DD234493B1 - Anordnung zur nachkalibrierung von nichtdispersiven infrarot-gasanalysatoren - Google Patents

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Nachkalibrierung von nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysatoren mit gasgefüllten selektiven Detektoren.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Nichtdispersive Gasanalysatoren, insbesondere solche mit gasgefüllten selektiven Detektoren, müssen während ihrer Betriebszeit in regelmäßigen Abständen nachkalibriert werden, da sich ihre technischen Parameter allmählich ändern.

Normalerweise geschieht das mit Hilfe von Prüfgasen, die durch die Meßküvette geleitet werden. Die Herstellung von Prüfgasen in Druckgasflaschen und ihr Transport zum Gerät sind aufwendig, besonders, da die Zusammensetzung des Prüfgases mit dem Analysator abgestimmt werden muß. Viele Prüfgase, z. B. lösungsmittelhaltige Gemische, lassen sich nicht oder nur beschränkt in Druckgasflaschen abfüllen.

Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, wurden — abgehend von der selektiven Nachkalibrierung — Vorrichtungen und Verfahren vorgeschlagen, die nichtselektiv ein Meßsignal erzeugen, das zur Nachkalibrierung verwendet werden kann.

Hierzu gehören Mittel zur mechanischen Strahlungsabdeckung, wie z. B. Drähte (DE-AS 1293473), Blenden, Raster (DE-AS 1848984) beziehungsweise elektrische Strahlungsflußänderungen, die eine definierte Differenz zwischen Meß- und Vergleichssignal erzeugen.

Nachteilig bei diesen Verfahren und Vorrichtungen ist, daß bei Abnahme der Füllkonzentration der Detektoren, infolge nichtvermeidbarer Undichtheiten, die Meßempfindlichkeit gegenüber selektiver bzw. nichtselektiver Strahlungsabsorption unterschiedlich abnimmt. Somit sind diese Verfahren und Vorrichtungen zur unmittelbaren Nachkalibrierung nicht geeignet, da sie selbst von Zeit zu Zeit mit Prüfgas kontrolliert werden müssen.

Verfahren und Vorrichtungen, die zur Nachkalibrierung gasgefüllte Kalibrierküvetten anwenden (DE-OS 2826522), weisen neben der Notwendigkeit der genauen Positionierung von Kalibrierküvette und Kompensationsfenster den Mangel der potentiellen Undichtheit der Kalibrierküvette auf.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit geringem technischen Aufwand eine langzeitstabile Nachkalibrierung von nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysatoren mit gasgefüllten Empfängern zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Nachkalibrierung von nichtdispersen Infrarot-Gasanalysatoren mit gasgefüllten Empfängern zu schaffen, mit der die Vorteile selektiver Methoden mit denen nichtselektiver Methoden vereint werden und die einen gleichen Verlauf von Meßempfindlichkeit und Empfindlichkeit bei Anwendung der Kalibriermethode, insbesondere bei Abnahme der Füllkonzentration im Detektor ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Analysator gemäß Kennzeichen des Erfindungsanspruches die nichtselektive Strahlungsschwächung bei der Nachkalibrierung durch Anordnung eines selektivierenden Filterelements, zumindest im Meßstrahlengang selektiv gemacht wird, wobei der Durchlaßbereich des selektivierenden Filterelements die Wellenlänge des Absorptionsmaximums der nachzuweisenden Komponente mit erfaßt.

Das selektivierende Filterelement ist ein Interferenzfilter. Durch diese Anordnung wird eine selektive Nachkalibrierung ermöglicht, was im Gegensatz zu unselektiven Methoden zur Angleichung der Meßempfindlichkeit und der Empfindlichkeit der Nachkalibrierungsmethode führt.

Die elektronische Signalverarbeitung ist nicht Gegenstand der Erfindung.

Ausführungsbeispiele

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: Den Verlauf von Gasempfindlichkeit und Empfindlichkeit der unselektiven Nachkalibrierungsmethoden in Abhängigkeit

von der Füllkonzentration des Strahlungsdetektors Fig.2: Einen nichtdispersen Infrarot-Gasanalysatormitden erfindungsgemäßen Mitteln zur Nachkalibrierung (schematisch dargestellt)

In der Fig. 1 Kurve I wird der Verlauf der Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Detektorfüllgaskonzentration aufgezeigt. In der Kurve Il wird der Verlauf der Empfindlichkeit der unselektiven Nachkaiibrierungsmethode in Abhängigkeit der Detektorfüllgaskonzentration dargestellt.

Gemäß Fig. 2 wird die von den Strahlungsquellen 1 mit Reflektoren 2 ausgehende Infrarotstrahlung von einer rotierenden Blende 3 periodisch unterbrochen. Dadurch gelangt die Strahlung als Wechselstrahlung ausgebildet über die Meßküvette 9 und die Vergleichsküvette 4 auf den Detektor 5. Die durch den Detektor 5 in ein elektrisches Signal umgewandelten Differenzdruckschwankungen sind ein Maß für die Konzentration der zu messenden Komponente und werden über die Signalverarbeitung 6 (Verstärker) zur Anzeige 7 gebracht.

Durch das selektivierende Filterelement 8 wird die von den Strahlungsquellen 1 ausgehende Strahlung zumindest im Meßstrahlengang auf den Spektralbereich begrenzt, in dem das zu messende Medium absorbiert.

Aus Gründen der optischen Symmetrie kann zusätzlich ein gleiches selektierendes Filterelement im Vergleichsstrahlengang angeordnet werden.

Zur Nachkalibrierung wird die Meßküvette 9 mit einem dem Meßbereichsanfang entsprechenden Medium (z. B. Luft, N₂) gefüllt und mit dem Schalter 11 eine Widerstandskombination 10 parallel zum Meßstrahler geschaltet, wodurch dessen Strahlungsleistung vermindert wird.

Die entstehende Strahlungsdifferenz erzeugt ein Signal im Detektor 5, das nach Verstärkung im Verstärker 6 zur Anzeige 7 gelangt.

Durch die Begrenzung der Strahlung auf den Spektralbereich, in dem das zu messende Medium absorbiert, mit Hilfe des selektivierenden Filterelementes 8 wird erreicht, daß bei Abnahme der Füllgaskonzentration im Detektor 5 das Nachkalibriersignal sich im gleichen Maße ändert, wie das Meßsignal (weitgehende Annäherung der Kurven I und Il in Fig. 1).

Damit entspricht das Nachkalibriersignal dem Meßbereich und kann zur Kontrolle des Analysators und erforderlichenfalls zur Nachstellung des Verstärkers 6 benutzt werden, ohne daß die Verwendung von Prüfgas nötig ist.

Claims (2)

1. Anordnung zur Nachkalibrierung von nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysatoren, bestehend aus einer (zwei) Strahlungsquelle(n) (1), einer Modulationseinrichtung (3), einer (mit dem Meßgas füllbaren Küvette) Meßküvette (9), einer Vergleichsküvette (4), einem meßgassensibilisierten optopneumatischen Detektor (5) und einer Einrichtung zur unselektiven Strahlungsschwächung im Meßstrahlengang (10,11), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens im Strahlengang der Meßküvette (9) ein selektivierendes Filterelement (8) angeordnet ist, dessen Durchlaßbereich die Wellenlänge des Absorptionsmaximums der nachzuweisenden Komponente umfaßt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das selektivierende Filterelement (8) ein Interferenzfilter ist.