NO322957B1 - Apparat og metode for å redusere interferenssignaler fra atmosfæregasser ved optisk måling av gass i forseglede prosesser og beholdere. - Google Patents
Apparat og metode for å redusere interferenssignaler fra atmosfæregasser ved optisk måling av gass i forseglede prosesser og beholdere. Download PDFInfo
- Publication number
- NO322957B1 NO322957B1 NO20052614A NO20052614A NO322957B1 NO 322957 B1 NO322957 B1 NO 322957B1 NO 20052614 A NO20052614 A NO 20052614A NO 20052614 A NO20052614 A NO 20052614A NO 322957 B1 NO322957 B1 NO 322957B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- optical
- monitor
- light source
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 112
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 45
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 41
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 50
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical group [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 238000001307 laser spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000027734 detection of oxygen Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000012306 spectroscopic technique Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
- G01N2021/396—Type of laser source
- G01N2021/399—Diode laser
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Apparat og metode for å redusere interferenssignaler fra atmosfeeregasser ved optisk måling av gass i forseglede prosesser og beholdere.
Bakgrunn for oppfinnelsen
Ved måling av gasser med spektroskopiske teknikker er det normalt vanskelig å måle lave konsentrasjoner av gasser som også er tilstede i atmosfæren hvor gassanalysatoren er montert eller har blitt sammensatt. Dette er et problem typisk i prosesser som er forseglet eller isolert fra den normale atmosfæren, men hvor deler av den optiske løypa som lyset går gjennom er inni analysator
innkapslingen. Det er målsetningen med denne
oppfinnelsen å redusere interferensen fra gasser som kan være tilstede innen selve analysatoren.
For å være i stand til å måle lave konsentrasjoner av-
gasser vil man normalt bruke optiske, det vil si spektroskopiske, teknikker slik som laser spektroskopi basert på avstembare diodelasere, TDL(tuneable diode lasers). En gassanalysator eller gassmonitor basert på
TDL teknologi vil, som vist i figur 1, normalt inneholde:
• En avstembar laser lyskilde, 1000
• Optikk for å forme laserstrålen, 3010
• Et vindu 3020 for å isolere analysatoren fra prosessen
eller gassen som skal analyseres, 4000
• Et andre vindu 3020 på motsatt side av gass som skal analyseres eller prosess
• Et detektorlinse-system 3030 som fokuserer lyset på
• En detektor 2000.
Andre deler i en typisk gassanalysator, men ikke invovert i den optiske løypa, er elektronikksystemet 5000 inneholdende: elektronikk for temperaturkontroll av laser, modulasjon av laser, detektor forsterkere, analog til digitalkonvertere for å digitalisere analoge signaler slik som detektorsignalet og en mikroprosessor med programvare (firmware) for å kontrollere instrumentet så vel som å beregne en gasskonsentrasjon basert på samplede signaler.
Som det kan sees av figur 1, kan tilstedeværelse av gass i den optiske løypa også bidra til det optiske signalet. Dette gjelder for løypa mellom laseren 1000 og linse 3010, løypa mellom linse 3010 og vindu 3020 (venstre), løype mellom vindu 3020 (høyre) og linse 3030 and til slutt løype mellom linse 3030 og detektor 2000.
En beskrivelse av en optisk gassmålingsteknikk basert på laserspektroskopi kan finnes i den akademiske artikkelen publisert i Applied Physics B 67, side 297-305, 1998. Tittelen på denne publikasjonen er "Gas monitoring in the process industry using diode laser spectroscopy."
(Linnerud et.al.) Denne artikkelen gir også en kortfattet oppsummering av optisk måleteknikk og dens spektroskopiske grunnlag.
I prosesser som er forseglet(avstengt) fra den normale atmosfære ønsker man ofte å måle lave konsentrasjoner av gasser normalt tilstede i atmosfæren. Disse gassene vil bli regnet som forurensninger i prosessen og kan lede til lavere utbytte i produksjonsprosessen, eksplosjonsfare eller andre uønskede tilstander i prosessen. To eksempler på gasser man ønsker å måle i slike prosesser er vanndamp og oksygen. Noen få eksempler på slike prosesser er halvlederfabrikasjon, produksjon av (super-) rene gasser, kvalitetskontroll av lyspærer og medisinske beholdere ("vials") og deteksjon av oksygen i høyeksplosive prosesser.
Vanndamp og oksygen så vel som andre gasser er tilstede i den normale atmosfæren og vil typisk være tilstede i huset/innkapslingen til en gassanalysator. Spesielt dersom man ønsker å måle vanndamp i en forseglet prosess, vil signalet fra delen av løypa inni analysatoren typisk være mye sterkere enn absorbsjonen fra den delen av løypa som er inni prosessen. Signalbidraget fra den delen av løypa som er inni analysatoren kan endre seg med tiden på grunn av endring i fuktighet, temperatur og trykk og gjøre det nærmet umulig å få en pålitelig måling av gassen i prosessen.
Gassblandingen inni gassanalysatoren kan være. et resultat av luften (atmosfæren) der analysatoren ble montert, hvor den er installert (lekkasjer) og bidrag kan også komme fra emisjon av gas fra innsiden av veggene på innkapslingen/huset eller fra andre komponenter inni huset.
I figur 1 kan vi se at laserstrålen 1100 vil gå gjennom gassen inni analysatoren fra laseren 1000 til kollimeringslinsa 3010 and så til vinduet 3020 som isolerer monitoren fra prosessen og gassen som skal analyseres 4000. Lysstrålen går så inn i den andre siden av analysatoren gjennom et annet vindu 3020. Strålen vil gå gjennom mer gass fra vinduet til detektorlinsen 3030 og så til detektoren 2000. Dersom absorbsjonen fra gassen inni analysatoren selv er mye kraftigere enn absorbsjonen fra den samme gassen i prosessen, kan det i praksis være umulig å måle absorbsjonsbidraget fra prosessen på en pålitelig måte. Dette er spesielt et problem dersom konsentrasjonen i gassanalysatorhuset endrer seg over tid.
Kjent teknikk / prior art
En løsning normalt brukt i industrien er å spyle analysatorhuset med en gass som inneholder ingen eller små mengder av den gass man ønsker å måle. For oxygen-måling er nitrogen normalt brukt. For lav-nivå vanndampmåling må det benyttes nitrogen av høyere kvalitet, typisk kvalitet "6.0", som tilsvarer en N2
renhet på 99.9999% (seks ni-tall). En spyling av instrumenthuset med enten standard nitrogen eller enda verre med høykvalitetsnitrogen er dyrt og derfor ikke ønsket dersom det kan bli unngått.
Andre vanlige metoder brukt for å løse problemet inkluderer bygging av hermetisk forseglede optiske systemer som kan evakueres ved bruk av en vakumpumpe for deretter å bli fylt med en intert gas slik som høykvalitets nitrogen. Dette er en tidkrevende og arbeidsintensiv produksjonsprosess og dersom forseglingen i det optiske systemet starter å lekke, vil
gassanalysatoren raskt ikke lenger virke som tilsiktet.
En annen ulempe med et hermetisk tett optisk system er at
de indre overflatene kan emitere gasser slik som vanndamp selv etter at det har blitt evakuert med vakumpumpe og fylt med inert gass.
Sammendragene fra konferansen "The 5th International Conference on Tuneable Diode Laser Spectroscopy" 11-15
july 2005, Firenze, Italia ble publisert på den følgende adresse på internett i april 2005: http://www.ino.it/~pwwerle/Download/2005_Abstracts.pdf I et av sammendragene på side 22-23, nemlig "State-of-the-art of Diode-Laser based Gas Analysis in Process Industries", av Michael W. Markus fra Siemens AG Automation & Drives, Tyskland, er en annen metode for å måle lave konsentrasjoner av vanndamp beskrevet. Denne metoden bruker 2 målekanaler, en for prosessgassen og de gass-spylte delene av analysatoren og den andre kanalen kun for gassen brukt til spyling. Ved bruk av denne oppstillingen måler de vanndamp innholdet i spylegassen og kompenserer for det samme vanndamp innholdet i de spylte delene av instrumentet og muliggjør dermed å måle lave vanndampkonsentrasjoner i prosessen av interesse ved bruk av. lavkost spyleteknikker.
Amerikansk patent US 5,804,702 (Hovde et.al./Southwest Sciences Inc.) beskriver en prosess for å redusere interfererende signaler ved optisk måling av vanndamp..: I dette patentet blir normal vanndamp (H20) inni analysatoren erstattet med tungtvann-damp (D20 eller DHO). De tunge vannmolekylene har andre
absorbsjonslinjer enn normal vanndamp noe som gjør det mulig å måle lave konsentrasjoner av normal vanndamp i et forseglet system uten interferens fra vanndamp inni analysatoren selv. Etter at de normale vannmolekylene har blitt erstattet med tungtvann blir det optiske systemet forseglet. Tungtvann-isotoper er normalt ikke tilgjengelig for vanlige instrumentprodusenter på grunn restriksjoner pålagt på grunn av deres potensielle anvendelse i atomindustrien.
Beskrivelse av oppfinnelsen
Denne oppfinnelsen bruker en væske for å fortrenge de uønskede gassene fra den optiske løypa til
gassanalysatoren slik at lysstrålen fra lyskilden går gjennom væsken på dens vei fra lyskilden til vinduet som isolerer analysatoren fra prosessen. Tilsvarende vil væsken erstatte luft eller gass mellom optiske komponenter på mottakersiden foran detektoren. Væsker vil typisk ha andre brytningsindekser enn luft eller andre gasser og derfor vil det overordnede optiske designet bli modifisert for å kompensere for dette.
Fortrengning av gasser i monitorhuset/innkapslingen vil
virke på grunn av to ulike effekter. Den første og åpenbare effekten er at gassen vi ønsker å fjerne er fullstendig fortrengt av væsken. Den andre effekten.er. at selv om gassen vi ønsker.å fjerne fortsatt til en-viss grad er tilstede i væsken, vil linjefasongen til denne gassens absorbsjonslinjer bli signifikant endret på..grunn av kraftig linjeforbredning. Derfor vil ikke absorbsjon fra gassen i væsken influere målingen av den samme gassen i den forseglede prosessen. Fra et spektroskopisk synspunkt vil det til og med virke å bruke vann for måling av lavkonsentrasjon vanndamp så lenge vannet har tilstrekkelig transmisjon på den bølgelengde man vil benytte. Oljer med tilfredsstillende optiske og elektriske, det vil si isolerende egenskaper vil være det foretrukne valg.
Denne opfinnelsens teknikk kan anvendes på alle optiske gassmå1ernetoder selv om eksemplene og figurene i denne patentsøknaden viser målinger basert på avstembare diodelasere.
Den valgte væske må ha tilstrekkelig transmisjon i det bølgelengdeområde hvor lyskilden emiterer lys. Andre krav til væske-valg er at den må hverken fryse eller koke innenfor gassmonitorens operasjonelle temperaturområde.
Dette vil også gjelde for lagrings og transport temperaturområde. Andre viktige kriterier for væske-valg er at det ikke må dannes bobler eller skum i væsken under industrielle forhold slik som kraftige vibrasjoner.
Ulike deler av den optiske løypa inni gassmonitoren kan
ha ulike krav til væskens egenskaper. Området rundt lyskilden, som i den foretrukne utførelsesformen er en laser, kan kreve en væske med høy termisk ledningsevne og gode elektriske isolasjonsegenskaper mens andre deler av den optiske løypa kan kreve en væske med en spesiell
. brytnings indeks . Derfor vil ulike utførelsesf ormer, .av denne oppfinnelsen, benytte ^forskjellige ^væsker i de--;. .f orskj.éllige delene av den optiske : løypa inni .gassmonitoren.. En oppstilling hvor løypa mellom gassmonitoren og en beholder, slik som en lyspære eller medisinflaske ("vial"), er fylt med væske og hvor væsken
kan være en av væskene brukt inni gassmonitoren eller enda en annen type væske, er beskrevet i denne søknaden.
Den sistnevnte væske kan velges basert på
problemstillinger slik som produktrester på beholdere og helse, miljø og sikkerhetsbetraktninger.
Under er det listet opp noen mulige utførelsesformer for
den delen av monitoren som inneholder den
gassfortrengende væsken. Denne oppfinnelsen er dog ikke begrenset til disse utførelsesformene. Monitorens
forseglede deler inneholdende strålegang kan ha følgende utførelsesformer:
• Fullstendig fylt med væske, det vil si ingen gass
tilstede
• Fullstendig fylt med væske og væsken har et overtrykk.
• Fullstendig fylt med væske og omfattende midler for å kompensere for variabelt internt trykk på grunn av
temperaturutvidelse
• Fylt med væsken, noe rom avsatt for inert gass over
væsken
• Fylt med væsken, men noe rom avsatt for inert gass over væsken, denne gassen satt under trykk for å unngå
skumdannelse og bobler i væsken
• Enhver utførelsesform som over inkludert mider for å regulere temperaturen til væsken.
Med hensyn på lysstrålen både på innsiden og utsident av-instrumentet kan flere utførelsesf ormer anvendes inkludert en divergerende stråle, en kollimert stråle, en-, fokusert stråle og en diffus stråle basert på en op.t-isk- ........ diffuserenhet basert på en hvilken som helst teknikk.
En annen utførelsesform med hensyn på den optiske løypa
er vist i figur 7 hvor en fiber-(3200) koblet laser 1000
er brukt. Ved å bruke denne utførelsesformen vil temperaturkontrollen av laseren bli dekoblet fra væsken
med den mulige ulempe at et luftrom blir introdusert mellom laser og optisk fiber. I dette rom vil normalt isolatorlinser som kober laserlyset inn i fiberen være tilstede. For å kompensere for dette kan en
fibersplitter og en ekstra detektor instroduseres. To fibre vil da komme fra laseren og en av dem er koblet til gassanalysatoren som vist i figur 7 mens den andre fiberen er koblet til en detektor nummer to. Signalet
fra denne detektor nummer to er så brukt til å måle mulig
interferens og denne målingen er så brukt til å justere målingen i gassanalysatoren tilsvarende.
Nok en annen utførelsesform for det optiske systemet er basert på en dobbel løype ("dual path") angrepsmåte hvor både lyskilde og detektor er plassert på samme siden av den gass som skal måles og en retroreflektor er plassert på motsatt side.
En dobbel-løype analysator i følge denne oppfinnelsen vil
ha en retroflektor muligens fylt med væske og speilarrangement som muliggjør nullpunktssjekk en en løype inni instrumentet selv og en "gain" sjekk (sjekk på høyere nivå i 2- eller fler-punkts kalibrering) med en gasscelle satt inn i måleløypa. Speilarrangement og gasscelle er plassert i den væskéfylte del av V analysatoren.
En multipass celle utførelsesform av denne oppfinnelsen vil ha alle deler av multipass instrumentets optiske løype utenfor selve gasscellen fylt med væske.
Gasscellen kan for eksempel være en Herriott celle, men
er ikke begrenset til dette design.
For å optimalisere den optiske løypa når man måler gass i forseglede beholdere slik som flasker, medisinflasker ("vials") og lyspærer kan disse beholderne være designet
med et inkludert optisk vindu som del av beholderen med de optiske egenskapene endret for å gi en bedre optisk ytelse av kombinasjonen av gassanalysatoren og beholderen.
Normalt er laseren i en TDL gassmonitor temperatur-
regulert med en nøyaktighet bedre enn 10 mK (1 milli-
Kelvin tilsvarer 1/1000 °C) . I en utførelsesform av denne oppfinnelsen er temperaturkontrollen av laseren 1000
gjort indirekte ved å temperaturkontrollere væsken 6100 i den forseglede delen 6000 mens det i en annen
utførelsesform som i figur 7 er laseren plassert utenfor den forseglede delen 6000 og temperaturregulert som i kj ent teknikk.
Med hensyn på måleteknikk kan denne oppfinnelsen ha flere utførelsesformer. Den foretrukne utførelsesformen er basert på avstembare diodelasere, men andre
utførelsesformer er også mulig. Roterende optisk filterhjul med filter selektive for to eller flere spektrale områder, et filter i gassens absorbsjonsbølge-lengdeområde og et utenfor er en vanlig brukt teknikk..
FTIR teknikker kan også anvendes' så vel som teknikker basert på andre optiske filterteknikker slik som det; .som .-..*-,>..■■ er beskrevet i amerikansk patent US 5,606,419 (Norsk...- '; "Hydro) '■" \ 6c .
Beskrivelse av figurer.
Figur 1 viser kjent teknikk for en metode for optisk gassmåling ved bruk av en avstembar diodelaser 1000, emitterende laserlys 1100 som blir samlet av linse 3010
og sendt gjennom vindu 3020 som isolerer de indre delene av gassmonitoren fra omgivelses atmosfæren og
prosessgassen, gassen som skal måles 4000. Lyset passerer gjennom gassen som skal måles 4000 og blir samlet opp av mottakerdelen av gassmonitoren gjennom isolasjonsvindu 3020, lysstrålen blir fokusert på
detektor 2000 av linse 3030. Alt dette blir kontollert av elektronikksystemet 5000 omfattende midler for kontroll av lasermodulasjon og temperatur, midler for
forsterkning av detektorsignalet, midler for
digitalisering av analoge signaler, midler for beregning av gasskonsentrajon og midler for generell kontroll av instrumentet.
Som kan sees av figuren passerer lysstrålen gjennom deler både inni gassmonitoren (på innsiden av isolasjonsvindu 3020) og i den forseglede prosessen hvor det måles gass som skal analyseres 4000.
Dersom konsentrasjonen av gass som skal måles 4000 er ekstremt lav og denne samme gassen også er tilstede inni monitoren i signifikante mengder, vil absorbsjonssignalet fra gassen som skal måles kunne bli overskygget (skjult)
av absobsjonssignalet fra gassen inni selve monitoren.
Figur 2^viser det grunnleggende prinsippet- for denne,. oppfinnelsen hvor .lysstrålen 1100 går gjennom en væske • ;:, 6100 inni instrumentets hus og hvor væsken fortrenger
mulige interfererende gasser eller influerer kraftig på absorbsjonsspekteret på grunn av linjeforbrednings-
effekter. Dette gjør det mulig å måle ekstremt lave konsentrasjoner av gassen som skal måles 4000.
Væsken er plassert i forseglede deler 6000 og 6010.
Figur 3 viser et mulig oppsett for måling i en lyspære 9010 hvor også omgivelsesatmosfæren er fortrengt av væsken 6100. Figur 4 viser et mulig oppsett for måling av målgass (forurensning) 4000 i en medisinsk beholder "vial" 9020 inneholdene materiale 9030 som skal beskyttes mot forurensning. Figur 5 viser et forskjellig oppsett for måling i en medisinsk beholder "vial" ved å bruke fleksible pakninger 9050 for å koble gassanalysatoren til beholderen. Midler er tilgjengelige for variere væskehøyden slik at ikke noe blir sølt ut når beholdere ("vials") blir byttet. Figur 6 viser et tilsvarende oppsett som i figur 5, men for en lyspære. Figur 7 viser en modifikasjon av sendersiden av gassanalysatoren hvor laseren 1000 har blitt plassert utenfor volumet 6000 fylt med væske 6100. Laseren 1000 er blitt utstyrt med en fiber optisk "pig-tail" 3200 som går inn i det væskefylte volumet 6000 gjennom en forseglet gjennomføring 6040.
Claims (9)
1. Gassanalysator basert på optiske teknikker omfattende en lyskilde, optiske midler for å sende lyset fra lyskilde gjennom en gass som skal måles inn til en detektor og midler for å beregne en eller flere gasskonsentrasjoner basert på detektorsignalet karakterisert ved at de interne optiske løypene i gassananlysatoren er fylt med en væske.
2 . Gassmonitor som i krav 1 hvor væsken fullstending fortrenger gasser som kan interferere med målingen av målgassen.
3. Gassmonitor som i krav 1 hvor væsken fører til signifikante linjeforbredningseffekter for interfererende gass inneholdt i væsken slik at målingen av målgassen er upåvirket av den interfererende gassen inneholdt i væsken inni monitorinnkapslingen.
4. Gassmonitor som i krav 1, 2 eller 3 karakterisert ved at den er utstyrt med midler til å fylle volum mellom gassmålervinduer og forseglet beholder med en
tilsvarende væske som brukt inni gassmonitoren.
5. Gassmonitor som i ethvert av kravene 1, 2, 3 eller 4 hvor lyskilden er en avstembar diodelaser.
6. Gassmonitor som i ethvert av kravene 1, 2, 3 eller 4 hvor lyskilden er en bredbåndslyskilde og midler til å rette lysstrålen omfatter optiske filtre for å velge ut spektralt område av interesse.
7. Gassmonitor som i ethvert av kravene 1, 2, 3, 4, 5 eller 6 karakterisert ved at ulike væsker har blitt benyttet for ulike deler av den optiske løypa.
8. Optisk metode for måling av gass ved å bruke en lyskilde, optiske midler til å rette lys fra lyskilde gjennom en målgass inn på en detektor og midler for beregne en eller flere gasskonsentrasjoner basert på detektorsignalet karakterisert ved at interne lysbaner i gassanalysatoren er fylt med en væske.
9. Optisk metode som gitt i krav 8 karakterisert ved at deler av optisk løype mellom gassmonitor og en beholder med målgass er fylt med en tilsvarende væske.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20052614A NO322957B1 (no) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Apparat og metode for å redusere interferenssignaler fra atmosfæregasser ved optisk måling av gass i forseglede prosesser og beholdere. |
| PCT/NO2006/000200 WO2006130016A1 (en) | 2005-05-31 | 2006-05-29 | Apparatus and method for reducing interfering signals from atmospheric gases in optical measurement of gas in sealed processes or containers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20052614A NO322957B1 (no) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Apparat og metode for å redusere interferenssignaler fra atmosfæregasser ved optisk måling av gass i forseglede prosesser og beholdere. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20052614D0 NO20052614D0 (no) | 2005-05-31 |
| NO322957B1 true NO322957B1 (no) | 2006-12-18 |
Family
ID=35295050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20052614A NO322957B1 (no) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Apparat og metode for å redusere interferenssignaler fra atmosfæregasser ved optisk måling av gass i forseglede prosesser og beholdere. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO322957B1 (no) |
| WO (1) | WO2006130016A1 (no) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1399109B1 (it) * | 2010-03-31 | 2013-04-05 | Bonfiglioli Engineering S R L Ora Bonfiglioli Engineering S P A | Metodo di analisi di una componente gassosa presente in un contenitore sigillato ermeticamente |
| IT1401562B1 (it) * | 2010-06-28 | 2013-07-26 | L Pro S R L | Apparecchiatura per la misura della concentrazione di un gas in un contenitore chiuso |
| CN102519905A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-06-27 | 中国农业大学 | 一种汽车尾气检测方法 |
| CN104874238A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-09-02 | 成都虹华环保科技股份有限公司 | 一种有机废气处理系统用排放通道 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2442968A1 (de) * | 1974-09-07 | 1976-03-18 | Bosch Gmbh Robert | Geraet zur optischen bestimmung der truebung von stroemenden gasen |
| EP0768523B1 (en) * | 1995-10-10 | 2004-06-09 | L'air Liquide, S.A. à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Method and system for sensitive detection of molecular species in a vacuum by harmonic spectroscopy |
| FI963388A (fi) * | 1996-08-30 | 1998-03-01 | Instrumentarium Oy | Väliaineiden spektroskooppisessa analysoinnissa käytettävän mittausanturin lisärakenne |
| US6016372A (en) * | 1997-10-16 | 2000-01-18 | World Precision Instruments, Inc. | Chemical sensing techniques employing liquid-core optical fibers |
-
2005
- 2005-05-31 NO NO20052614A patent/NO322957B1/no unknown
-
2006
- 2006-05-29 WO PCT/NO2006/000200 patent/WO2006130016A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| D1 * |
| D2 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20052614D0 (no) | 2005-05-31 |
| WO2006130016A1 (en) | 2006-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5705816A (en) | Process and device for analyzing traces of impurities in a gas sample by means of a diode laser | |
| CN102656441B (zh) | 具有验证单元的光谱仪 | |
| NO824027L (no) | Maaling av konsentrasjonen av gassformig hydrogenfluorid | |
| US6028310A (en) | Linear cavity laser system for intracavity laser spectroscopy | |
| US9719878B2 (en) | Photonic article, process for making and using same | |
| US6636316B1 (en) | Spectroscopic method for analyzing a gas by using laser beam | |
| CN105765381B (zh) | 用于测量溶解在液体中的气体的气体浓度的方法及系统 | |
| AU2013359242A1 (en) | Optical reflectors for spectrometer gas cells | |
| WO2008048994A2 (en) | Detection of moisture in refrigerants | |
| Stimler et al. | High precision measurements of atmospheric concentrations and plant exchange rates of carbonyl sulfide using mid‐IR quantum cascade laser | |
| KR20210127719A (ko) | 분자 종의 광학 감지를 위한 분광 장치, 시스템, 및 방법 | |
| NO322957B1 (no) | Apparat og metode for å redusere interferenssignaler fra atmosfæregasser ved optisk måling av gass i forseglede prosesser og beholdere. | |
| JP4790949B2 (ja) | 分析装置 | |
| Melin et al. | Gas cell based on optical contacting for fundamental spectroscopy studies with initial reference absorption spectrum of H2O vapor at 1723 K and 0.0235 bar | |
| Wu et al. | Quantitative analysis of trace moisture in N2 and NH3 gases with dual-cell near-infrared diode laser absorption spectroscopy | |
| US8097856B2 (en) | Super-miniaturized NDIR gas sensor | |
| Persijn | Purity Analysis of Gases Used in the Preparation of Reference Gas Standards Using a Versatile OPO‐Based CRDS Spectrometer | |
| JP2019056560A (ja) | 検査方法及び検査システム | |
| US9086421B1 (en) | Device and method for cavity detected high-speed diffusion chromatography | |
| JP5661859B2 (ja) | バリアエレメント及び超バリアエレメントの浸透率の測定装置及び測定方法 | |
| ES2655203T3 (es) | Espectroscopia mejorada de fase de vapor | |
| RU2823517C1 (ru) | Газоанализатор | |
| Dakin et al. | Latest developments in gas sensing using correlation spectroscopy | |
| Mironchuk et al. | Measurement of the concentration ratio for 13Ñ and 12Ñ isotopes at atmospheric pressure by carbon dioxide absorption of diode laser radiation at∼ 2 μm | |
| Cocola et al. | A non-dispersive approach for a Raman gas sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: NEO MONITORS AS, NO |
|
| CREP | Change of representative |
Representative=s name: ACAPO AS, POSTBOKS 1880 NORDNES, 5817 BERGEN, NORG |