DE1947753C3 - Vorrichtung zur Gasanalyse - Google Patents

Description

35 jedoch auch das Gas in den Detektorkammern schon

von der Infrarotstrahlung während des Betriebs der Anordnung aufgeheizt und erwärmt wurde, ist die

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Abkühlwirkung nur gering.

zur Gasanalyse mittels einer periodisch unterbroche- Schließlich können der deutschen Patentschrift nen Infrarotstrahlung. 40 1082 433 und der USA.-Patentschrift 2718 587 Zweistrahl-Infrarotgasanalysatoren, die mit Hilfe noch Gasanalysegeräte entnommen werden, bei degepulster Infrarotstrahlung arbeiten, sind beispiels- nen Einrichtungen vorgesehen sind, die sich in einen weise bekannt aus der deutschen Patentschrift der Infrarotstrahlen zu den Detektorkammern ein-730478 oder der USA.-Patentschrift 2 555 327. Bei schieben lassen; so ist beispielsweise bei der deutdem deutschen Patent sind ebenso wie bei dem 45 sehen Patentschrift 1 082 433 zur Eichung des Gas-USA.-Patent jeweils eine Probenkammer und eine analysegerätes eine kontinuierlich verstellbare Blende Bezugskammer vorhanden, die von der Infrarotstrah- vorgesehen. Bei der USA.-Patentschrift 2 718 597 lung durchstrahlt werden, die ausgeht von einer ge- sind in beiden Strahlungsgängen sogenannte optische meinsamen oder getrennten Strahlungsquelle und die Trimmer vorgesehen, die es erlauben, während des vor Eintritt in die Proben- bzw. Bezugskammer 5° Betriebes kontinuierlich einen vorgegebenen Arbeitsdurch eine Blende zerhackt wird. Bei der deutschen punkt einzuhalten, wodurch es bei Gegenwart ande-Patentschrift 730 478 treten dann die beiden zer- rer Gase möglich ist, eine bestimmte selektive Emphackten Infrarotstrahlen in getrennte Detektorkam- findlichkeit zu erzielen.

mern ein, die mit einer weiteren Kammer gemeinsam Aus der deutschen Auslegeschrift 1173 700 bzw

verbunden sind, in welcher ein Kondensatorelement 55 der entsprechenden britischen Patentschrift 953 952

zur Abtastung entstehender Druckschwankungen ist ein Strahlungsabsorptions-Detektor für Gaschro-

gasdicht eingebaut ist. Die mechanischen Bewegun- matographie bekannt, bei dem ein ununterbrochene!

gen des Kondensatorelementes werden zur Erzeu- Fluß des Meßgases in parallelen Strömen durch jede

gung eines Ausgangssignals nutzbar gemacht. von zwei Detektorkammern 4 und 5 stattfindet, die Bei der USA.-Patentschrift 2 555 327 münden die 60 somit gleichzeitig als Probenkammer dienen. Zwi-

beiden, der Probenkammer und der Bezugskammer sehen den Detektorkammern selbst findet jedocl

nachgeschalteten Detektorkammern in eine Strö- kein Gasfluß statt, eine Verbindung zwischen beider

mungskammer über Kanäle ein, die so angeordnet besteht in einem Differenzdruckmeßgerät, welches

sind, daß sie ein äußerst emfpindliches mechanisches auf Druckimpulse anspricht und aus einem Mikro-Fühlelement anblasen, wodurch es gelingt, mit Hilfe 65 fonkondensator gebildet ist. Jede der Detektorkam-

einer optischen Hebelwirkung eine Fotozelle zu be- mern ist mit getrennten Einlaß- und Auslaßöff-

aufschlagen. Das Fühlelement benötigt eine präzise nungen und Verbindungsleitungen zu einer Gasvor-

Ausbalancierung in sämtlichen Ebenen, außerdem ratsquelle und zu einer Absaugleitung ausgestattet.

S?_Rl^nTHif^^P^^OnS"^De" Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird und in dem

o^Z'otX ■ i a ^Jev^{e d}t^{r K}ÜTT ^{Weg dieser Gass}^mung ein elektrisch heizbares und

genau gleich sein muß zu diesem Zweck sind kapil- durch die Gasströmung abkühlbares elektrisches

lare Durchlasse sowohl in den Einlaß- als auch in nichtlineares Element angeordnet ist, Lm dann eine

den Auslastungen zu den Detektorkammern vor- 5 Meßeinrichtung nachgeschaltet ist Als eSriscnes

gesehen, die m etwa eine pneumatische Brücke bil- Element wird vorteilhlfterwdse en Zrm sto ver-

den. Dieser Strahlungsabsorpt.ons-Detektor basiert wendet, der ein temperaturabhängiges eTktr sches

^^f._t ^d« D^k^ndl^t seines Meßgerätes, Widerstandselement mit negatrWmTmperatSS

durfte jedoch auf mechanischen Schock und Vibra- fizienten ist, d. h. sein Widerstand"nimm mUbneh

tionen empfindlich reagieren, da sowohl das Cs in xo mender Temperatur a DaM n£t fiiSe

zuwerten. Im Gegensatz dazu stellt die weiter unten ElemenTfur die t XTT^^{118 3}'^{S ele},^ktnsc^^s noch genauer erläuterte Erfindung einen flußemo- £?t w ^dle Messung der Stromungsgeschwindigfindlichen Infrarotgasanalysator dar* ^P Sor dnr^h Λ ι ⁰^* "^¹" ^{Wird der 1}^

Allgemeine Ausführungen hinsichtlich einer positi- ,o die TemSatt S "T *"*?** ^SP^ann™⁸ f ven oder negativen Filterung bei solchen Infrarotgas- UbZT\ * Tl °^berhaib

stars?;?Ä i ^dendem ^

^dann T^ursS^{l die}

,Auflage, Springer Verlag 1964, auf den SeitenSod „ ^Jf ^

Auch das Einsetzen von Dispersionsmitteln zur die dS■ ^7"^;^Je T^, ^ώ* ^TemP^{eratur ist}- ^auf

nichtdispersiven Gasanalyse ist bei InfrarSgasanaW- d™ d^s^ ^T T^ ^{Bd dner Verä}""

satoren schon bekannt, beispielsweise aus der ίοΛπϊί Stromungsgeschwindigkeit des Gases cr-USA,Patentschr.ft 2650307 Lr 3279308 Bei _3o Au» ^ ^uberprop_Ort,onale Veränderung des

diesen Dispersionsmitteln handelt es sich üblicher- SZ! Γ ■ ^\ *?^{ei einer} Verdopplung der

weise um ein Prisma, welches den InfhJÄi ^ΑΪΤΑ^Γ¹ η'« ^Widersta _r ^ndsän"

serae Spektralanteile aufspaltet, die nacheinander sat™ zu anderen Ä^PPf '^-If ^S1Ch ™ ^GegCn"

einer Detektorkammer zugeführt werden. Das Pr.sma Heißdraht _Ρ,η κ W'demandsfiihleni, etwa einem

kann zur Durchführung der Messung verdrehbar aTs- ₃₅ run ? errihi η κ^b.^e'.^rachtl'^che Empfindlichkeitsstcige-

gebildet sein. Bei der Anordnung nach der USA.-Pa- " Au?b,Ä_E ν H "?f ^wesentlich' ^{daß durdl die}

tenischrift 3 279 308 wird jedoch lediglich die Infra- nW inZIr w· Τ¹*™«¹⁰' mit der GasMrö-

rotenergie gemessen, die nicht von dem Probengas ab- ™ eme ^"^T***"¹?™ ^beschickende" ^Dü"

sorbiert wird, während die gesamte absorbierte Ener- slömuLiST' ^g-I^ *** ^{kÜhkre GaS} '" ^d"

gie verlorengeht. Bei der Erfindung wird jedoch die ₄o mansch ΪΓν, ^{gCUbt WIrd in der Weisc}· ^daß

absorbierte Energie gemessen, wai eine wesentlich n_ip P f ?, *"'" ^vcrstärkten Kühleffekt erreicht,

empfindlichere Messung ermöglicht ■ f 5·^{ΓΠη£ΐιΐη}ε 'st auf dispersive und nichtdisper-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ivIatore^mK^!^³¹⁰'^{611 anwendbar}- ^{wobci Ana}"

Infrarotgasanalysator zu schaffen, der bei betriebt wendet werfenT ' ^{mU ei}"^{em InfrarotstrahI ver}"

cherer Ausbildung äußerst empfindlich ist. ₄₅ ^ίΓ μ Τ⁶"'

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus ZuarnZtl - ν f ^eS ^^{3Γ aus einem anderen}

von der eingangs genannten Vorrichtung und besteht Sri?Tm™T! "* ^{3US der deutschcn Ausle}S^e-

erfindungsgemäß in der Kombination der folgenden «Γ Jt α ^οε1ί3ηη^ gleich die Detektorkam-

Merkmale: ⁶ mem mit dem zu analysierenden Gas zu füllen, wo-

a) daß eine zwei miteinander in Verbindung ste- 5« vorgesehen s'dn JEST? ^Pr°^be"^kamm,^er" ^m _H ^eh _R ^r hende Detektorkammern umfassende Detektor- diefunSonefe TS_m7 I ^ ^]ΐΛ f einhdt vorgesehen und in der Verbindung zwi- das im g3 m SS^ST** ^M5^kmalS'

b) daß die Verbindung zwischen den Detektor- ^SS^VSSSS^ kammern durch zwei in eine das nichtlineare Gegenwart der anderen MeSS^oSaft elektrische Element enthaltende Strömungskam- _β ** kann. Es versteht sich!S sSS^ nur S mer mündende, düsenfönnige Kanäle gebildet ^fc ™τ* für die GtsamflS^deTMerkmale des An ist, Spruchs X.

c) daß mindestens eine der bdden Detektorkam- J!?*** Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge-

mern mit dem nachzuweisenden Gas gefüllt ist, f^^{stand der} Unteranspräche und in diesen niederge-

so daß diese Kammer gleichzeitig als Proben- ^ ^e

kammer dient * J"^ werden Aufbau und Wirkungsweise

Wesentiich bei der Erfindung ist, daß zwar eine derRon^tuft™ⁿ8?^be«Pwlen der Erfindung an Hand

Gasströmung geringen Querschnittes, jedoch hoher f;„ ι · ^m ^™²*«»«! näher erläutert. Dabei zeigt

^lg'^lm schematisefaer DarsteUung einen nicht-

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dispersiven Zweistrahl-Infrarolgasanalysator, der le- strahl durch die Probenkammer 7 bzw. die Bezugs-

diglich zum Verständnis der grundsätzlichen Wir- kammer 14 zu den Detektorkammern 12 und 16 der

kungsweise der Detektoreinheit dargestellt ist und Detektoreinheit 21 gesandt. Diese Strahlen werden

noch im Gegensatz zum Merkmal d) des Anspruches gleichzeitig und periodisch durch die Umlaufblende 5

eine getrennte Probenkammer aufweist, 5 unterbrochen, so daß Impulse infraroter Energie mit

F i g. 2 bis 5 zeigen in schematischer Darstellung einer der Unterbrechungsfrequenz entsprechenden

Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Gasana- Impulsfolgefrequenz entlang den beiden optischen

lyse, Achsen 3 und 4 verlaufen. Wenn die die Detektorein-

F i g. 6 zeigt als weiteres Auführungsbeipiel heit 21 erreichenden Strahlen Energie in denjenigen

einen dispersiven Einstrahl-Infrarotgasanalysator, io Wellenlängenbereichen enthalten, in denen das Gas

Fig. 7 zeigt in vergrößerter Darstellung, einen in der Detektoreinheit absorbiert, wird dieses Gas

Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Detektoreinheit aufgeheizt, so daß es sich gemäß den Gasgesetzen

der Darstellung nach F i g. 1 und auszudehnen trachtet. Wenn beide Detektorkammern

F i g. 8 zeigt einen der F i g. 7 entsprechenden 12 und 16 gleiche Energiemengen empfangen und

Querschnitt in einer Abwandlung. 15 absorbieren, ist die Druckerhöhung in diesen beiden

In Fig. 1 ist ein nicht dispersiver, mit zwei Infra- Kammern gleich. Diese Druckerhöhung pflanzt sich rotstrahlen arbeitender Infrarotgasanalysator mit lediglich über die Strömungskanäle 24 und 26 in die einer Infrarotquelle dargestellt, die hier durch zwei Strömungskammer 22 fort, ohne jedoch in dieser im wesentlichen gleich aufgebaute und nebeneinan- eine Gasströmung zu erzeugen. Dieser Zustand der angeordnete Quellen 1 und 2 angedeutet ist. *o herrscht z. B., wenn die Probenkammer 7 ein Pro-Diese beiden Quellen können jedoch auch zu einer bengas ohne die zu analysierende Komponente und einzigen zusammengefaßt werden, deren Infrarot- die Bezugskammer 14 ein ähnliches Gas enthalten,
strahlung dann in zwei parallele Strahlen aufgeteilt Wenn dagegen das Probengas in der Probenkamwird. Einer dieser Infrarotstrahlen, im folgenden als mer 7 einen bestimmten Anteil der zu analysierenden der Meßstrahl bezeichnet, verläuft von der Quelle 1 »5 Komponente enthält und diese Komponente in dem entlang einer (gestrichelt dargestellten) optischen Gas der Bezugskammer 14 fehlt, sow wird ein Anteil Achse 3. Der andere Strahl, im folgenden Bezugs- der Strahlungsenergie des Meßstrahls in der Probenstrahl genannt, verläuft von der Quelle 2 entlang kammer 7 absorbiert, während der Bezugsstrahl die einer optischen Achse 4. Der Meßstrahl durchläuft Bezugskammer 14 ungeschwächt durchläuft. Hierhinter der Quelle 1 einen Zerhacker, in welchem er 30 durch weisen die die Detektorkammer 12 erreichendurch ein" mittels eines Motors 6 angetriebene Um- den Impulse infraroter Strahlung in den Betracht laufblende 5 periodisch unterbrochen wird. Der kommenden Wellenlängen eine geringere Energie auf Strahl läuft dann durch eine Probenkammer 7, als die die Detektorkammer 16 erreichenden Imwelche einen Gaseinlaß 8 und einen Gasauslaß 9 ent- pulse. Dementsprechend kann in der Detektorkamhält und an ihren beiden Enden durch je ein Fenster 35 mer 12 weniger infrarote Energie aufgenommen und

11 gegen die Außenluft abgeschlossen ist. Der Meß- absorbiert werden als in der Detektorkammer 16, so strahl tritt sodann durch ein Fenster 13 ähnlich dem daß sich das Gas in der Detektorkammer 16 stärker Fenster 11 in eine Detektorkammer 12 ein. ausdehnt als dasjenige in der Detektorkammer 12. Es

Der Bezugsstrah! folgt einem dem Meßstrahi par- entsteht somit eine Gasströmung von der Detektorallelen Weg. Er läuft von der Quelle 2 durch den 40 kammer 16 über die verbindenden Strömungskanälc Zerhacker und wird dort gleichzeitig mit dem Meß- und die Strömungskammer 22 in die Detektorkamstrahl von der Umlaufblende 5 unterbrochen, sodann mer 12. Diese Gasströmung trifft auf den Thermistor durch eine Bezugskammer 14 ähnlich der Proben- 23 und kühlt diesen ab; dessen Widerstandserhöhung kammer 7, nur daß die Bezugskammer 14 ein festes kann in üblicher Weise gemessen werden.
Volumen eines uozugsgases enthält, welches Vorzugs- 45 Da die Gasausdehnung in der Detektoreinheit 21 weise die gleiche Zusammensetzung aufweist wie die mit der Strahlunterbrechungsfrequenz pulsiert, hat Gasprobe, aber die zu analysierende Komponente auch die Temperaturänderung des Thermistors 23 nicht enthält. Nach Verlassen der Bezugskammer 14 einen pulsierenden Verlauf. In der in Fig. 1 dargetritt der Bezugsstrahl in eine Detektorkammer 16 ein, stellten elektrischen Schaltung wird somit ein Wechwelche in ihrem Aufbau der Detektorkammer 12 ent- 50 selstromsignal erzeugt, das gemessen werden kann, spricht. In der einfachsten Ausführung kann der Thermistor

Die Detektorkammern 12 und 16 sind Bestandteile in einen Zweig einer Meßbrücke eingeschaltet und

einer Detektoreinheit 21. Diese Einheit enthält wei- der sich ändernde Widerstand dieses Elements in üb-

terhin eine Strömungskammer 22, ein in dieser an- licher Weise mit Hilfe eines Meßgerätes in der Brük-

geordnetes elektrisches Widerstandselement, nämlich 55 kendiagonalen gernessen werden. Es ist jedoch gün-

kier einen Thermistor 23, zwei die Detektorkammern stiger, das Ausgangssignal des Thermistors 23 mit

12 und 16 mit der Strömungskammer 22 verbin- Hilfe eines Wechselspannungsverstärkers 37 zu mesdende Strömungskanäle 24 und 26 und zwei Düsen sen, welcher zur Erhöhung seiner Empfindlichkeit 28 innerhalb der Strömungskammer 22, welche den auf die Frequenz dieses Signals abgestimmt sein Abschluß der Strömungskanäle 24 und 26 bilden. In 60 kann. In der schematischen Darstellung von Fig. 1 dem Analysator nach F i g. 1 können die Kammern ist der Thermistor 23 über Leitungen 31 und 32 und end Kanäle der Detektoreinheit 21 ganz mit einer einen Widerstand 34 an eine Gleichspannungsquelle Mischung aus der zu analysierenden gasförmigen 33 sowie einen Kondensator 36 und einen Verstärker Komponente oder einem anderen Infrarot absorbie- 37 an ein Meßgerät 38 angeschlossen.

renden Gas sowie einem nicht absorbierenden Ver- 65 Da der Thermistor 23 normalerweise durch einen «innungsgas gefüllt sein. Strom von der Gleichspannungsquelle 33 über den

In dem Analysator nach Fig. 1 werden einander Widerstand 34 aufgeheizt wird, liegt seine Temperaentsprechende Infrarotstrahlen als Meß- und Bezugs- tür etwa oberhalb der Umgebungstemperatur. Im

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Ruhezustand gibt er an das ihn umgebende Gas und den Düsen 28 und dem Thermistor 23 versehene

an die Wände der Strömungskammer 22 Wärme ab. Strömungskammer 22 ist zwischen diesen beiden De-

Die ihn unmittelbar umgebende Gasschicht wird da- tektorkammern angeschlossen. Der Thermistor 23

bei fast auf seine Temperatur aufgeheizt. Wesentlich kann mit der elektrischen Schaltung von F i g. 1 ver-

ist in diesem Zusammenhang, daß durch eine Gas- 5 bunden sein.

strömung hoher Geschwindigkeit in der Strömungs- Jede der Detektorkammern 43 und 44 weist einen kammer 22 der Kontakt zwischen dem kühleren Gas Gaseinlaß 51 und einen Gasauslaß 52 auf, welche und dem Thermistor 23 beirächlikh ei höht wird, in- _mit Ventilen S3 versehen sind. Diese Ventile können dem die den Thermistor normalerweise umgebende erforderlichenfalls mechanisch gekoppelt sein, so daß aufgeheizte Gasschicht zerteilt wird, so daß der io _sj_e zusammen bedient werden können. Mit den Gas-Thermistor maximal gekühlt wird. Zusätzlich wird einlassen 51 können hier nicht dargestellte Schmutzdie Geschwindigkeit des in den relativ weiten Strö- filter und mif den Gasauslässen 52 hier ebenfalls mungskanälen fließenden Gasstromes beim Durch- nicht dargestellte Säugpumpen zum Einführen von gang durch die Düsen 28 am Ende der Kanäle 24, 26 Gas in die Kammern verbunden sein. In die Detekstark erhöht. Dieser Effekt steigert die Zufuhr weite- 15 torkammer 44 wird ein Bezugsgas, z. B. gereinigte ren kühlen Gases zum Thermistor durch eine An- Luft, eingeführt.

saugwirkung in der Strömungskammer, wodurch die Beim Betrieb wird c'ie kombinierte Proben- und

Kühlung des Thermistors weiterhin erhöht wird. Detektorkammer 43 mit einem reinen Gas, dar die zu

Durch den negativen Temperaturkoeffizient und die analysierende Komponente nicht enthält, gespült, die

nichtlineare Widerstandskennlinie des Thermistors 20 Ventile an den Gaseinlässen und Gasauslässen wer-

wird sein Widerstand, und zwar überproportional, den geschlossen und das elektrische Meßgerät 38

erhöht. Dadurch nimmt der ihn durchfließende elek- (Fig. 1) wird durch Verstellen eines Trimmers 54

trische Strom ab, wodurch wiederum die wärmeer- (Fi g. 1) in dem Bezugsstrahl oder durch eine elektri-

zeugende elektrische Energie verringert wird, so daß sehe Justierung der Schaltung auf Null gestellt.

die Anzeige noch empfindlicher wird. Durch die ge- 25 Dann werden die Ventile der Detektorkammer 43

steigerte Kühlung des Thermistors durch die Gas- geöffnet, die zu analysierende Gasprobe wird in die

strömung hoher Geschwindigkeit wird somit wegen Kammer gesaugt und die Ventile wieder geschlossen,

der Selbstreduzierung der elektrisch erzeugten Wenn die Gasprobe Bestandteile enthält welche in

Wärme in dem Thermistor eine Empfindlichkeit er- dem infraroten Teil des Spektrums absorbieren so

zielt, die größer ist als erwartet. Wegen des nichtli- 30 wird sich das Gas in der Proben- und Detektorkam-

nearen Verhaltens des Thermistors wirkt sich diese _mer 43 mit der Unterbrechungsfrequenz des Infrarot-

Selbstreduzierung um so stärker aus, je größer die Strahles abwechselnd aufheizen und abkühlen und

Kühlung ist. dabei gemäß den Gasgesetzen ausdehnen und zusam-

Zusammenfassend besteht somit die beschriebene menziehen.

Detektoreinheit aus zwei abgeschlossenen, miteinan- 35 Da das Gas in der Bezugs-Detektorkammer 44 die der verbundenen Detektorkammern mit infrarot- _m analysierende Komponente nicht enthält, wird es durchlässigen Fenstern. Ein Fühlelement, nämlich _Von dem Bezugsstrahl im wesentlichen nicht beeinder Thermistor in dem Verbindungskanal zwischen fjußt. Durch den Druckausgleich zwischen den beiden abgeschlossenen Detektorkammern spricht auf die den Kammern durchlaufen den Verbindungskanal pulsierende Gasströmung an, welche durch die un- 40 Strömungsimpulse mit der doppelten Strahlunlerbregleiche, abwechselnde Ausdehnung und Zusammen- chungsfrequenz. Diese Strömungsimpulse werden in Ziehung des eingeschlossenen Gases hervorgerufen der in Zusammenhang mit Fig I beschriebenen wird, wenn durch einen Zerhacker oder Strahlunter- Weise zur Bestimmung der Konzentration des Infrabrecher periodisch unterbrochene Infrarotstrahlen in ^t absorbierenden Gases in der Detektorkammer 43 die Detektorkammer geleitet werden. Zur Bestim- 45 gemessen.

mung einer Infrarotstrahlung absorbierenden Korn- _Der Analysator nach F i g. 2 ist für Gisproben ver-

ponente in einer Gasprobe wird einer der Strahlen _wendbar, die nur eine zu analysierende. Infrarot ab-

durch eine vor der Anzeigeeinheit angeordnete Pro- sortierende Komponente enthalten Er ist jedoch

benkammer geleitet, so daß die eine der abgeschlos- auch dann anwendbar, wenn das Gas sowohl in der

senen Detektorkammera der Detektoreinheit errei- ₅o Proben-, als auch in der Bezugs-Detektorkammer

chende Infrarotenergie infolge Absorption durch die durch Infrarot absorbierende Gasbestandteile verun-

zu analysierende Komponente gedampft ist und so- _reinigt ist In diesem Fall wird zu Anfang die Mes-

mit die erwähnte ungleiche Ausdehnung und Zusam- _{sung e}ine etwa bestehende Druckdifferenz durch

menziehung hervorruft. _Λ . _v ^ Verstellen eines Trimmers in einem der optischen

Durch eine Zusammenfassung und em Kombmie- 55 Pfade ausgeglichen. Bei der Einführung einer zusätz-

ren der Funktion der Probenkammer und derjenigen liehen Infrarot absorbierenden Komponente z.B.

der Bezupkarnmer mit denen der Detektorkammern der zu analysierenden, in die Detektorkammer, wird

der Detektoreinheit ist es möglich, den Gasanalysa- die Stärke der Druckimpulse in dieser Kammer ent-

tor zu vereinfachen und gleichzeitig seme Empfind- sprechend erhöht, wodurch zwischen den Kammern

lichkeit und sein Auflösevermögen, insbesondere bei 60 ein intermittierender Differenzdruck entsteht, der

stark absorbierenden Probegasen, wieterhin zu erhö- Strömungsimpulse durch den Verbindungskanal

hen. Dies ist in den folgenden Fig.2 bis 5 darge- treibt.

^ste]^h· . . , _ ,, ... F «g-3 zeigt die Einführung von gasgefüllten FiI-In Fig. 2 verlaufen Strahlen von zwei Infrarot- terzeilen 56 in das optische System vor den Detektorquellen 41 und 42 in zwei getrennten Pfaden. In je- 65 kammern von Fig.2. Durch Füllen dieser Filterzeldem dieser Pfade ist eine Detektorkammer 43 bzw. Jen mit Gasen, die in Spektrumsbereichen absorbie-44 mit mfrarotdurchlässigen Fenstern 46 eingefügt. ren, welche an diejenigen angrenzen die von der zu Die im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebene, mit analysierenden Komponente absorbiert werden, kön-

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neu Störungen durch Infrarot absorbierende Verunreinigungen der Gase in den Detektorkammern beseitigt oder doch stark vermindert werden.

F i g. 4 zeigt einen Gasanalysator, in welchem eine Filterzelle 61 mit der zu analysierenden Komponente, z. B. Kohlenstoffdioxyd, und eine weitere Filterzelle 62 mit Luft gefüllt sind und in welchem die zu untersuchende Gasprobe, z. B. Abgas, zu Beginn der Messung sowohl in die Proben-Detektorkammer 63 als auch in die Bezugs-Detektorkammer 64 eingeführt wird. Hierzu sind beide Detektorkammern über eine Verbindungsleitung 66 und Ventile 67 hintereinandergeschaltet. Nachdem beide Detektorkammern 63 und 64 sowie die Strömungskammer 22 und ihre verbindenden Kanäle mit dem Probengas gefüllt worden sind, werden die Ventile 67 geschlossen. In dieser Anordnung wird die die Gasprobe in der Detektorkammer 63 erreichende Infrarotenergie in dem von der zu analysierenden Komponente, z.B. Kohlenstoffdioxyd, absorbierten Spektralbereich gedämpft, während die die Detektorkammer 64 erreichende Energie ungedämpft ist. Wenn in der Gasprobe die zu analysierende Komponente, z.B. Kohlenstoffdioxyd, vorhanden ist, werden in der beschriebenen Weise in der Strömungskammer 22 zwischen den Detektorkammern 63 und 64 Strömungsimpulse erzeugt.

F i g. 5 zeigt eine Anordnung, in welcher eine zu analysierende, Infrarot absorbierende Gaskomponente kontinuierlich in einer durchfließenden Gasprobe bestimmt werden kann. Die Gasprobe durchfließt hier zwei Detektorkammern 71 und 72 über die mit ihren Verbindungskanälen 24 und 26 jeweils an das äußere Ende der Detektorkammern 71 und 72 angeschlossene Strömungskammer 22. Durch übliche Strömungsregler kann erreicht werden, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in der Strömungskammer 22 relativ konstant ist und der Thermistor 23 in der Strömungskammer einen stationären Zustand einnimmt. Wenn in der beschnebenen Weise durch intermittierende Absorption von Infrarotenergie in eine der Detektorkammern Differenzdruckimpulse zwischen den Detektorkammern 71 und 72 erzeugt werden, wird die Strömung durch die Strömungskammer 22 entsprechend moduliert. Die Modulationsfrequenz ist dabei doppelt so hoch wie die Strahlunterbrechungsfrequenz. Durch Messen des Widerstandes des Thermistors mit einer auf die Modulationsfrequenz abgestellten elektrischen Schaltung kann dann die Konzentration des Infrarot absorbierenden Gases in dem Gasprobenstrom kontinuierlich angezeigt werden. Hierdurch läßt sich der Einfluß von Strömungsschwankungen, welche nicht mit der Modulationsfrequenz erfolgen, unterdrücken.

Durch eine ebenfalls in F i g. 5 dargestellte weitere Strömungskammer 73 kann eine noch größere Unterdrückung erreicht werden. Diese weiteren Strömungskammer 73 ist ähnlich aufgebaut wie die Strömungskammer 22. Sie weist einen Thermistor 74 auf, der allen Strömungsschwankungen unterworfen ist, welche den Thermistor 23 in der Strömungskammer 22 beeinflussen, außer denjenigen, welche durch die intermittierende Ausdehnung und Zusammenziehung des Gases in der Detektorkammer 71 hervorgerufen sind. Durch Anordnen der beiden Thermistoren 23 und 74 in benachbarte Zweige einer üblichen, hier nicht dargestellten, elektrischen Meßbrücke kompensiert der zweite Thermistor 74 alle Strömungs schwankungen und sonstigen Veränderungen der Meßeinrichtung.

Die bisher beschriebenen lnfrarot-Gasanalysatoren werden allgemein als nicht dispersive Analysatoren bezeichnet, in welchen das gesamte Infrarotspektrum der Infrarotquelle gleichzeitig durch das zu analysierende Gas geleitet und gegebenenfalls die Absorption bei bestimmten Wellenlängen durch selektive Anzeigeeinrichtungen oder durch selektives Filtern gemcssen wird. Die Detektoreinheit kann jedoch auch bei dispersiven Gasanalysatoren mit den gleichen Vorteilen und unter der gleichen Vereinfachung des apparativen Aufwandes verwendet werden.
Bei dispersiven Gasanalysatoren wird die Energie

»5 von der Infrarotquelle durch ein Prisma oder durch ein Reflektionsgitter in ihre Spektralbestandteiie zerlegt. Diese Spektralbestandteile werden dann einzeln oder doch wenigstens in schmalen Bereichen durch Drehen des Prismas oder des Gitters einzeln und

ao nacheinander durch einen Spalt sowie durch die zu analysierende Gasprobe auf eine für alle Wellenlängen empfindliche Detektoreinheit gerichtet. Die Bestimmung und Messung der Komponenten in der Gasprobe erfolgt durch graphische Darstellung in

»5 Abhängigkeit von der Wellenlänge des auftreffenden Lichtes.

Dabei werden die Funktionen der Probenkammer und der Detektoreinheit miteinander verbunden, wodurch diese Teile des optischen Systems üblicher dispersiver Gasanalysatoren (s. beispielsweise den Aufsatz »Small Prism Infrared Spectrometry« von Barnes, McDonald, Williams and Kinnaird, Zeitschrift »Applied Physics«, Bd. 16, Februar 1945), vereinfacht oder sogar entbehrlich werden. Durch die Verbindung der Detektoreinheit und der Probenkammer kann der Infrarotstrahl auf eine große Oberfläche gerichtet werden, wodurch die Empfindlichkeit erhöht wird und Messungen ermöglicht werden, die mit den üblichen dispersiven Gas-

4" analysatoren nicht durchgeführt werden konnten.

In der Anordnung nach F i g. 6 wird die von einer Quelle 81, z.B. von einer Spirale aus Nickelchromdraht, erzeugte Infrarotenergie über eine Umlaufblende 82 auf einen kollinierenden Spiegel 83 gerichtet. Der von diesem Spiegel 83 erzeugte Parallelstrahl durchläuft ein Prisma 84, in welchem er in seine Spektralbestandteile aufgespalten wird, wobei diese abhängig von ihrer Wellenlänge mehr oder weniger gebeugt werden. In der Zeichnung sind zwei Strahlen 86 und 87 solcher monochromatischen Strahlung dargestellt. Von dem Prisma 84 gelangen die Strahlen zu einem Spiegel, der sie wieder sammelt und durch einen Spalt in eine kombinierte Proben- und Detektorkammer 91 wirft.

Die zu analysierende Gasprobe befindet sich in der Detektorkammer 91, welche einen Teil einer vorste hend beschnebenen Detektoreinheit bildet. Eine zweite Detektorkammer 92 kann ebenfalls mit der Gasprobe gefüllt sein, für Untersuchungen kurzer

Dauer kann jedoch die Detektorkammer 92 jedes beliebige andere Gas enthalten, da sich die Gase wegen der Düsen in der Strömungskammer 22 zwischen den beiden Detektorkammern kaum vermischen. Zweckmäßigerweise werden die Kammern 91, 92 und 22

ös dadurch mit der Gasprobe gefüllt, daß die Kammern über Ventile 94 und 96 zunächst evakuiert und sodann an die Quelle für die Gasprobe angeschlossen werden. Die Kammern können hierzu jedoch auch

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von der Gaspiobe durchspült werden, indem diese 141 auf, der mit zwei zylindrischen Aushöhlungen bei einem Ventil zugeführt und nach Durchströmen versehen ist, welche die Detektorkammern 12 und 16 der Kammer bei dem anderen Ventil ausgelassen bilden. Der Metallblock 141 dient weiterhin zur wird. ~ Wärmeabführung. Auf dem Metallblock 141 ist ein Durch periodisches Unterbrechen des Infrarot- S Befestigungsblock 142 mit hier nicht dargestellten Strahles durch die Umlaufblende 82 tritt die Infrarot- Schrauben angebracht, welcher in seiner Mitte einen energie impulsweise in die Detektorkammer 91 ein. Schacht aufweist, der die Strömungskammer 22 bil-Wenn die Gasprobe eine Komponente enthält, die det. Der Befestigungsblock 142 trägt weiterhin zwei Energie der durch das optische System in die Kam- Längsbohrungen 143, deren äußere Enden Senkbohmer geleiteten Wellenlänge absorbiert, wird sich das io rungen 144 mit Bodenflächen 146 aufweisen. Diese Gas mit der Impulsfrequenz ausdehnen und zusam- Bodenflächen 146 sind parallel zueinander und zu menziehen. Infolge des Druckausgleichs zwischen der Längsachse der Strömungskammer 22 und haben den Detektorkammern 91 und 92 strömt das Gas bei im wesentlichen den gleichen Abstand von diesei seiner Ausdehnung durch die Strömungskammer 22 Achse. Zu beiden Seiten des Befestigungsblockei, 142 in die Detektorkammer 92 und bei seiner Abkühlung 15 sind Seitenblöcke 147 abnehmbar mit diesem und und Zusammenziehung wieder zurück in die Detek- mit dem Metallblock 141 befestigt. Die Seitenblöcke torkammer 91. Wie im Zusammenhang mit F i g. 1 147 sind mit L-förmigen Strömungskanälen 148 verbeschrieben, enthält die Strömungskammer 22 Düsen sehen, welche di:· Senkbohrungen 144 mit den De-28 zur Erhöhung der Geschwindigkeit der Gasströ- tektorkammern VA und 16 verbinden. In die Bohrunmung um einen aufgeheizten Thermistor 23 sehr ge- 20 gen 143 des Befeytigungsbiockes 142 reichen röhrenringer Masse herum, welcher zur Messung seiner förmige Düsenkörper 1149 mit geringerem Durchmes-Widerstandsveränderungen mit einer elektrischen ser als die Bohrungen hinein, deren äußere Enden Schaltung verbunden ist. mit kreisförmigen Flanschen 151 geringeren Durch-Um die Spektralanteile der infraroten Strahlung messers al< die Senkbohrungen 144 versehen sind, einzeln und nacheinander in die Detektorkammer 9! 25 Die inneren Auflageflachen dieser Flansche sind se leiten zu können, ist das Prisma 84, welches die ausgebildet, daß sie auf den Bodenflächen 146 dei Strahlung zerlegt, auf einer durch einen Schnecken- Senkbohrungen 144 zum genauen Ausrichten dei trieb 89 drehbaren Plattform 88 angeordnet. Düsenkörper 149 in den Bohrungen 143 verschoben Wie bei spektrometrischen Messungen üblich, werden können. Jeder Düsenkörper 149 trägt einen kann der Antrieb des Schneckentriebs 89 mit dem 30 röhrenförmigen Kanal, welcher an dem inneren Ende Antrieb eines hier nicht dargestellten Aufzeichnungs- des Düsenkörpers 149 in eine kleine Düse 28 ausstreifens verbunden oder synchronisiert sein, so daß läuft, die in die Strömungskammer 22 hineinragt. Die die Ausgangssignale der Detektoreinheit in einfacher Strömungskanäle 148 in den Seitenblöcken 147, die Weise; abhängig von dem Drehwinkel des Prismas röhrenförmigen Kanäle 152 und die Düsen 28 in den aufgezeichnet werden können. Da das Ausgangssi- 35 Düsenkörpern 149 bilden die Strömungskanäle 24 gnal der Detektoreinheit der Absorption von Infrarot- und 26 von Fig. 1, welche eine Gasströmung relativ energie in der Gasprobe proportional ist und die hoher Geschwindigkeit in die Strömungskammer 22 Wellenlänge der in die Detektorkammer 91 eintre- leiten, wenn zwischen den Detektorkammern 12 und tenden Infrarotstrahlung von dem Drehwinkel des 16 zum Druckausgleich Gas fließt.
Prismas abhängt, stellt dann die Aufzeichnung das 4° Die Thermistorperl·; 23 ist in dem die Strömungs-Absorptionsspektrum der Gasprobe dar. kammer 22 bildenden Schacht in dem Befestigungs-Einer der Vorteile dieses Spektrometers gegenüber block 142 angebracht. Sie hat im wesentlichen einen den bisher bekannten besteht darin, daß an Stelle ellipsenförmigen Umriß, ihr großer Durchmesser beeiner negativen Messung eine positive durchgeführt trägt etwa 0,2 mm und ihr kleiner Durchmesser ungewird. Bei den bisher bekannten Spektrometern wird 45 fähr 0,13 mm. Sie wird an den Enden ihres großen die Differenz zwischen der die Detektoreinheit mit Durchmessers durch dünne Drähte 154 getragen, und ohne in den Infrarotstrahl eingefügter Gasprobe welche, vorzugsweise in der gleichen Ebene, mit dikerreichenden Infrarotenergie gemessen. Häufig ist keren, steifen Drähten 156 verbunden sind, die durch diese Differenz sehr klein und durch Verluste in dem einen in einer Senkbohrung 158 angeordneten und optischen System überdeckt. Bei dem Spektrometer 50 mit einem Flansch 159 in einer Senkbohrung 161 am mit der vorliegenden Detektoreinheit wird die Ab- oberen Ende des Schachtes gehaltenen Isolierblock sorption jedoch direkt gemessen. Dadurch kann der 157 hindurchführen. Die Thermistorperle 23 befindet Rauminhalt der Detektorkammer 91 so groß ge- sich ungefähr in der Mitte der Strömungskammer 22 macht werden, daß sogar sehr schwache Absorptio- und hat im wesentlichen den gleichen Abstand von nen gemessen werden können. 55 den beiden Düsen 28. Die Düsen 28 sind vorzugs-Bei der Messung der Absorption von optisch sehr weise so angeordnet, daß ihre Achsen übereinstimdichten Gasen ist beiden bisher bekannten Spektro- men und durch den Mittelpunkt der Thermistorperle metern der Betrag der die Anzeigeeinheit erreichen- 23 verlaufen.

den Infrarotenergie sehr klein, weil sie in der ge- Diese etwas kritische Anordnung erfordert einen

trennt von der Anzeigeeinheit angeordneten Proben- 60 genauen und feinfühligen Zusammenbau, welcher

kammer gedämpft wird, bevor sie die Anzeigeeinheit durch die in F i g. 7 gezeigte Konstruktion ganz we-

erreicht, so daß genaue Messungen sehr kleiner Dif- sentlich erleichtert wird. Die Anordnung der Thermi-

ferenzen äußerst schwierig durchzuführen sind. Bei storperle 23 in eimer zu der Düsenachse senkrechten

dem Spektrometer mit der vorliegenden Detektorein- Mittelebene kann durch eine einfache Vorrichtung

hcit erzeugen jedoch gerade stark absorbierende 65 erreicht werden, welche vor dem Einsetzen der Dü-

Gase große Ausgangssignale. senkörper 149 in die Bohrungen 143 eingeführt wird.

In Fig.7 und 8 ist die Detektoreinheit in ihren Diese hier nicht dargestellte Vorrichtung kann aus

tiinzelheiten dargestellt. Sie weist einen Metallblock einem Rohr bestehen, das eng in die Bohrungen 143

/Io

15 16

paßt und einen Mittelflansch aufweist, der auf der hineinpassen und dadurch die Düsenkörper 149 vor-Bodenfläche 146 einer Senkbohrung 144 aufsitzt. übergehend durch Reibung zu halten vermögen. Sie Die Länge des Teiles dieser Vorricfitung zwischen ih- sind etwas langer als die Senkbohrungen 144 tief rem Flansch und ihrem inneren Ende entspricht dem sind, so daß sie aus diesen herausragen und beim Abstand zwischen der Bodenfläche 146 und der Mit- 5 Anbau der Seitenblöcke 147 an den Befestigungstelachse der Strömungskammer 22. Durch eine öff- block 142 in diese Senkbohrungen 144 hineingenung in der Vorrichtung kann ein hakenförmig gebo- drückt werden können. Hierdurch fließen die Eingener Draht hindurchgeführt werden, mit dem die sätze 162 um die Flansche 151 der Düsenkörper 149 Thermistoraufhängung erfaßt und gegen das Ende und halten diese in ihrer Stellung fest
der Vorrichtung gezogen werden kann, bis die io Die Abmessungen der Thermistorperle 23 sind beDrähte 156 dieses Ende berühren. Wenn dieses Ende reits erwähnt worden. Die Düsen 28 haben zweckmäder Vorrichtung senkrecht zu seiner Achse liegt, ist ßigerweise einen Durchmesser zwischen 0,25 und damit gewährleistet, daß die Drähte 156 und 154 so- 0,4 mm, jedoch ist diese Abmessung nicht kritisch, wie die Thermistorperle 23 in einer zu den Bodenflä- Der Abstand zwischen den Düsen und dem Thennichen 146 der Senkbohrungen 144 parallelen Ebene 15 stör 23 ist vorzugsweise etwa 0,4 mm, er kann ohne liegen. Sodann wird der Isolierblock 157 durch einen große Veränderung des Ausgangssignals etwas vergeeigneten Klebstoff am Rand seines Flansches 159 ändert werden. Der Rauminhalt der Strömungskaverklebt. Wenn der Klebstoff abgebunden hat, ist der näle 24 und 26 sollte klein sein gegen denjenigen der Thermistor 23 in der Strömungskammer 22 genau Detektorkammern 12 und 16 und der Strömungspositioniert. ₁₀ kammer 22.

Anschließend werden die Düsenkörper 149, vor- Die Kühlwirkung der den Thermistor 23 beeinfh-s-

zugsweise nacheinander, so in die Senkbohrungen senden Gasströmung kann dadurch noch weiter ge-

144 eingesetzt, daß ihre Flansche 151 die Bodenflä- steigert werden, daß die Temperatur der Gasströ-

chen 146 berühren. Jeder Düsenkörper 149 kann so mung kurz bevor diese den Thermistor 23 erreicht,

verschoben werden, daß die Achse seiner Düse 28 »5 künstlich gesenkt wird. Eine Möglichkeit solcher zu-

mit der Thermistorperle 23 fluchtet. Diese Ausrich- sätzlichen Kühlung ist in Fig. 8 dargestellt. Die Strö-

tung wird zweckmäßigerweise mit Hilfe; eines Mikro- mungskanäle 148 in den Seitenblöcken 147 sind mit

skops geringer Vergrößerung durchgeführt, welches wärmeisolierenden Auskleidungen 164 versehen. Die

so angeordnet ist, daß die Thermistorperle 23 durch durch diese Kanäle hindurchtretende Gasströmung

die Düse 28 des auszurichtenden Düsenkörpers 149 30 trifft auf Thermoelemente 166, durch welche ein

zu sehen ist. Wenn die Düsenkörper 149 ausgerichtet Strom solcher Richtung hindurchgeschickt wird, daß

worden sind, werden sie durch verfortnbare Kunst- diese gemäß dem bekannten Peltiereffekt Wärme

Stoffeinsätze 162 aus einem unter Druck kalt fließen- aufnehmen. An Stelle der Strömungskanäle 148 kön-

den Material in ihrer eingestellten Lage festgehalten. nen auch die Düsenkörper 149 aus Isoliermaterial

In F i g. 7 sind die Einsätze 162 in ihrem eingepreß- 35 bestehen und die Kühl-Thermoelemente 166 aufneh-

ten Zustand dargestellt, in welchen sie auf der Ober- men. Eine weitere Methode, die kleine Gasmenge in

fläche der Flansche 151 der Düsenkörper 149 auflie- den Kanälen neben der Strömungskammer zu küh-

gen und um diese herumgeschlossen sind. Vor ihrem len, besteht darin, diese Kanäle doppelwandig auszu-

Zusammenpressen haben sie die Formt von geraden führen und durch den so gebildeten Kühlmantel eine

Kreiszylindern, die genau in die Senkbohrungen 144 40 Kühlflüssigkeit hindurchzupumpen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Vorrichtung zur Gasanalyse mittels einer periodisch unterbrochenen Infrarotstrahlung, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) daß eine zwei miteinander in Verbindung stehende Detektorkammeni (12, 16; 43, 44; 63, 64; 71, 72) umfassende Detektoreinheit (21) vorgesehen und in der Verbindung zwischen beiden Detektorkammern ein nichtlineares elektrisches Element (23) zum Nachweis einer durch Druckschwankungen hervorgerufenen Gasströmung angeordnet iüt;

   b) daß die Verbindung zwischen den Detektorkammern (12, 16; 43, 44; 63, 64; 71, 72) durch zwei in eine das nichtlineare elektrische Element (23) enthaltende Strömungs- _ao kammer (22) mündende, düsenförmige Kanäle (24, 26) gebildet ist;

   c) daß mindestens eine der beiden Detektorkammem (12, 16; 43, 44; 63, 64; 71, 72) mit dem nachzuweisenden Gas gefüllt ist, so ^a5 daß diese Kammer gleichzeitig als Probenkammer dient.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Detektorkammern (43, 3» 44; 63, 64; 71, 72) von getrennten pulsierenden Infrarotstrahlen bestrahlt sind und zusammen mit der Ströniungskammer (22) die gesamte zu analysierende Meßgasprobe enthalten, daß eine Filterzelle (56, 61) in den Strahlenweg des Infrarot-Strahls zwischen der Strahlungsquelle (41) und der zweiten Detektorkammer (43, 63, 71) angeordnet ist und daß die Filterzelle ein Infrarotenergie in dem gleichen Gebiet des Spektrums absorbierendes Gas enthält, wie die zu bestinv mende Komponente.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungsleitung (66) zwischen den beiden Detektorkammern (63, 64) zur anfänglichen Spülung dieser Kammern mit dem Probengas und Ventile (67) zur Unterbrechung des Gasflusses durch die Verbindungsleitung (66) während der Analyse der Gasprobe vorgesehen sind.

   4. Vorrichtung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß über Durchfluß- und Verbindungseinrichtungen ein ununterbrochener Strom der Meßgasprobe in der Reihenfolge erste Detektorkammer (71), Strömungskammer (22) und zweite Detektorkammer (72) vorgesehen ist, daß je eine Filterzelle (61, 62) in jedem Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und jeweils einer der Detektorkammern (71, 72) vorgesehen ist, wobei die Bestrahlung bei den Detektorkammern (71, 72) die Gasströmung durch die Strömungskammer (22) mit einer Frequenz moduliert, die der doppelten Frequenz des pulsierenden Infrarotstrahls entspricht, und daß der elektrische Schaltkreis für das elektrische Element (Thermistor 23) auf diese Modulationsfrequenz abgestimmt ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (24, 26) die Strömungskammer (22) mit den Detektor-SS (71%) in der Nähe mrer Enden verdichtung nach Ans_Pruch4 oder 5 dadurchgekennzeichnet, daß der Meßgasstrom durch erweitere Strömungskammer (73) geleifetTst wicher eine mit der letzten Detektorkammer 72T verbundene Düsenöffnung aufweist so ? ri; Gasströmung auf ein weiteres elektn-

   idmWdsMenmg jedes elektri-

   DetekSrkammem (71, 72) an deren einem Ende Stund daß die zweite Stromungskammer S i dTm anderen Ende der letzten durch-

   rS Detektorkammer (72) verbunden ,st 8 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 is 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Strois /, °™miM β innerhalb der Strömungs-S^dSÄ auslaufen, die axfa, der ausgerichtet sind und daß das Ee Element (Thermistor 23) im wesentliin der Mitte zwischen den beiden Düsen Sn auf ihrer Verbindungslinie angeordnet ist, daß Einrichtungen zum anfänglichen Emjustieren defdie Strömimgskanäle (24, 26) bildenden Du- «pnköroer (149) in getrennten Ebenen senkrecht zu den^PAchs;n derben (28) in axialer Ausrichtung der Düsen zueinander und zu dem elektrischen Element (23) sowie Einrichtungen (162) Sm Fixieren der Düsen (28) in d.eser Just.erung vorgesehen sind. ..

   9 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß das als rherm storperle ausgebildete elektrische Element (23, 24) in einem Schacht eines Befestigungsblockes (142) angeordnet ist, daß in der Seitenwand des Befestigungsblockes (142) zwei sich gegenuberhegende Bohrungen (143) zur loaen Aufnahme der Düsenkörper (149) vorgesehen sind welche an ihren äußeren, vom Schacht abgewandten Enden zwei Senkbohrungen aufweisen, die einander parallele ebene Bodenflächen (146) besitzen, und daß die Einrichtungen zum Einjustieren der Dusenkörper (149) aus je einem Flansch (151) an den beiden Düsenkörpern (149) bestehen, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige der Senkbohrungen (144) und der eine zur Achse der Düsen (28) senkrechte Auflagefläche besitzt, mit welcher jeder Düsenkörper auf der Bodenfläche (146) der Senkbohrung (144) verschiebbar gelagert ist (F i g. 7).

   10 Vorrichtung nach Ansprüche oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Fixieren der Düsen (28) in ihrer Justierung aus verformbaren Einsätzen (162) in den Senklochern (144) bestehen, welche im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen wie die Senkbohrungen (144) und somit die Flansche (151) der Düsenkörper (149) überdecken, und daß die Einsätze derart unter Druck verformbar sind daß sie zwischen den Rand der Flansche

   3 4

   (151) und die Wandungen der Senkbohrungen muß es von Licht konstanter Leuchtintensität ange-

   (144) fließen und somit die Düsenkörper (149) in strahlt werden, damit nicht Schwankungen in der Be-

   einer gewünschten Stellung festhalten und daß leuchtungsintensität der Fotozelle auftreten, die auf

   Befestigungseinrichtungen (Ϊ47) zum Ausüben die Meßanordnung selbst zurückzuführen sind,

   eines Druckes auf die verformbaren Einsätze 5 Trotzdem dürfte es extrem schwierig sein, einer sol-

   (162) vorgesehen sind. chen Vorrichtung ihre gegenüber Vibrationen beste-

   11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 hende Empfindlichkeit zu nahmen. Die Ausbildung bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (Ϊ66) der in die Strömungskanäle von den Detektorkam- TMT Abkühlung des Gases in den Strömungskanä- mern einmündenden Kanäle in düsenartiger Form ist len (24, 26; 148) vor Eintrat in die Strömungs- io notwendig, um die auf Druckschwankungen zurückkammer (22) vorgesehen sind. zuführenden, geringen Gasströmungen voll zur me-

   12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, chanischen Beaufschlagung und Drehung des Fiihi-3, 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nur die elementes ausnutzen zu können.

   erste Detektorkammer (91) von einem pulsieren- In der britischen Patentschrift 786 516 ist ein zwiden Infrarotstrahl bestrahlt ist, daß Dispersions- 15 sehen zwei Infrarotabsorptionskammern angeordnemittel (84) in dem Strahlenweg zwischen Strah- tes, thermisch empfindliches elektrisches Element lungsquelle (81) und der ersten Detektorkammer vorgesehen, um auf Meßimpulse zurückgehende (91) zur Aufspaltung des Infrarotstrahles in An- Druckschwankungen des Gases bei einem Infrarotgasteile verschiedener Wellenlängen vorgesehen analysator in eine Meßspannung umzuwandeln. Bei sind, und daß Stellanordnungen (89) zur sukzes- 20 diesem Infrarotgasanalysator sind jedoch die Abmessiven Durchstrahlung der ersten Detektorkammer sungen der Durchlässe zu den Detektorkammern ex-(81) mit aufeinanderfolgenden Wellenlängenaa- trem klein und das unter anderem auch als Thermiteilen vorgesehen sind, um die Infrarotabsorption stör ausgebildete Element zur Feststellung einer Gasdes Gases in der Detektorkammer bei verschiede- strömung ist in diesem extrem kleinen Durchflußkanen Wellenlängen zu messen. 25 nal angeordnet. N*-.i er .acht dadurch zwar einen ef-

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch fektiven Fluß, des Gases durch diesen Durchlaß und gekennzeichnet, daß die Dispersionsmittel ein op- damit auch über das thermisch empfindliche Widertisches Prisma (84) aufweisen. Standselement, kann dieses jedoch nur so weit kühlen,

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch als dieser Abkühleffekt auf das Element als Folge gekennzeichnet, daß die Stellanordnungen (89) 30 von Druckänderungen von dem Gas herrührt, das eine Drehbewegung des Prismas (84) durchfüh- tatsächlich von einer Detektorkammer in die andere ren. gelangt, da das sich in dem Durchlaß befindliche Gas

   auf Grund seines geringen Volumens auf die Temperatur des Widerstandselementes selbst aufheizt. Da