DE877966C

DE877966C - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Bestandteilen in Gasgemischen durch Strahlungsabsorption

Info

Publication number: DE877966C
Application number: DEB7612D
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr Lehrer; Karl Dr Luft
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1942-04-11
Filing date: 1942-04-11
Publication date: 1953-05-28

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Bestandteilen in Gas gemischen durch Strahlungsabsorption Zusatz zum Patent 730 478 Gegenstand des Patents 730 478 ist ein 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 Stoffgemisch in eine Empfängerschicht eintreten läßt, welche dieselben Wellenlängen wie der zu bestimmende Bestandteil absorbiert und mit den anderen Bestandteilen des zu untersuchenden Stoffgemisches keine gemeinsame Absorptionsstelle in dem benutzten Wellenlängenbereich hat, und die durch die Strahlungsabsorption eintretende emperatur-, Druck- oder Volumenänderung der Empfängerschicht zur Anzeige der Absorption in dem zu untersuchenden Stoffgemisch verwendet.
Man kann das Verfahren auch in solchen Fällen anwenden, wo die Empfängerschicht mit den anderen Bestandteilen des zu untersuchenden Stoffgemischs gemeinsame Absorptionsstellen in dem benutzten Wellenlängenbereich hat; man schaltet dann in den Strahlungsgang eine Schicht ein, welche diese anderen Bestandteile, nicht aber den zu bestimmenden Bestandteil enthält. Soll das Verfahren zur Bestimmung mehrerer in dem zu untersuchenden Stoffgemisch vorhandenen Bestandteile mit nur einem Meßgerät benutzt werden, so verwendet man eine Empfängerschicht, welche dieselben Wellenlängen wie die sämtlichen zu bestimmenden Bestandteile absorbiert und mit den anderen Bestandteilen des zu untersuchenden 5 totigemisches keine gemeinsame Absorptionsstelle in dem benutzten Wellenlängenbereich hat, und man schaltet vor diese Empfängerschicht als Filter der Reihe nach Schichten, die alle absorbierenden Bestandteile der Empfängerschicht enthalten, mit Ausnahme jeweils desjenigen, der gerade gemessen werden soll.
Es wurde nun gefunden, daß sich bei der Untersuchung von Gas- oder Dampfgemischen nach diesem Verfahren die Meßgenauigkeit erheblich steigern läßt, wenn man die durch Temperatur- und Druckeinflüsse bewirkten Absorptionsänderungen der zu analysierenden Gas- oder Dampfschicht mit Hilfe eines temperatur- und druckabhängigen Widerstandes ausgleicht. Vorzugsweise bedient man sich hierzu eines Widerstands drahtes, insbesondere aus Platin-Rhodium-Legierung, der in an sich bekannter Weise von einer Quecksilbersäule eines Manometers entsprechend den Änderungen eines an dieses Manometer angeschlossenen Gasvolumens mehr oder weniger kurz geschlossen wird.
Eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus zwei von je einem Wärmestrahler ausgehenden, periodischen und gleichzeitig durch ein gemeinsames Blendenrad unterbrochenen Strahlengängen, einem Rohrpaar für den zu untersuchenden und für einen Vergleichs stoff sowie gewünschtenfalls Filterschichten, je einer Empfängerschicht und Mitteln, um die durch Strahlungsabsorption eintretenden Zustandsänderungen der beiden Empfängerschichten zu vergleichen. Als solche Mittel sind ein von beiden Schichten beaufschlagter Membrankondensator oder ein Bändchenmikrophon oder eine Hitzdrahtströmungsmesser sehr geeignet.
In der. Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt.
Die von den beiden Strahlern a1 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 beiden Rohre dl und d2, wobei z. B. dt mit dem zu untersuchenden Gasgemisch und d2 mit einem Vergleichsgas gefüllt ist. Danach tritt die Strahlung in die Kammern ej und e2, welche als Empfänger-. schicht das Gas enthalten, welches bestimmt werden soll. Die beiden Kammern 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 gelangt in die Kammer e1 eine schwächere Strahlung als in e2; infolgedessen tritt entsprechend der Zahl der Unterbrechungen durch das Blendenrad c ein periodischer Druckunterschied zwischen den Kammern e1 und e2 auf, der mittels der Membrane in Kapazitätsschtvankungen umgesetzt wird. Hinter den Membrankondensator ist ein Verstärker h geschaltet, welcher die Kapazitätsschwankungen und damit die Konzentration des zu bestimmenden Gases an dem Meßinstrument i ablesbar macht.
Parallel zum Meßinstrument ist nun die Einrichtung zur Kompensation von Gasdichteschwankungen geschaltet; Sie besteht aus einem durch ein Quecksilbermanometer l abgeschlossenen Gasvolumen k.
In dem einen Schenkel des Manometers ist ein dünner Platin-Rhodium-Draht m ausgespannt, der durch die Ouecksilbersäule mehr oder weniger kurz geschlossen wird. Durch die auf das Volumen k ebenfalls einwirkenden Temperatur- und Druckänderungen ändert sich infolgedessen der Widerstand des Drahtes ni. Diese Widerstandsänderungen werden in ihrer Einwirkung auf den Anschlag des Instruments f mit Hilfe des Widerstandes n so abgeglichen, daß die Anzeige unabhängig von den Dichteänderungen der absorbierenden Schicht ist.
Auf diese Weise läßt sich eine sehr hohe Genauigkeit erreichen, z. B. für die registrierenden Messungen hoher Konzentrationen innerhalb eines verhältnismäßig engen Konzentrationsbereichs, wie etwa die Messung des Kohlenoxydgehalts eines für chemische Synthesen zu benutzenden Gases mit dem Meßbereich 80 bis IooO/o.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Patent 730 478 zur Bestimmung von Bestandteilen in Gasgemischen durch Strahlungsabsorption, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Temperatur- und Druckefüfluß verursachten Absorptionsänderungen der zu untersuchenden Gas- oder Dampfschicht durch einen temperatur-und druckabhängigen Widerstand, der zweckmäßig parallel zum Anzeigeinstrument geschaltet wird, ausgeglichen werden.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch I, gekennzeichnet durch einen Widerstandsdraht, insbesondere aus Platin-Rhodium-Legierung, der von einer Quecksilbersäule eines Manometers entsprechend den Anderungen eines an dieses Manometer angeschlossenen Gasvolumens mehr oder weniger kurz geschlossen wird.