DD281252A5 - FLOW KUEVETTE FOR OPTICAL ANALYZER MEASURING INSTRUMENTS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Durchfluszkuevette fuer optische Analysenmeszgeraete, deren Einsatzbereich das ultraviolette, visuelle und nahe infrarote Strahlungsspektrum umfaszt. Sie ermoeglicht die Konzentrationsbestimmung von korrosiven Gasen und Fluessigkeiten und ist anwendbar sowohl in der industriellen Prozeszmesztechnik als auch im Umwelt-, Arbeits- und Gesundheitsschutz. Diese Aufgabe wird geloest durch ein zylindrisches Kuevettengehaeuse mit diametraler Trennwand, die das Gehaeuse in zwei halbzylindrische als Mesz- bzw. als Vergleichskanal dienende Kammern teilt, wobei in die als Meszkanal vorgesehene Kammer ein halbzylindrischer vorzugsweise aus Kieselglas bestehender Hohlkoerper eingefuegt ist. Die Kuevettengestaltung in Verbindung mit dem extrem korrosionsbestaendigen Werkstoff gestattet die zuverlaessige Konzentrationsbestimmung korrosiver Meszmedien im Dauerbetrieb und ist ueberdies wartungsfreundlich. Fig. 2{Kuevette; Durchflusz; Analysenmeszgeraet, optisch; Konzentrationsbestimmung, korrosionsfest; Gehaeuse; Hohlkoerper; Kieselglas; Meszmedien; Gasanalyse; Fluessigkeitsanalyse}The invention relates to a Durchfluszkuevette for optical Analysmesgeräte utzgeraete whose application area includes the ultraviolet, visual and near infrared radiation spectrum. It permits the determination of the concentration of corrosive gases and liquids and is applicable in industrial process technology as well as in environmental, occupational and health protection. This object is achieved by a cylindrical Kuevettengehaeuse with diametrical partition, which divides the housing into two semi-cylindrical serving as Mesz- or as a comparison channel chambers, wherein in the chamber provided as Mesz a semi-cylindrical preferably consisting of silica glass hollow body is inserted. The design of the cuvette in combination with the extremely corrosion-resistant material allows the reliable determination of the concentration of corrosive resin in continuous operation and is also easy to maintain. Fig. 2 {cuvette; Durchflusz; Analytical instrument, optical; Determination of concentration, corrosion-resistant; Casing; Hohlkoerper; Silica glass; Meszmedien; Gas analysis; Cleaning tools}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Durchflußküvette für optische Analysenmeßgeräte, deren Einsatzbereich das ultraviolette, visuell«? und nahe infrarote Strahlungsspektrum umfaßt. Sie ermöglicht die Konzentrationsbestimmung von korrosiven Gasen und Flüssigkeiten und ist anwendbar sowohl in der industriellen Prozeßmeßtechnik als auch im Umwelt-, Arbeits- und Gesundheitsschutz.The invention relates to a flow cell for optical Analysmeßgeräte whose application is the ultraviolet, visually "? and near infrared radiation spectrum. It enables the determination of the concentration of corrosive gases and liquids and is applicable in industrial process measuring as well as in environmental, occupational and health protection.

Charekteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristics of the known prior art

Es ist allgemein bekannt, Küvetten in nach dem Strahlungsabscrptionsprinzip arbeitenden Analysenmeßeinrichtungen einzusetzen:It is well known to use cuvettes in radiation-sizing analyzers:

- Kortüm, G.; Kolorimetrie, Photometrie und Spektrometrie, 4.Aufl., Berlin, Göttingen, Heidelberg.- Kortüm, G .; Colorimetry, photometry and spectrometry, 4th ed., Berlin, Göttingen, Heidelberg.

- Hengstenberg, J.; Sturm, B.; Winkler, O.;- Hengstenberg, J .; Sturm, B .; Winkler, O .;

Messen und Regeln in der chemischen Industrie Berlin, Göttingen, Heidelberg;Measuring and Controlling in the Chemical Industry Berlin, Göttingen, Heidelberg;

Dabei sind Küvetten für optische Analysenmeßeinrichtungen bekannt geworden, die durch eine axial verlaufende Trennwand in zwei Teilkammern unterteilt sind, wobei die eine Teilkammer für den Durchgang des Meßmediums und des Meßlichtstrahls und die andere Teilkammer für ein Vergleichsmedium und einen Vergleichslichtstrahl vorgesehen sind (US-PS 3808436, DE-OS 3010516). Diese Küvetten haben gegenüber den konventionellen Küvettensystemen, bei denen das Meß- und Vergleichsmedium in getrennten zylindrischen Rohren geführt wird, den Vorteil des geringeren Platzbedarfs und Gewichts, besitzen aber den Nachteil des höheren technologischen Aufwands, der insbesondere bei der Herstellung derartiger Küvetten aus korrosionsbeständigen Stählen auftritt.In this case, cuvettes for optical Analysmeßeinrichtungen have become known, which are divided by an axially extending partition wall into two sub-chambers, wherein one sub-chamber for the passage of the measuring medium and the Meßlichtstrahls and the other sub-chamber for a comparison medium and a comparison light beam are provided (US-PS 3808436th , DE-OS 3010516). These cuvettes have the advantage of smaller footprint and weight over the conventional cuvette systems in which the measurement and comparison medium is carried in separate cylindrical tubes, but have the disadvantage of the higher technological cost, especially in the production of such cuvettes made of stainless steels ,

Die Herstellung von zweigeteilten Küvetten aus derartigen Werkstoffen ist erfahrungsgemäß sehr aufwendig auch unter dem Gesichtspunkt der Abdichtung der strahlungsdurchlässigen Stirnflächen (DE-OS 3010516). Es ist hierbei ein hoher technischer Aufwand erforderlich um sicherzustellen, daß das in der Meßkammer befindliche Meßmedium nicht in den Vergleichskammerraum gelangen kann, damit keine ,On den tatsächlichen Absorptionsverhältnissen abweichenden Meßergebnisse angezeigt werden. Nachteilig i >t überdies die schwierige Reinigungsmöglichkeit des Meßkammerraumes bei auftreienden Verschmutzungen der strahlungsdurchlässigen Stirnflächen. Die in der DE-OS 3328171 beschriebene Küvettengestaltung, dergestalt, daß sowohl die Fensterflächen des Meßkammer- als auch die des Vergleichskammerraumes dem Meßgut exponiert werden, bringt erfahrungsgemäß nicht den erhofften gleichmäßigen Verschmutzungsgrad über die gesamte Fensterfläche, da das Anhaften und der Verteilungsmodus der Schmutzpartikol stochastisch erfolg:, also keine gleichmäßige Verteilung aufweist und somit zu mit großen Fehlern behafteten Meßergebnissen führt. In dcjr vorstehend beschriebenen Küvettenbauart ist nach wie vor eine regelmäßige Reinigung der in den Strahlengängen Nagenden Durchtrittsflächen erforderlich, die auf Grund der konstruktiven Gestaltung offensichtlich sehr arbeitsaufwendig ist. Die erforderliche Reinigung der in Strahlungsrichtung befindlichen Fensterflächen bedarf einer längeren Zeit der Außerbetriebsetzung der Analysenmeßeinrichtung und wirkt sich, wenn nicht entsprechende Ersatzeinrichtungen vorhanden sind, nachteilig auf den Prozt,ß aus.The preparation of two-part cuvettes from such materials is experience very complicated also from the viewpoint of sealing the radiation-permeable end faces (DE-OS 3010516). It is in this case a high technical effort required to ensure that the measuring medium located in the measuring medium can not get into the comparison chamber space, so that no, On the actual absorption ratios deviating measurement results are displayed. Disadvantageously, moreover, the difficult possibility of cleaning the measuring chamber space with auftreienden dirt of the radiation-permeable end faces. The cuvette design described in DE-OS 3328171, such that both the window surfaces of the measuring chamber as well as the comparison chamber space are exposed to the material to be measured, experience does not bring the hoped uniform level of contamination over the entire window area, since the adhesion and the distribution mode of Schmutzpartikol stochastic Success: that is, does not have a uniform distribution and thus leads to measurement errors that are subject to large errors. In dcjr Küvettenbauart described above is still a regular cleaning of gnawing in the beam paths passage surfaces required, which is obviously very laborious due to the structural design. The required cleaning of the window surfaces located in the direction of radiation requires a longer time of disabling the Analysmeßeinrichtung and, if not appropriate substitutes are present, adversely affect the Prozt, ß out.

Generell ist zu bemerken, daß alle bekannten Edelstahle gegenüber bestimmten hochkorrosiven Meßmedieri, wie z. B. Cl₂, nur bedingt beständig sind.In general, it should be noted that all known stainless steels against certain highly corrosive Meßmedieri such. B. Cl ₂ , are only partially resistant.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Nützlichkeit der Erfindung besteht darin, daß kostengünstige, technologisch unproblematisch verarbeitbare Werkstoffe eingesetzt werden, kein korrosiver Verschleiß an Küvettenteilen eintritt, der Wartungsaufwand verringert, der Gebrauchswert und die Zuverlässigkeit erhöht wird sowie die Anwendungsbreite der Gasanalysenmeßgeräte erweitert wird.The usefulness of the invention is that cost-effective, technologically unproblematic processable materials are used, no corrosive wear on Küvettenteilen occurs, reduces maintenance, the utility value and reliability is increased and the scope of Gasanalysenmeßgeräte is extended.

Darlogung des Wesens der ErfindungDarling of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Durchflußküvette zu entwickeln, mit der durch eine geeignete Gestaltung der Meßkammern hochkorrosive Meßmedien in optischen Analysenmeßeinrichtungen ohne Verfälschung der Meßergebnisse dauerhaft bestimmbar sind.The invention has for its object to develop a flow cell, are permanently determinable by a suitable design of the measuring chambers hochkorrosive measuring media in optical Analysmeßeinrichtungen without distortion of the results.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung bestehend aus, einem metallischen Gehäuse mit einer zylindrischen Bohrung, die durch eine axial verlaufendeTrennwand in zwei zur Längsachse parallele Kammern unterteilt ist, wobei die Kammern an den Stirnseiten durch strahlungsdurchlässige Fenster verschlossen sind, bei der erfindungsgemäß der Mantel der der Aufnahme des Meßmediums dienenden Meßkammer abnehmbar gestaltet ist und in den durch das Abnehmen des Mantels entstandenen Freiraum ein vorzugsweise aus Kieselgas gefertigter Hohlkörper mit strahlungsdurchlässigen Stirnflächen eingefügt wird. Der genannte Hohlkörper besitzt an seiner Mantelfläche aus dem gleichen Werkstoff gefertigte rohrförmig ausgebildete F.in- und Auslaßstutzen für das Meßmedium.The object is achieved by an arrangement consisting of a metallic housing with a cylindrical bore, which is divided by an axially extending partition into two parallel to the longitudinal axis chambers, wherein the chambers are closed at the end sides by radiation-permeable windows, according to the invention in the shell of the receiving of the measuring medium serving measuring chamber is designed to be removable and inserted into the space created by the removal of the jacket a preferably made of silica gas hollow body with radiation-permeable end faces. The said hollow body has on its lateral surface made of the same material tubular shaped F. inlet and outlet for the measuring medium.

Der abnehmbare Mantel weist für die Ein- und Auslaßstutzen Durchbrüche auf. Mittels einer Arretierungsvorrichtung wird der Mantel und der darunter befindliche Hohlkörper gesichert.The removable jacket has openings for the inlet and outlet nozzles. By means of a locking device, the jacket and the underlying hollow body is secured.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1: Eine Durchflußkuvette für optische Analysenmeßgeräte zur kontinuierlichen quantitativen Konzentrationsbestimmung insbesondere von korrosiven Gasen und Flüssigkeiten, die aus zwei hermetisch voneinander getrennten Teilräumen besteht.Fig. 1: A Durchflußkuvette for optical Analysmeßgeräte for continuous quantitative concentration determination in particular of corrosive gases and liquids, which consists of two hermetically separated subspaces.

Fig. 2: Eine Durchflußküvette nach Fig. 1 in einer axialen Schnittdarstellung.Fig. 2: A flow cell according to Fig. 1 in an axial sectional view.

Fig. 3: Eine Durchflußküvette nach Fig. 1 in einer Schnittdarstellung senkrecht zur Längsachse.Fig. 3: A flow cell according to Fig. 1 in a sectional view perpendicular to the longitudinal axis.

In der Fig. 1 ist eine Anordnung einer Durchflußküvette 1, die zwei Analysenkanäle enthält, in der Draufsicht dargestellt. Im oberen Kanal, die den Meßkanal darstellt, ist eine erste Analysenkammer, die aus Kieselgas hergestellt ist, enthalten, während der untere Kanal ein Bestandteil des Küvettengehäuses 2 ist. Die im oberen Kanal befindliche aus Kieselglas gefertigte Analysenkammer ist mittels einer mit Durchbrüchen versehenen halbzylinderförmigen Schale 3 und eine Arretiervorrichtung 4 am Küvettengehäuse 2 befestigt. Am Küvettengehäuse 2 sind Stutzen 11,12 angebracht, die dem Ein- bzw. Auslaß des Vergleichsmediums dienen.In Fig. 1, an arrangement of a flow cell 1, which contains two analysis channels, shown in plan view. In the upper channel, which is the measuring channel, a first analysis chamber, which is made of fumed silica, contain, while the lower channel is a part of the cuvette housing 2. The analysis chamber made of silica glass in the upper channel is fastened to the cuvette housing 2 by means of a semicylindrical shell 3 provided with apertures and a locking device 4. On the cuvette housing 2 are nozzles 11,12 attached, which serve the inlet and outlet of the comparison medium.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Durchilußküvette 1. Das Küvettengehäuse 2 ist mit einer zylinderischen Bohrung versehen, die durch eine axial verlaufende diametral angeordnete Trennwand 5 in zwei zur Längsachse parallele halbzylindrische Kammern geteilt ist, wobei diese an den Stirnseiten durch strahlungsdurchlässige Fenster 6; 7 verschlossen sind. Weiterhin ist ersichtlich, daß die halbzylinderförmige Schale 3 mit Durchbrüchen für die Ein- und Auslaßstutzen 9; 10 versehen und abnehmbar gestaltet ist. In dem durch das Abnehmen der Schale 3 entstandenen Freiraum ist ein vorzugsweise aus Kieselglas gefertigter halbzylindrischer Hohlkörper 8 eingefügt, der mit jeweils einen Stutzen 9; 10 für den Meßmedieneinlaß bzw. den Meßmedienauslaß versehen ist. Die halbzylinderförmige Analysenkammer 13, die durch den halbzylindrischen Hohlkörper 8 gebildet wird, stellt den Meßkanal dar, während die halbzylinderförmige Analysenkammer 14, die duich die Wandung des Küvettengehäuses 2 und die mit ihm fest verbundene, diametral angeordnete Trennwand 5 gebildet wird, als Vergleichskanal dient.The cuvette housing 2 is provided with a cylindrical bore which is divided by an axially extending diametrically arranged partition wall 5 in two parallel to the longitudinal axis of semi-cylindrical chambers, which at the end faces by radiation-permeable window 6; 7 are closed. Furthermore, it is seen that the semi-cylindrical shell 3 with openings for the inlet and outlet ports 9; 10 provided and is designed removable. In the space created by the removal of the shell 3 a preferably made of silica glass semi-cylindrical hollow body 8 is inserted, each with a nozzle 9; 10 is provided for the Meßmedieneinlaß or the Meßmedienauslaß. The semicylindrical analysis chamber 13, which is formed by the semi-cylindrical hollow body 8, represents the measuring channel, while the semicylindrical analysis chamber 14, which duich the wall of the cuvette housing 2 and the fixedly connected to him, diametrically arranged partition wall 5 is used as a reference channel.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Durchflußküvette 1 in eirior Schnittdarstellung senkrecht zur Längsachse. Sie verdeutlicht die Anordnung der Analysenkammern 13; 14, die als Meßkanal bzw. Vergleichskanal verwendet werden. Der Meßkanal befindet sich in dem halbzylinderischen Hohlkörper 8 im Küvettengehäuse 2, das mit seiner Wandung und der diametral angeordneten Trennwand 5 den Vergleichskanal bildet.Fig. 3 shows the flow cell 1 according to the invention in eirior sectional view perpendicular to the longitudinal axis. It clarifies the arrangement of the analysis chambers 13; 14, which are used as a measuring channel or reference channel. The measuring channel is located in the semi-cylindrical hollow body 8 in the cuvette housing 2, which forms the comparison channel with its wall and the diametrically arranged partition wall 5.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es ermöglicht, daß erstmals winder weitgehender Verwendung kostengünstiger Werkstoffe hochkorrosive Meßmedien dauerhaft ohne korrosiven Verschleiß an den Küvettenteilen mit hoher Zuverlässigkeit gemessen werden können. Vorteilhaft ist ferner die leichte Zugänglichkeit des Meßkammerteiles, die eine kurzfristige Beseitigung von etwaigen Verschmutzungen ermöglicht.The inventive solution makes it possible for the first time winder extensive use of low cost materials highly corrosive media can be measured permanently without corrosive wear of the cuvette parts with high reliability. Another advantage is the easy accessibility of Meßkammerteiles that allows a short-term removal of any contamination.

Claims (1)

Durchflußküvette für optische Analysenmeßgeräte, insbesondere für solche, deren Einsatzbereich im ultravioletten, visuellen und nahen infraroten Strahlungsspektrum liegt, bestehend aus einem Küvettengehäuse mit einer zylindrischen Bohrung, die durch eine axial verlaufende diagonal angeordnete Trennwand in zwei zur Längsachse parallele Kammern unterteilt ist, deren eine für die Aufnahme des Meßmediums und deren andere für die Aufnahme des Vergleichsmediums dient, wobei die Kammern an den Stirnseiten durch Fenster aus strahlungsdurchlässigem Material verschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich oberhalb der Durchflußküvette (1) eine Schale (3) befindet, die abnehmbar gestaltet ist, daß darunterliegend im halbzylinderförmigeii Meßkammerraum sich ein diesen Freiraum ausfüllender vorzugsweise aus Kieselglas gefertigter halbzylinderförmiger Hohlkörper (8), dessen Stirnflächen strahlungsdurchlässig gestaltet sind, angeordnet ist, daß der Hohlkörper (8) mit Stutzen (9,10) für den Ein- und Auslaß des Meßmediums versehen ist, daß an der Schale (3) Durchbrüche für die Durchführung der Stutzen (9,10) vorhanden sind und daß der Hohlkörper (8) durch die Schale (3) an Küvettengehäuse kraftschlüssig befestigt wird.Flow cell for optical Analysmeßgeräte, especially for those whose application is in the ultraviolet, visual and near infrared radiation spectrum, consisting of a cuvette housing with a cylindrical bore, which is divided by an axially extending diagonally arranged partition in two parallel to the longitudinal axis chambers, one for the recording of the measuring medium and the other is used for receiving the reference medium, the chambers are closed at the end faces by windows of strahlungsdurchlässigem material, characterized in that above the Durchflußküvette (1) is a shell (3) which is designed removable in that, underneath the semicylindrical measuring chamber space, there is arranged a semicylindrical hollow body (8) made of fused silica whose surface faces are permeable to radiation, in that the hollow body (8) is arranged with stucco (9,10) is provided for the inlet and outlet of the medium to be measured, that on the shell (3) openings for the implementation of the nozzle (9,10) are present and that the hollow body (8) through the shell (3) is attached non-positively to the cuvette housing. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings