WO1998040722A1 - Kohlenstoffisotopenanalysator - Google Patents

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WO1998040722A1
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gas
isotope analyzer
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Heinz Fischer
Bernd Kuhlmann
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Fischer Analysen Instrumente Gmbh
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    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/004—CO or CO2

Definitions

  • the invention relates to a carbon isotope analyzer with the features of the preamble of claim 1.
  • Breathing gas analyzers are known which are based on the principle of non-dispersive infrared spectroscopy. This
  • Analytical devices are equipped with a spectrometer developed for industrial applications to determine the concentrations of individual components in gases and vapors. This
  • the invention is therefore based on the object of providing a breathing gas analyzer which is particularly suitable for practical routine operation and which ensures safe operation, high measurement accuracy and an inexpensive, compact design.
  • the carbon isotope analyzer according to claim 1 ensures by the arrangement of all functional elements in one device compact and robust design. All control elements such as the sample inlet connection are clearly arranged on the operating side of the device.
  • the integration of the sample inlet system coupled with the sample control system into the gas management system not only ensures simple and safe handling of the device, it also reduced the sample volume to 700 ml due to the special sample gas flow and achieved the high sample throughput of 40 sample / h.
  • the task for the individual modules is clearly divided uniform control of the analyzer is guaranteed.
  • the clear, modular structure of the device proves to be very advantageous, particularly when it comes to detecting and rectifying errors. It allows constant internal diagnosis of the device status and thus helps to minimize maintenance.
  • the equipment of the non-dispersive infrared spectrometer according to claim 2 with a measuring module with its own microcontroller and with a thermostat optimized for the measuring process proves to be particularly advantageous, by means of which a considerably higher accuracy and stability of the measured data is achieved.
  • the gas-tight seal of the entire optical system against the disturbing CO2 contents of the ambient air is an essential basis for meeting the high requirements for the accuracy of measured value acquisition and measured value control when measuring breathing gas.
  • the compact design of the measuring module with its own microcontroller for control, measured value acquisition and communication also results in increased electromechanical stability.
  • the structure of the gas management system according to claim 3, in which the metering and circulation unit and the flushing and zero gas unit are integrated, enables the generation of zero gas from the Ambient air and the circulation of the sample gas.
  • the design of the sample inlet system integrated in the dosing and circulation unit ensures that the unavoidable volume of extraneous gas is minimized when measuring from breathing gas bags. This advantage is achieved by the structure of the sample inlet system according to claim 4, in that the connecting tubes of the breathing gas bags are arranged directly on the connecting pieces of the valves.
  • the coupling of the sample inlet system to the sample control system is also particularly advantageous.
  • the sample control system detects whether a sample is at one of the sample inlets and thus prevents incorrect operation by the user.
  • Concentration compensation in the measuring cuvettes is achieved by the circulation of the sample gas.
  • Another significant advantage of the carbon isotope analyzer is achieved by installing the standardized CAN bus according to claim 8.
  • This CAN bus system which is known from motor vehicle technology and has proven its immunity to interference, guarantees uniform control of the analyzer, with the internal control of the carbon isotope analyzer and the communication with the internal PC unit being realized via a two-wire line. Its system-wide error detection and error signaling is guaranteed because the CAN network works constantly with the same valid data.
  • the CAN bus is also characterized by its high flexibility. Since the data transmission is message-oriented, the analysis system can can be expanded at any time without changing the overall configuration. The expansion of the I / O unit according to claim 7 and the expansion of the number of sample inlet systems according to claim 4 is thus ensured at all times.
  • the specially developed software program which is adapted to the technical structure and functionality of the analyzer, works as an application of the well-known WINDOWS interface.
  • the program is characterized by safe user guidance and a clear representation of the measurement results and the sizes obtained from them.
  • the common user interface makes it easy to access all control elements for routine actions when using the carbon isotope analyzer according to the invention, such as recording the sample data, triggering the measurements and displaying and documenting the results in measurement curves.
  • system variables such as pressure and temperature are constantly monitored and any malfunctions in the process are reported to the user.
  • the analyzer can be easily adapted to different tasks.
  • the constant monitoring of the analyzer for the failure of individual modules brings great advantages, particularly when used in the field of medical diagnostics.
  • Fig. 2 is a working window of the specially developed
  • Software program Fig. 3 shows a working window of the software program
  • FIG. 1 shows the essential components of the carbon isotope analyzer according to the invention.
  • the non-dispersive infrared spectrometer 1 is equipped with infrared receivers, whose high selectivity is achieved by filling them with the respective measuring component 1 3 CÜ2 or ⁇ 2 C ⁇ 2 and with a 2 CÜ2 filter in the 1 3 C ⁇ 2 channel, through which the cross sensitivity of the ⁇ 3 C ⁇ 2 compared to the 1 2 C ⁇ 2 is reduced and compensated.
  • the entire optical system is thermostatted in order to ensure the high demands on accuracy for breathing gas measurements, which is achieved by a thermostat 1 "optimized for the measuring process.
  • the gas management system 2 consists of an integrated dosing and circulation unit 2' and a flushing and zero gas unit 2 ", the dosing and circulation unit 2 'detecting the sample inlet system 7 and the sample control system 8 and the two systems being coupled to one another.
  • the sample inlet system is formed from the connecting piece 7 ', the valve 7 "and the sample detection module 7'".
  • valves 7 ", the gas paths and the cuvettes are flushed with CO2-free air generated in the flushing and zero gas unit 2".
  • the connecting hoses of the breathing gas bags filled with sample gas are plugged into the connecting pieces 7 ′′ arranged on the operating side of the analyzer.
  • the sample gas is metered to the zero gas by means of the sample inlet system 7
  • the CO2 concentration values are recorded, the CO2 concentration within the measuring range limits of the measuring module 1 'can be selected as desired by varying the dosing time and the concentration compensation in the cuvettes is ensured by the subsequent circulation of the measuring gas.
  • the data is exchanged via the digital I / O unit (3) and the CAN bus interface 4 to the external PC unit 5, which uses the special software program to record, process and display all the essential values using the special operating software 6.
  • a breath gas measurement is carried out according to the following steps.
  • the sample to be measured is entered into the special software program 6, the breathing gas bag with the sample gas is installed on a connecting piece 7 'of the sample inlet system 7, whereby the sample detection module 7' "is triggered via the valve 7".
  • FIG. 2 shows the working window through which the user is informed on the screen of the PC unit 5 of a sample that has not yet been measured.
  • the measurement can now be started via the software program 6 or the PC unit 5.
  • the sample inlet system 7 After the flushing of the units and gas paths with CO2-free air, the valve 7 "to which a breathing gas bag is connected is opened and the sample gas is let into the infrared spectrometer 1.
  • the sample detection module 7 '" is notified and the user is informed on the screen of a measurement at the corresponding sample inlet system 7. Then the dosing and circulation unit 2 'is switched over again in order to remove the zero gas still present from the unit 2' and the infrared spectrometer 1. If the CO2 concentration lies outside the measuring range limits of the infrared spectrometer 1, the valve 7 "and the dosing and circulation unit 2 'are switched on until the CO2 concentration is within the measuring range limits. Then the measuring gas located in the infrared spectrometer 1 is measured by means of the circuit.
  • the measured values determined are transmitted to the external PC unit 5 and the operating software 6 via an A / D converter and the CAN bus interface and evaluated by the software.
  • the sample recognition module 7 "'informs the user on the screen of a measured sample at the corresponding sample inlet system.
  • the purging and zero gas unit 2" and the metering and circulation unit 2' are then switched on again, so that zero gas is again introduced into the analysis system.
  • the next measurement is started automatically after querying the sample recognition module 7 ′′ on an installed sample at a further sample inlet system 7.
  • FIG. 3 shows the working window of the special operating software 6 on which the system sizes can be displayed, diagnosed and regulated.
  • the clear technical structure of the carbon isotope analyzer in analyzer 1, dosing and circulation unit 2 ', purging and zero gas unit 2 ", digital I / O unit 3, CAN bus interface 4, sample inlet system 7 and sample control system 8 facilitates the detection of errors and their correction.

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Abstract

Kohlenstoffisotopenanalysator zur Bestimmung des Verhältnisses der stabilen Isotope ?12C und 13¿C im CO¿2? des Atemgases besonders für den praktischen Routinebetrieb im klinischen Bereich mit sicherer Bedienung, hoher Meßgenauigkeit und in einer kostengünstigen kompakten Bauweise. Der erfindungsgemäße Kohlenstoffisotopenanalysator ist gekennzeichnet durch eine modulartige kompakte Bauform, indem alle Module, ein nichtdispersives Infrarotspektrometer (1) mit integriertem Meßmodul und eigenem Microcontroller (9), ein Gasmanagementsystem (2) mit integriertem Probeneinlaßsystem (7) und Probenkontrollsystem (8), eine digitale E/A-Einheit (3) und eine Bus-Schnittstelle (4) modulartig in einem Gehäuse angeordnet sind, das über ein Kabel mit einer externen PC-Einheit (5) verbunden ist. Eine speziell entwickelte Bediensoftware gewährleistet die ständige anwenderfreundliche Kommunikation mit dem Kohlenstoffisotopenanalysator sowie dessen Wartung und Kontrolle.

Description

Kohlenstoffisotopenanalysator
Die Erfindung betrifft einen Kohlenstoffisotopenanalysator mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 .
Es sind Atemgasanalysatoren bekannt, die auf dem Prinzip der nichtdispersiven Infrarotspektroskopie basieren. Diese
Analysengeräte sind mit einem für industrielle Anwendungen entwickelten Spektrometer zur Bestimmung von Konzentrationen einzelner Komponenten in Gasen und Dämpfen ausgestattet. Diese
Geräte müssen jedoch für die Anwendung zur 1 ^' 1 ^Cθ2- Bestimmung in Atemgasen modifiziert werden. Die damit verbundenen Umbauten (Thermostatierung, Probeneinlaß etc.) können die Betriebssicherheit dieser Geräte negativ beeinflussen, was für den routinemäßigen Einsatz im praktischen
Alltag beispielsweise im klinischen Bereich, von großem Nachteil ist. Diese Analysengeräte sind außerdem dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Probeneinlasses und der Probendosierung getrennt von der Datenerfassung erfolgen muß.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein für den praktischen Routinebetrieb besonders im klinischen Bereich geeignetes Atemgas- Analysengerät zu schaffen, das eine sichere Bedienung, hohe Meßgenauigkeit und eine kostengünstige kompakte Bauweise gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Der Kohlenstoffisotopenanalysator gemäß Anspruch 1 gewährleistet durch die Anordnung aller Funktionselemente in einem Gerät eine kompakte und robuste Bauform. Dabei sind alle Bedienelemente wie beispielsweise die Probeneinlaßstutzen übersichtlich an der Bedienseite des Gerätes angeordnet. Durch die Integration des mit dem Probenkontrollsystem gekoppelten Probeneinlaßsystems in das Gasmanagementsystem wird nicht nur eine einfache und sichere Handhabung des Gerätes gewährleistet, auch konnte das Probenvolumen durch die besondere Meßgasführung auf 700 ml gesenkt und der hohe Probendurchsatz von 40 Probe/h erreicht werden. Durch die ständige Auswertung und Kontrolle der Probendosierung und Überprüfung des Probenstatus über die digitale E/A- Einheit, die Meßwerterfassung und die Meßwertkontrolle im Spektrometer sowie die Steuerung und Kommunikation aller Informationen über die Bus- Schnittstelle ist bei klarer Teilung der Aufgabenstellung für die einzelnen Module eine einheitliche Ansteuerung des Analysengerätes garantiert. Die klare modulartige Gliederung des Gerätes erweist sich besonders bei der Fehlererkennung und deren Behebung als sehr vorteilhaft. Sie gestattet eine ständige interne Diagnose des Gerätestatus und trägt so zur Minimierung des Wartungsaufwands bei.
Als besonders vorteilhaft erweist sich die Ausstattung des nichtdispersiven Infrarotspektrometers nach Anspruch 2 mit einem Meßmodul mit eigenem Microcontroller und mit einem auf den Meßprozeß optimierten Thermostaten, durch die eine erheblich höhere Genauigkeit und Stabilität der Meßdaten erreicht wird. Neben der Thermostatierung ist der gasdichte Abschluß des gesamten optischen Systems gegen die störenden CO2 - Gehalte der Umgebungsluft eine wesentliche Basis für die Erreichung der hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Meßwerterfassung und Meßwertkontrolle bei der Atemgasmessung. Durch die Kompaktbauform des Meßmoduls mit eigenem Microcontroller zur Steuerung, Meßwerterfassung und Kommunikation wird außerdem eine erhöhte elektromechanische Stabilität erreicht.
Der Aufbau des Gasmanagementsystems gemäß Anspruch 3, in dem die Dosier- und Kreislaufeinheit und die Spül- und Nullgaseinheit integriert sind, ermöglicht die Erzeugung von Nullgas aus der Umgebungsluft und die Kreislaufführung des Probengases. Dabei sichert der konstruktive Aufbau des in die Dosier- und Kreislaufeinheit integrierten Probeneinlaßsystems, daß bei der Messung aus Atemgasbeuteln das unvermeidbare Fremdgasvolumen minimiert ist. Dieser Vorteil wird durch den Aufbau des Probeneinlaßsystems gemäß Anspruch 4 erreicht, indem die Anschlußschläuche der Atemgasbeutel direkt an den Anschlußstutzen der Ventile angeordnet werden.
Von besonderem Vorteil ist auch die Kopplung des Probeneinlaßsystems mit dem Probenkontrollsystem. Das Probenkontrollsystem erkennt, ob eine Probe an einem der Probeneingänge anliegt und verhindert so Fehlbedienungen durch den Anwender.
Die Konstruktion des Probeneinlasses nach den Ansprüchen 4, 5 und 6 und die Integration der Dosier- und Kreislaufeinheit und der Spül- und Nullgaseinheit in das Gasmanangementsystem gewährleisten auch die freie Wählbarkeit der CO2- Konzentration innerhalb der Meßbereichsgrenzen des Meßmoduls. Dies wird durch variable Meßgasdosierung erreicht, wobei der
Konzentrationsausgleich in den Meßküvetten durch die Kreislaufführung des Meßgases erzielt wird.
Ein weiterer erheblicher Vorteil des Kohlenstoffisotopenanalysators wird durch die Installation des standardisierten CAN - Bus nach Anspruch 8 erreicht. Dieses aus der KFZ- Technik bekannte und durch seine Störfestigkeit bewährte CAN- Bussystem garantiert eine einheitliche Ansteuerung des Analysengerätes, wobei die interne Steuerung des Kohlenstoffisotopenanalysators und die Kommunikation mit der internen PC- Einheit gemäß Anspruch 9 über eine Zweidrahtleitung realisiert wird. Seine systemweite Fehlererkennung und Fehlersignalisierung ist gewährleistet, da das CAN - Netzwerk ständig mit denselben gültigen Daten arbeitet. Außerdem zeichnet sich der CAN- Bus durch seine hohe Flexibilität aus. Da die Datenübermittlung meldungsorientiert erfolgt, kann das Analysensystem jederzeit erweitert werden, ohne die Gesamtkonfiguration zu ändern. Auch die Erweiterung der E/A- Einheit nach Anspruch 7 und die Erweiterung der Anzahl der Probeneinlaßsysteme nach Anspruch 4 ist damit jederzeit gesichert.
Hervorzuheben ist die speziell für die Atemgasanalyse und die Auswertung und Darstellung der Daten sowie zur Überwachung von Geräteteilen auf Funktionsausfall entwickelte Bediensoftware. Das speziell entwickelte und an den technischen Aufbau und die Funktionsweise des Analysengerätes angepaßte Softwareprogramm arbeitet als Anwendung der bekannten WINDOWS - Oberfläche. Das Programm zeichnet sich durch eine sichere Benutzerführung sowie eine übersichtliche Darstellung der Meßergebnisse und der daraus gewonnenen Größen aus. Durch die gemeinsame Benutzeroberfläche sind sämtliche Bedienelemente für die routinemäßigen Handlungen bei der Benutzung des erfindungsgemäßen Kohlenstoffisotopenanalysators, wie die Aufnahme der Probendaten, die Auslösung der Messungen sowie die Darstellung und Dokumentation der Resultate in Meßkurven, leicht erreichbar. Außerdem werden Systemgrößen wie Druck und Temperatur ständig überwacht und etwaige Störungen im Ablauf dem Anwender gemeldet. Durch die Einstellung weniger Systemparameter in der Bedienungssoftware kann das Analysengerät leicht an unterschiedliche Aufgabenstellungen angepaßt werden. Die ständige Überwachung des Analysengerätes auf Funktionsausfall einzelner Module bringt besonders bei der Anwendung im Bereich der medizinischen Diagnostik große Vorteile.
Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Funktionsschema des Kohlenstoffisotopenanaly sators mit symbolischer Darstellung aller funktionswesentlichen Baugruppen und Teile,
Fig. 2 ein Arbeitsfenster des speziell entwickelten
Softwareprogramms Fig. 3 ein Arbeitsfenster des Softwareprogramms zur
Diagnose und Darstellung von Systemgrößen
Das in Fig. 1 dargestellte Funktionsschema zeigt die wesentlichen Baugruppen des erfindungsgemäßen Kohlenstoffisotopenanalysators.
Dabei ist das nichtdispersive Infrarotspektrometer 1 mit Infrarotempfängern, deren hohe Selektivität durch Füllung mit der jeweiligen Meßkomponente 1 3CÜ2 bzw. ^ 2Cθ2 erreicht wird und mit einem 2CÜ2 - Filter im 1 3Cθ2 - Kanal ausgestattet, durch welchen die Querempfindlichkeit des ^ 3Cθ2 gegenüber dem 1 2Cθ2 reduziert und kompensiert wird. Um die für die Atemgasmessungen hohen Anforderungen an die Genauigkeit zu gewährleisten, ist das gesamte optische System thermostatiert, was durch einen auf den Meßprozeß optimierten Thermostaten 1 " erreicht wird. Außerdem ist das optische System gegen störende CO2 - Gehalte der Umgebeungsluft gasdicht abgeschlossen. Das im nichtdispersiven Infrarotspektrometer 1 integrierte und mit einem eigenen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Microcontroller 9 ausgestattete Meßmodul 1 ' gewährleistet dabei die Steuerung, Meßwerterfassung und Kommunikation mit der externen PC- Einheit 5. Das Gasmanagementsystem 2 ist aus einer integrierten Dosier- und Kreislaufeinheit 2' und einer Spül- und Nullgaseinheit 2" zusammengesetzt, wobei die Dosier- und Kreislaufeinheit 2' das Probeneinlaßsystem 7 und das Probenkontrollsystem 8 erfaßt und beide Systeme miteinander gekoppelt sind. Das Probeneinlaßsystem ist aus den Anschlußstutzen 7', dem Ventil 7" und dem Probenerkennungsmodul 7' " gebildet.
Vor einer Atemgasmessung aus Atemgasbeuteln werden die Ventile 7" , die Gaswege und die Küvetten mit in der Spül- und Nullgaseinheit 2" erzeugter CO2 - freier Luft gespült. Die Anschlußschläuche der mit Probengas gefüllten Atemgasbeutel werden auf die an der Bedienseite des Analysators angeordneten Anschlußstutzen 7" gesteckt. Das Probengas wird mittels des Probeneinlaßsystems 7 zum Nullgas dosiert. Über eine
Probengaskontrolle werden die CO2 - Konzentrationswerte erfaßt, wobei durch Variation der Dosierzeit die CO2 - Konzentration innerhalb der Meßbereichsgrenzen des Meßmoduls 1 ' beliebig wählbar ist und der Konzentrationsausgleich in den Küvetten durch die sich anschließende Kreislaufführung des Meßgases gewährleistet ist.
Der Datenaustausch erfolgt über die digitale E/A-Einheit (3) und die CAN- Busschnittstelle 4 zur externen PC- Einheit 5, die mittels des speziellen Softwareprogramms alle wesentlichen Werte erfaßt, verarbeitet und über die spezielle Bediensoftware 6 anzeigt.
Eine Atemgasmessung läuft dabei nach folgenden Schritten ab. Die zu messende Probe wird in das spezielle Softwareprogramm 6 eingegeben, der Atemgasbeutel mit dem Probengas an einem Anschlußstutzen 7' des Probeneinlaßsystems 7 installiert, wodurch über das Ventil 7" das Probenerkennungsmodul 7' " ausgelöst wird.
Fig. 2 zeigt das Arbeitsfenster über das der Anwender am Bildschirm der PC- Einheit 5 auf eine noch nicht gemessene Probe hingewiesen wird. Die Messung kann nun über das Softwareprogramm 6 bzw. die PC- Einheit 5 gestartet werden. Dazu werden zunächst die Spül- und Nullgaseinheit 2" und danach die Dosier- und Kreislaufeinheit 2' auf Nullgas geschalten, um die jeweilige Einheit und die Gaswege mit CO2- freier Luft zu spülen. Desgleichen erfolgt mit dem Probeneinlaß- System 7. Nach der Spülung der Einheiten und Gaswege mit CO2- freier Luft wird das Ventil 7", an dem ein Atemgasbeutel angeschlossen ist, geöffnet und das Probengas in das Infrarotspektrometer 1 eingelassen. Mit der Öffnung des Ventils 7" wird das Probenerkennungsmodul 7' " benachrichtigt und der Anwender am Bildschirm auf eine Messung am entsprechenden Probeneinlaß- System 7 hingewiesen. Danach wird die Dosier- und Kreislaufeinheit 2' nochmals umgeschalten, um das noch vorhandene Nullgas aus der Einheit 2' und dem Infrarotspektrometer 1 zu entfernen. Liegt die CO2- Konzentration außerhalb der Meßbereichsgrenzen des Infrarotspektrometers 1 , wird das Ventil 7" und die Dosier- und Kreislaufeinheit 2' solange zugeschalten bis sich die CO2- Konzentration innerhalb der Meßbereichsgrenzen befindet. Danach wird das im Infrarotspektrometer 1 befindliche Meßgas mittels der Kreislaufführung gemessen. Nach Ablauf der Meßzeit werden die ermittelten Meßwerte über einen A/D - Wandler und die CAN- Busschnittstelle auf die externe PC- Einheit 5 und die Bediensoftware 6 übertragen und von der Software ausgewertet. Das Probenerkennungsmodul 7" ' weist den Anwender am Bildschirm auf eine gemessene Probe am entsprechenden Probeneinlaßsystem hin. Danach wird die Spül- und Nullgaseinheit 2" und die Dosier- und Kreislaufeinheit 2' wieder zugeschalten, so daß wieder Nullgas in das Analysensystem eingelassen wird. Bei schon vorhandenen Meßeinträgen wird nach Abfragen des Probenerkennungsmoduls 7' " auf eine installierte Probe an einem weiteren Probeneinlaß- System 7 die nächste Messung automatisch gestartet.
Fig. 3 zeigt das Arbeitsfenster der speziellen Bediensoftware 6 an dem die Systemgrößen dargestellt, diagnostiziert und reguliert werden können. Dabei erleichtert die klare technische Gliederung des Kohlenstoffisotopenanalysators in Analysator 1 , Dosier- und Kreislaufeinheit 2', Spül- und Nullgaseinheit 2", digitale E/A- Einheit 3, CAN- Busschnittstelle 4, Probeneinlaß- System 7 und Probenkontroll- System 8 die Erkennung von Fehlern und deren Behebung.

Claims

S c h u t z a n s p r ü c h e
1 . Kohlenstoffisotopenanalysator zur Bestimmung des Verhältnisses der stabilen Isotope ' 2C und ' ^C im CO2 des Atemgases, bestehend aus einem nichtdispersiven Infrarotspektrometer ( 1 ), einem Gasmanagementsystem (2), einer digitalen E/A- Einheit (3), einer Bus- Schnittstelle (4) und einer externen PC- Einheit (5) mit einer Bediensoftware (6) dadurch gekennzeichnet, daß das nichtdispersive Infrarotspektrometer (1 ) und die digitale E/A- Einheit (3) ein im Gasmanangementsystem (2) integriertes Probeneinlaßsystem (7) und ein Probenkontrollsystem (8) ansteuern, daß das nichtdispersive Infrarotspektrometer ( 1 ), das Gasmanagementsystem (2), die digitale E/A- Einheit (3) und die Bus- Schnittstelle (4) modulartig in einem Gehäuse angeordnet und über ein Kabel mit der externen PC- Einheit (5) verbunden sind, daß jedes Modul mit einem eigenen Microcontroller (9) ausgestattet ist und daß die Microcontroller (9) über die Bus- Schnittstelle (4) mit der externen PC- Einheit (5) kommunizieren.
2. Kohlenstoffisotopenanalysator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das nichtdispersive Infrarotspektrometer ( 1 ) mit einem Meßmodul (V) ausgestattet ist, in dem der Microcontroller (9) integriert ist und daß das nichtdispersive Infrarotspektrometer ( 1 ) mit einem auf den Meßprozeß optimierten Thermostaten ( 1 ") ausgestattet und gasdicht abgeschlossen ist.
3. Kohlenstoffisotopenanalysator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in das Gasmanagementsystem (2) eine Dosier- und Kreislaufeinheit (2') und eine Spül- und Nullgaseinheit (2") integriert sind, wobei die Dosier- und Kreislaufeinheit (2') aus dem Probeneinlaß- System (7) und dem Probenkontrollsystem (8) gebildet ist.
4. Kohlenstoffisotopenanalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Probeneinlaß- System (7), aus einem Anschlußstutzen (7'), einem Ventil (7") und einem Probenerkennungsmodul (7' ") besteht, daß acht Probeneinlaß- Systeme (7) installiert sind, daß die Anzahl der Probeneinlaß-
Systeme (7) erweiterbar ist und daß die integrierte Dosier- und Kreislaufeinheit (2') und die Spül- und Nullgaseinheit (2") durch Variation der Dosierzeit die freie Wählbarkeit der CO2- Konzentration innerhalb der Meßbereichsgrenzen des Meßmoduls ( ) realisieren und der Konzentrationsausgleich in den Meßküvetten durch die Kreislaufführung des Meßgases erreichbar ist.
5. Kohlenstoffisotopenanalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Probeneinlaß- System (7) mit dem
Probenkontrollsystem (8) gekoppelt ist und die Informationen der Probenerkennungsmodule (7' ") zwischen dem
Probenkontrollsystem (8) und der digitalen E/A- Einheit (3) austauscht.
6. Kohlenstoffisotopenanalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierte Dosier- und Kreislaufeinheit (2') und die Spül- und Nullgaseinheit (2") die freie Wählbarkeit der CO2- Konzentration innerhalb der Meßbereichsgrenzen des Meßmoduls ( 1 ") realisieren.
7. Kohlenstoffisotopenanalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale E/A- Einheit (3) den Probeneinlaß digital steuert und kontrolliert und erweiterbar ist.
8. Kohlenstoffisotopenanalysator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bus- Schnittstelle (4) eine standardisierte CAN- Schnittstelle ist.
9. Kohlenstoffisotopenanalysator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bus- Schnittstelle (4) die interne Steuerung des Kohlenstoffisotopenanalysators und die Kommunikation zur externen PC- Einheit (5) realisiert.
1 0. Kohlenstoffisotopenanalysator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die externe PC- Einheit (5) mit einer CAN- Steckkarte ( 10) und der Bediensoftware (6) ausgestattet ist.
1 1 . Kohlenstoffisotopenanalysator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bediensoftware (6) ein speziell entwickeltes Programm zur Steuerung des Analysators, zur Meßwerterfassung, zur vollständigen Auswertung und Darstellung der Daten sowie zur Überwachung von Geräteteilen auf Funktionsausfall ist und als eine Anwendung unter der bekannten Microsoft- WINDOWS- Oberfläche arbeitet.
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