DE19753672A1 - Continuous, selective gas concentration measurement instrument - Google Patents
Continuous, selective gas concentration measurement instrumentInfo
- Publication number
- DE19753672A1 DE19753672A1 DE19753672A DE19753672A DE19753672A1 DE 19753672 A1 DE19753672 A1 DE 19753672A1 DE 19753672 A DE19753672 A DE 19753672A DE 19753672 A DE19753672 A DE 19753672A DE 19753672 A1 DE19753672 A1 DE 19753672A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- measuring
- radiation
- detector
- gas discharge
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title abstract description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 35
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method 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
- G01N21/35—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
- G01N21/3518—Devices using gas filter correlation techniques; Devices using gas pressure modulation techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Gasanalysator zur Bestimmung der Konzentration einer vorgegebenen Gaskomponente in einem Meß gas, mit einer eine Meßstrahlung erzeugenden Strahlungs quelle, einer mit dem Meßgas füllbaren und von der Meßstrah lung durchstrahlten Meßküvette und einer die aus der Meß küvette austretende Meßstrahlung detektierenden Detektor einrichtung.The invention relates to a gas analyzer for determining the Concentration of a given gas component in one measurement gas, with a radiation generating a measuring radiation source, one that can be filled with the measuring gas and from the measuring beam radiation irradiated measuring cell and one from the measuring cuvette emerging measuring radiation detecting detector Facility.
Ein derartiger, aus der DE 33 21 360 A1 bekannter, nicht dispersiver Gasanalysator weist eine strahlungsdurchlässige Meßküvette auf, in die ein Meßgas eingeleitet wird, welches eine Gaskomponente in einer zu bestimmenden Konzentration enthält. Die Meßküvette wird mit einer Infrarot-Meßstrahlung durchstrahlt, die von einer entsprechenden Strahlungsquelle erzeugt und vor Eintritt in die Meßküvette mittels eines Blendenrads moduliert wird. Nach Durchstrahlen der Meßküvette fällt die Meßstrahlung in eine opto-pneumatische Detektor einrichtung, die aus zwei hintereinanderliegenden, mit der zu analysierenden Gaskomponente gefüllten und über einen druck- oder strömungsempfindlichen Sensor miteinander verbundenen Detektorkammern besteht.Such a, known from DE 33 21 360 A1, not dispersive gas analyzer has a radiation permeable Measuring cell in which a sample gas is introduced, which a gas component in a concentration to be determined contains. The measuring cell is made with an infrared measuring radiation radiates from a corresponding radiation source generated and before entering the measuring cell by means of a Aperture wheel is modulated. After radiating through the measuring cell the measuring radiation falls into an opto-pneumatic detector device consisting of two consecutive, with the to analyzing gas component filled and over a pressure or flow-sensitive sensor connected together Detector chambers exist.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß bei dem Gasanalysator der eingangs angegebenen Art die Strahlungsquelle eine mit der Gaskomponente gefüllte Gasentladungsleuchte ist. Die damit erzeugte Meßstrahlung ist spezifisch für die in der Strahlungsquelle enthaltene Gaskomponente, wodurch eine Se lektivität des erfindungsgemäßen Gasanalysators in bezug auf diese Gaskomponente erreicht wird. Darüber hinaus ist der Aufbau der Strahlungsquelle besonders einfach.According to the invention it is provided that in the gas analyzer of the type specified at the beginning with a radiation source the gas component is filled gas discharge lamp. The measurement radiation thus generated is specific to that in the Radiation source contained gas component, whereby a Se selectivity of the gas analyzer according to the invention in relation to this gas component is reached. In addition, the Structure of the radiation source is particularly simple.
Die Detektoreinrichtung kann im Rahmen der Erfindung als photoelektrischer Detektor oder als ein mit der zu bestimmen den Gaskomponente gefüllter Gasentladungsdetektor ausgebildet sein. Im letzteren Fall wird die Selektivität des erfindungs gemäßen Gasanalysators erhöht, weil sowohl die Erzeugung der Meßstrahlung als auch ihre Detektion jeweils nach demselben Prinzip der Gasentladung erfolgt.Within the scope of the invention, the detector device can be used as photoelectric detector or as one with which to determine formed the gas component filled gas discharge detector be. In the latter case, the selectivity of the Invention according gas analyzer increases because both the generation of the Measuring radiation and its detection according to the same Principle of gas discharge takes place.
Alternativ zu dem bekannten Blendenrad kann bei dem erfin dungsgemäßen Gasanalysator die Strahlungsquelle in vor teilhafter Weise mit einer die Meßstrahlung modulierenden Wechselspannung betrieben werden.As an alternative to the known aperture wheel, the inventions inventive gas analyzer in front of the radiation source geous with a modulating the measuring radiation AC voltage operated.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im einzelnen zeigen jeweils in schematischer DarstellungTo further explain the invention, the following is based on the figures of the drawing are referred to; show in detail each in a schematic representation
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gasanalysators mit einem photoelektrischen Detektor und Fig. 1 shows a first embodiment of the gas analyzer according to the invention with a photoelectric detector and
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen Gasanalysators mit einem Gasentladungs detektor. Fig. 2 shows another embodiment of the gas analyzer according to the Invention with a gas discharge detector.
Wie Fig. 1 zeigt, wird ein Meßgas 1, das eine vorgegebene Gaskomponente mit einer zu bestimmenden Konzentration ent hält, in eine Meßküvette 2 geleitet, die an zwei gegenüber liegenden Seiten jeweils mit einem strahlungsdurchlässigen Fenster 3 bzw. 4 abgeschlossen ist. Dem mit 3 bezeichneten Fenster liegt eine Strahlungsquelle 5 gegenüber, die als Gasentladungsleuchte ausgebildet ist. Die Strahlungsquelle 5 weist hierzu einen mit der zu analysierenden Gaskomponente gefüllten Gasentladungsraum 6 auf, der gegenüber der Meß küvette 2 mit einem Fenster 7 abgeschlossen ist und in den zwei Elektroden 8 und 9 hineinragen. An den Elektroden 8 und 9 ist eine Spannungsquelle 10, hier eine Wechselspannungs quelle, angeschlossen. Die erzeugte Spannung kann beispiels weise sinus-, rechteck- oder sägezahnförmig sein. Dabei kommt es zwischen den Elektroden 8 und 9 zu einer Gasentladung, wobei eine für die in der Strahlungsquelle 5 enthaltene Gas komponente spezifische Meßstrahlung 11 erzeugt wird, die gemäß der Wechselspannung moduliert ist. Die Gasentladung kann selbständig oder unselbständig erfolgen, wobei im letz teren Fall eine Fremdionisation der in der Strahlungsquelle 5 enthaltenen Gaskomponente, beispielsweise durch Glühemission oder hohe Temperatur, erforderlich ist.As shown in FIG. 1, a measuring gas 1 , which holds a given gas component with a concentration to be determined, is passed into a measuring cell 2 , which is closed on two opposite sides with a radiation-permeable window 3 and 4 , respectively. A radiation source 5 , which is designed as a gas discharge lamp, is opposite the window labeled 3 . The radiation source 5 for this purpose has a gas discharge space 6 filled with the gas component to be analyzed, which is closed with respect to the measuring cell 2 with a window 7 and protrude into the two electrodes 8 and 9 . A voltage source 10 , here an AC voltage source, is connected to the electrodes 8 and 9 . The generated voltage can, for example, be sinusoidal, rectangular or sawtooth-shaped. This leads to a gas discharge between the electrodes 8 and 9 , a specific measurement radiation 11 being generated for the gas component contained in the radiation source 5 and being modulated in accordance with the AC voltage. The gas discharge can take place independently or dependent, in the latter case a foreign ionization of the gas component contained in the radiation source 5 , for example due to glow emission or high temperature, is required.
Die Strahlungsquelle 5 und die Meßküvette 2 können im Unter schied zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch unmittelbar aneinandergrenzen, so daß eines der beiden Fenster 3 und 7 entfallen kann.The radiation source 5 and the measuring cell 2 can also directly adjoin each other in the difference to the embodiment shown, so that one of the two windows 3 and 7 can be omitted.
Gegenüber dem mit 4 bezeichneten Fenster der Meßküvette 2 ist eine Detektoreinrichtung 12 angeordnet, die aus einem photo elektrischen Detektor 13 mit einer daran angeschlossenen Registrier- oder Auswerteeinrichtung 14 besteht. Der Detektor 13 kann entsprechend der gestrichelten Darstellung 15 auch innerhalb der Meßküvette 2 angeordnet sein, wobei dann das Fenster 4 entfallen kann und die Meßküvette 2 andersweitig abgeschlossen ist.A detector device 12 is arranged opposite the window of the measuring cuvette 2 , which consists of a photoelectric detector 13 with a registration or evaluation device 14 connected to it. The detector 13 can also be arranged inside the measuring cell 2 in accordance with the dashed representation 15 , in which case the window 4 can be omitted and the measuring cell 2 is otherwise closed.
Beim Durchgang der modulierten Meßstrahlung 11 durch die Meßküvette 2 kommt es zu einer Strahlungsabsorption, die von der jeweiligen Konzentration der zu ermittelnden Gaskomponen te in dem Meßgas 1 abhängig ist. Dementsprechend registriert die Detektoreinrichtung 12 Intensitätsschwankungen in der auf den photoelektrischen Detektor 13 fallenden Strahlung, die von der meßgasspezifischen Vorabsorption in der Meßküvette 2 und damit von der zu bestimmenden Konzentration der Gaskompo nente in dem Meßgas 1 abhängig sind.When the modulated measuring radiation 11 passes through the measuring cell 2 , radiation absorption occurs, which depends on the respective concentration of the gas components to be determined in the measuring gas 1 . Accordingly, the detector device 12 registers intensity fluctuations in the radiation incident on the photoelectric detector 13 , which are dependent on the measurement gas-specific pre-absorption in the measurement cell 2 and thus on the concentration of the gas component to be determined in the measurement gas 1 .
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel des erfindungs gemäßen Gasanalysators unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 dadurch, daß die gegenüber dem mit 4 bezeichneten Fenster der Meßküvette 2 angeordnete Detektoreinrichtung 12 als Gasentladungsdetektor 16 ausgebildet ist. Hierzu enthält die Detektoreinrichtung 12 eine gegenüber der Meßküvette 2 mit einem Fenster 17 abgeschlossene Detektorkammer 18, die mit der zu bestimmenden Gaskomponente gefüllt ist und zwei Elektroden 19 und 20 enthält. An den Elektroden 19 und 20 ist eine Meßspannungsquelle 21 in Reihe mit einem Meßinstrument 22 oder einer sonstigen Auswerteeinrichtung angeordnet. Die Meßküvette 2 und die Detektoreinrichtung 12 können auch un mittelbar aneinandergrenzen, so daß dann eines der beiden Fenster 4 und 17 entfallen kann.The embodiment of the gas analyzer according to the invention shown in FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that the detector device 12 , which is arranged opposite the window of the measuring cell 2 denoted by 4, is designed as a gas discharge detector 16 . For this purpose, the detector device 12 contains a detector chamber 18 which is closed off from the measuring cell 2 by a window 17 and which is filled with the gas component to be determined and contains two electrodes 19 and 20 . A measuring voltage source 21 is arranged on the electrodes 19 and 20 in series with a measuring instrument 22 or another evaluation device. The measuring cuvette 2 and the detector device 12 can also adjoin one another un indirectly, so that one of the two windows 4 and 17 can then be omitted.
Beim Durchgang der Meßstrahlung 11 durch die Meßküvette 2 kommt es zu einer Strahlungsabsorption, die von der jeweili gen Konzentration der zu ermittelnden Gaskomponente in dem Meßgas 1 abhängig ist. Die in die Detektoreinrichtung 12 fallende Strahlung bewirkt dort eine Ionisation der in der Detektorkammer 18 enthaltenen Gaskomponente, so daß es auf grund der Spannung zwischen den Elektroden 19 und 20 zu einem Stromfluß kommt, der durch das Meßinstrument 22 registriert wird. Da die Höhe der Intensitätsschwankungen der in die Detektoreinrichtung 12 einfallenden Strahlung von der meßgas spezifischen Vorabsorption der Strahlung in der Meßküvette 2 abhängig ist, schwankt auch der von dem Meßinstrument 22 registrierte Stromfluß mit einer von der zu bestimmenden Konzentration der Gaskomponente in den Meßgas 1 abhängigen Amplitude.When the measuring radiation 11 passes through the measuring cell 2 , there is a radiation absorption which is dependent on the respective concentration of the gas component to be determined in the measuring gas 1 . The radiation falling into the detector device 12 causes an ionization of the gas component contained in the detector chamber 18 so that a current flow occurs due to the voltage between the electrodes 19 and 20 , which current is registered by the measuring instrument 22 . Since the level of the intensity fluctuations of the radiation incident in the detector device 12 is dependent on the measurement gas-specific pre-absorption of the radiation in the measurement cell 2 , the current flow registered by the measurement instrument 22 also fluctuates with an amplitude which is dependent on the concentration of the gas component in the measurement gas 1 to be determined .
Alternativ zu den gezeigten Ausführungsbeispielen kann der Gasanalysator auch als Zweistrahlgerät mit einer zu der Meß küvette 2 parallelen Vergleichsküvette ausgebildet sein.As an alternative to the exemplary embodiments shown, the gas analyzer can also be designed as a two-beam device with a comparison cuvette parallel to the measuring cuvette 2 .
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19753672A DE19753672A1 (en) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Continuous, selective gas concentration measurement instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19753672A DE19753672A1 (en) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Continuous, selective gas concentration measurement instrument |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19753672A1 true DE19753672A1 (en) | 1999-06-10 |
Family
ID=7850638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19753672A Withdrawn DE19753672A1 (en) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | Continuous, selective gas concentration measurement instrument |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19753672A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10138508A1 (en) * | 2001-08-06 | 2003-03-06 | Testo Gmbh & Co | Method and device for quantitative gas analysis |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE505024A (en) * | ||||
| US5063275A (en) * | 1989-06-25 | 1991-11-05 | Spegas Industries Ltd. | Method and apparatus for gas analysis |
| DE4111187C2 (en) * | 1991-04-06 | 1994-11-24 | Lfe Lab Fuer Ind Forschung Gmb | Method for measuring the optical absorbency of samples while eliminating the display error with regard to gas-physical properties and device for carrying out the method |
| DE4319567A1 (en) * | 1993-06-08 | 1994-12-15 | Mannesmann Ag | Device for photometric detection of measurement gas components |
| DE4320873A1 (en) * | 1993-06-23 | 1995-01-05 | Hekatron Gmbh | Circuit arrangement for an optical detector for environmental monitoring and display of an interference medium |
| DE4232371C2 (en) * | 1992-09-26 | 1995-02-02 | Kernforschungsz Karlsruhe | Analyzer for the determination of gases or liquids |
-
1997
- 1997-12-03 DE DE19753672A patent/DE19753672A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE505024A (en) * | ||||
| US5063275A (en) * | 1989-06-25 | 1991-11-05 | Spegas Industries Ltd. | Method and apparatus for gas analysis |
| DE4111187C2 (en) * | 1991-04-06 | 1994-11-24 | Lfe Lab Fuer Ind Forschung Gmb | Method for measuring the optical absorbency of samples while eliminating the display error with regard to gas-physical properties and device for carrying out the method |
| DE4232371C2 (en) * | 1992-09-26 | 1995-02-02 | Kernforschungsz Karlsruhe | Analyzer for the determination of gases or liquids |
| DE4319567A1 (en) * | 1993-06-08 | 1994-12-15 | Mannesmann Ag | Device for photometric detection of measurement gas components |
| DE4319567C2 (en) * | 1993-06-08 | 1997-12-18 | Hartmann & Braun Ag | Device for the photometric detection of sample gas components |
| DE4320873A1 (en) * | 1993-06-23 | 1995-01-05 | Hekatron Gmbh | Circuit arrangement for an optical detector for environmental monitoring and display of an interference medium |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| ANDREWS,David L. (Hrsg.): Applied Laser Spectroscopy: Techniques, Instrumentation, And Applications, New York, 1992, S.47-49,81-83 * |
| DEMTRÖDER,Wolfgang: Laser Spectroscopy, Springer-Verlag, Berlin, et.al., 1981, S.394-397 * |
| JP 55-15086 A.,In: Patents Abstracts of Japan, P-5,April 4,1980,Vol. 4,No. 43 * |
| RADZIEMSKI,Leon J., et.al.: Laser Spectroscopy and Its Applications, Marcel Dekker, Inc., New York, 1987, S.202-205 * |
| SKOOG,Douglas A., WEST,Donald M.: Principles of Instrumental Analysis, Holt, Rinehart And Winston, Inc., New York, et.al., 1971, S.391-394 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10138508A1 (en) * | 2001-08-06 | 2003-03-06 | Testo Gmbh & Co | Method and device for quantitative gas analysis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19911260A1 (en) | Infrared gas analyzer and method for operating this analyzer | |
| DE2416997A1 (en) | GAS ANALYZER | |
| EP0758079A2 (en) | Microstructured infrared absorption photometer | |
| WO2006002740A1 (en) | Non-dispersive infrared gas analyzer | |
| DE19900129A1 (en) | Gas quality determination | |
| DE2833831C2 (en) | Optoacoustic analyzer | |
| DE19509822C2 (en) | Oil concentration measuring device | |
| DE3116344C2 (en) | ||
| DE102009048063A1 (en) | Ionization method, ion generating device and use thereof in ion mobility spectrometry | |
| Steenhoek et al. | Spatial mapping of concentrations in pulsed and continuous atom sources | |
| DE2246365C3 (en) | Method and device for determining the nitrogen oxide concentration in a gas mixture | |
| DE3206427A1 (en) | MEASURING DEVICE FOR OPTICAL GAS ANALYSIS | |
| DE19753672A1 (en) | Continuous, selective gas concentration measurement instrument | |
| DE102007020596A1 (en) | Detector arrangement for non-dispersive infrared gas analyzer, has N-dimensional calibration matrix received signal values of sensors in presence from different well-known transverse gas concentrations | |
| DE2803369C2 (en) | Measuring device for determining the proportion of water vapor in a gas mixture by means of infrared absorption gas analysis | |
| DE2849379A1 (en) | Acousto=optical gas analyser - having black body source, chopper, absorption chamber with gas sample, filter and microphone signal detector | |
| EP1640708A1 (en) | Two-beam gas analyzer | |
| DE2546565B2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE CONCENTRATION OF SULFUR DIOXIDE | |
| EP0421291B1 (en) | Arrangement for spectroscopically measuring the concentrations of more components of a gaseous mixture | |
| Ishibashi et al. | Three-dimensional high-performance liquid chromatography based on time-resolved laser fluorimetry | |
| DE19602801A1 (en) | Method and device for atomic absorption spectroscopy | |
| DE2753242C2 (en) | Non-dispersive infrared gas analyzer | |
| Schmidt | A trace gas sensor based on Rydberg excitations: a proof of concept study | |
| DE1948192A1 (en) | Arrangement for determining a component of a gas mixture | |
| DE2909688A1 (en) | NON-DISPERSIVE INFRARED GAS ANALYZER |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |