FI120663B - Device and method for optical concentration measurement - Google Patents

Device and method for optical concentration measurement Download PDF

Info

Publication number
FI120663B
FI120663B FI20051094A FI20051094A FI120663B FI 120663 B FI120663 B FI 120663B FI 20051094 A FI20051094 A FI 20051094A FI 20051094 A FI20051094 A FI 20051094A FI 120663 B FI120663 B FI 120663B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
measuring
measuring chamber
gas
flow
measurement
Prior art date
Application number
FI20051094A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20051094A (en
FI20051094A0 (en
Inventor
Matti Hohtola
Hannu-Pekka Valo
Original Assignee
Vaisala Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaisala Oyj filed Critical Vaisala Oyj
Priority to FI20051094A priority Critical patent/FI120663B/en
Publication of FI20051094A0 publication Critical patent/FI20051094A0/en
Publication of FI20051094A publication Critical patent/FI20051094A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI120663B publication Critical patent/FI120663B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59Transmissivity
    • G01N21/61Non-dispersive gas analysers

Description

Laitteisto ja menetelmä optista pitoisuusmittausta vartenApparatus and method for optical concentration measurement

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen laitteisto optista pitoisuusmittausta varten.The invention relates to an apparatus for optical concentration measurement according to the preamble of claim 1.

55

Keksinnön kohteena on myös menetelmä optista pitoisuusmittausta varten.The invention also relates to a method for optical concentration measurement.

Tunnetun tekniikan mukaisesti kaasujen ja nesteiden pitoisuuksia mitataan optisesti siten, että mittauskammion ensimmäisestä päästä kohdistetaan valo mittauskammion 10 toisessa päässä olevaan ilmaisimeen, detektoriin. Mittauksen lopputulos perustuu mitattavan aineen spektraalisiin ominaisuuksiin. Toisin sanoen esimerkiksi hiilidioksidin CO2 pitoisuus voidaan määrittää tämän kaasun absorptiomaksimin aallonpituuden kohdalle osuvan signaalin vaimennuksesta mittauskammiossa.According to the prior art, the concentrations of gases and liquids are measured optically by applying light from the first end of the measuring chamber to a detector at the other end of the measuring chamber 10. The result of the measurement is based on the spectral properties of the substance being measured. In other words, for example, the CO2 content of carbon dioxide can be determined by attenuating the signal at the absorption wavelength of this gas in the measuring chamber.

15 Tunnetuissa ratkaisuissa mitattava materiaali, neste tai kaasu, kulkee mittauskammion läpi. Tällä tavalla saadaan aikaan nopeasti reagoiva mittalaite.15 In known solutions, the material to be measured, liquid or gas, passes through the measuring chamber. In this way, a responsive measuring device is provided.

Koska virtaus muodostaa massavirran, kulkeutuvat massavirran mukana myös likapartikkelit. Tällöin siis mittauskammio altistuu kaikelle mitattavan kaasun tai 20 nesteen kuljettamalle lialle, joka alkaa välittömästi likaamaan niin lähetin- kuin vastanotinpintaa kuin myös mittauskammion seinämiä.Because the flow forms a mass flow, dirt particles are also carried along with the mass flow. Thus, the measuring chamber is exposed to any dirt carried by the gas or liquid to be measured, which immediately begins to contaminate both the transmitter and receiver surfaces as well as the walls of the measuring chamber.

Ilmeinen ratkaisu tälle ongelmalle on suodattaa tulevaa virtausta. Tämä vaatii kuitenkin jatkuvaa huoltoa, koska ennemmin tai myöhemmin suodattimet tukkiintuvat. Ongelmat 25 alkavat käytännössä jo paljon aikaisemmin, koska virtausmäärä mittauskammion kautta vähenee ja näin mittauksen vasteajat pitenevät. Yleisesti mittaustilanne ei siis ole stabiili, vaan eri häiriöparametrit (likaantuminen, vasteajat) muuttuvat jatkuvasti mittauksen aikana.The obvious solution to this problem is to filter the incoming flow. However, this requires constant maintenance as sooner or later the filters become clogged. In practice, problems 25 begin much earlier because the flow rate through the measuring chamber is reduced and thus the response times of the measurement are increased. In general, therefore, the measurement situation is not stable, but the various disturbance parameters (fouling, response times) are constantly changing during the measurement.

30 Keksinnön tarkoituksena on ratkaista edellä kuvatussa esiintyviä ongelmia ja aikaansaada aivan uudentyyppinen laitteisto ja menetelmä optista pitoisuusmittausta 2 varten, kun mitattava kaasu tai neste halutaan tuoda laitteistoon suljetun virtaustien (putki tms.) avulla.The object of the invention is to solve the problems described above and to provide an entirely new type of apparatus and method for optical concentration measurement 2 when it is desired to introduce the gas or liquid to be measured into the apparatus by means of a closed flow path (tube, etc.).

Keksintö perustuu siihen, että laitteisto ja menetelmä toteutetaan siten, että 5 mittauskammiossa ei mittauksen aikana ole olennaista virtausta.The invention is based on the fact that the apparatus and method are implemented in such a way that there is no substantial flow in the measuring chamber 5 during the measurement.

Keksinnön mukaisesti mitattava kaasu tai neste kulkee anturissa olevan ohivirtaustien kautta, josta on yksi diffuusio-yhde anturin mittauskammioon. Mitattavan aineen pitoisuus mittauskammiossa asettuu diffuusion avulla samaksi kuin ohivirtaustiessä.According to the invention, the gas or liquid to be measured passes through a by-pass path in the sensor, one of which is a diffusion unit into the sensor measuring chamber. The concentration of the substance to be measured in the measuring chamber by diffusion is the same as in the by-pass.

10 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the apparatus according to the invention is characterized in what is stated in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle puolestaan on tunnusomaista se, mikä on esitetty 15 patenttivaatimuksen 8 tunnusmerkkiosassa.The method according to the invention, in turn, is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 15.

Keksinnön sovellusten avulla saavutetaan huomattavia etuja.The embodiments of the invention provide significant advantages.

Koska puhtaassa diffuusiossa mittauskammiossa ei tapahdu lainkaan virtausta 20 mittauksen aikana eivät myöskään likapartikkelit siirry sinne. Mittauskammion tuloaukko voidaan tarvittaessa varustaa partikkelisuodattimella, joka edellä mainituista syistä säilyy puhtaana merkittävän pitkän ajan, koska olennaisen virtauksen puuttuessa likapartikkelit kiinnittyvät suodattimeen ainoastaan sattumalta.Because in the pure diffusion chamber no flow occurs during the measurement 20, the dirt particles will not migrate there either. If necessary, the inlet of the measuring chamber may be provided with a particle filter which, for the reasons stated above, remains clean for a considerable period of time, since in the absence of a substantial flow dirt particles are adhered to the filter only by chance.

25 Koska likaantumista ei tapahdu, on mittalaitteen stabiilisuus erittäin hyvä ja huoltotarve erittäin vähäinen.25 Since no contamination occurs, the instrument has very good stability and very little maintenance.

Keksintöä tarkastellaan seuraavassa esimerkkien avulla ja oheisiin piirustuksiin viitaten.The invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings.

30 Kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvantona yhtä tunnetun tekniikan mukaista mittauslaitteistoa.Figure 1 is a schematic side elevational view of one prior art measuring apparatus.

Kuvio 2 esittää kaaviollisena sivukuvantona toista tunnetun tekniikan mukaista mittauslaitteistoa.Figure 2 is a schematic side view of another prior art measuring apparatus.

33

Kuvio 3 esittää kaaviollisena sivukuvantona yhtä keksinnön mukaista mittauslaitteistoa. 5Figure 3 is a schematic side view of one measuring apparatus according to the invention. 5

Kuvio 4 esittää kaaviollisena sivukuvantona virtausmallinnusta kuvion 3 mukaisesta ratkaisusta.Figure 4 is a schematic side view of a flow modeling of the solution of Figure 3.

Kuvio 5 esittää kaaviollisena sivukuvantona keksinnön yleistä ratkaisua.Figure 5 is a schematic side view of a general solution of the invention.

1010

Seuraavassa kuvauksessa käytetään seuraavaa terminologiaa: 1 mittauskammio 2 valonlähde 15 3 valoni Imaisin 4 virtaustulo 5 virtauslähtö 6 ohivirtaustie 7 tuloliitin 20 8 lähtöliitin 9 diffuusioyhde 10 mittausanturi 11 ensimmäinen diffuusioaukko 12 toinen diffuusioaukko 25In the following description, the following terminology will be used: 1 measuring chamber 2 light source 15 3 light detector 4 flow inlet 5 flow outlet 6 bypass path 7 inlet 20 8 output 9 diffusion connection 10 measuring sensor 11 first diffusion opening 12 second diffusion opening 25

Kuvion 1 mukaisesti tunnetussa tekniikassa on käytetty ratkaisua, jossa valonlähteen 2 ja valonilmaisimen 3 väliin on järjestetty mittauskammio 1. Valonlähde 2 on sijoitettu mittauskammion 1 ensimmäiseen päähän ja valonilmaisin 3 mittauskammion 1 toiseen päähän. Valolähteen 2 päähän on järjestetty kaksi diffusioaukkoa 11 ja 12. Kahden 30 diffuusioaukon vuoksi mittauskammioon 1 syntyy virtaus, mikäli aukkojen 4 ja 5 välille muodostuu paine-ero.1, a measuring chamber 1 is arranged between the light source 2 and the light detector 3. The light source 2 is disposed at the first end of the measuring chamber 1 and the light detector 3 at the second end of the measuring chamber 1. At the end of the light source 2, two diffusion openings 11 and 12 are provided. Due to the two diffusion openings 30, a flow is created in the measuring chamber 1 if a pressure difference is formed between the openings 4 and 5.

Kuvion 2 mukaisesti tunnetussa tekniikassa on ratkaisu, joissa kaasun tai nesteen (fluid) virtaus on järjestetty koko mittauskammion 1 läpi.The prior art according to Figure 2 has a solution in which the flow of gas or liquid (fluid) is arranged through the entire measuring chamber 1.

44

Kuvion 1 ratkaisu ei käy sovelluksiin, jossa kaasu pitää tuoda anturiin suljetun 5 virtaustien avulla (esim. putki). Mikäli kuvion 1 ratkaisu joutuu mittaustilanteeseen, jossa on voimakkaita virtauksia, muodostuu diffuusioaukkojen 4 ja 5 välille helposti paine-ero, joka puolestaan aiheuttaa virtauksen mittauskammioon 1. Virtauksen seurauksena mittauskammio 1 altistuu tällöin lian vaikutukselle. Myös kuvion 2 ratkaisussa niin valonlähde 2, valonilmaisin 3 että mittauskammoin seinämät altistuvat 10 lian vaikutukselle ja ajan mittaan likaantuvat. Osa likaantumisesta voidaan kompensoida ohjelmallisesti, mutta ennen pitkää mittauslaitteisto täytyy puhdistaa.The solution of Figure 1 does not apply to applications where gas must be introduced into the sensor by means of a closed flow path (e.g., a pipe). If the solution of Fig. 1 encounters a measurement situation with strong currents, a pressure difference is easily created between the diffusion openings 4 and 5, which in turn causes the flow into the measuring chamber 1. As a result of the flow, the measuring chamber 1 is exposed to dirt. Also in the solution of Figure 2, both the light source 2, the light detector 3 and the measuring combs are exposed to 10 dirt and over time become dirty. Some of the contamination can be offset by software, but the measuring equipment must be cleaned before long.

Kuvion 3 mukaisesti keksinnön mukaisessa ratkaisussa mittauskammio 1, jonka päissä sijaitsevat valonlähde 2 sekä valonilmaisin 3 on kytketty mitattavaan ohivirtaukseen 15 (kaasu tai neste) vain yhdellä yhteellä, diffuusioyhteellä 9, jolloin mittauksen aikana mittauskammioon 1 ei muodostu käytännössä lainkaan virtausta. Diffuusioyhde 9 yhdistää mittauskammion ohivirtaustiessä 6 kulkevaan kaasuun tai nesteeseen (fluid), niin että se ei häiritse optista mittausta.According to Fig. 3, in the solution according to the invention, the measuring chamber 1 with the light source 2 and the light detector 3 at its ends is connected to the measurable bypass flow 15 (gas or liquid) with only one connection, diffusion connection 9. The diffusion line 9 connects the measuring chamber to the gas or fluid passing through the bypass 6 so that it does not interfere with the optical measurement.

20 Diffuusioyhde 9 on edullisesti valmistusteknillisistä syistä sijoitettu tulo- 7 tai lähtöliittimen 8 läheisyyteen.Preferably, for diffusion reasons, the diffusion coupling 9 is located in the vicinity of the inlet 7 or outlet 8.

Kuviossa 4 on esitetty laskennallista mallia kuvion 3 mukaisen laitteiston virtauksista ja mallinnuksesta käy selvästi ilmi, ettei mittauskammiossa 1 tai diffuusioyhteessä 9 25 esiinny lainkaan virtausta.Fig. 4 shows a computational model of the flows and modeling of the apparatus of Fig. 3, which clearly shows that no flow occurs in the measuring chamber 1 or the diffusion connection 9.

Keksinnön puitteissa voidaan ajatella myös yllä kuvatuista sovellusmuodoista poikkeavia ratkaisuja.Solutions other than those described above may also be contemplated within the scope of the invention.

30 Tyypillisesti tulo- 7 ja lähtöliittimet 8 sekä ohivirtaustie 6 sisältyvät mittauslaitteistoon, mutta diffuusioputki 9 voi keksinnön joissakin sovelluksissa olla kytkettävissä myös muulla periaatteella toimivaan anturiin, esim. kapasitiiviseen kosteusanturiin. Tällöin 5 samat edut koskevat myös tällaista anturia likaantumisen suhteen, koska anturin läheisyydessä ei ole virtausta.Typically, the inlet and outlet terminals 8 and the bypass path 6 are included in the measuring apparatus, but in some embodiments of the invention, the diffusion tube 9 may also be connected to a sensor operating on another principle, e.g. a capacitive humidity sensor. In this case, the same advantages apply to such a sensor with respect to contamination, since there is no flow in the vicinity of the sensor.

Kaasunvirtaus tuloliittimestä 7 lähtöliittimeen 8 voi olla mittauskohteen paine-erojen 5 muodostama tai paine liittimeen 7 voidaan muodostaa erillisen virtauspumpun avulla.The gas flow from the inlet connection 7 to the outlet connection 8 may be the result of differential pressure 5 of the measuring object or the pressure to the connection 7 may be provided by a separate flow pump.

Keksinnön yhdessä sovelluksessa mittauskammion pituus on n. 10 millimetriä. Valolähteenä on terminen säteilylähde (pienoishehkulamppu) ja ilmaisin on infrapunaselektiivinen niin, että ilmaisin vastaanottaa säteilyä mitattavan aineen 10 absorptioaallonpituudella. Mittauksessa on tyypillisesti myös ns. referenssimittaus vertailuaallonpituudella, joka ei ole absorptioaallonpituudella. Tällä mitataan tulevan valon intensiteetti ja näin voidaan kompensoida mm. säteilylähteen vanheneminen ja ilmaisimen lämpötilaherkkyys.In one embodiment of the invention, the measuring chamber is about 10 millimeters long. The light source is a thermal radiation source (miniature incandescent lamp) and the detector is infrared selective so that the detector receives radiation at the absorption wavelength of the substance to be measured. The measurement also typically includes so-called. a reference measurement at a reference wavelength other than the absorption wavelength. This measures the intensity of incoming light and can be used to compensate for eg. radiation source aging and detector temperature sensitivity.

15 Keksinnön mukainen sovitelman yksi edullinen sovellusalue on niin sanottu ei- dispersivinen infrapunamittalaite (NDER). Näitä laitteita käytetään yleisesti kaasujen pitoisuusmittauksissa. Tämä menetelmä on hyvin selektiivinen mitattavan kaasun suhteen, kun mittaukseen käytetty aallonpituusalue rajoitetaan vastaamaan mitattavan kaasun karakteerisen absorption aallonpituusaluetta. Aallonpituusalue valitaan NDIR-20 menetelmässä tavallisesti kaistapäästösuotimen avulla. Kaistanpäästösuodattimena voidaan tässä tekniikassa käyttää esimerkiksi säädettävää interferometriä. Interferometrin läpäisykaistan aallonpituus on jännitteellä ohjattavissa ja sitä voidaan käyttää pyyhkäisevään mittaukseen, jossa mittaus suoritetaan kahdella tai useammalla aallonpituudella. Tällöin on hyödyllistä suorittaa mittaus mitattavan kaasun 25 absorptiokaistan kohdalta ja referenssimittaus sen vierestä. Referenssimittauksen avulla voidaan kompensoida mittalaitteen ikääntymisilmiöitä ja lämpötilariippuvuutta. On myös mahdollista määrittää useamman eri kaasun pitoisuus suorittamalla mittaus usealla eri kaasujen absorption määräämillä aallonpituuksilla.A preferred embodiment of the arrangement according to the invention is the so-called non-dispersive infrared measuring device (NDER). These devices are commonly used for gas concentration measurements. This method is very selective for the gas to be measured by limiting the wavelength range used for the measurement to the characteristic wavelength range of the gas being measured. The wavelength range in the NDIR-20 method is usually selected by means of a bandpass filter. For example, an adjustable interferometer may be used as a bandpass filter in this technique. The wavelength of the bandwidth of the interferometer is voltage controlled and can be used for a sweeping measurement where the measurement is made at two or more wavelengths. In this case, it is useful to perform a measurement at the absorption band of the gas to be measured and a reference measurement adjacent to it. Reference measurement can compensate for the aging and temperature dependence of the measuring device. It is also possible to determine the concentration of several different gases by measuring at several wavelengths determined by the absorption of different gases.

30 NDIR-mittalaitteissa käytetään valolähteenä tyypillisesti moduloitavaa IR-lähdettä, koska ilmaisimelta saatava signaali on helpompi prosessoida AC-muodossa. IR-säteilyä voidaan moduloida katkomalla IR-lähteelle syötettävää tehoa. Tällöin kuitenkin 6 vaaditaan ER-lähteeltä riittävän pieni terminen aikavakio, joka mahdollistaa riittävän suuren modulointitaajuuden. Sopiva IR-lähde on esim. pienoishehkulamppu, jota voidaan moduloida aina noin 10 Hz:iin saakka. Lampun hehkulangan lämpötilan modulointi aiheuttaa kuitenkin ylimääräisen rasituksen, mikä pienentää hehkulangan 5 elinikää. Suuremman säteilytehon aikaan saamiseksi on käytettävä säteilevältä pinta-alaltaan suurempaa lämmitettävää kappaletta, jonka lämpiäminen on hidasta. Tällöin onkin käytettävä säteilyn moduloimiseen erillistä mekaanista katkojaa, joka on sijoitettu säteilyn optiselle tielle. Mekaanisen katkojan elinikä on kuitenkin lyhyt.The NDIR instrumentation typically uses a modulated IR source as a light source because the signal from the detector is easier to process in AC mode. The IR radiation can be modulated by interrupting the power supplied to the IR source. However, a sufficiently low thermal time constant is required from the ER source to allow a sufficiently high modulation frequency. A suitable IR source is, for example, a miniature incandescent lamp which can be modulated up to about 10 Hz. However, modulation of the temperature of the filament filament causes additional stress, which reduces the filament 5 lifetime. In order to achieve a higher radiation power, a heating element with a higher radiant surface area and slow heating must be used. In this case, a separate mechanical interrupter, located on the optical path of the radiation, must be used to modulate the radiation. However, the life of a mechanical chopper is short.

10 Keksinnön mukaisen ratkaisun vaihtoehtoja on esitetty seuraavassa:The alternatives of the solution according to the invention are presented below:

Tyypilliset valonlähteet: - esim. hehkulamppu, mikrohehku, LED, Laser, kaasupurkausputki Tyypilliset detektori tekniikat:Typical light sources: - eg incandescent lamp, microwave, LED, laser, gas discharge tube Typical detector techniques:

15 - esim. thermopile, bolometri, fotoni-ilmaisin, LDR15 - eg thermopile, bolometer, photon detector, LDR

Tyypilliset mittauskohteet: - esim. C02, CO, hiilivedyt, 02, H20, ilokaasu Mittauskammion ominaisuudet (esim. kanavan pituus) eri sovelluksissa: - mittauskammion valotien pituus riippuu mitattavan aineen pitoisuudesta ja 20 aineelle ominaisesta absorptiovoimakkuudesta. Mittauskammion minimipituus määräytyy tarvittavan mittausherkkyyden perusteella ja tarvittava lineaarisuus määrää maksimipituuden. Valonlähteen ja valonilmaisimen sijoittelussa mittauskammiossa on useita eri vaihtoehtoja. Esimerkiksi peilin avulla voidaan valonlähde ja ilmaisin sijoittaa samaan päähän mittauskammiota.Typical measuring objects: - eg C02, CO, hydrocarbons, 02, H20, fine gas Characteristics of measuring chamber (eg channel length) in different applications: - The length of the light path of the measuring chamber depends on the concentration of the substance to be measured. The minimum length of the measuring chamber is determined by the required measurement sensitivity and the required linearity determines the maximum length. There are several options for positioning the light source and the light detector in the measuring chamber. For example, a mirror can be used to position the light source and the detector at the same end of the measuring chamber.

2525

Keksinnön mukaisesti käytetyt optiset mittauskaistat (aallonpituudet) voivat olla näkyvän valon alueella, mutta hyvin tyypillisesti käytetään myös infrapuna-alueen mittauskaistoja. Luonnollisesti myös UV-kaistojen käyttö on keksinnön puitteissa mahdollista.The optical measurement bands (wavelengths) used in accordance with the invention may be in the visible light range, but very typically also in the infrared range. Of course, the use of UV bands is also possible within the scope of the invention.

Diffuusioyhde 9 on keksinnön mukaisesti jäljestetty sellaiseksi, ettei sen yhdistäminen mittauskammioon 1 aiheuta tämän sisälle olennaista virtausta. Tyypillisesti 30 7 diffuusioyhde 9 yhdistyy yhdellä aukolla mittauskammioon 1 ja aukossa voi olla suodatin. Keksinnön puitteissa kyseinen aukko voi olla jaettu useisiin osiin tai diffuusioyhde 9 voi olla muodostettu nipusta erillisiä putkia, jotka ovat välittömästi toistensa läheisyydessä. Näitä edellä mainittuja vaihtoehtoisia keksinnön mukaisia 5 tapoja voidaan kutsua diffuusiotulosovitelmaksi. Teknisenä tavoitteena em. seikoilla on se, ettei mittauskammioon 1 muodostu useita aukkoja, joiden välille muodostuu olennainen paine-ero muodostamaan virtausta.According to the invention, the diffusion coupling 9 is shaped such that its connection to the measuring chamber 1 does not cause a substantial flow therein. Typically, the diffusion coupling 9 7 is connected to the measuring chamber 1 by a single aperture and may have a filter. Within the scope of the invention, the aperture may be divided into a plurality of parts or the diffusion connection 9 may be formed from separate bundles of tubes immediately adjacent to one another. These alternative methods of the invention mentioned above may be referred to as a diffusion result arrangement. A technical object of the above is that a number of openings are not formed in the measuring chamber 1, between which a substantial pressure difference is formed to form a flow.

Keksinnön mukaisesti diffuusiotulosovitelma 9 on toteutettu siten, että 10 mittauskammiossa keskimääräinen massavirtaus on likimain nolla. Tällöin diffuusion aiheuttama molekyylien siirtymä edustaa vähintään 90% mitattavan aineen kokonaismolekyylivuosta. Tällöin keksinnön mukaisesti tarkoitetaan sitä, ettei mittauskammiossa 1 tapahdu olennaista virtausta.According to the invention, the diffusion inlet assembly 9 is implemented such that the average mass flow in the measuring chamber 10 is approximately zero. In this case, the molecular shift caused by diffusion represents at least 90% of the total molecular flux of the substance being measured. Hereby, according to the invention, it is meant that no substantial flow takes place in the measuring chamber 1.

15 Kuviossa 5 on esitetty keksinnön mukainen yleinen ratkaisu, jossa mittauskammio 1 sisältää minkä tahansa kaasun pitoisuuden mittausanturin 10. Tällainen anturi on voi olla esimerkiksi kapasitiivinen suhteellisen kosteuden mittausanturi.Figure 5 illustrates a general solution according to the invention, wherein the measuring chamber 1 includes a sensor for measuring the concentration of any gas 10. Such a sensor may be, for example, a capacitive relative humidity sensor.

2020

Claims (12)

1. Mätanordning för gas- eller vätskehalt, vilken mätanordning omfattar - en mätkammare (1), 5. mätanordningar (2, 3, 10) anordnade i mätkammaren (1) för att mätä gas elier vätskehalt, ooh - organ (7, 6, 8) för att hämta den för mätning avsedda gasen eller vätskan för att mätäs tili mätkammaren (1) medelst en diffusionsanordning (9) pä sä sätt, att nägot väsentligt flöde genom mätkammaren (1) inte kan förekomma, 10 kännetecknad av att - mätanordningen omfattar en tili mätkammaren (1) fast ansluten förbiflödes-väg (6) med en inmatningsanslutning (7) och en pä ett avständ frän denna anordnad utmatningsanslutning (8), medelst vilken förbiflödesväg (6) den för 15 mätning avsedda gasen eller vätskan hämtas i närheten av diffusions- anordningen (9).A gas or liquid content measuring device comprising a measuring device - a measuring chamber (1), 5. measuring devices (2, 3, 10) arranged in the measuring chamber (1) for measuring gas or liquid content, and other means (7, 6, 8) for retrieving the gas or liquid for measuring to be measured in the measuring chamber (1) by means of a diffusion device (9) in such a way that no substantial flow through the measuring chamber (1) can occur, characterized in that - the measuring device comprises a by-pass path (6) connected to the measuring chamber (1) with an inlet connection (7) and a discharge connection (8) arranged from this outlet connection, by means of which by-pass path (6) the gas or liquid intended for measurement is collected in the vicinity of the diffuser (9). 2. Mätanordning för gas- eller vätskehalt i enlighet med patentkrav 1. kännetecknad av att den uppvisar endast en diffusionsanordning (9).Gas or liquid content measuring device according to claim 1. characterized in that it has only one diffusion device (9). 3. Mätanordning för gas- eller vätskehalt i enlighet med patentkrav 1 eller 2, känne-20 tecknad av att anordningen omfattar en i mätkammaren (1) anordnad ljuskälla (2) och en ljusdetektor (3).Gas or liquid content measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the device comprises a light source (2) arranged in the measuring chamber (1) and a light detector (3). 4. Mätanordning för gas- eller vätskehalt i enlighet med patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av att anordningen omfattar en givare för fuktighetsmätning.Gas or liquid content measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the device comprises a humidity measurement sensor. 5. Anordning i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknad av 25 att mätkammaren (1) är ansluten medelst diffusionsanordningen (9) i närheten av förbiflödesvägens (6) flödesinmatning (4) eller -utmatning (5).Device according to any of the preceding claims, characterized in that the measuring chamber (1) is connected by means of the diffusion device (9) in the vicinity of the flow input (4) or discharge (5) of the by-pass path (6). 6. Anordning i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknad av att anordningen omfattar en flödespump för att bilda ett flöde i förbiflödesvägen (6).Device according to any of the preceding claims, characterized in that the device comprises a flow pump for forming a flow in the by-flow path (6). 7. Anordning i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknad av att mätanordningen utgörs av en NDIR-mätanordning. 5Device according to any of the preceding claims, characterized in that the measuring device is an NDIR measuring device. 5 8. Förfarande för mätning av gas- eller vätskehalt, vid vilket förfarande - den för mätning avsedda gasen eller vätskan tilläts diffundera i mätkammaren (1) pä sä sätt, att nägot väsentligt flöde genom mätkammaren inte kan före-komma, och - gas- eller vätskehalten i mätkammaren (1) mäts, 10 kännetecknat av att - den för mätning avsedda gasen eller vätskan tilläts diffundera i mätkammaren (1) via diffusionsanordningen (9) frän ett av inmatningsanslutningen (7) matat förbiflödesrör (6), varvid den för mätning avsedda gasen leds bort frän förbi-flödesröret (6) via en utmatningsanslutning (8) anordnad pä ett avständ frän 15 inmatningsanslutningen.A method for measuring gas or liquid content, in which method - the gas or liquid intended for measurement is allowed to diffuse in the measuring chamber (1) in such a way that no substantial flow through the measuring chamber can occur, and - gas or the liquid content of the measuring chamber (1) is measured, characterized in that - the gas or liquid intended for measurement is allowed to diffuse in the measuring chamber (1) via the diffusion device (9) from a bypass tube (6) fed by the inlet connection (7). the gas is discharged from the by-pass tube (6) via a discharge connection (8) arranged at a distance from the feed connection. 9. Förfarande i enlighet med patentkrav 8, kännetecknat av att strälning riktas mot mätkammaren (1) och den mätkammaren (1) passerade strälningen detekteras.Method according to claim 8, characterized in that radiation is directed towards the measuring chamber (1) and the radiation passed through the measuring chamber (1) is detected. 10. Förfarande i enlighet med patentkrav 8 eller 9, kännetecknat av att ett massflöde i mätkammaren (1) förhindras. 20Method according to claim 8 or 9, characterized in that a mass flow in the measuring chamber (1) is prevented. 20 11. Förfarande i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att mätkammaren (1) är ansluten tili förbiflödesvägen (6) i närheten av dess in-matning (4) eller utmatning (5).Method according to any of the preceding claims, characterized in that the measuring chamber (1) is connected to the bypass path (6) in the vicinity of its inlet (4) or output (5). 12. Förfarande i enlighet med nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att den för mätning avsedda gasen eller vätskan bringas i form av ett massflöde tili 25 förbiflödesvägen (6) med hjälp av tryckskillnaden mellan dess inmatning (4) och utmatning (5), t.ex. medelst en flödespump.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the gas or liquid intended for measurement is brought in the form of a mass flow to the by-pass path (6) by means of the pressure difference between its inlet (4) and outlet (5), e.g. by means of a flow pump.
FI20051094A 2005-10-28 2005-10-28 Device and method for optical concentration measurement FI120663B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20051094A FI120663B (en) 2005-10-28 2005-10-28 Device and method for optical concentration measurement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20051094A FI120663B (en) 2005-10-28 2005-10-28 Device and method for optical concentration measurement
FI20051094 2005-10-28

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20051094A0 FI20051094A0 (en) 2005-10-28
FI20051094A FI20051094A (en) 2007-04-29
FI120663B true FI120663B (en) 2010-01-15

Family

ID=35185226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20051094A FI120663B (en) 2005-10-28 2005-10-28 Device and method for optical concentration measurement

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI120663B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20051094A (en) 2007-04-29
FI20051094A0 (en) 2005-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101069042B1 (en) A chamber configuration adapted for a particle detector having an inlet through which fluid is adapted to flow at a first velocity
CA1036384A (en) Non-dispersive multiple gas analyzer
US3833305A (en) Gas analyzing apparatus
FI3514533T3 (en) Apparatus for monitoring mercury gas in a sample
US20100110438A1 (en) Hybrid gas analyzer
CN105358964B (en) CLA Chemilumineceut Analyzer and liquid depth sensor
FI107194B (en) Analysis of gas mixtures by infrared method
US20120236323A1 (en) Method for Determining the Optical Measurement Path Length in a Duct Gas Monitoring System
CN102095699A (en) Multicomponent gas analyzer and gas analysis detection system
US7968854B2 (en) Device for sterilizing a fluid
CN102419304B (en) Optical measuring probe system for high-humidity low-concentration flue gas pollutants
SE455134B (en) SET AND DEVICE FOR OPTICAL ANALYSIS IN FLOW CUVET
KR100881745B1 (en) Photometric Gas Detection System and Method
US20090046287A1 (en) Zero angle photo spectrophotometer for monitoring of water systems
JP2023011020A (en) Method and device for monitoring quality of gaseous media
JPH09257667A (en) Dust-concentration measuring device
JP2012507734A (en) Gas analyzer
KR101960226B1 (en) Apparatus for measuring black carbon
CN201016927Y (en) Quantum laser flue gas continuous analysis sensor
FI120663B (en) Device and method for optical concentration measurement
US11442005B2 (en) Gas analyser system
JP2003222591A (en) Gas measurement device
JPH0412821B2 (en)
CN209979488U (en) Detection of SO by ultraviolet fluorescence2Device for the preparation of
GB2237633A (en) Determining the concentration of a gaseous component by fluorescence

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 120663

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed