DE4437188C2 - Analysengerät zur Konzentrationsbestimmung - Google Patents

Analysengerät zur Konzentrationsbestimmung

Info

Publication number
DE4437188C2
DE4437188C2 DE4437188A DE4437188A DE4437188C2 DE 4437188 C2 DE4437188 C2 DE 4437188C2 DE 4437188 A DE4437188 A DE 4437188A DE 4437188 A DE4437188 A DE 4437188A DE 4437188 C2 DE4437188 C2 DE 4437188C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
analysis device
radiation source
sample chamber
measuring
mirrors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4437188A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4437188A1 (de
Inventor
Rainer Dr Riesenberg
Wolfgang Voigt
Guenther Dipl Ing Ropte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut fuer Physikalische Hochtechnologie eV
Jenoptik AG
Original Assignee
Carl Zeiss Jena GmbH
Institut fuer Physikalische Hochtechnologie eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Jena GmbH, Institut fuer Physikalische Hochtechnologie eV filed Critical Carl Zeiss Jena GmbH
Priority to DE4437188A priority Critical patent/DE4437188C2/de
Publication of DE4437188A1 publication Critical patent/DE4437188A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4437188C2 publication Critical patent/DE4437188C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis

Description

Die Erfindung betrifft ein Analysengerät zur Konzentrationsbestimmung einer gasförmigen, festen oder flüssigen Probe in einer Probenkammer durch Transmissionsmessung, mit einem Meß- und einem Referenzstrahlengang, vorzugsweise und besonders vorteilhaft mittels infraroter Meßstrahlung in einem Probengas- oder Gasgemisch.
In WO 91/18279 A1 wird ein NDIR-Gasanalysator beschrieben, bei dem eine dem Probenraum nachgeordnete Detektionseinheit vorgesehen ist, in der über einen Strahlenteiler eine Aufspaltung des Meßstrahles in einen Meß- und einen Referenzstrahl erfolgt, die bei verschiedenen Wellenlängen detektiert werden.
Die Detektoreinheit weist eine separate Thermostatisierung auf.
Durch den Strahlteiler treten Intensitätsverluste der Meßstrahlung auf.
Im Probenraum und der Detektionseinheit herrschen unterschiedliche Bedingungen.
Der Miniaturisierung dieser Anordnung sind objektiv Grenzen gesetzt.
In US 4914720 ist ein einstrahliges Meßgerät beschrieben, das ebenfalls zwei Detektoren aufweist, denen Bandpaßfilter vorgeordnet sind, wodurch ein Detektor ein Referenzsignal außerhalb des Meßwellenbereiches als Referenzwert empfängt.
In WO 91/05240 ist ein Infrarot-Gasdetektor beschrieben, der eine Vergleichmessung einer Inertgaskammer mit einer Analysengaskammer beinhaltet, wobei die von einem Ellipsoid reflektierte Strahlung sowohl die Inertgaskammer als auch die Analysengaskammer durchsetzt und jeweils mit der gleichen Wellenlänge detektiert wird, um aus der Signaldifferenz auf die Gaskonzentration zu schließen.
Der Miniaturisierung dieser Anordnung sind ebenfalls Grenzen gesetzt.
DD 221 839 A1 beschreibt eine Zweikanalanordnung mit einem Meßkanal und einem Vergleichskanal, wobei über eine Blende jeweils Meß- oder Vergleichskanal geöffnet werden können.
US 3994603 beschreibt eine Feuerwarneinrichtung mit mehreren Reflektoren und gezielt unterschiedlichen Lichtweglängen.
In US 4018513 wird zur Messung der Klarheit einer Flüssigkeit die Meßstrahlung über ein lichtführendes Element an den Ort der Messung herangeführt.
DE-GM 1930991 beschreibt ein Durchflußkolorimeter mit einem Empfänger, wobei zur Unterscheidung eines Meß- und eines Referenzanteils ein Chopper mit zugehöriger Elektronik vorhanden sein muß.
Zur Strahlbündelung sind zusätzliche Optiken vorgesehen.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Analysegerät mit einem Meß- und einem Referenzstrahlengang zur Bestimmung der Konzentration über Transmissionsmessung in einem Probenraum zu schaffen, das sich trotz kleiner, einfacher und kompakter Bauweise als stabil gegen auftretende Meßfehler erweist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angeführt.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß Änderungen in der Strahlungscharakteristik der Strahlungsquelle, Änderungen der Umgebungsbedingungen und Änderungen der elektrischen Betriebsbedingungen sich in den Meßsignalen der Empfänger in gleicher Weise auswirken und damit bei der Meßwertbildung, beispielsweise durch Quotientenbildung, keinen Einfluß auf das Meßergebnis haben.
Durch die Strahlungsverteilung kann der Meßaufbau miniaturisiert werden.
Für beide Empfänger ist ein völlig gleicher Temperaturgang gewährleistet.
Durch den doppelten Durchsatz der Meßstrahlung durch die Probe wird die Meßstrecke verlängert und damit die Meßgenauigkeit erhöht.
Der Absorptionsraum kann als abgeschlossene Küvette gestaltet werden, um Flüssigkeiten oder umgebungsschädigende Gase messen zu können.
In den Referenzkanal kann durch seine Zugänglichkeit beispielsweise auch ein Calcium- Fluorid-Kristall eingesetzt werden, um ihn unabhängig vom messenden Medium zu machen.
Der Referenzkanal kann unabhängig vom Meßkanal so gestaltet werden, daß Intensitätsänderungen der IR-Strahlungsquelle abgestimmt auf die Meßwellenlängen der Referenzstrahlung gleichsinnig, in gleicher Größe, jedoch unabhängig von der Meßwellenlänge, auftreten.
Die Temperatur der Strahlungsquelle kann so gewählt werden, daß ein integriertes Signal des Referenzempfängers, welches aus der Messung eines Spektralbereiches oder mehrerer diskreter Wellenlängen entsteht, bei Temperaturschwankungen der Strahlungsquelle in einem bestimmten Temperaturbereich unbeeinflußt bleibt.
Weitere Vorteile sowie Aufbau und Wirkungsweise der Erfindung werden nachstehend anhand der schematischen Zeichnung Figur anhand eines IR-Gasanalysators näher erläutert.
Die von einer IR-Strahlungsquelle 1 ausgehende IR-Strahlung wird mittels Spiegel 2 und 3 in einen Referenzkanal 4 und einen Meßkanal 5 aufgeteilt.
Die Strahlengänge der Kanäle 4, 5 sind symmetrisch aufgebaut.
Die IR-Strahlung wird im Referenzkanal 4 durch den Empfänger 6 und im Meßkanal 5 durch den Empfänger 7 gemessen.
Aus den Signalen der Empfänger 6, 7 wird, vorzugsweise durch Quotientenbildung, der Meßwert gebildet, der ein Maß für die Konzentration des zu untersuchenden Stoffes darstellt.
Die IR-Strahlungsquelle ist im Gehäuse 9 eingebaut und durch ein optisches Fenster vom Absorptionsraum 11 getrennt.
Der Absorptionsraum bildet den Innenraum eines Gerätegehäuses 12 und wird durch das zu messende Medium durchströmt.
Der Absorptionsraum 11 ist durch Rohrmanschetten 13 und Filter 14 abgeschlossen und geschützt.
Gehäuse 12 und Absorptionsraum 11 können auch so gestaltet werden, daß der Absorptionsraum eine Küvette darstellt, die das Messen von Flüssigkeiten und umgebungsschädigenden Gasen erlaubt.

Claims (12)

1. Analysengerät zur Konzentrationsbestimmung einer gasförmigen, festen oder flüssigen Probe in einer Probenkammer durch Transmissionsmessung, mit einem Meß- und einem Referenzstrahlengang,
wobei einer auf einer Seite der Probenkammer im Gehäuse liegenden Strahlungsquelle (1) auf der anderen Seite der Probenkammer zwei symmetrisch zu einer durch die Strahlungsquelle verlaufenden Symmetrieachse angeordnete abbildende Spiegel (2, 3) zur symmetrischen Aufspaltung der von der Strahlungsquelle kommenden Strahlung in einen Meß- und einen Referenzanteil vorgesehen sind,
die diese Anteile nach nochmaligem Durchlaufen der Probenkammer auf gleichfalls rechts und links zur Strahlungsquelle symmetrisch angeordnete Meß- sowie Referenzempfänger (6, 7) durch Strahlbündelung abbilden.
2. Analysengerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Strahlungsquelle im IR- Bereich.
3. Analysengerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz der Probenkammer an ihren Ausgängen Rohrmanschetten und Filter vorgesehen sind.
4. Analysengerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle durch ein optisches Fenster von der Probenkammer getrennt ist.
5. Analysengerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß im Referenzstrahlengang ein zusätzliches optisches Element, beispielsweise ein Calcium- Fluorid-Kristall, vorgesehen ist.
6. Analysengerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Probenkammer zur Durchsetzung mit einem Probengas nach außen offen sind.
7. Analysengerät nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenkammer eine in sich geschlossene Einheit bildet, die mit Flüssigkeiten oder Gasen beaufschlagt wird.
8. Analysengerät nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß von Führungsschläuchen für die Probe Ansatzstutzen vorgesehen sind.
9. Analysengerät nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die abbildenden Spiegel sphärische Spiegel sind.
10. Analysengerät nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die abbildenden Spiegel asphärische Spiegel sind.
11. Analysengerät nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die abbildenden Spiegel torische Spiegel sind.
12. Analysengerät nach einem der Ansprüche 1-11, gekennzeichnet durch eine optische Wegfänge von der Strahlungsquelle bis zum Meß- oder Referenzempfänger von etwa 50 mm und weniger.
DE4437188A 1994-10-18 1994-10-18 Analysengerät zur Konzentrationsbestimmung Expired - Fee Related DE4437188C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4437188A DE4437188C2 (de) 1994-10-18 1994-10-18 Analysengerät zur Konzentrationsbestimmung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4437188A DE4437188C2 (de) 1994-10-18 1994-10-18 Analysengerät zur Konzentrationsbestimmung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4437188A1 DE4437188A1 (de) 1996-04-25
DE4437188C2 true DE4437188C2 (de) 1999-04-08

Family

ID=6531056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4437188A Expired - Fee Related DE4437188C2 (de) 1994-10-18 1994-10-18 Analysengerät zur Konzentrationsbestimmung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4437188C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19926121A1 (de) * 1999-06-08 2001-01-11 Cs Halbleiter Solartech Analysegerät
DE102005031857B3 (de) * 2005-06-23 2006-07-13 GfG Ges. für Gerätebau mbH Optisches Analysegerät

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19731241C2 (de) * 1997-07-21 1999-09-23 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Fluidkomponenten und Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung
FR2771176B1 (fr) * 1997-11-14 2000-01-21 Lac Instr Dispositif pour l'analyse automatique multiparametres d'une solution aqueuse
DE102004044145B3 (de) * 2004-09-13 2006-04-13 Robert Bosch Gmbh Reflektormodul für einen photometrischen Gassensor
DE102005022288B4 (de) * 2005-05-13 2007-08-16 Tyco Electronics Raychem Gmbh Gassensoranordnung und Messverfahren zur Verbesserung der Langzeitstabilität

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1930991A1 (de) * 1969-06-19 1970-12-23 Demag Zug Gmbh Selbsttragende Laufschiene fuer Haengebahnen
US3994603A (en) * 1974-03-08 1976-11-30 Cerberus Ag Detection system to determine the transmissivity of a medium with respect to radiation, particularly the light transmissivity of smoke-contaminated air, for fire detection
US4018513A (en) * 1974-03-28 1977-04-19 Jan Boeke Optical window used in device for monitoring clarity of a fluid
DD221839A1 (de) * 1984-03-07 1985-05-02 Medizin Labortechnik Veb K Infrarot-gasanalysator
US4914720A (en) * 1986-12-04 1990-04-03 Cascadia Technology Corporation Gas analyzers
WO1991005240A1 (en) * 1989-09-29 1991-04-18 Atomic Energy Of Canada Limited Infrared-based gas detector
WO1991018279A1 (en) * 1990-05-23 1991-11-28 Ntc Technology, Inc. Gas analyzers

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1930991A1 (de) * 1969-06-19 1970-12-23 Demag Zug Gmbh Selbsttragende Laufschiene fuer Haengebahnen
US3994603A (en) * 1974-03-08 1976-11-30 Cerberus Ag Detection system to determine the transmissivity of a medium with respect to radiation, particularly the light transmissivity of smoke-contaminated air, for fire detection
US4018513A (en) * 1974-03-28 1977-04-19 Jan Boeke Optical window used in device for monitoring clarity of a fluid
DD221839A1 (de) * 1984-03-07 1985-05-02 Medizin Labortechnik Veb K Infrarot-gasanalysator
US4914720A (en) * 1986-12-04 1990-04-03 Cascadia Technology Corporation Gas analyzers
WO1991005240A1 (en) * 1989-09-29 1991-04-18 Atomic Energy Of Canada Limited Infrared-based gas detector
WO1991018279A1 (en) * 1990-05-23 1991-11-28 Ntc Technology, Inc. Gas analyzers

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19926121A1 (de) * 1999-06-08 2001-01-11 Cs Halbleiter Solartech Analysegerät
DE19926121C2 (de) * 1999-06-08 2001-10-18 Cs Halbleiter Solartech Analysegerät
DE102005031857B3 (de) * 2005-06-23 2006-07-13 GfG Ges. für Gerätebau mbH Optisches Analysegerät
DE102005031857B8 (de) * 2005-06-23 2006-11-16 GfG Ges. für Gerätebau mbH Optisches Analysegerät

Also Published As

Publication number Publication date
DE4437188A1 (de) 1996-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19713928C1 (de) Meßvorrichtung zur Infrarotabsorption
EP2726847B1 (de) Vorrichtung mit einer messanordnung zur optischen messung von gasen und gasgemischen mit kompensation von umgebungseinflüssen
DE2811287C3 (de) Infrarot-Gasanalysator
EP0758079A2 (de) Mikrostrukturiertes Infrarot-Absorptionsphotometer
DE102009025147B3 (de) Verfahren zum Betrieb eines Spektrometers zur Gasanalyse, sowie Spektrometer selbst
DE3724852C2 (de) Absorptionsphotometer
DE4214840A1 (de) Vorrichtung zur gleichzeitigen Analyse verschiedener Bestandteile eines Fluids
EP3077793B1 (de) Analysevorrichtung (photometer) mit serieller lichtführung
DE2420060A1 (de) Spektralphotometrisches verfahren und mehrweg-spektralphotometer zur durchfuehrung desselben
DE19926121C2 (de) Analysegerät
WO2006002740A1 (de) Nichtdispersiver infrarot-gasanalysator
DE4441023A1 (de) Gasanalysator und Gasanalysiermechanismus
DE19900129A1 (de) Gasqualitätsbestimmung
DE4437188C2 (de) Analysengerät zur Konzentrationsbestimmung
DE102008009100B4 (de) Optisches Analysegerät
DE2130331C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentrationen der Komponenten eines aus zwei Gasen und Rauch bestehenden Gemisches
EP0591758B1 (de) Mehrkomponenten-Analysengerät
DE2952464C2 (de) Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator
EP0427943B1 (de) Faseroptischer Sensor zum Nachweis von photothermischen Effekten
EP3270045B1 (de) Anordnung zum messen von gaskonzentrationen
DE19732470A1 (de) Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator
DE19528960C2 (de) Verfahren und Einrichtung zur Fernmessung von Luftschadstoffen
EP0087077A2 (de) Messeinrichtung für die optische Gasanalyse
EP1847827A1 (de) Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator
DE3208737A1 (de) Optisches mehrstrahl-gasmessgeraet

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee