DE2505006B2 - Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator - Google Patents
Nichtdispersiver Infrarot-GasanalysatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysator
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Apparatur zum gleichzeitigen Messen einer Mehrzahl von zu ermittelnden Gasen, die in einer
Gasprobe enthalten sind, mit nur einem einzigen Infrarot-Gasanalysator
ist in der GB-PS 645576 beschrieben; in dieser Apparatur sind zwei Detektoren, wie z. B. Kondensatormikrophone, die selektiv auf
zwei durch Messung zu ermittelnde Gase ansprechen, optisch hintereinander angeordnet, damit man die
beiden Komponenten gleichzeitig messen kann. Jedoch wird in dieser Apparatur dem Eintluß keine
Rechnung getragen, welcher durch das gleichzeitige Vorhandensein von irgendeinem Gas hervorgerufen
wird, das überlappende Infrarotabsorptionsbänder hat und dadurch auf andere durch Messung zu ermittelnde
Gase einwirkt (ein sog. interferierendes Gas oder störendes Gas), wenn irgendein solches störendes
Gas in der Gasprobe vorhanden sein sollte. Um im praktischen Gebrauch diese Interferenz bzw. Störung
auszuschalten, hat man kürzlich zwei verschiedene Arten von Maßnahmen vorgeschlagen, nämlich
(1) die Verwendung von Infrarot-Gasanalysatoren, welche Mehrschicht-Membranen-Interferenzfilter
(Feststoff-Filter) benutzen, die die Infrarotstrahlen in Wellenlängenbereichen der Hauptabsorptionsbänder
der zu ermittelnden Gaskomponente selektiv hindurchlassen, und (2) Infrarot-Gasanalysatoren, die
mit einem Gasfilter ausgerüstet sind, welche aus einer mit interferierendem Gas gefüllten Zelle bestehen.
Jedoch sind diese Apparaturen bezüglich der Wirkung des Ausschaltens von Interferenzen bzw. Störungen
einer wesentlichen Beschränkung unterworfen; wenn nämlich beispielsweise irgendeine interferierende
Komponente ein Absorptionsband hat, das in den Absorptionsbereich einer anderen, in der Gasprobe
existierenden Komponente fällt, dann versagen diese Apparaturen.
Weiterhin ist es auf dem Gebiet der Infrarot-Gasanalyse
aus der DE-OS 2 103 558 bekannt, zum Nachweis einer bestimmten Anzahl von Gasen eine entsprechende
Anzahl von jeweils auf eines der Gase sensibilisierten Detektoren vorzusehen und den Einfluß
einer Überlappung der Absorptionsbanden der Gase auf das Ausgangssignal eines jeden Detektors
dadurch zu eliminieren, daß jedes dieser aus dem eigentlichen Meßsignal für das betreffende Gas sowie
den Interferenzbeiträgen der übrigen Gase bestehenden Ausgangssignale mit einem Signal kombiniert
wird, welches aus anderen Detektorausgangssignalen gewonnen wird und den Interferenzbeiträgen äquivalent
ist. Das jeweils aus dem Ausgangssignal eines der Detektoren zu gewinnende Signal wird durch Berich-
tigen des jeweiligen primären Ausgangssignals jedes Detektors in einer Korrektureinheit gebildet. Ferner
schließt sich an die jeweilige Korrektureinheit eine Anordnung an, welche als sekundäres Auspangssignal
nur das Ausgangssignal aufnimmt, das der Konzentration des jeweiligen, durch Messung zu ermittelnden
Gases entspricht.
Nachteilig an dieser, aus der DE-OS 2103558 bekannten
Art des Korrigierens der ursprünglichen Meßwerte zum Zwecke des Erhaltens von wahren
Meßwerten ist nicht nur der komplizierte Aufbau der Korrektureinrichtung, sondern auch die Tatsache, daß
bei dieser Art des Korrigierens der Meßwerte die Einstellung der einzelnen Korrektureinheiten außerordentlich
schwierig und langwierig ist, weil die Korrekturwerte, die in die einzelnen Korrektureinheiten
eingegeben werden, jeweils den Ausgängen der übrigen Korrektureinheiten entnommen werden. Das hat
zur Folge, daß jede Justierung einer Korrektureinheit auf die übrigen Korrektureinheiten zurückwirkt, und
deren Ausgangswerte wieder verstellt. Infolgedessen ist zur Einjustierung aller, in einer Einrichtung vorgesehenen
Korrektureinheiten ein langwieriger und komplizierter »asymptotischer Annäherungsvorgang«
bei der Einjustierung erforderlich, der dadurch bedingt ist, daß jede Veränderung der Einstellglieder
nicht nur allein auf den am Ausgang der jeweiligen Korrektureinheit erscheinenden, korrigierten Meßwerte
einwirkt, sondern über diesen Meßwert und die übrigen Korrektureinheiten auf die korrigierten Meßwerte
am Ausgang dieser übrigen Korrektureinheitei*.
Andererseits ist aus der US-PS 2924713 ein Infrarot-Gasanalysator
bekannt, bei dem zwei Kondensatormikrophon-Detektoren vorgesehen sind, deren Ausgangssignale mittels eines Servomechanismus gegeneinander
abgeglichen werden, so daß die jeweilige Abgleichstellung des Servomechanismus als Maß für
die Konzentration eines zu messenden Gases verwendet werden kann. Mit diesem Infrarot-Gasanalysator
ist es wegen der sich durch den Abgleich ergebenden Rückwirkungen praktisch nicht möglich, unter Kompensierung
von Einflüssen störender Gase gleichzeitig eine Mehrzahl von in der jeweiligen Gasprobe enthaltenen
Gasen zu messen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysator zu schaffen, bei dem der
Einfluß einer Überlappung von Absorptionsbanden verschiedener Gaskomponenten eines zu analysierenden
Gemisches auf das Meßergebnis in möglichst einfacher Weise beseitigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale
gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger, in den Fig. 1 bis 5 der Zeichnung im Prinzip veranschaulichter,
besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysators,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des tatsächlichen Aussehens des in Fig. 1 im Blockschaltbild gezeigten
Infrarot-Gasanalysators,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Zusammenbau-Plans des Sektormotor(Zerhacker- bzw.
Choppermotor)-Abschnitts,
Fig. 4 ein weiteres Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels, und
Fig. 5 ein weiteres Blockschaltbild einer Signalbildungs-
bzw. -Zusammensetzungsschaltung zum Kompensieren des Interferenzwerts.
Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der mit IG, 11 die Infrarotstrahleranordnung bezeichnet
ist; 32 ist eine Vergleichsküvette, 13 ist eine Meßküvette, 12 ist ein Zerhacker, 15, 17, 19 und 21 sind
Kondensatormikrophon-Detektoren für CO bzw. HC
ίο bzw. NO bzw. H2O; 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29,
30 und 31 sind infrarotstrahlungsdurchlässige Fenster; 14,16,18, 20, 33, 34, 35, 36 sind Kammern; 45, 46,
47,48 sind Verstärker; 49,54,59,64 sind Spannungsteilerschaltungen
als Einstelleinrichtungen des Ausgangsniveaus für die Interferenzkompensierung; 70,
71, 73, 73, 74, 75, 76, 77, 78 sind Eingangsleitungen für die Interferenzsignale; 79, 80, 81 sind Leiter; 52,
57, 62 sind Addierschaltungen; und 53, 58, 63 sind Anzeigeeinrichtungen. Als Kondensatormikrophon-Detektor
kann insbesondere jeweils ein Gleichspannungskondensatormikrophon-Detektor verwendet
werden.
Gemäß Fig. 1 werden zwei Bündel von Infrarotstrahlen, die von der Infrarotstrahleranordnung 10,
2ϊ 11 ausgesandt werden, durch den Abschnitt geschickt,
der aus der Vergleichsküvette 32 und der Meßküvette 13 zusammengesetzt ist, und diese Bündel werden
durch den Zerhacker 12 intermittierend durchschnitten. Die Vergleichsküvette ist mit einem Bezugsgas,
j(i wie z. B. Stickstoff gas oder Argongas, gefüllt, und das
zu untersuchende Gasgemisch wird kontinuierlich über den Einlaß 13a in die Meßküvette 13 eingeleitet
und über den Auslaß 13b wieder nach außen abgeführt. Infolge Absorption durch die durch Messung
π zu ermittelnde Gaskomponente wird die Energie der
Infrarotstrahlen, weiche durch den Küvettenquerschnitt hindurchgehen, herabgesetzt. Um nun die
Energieherabsetzung, die spezifisch für jede durch Messung zu ermittelnde Komponente ist, festzustel-
4(i len, ist ein Detektor für jede der durch Messung zu
ermittelnden Komponente vorgesehen. Im vorliegenden, speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung
sind Kondensatormikrophon-Detektoren 15, 17, 19, 21 für die Komponenten CO, HC, NO und H2O vor-
gesehen. Die Kondensatormikrophon-Detektoren sind mit einer Gasmischung gefüllt, weiche im Detektor
15 für Co aus CO und Ar mit einem bestimmten Partialdruckverhältnis besteht, während diese Gasmischung
im Detektor 17 für CH aus η-Hexan und Ar
■-,o eines bestimmten Partialdruckverhältnisses besteht,
im Detektor 19 für NO besteht diese Gasmischung aus NO und Ar eines bestimmten Partialdruckverhältnisses,
und beim Detektor 21 für H2O besteht die Gasmischung aus H2O und Ar eines bestimmten Par-
5-5 tialdruckverhältnisses; diese Gasmischungen sind unter
einem Normaldruck.
Die Bewegung zwischen der Membran 37 und der Elektrode 38 erzeugt ein Signal, das durch den Verstärker
45 verstärkt wird5 und das sich ergebende Si-
bo gnal wird an die Spannungsteilerschaltung 49 angelegt,
die einstellbare Abgriffe 50 und 51 besitzt, dann gelangt das Signal zu der Addierschaltung 52, deren
Ausgangssignal an die Anzeigeeinrichtung 53 für CO angelegt wird.
b5 Die Bewegung zwischen der Membran 39 und der
Elektrode 40 erzeugt ein Signal, welches durch den Verstärker 46 verstärkt und an die Spannungsteilerschaltung
54 angelegt wird, wobei letztere einstellbare
Abgriffe 55 und 56 hat. Zusätzlich wird das Ausgangssignal vom Verstärker 46 an die Addierschaltung
57 angelegt, deren Ausgangssignal durch die Anzeigeeinrichtung 58 für HC angezeigt wird. Die
Relativbewegung zwischen der Membran 41 und der Elektrode 42 ergibt ein Signal, das durch den Verstärker
47 verstärkt wird, das daraus resultierende Signal wird an die Spannungsteilerschaltung 59 angelegt, die
einstellbare Abgriffe 60 und 61 aufweist, sowie an die Addierschaltung 62, deren Ausgang an der Anzeigeeinrichtung
63 für NO angezeigt wird.
In ähnlicher Weise erzeugt die Relativbewegung zwischen der Membran 43 und der Elektrode 44 ein
Signal, das durch den Verstärker 48 verstärkt und an die Spannungsteilerschaltung 64 mit einstellbaren
Abgriffen 65, 66 und 67 angelegt wird.
Jeder Detektor ist so eingestellt, daß er ein Ausgangssigna! ermittelt, welches der Konzentration jeder
durch Messung zu ermittelnden, in dem Meßgas enthaltenen Gaskomponente entspricht. Zum Einstellen
der Detektoren wird ein Kalibrierungsgas einer spezifischen Konzentration verwendet, das beispielsweise
durch Mischung gleicher Mengen von CO, HC und NO und Verdünnung der Mischung durch N2-Gas
hergestellt wird; dieses Kalibrierungsgas wird zum Einstellen der Position der Abgriffe 50, 51, 55, 56,
60, 61, 65, 66, 67 in die Meßküvette 13 eingespeist, und zwar werden die Abgriffe so eingestellt, daß jeder
Detektor ein Ausgangssignal ermittelt, welches der Konzentration jeder Komponente entspricht. Es ist
erforderlich, die Einstellung mehrere Male vor der Messung zu wiederholen, damit jeder Detektor ein
Ausgangssignal ermittelt, welches der Konzentration von CO-Gas bzw. HC-Gas bzw. NO-Gas entspricht,
indem man das durch Mischung erzielte Gasgemisch verwendet, wobei eine gleiche Menge Jeweils von
CO-Gas, HC-Gas und NO-Gas mischt und verdünnt. Wasserdampf besitzt Infrarotabsorptionsbänder, welche
die Absorptionsbänder von CO, HC und NO überlappen. Wasserdampf interferiert daher jeweils
mit CO, HC und NO, und infolgedessen wird sein Interferenzwert entfernt, während man das obenerwähnte
Kalibrierungsgas strömen läßt bzw. mit dem Kalibrierungsgas spült.
Wenn das Kalibrierungsgas bekannter Zusammensetzung, soweit CO und HC und NO betroffen sind,
durch die Meßküvette 13 hindurchströmt, erzeugt jeder unabsichtlich vorhandene Wasserdampfgehalt ein
periodisches, elektrisches Ausgangssignal am Detektor 21, und dieses Signal wird durch den Verstärker
48 verstärkt und erzeugt über der Spannungsteilerschaltung 64 ein Wechselstrom-Ausgangssignal, welches
repräsentativ für den Wasserdampfgehalt des Kalibrierungsgases ist. Die Absorption des Wasserdampfes
beeinflußt die Detektoren für CO, HC und NO ungleich, und infolgedessen variiert der Teil des
Wasserdampfsignals, welcher außerphasig an jeder der Addierschaltungen 52, 57 und 62 zum Zwecke
der Erzielung einer genauen Gasprobenanalyse angelegt werden muß, so daß eine Einstellbarkeit der Abgriffe
65, 66 und 67 der Spannungsteilerschaltung 64 erforderlich ist, damit man die an den Abgriffen erhaltenen
Signale mit den Detektorausgangssignalen an den Addierschaltungen 52, 57 und 62 kombinieren
kann, bis man sich der richtigen Ablesung jeder Anzeigeeinrichtung 53, 58 und 63 eng angenähert hat,
wozu man die Soll-Anzeige aus der Zusammensetzung des Kalibrierungsgases weiß. Summierungsverstärker,
wie die Addierschaltungen 52,57 und 62, sind an sicli
bekannt und brauchen daher hier nicht im einzelner erläutert zu werden.
CO, HC und NO besitzen ihre Hauptabsorptionsbänder bei 4,3 bzw. 3,5 bzw. 5,3 Mikron, und jedes
dieser Hauptabsorptionsbänder besitzt Absorptionsseitenbänder (Untergrundbänder), welche die genaue
Messung der anderen, in der Probenmischung enthaltenen, gasförmigen Materialien stören. Diese Seiten-
H) bänder erzeugen Ausgangssignale an den jeweiliger
Detektoren, die höher sind, als sie sein sollten, wie es z. B. Wasserdampf tut, und infolgedessen wird dei
Störunge- bzw. Interferenzwert jeder Komponente eingestellt und mit dem primären Ausgangssignal füi
ir) jede Komponente zum Zwecke der Aufhebung bzw.
Ausschaltung des Interferenzwerts kombiniert. Beispielsweise wird beim Messen von CO-Gas ein Wechselstromsignal,
welches repräsentativ für NO-Seitenbänder ist, von dem einstellbaren Abgriff 60 abgenommen und in subtraktiver Weise an der Addierschaltung
52 mit dem CO-Detektorausgangssignal vom Verstärker 45 kombiniert. In ähnlicher
Weise wird beim Messen von HC-Gas ein Wechselstromsignal, welches repräsentativ für NO-Seitenbänder
ist, von dem einstellbaren Abgriff 61 abgenommen und in subtraktiver Weise an der Addierschaltung 57
mit dem HC-Detektorausgangssignal vom Verstärker 46 kombiniert. Das kombinierte Signal wird an den
Anzeigeeinrichtungen 53, 58 und 63 angezeigt.
in Da das Wechselstromsignal bei einer Gegenphase
innerhalb der Addierschaltungen 52, 57, 62 addiert wird, ist es erforderlich, die Phase des Signals, welches
kombiniert werden soll, einzustellen. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel wird die Phaseneinstellung
des primären Ausgangssignals jedes Detektors dadurch erzielt, daß man den optischen Abgleich des
Detektors mittels eines mechanischen Vorgangs vornimmt.
Nachstehend wird ein Beispiel einer Einrichtung
■»ο zum Durchführen des optischen Abgleichs des Detektors
mittels einer mechanischen Einwirkung erläutert. Zu diesem Zweck wird auf Fig. 2 Bezug genommen,
in der 201 die Infrarotstrahleranordnung bezeichnet, 200 ist der Küvettenabschnitt, 204 ist dei
Infrarotstrahlungsdurchtrittsabschnitt, 205 ist die Befestigungsschraube für den Zerhackermotor; 206,2OT
sind die Verschiebungsschrauben für den Zerhackermotor; 15, 17, 19, 21 sind die Kondensatormikrophon-Detektoren;
213, 214, 215 sind die Detektor-
so befestigungsschrauben; 216, 217, 218, 219 sind die Verschiebungsschrauben der Infrarotstrahlungsdurchtrittsplatten;
und 220,221,222 sind die Befestigungsschrauben für die Infrarotstrahlungsdurchtritts
platten.
Eine Kombination des Verstärkers 45, der Spannungsteilerschaltung
49 und der Addierschaltung 52 ist als Einheit 209 dargestellt.
Eine Kombination des Verstärkers 46, der Spannungsteilerschaltung
54 und der Addierschaltung 5" erscheint als Einheit 210.
Eine Kombination des Verstärkers 47, der Spannungsteilerschaltung 59 und der Addierschaltung 62
ist als Einheit 211 gezeigt
Eine Kombination des Verstärkers 48 und dei Spannungsteilerschaltung 64 ist als Einheit 212 dargestellt
Es sei nun auf Fig. 3 Bezug genommen, in der eii perspektivischer Zusammenbau-Plan des Zerhacker-
motor-Abschnitts dargestellt ist. Der Zerhackermotor
300 ist in den Gehäuseteilen 305 und 306 untergebracht bzw. wird von diesen Gehäuseteilen eingeschlossen,
und der Zerhackermotor wird durch die Befestigungsschraube 205 vom Boden her gehalten,
sowie durch die Verschiebungsschrauben 206 und 207, weiche mit dem Halter 304 verbunden sind.
Die Phase des Kondensatormikrophon-Detektors 15 für CO wird dadurch eingestellt, daß man die Verschiebungsschrauben
206, 207 für den Zerhackermotor bewegt; die Infrarotstrahlungsmenge wird dadurch
eingestellt, daß man die Verschiebungsschraube 216 für die Infrarotstrahlungsdurchtrittsplatte bewegt.
Dann wird die Phase des Kondensatormikrophon-Detektors für HC eingestellt, indem man die Befestigungsschraube
213 bewegt, und die infrarotstrahlungsmenge
wird eingestellt, indem man die Verschiebungsschraube 217 für die Infrarotstrahlungsdurchtrittsplatte
bewegt.
Die Infrarotstrahlungsdurchtrittsplatte wird nach
der Einstellung durch die Befestigungsschraube 220 befestigt.
In ähnlicher Weise werden Phase und Infrarotstrahlungsmenge
der Kondensatormikrophon-Detektoren 19, 21 eingestellt. Das heißt, daß die Phase
des Kondensatormikrophon-Detektors 19 für NO dadurch eingestellt wird, daß man die Befestigungsschraube
214 bewegt, während die Infrarotstrahlungsmenge dadurch eingestellt wird, daß man die
Verschiebungsschraube 218 für die Infrarotstrahlungsdurchtrittsplatte
bewegt und nach der Einstellung letztere durch die Befestigungsschraube 221 befestigt.
Die Phase des Kondensatormikrophon-Detektors 21 für H2O wird eingestellt, indem man die Befestigungsschraube
215 bewegt, während die Infrarotstrahlungsmenge eingestellt wird, indem man die Verschiebungsschraube
219 für die Infrarotstrahlungsdurchtrittsplatte bewegt und diese letztere nach der
Einstellung mittels der Befestigungsschraube 222 befestigt.
Es ist zu bevorzugen, daß man der Einstellung des Kondensatormikrophon-Detektors nahe des Infrarotstrahlungsdurchtrittsabschnitts
204 Priorität gibt.
Die Einstellung der Infrarotstrahlungsmenge durch Bewegen der Verschiebungsschraube 216 für die Infrarotstrahlungsdurchtrittsplatte
ist die Haupteinstellung, während das Einstellen der Infrarotstrahlungsmenge durch Bewegen der Verschiebungsschrauben
217, 218 219 eine Hilfs- bzw. Zusatzeinstellung ist.
Ein Aufbau, mit welchem dieser optische Abgleich leicht erzielbar ist, läßt sich dadurch erhalten, daß man
einen Zerhackermotor anwendet, wie er in der US-PS 3 729264 oder in der DE-OS 2132973 beschrieben
ist. Das ist deswegen so, weil bei dem konventionellen Zerhackermotor der Aufbau so ist, daß er durch
Übertragung der Rotation des Motors auf die Welle angetrieben wird, was einen komplizierten Aufbau erfordert,
wenn man die gleiche Einstelleinrichtung anwenden will, wie sie oben beschrieben ist, und aufgrand
dieser Umstände ist es weiterhin erforderlich, ein Verfahren zur synchronen Gleichrichtung des
Ausgangssignals einzuführen.
Nachstehend wird ein Beispiel erläutert, bei dem das Wechselstromsignal addiert wird, nachdem die
Phase des primären Ausgangssignals von jedem Detektor mittels der Phasenermittlungsschaltung ermittelt
und die Phase durch eine Einrichtung zur Einstel-
lung der Phasenlage eingestellt worden ist.
In Fig. 4 ist 15 der Kondensatormikrophon-Detektorfür
CO, 19 ist der Kondensatormikrophon-Detektor für NO, und 21 ist der Kondensatormikrophon-Detektor
für H2O; 45, 47, 48 sind Verstärker; 400 ist eine Phasenermittlungsschaltung für den Kondensatormikrophon-Detektor
für CO; 401 ist eine Phasenermittlungsschaltung für den Kondensatormikrophon-Detektor
für NO, 402 ist eine Phasenermittlungsschaltung für den Kondensatormikrophon-Detektor
für H2O; 403, 404, 405 sind Einrichtungen zur
Einstellung der Phasenlage; 409,410, 411 sind Spannungsteilerschaltungen;
406, 407, 408 sind Addierschaltungen; 412, 413, 414 sind Verstärker einschließlich
Wechselstromverstärker, Gleichrichter und Gleichstromverstärker; und 415, 416, 417 sind
Anzeigeeinrichtungen. Jeder der Kondensatormikrophon-Detektoren 15, 19 und 21 ermittelt primäre
Ausgangssignale aufgrund des Empfangs von Infrarotstrahlen, welche durch die Küvetten hindurchgegangen
sind. Diese primären Ausgangssignale, die als Wechselstromsignale vorliegen, gelangen an die Phasenermittlungsschaltungen
400 bzw. 401 bzw. 402, von denen je eine für jeden Detektor vorgesehen ist.
Jedoch erfolgt vorher noch eine Verstärkung durch die Verstärker 45,47, 48. Nach Durchgang durch die
Phasenermittlungsschaltungen gelangen dann die primären Ausgangssignale jeweils durch die Einrichtungen
403, 404, 405, damit sie auf eine gleiche Phase eingestellt werden, wobei Referenz auf die letzte
Phase als Basissignal gemacht wird. Jede Einrichtung 403, 404, 405 wird vorher so eingestellt, daß das
Wechselstromsignal des primären Ausgangssignals auf eine gleiche Phase eingestellt wird, indem man
die Phase auf einem Osziiioskop während des Einstellvorgangs überwacht.
Im allgemeinen ist es leichter, die Phase auf die langsamste Phase einzustellen, und normalerweise
wird das Signal desjenigen Detektors, welcher das späteste Signal aussendet, im vorliegenden Anwendungsbeispiel
ist das das Signal vom Kondensatormikrophon-Detektor für H2O, als ein Basissignal für die
Einstellung der Phase als Bezug genommen. Vorstehend ist ein Beispiel einer Anwendung der Einrichtung
zum Einstellen des Signals zum Zwecke der Entfernung des sog. »Interferenzwertes« im Zustand
eines Wechselstromsignals gegeben. Wenn es zu einer gleichzeitigen Messung einer Mehrzahl von Komponenten
bei Kompensierung des Interferenzwertes kommt, dann ist es vorteilhaft, die Einrichtung zum
Zusammensetzen eines dem Interferenzwert entsprechenden Ausgangssignals nach Umwandlung des primären
Ausgangs von jedem Detektor in ein Gleichstromsignal zu wählen.
In Fig. 5 ist ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungsschaltung
zum Kompensieren des Interferenzwertes dargestellt, die auf dieser Umwandlung in
ein Gleichstromsignal basiert. Im einzelnen sind hier die Kondensatormikrophon-Detektoren wie in Fig. 1
bezeichnet. 500,501,502,503 sind Verstärker; 504,
505, 506, 507 sind Filterschaltungen; 508, 509, 510, 511 sind Wechselstromverstärker; 512,513,514,515
sind Gleichrichter; 516, 517, 518, 519 sind Gleichstromverstärker; 520,521,522,523 sind Spannungsteilerschaltungen;
524,525,526 sind Addierschaltungen; und 527, 528, 529 sind Anzeigeeinrichtungen.
Das primäre Ausgangssignal von jedem Detektor 15, 17, 19, 21 wird durch je einen der Verstärker 500,
501, 502, 503 vorverstärkt, läuft dann durch je eine der Filterschaltungen 504, 505, 506, 507, in denen
Rauschen entfernt wird, und danach wird das Signal wiederum durch je einen der Wechselstromverstärker
508, 509, 510, 511 verstärkt. Daraufhin wird das Wechselstromsignal durch die Gleichrichter 512, 513,
514, 515 in jeweils ein Gleichstromsignal umgewandelt. Diese Signale werden dann durch die Gleichstromverstärker
516, 517, 518, 519 verstärkt. Linearisierer, welche das Signal linearisieren, können hinter
den Gleichstromverstärkern 516, 517, 518, 519 vorgesehen werden. Das Signal wird dann durch die Ad-
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dierschaltungen 524, 525, 526 mit dem Gleichstromsignal jedes der Detektoren zusammengesetzt und
kombiniert, so daß man jeweils ein Signal erhält, welches frei von Interferenzwerten ist, und dieses letztere
Signal wird zur Anzeige durch die Anzeigeeinrichtungen 525, 528, 529 gebracht. Die hier beschriebene
Einrichtung erfordert keine Phaseneinstellung des primären Ausgangssignals von jedem Detektor, erleichtert
in hervorragender Weise die Einstellung und ermöglicht eine Messung von einer Mehrzahl von
Komponenten bei Kompensierung der Interferenzwerte.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator mit (a) einer Infrarotstrahleranordnung zur Erzeugung
einer Meßstrahlung und einer Referenzstrahlung,
einer von der Meßstrahlung durchsetzten, ein
einer von der Meßstrahlung durchsetzten, ein
zu untersuchendes Gasgemisch enthaltenden Meßküvette,
(c) einer von der Referenzstrahlung durchsetzten und mit einem Bezugsgas gefüllten Vergleichsküvette.
(d) einer der Anzahl der im Gasgemisch nachzuweisenden
Bestandteile entsprechenden Zahl von Kondensatormikrophon-Detektoren, die hintereinander im Wege der aus der
Meß- und der Vergleichsküvette austretenden Strahlungen angeordnet sind und jeweils
einen der nachzuweisenden Bestandteile enthalten, sowie
(e) einem Zerhacker zur periodischen Unterbrechung der Meß- und Vergleichsstrahlung,
dadurch gekennzeichnet, daß
(f) an den Signalausgang eines jeden Kondensatormikrophon-Detektors
(15,17,19; 15,19, 21) jeweils eine Addierschaltung (52,57,62;
406,407,408; 524,525, 526) angeschlossen
ist,
(g) an den Signalausgang eines jeden Kondensa- jo tormikrophon-Detektors (15,17,19; 15,19,
21) außerdem jeweils eine Spannungsteilerschaltung (49, 54, 59; 409, 410, 411; 520,
521,522) angeschlossen ist, die eine der Zahl der jeweils übrigen Signalausgänge entspre- ii
chende Zahl von verstellbaren Abgriffen (50, 51, 55, 56, 60, 61) aufweist, und
(h) die Abgriffe (50, 51, 55, 56, 60, 61) einer jeden Spannungsteilerschaltung (49, 54, 59;
409, 410, 411; 520, 521, 522) a.n die den jeweils übrigen Signalausgängen zugeordneten
Addierschaltungen (52, 57,62; 406,407, 408; 524, 525, 526) in subtraktiver Weise
angeschlossen sind.
2. Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen die Signalausgänge der Kondensatormikrophon-Detektoren (15, 19, 21) einerseits und
die Spannungsteiler- sowie Addierschaltungen (409, 410, 411 bzw. 406, 407, 408) andererseits -,0
jeweils ein Verstärker (45,47,48) sowie eine Einrichtung
(403,404, 405) zur Einstellung der Phasenlage des jeweiligen Detektorausgangssignals
geschaltet ist.
3. Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator >> nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen die Signalausgänge der Kondensatormikrophon-Detektoren (15, 17, 19) einerseits und
die Spannungsteiler- sowie Addierschaltungen (520, 521, 522 bzw. 524, 525, 526) andererseits wi
jeweils ein Gleichrichter (512,513,514) und eine
Signalpegel-Einstellschaltung (516, 517, 518) gelegt ist.
4. Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, br>
daß ein zusätzlicher für Wasserdampf sensibilisierter Kondensatormikrophon-Detektor (21)
vorgesehen ist, dem eine weitere Spannungsteilerschaltung (64; 523) mit einer der übrigen Zahl
von Detektoren entsprechenden Zahl von einstellbaren Abgriffen (65, 66, 67) nachgeschaltet
ist, und daß die Abgriffe (65,66,67) der weiteren
Spannungsteilerschaltung (64; 523) ebenfalls in subtraktiver Weise an jeweils eine der Addierschaltungen
(52, 57, 62; 524, 525, 526) angeschlossen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752505006 DE2505006C3 (de) | 1975-02-06 | 1975-02-06 | Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752505006 DE2505006C3 (de) | 1975-02-06 | 1975-02-06 | Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2505006A1 DE2505006A1 (de) | 1977-12-08 |
DE2505006B2 true DE2505006B2 (de) | 1979-11-29 |
DE2505006C3 DE2505006C3 (de) | 1983-11-10 |
Family
ID=5938258
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2505006C3 (de) |
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US3790797A (en) * | 1971-09-07 | 1974-02-05 | S Sternberg | Method and system for the infrared analysis of gases |
-
1975
- 1975-02-06 DE DE19752505006 patent/DE2505006C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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