DE801543C - Method for the determination of components in gas mixtures by means of radiation absorption - Google Patents
Method for the determination of components in gas mixtures by means of radiation absorptionInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)
AUSGEGEBEN AM 11. JANUAR 1951ISSUED JANUARY 11, 1951
ρ 26335 IXbI421 Dρ 26335 IXbI421 D
in Ludwigshafen, Rheinin Ludwigshafen, Rhine
Die Bestimmung von Bestandteilen in Stoffgemischen. insbesondere Gasgemischen, mittels selektiver Absorption von Wärmestrahlung durch die Stoffgeniische kann nach einem bekannten Verfahren in der Weise erfolgen, daß man die Wärmestrahlung nach I hirchgang durch das zu untersuchende Stoffgemisch in eine Empfängerschicht eintreten läßt, welche dieselben Wellenlängen wie der zu bestimmende Bestandteil absorbiert und mit i den anderen Bestandteilen des zu untersuchenden Stoffgemisches keine gemeinsame Absorptionsstelle in dem benutzten Wellenlängenbereich hat, und die durch die Strahlungsabsorption eintretende Temperatur-, Druck- oder Volumenänderung der Empfängerschicht zur Anzeige der Absorption in dem zu untersuchenden Stoffgemisch verwendet. Dieses Verfahren besitzt für die meisten Fälle eine genügende Selektivität. In solchen Fällen, λ\ό eine mehr oder weniger starke Überlappung der Absorptionsstellen von Empfängerschicht und Restandteilen des Stoffgemisches vorliegt, läßt sich die Selektivität durch Einbringen von Filterstoffen in den Strahlengang erhöhen; hierdurch wird aber im allgemeinen die Meßempfindlichkeit herabgesetzt.The determination of components in mixtures of substances. in particular gas mixtures, by means of selective absorption of thermal radiation by the Substantial genes can be made by a known method in such a way that the thermal radiation after I walk through the substance mixture to be examined into a receiving layer can occur, which absorbs the same wavelengths as the constituent to be determined and with i the other components of the substance mixture to be examined do not have a common absorption point in the wavelength range used, and the temperature caused by the absorption of radiation, Change in pressure or volume of the receiving layer to indicate the absorption in the substance mixture to be examined is used. This procedure is sufficient for most cases Selectivity. In such cases, λ \ ό a more or less strong overlap of the absorption points of the receiver layer and residual parts of the mixture of substances can be increase the selectivity by introducing filter materials into the beam path; but this will in general, the measurement sensitivity is reduced.
Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, bei ungenügender Selektivität zwei Geräte zur ge-The present invention consists in two devices for
trennten Bestimmung von zwei Bestandteilen in Gasgemischen mittels Strahlungsabsorption derart miteinander zu koppeln, daß die Anzeige des einen Gerätes mit ungenügender Selektivität selbsttätig korrigiert wird durch die Anzeige des zweiten Gerätes, das lediglich die Menge des zweiten Bestandteils anzeigt, der die Messung des ersten Bestandteils beeinflußt.so separated determination of two components in gas mixtures by means of radiation absorption to couple with each other that the display of one device with insufficient selectivity automatically is corrected by the display of the second device, which only shows the amount of the second component that affects the measurement of the first component.
Dies sei durch die Zeichnung näher erläutert.This is explained in more detail by the drawing.
Zur Messung benutzt werden die beiden Geräte I und II von grundsätzlich gleicher Bauart und Wirkungsweise. Die von den beiden Strahlern at und a2 ausgehende Strahlung wird durch ein mittels des Motors b angetriebenes Blendenrad c periodischThe two devices I and II of basically the same design and mode of operation are used for the measurement. The radiation emanating from the two emitters a t and a 2 is periodic by a diaphragm wheel c driven by means of the motor b
j. unterbrochen. Das Blendenrad c hat Schlitze in solcher Anordnung, daß die Strahlung beider Strahler stets zur gleichen Zeit hindurchtreten kann bzw. unterbrochen wird. Hinter dem Blendenrad c durchläuft die Strahlung die Kammern U1 und d2, wobei ■ j. interrupted. The aperture wheel c has slots in such an arrangement that the radiation from both emitters can always pass through or is interrupted at the same time. Behind the aperture wheel c , the radiation passes through the chambers U 1 and d 2 , where ■
z. B. die Analysenkammer d2 mit dem zu untersuchenden Gasgemisch und di mit einem Vergleichsgas gefüllt ist. Danach tritt die Strahlung in die Kammern ev und e2 ein, welche als Empfängerschicht das Gas enthalten, welches bestimmt werden soll. et und e2 sind durch eine dünne Membran f nahezu gasdicht voneinander getrennt; diese bildet mit der isoliert angeordneten Gegenplatte g einen elektrischen Kondensator. Ist in dem Gasgemisch der zu bestimmende Bestandteil enthalten, so ge- 'z. B. the analysis chamber d 2 is filled with the gas mixture to be examined and d i with a reference gas. The radiation then enters the chambers e v and e 2 , which contain the gas that is to be determined as a receiving layer. e t and e 2 are separated from one another in an almost gas-tight manner by a thin membrane f; this forms an electrical capacitor with the counter- plate g, which is arranged in an isolated manner. If the component to be determined is contained in the gas mixture,
J0 langt in e2 eine schwächere Strahlung als in ^1; infolgedessen tritt entsprechend der Zahl der Unterbrechungen durch das Blendenrad c ein periodischer Druckunterschied zwischen den Kammern ex und e2 auf, der mittels der Membran / in Kapazitäts-Schwankungen umgesetzt wird. Hinter dem Membrankondensator ist ein Verstärker h geschaltet, welcher die Kapazitätsschwankungen und damit die Konzentration des zu bestimmenden Gases an dem Meßinstrument i ablesbar macht. Es sollen nun in einem Gasgemisch aus η Bestandteilen J1, J2 ... sn die Bestandteile J1 und J2 mittels der beiden Geräte I und II bestimmt werden, wobei folgende Verhältnisse vorliegen: Der Gasstrom tritt in die Analysenkammer des Gerätes I ein und durchströmt anschließend die Analysenkammer des Gerätes II, ohne in den beiden Geräten eine Veränderung zu erleiden. Das Gerät I zur Messung von J1 besitzt eine nicht genügende Selektivität für J1, d. h. seine Anzeige wird durch das Vorhandensein wechselnder Mengen von J2, wenn auch nur in geringem Maße, beeinflußt, während das Gerät II den Bestandteil J2 genau anzeigt. Die Empfindlichkeit der beiden Geräte ist dabei, entsprechend der zu erwartenden Konzentration der Bestandteile J1 und J2, im allgemeinen verschieden.J 0 reaches a weaker radiation in e 2 than in ^ 1 ; As a result, according to the number of interruptions by the diaphragm wheel c, a periodic pressure difference occurs between the chambers e x and e 2 , which is converted into capacity fluctuations by means of the membrane /. An amplifier h is connected behind the membrane capacitor, which makes it possible to read off the capacitance fluctuations and thus the concentration of the gas to be determined on the measuring instrument i. The components J 1 and J 2 are now to be determined in a gas mixture of η components J 1 , J 2 ... sn by means of the two devices I and II, whereby the following conditions exist: The gas flow enters the analysis chamber of device I. and then flows through the analysis chamber of the device II without suffering a change in the two devices. The device I for measuring J 1 has insufficient selectivity for J 1 , ie its display is influenced, albeit only to a small extent, by the presence of varying amounts of J 2 , while the device II precisely displays the component J 2. The sensitivity of the two devices is generally different, depending on the expected concentration of the constituents J 1 and J 2.
Durch Einfügung eines Kopplungsgliedes k ist es nun möglich, mittels der Ausgangsspannung des Gerätes II, entsprechend der Anzeige des Bestandteils J2, die Anzeige von J1 beim Gerät I zu korrigieren. Auf dem Ableseinstrument i läßt sich eine ! Skala für J1 und eine solche für J2 anbringen, so daß entweder durch einfache Schalterbetätigung unter Ausschaltung von k das Gerät II allein den Gehalt an J., auf der zugehörigen Skala anzeigt oder aber unter Einschaltung von k die korrigierte endgültige Ablesung des Gehaltes an J1 auf der Skala für J1 erfolgen kann.By inserting a coupling element k , it is now possible to correct the display of J 1 in device I by means of the output voltage of device II, in accordance with the display of component J 2. On the reading instrument i there is a! Attach a scale for J 1 and one for J 2 so that either by simply pressing the switch and turning off k, the device II shows the content of J. on the associated scale or, with the inclusion of k, the corrected final reading of the content J 1 can be done on the scale for J 1.
Das Kopplungsglied hat die Aufgabe, sowohl die Größe der Ausgangsspannung des Gerätes II zu vermindern, entsprechend der Empfindlichkeit des Gerätes I für J2, als auch in manchen Fällen die verschiedenartige Krümmung der Eichkurven der beiden Geräte für J2 zu berücksichtigen. Es hat sich gezeigt, daß vielfach ein Ohmscher Widerstand geeigneter Größe bereits genügt. Oder aber man bewirkt die Kopplung durch eine lichtelektrische Relaisvorrichtung, wobei in an sich bekannter Weise durch Bewegen einer Blende ein auf eine Photozelle wirkendes Lichtstrahlenbündel mehr oder weniger stark abgeblendet und so der Anodenstrom einer Röhre gesteuert wird. Dem Lichtstrahlenbündel kann durch entsprechende Gestaltung der Ausblendung eine besondere, von der rechteckigen Form abweichende Querschnittsform gegeben werden, um dem Kopplungsglied die gewünschten Eigenschaften zu erteilen.The coupling element has the task of reducing the size of the output voltage of the device II, corresponding to the sensitivity of the device I for J 2 , and in some cases taking into account the different curvatures of the calibration curves of the two devices for J 2. It has been shown that an ohmic resistance of a suitable size is often sufficient. Or the coupling is effected by means of a photoelectric relay device, with a light beam acting on a photocell being more or less shielded in a manner known per se by moving a diaphragm, thus controlling the anode current of a tube. The light beam can be given a special cross-sectional shape deviating from the rectangular shape by appropriate design of the masking in order to give the coupling member the desired properties.
Durch das vorliegende Verfahren wird ohne jede Änderung des zu analysierenden Gasgemisches eine selektive Bestimmung der Gasbestandteile auch in solchen Fällen ermöglicht, in denen die bekannten Mittel zur Erzielung oder Erhöhung der Selektivität versagen. Auch bei raschen Änderungen der Zusammensetzung des Gasgemisches wird eine augenblickliche Ablesung ermöglicht. Sehr wertvoll ist die Anwendung des Verfahrens beispielsweise bei der Überwachung und Untersuchung der Grubengase in Bergwerken, wo verhältnismäßig kleine Konzentrationen an Kohlenoxyd neben stark wechselnden Konzentrationen an Methan auftreten und die Anzeige des Kohlenoxyds durch die Anzeige des Methans beeinflußt wird.With the present method, without any change in the gas mixture to be analyzed, a allows selective determination of the gas components even in those cases in which the known Means to achieve or increase the selectivity fail. Even with rapid changes in the The composition of the gas mixture enables an instant reading. Very valuable is the application of the procedure, for example, in the monitoring and investigation of the Mine gases in mines, where relatively small concentrations of carbon dioxide are strong alternating concentrations of methane occur and the display of the carbon oxide through the display of methane is affected.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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| DEP26335A DE801543C (en) | 1948-12-24 | 1948-12-24 | Method for the determination of components in gas mixtures by means of radiation absorption |
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| DE (1) | DE801543C (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19632847A1 (en) * | 1995-08-24 | 1997-02-27 | Horiba Ltd | Gas analysis device for various analysis methods |
-
1948
- 1948-12-24 DE DEP26335A patent/DE801543C/en not_active Expired
Cited By (2)
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| DE19632847A1 (en) * | 1995-08-24 | 1997-02-27 | Horiba Ltd | Gas analysis device for various analysis methods |
| DE19632847C2 (en) * | 1995-08-24 | 1999-07-08 | Horiba Ltd | Gas analyzer |
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