DE877065C

DE877065C - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Bestandteilen in Stoffgemischen durch Strahlungsabsorption

Info

Publication number: DE877065C
Application number: DEB6678D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Luft
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1942-04-11
Filing date: 1942-04-11
Publication date: 1953-07-09

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Bestandteilen in Stoffgemischen durch Strahlungsorption Zusatz zum Patent 730 4718 Das Patent 730 478 betrifft lein Verfahren zur Bestimmung von Bestandteilen in Stoffgemischen mittels selektiver Absorption von Wärmestrahlung durch Stoffgemische, bei welchem man die Wärmestrahlung nach Durchgang durch das zu untersuchende Stoffgeisch in eine Empfängerschiche eintreten läßt, welche dieselben wellenlängen wie der zu bestimmende Bestandteil absorbiert und mit den anderen Bestandteilen des zu untersuchen, den Stoffgemisches keine gemeinsame Abs orptionsstelle in dem bennutzten Wellenlängenbereich hat, und die durch die Strahlungsab sorp tion eintretende Temperatur-, Druek- oder Voluenänderung der Empfängerschticht zur Anzeige der Absorption in dem zu unterschenden Stoffgemisch verwendet.
Das Verfahren läßt sich auch in s.olchen Fällen anwenden, wo die Empfängerschicht mit den anderen Bestandeilen des zu untersuchenden Stoffgemisches gemeinsame Absorptionsstellen in dem benutzten Wellenlängenbereich hat; man schaltet dann m den Strahlungsgang eine Schicht ein, welche diese. anderen Bestandteile, nicht aber den zu bestimmen den Bestandteil enthält.
Es wurde weiter gefunden, daß sich das Verfahren auch zur Bestimmung mehrerer in dem zu untersuchenden Stoffgemisch vorhandenen bestandteile mit nur leinem Meßgerät verwenden läßt, wenn man eine Empfängerschicht verwendet, welche dieselben Wellenlängen wie die sämtlichen zu bestimmenden Bestandteile absorbiert und mit den anderen Bestandteilen des zu untersuchenden Stoffgemisches keine gemeinsame sbsorptionsstelle in dem benutzten Wellenlängenbereich hat, und wenn man vor diese Empfängerschict als Filter der Reihe nach Schichten schaltet, die alle absorbierenden Bestandteile der Empfängerschicht enthalten mit Ausnahme jeweils desjenigen, der gerade gemessen werden soll. Für die Bestimmung von n Bestandteilen sind demnach n filterschichten mit j'esveils n-1 Bentandteilen notwendig, und diese Schiehten werden der Reihe nach vor die Empfängerschiecht geschaltet.
Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus zwei von je einem Wärmestrahler ausgehenden, periodisch und gleichzeitig durch lein gemeinsames Biendenrad unterbrochenen Strahlengängen, einer Wechselvorrichtung, welche der Reihe nach in jeden der beiden Strahlengänge ein Rohrpaar für den zu untersuchenden und für einen Vergleichsstoff und ein dahinterliegendes Rohrpaar für paarweise gleiche Filterschichten einzuschalten erlaubt, je einer Empfängerschicht und Mitteln, um die durch Strahlungsabsorption eintretenden Zustandsänderungen der beiden Empfängerschiten zu vergleichen. Als solches Mittel sind ein von beiden Schichten beaufschlagter Membrankonnensator oder ein Bändchenmikrophon oder ein Hitzdrahtströungsmesser sehr geeignet.
Die Bestimmung von zwei Bestandteilen, beispielsweise Kohlen oxyd und Kohlendioxyd, in einem Gasgemisch sei - an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die von den beiden Strahlen a1 a1 und d2 ausgehende Strahlung wird durch ein mittels. des Motors b1 angetriebenes Blendenrad c periodisch unterbrochen Das Blendenrad hat Schlitze in solcher Anordnung, daß die Strahlung beider Strahler stets zur gleichen Zeit hindurchtreten kann bzw. unterbrochen wird. Hinter dem Blendenrad durchläuft die Strahlung die beiden Rohre d1 und d2; d1 ist mit dem zu untersuchenden Gesgemisch und d2 mit einem Vergleichsgas, z. B. Luft, gefüllt. Darauf tritt die Strahlung in die Rohre d3 und d4 ein, die bei dem hier gewählten Beispiel mit Kohlendioxyd gefüllt sind. Schließlich fällt die Strahlung in die Kammern e1 und e2, die als Empfängerschicht ein Gemisch von Kohlenoxyd und Kohlendixoyd einthalten. Die beiden Kammern sind durch eine dünne membren f nahezu gas dicht voneinander getrennt; diese bildet mit der isoliert angebrachten Gegenpallte g einen elektrischen Kondensator.
Ist in dem zu untersuchenden Gasgemisch Kohlenoxyd und Kohlendioxd enthalten, so. wird die Strahlung im Rohr d1 entsprechend geschwächf, während sie durch Q -unvermindert hindurchgeht.
Dler innerhalb der Kohlendioxydbanden gelegene Strahlungsanteil wird in den Kammern d3 d3 und 4 praktisch völlig absorbeiert. Die in die Kammern e1 und e2 eintretende Strahlung beirkt sdahr nur noch eine unmittelbare Erwärmung des in dtesen Kammern enthaltenen Kohlenoxyds. Der Temperatrurunterschiend zwischen e1 und e2 ist somit nur noch durch den kohlenoxydgehalt des zu untersuchenden Gases betimmt. Es tritt infolgedessen entsprechend der Zahl der Unterbrechungen durch das Blendenzrad c ein periodischer Druckunterschijed auf, der mittels der Membran f in Kapazitätsschwandkungen umgesetzt wird. Hinter den Membrankondensator ist ein Verstärker h geschattzt, welcher die Kapazitätsschwankungen und damit den Kohlenoxydregalt an dem Meßinstrument i ablesbar macht.
Die Rohraare D1 und D2 bzw. d3 und d4 sind um eine Achse Drehbar gelagert, Nach Beendigung der Kohlenoxydmessung werden von Hand oder bei einer selbsttätigen Durchführung der Bestimmung mit Hilfe des sich in bestimmten Zeitabständen einschaltenden Motors b2 zwei andere Rohrpaare d5 und d6 bzw. d7 und d38 in den Strahlengang gedreht. Das Rohr d5 einthält wieder das zu unterschede gesemisch und 6 des Vergelcihsgas.
Die Rohre d7 und d8 sind diesmal mit Kohlenoxd gefüllt, so daß nur die innerhalb derkolgenoxydbanden gelegene Strahlung unwirksam gemacht wird und nur das im Gemisch enthaltene Kohlendioxyd zur Messung gelangt.
Auf diese Weise lassen sich mehrere Bestandteile eines Gemisches unter Verwendung eines-einzeigen Gerätes laufend analysieren. Das Verfahren bedeutet einen wesentlichen Fortschritt gegenüber den bisher üblichen Verfahren, vor allem auch deshalb, weil es rein physikalisoh, ohne Zuhilfenahme chemischer Mittel, arbeitet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Patent 73° 478 zur Bestimmung mehrerer in den zu untersuchenden Stoffgemisch vorhandenen Bestandt3ile, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Empfängerschicht verwenet, welche dieselben wellenlänge wie die sämtlichen zu bestimmenden Bestandteile absorbiert und mit den anderen Bestandetilen des zu untersuchenden Stoffgemischen keine gemeinsame Absorptionsstelle in dem benutzten Wellenlägenbereich hat, und daß man vor diese Empfängerschicht als Filter der Reihe nach schichten schaltet, die alle absorbeierenden Bestandteile der Eimpfängerschicht enthalten mit Ausnahme jeweils desjenigen, der gerade gemessen werden soll.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, bestehend aus zwei von je einem Wärmesstrahler (a1 und a2) ausgehenden, preriodisch und gleichzeitig durch ein gemeinsames Blendenrad (c) unterbrochene strahlengängen, einer Wechselvorrichtung, welche der Reihe nach in jeden der beiden Strahlengänge ein Rohrpaar (Idj, d2 bzw. d5, d) für den zu untersuchenden und für einen Vergleichsstoff und ein dahinterliegendes Rohrpaar (d3, d4 bzw. d7, d8) für paarweise gleiche filterschichten einzuschalten erlaubt, je einer Empfängerschieht (e1, e2) und Mitteln, um die durch Strahiungsabsorption eintretenden Zustandsänderungen der beiden Empfänger-Schichten zu vergleichen.