DE828316C

DE828316C - Verfahren zur Bestimmung von Bestandteilen in Gasgemischen mittels Strahlungsabsorption

Info

Publication number: DE828316C
Application number: DEP34535A
Authority: DE
Inventors: Dr Wolfgang Siebert
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1949-02-19
Filing date: 1949-02-19
Publication date: 1952-01-17

Description

Verfahren zur Bestimmung von Bestandteilen in Gasgemischen mittels Strahlungsabsorption I, s ist bekannt, Bestandteile in Stoffgemischen. insbesondere Gasgemischen, mittels selektiver Absorption von Wärmestrahlung durch die Stoffgemische in der \N'eise zu l>estimmen, daß man die Wärmestrahlung nach Durchgang durch das zu uiitersuchende Stoffgemisch in eine Empfängerschicht eintreteii läßt, welche dieselben Wellenlängen wie der zu bestimmende Bestandteil absorl>iert und mit 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. Mit einer nach diesem Verfahren eingerichteten Anordnung ist die Bestimmung nur eines Stoffes möglich; sollen mehrere verschiedene Stoffe bestimmt xverden, so ist für jeden Stoff eine besondere Nnordtooung erforderlich, oder es muß nach Bestimmung eines dieser Stoffe mindestens die Empfängerschicht durch eine andere, auf den nächsten zu bestimmenden Stoff abgestimmte Empfängerschicht ersetzt wer, den.
Um nun mehrere Stoffe, insbesondere Gase, mit ein und dersell>en Anordnung bestimmen zu können, ist vorgeschlagen worden, in dieser einen Anordnung Empfängerschichten aus allen den Gasen zu verwenden. die bestimmt werden sollen und zusätzlich in den Strahlengang Filterkammern zu schalten, die alle absorbierenden Bestandteile mit Ansnahme jeweils desjenigen Bestandteils enthalten, der gerade gemessen werden soll. Durch eine z. B. kreisförmige, um eine Achse drehbare Anordnung der Analysen- und Filterkammern kann dann für die Slessung eines bestimmten Bestandteils jeweils die geeignete Kombination von analysen- und Filterkammer eingeschaltet werden in der Weise, daß jeweils die Analysenkammer zur Bestimmung dieses Bestandteils mit einer solchen Filterkammer optisch zusammengeschaltet ist, die zwar die anderen Bestandteile, aber nicht den zu bestimmenden liestandteil enthält, um die Wirkung der anderen Bestandteile auszuschalten. Der Aufwand für diese Anordnung ist verhältnismäßig groß. Beispielsweise benötigt man zur Bestimmung von drei Bestandteilen sechs Filterkammern und drei Analysenkammern, die sämtlich unter Einhaltung der optischen Justierung um eine Achse drehbar sein müssen. Außerdem bereitet die Zuführung der zu untersuchenden Stoffe, insbesondere Gase, zu den sich drehenden Analysenkammern Schwierigkeiten.
Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, in einfacher und zuverlässiger Weise mit einer einzigen Anordnung, ohne irgendwelche wesentlichen Teile der Anordnung bewegen zu müssen, zwei verschiedene Bestandteile eines Gasgemisches unter Beibehaltung der vorhandenen Selektivität zu bestimmen, wenn man eine Empfängerschicht verwendet, die aus diesen beilden Stoffen besteht, und eilte Filterkammer, gefüllt mit dem einen Stoff, in den einen Strahlengang, eine zweite Filterkammer, gefüllt mit dem zweiten Stoff, in den zweiten Strahlengang bringt und das zu untersuchende Gemisch zur Bestimmung des einen Stoffes in die Analysenkammer des einen, zur Bestimmung des zweiten Stoffes in die Analysenkammer des anderen Strahlenganges leitet, wobei die jeweils nicht benutzte Analysenkammer mit einem im benutzten Wellenlängenbereich nicht absorl>ierenden Gas gefüllt ist.
{as erfahren sei an Hand der Zeichnung weiter veranschaulicht. Die von den beiden Strahlern at und a2 ausgehende Strahlung wird durch ein mittels des Motors b angetriebenes Blendenrad c periodisch 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 d1 und die die als Filterkammern dienen, sodann die Kammern e1 und e2, die als Analysenkammern dienen. Danach tritt die Strahlung in die Kammern f1 und f1, welche die Empfängerschicht enthalten. fl und i2 sind durch eine dünne Membran h itahezu gasdicht voneinander getrennt; diese bildet mit der isoliert angeordneten Gegenplatte g einen elektrischen Kondensator. Ist in der Analysenkammer e2 eilt absorbierendes Gas und in c ein nicht absorbierendes Gas enthalten, so gelangt in i2 eine schwächere Strahlung als in f1; infolgedessen tritt entsprechend der Zahl der Unterbrechungen durch das Blendenrad c ein periodi seher r Druckunterschied zwischen den Kammern f1 und t., auf, der mittels der Membran h in Kapazitätsschwankungen u,ngsetzt wird. Hinter den Membrankondensator ist ein Verstärker v geschaltet, welcher die Kapazitätsschwankungen und damit die Konzentration des zu bestimmenden Gases an dem Meßinstrument i altlesbar macht.
Sollen nun in einem Gasgemisch die Bestandteile n1 und n2 bestimmt werden, so verwendet man als Empfängerschicht eine solche, die aus den beiden Bestandteilen 111 und 11, besteht, wobei für jeden der Bestandteile in an sich bekannter Weise die optimale Konzentration gewählt werden kann. Die Filterkammer d1 wird mit n1, die Filterkammer d2 mit n2 gefüllt, wobei das Verhältnis der Extinktionen der beiden Filterkammern, d. h. Länge der Filterkammern und Konzentration des Gases, iii den Kammern so gewählt wird, daß bei leeren Analysenkammern das Anzeigeinstrument auf Null steht. Zur Bestimmung des Bestandteils >11 wird das Gasgemisch in die Analysenkammer c2 geleitet, nachdem e1 mit Stickstoff oder einem anderen im henutzten Wellenlängenbereich nicht absorbierenden Gas gefüllt ist; soll l n2 bestimmt werden, so wird das Gasgemisch in die Analysenkammer el geleitet, während jetzt e2 mit Stickstoff o. dgl. gefüllt ist. Im ersteren Fall schaltet die Füllung der Filterkammer d2 mit n2 die Wirkung von i12 aus, so daß tatsächlich nur n1 zur Alessung kommt, im zweiten Fall beseitigt die Füllung der Filterkammer d1 mit n1 die Wirkung von lt, so daß jetzt nur n2 zur Nlessung kommt.
Durch Benutzung eines an sich bekannten, mit Uhrwerk oder Synchronmotor automatisch betriebenen Gasumschalters kann der zu nittersuchende Gasstrom abwechselnd durch die eine und dann durch die andere Analysenkammer geleitet werden, wobei gleichzeitig selbsttätig die jeweils nicht benutzte Analysenkammer mit Stickstoff oder einem anderen im benutzten Wellenlängenbereich nicht absorbierenden Gas gespült wird. s läßt sich so mit einem Zweifachregistrierschreiber eine automatische, registrierende Analyse eines Gasgemisches aus zwei Bestandteilen oder auch aus mehr Bestandteilen vornehmen, von denen zwei bestimmt werden sollen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Bestimmung von Bestandteilen in Gasgemiselten mittels selektiver Absorption von Wärmestrahlung durch die Gasgemische, indem man die Wärmestrahlung nach Durchgang durch das zu untersueltende Gasgemisch in eine Empfängerschicht eintreten läßt, welche dieselben Wellenlängen wie der zu bestimmende Bestandteil absorbiert und mit den anderen Bestandteilen des zu untersuchenden Gasgemisches keine gemeinsame. Absorptionsstelle in dem benutzten Wellenlängenbereich hat, und die durch die Strahlungsabsorption ein- tretende Temperatur-, Druck- oder Volumenänderung der Empfängerschicht zur Anzeige der Absorption in dem zu untersuchenden Gasgemisch verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Bestimmung von zwei verschiedeneit Bestandteilen des Gemisches mit einer einzigen derartigen Anordnung eine Empfängerschicht X er endet. die aus diesen leiden Stoffen besteht und eine Filterkammer. gefüllt mit dem einen Stoff, iii den einen Strahlengang, eine zweite Filterkammer, gefüllt mit dem zweiten Stoff in den zeiten Strahlengang liringt und das zu untersuchende Gemisch zur Bestimmung des einen Stoffes iii die Analysenkammer des einen, zur Bestimmung des zweiten Stoffes in die A Analysenkammer des anderen Strahlenganges leitet. wobei die jeweils nicht benutzte Analysenkammer mit einem im benutzten Wellenlängenliereich nicht absorbierenden Gas gefüllt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Ermöglichung einer registrierenden Analyse den zu untersuchenden Gasstrom mittels eines durch Uhrwerk oder Synchronmotor betriebenen selbsttätigen Gasuínschalters abwechselnd in die beiden Ana lysenkammern leitet und die jeweils nicht benutzte Analvsenkammer mit einem im benutzten Wellenlängenbereich nicht absorbierenden Gas spült.