure coal Concentrations of hydrogen in gases or air are known. Such a detector comprises a burner in which a flame of a combustible mixture is generated from fuel and combustion air. A sample gas stream is sent to the burner fed, which contains the substance, its concentration measured or above to be watched. There is an electrode arrangement around the flame zone of the burner voltage provided, which is connected to DC voltage. Flows between the electrodes then a current that is a function of the proportion or concentration of the determining substance, for example one or more hydrocarbons in the Is sample gas.

Bei höheren Kohlenwasserstoff-Konzentrationen zeigen nun solche Detektoren ein nicht lineares Verhalten. Auch besteht die Gefahr, daß bei höheren KW-Konzen­ trationen ein zündfähiges Gemisch und damit die Gefahr von Explosionen ent­ stehen kann.Such detectors now show at higher hydrocarbon concentrations non-linear behavior. There is also the risk that at higher KW-Concentrations an ignitable mixture and thus the risk of explosion can stand.

Um dies zu vermeiden wurde bereits vorgeschlagen, das Probengas mit Luft zu verdünnen und dann dem Brenner des Flammenionisationsdetektors zuzuführen. In order to avoid this, it has already been proposed to add the sample gas with air dilute and then feed to the burner of the flame ionization detector.  

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Flammenionisationsdetektor der Eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß in einfacher Weise der dem Brenner zugeführte Probengasstrom eingestellt werden kann.The invention is based on the object of a flame ionization detector of the type mentioned in such a way that the Burner fed sample gas flow can be adjusted.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der die zum Brenner führende Probengas-Zufuhrleitung eine weitere Saugpumpe angeschlossen ist, durch welche ein Teil des Probengases abgesaugt werden kann.According to the invention this is achieved in that the leading to the burner Sample gas supply line is connected to another suction pump, through which part of the sample gas can be extracted.

Vorzugsweise ist diese weitere Saugpumpe, die insbesondere in Form einer Ventu­ ri-Düse ausgebildet sein kann, stufenlos veränderbar und einstellbar.This is preferably another suction pump, in particular in the form of a ventu Ri nozzle can be formed, infinitely variable and adjustable.

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß Brenner und Analysator des Flammenionisationsdetektors einerseits sowie Anzeige- und Steuerungselektronik des Detektors andererseits in getrennten Einheiten ausgeführt und damit räumlich getrennt einsetzbar sind.Furthermore, it is proposed according to the invention that the burner and analyzer Flame ionization detector on the one hand and display and control electronics of the detector, on the other hand, is carried out in separate units and thus spatially can be used separately.

Hierdurch würde es möglich, auch hohe Abgastemperaturen beispielsweise bis 400° Celsius zu messen, da die Elektronik räumlich entfernt von der eigentlichen Meßstelle installiert werden kann.This would make it possible, even up to high exhaust gas temperatures 400 ° Celsius to measure, since the electronics are spatially distant from the actual one Measuring point can be installed.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die schematisch in Form eines Fluß-Dia­ grammes einen Flammenionisationsdetektor nach der Erfindung zeigt.An example embodiment of the invention is described below with reference to single figure of the drawing explained, the schematic in the form of a river slide shows a flame ionization detector according to the invention.

Bei dem Flammenionisationsdetektor 10 nach der Zeichnung wird mittels einer Venturi-Düse 12 (Eduktor I) Probengas über eine Leitung 16 angesaugt. Die Funktionsweise einer Venturi-Düse ist bekannt und soll hier nicht im einzelnen beschrieben werden. Es soll nur erwähnt werden, daß der Venturi-Düse über eine Leitung 14, in der ein einstellbares Ventil 36 und ein Manometer 38 liegen, Luft zuführbar ist. Über eine By-Pass-Leitung 18 wird Luft und das überschüssige Pro­ bengas abgeführt.In the flame ionization detector 10 according to the drawing, sample gas is drawn in via a line 16 by means of a venturi nozzle 12 (eductor I). The functioning of a Venturi nozzle is known and will not be described in detail here. It should only be mentioned that the venturi nozzle can be supplied with air via a line 14 in which there is an adjustable valve 36 and a manometer 38 . Air and the excess gas are removed via a by-pass line 18 .

Von der Leitung 16 wird ein Teil-Probengasstrom über eine Zweigleitung 20 abgezweigt und über eine Kapillare 22 einem Brenner 24 zugeführt. Der Unter­ druck in der Zweigleitung 20 wird durch ein Vakuummeter 40 gemessen.A partial sample gas stream is branched off from line 16 via a branch line 20 and fed to a burner 24 via a capillary 22 . The negative pressure in the branch line 20 is measured by a vacuum meter 40 .

Dem Brenner 24 werden ferner über eine Leitung 42 und eine Kapillare 22 ein Brenngas, zum Beispiel H2 sowie über eine Leitung 44 und eine Kapillare 22 Luft zugeführt.The burner 24 is also supplied with a fuel gas, for example H 2, and via a line 44 and a capillary 22 via a line 42 and a capillary 22 .

An die Ausgangsseite des Brenners 24 ist eine Saugleitung 26 angeschlossen, die zu einer weiteren Venturi-Düse 28 (Eduktor II) führt. Die Venturi-Düse 28 saugt über die Leitung 26, durch den Brenner 24 hindurch und über die Leitung 20 den Teil-Probengasstrom von der Leitung 16 an.A suction line 26 is connected to the outlet side of the burner 24 and leads to a further venturi nozzle 28 (eductor II). The venturi nozzle 28 draws in via line 26 , through burner 24 and via line 20 the partial sample gas stream from line 16 .

Die Venturi-Düse 28 ist ebenfalls an eine Leitung 14 für die Luftzufuhr angeschlos­ sen, in der ein einstellbares Ventil 36 und ein Manometer 38 liegen und Abgas und Abluft werden über eine By-Pass-Leitung 18 abgeführt.The venturi nozzle 28 is also ruled out on a line 14 for the air supply, in which an adjustable valve 36 and a manometer 38 are located and exhaust gas and exhaust air are discharged via a by-pass line 18 .

An die Zweigleitung 20, durch welche das Probengas dem Brenner 24 zugeführt wird, ist nun eine Saugleitung 30 vor der Kapillare 22 angeschlossen, die ihrerseits wiederum über eine Kapillare 32 an eine Venturi-Düse 34 (Eduktor III) angeschlos­ sen ist. Diese Venturi-Düse 34 saugt einen Teil des Probengases aus der Zweiglei­ tung 20 über die Kapillare 32 ab. Die Venturi-Düse 34 ist stufenlos einstellbar beziehungsweise verstellbar, so daß der vom Probengasstrom in der Leitung 20 abgesaugte Probengasanteil stufenlos veränderbar beziehungsweise stufenlos einstellbar ist.At the branch line 20 through which the sample gas is fed to the burner 24 , a suction line 30 is now connected in front of the capillary 22 , which in turn is connected via a capillary 32 to a venturi nozzle 34 (eductor III). This venturi nozzle 34 sucks part of the sample gas from the branch line 20 through the capillary 32 . The venturi nozzle 34 is infinitely adjustable or adjustable, so that the sample gas portion drawn off from the sample gas stream in line 20 can be infinitely varied or infinitely adjusted.

Auf diese Weise kann dem Brenner 24 pro Zeiteinheit eine stufenlos veränderbare Menge des Probengases zugeführt werden.In this way, a continuously variable amount of the sample gas can be fed to the burner 24 per unit of time.

Dieses Verdünnungs-System ermöglicht es, auch hochsiedende Kohlenwasser­ stoffe in hohen Konzentrationen ohne Tailing (Meßrücklauf) und mit hoher Lineari­ tät zu messen. This dilution system also enables high-boiling hydrocarbons substances in high concentrations without tailing (measuring return) and with high lineari measure.  

Auch können durch dieses System Messungen im Hochtemperaturbereich bis zu etwa 400° Celsius durchgeführt werden. Hierzu werden Analysator und Brenner des Detektors einerseits sowie Steuerungs- und Anzeigeelektronik des Hochtempe­ ratur-Vakuum FID′s in getrennten Einheiten ausgeführt und räumlich getrennt voneinander installiert, zum Beispiel Analysator und Brenner am oberen Ende eines Kamins, dessen Rauchgase untersucht werden sollen, während die Elektronik am Fuße des Kamins installiert werden kann.This system can also measure up to high temperatures about 400 ° Celsius. For this purpose, analyzer and burner of the detector on the one hand and control and display electronics of the high temperature ratur-vacuum FID's executed in separate units and spatially separated installed from each other, for example analyzer and burner at the top of one Chimneys whose flue gases are to be examined, while the electronics on Foot of the fireplace can be installed.

Claims (5)

1. Flammenionisationsdetektor (FID) zur Bestimmung der Kohlenwasserstoff- Konzentration in einem Probengas, wobei das Probengas mittels einer Saugpumpe, insbesondere einer Venturi-Düse durch den Brenner des FID gesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an die zum Brenner (24) führen­ de Probengas-Zufuhrleitung (20) eine weitere Saugpumpe (34) angeschlos­ sen ist, durch welche ein Teil des Probengases vor dem Eintritt in den Brenner (24) abgesaugt werden kann.1. Flame ionization detector (FID) for determining the hydrocarbon concentration in a sample gas, the sample gas being sucked through the burner of the FID by means of a suction pump, in particular a venturi nozzle, characterized in that the sample gas leading to the burner ( 24 ) - Supply line ( 20 ) a further suction pump ( 34 ) is ruled out, through which part of the sample gas can be sucked off before entering the burner ( 24 ). 2. Flammenionisationsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die weitere Saugpumpe (34) stufenlos regelbar beziehungs­ weise einstellbar ist.2. Flame ionization detector according to claim 1, characterized in that the further suction pump ( 34 ) is infinitely variable or adjustable. 3. Flammenionisationsdetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Saugpumpe (34) in Form einer Venturi-Düse ausgebildet ist.3. Flame ionization detector according to claim 1 or 2, characterized in that the suction pump ( 34 ) is designed in the form of a Venturi nozzle. 4. Flammenionisationsdetektor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugpumpe (34) eine Kapillare (32) vorgeschaltet ist.4. Flame ionization detector according to one of the preceding claims, characterized in that the suction pump ( 34 ) is preceded by a capillary ( 32 ). 5. Flammenionisationsdetektor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Brenner und Analysator des Flammenionisationsdetektors (10) einerseits sowie Anzeige- und Steuerelektronik des Flammenionisationsdetektors (10) andererseits in getrennten Einheiten ausgeführt und damit räumlich getrennt einsetzbar sind.5. Flame ionization detector according to one of the preceding claims, characterized in that the burner and analyzer of the flame ionization detector ( 10 ) on the one hand and the display and control electronics of the flame ionization detector ( 10 ) on the other hand are executed in separate units and can therefore be used spatially separately.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2345969A (en) * 1998-12-22 2000-07-26 Ion Science Ltd Leak detection system

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