DE7242498U

DE7242498U - Strahlungsdetektor fuer zweistrahl-ultrarotgasanalysengeraete

Info

Publication number: DE7242498U
Application number: DE19727242498U
Authority: DE
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1972-11-18
Filing date: 1972-11-18
Publication date: 1973-04-26
Also published as: US3872303A

Description

HAHTKANN & BRAUN 6 Frankfurt (Main), 17. Nov. 1972/^"

Aktiengesellschaft Gräfstraße 97 ^

"Strahlungsdetektor für Zweistrahl-Ultrarotgasanalysengeräte"

Die Neuerung bezieht sich auf einen Strahlungsdetektor für Zweistrahl-Ultrarotgasanalysengeräte mit Strahlungsmodulation, bei dem das Meßsignal mit Hilfe eines die Ultrarotstrahlung absortierenden und dadurclrausäehnenden Gases erzeugt wird. Die bekannteste Ausführung dieser Art von Ultrarot-Strahlungsdetektoren weist zwei durch eine Membran voneinander getrennte Kammern auf, die mit der gleichen Gaskomponente, dessen Konzentration im Probengas zu messen ist, oder mit einem entsprechend absorbierenden Gas gefüllt sind. In die Kammern fallen über strahlungsdurchlässige Fenster die durch eine Blende modulierten Ultrarotstrahlenbündel ein, wobei ein Bündel durch das Probengas in seiner Intensität beeinflußt wird. Es entsteht durch die Strahlungsabsorftion der Gasfüllung eine pulsierende, der Konzentration an dem zu messenden Gasbestandteil proportionale Druckdifferenz zwischen den Kammern, die zn Membranschwingungen fiLirt, welcho mit Hilfe einer feststehenden Elektrode nach dem Prinzip eines Schwingkondensators in ein elektrisches Signal umgesetzt werden.

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Der neuerungsgemäße Strahlungsdetektor für Zweistrahl-Ultrarotgasanalysauoren "beruht ebenfalls auf der Strahlungsabsorption eines Empfängergases. Seine Arbeitsweise basiert jedoch auf ^s einem anderen physikalischen Prinzip, nämlich dem des Auftriebes. Er kennzeichnet sich durch eine strahlungsundurchlässige, gasdichte, durch eine starre Trennwand geteilte und mit dem zu messenden Gasbestandteil oder einem entsprechend absorbierenden Gas gefüllte Kammer mit jeweils einem für Ultrarotstrahlung durchlässigen Fenster in jeder Kammerhälfte zum Eintritt der Ultrarotstrahlenbündel und ein in der Kammer um eine waagrechte Achse mittels eines Torsionsfadens in seinem Schwerpunkt drehbar gelagertes hantelartiges Gebilde, dessen Verbindungsteil beider Endstücke durch eine ui e Kammerhälften gasleitend verbindende enge öffnung in der Trennwand hindurchgeht.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird der Aufbau und die Funktion des neuen Strahlungsdetektors nachfolgend näher erläutert.

Eine gas- und strahlungsundurchlässige Kammer 1 ist durch eine Trennwand 2 :'n zwei Kammerhälften 3 und 4 aufgeteilt. Beide Kammerhälften stehen durch, einen engen Spalt 5 miteinander in Verbindung. In der Kammer befindet sich ein hantelähnliches Gebilde mit den Endstücken 6 und 7» das in seinem Schwerpunkt an einem waagrechter. Torsionsfaden 8, der im Spalt ausgespannt

• ist, drehbar so befestigt ist, daß jeweils ein Endstück sieb

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in einer Kammerhälfte befindet. Die starre Verbindungsstange 9 der Endstücke trägt an der Befestigungsstelle des Torsionsfadens einen kleinen waagrecht ausgerichteten Spiegel 10. Eine senkrechte Bohrung 11 in der Trennwand führt bis zu diesem Spiegel und ist auf der Oberseite der Kammer durch ein lichtdurchlässiges Fenster 12 gasdicht abgeschlossen. Jede Kammerhalfte weist ein für Ultrarotstrahlung durchlässiges Fenster 13, 14 auf. Durch diese Fenster fallen die beiden periodisch modulierten Ultrarotstrahlenbündel *15, 16 des Analysators in die mit dem zu messenden Gasbestandteil oder einem entsprechend absorbierenden Gas gefüllten Kammerhälften ein. Die Endstücke der Hantel sind aus einem für Ultrarotstrahlung möglichst durchlässigen Material, z.B. Glimmer angefertigt. Die einfallenden Strahlenbündel erwärmen das Gar, in den Kammerhälften entsprechend ihrer Intensität, so daß die Bndstücke einem unterschiedlichen Auftrieb unterliegen und durch die Modulationsfrequenz eine periodische Auf- und Abwärtsbewegurg vollführen. Da die Endstücke praktisch keine Strahlung absorbieren, ist dafür gesorgt, daß für die Bewegung praktisch nur die Erwärmung des Gases in den Kammerhälften maßgebend ist. Der Spalt ermöglicht einen Druckausgleich, behindert aber nicht die Ausbildung unter-^ schiedlicher Temperaturen in den Kammeriiälften. . £*

Die Bewegung der Hantel, die ein Maß für die Intensitätsdifferans* beider Strahlenbündel und aufgrund der Funktion des UltrarotgaiJJ analyaengerätes ein Maß für die Konzentration der zu messenden TjaskompoTiente repräsentiert, wird durch Lichtabtastung des mit

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der Hantel verbundenen Spiegels gemessen. Von dieser Abtastvorrichtung ist lediglich der auf den Spiegel fallende Lichtstrahl 17 mit dem reflektierten Strahl 18 angedeutet, da derartige Einrichtungen in der Meßtechnik allgemein bekannt sind. Diese Einrichtungen können fotoelektrisch arbeiten, so daß ein der Amplitude der Hantelschwingung entsprechendes elektrisches Signal erzeugt wird.

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Claims

Schutz ansprüche

1c Strahlungsdetektor für Zweistrahl-Ultrarotgasanalysatoren mit Strahlungsmodulation, gekennzeichnet durch eine strahluiigsundurchlässige, gasdichte, durch eine starre Trennwand (2) geteilte und mit dem zu messenden Gastestandteil oder einem entsprechend absorbierenden Gas gefüllte Kammer (1) mit Jeweils einem für Ultrarotstrahlung durchlässigen Fenster (15, Ή) i^ jeder Kammerhälfte (5, 4) zum Eintritt der Ultrarotstrahlenbündel (15_? 16) und ein in der Kammer um eine waagerechte Achse mittels eines Torsionsfadens (8) in seinem Schwerpunkt drehbar gelagertes hantelartiges Gebilde (6, 7)i dessen Verbindungsteil (9) beider Endstücke (6, 7) durch sine die Kammerhälften gasleitend verbindende enge Öffnung (5) in der Trennwand hindurchgeht.
2. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke aus einem für Ultrarotstrahlung durchlässigen Material bestehen.
3. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke hohl und evakuiert sind.
4. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis J>-> dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Auslenkung der Hantel ein mit ihr verbundener Spiegel (10) im Strahlenweg zwischen einer Lichtquelle und einer lichtelektrischen Meßeinrichtung angeordnet ist und dazu die Kammer ein Fenster (12) aufweist.
5. Strahlungsdetektor nach, einem der Ansprüche 1 "bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenfrequenz des Auslenkung s syst ems auf die Unterbrechungsfrequenz der Strahlenbündel abgestimmt ist.
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