DE69324467T2 - Kohlenstoffanalysevorrichtung für sowohl wässrige Lösungen als auch feste Proben - Google Patents
Kohlenstoffanalysevorrichtung für sowohl wässrige Lösungen als auch feste ProbenInfo
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Description
- Diese Erfindung betrifft einen Kohlenstoff-Analysator und insbesondere eine Vorrichtung zum Messen sowohl des gesamten organischen Kohlenstoff (TOC, total organic carbon) -Gehalts einer Probe in der Form einer wäßrigen Lösung als auch des Kohlenstoffgehalts einer festen Probe.
- Im Fall einer flüssigen Probe sind TOC-Messungen im Bereich von mehreren ppm bis zu mehreren 100 ppm hauptsächlich wichtig und mehrere 10 ul (oder mehrere 10 mg) der Probe werden üblicherweise verwendet. Es ist jedoch schwierig, eine große Menge einer solchen Probe in ein Verbrennungsoxidationsreaktionsrohr bei hohen Temperaturen zu injizieren, da ihre Wasserkomponente plötzlich verdampft und ihr Volumen erhöht. Auf der anderen Seite ist der Kohlenstoffgehalt von festen Proben viel höher und erstreckt sich zwischen mehreren 1000 ppm bis zu mehreren Prozent. Das Gewicht einer festen Probe kann leicht durch eine Waage gemessen werden und es ist vorzuziehen, mehrere 10 bis mehrere 100 mg einer Probe zu verwenden, um eine ungleichmäßige Kohlenstoffkonzentration zu verhindern. Das bedeutet, daß etwa hundertmal mehr CO&sub2; von einer festen Probe als von einer flüssigen Probe erzeugt wird.
- Da die meisten Kohlenstoff-Analysatoren hauptsächlich für Proben in der Form von wäßrigen Lösungen ausgelegt sind, sind die NDIR-Meßzellen auch hauptsächlich für Proben in der Form einer wäßrigen Lösung ausgelegt. Wenn eine solche Meßzelle für die Messung einer festen Probe verwendet wird, kann die Messung entweder nur für eine niedrigere Kohlenstoffkonzentration durchgeführt werden oder es kann nur eine kleine Menge der Probe verwendet werden.
- Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kohlenstoff- Analysator bereitzustellen, der in der Lage ist, den Kohlenstoffgehalt sowohl von wäßrigen Lösungen als auch von festen Proben unter geeigneten Bedingungen zu messen.
- Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, einen Kohlenstoff-Analysator bereitzustellen, der in der Lage ist, die Sensitivität von Messungen zu variieren, wenn es eine Änderung bei der Kohlenstoffkonzentration in der Probe gibt oder sich die Probenmenge ändert.
- Die DE-C-4,115,425 offenbart eine Vorrichtung zur Messung des gesamten organischen Kohlenstoffs, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben. Die Vorrichtung umfaßt einen NDIR-Analysator, der mit zwei Meßzellen gleicher Länge versehen ist, die bezüglich des Lichtflusses parallel angeordnet sind.
- Die US-A-3,985,505 beschreibt ein System zur Bestimmung des Kohlenstoffgehalts von festen Proben. Das System umfaßt einen einzigen Infrarotgasanalysator.
- Die EP-A-0 319 887 zeigt eine für die Erfassung von CO&sub2; in Gasen geeignete Vorrichtung, die einen NDIR-Analysator umfaßt, der eine längere und eine kürzere Meßzelle aufweist, die in Serie bezüglich des Lichtflusses angeordnet sind. Die Vorrichtung ist nur dafür eingerichtet, den TOC-Gehalt von Flüssigkeiten zu messen.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kohlenstoff-Analysator gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
- Ein Kohlenstoff-Analysator gemäß der Erfindung, mit welchem die obigen und andere Aufgaben erreicht werden können, kann dadurch gekennzeichnet sein, daß er grundsätzlich ein TOC-Analysator ist, der eine Trägergasversorgungseinheit, eine Flüssigkeitsprobeinjektionseinheit, eine Verbrennungsoxidations reaktionseinheit und einen CO&sub2;-Detektor zur Messung des gesamten organischen Kohlenstoffgehalts einer flüssigen Probe aufweist und auch eine Flüssigkeitsprobenversorgungseinheit umfaßt, die geeignet ist, die Kohlenstoffkomponente einer festen Probe in einer Feststoffprobenverbrennungsoxidationseinheit in CO&sub2; umzuwandeln und sie zusammen mit einem Trägergas zu dem oben erwähnten CO&sub2; Detektor zu leiten.
- Als CO&sub2;-Detektor wird ein nicht dispersiver Infrarotgasanalysator verwendet, der zwei Meßzellen mit unterschiedlichen optischen Weglängen für den Lichtfluß zur Messung aufweist, die in Serie bezüglich des Lichtflusses angeordnet sind. Das Gas vom Strömungsweg für eine flüssige Probe wird zur Meßzelle mit der längeren optischen Weglänge geleitet und das Gas vom Strömungsweg für eine festen Probe wird zur Meßzelle mit der kürzeren optischen Weglänge geleitet.
- Um die Sensitivität der Messung zu variieren, ist ein Schaltmittel zwischen den Strömungswegen für die flüssigen und festen Proben und dem CO&sub2;-Detektor derart vorgesehen, daß das probenhaltige Gas wahlweise zu jeder der zwei Meßzellen geleitet werden kann.
- Die Sensitivität wird bei einer Meßzelle mit einer längeren optischen Weglänge für den Lichtstrom zur Messung höher. Sie wird bei einer Meßzelle mit einer kürzeren optischen Weglänge für den Lichtstrom zur Messung niedriger. Da die Menge des von einer flüssigen Probe erzeugten CO&sub2; Gases klein ist und die von einer festen Probe groß ist, wird das Gas von einer flüssigen Probe im allgemeinen zu der Meßzelle mit einer längeren optischen Weglänge geleitet und das Gas von einer festen Probe wird im allgemeinen zu der Meßzelle mit einer kürzeren optischen Weglänge zur Messung geleitet.
- Im Fall einer festen Probe mit einer extrem niedrigen Kohlenstoffkonzentration kann das Schaltmittel betätigt werden, um die Sensitivität der Messung dadurch zu erhöhen, daß das Gas von der festen Probe zu der Meßzelle mit einer längeren optischen Weglänge geleitet wird.
- Die beigefügten Zeichnungen, welche ins dieser Beschreibung enthalten sind und einen Teil von ihr ausbilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erklären. In den Zeichnungen ist:
- Fig. 1 eine Konstruktionszeichnung eines die vorliegende Erfindung umfassenden Kohlenstoff-Analysators; und
- Fig. 2 eine Konstruktionszeichnung eines anderen Kohlenstoff-Analysators der auch die vorliegende Erfindung umfaßt.
- Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein die vorliegende Erfindung umfassender Kohlenstoff-Analysator mit einem Flüssiglkeitsprobeninjektor 2 und einem Flüssigkeitsprobenschaltventil 4 versehen. Eine bestimmte Menge einer flüssigen Probe 6 wird durch den Probeninjektor 2 gesammelt und in eine Verbrennungsoxidationsreaktioneinheit 8 oder einen IC (anorganischer Kohlenstoff, inorganic carbon) -Reaktionsbehälter 10 durch das Flüssigkeitsprobenschaltventil 4 befördert. Die Verbrennungsoxidationsreaktionseinheit 8 ist mit einem TC (gesamter Kohlenstoff, total carbon) -Verbrennungsrohr 12 versehen, das mit einem Oxidationskatalysator 13 gepackt und mit einem Heizofen 14 versehen ist, um das Verbrennungsrohr 12 von der Außenseite her zu beheizen. Eine benötigte Menge der Probe 6 wird in das 'Verbrennungsrohr 12 durch eine TC- Injektionsöffnung 16 der Schieberart injiziert und der nicht benötigte Teil wird durch das Verschieben der TC-Injektionsöffnung 16 in einen Ausguß (nicht gezeigt) ausgetragen. Der IC-Reaktionsbehälter 10 funktioniert auch in ähnlicher Weise, um eine benötigte Menge der Probe 6 zu injizieren und den nicht benötigten Teil durch die Betätigung einer schiebeähnlichen IC-Injektionsöffnung 18 in einen Ausguß (nicht gezeigt) auszutragen.
- Um das Trägergas zuzuführen, ist ein Zylinder 20 mit einem reinen Sauerstoffgas oder hochreiner Luft gefüllt, wobei CO&sub2; und Kohlenwasserstoffe daraus entfernt sind. Das sauerstoffhaltige Gas des Zylinders 20 wird als ein Trägergas durch eine Gasströmungssteuereinheit 22 zugeführt. Das Trägergas wird entweder der Verbrennungsoxidationsreaktionseinheit 8 oder einer Feststoffprobeneinlaßeinheit 26 mittels eines Trägergasschaltventils 24 selektiv zugeführt.
- Innerhalb der Feststoffprobeneinlaßeinheit 26 ist eine feste Probe wie z. B. Erde und Schmutz auf einem aus Keramik, Platin oder Quarz hergestellten Schiffchen angeordnet und in ein Feststoffprobenverbrennungsrohr 30 mittels einer Schieberstange 32 eingeführt. Das Verbrennungsrohr 30 ist mit einem Oxidationskatalysator 34 bepackt und von einem Ofen 36 (zum Heizen auf eine Temperatur von etwa 900ºC) umgeben. Die von der festen Probe auf dem Schiffchen 28 emitierte Kohlenstoffkomponente wird zusammen mit dem sauerstoffhaltigen Trägergas in den Oxidationskatalysator 34 geleitet und verbrannt und oxidiert, um zu CO&sub2;-Gas zu werden.
- Das Gas von der Verbrennungsoxidationsreaktionseinheit 8 wird durch einen extrem reinen Wasserabscheider 40 für eine Blindkontrolle geleitet und von dem IC-Reaktionsbehälter 10 zu einer Entfeuchter/Gasvorbehandlungseinheit 42 geleitet. Das Gas von dem Verbrennungsrohr 30 der Feststoffprobeneinlaßeinheit 26 wird auch zur selben Entfeuchter/Gasvorbehandlungseinheit 42 geleitet. Das Gas, welches in der Entfeuchter/Gasvorbehandlungseinheit 42 entfeuchtet wurde, wird zu einem NDIR-Gasanalysator 46 geleitet, der aus einer längeren Zelle 48a und einer kürzeren Zelle 48b besteht, die in Serie bezüglich des Lichtflusses zur Messung angeordnet sind. Die längere Zelle 48a, die eine optische Weglänge von etwa 200 mm aufweist, wird im allgemeinen als eine Meßzelle für eine flüssige Probe verwendet. Die kürzere Zelle 48b, die eine optische Weglänge von etwa 1 mm besitzt, wird im allgemeinen als eine Meßzelle für eine feste Probe verwendet. Das Gas von der Entfeuchter/Gasvorbehandlungseinheit 42 wird durch ein Meßzellenschaltventil 44 entweder in die längere Zelle 48a oder in die kürzere Zelle 48b geleitet. In der Zwischenzeit wird das Trägergas als ein Spülgas von der Gasströmungssteuereinheit 22 durch das Schaltventil 44 in die andere der Zellen 48a und 48b geleitet, in welche das zu testende Gas nicht geleitet wurde. Der Abscheider 40 ist dafür vorgesehen, extrem reines Wasser zu erzeugen, das keinen Kohlenstoff für die Messung einer Blindprobe enthält und es durch den Probeninjektor 2 in diesen Analysator 46 einzuleitet.
- Signale, die von den NDIR-Analysator 46 ausgegeben werden, werden zu einer Datenverarbeitungseinheit 50 übertragen, um verarbeitet zu werden. Die Zahlen 52, 54 und 56 bezeichnen eine Tastatur, eine Flüssigkristallanzeige bzw. einen Drucker. Die Datenverarbeitungseinheit 50 kann mit einem Computer durch eine RS-232C Verbindung verbindbar gemacht sein.
- In Fig. 1 stellt der durch unterbrochene Linie umgebene Bereich einen organischen Kohlenstoff-Detektor für die Messung einer flüssigen Probe dar. Der Trägergaszylinder 20, die Feststoffprobenaufnahmeeinheit 26 und das Meßzellenschaltventil 44 können als äußerlich verbundene Komponenten betrachtet werden. Dies ist jedoch nicht gedacht um den Schutzumfang der Erfindung zu begrenzen. Die Feststoffprobeneinlaßeinheit 26 und das Meßzellenschaltventil 44 können mit dem organischen Kohlenstoff-Detektor strukturell einteilig ausgebildet sein.
- Der Betrieb des in Fig. 1 gezeigten Kohlenstoff-Analysators wird nachfolgend beschrieben.
- Wenn die Messung für eine flüssige Probe ist, wird das Trägergasschaltventil 24 von der Feststoffprobeneinlaßeinheit 26 weggeschaltet und das Meßzellenschaltventil 44 wird in die Richtung der längeren Zelle 48a (mit einem längeren optischen Weg) geschaltet. Für die Messung des gesamten Kohlenstoffs (TC) wird die flüssige Probe 6 in dem Probeninjektor 2 gesammelt und in das Verbrennungsrohr 12 injiziert. Der gesamte Kohlenstoff in der Probe 6 wird durch den Oxidationskatalysator 13 innerhalb des Verbrennungsrohrs 12 zu CO&sub2; oxidiert und wird durch die Entfeuchter/Gasvorbehandlungseinheit 42 zusammen mit dem Trägergas in die längere Zelle 48a des NDIR-Analysators 46 geleitet, wo der gesamte Kohlenstoff (TC) gemessen wird. In der Zwischenzeit wird das Trägergas in die kürzere Zelle 48b eingeleitet, um als ein Spülgas zu dienen. Für die Messung von anorganischen Kohlenstoff (IC) wird die flüssige Probe 6 in dem Probeninjektor 2 gesammelt und in den IC- Reaktionsbehälter 10 injiziert. Anorganischer Kohlenstoff wird innerhalb des IC-Reaktionsbehälters 10 in CO&sub2; umgewandelt, durch die Entfeuchter/Gasvorbehandlungseinheit 42 zusammen mit dem Trägergas in die längere Zelle 48a des NDIR-Analysators 46 geleitet, wo der anorganische Kohlenstoff (IC) gemessen wird. Der gesamte organische Kohlenstoff (TOC) wird durch die Formel: TOC = TC - IC berechnet.
- Wenn die Messung für eine festen Probe ist, wird das Trägergasschaltventil 24 in die Richtung des Feststoffprobenverbrennungsrohrs 30 geschaltet, und das Meßzellenschaltventil 44 wird in die Richtung der kürzeren Zelle 48b (mit dem kürzeren optischen Weg) geschaltet. Eine abgemessene Menge der festen Probe wird in dem Schiffchen 28 angeordnet und wird derart erhitzt, daß das innerhalb des Verbrennungsrohrs 30 erzeugte CO&sub2; Gas zusammen mit dem Trägergas durch die Entfeuchter/Gasvorbehandlungseinheit 42 in die kürzere Zelle 48b des NDIR-Analysators 46 geleitet wird um darin erfaßt zu werden. In der Zwischenzeit wird das Trägergas in die längere Zelle 48a eingeleitet um als ein Spülgas zu dienen.
- Im Falle einer festen Probe mit einem sehr kleinen Kohlenstoffgehalt kann das zu messende Gas in die längere Zelle 48a geleitet werden, um die Sensitivität zu verbessern. Auf ähnliche Weise kann die kürzere Zelle 48b verwendet werden, um im Falle einer flüssigen Probe mit einer TOC-Konzentration im Bereich von Prozent die Sensitivität zu reduzieren. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch die selektive Verwendung entweder der langen oder der kurzen Zelle ein breiterer Meßbereich erhalten werden.
- Ein anderer Kohlenstoff-Analysator, der die vorliegende Erfindung verkörpert, ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas durch die Gasströmungssteuereinheit 22 geleitet wird und gleichzeitig zu beiden Verbrennungsrohren 12 und 30 geleitet wird. Das Gas von dem Strömungsweg für eine flüssige Probe und das Gas von dem Strömungsweg für eine festen Probe werden separat in verschiedene Entfeuchter/Gasvorbehandlungseinheiten 42a und 42b geleitet. Das Gas von dem Strömungsweg für eine flüssige Probe wird schließlich in die längere Zelle 48a geleitet und das Gas von dem Strömungsweg für eine feste Probe wird schließlich in die kürzere Zelle 48b geleistet.
- Zum Zeitpunkt der Messung wird entweder eine flüssige Probe oder eine feste Probe in diesen Analysator eingeführt und das erzeugte CO&sub2;-Gas wird in eine der Zellen 48a oder 48b eingeleitet. Nur das Trägergas wird durch das Meßzellenschaltventil 44 in die andere der Zellen 48a und 48b geleitet, um als ein Spülgas zu dienen um zu verhindern, daß atmosphärische Luft in das System eintritt.
- Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß das Meßzellenschaltventil 44 zwischen einem Paar von Entfeuchter/- Gasvorbehandlungseinheiten 42a und 42b und einem Paar von (längeren und kürzeren) Zellen 48a und 48b derart angeordnet ist, daß das Gas von dem Strömungsweg für entweder eine flüssige Probe oder eine feste Probe entweder zur längeren Zelle 48a oder zur kürzeren Zelle 48b geleitet werden kann. Obwohl das Gas von einer flüssigen Probe gewöhnlich in die längere Zelle 48a geleitet wird und das Gas von einer festen Probe gewöhnlich in die kürzere Zelle 48b geleitet wird, kann das Meßzellenschaltventil 44 abhängig von der Kohlenstoffkonzentration der zu analysierenden Probe anders geschaltet sein.
- Zusammenfassend wird ein NDIR-Analysator als ein CO&sub2;-Detektor gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet und zwei Zellen mit unterschiedlichen optischen Längen sind in Serie bezüglich des Lichtflusses zur Messung angeordnet. Infolgedessen können sowohl flüssige Proben als auch feste Proben durch einen einzigen Kohlenstoff-Analysator unter optimalen Bedingungen (wie z. B. der Kohlenstoffkonzentration und der Probenmenge) analysiert werden. Wenn der Analysator nur für feste Proben oder nur für flüssige Proben verwendet wird, sind Messungen in einem weiteren Bereich möglich, in dem abhängig von der Kohlenstoffkonzentration und der Probenmenge unterschiedliche der Zellen verwendet werden.
Claims (8)
1. Kohlenstoff-Analysator, umfassend einen
Gesamt-organischen-Kohlenstoff (TOC) -Analysator zum Messen des gesamten organischen
Kohlenstoffs in einer flüssigen Probe, wobei der TOC-Analysator
umfaßt:
einen CO&sub2;-Detektor, eine Trägergasversorgungseinheit (20), eine
Flüssigkeitsprobeinjektionseinheit (2) zur Injektion einer flüssigen Probe
in ein Trägergas von der Trägergasversorgungseinheit (20), einen
Flüssigkeitsprobenverbrennungsoxidationsbehälter (8) zur Oxidation der
injizierten flüssigen Probe, um dadurch ein CO&sub2; haltiges Gas zu erzeugen
und einen ersten Gasströmungsweg, durch welchen das CO&sub1; haltige
Gas zu dem CO&sub2; Detektor geleitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kohlenstoff-Analysator ferner eine
Feststoffprobenverarbeitungseinheit (26) zur Umwandlung, der Kohlenstoffgehalte einer festen
Probe in CO&sub2; umfaßt, wobei das CO&sub2; von der festen Probe gemeinsam
mit einem Trägergas über einen zweiten Gasströmungsweg zum CO&sub2;-
Detektor geleitet wird; daß der CO&sub2;-Detektor einen nicht dispersiven
Infrarotgasanalysator (46) umfaßt, der einen Lichtfluß bereitstellt und eine
längere Meßzelle (48a) und eine kürzere Meßzelle (48b) umfaßt, die in
Serie bezüglich des Flusses angeordnet sind, wobei die optische
Weglänge für den Lichtfluß durch die längere Meßzelle (48a) länger ist als
durch die kürze Meßzelle (48b); wobei der erste Gasströmungsweg mit
der längeren Meßzelle (48a) verbunden ist; und wobei der zweite
Gasstömungsweg mit der kürzeren Meßzelle (48b) verbunden ist.
2. Kohlenstoff-Analysator nach Anspruch 1, ferner umfassend ein
Trägergasschaltmittel (24) zum selektiven Leiten des Trägergases von der
Trägergasversorgungseinheit (20) zum
Flüssigkeitsprobenverbren
nungsoxidationsbehälter (8) oder zur
Feststoffprobenverarbeitungseinheit (26).
3. Kohlenstoff-Analysator, umfassend einen
Gesamt-organischen-Kohlenstoff (TOC) -Analysator zum Messen des gesamten organischen
Kohlenstoffs in einer flüssigen Probe, wobei der TOC-Analysator
umfaßt:
einen CO&sub2;-Detektor, eine Trägergasversorgungseinheit (20), eine
Flüssigkeitsprobeinjektionseinheit (2) zur Injektion einer flüssigen Probe
in ein Trägergas von der Trägergasversorgungseinheit (20), einen
Flüssigkeitsprobenverbrennungsoxidationsbehälter (8) zur Oxidation der
injizierten flüssigen Probe, um dadurch ein CO&sub2; haltiges Gas zu erzeugen
und einen ersten Gasströmungsweg, durch welchen das CO&sub2; haltige
Gas zum CO&sub2;-Detektor geleitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kohlenstoff-Analysator ferner eine
Feststoffprobenverarbeitungseinheit (26) zur Umwandlung, der Kohlenstoffgehalte einer festen
Probe in CO&sub2; umfaßt, wobei das CO&sub2; von der festen Probe gemeinsam
mit dem Trägergas über einen zweiten Gasstömungsweg zum CO&sub2;
Detektor geleitet wird; daß der CO&sub2; Detektor einen nicht dispersiven
Infrarotgasanalysator (46) umfaßt, der einen Lichtfluß bereitstellt und
eine längere Meßzelle (48a) und eine kürzere Meßzelle (48b) umfaßt, die
in Serie bezüglich des Flusses angeordnet sind, wobei die optische
Weglänge für den Lichtfluß durch die längere Meßzelle (48a) länger ist als
durch die kürze Meßzelle (48b); und daß der Kohlenstoff-Detektor ferner
ein Meßzellenschaltmittel (44) zur selektiven Verbindung entweder des
ersten oder des zweiten Gasströmungswegs zur Auswahl entweder der
längeren oder der kürzeren Meßzelle umfaßt.
4. Kohlenstoff-Analysator nach Anspruch 3, ferner umfassend ein
Trägergasschaltmittel (24) zum selektiven Leiten des Trägergases von der
Trägergasversorgungseinheit (20) zum
Flüssigkeitsprobenverbren
nungsoxidationsbehälter (8) oder zur
Feststoffprobenverarbeitungseinheit (26).
5. Kohlenstoff-Analysator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Meßzellenschaltmittel (44) automatisch den ersten
Gasstömungweg mit der längeren Meßzelle (48a) verbindet, wenn der
zweite Gasströmungsweg mit der kürzeren Meßzelle (48b) verbunden
ist und automatisch den ersten Gasströmungsweg mit der kürzeren
Meßzelle (48b) verbindet wenn der zweite Gasströmungsweg mit der
längeren Meßzelle (48a) verbunden ist.
6. Kohlenstoff-Analysator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Meßzellenschallmittel (44) automatisch die
Trägergasversorgungseinheit (20) mit der längeren Meßzelle (48a) verbindet
wenn entweder der erste oder der zweite Gasstömungsweg mit der
kürzeren Meßzelle (48b) verbunden ist und automatisch die
Trägergasversorgungseinheit (20) mit der kürzeren Meßzelle (48b) verbindet,
wenn entweder der erste oder der zweite Gasströmungsweg mit der
längeren Meßzelle (48a) verbunden ist.
7. Kohlenstoff-Analysator nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gesamt-organische-Kohlenstoff (TOC) -
Analysator ferner ein einzelnes Gasentfeuchtungsmittel (42) umfaßt,
das sowohl mit dem ersten und dem zweiten Gasströmungsweg als
auch mit dem Meßzellenschaltmittel (44) verbunden ist.
8. Kohlenstoff-Analysator nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Gasströmungsweg jeweils
ein Gasentfeuchtungsmittel umfaßt, das mit dem Meßzellenschaltmittel
(44) verbunden ist.
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| DE10132390B4 (de) * | 2001-07-06 | 2013-02-21 | Dimatec Analysentechnik Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Analyse organischer Substanzen von Rein- oder Reinstwasser |
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