DE638549C

DE638549C - Verfahren zur quantitativen Untersuchung von Gasen auf Grund ihres Absorptionsvermoegens fuer ultraviolette Strahlung

Info

Publication number: DE638549C
Application number: DEL85057D
Authority: DE
Original assignee: WALTER GRAFFUNDER DR; KARL LUFT DR
Current assignee: WALTER GRAFFUNDER DR; KARL LUFT DR
Priority date: 1933-12-24
Filing date: 1933-12-24
Publication date: 1936-11-17

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 17. NOVEMBER 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 638549 • KLASSE 421 GRUPPE 4 is ^v

. . Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Dezember 1933 ab

Zum Nachweis geringer Spuren von Gasen oder Dämpfen ist in vielen Fällen die charakteristische Ultraviolettabsorption herangezogen worden. Man geht zu diesem Zweck in der Weise vor, daß man das Licht einer Ultraviolettlichtquelle durch ein Absorptionsrohr hindurchschickt, welches die zu untersuchenden Gase enthält und dann den Betrag der Absorption ermittelt.

Man zerlegt hierbei das Licht spektral und untersucht das Absorptionsspektrum oder aber man läßt das Licht unzerlegt auf ein empfindliches Anzeigeinstrument fallen (Thermosäule, Photozelle) und ermittelt die Absorption summenmäßig. Um eine möglichst große Empfindlichkeit zu erreichen, sorgt man dafür, daß nur solches Licht wirksam wird, das von dem betreffenden Gas absorbiert wird. Für die in Frage kommenden

ao Gase liegt dieser wirksame Wcllenlängenbereich unter etwa 3 500 AE. Gerade in diesem Gebiete kann die photoelektrische Zelle als besonders empfindlicher Strahlungsindikator benutzt werden, auch, läßt sich ihr Empfindlichkeitsverlauf verhältnismäßig gut den Absorptionsgebieten anpassen. Diese Anpassung des wirksamen Lichtes an das zu untersuchende Gas kann auch durch die Wahl einer geeigneten Lichtquelle oder durch. Filter erreicht werden, indem man also von vornherein nur solche Wellenlängen verwendet, die in den Gebieten maximaler Absorption liegen.

Durch diese bekannten Maßnahmen läßt sich eine außerordentlich große Empfindlichkeit erreichen; so läßt sich z. B. noch, eine Menge von 0,0001 Volumprozent Benzol in Luft nachweisen, ohne daß Schwankungen der Temperatur, des Luftdrucks und des Wasserdampfgehalts im Gegensatz zu anderen gasanalytischen Methoden die Meßgenauigkeit beeinträchtigen.

Das beschriebene bekannte Verfahren kann aber offenbar nur zur mengenmäßigen Untersuchung verwendet werden. Es ist unspezifisch, also nicht zur Ermittlung der Art des absorbierenden Gases geeignet, besonders wenn es sich wie bei organischen Stoffen um Gase mit ausgedehnten Absorptionsgebieten handelt. Will man Menge und Art des absorbierenden Gases feststellen, so muß man den gesamten Verlauf der Absorptionskurve, also Lage und Höhe der einzelnen Absorptionsmaxima feststellen. Hierzu ist aber die Verwendung eines ziemlich komplizierten Ultraviolettspektrographen, z. B. eines Gitter- oder Vakuumspektrographen, der mit Quarzoptik ausgerüstet sein muß, in der Regel unvermeidbar. Die Absorptionskurve kann dann durch Ausphotometrieren des Absorptions-Spektrums gewonnen werden.

Es ist klar, daß eine solche Messung eine eingehende wissenschaftliche Untersuchung erfordert.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das ohne die Verwendung eines komplizierten

68854$

Spektralapparates und ohne die zeitraubende Aufnahme einer Absorptionskurve die Art und die Menge (Konzentration) eines oder mehrerer absorbierender Gase zu bestimmen stattet. Zum Nachweis der Strahlung h ihrer Absorption dienen dabei irische Zellen, so daß das· Verfahren zeitig außerordentlich empfindlich ist und die Bestimmung geringster Spuren von Gasen

ίο gestattet (Nachweis von Gift- oder Kampfgasen in der Luft usw.). Das Wesen der Erfindung ist darin zu erblicken, daß man nicht nur eine Photozelle, sondern mehrere verschiedenartige Photozellen verwendet, die man gleichzeitig oder nacheinander in den Strahlengang bringt. Statt in dieser Weise den Empfänger zu variieren, kann man auch die Lichtquelle durch eine andere ersetzen bzw. sie durch vorgeschaltete Filter entspre-

2Q chend ändern oder Empfänger und Lichtquelle gleichzeitig ändern. Die Messung nach dem neuen Verfahren geht also folgendermaßen vonstatten:

i. B estimmurfg der Art und Menge eines Fremdgases

Das Licht wirkt durch die Absorptionskammer auf eine Zelle, die eine bestimmte langwellige Grenze und einen bestimmten

jo, Empfindlichkeitsverlauf hat, und ergibt hier an- einem Meßinstrument,, evtl. nach genügender Verstärkung, einen gewissen Ausschlag A₁. Bei derselben Menge absorbierender Substanz erhält man mit einer Zelle, die eine andere langwellige Grenze und eine anders verlaufende Empfindlichkeitskurve hat, einen von A₁ verschiedenen AusschlagA₃. Das Ver-

hältnis der beiden Ausschläge -p- ist für das

4» betreffende Gas eine charakteristische Zahl, deren Messung also die Erkennung des Gases ermöglicht, während, die Größe der beobachteten Absorption, gekennzeichnet durch die Zahlen .A₁ und A₂, die Menge des absor-

4-5· bierenden Gases ergibt. Für die Ermittlung der unbekannten Art und Menge hat man I durch Verwendung zweier verschiedenartiger PhotQzellen gewissermaßen zwei unabhängige leichungen, die das' Problem zu lösen gelten. Man kann diesen Meßvorgang pas-,Sd als integrale Spektralanalyse bezeichnen. ■jjenau dasselbe läßt sich naturgemäß auch p Verwendung zweier verschiedener Lichtquellen statt zweier verschiedener Photozellen erreichen. Ebenso kann man auch Lichtquelle und Photozelle gleichzeitig austauschen. ,

z. Bestimmung des Mischungsverhältnisses mehrerer Gase

Das Verfahren läßt sich sinngemäß auch auf mehrere Gase erweitern, wobei man entsprechend der Zahl der Unbekannten mehrere Photozellen oder Lichtquellen verwenden muß. Es seien beispielsweise zwei verschiedene Gase in der Luft enthalten. Es wird sich dann für jedes Mischungsverhältnis bei der Messung mit verschiedenen Photozellen oder verschiedenen Lichtquellen ein für das Mischungsverhältnis charakteristisches Äusschlagverhältnis ergeben. Die Messung des letzteren ergibt so die Möglichkeit, das Mischungsverhältnis zu bestimmen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur quantitativen Untersuchung von Gasen auf Grund ihres Absorptionsvermögens für ultraviolette Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Photozellen mit verschiedener langwelliger Grenze und verschieden verlaufender Empfindlichkeitskurve gleichzeitig oder nacheinander verwendet werden.

2. Verfahren zur quantitativen Untersuchung von Gasen auf Grund ihres Absorptionsvermögensfür ultraviolette Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Lichtquellen von verschiedener spektraler Zusammensetzung gleich- go zeitig oder nacheinander verwendet werden.