DE2457521A1 - Non-dispersive infrared gas analyser without mechanically moving parts - operates continuously with solid-body emitters and light-emitting diodes - Google Patents
Non-dispersive infrared gas analyser without mechanically moving parts - operates continuously with solid-body emitters and light-emitting diodesInfo
- Publication number
- DE2457521A1 DE2457521A1 DE19742457521 DE2457521A DE2457521A1 DE 2457521 A1 DE2457521 A1 DE 2457521A1 DE 19742457521 DE19742457521 DE 19742457521 DE 2457521 A DE2457521 A DE 2457521A DE 2457521 A1 DE2457521 A1 DE 2457521A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- radiation
- detectors
- emission
- light
- emitters
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 38
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 23
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 13
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 4
- 206010070834 Sensitisation Diseases 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000008313 sensitization Effects 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 241000283903 Ovis aries Species 0.000 description 1
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/59—Transmissivity
- G01N21/61—Non-dispersive gas analysers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Einrichtung für einen nichtdispersiven, kontinuierlich arbeitenden Wechsellicht-Infrarot-Fasnanlysator ohne mechanische bewegte Teile Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für einen nichtdispersiven, kontinuierlich arbeitenden Wechsellich-Gasailalysator für den Infrarot-Bereich, die otine mecanisch bewegte Teile nach dem Kompensationsverfahren arbeitet.Facility for a non-dispersive, continuously working Alternating light infrared Fasnanlysator without mechanical moving parts The invention relates to a device for a non-dispersive, continuously operating Alternating gas analyzer for the infrared range, which otine mechanically moved Parts works according to the compensation method.
Es ist bekannt, daß die industriell gefertigten nichtdispersiven Infrarot-Gasanalysatoren im allgemeinen Zweistrahl-Wechsellichtgeräte sind, die mit elektrisch geheizten Metallwendeln als Strahlungsquelle und mit mecanisch angetreibenen Unterbrecherscheiben als Strahlungsmodulator sowie mit Membrankondensatoren als Detektor ausgerüstet sind. Die für den Nachweis charakteristischer Absorptionbande erforderliche Strahlungsselektivierung im Gerät erfolgt dabei durch die mit dem nachzuweisenden Gas gefüllte Sensibilisierungszelle im Empfänger.It is known that the industrially manufactured non-dispersive infrared gas analyzers In general, two-beam alternating light devices are those with electrically heated Metal coils as a radiation source and with mechanically driven interrupter disks as a radiation modulator and equipped with membrane capacitors as a detector are. The radiation selectivation required for the detection of characteristic absorption bands in the device takes place through the sensitization cell filled with the gas to be detected in the receiver.
Die Geräte arbeiten im Anzeige- oder Kompensationsverfahren. Dabei werden mechanische Stelleinrichtungen vorwiegenden zur Regelung der Strahlungsintensität eingesetzt, insbesondere durch Änderung der Heizleistung eines Metallfadenstrahlers und durch Einschwenken einer Blende in den Strahlengang.The devices work in the display or compensation process. Included mechanical control devices are mainly used to regulate the radiation intensity used, in particular by changing the heating power of a metal filament radiator and by swiveling a diaphragm into the beam path.
Geräte mit den genannten Baugruppen weisen eine Reihe von Nachteilen und Mängeln auf.Devices with the assemblies mentioned have a number of disadvantages and defects.
Metallfadenstrahler arbeiten als Temperaturstrahler bei 700°C. Erst bei dieser Temperatur wird eine für die Infrarot-Gasanalyse geeignete Emissionscharakteristik erreicht.Metal filament radiators work as temperature radiators at 700 ° C. First at this temperature, an emission characteristic suitable for infrared gas analysis becomes achieved.
Die Forderung nach Punktförmigkeit der Strahlungsquelle wird im allgemeinen durch Niedervoltstrahler mit kurzen Metallwendeln erreicht. Das bedingt hohe Stromstärken für die Strahlerheizung. Die Strahlungsintensität der Glühwendel ändert sich annähernd mit der vierten Potenz der Betriebsspannung. Das erfordert eine entsprechend dimensionierte Spannungskonstanthaltung der Strahlerspannung. Die mittlere Lebensdauer von Metallfadenlammen beträgt im Betrieb bei Nennleistung weniger als 100 Stunden. Nur durch Unterheizung des Strahlers wird eine für Betriebsmeßgeräte erträgliche mittlere Lebensdauer erreicht.The requirement for the radiation source to be punctiform is in general achieved by low-voltage spotlights with short metal coils. This requires high currents for the heater. The radiation intensity of the Filament changes approximately with the fourth power of the operating voltage. That requires an appropriately dimensioned voltage constant maintenance of the lamp voltage. The average service life of metal thread lambs is in operation at nominal power less than 100 hours. Only by underheating the radiator does one become suitable for industrial measuring devices bearable mean service life achieved.
Die hohe Strahlentemperatur erzeugt im Gerät ein kompliziertes Temperaturfeld mit um mehr als 650°C unterschiedlichen Grenztemperaturen. Der Temperaturgradient und sein zeitlicher Gang sind wesentliche Ursachen der bekannten Nullpunkts- und Empfindlichkeitsdrift in Infrarot-Gasanalysatoren.The high radiation temperature creates a complicated temperature field in the device with limit temperatures that differ by more than 650 ° C. The temperature gradient and its temporal course are essential causes of the known zero point and Sensitivity drift in infrared gas analyzers.
Die Modulation von Metallfadenstrahlern ist wegen ihrer thermischen Trägheit in den für die elektronische Weiterverarbeitung des Signals noch trabbaren Frequenzen nur durch mechanische Unterbrechung der emittierten Strahlung durch Einrichtungen wie rotierende Blenden oder Sektoren möglich. Eine Kompensationsvorrichtung mit Regelung des Heizstromes in einem Strahler bedingt durch die Änderung des spektralen Emissionsverhaltens zusätzliche Unsymmetrien und Nichtlinearitäten. Der Anzeigefehler wird erhöht. Die erhebliche Trägheit des Strahlers und die damit verbundenen verzögerte Einstellung des neuen Emissionzustandes beeinflußt das dynamische Verhalten des Gerätes ungünstig.The modulation of metal filament radiators is because of their thermal Inertia in that which can still be trodden for the further electronic processing of the signal Frequencies only through mechanical interruption of the emitted radiation by devices such as rotating apertures or sectors possible. A compensation device with Regulation of the heating current in a radiator due to the change in the spectral Emission behavior additional asymmetries and non-linearities. The display bug will be raised. The considerable inertia of the radiator and the associated delayed Setting the new emission status affects the dynamic behavior of the Device unfavorable.
Die Strahlerwendeln sind empfindlich gegen Erschütterungen und Stoß. Zur Verhinderung von Strukturänderungen an der Oberfläche der Strahlerwendel, die eine Änderung der spektralen Emissionsch-rakteristik bedingt, muß die Wenden von Schutzgas umgeben sein.The radiator coils are sensitive to vibrations and impacts. To prevent structural changes on the surface of the radiator coil, the a change in the spectral emission characteristics must turn from Be surrounded by protective gas.
Um ein völlig gleiches Zeitverhalten der Strahlungsintensität in beiden Strahlengängen zu sichern, ist bei mechanisch angetriebenen Unterbrecherscheiben ein sehr hoher Aufwand in bezug auf die Symmetrie bei der Strahleranordnung, den Öffnungen der Strahlerkammer, der Achsenlage und den Kanten der Unterbrecherscheibe erforderlich.A completely equal time behavior of the radiation intensity in both To secure beam paths is with mechanically driven interrupter disks a very high effort in terms of symmetry in the radiator arrangement, the Openings of the radiation chamber, the axis position and the edges of the Interrupter washer required.
Die räumliche Ausdehnung des Strahlers und der Unterbrechereinrichtung führen auch bei exakter Bearbeitung und vollkommmener Symmetrie zu Oberschwingungen zur Modulationsgrundfrequenz. Durch den Motorantrieb und den Getreibeeinbau sind die Geräte sperrig, kostspielig und mechanisch störanfällig. Die mechanische Liodulation ist nicht mit hohen Frequenzen und nach erfolgtem Getriebeeinbau nur für eine Modulationsfrequenz möglich.The spatial extent of the radiator and the interrupter device lead to harmonics even with exact machining and perfect symmetry to the basic modulation frequency. Due to the motor drive and the built-in gearbox are the devices are bulky, expensive and mechanically prone to failure. Mechanical Liodulation is not with high frequencies and only for one modulation frequency after the gearbox has been installed possible.
Membrankondensatoren als Strahlungsdetektoren müssen weben der notwendigen Reproduktion des Gaszustandes in der Sensibilisierungskammer mit niedrigen Frequenzen, im allgemeinen bei 6,25 Hertz, arbeiten, die jedoch für die elektronische Meßwertverarbeitung ungünstig ist.Membrane capacitors as radiation detectors must weave the necessary Reproduction of the gas state in the sensitization chamber with low frequencies, generally work at 6.25 Hertz, but for electronic data processing is unfavorable.
Die Umrüstung des Gerätes für den Nachweise anderer Gase erfordert ein aufwendiges auswechseln der mit dem nachzuweisenden Gas gefüllten Sensibilisierungskammer. Die in Geräten mit mechanischer Kompensationseinrichtung eingesetzten mechanischen Stelleingriffe, Stellmotoren und Regelwerke bedingen einen hohen gerätetechnischen Aufwand und führen zu einer verminderten Zuverlässigkeit.The conversion of the device for the detection of other gases requires laborious replacement of the sensitization chamber filled with the gas to be detected. The mechanical used in devices with a mechanical compensation device Control interventions, servomotors and sets of rules require a high level of device technology Effort and lead to reduced reliability.
Sie sind unhandlich, kostspielig und mechanisch träge.They are unwieldy, expensive and mechanically sluggish.
Die Empfindlichkeit des Gertes wird zusätzlich durch den Ansprechwert des Stellmotors begrenzt. Die Kompensationsverfahren bei den erstgenannten Geräten führen zu einer Intensitätsänderung nicht nur der zu okmpensierenden Absorptionsbanden, sondern aller Wellenlängen in einem Strahlengang. Das bedingt zusätzliche Unsymmetrien in beiden Strahlengängen und eine Reduzierung der Genauigkeit.The sensitivity of the device is also determined by the response value of the servomotor limited. The compensation method for the first-mentioned devices lead to a change in intensity not only of the absorption bands to be compensated, but of all wavelengths in one beam path. This causes additional asymmetries in both beam paths and a reduction in accuracy.
Zweck der Erfindung ist die Vermeidung der aufgezeigten Nachteile bei Infrarot-Gasanalysatoren und damit die Erhöhung der Empfindlichkeit, der Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Wartungsfreiheit.The purpose of the invention is to avoid the disadvantages shown with infrared gas analyzers and thus the increase in sensitivity and accuracy, Reliability and freedom from maintenance.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für einen kontinuierlich arbeitenden nichtdispersiven Wechsellicht-Gasanalysator für den Infrarot-Bereich zu schafen, die keine mechanisch bewegten Teile im Strahlungsgeber und Strahlungsempfänger besitzt und ohne zusätzliche ICühlung funktionsfähig ist.The invention has for its object to provide a device for a continuously working non-dispersive alternating light gas analyzer for the infrared range to sheep that have no mechanically moving parts in the radiation transmitter and radiation receiver and is functional without additional cooling.
Die Lösung der Aufgabe wird: in einer Einrichtung für einen nichtdispersiven, kontinuierlich arbeitenden Wechsellicht-Infrarot-Gasanalysator ohne mechanisch bewegte Teile, bestehend aus Strahlungsgebern und Strahlungsdetektoren, gesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Strahlungsgeber aus selektiv strahlenden FestÅörperellissioAnsquellen bestehen, wobei sich in jedem Strahlegang eine oder mehrere lichtemittierende Dioden befinden, deren Emissionswellenlängen mit zwei oder mehreren Absorptionsmaxima des oder der nachzuweisenden Gase übereinstimmen, und wobei die Emissionsquellen in den Strahlengängen parametergleich sind und die mit breitbandigen, konstante spektrale Empfindlichkeit besitzenden Festkörperdetektoren optisch in Verbindung stehen, wobei Strahlungsgeber und Detektor ohne zusätzliche Kühlung funktionsfähig sind.The solution to the problem will be: in a facility for a non-dispersive, continuously working alternating light infrared gas analyzer without moving mechanically Parts, consisting of radiation emitters and radiation detectors, seen through it is characterized in that the radiation emitter consists of selectively radiating solid-state ellissio sources exist, with one or more light-emitting diodes in each beam path are located whose emission wavelengths with two or more absorption maxima of the or the gases to be detected match, and the emission sources in the beam paths have the same parameters and those with broadband, constant spectral Solid state detectors possessing sensitivity are optically connected, whereby The radiation transmitter and detector are functional without additional cooling.
Erfindungsgemäß erfolgt weiterhin die Modulation der Strahler vollelektronisch. Die Strahlungsenpfänger sind mit pyroelektrischen Detektoren zum Strahlungsnachsweis ausgerüstet. Die von den Strahlungsempfängern abgegebenen Ausgangssignale werden einem Quotientenverstärker zugeführt. Die vollelektronische Kompensation wird über die Modulation der Strahlung in einem Strahlengang erreicht und zwar durch Änderung des Phasenverhältnisses, des Tastverhältnisses oder der Anstiegszeit.According to the invention, the emitters are also modulated fully electronically. The radiation receivers are equipped with pyroelectric detectors to detect radiation equipped. The output signals emitted by the radiation receivers are fed to a quotient amplifier. The fully electronic compensation is via the modulation of the radiation in a beam path is achieved by changing it the phase ratio, the duty cycle or the rise time.
Die Einrichtung arbeitet im Kompensationsverfahren. Über ein elektronisches Stellglied erfolgt der Eingriff in den Modulationsvorgang der Strahlungsgeber.The facility works in the compensation process. Via an electronic Actuator intervenes in the modulation process of the radiation transmitter.
Als Strahlungsgeber werden entsptrchend der Erfindung Festkörpermissionsquellen zwar lichtemittelerende Dioden verwendet. Sie weisen eine Reihe fdr Instrarotstrahlungsqullen in Gasanalysatoren günstige Engenschaften auf.According to the invention, solid-state emission sources are used as radiation emitters used light averaging diodes. They have a number of sources of infrared radiation favorable properties in gas analyzers.
Die Emissionshalbwertsbreite der selektiv arbeitenden Strahler liegt in der Größenordnung der Halbwertsbereite der Absorptionsbanden der untersuchten Gase.The emission half width of the selectively working emitters lies in the order of magnitude of the half-value range of the absorption bands of the investigated Gases.
Das Emissionszentrum der Strahler kann technologisch durch Synthese von Legierungsverbindungen im Infrarotbereich bis zu 12 µm festgelegt werden. Bei der Esfindung werden die Zentrumswellenlägen der zwei stärksten Absorptionsbanden des nachzuweisenden Gases gewählt.The emission center of the emitter can be technologically through synthesis of alloy compounds in the infrared range up to 12 µm. at the center wavelengths of the two strongest absorption bands of the gas to be detected is selected.
Durch Verwendung zweier Legierungsverbindungen wird die Emission beider Wellenlängen in einer Strahleranordnung erreicht. Diese Anordnung führt zu einer beachtlichen Verringerung der Querempfindlichkeit des Analysators.By using two alloy compounds, the emission of both Achieved wavelengths in a radiator arrangement. This arrangement results in a considerable reduction in cross-sensitivity of the analyzer.
Die Modulation des Strahlers erfolb,t elektronisch. Die verwendeten Emissionwuellen gestatten bis im MHz-Bereich liegende Modulationsfrequnenzen.The emitter is modulated electronically. The used Emission waves allow modulation frequencies up to the MHz range.
Die Kompensation wird über die Modulation der Strahlung in einen Strahlenoang erreicht und zwar durch Änderung der Phasenbeziehung, dews Tastverhältnisses oder der Anstiegzeit. Die Kompensation erfolgt damit ohne Änderung der spektralen Emissionscharakteristik.The compensation is made by modulating the radiation into a beam length achieved by changing the phase relationship, dews duty cycle or the rise time. The compensation thus takes place without changing the spectral emission characteristics.
Die Strahler besitzen gegnüber den sonstigen Infrarot-Emissionquellen eine äußerst geringe Baugröße uns eine hohe Zuverlässigkeit. Bei Einhaltung der Betriebsbedingungen ist ihre Lebensdauer praktisch unbegrenzt.Compared to the other infrared emission sources, the emitters have an extremely small size and high reliability. If the Operating conditions, their service life is practically unlimited.
Die Betriebstemperatur des Strahlen kann den sonstigen Arbeitsbedingunen engepaßt werden.The operating temperature of the blasting can depend on the other working conditions be adjusted.
Die genannten Festkörperemissionsquellen arbeiten bei geringe Spannungen, mit kleinen Srömen und weisen gegenüber anderen Strahlen wegen ihrer Selektivität einen extrem hohen Infrarot-Wirkungsgrad auf.The solid-state emission sources mentioned work at low voltages, with small currents and point towards other rays because of their selectivity extremely high infrared efficiency.
Die Strahler sind infolge der Kleinheit der emittierenden Flache Punktstrahlern gleichwertig und gestatten eine einfache optische Stra hlenführung. Durch geeignete Formgebung wird bei grundsätzlich kleinen Ausstrahlungswinkeln die Emission ohne zusätzliche Optik räumlich gerichtet.Due to the small size of the emitting flat, the emitters are point emitters equivalent and allow a simple optical beam guidance. Through suitable Shaping is the emission with basically small emission angles additional optics spatially directed.
Die Strahler sind einfach justierbar und leicht auswecEselbar, Infolge der Selektivierung bereits.in der Strahlereinheit des Analysators wird die bei Temperaturstrahlern in-allen Baugruppen des Analysators auftretende Untergrundsstrahlung eliminiert und der Anzeigefehler verringert.The spotlights are easy to adjust and easy to remove, as a result the selectivation already. in the emitter unit of the analyzer, the temperature emitters Background radiation occurring in all components of the analyzer is eliminated and the display error is reduced.
Für den Strahlungsnachweis werden pyroelektrische Detektoren eingesetzt. Sie weisen eine Anzahl günstiger Eigenschaften für den Einsatz in Infrarot-Gasanalysatoren auf. Pyroelektrische Detektoren besitzen über den in der Infrarot-Gasanalyse verwendeten Spekt ralbereich hinausgehend annährend gleich spektrale Empfindlichkeit.Pyroelectric detectors are used to detect radiation. They have a number of favorable properties for use in infrared gas analyzers on. Pyroelectric detectors have beyond that used in infrared gas analysis Spectral range almost the same as spectral sensitivity.
Die Detektivität erreicht Werte größer als 1.08cm Hz W und liegt in der Größenordnung der in den industriell gefertigten Infrarot-Gasanalysatoren allgemein als Detektor verwendeten Membrankondensatoren.The detectivity reaches values greater than 1.08cm Hz W and is in of the order of magnitude in general in the industrially manufactured infrared gas analyzers membrane capacitors used as a detector.
Die Empfindlichkeit der Detektoren ist zunächst konstat bis eine Frequenz erreicht wird, die dem Kehrwert der thermischen Zeitkonstanten gleich ist. Darüber hinaus fällt die Empfindlichkeit des Detektors mit steigender Modulationsfrequenz.The sensitivity of the detectors is initially constant up to one frequency is reached, which is equal to the reciprocal of the thermal time constant. About that In addition, the sensitivity of the detector decreases with increasing modulation frequency.
Die Grenzempfindlichkeit wird nicht durch den Detektor selbst, sondern durch das Rauschen der ersten Verstärkerstufe bestimmt.The limit sensitivity is not determined by the detector itself, but rather determined by the noise of the first amplifier stage.
Pyroelektrische Detektoren arbeiten als kpazitive Spannungsquellen ohne Fremdspannung und erübrigen die für andere Detektoren in der Infrarot-Gasanalyse übliche Spannungsquelle.Pyroelectric detectors work as capacitive voltage sources without external voltage and the need for other detectors in infrared gas analysis usual voltage source.
Die Detektoren erfordern keine Kühlung. Sie arbeiten mit maxi-,aler Empfindlichkeit kurz unterhalb der CURIE-Temperatur.The detectors do not require cooling. You work with maxi-, aler Sensitivity just below the CURIE temperature.
Die Signalverarbeitung erfogt in einem Quotientenverstärker.The signal processing takes place in a quotient amplifier.
Dieses Verfahren elerniniert in beiden Strahlengängen gleiche Fensterverschmutzungen, evtl'. auftretende gleiche Strahlungsschwangungen und entsprechende Empfindlichkeitsänderungen in den Detektoren. Die Wartung des Gerätes wird dadurch verringert und die zuverlässigkeit erhöht.This process eliminates the same window contamination in both beam paths, Possibly'. occurring equal radiation fluctuations and corresponding changes in sensitivity in the detectors. The maintenance of the device is thereby reduced and the reliability elevated.
Die Erfindung soll nachstehend an einem AusfüErungsbeispiel erläutert werden.The invention is explained below using an exemplary embodiment will.
In einem Blockschaltbild wird ein nichtdispersiver Zweistrahl-Wechsellich-Infrarot-Gasanalysatoren ohne mechanisch bewegte Teile, der im Kompensationverfahren arbeitet und die erfindungsgemäßen Merkmale enthält, dargestellt.A non-dispersive two-beam alternating infrared gas analyzer is shown in a block diagram without mechanically moving parts, which works in the compensation process and the invention Features are shown.
Als Straw'lungsquellen 3; 4 werden für den Meß- und Vergleichsstrahlengang zwei parametergleiche mit jeweils zwei Absorptionsfrequenzen des nachzuweisenden Gases strahlende Anordnung lichtemittierender Dioden eingesetzt, Es werden zum Beispiel Strahler anordnungen, die aus jeweils zwei Dioden der Lagierungssynthesen InAssx-1Sbx bestehen, verwendet. Die Strahlungsemission wird durch konkave Oberflächenform der Strahler auf den jeweiligen Detektor gerichtet. Die Modulation der Strahlung erfolgt durch die Generatoren 1; 2. elektronisch gleichphasig in beiden Straelengängen mit einer Frequenz, die für die eingesetzten pyroelektrisceen Detektoren eine ausreichend hohe Empfindlichkeit sichert.As sources of straw 3; 4 are used for the measurement and comparison beam path two identical parameters each with two absorption frequencies of the to be detected Gas-radiating arrangement of light-emitting diodes are used, for example Emitter arrangements, each consisting of two diodes of the positioning synthesis InAssx-1Sbx exist, used. The radiation emission is due to the concave surface shape of the Emitter directed at the respective detector. The radiation is modulated by the generators 1; 2. electronically in phase with in both street corridors a frequency that is sufficient for the pyroelectric detectors used ensures high sensitivity.
Die Meßküvette 5 enthält das zu analysierende Gasgemisch, die yergleichsküvette 6 ein nicht absorbierende Vergleichsgas. Der Strahl in der Meßküvette 5 erfährt eine konzentrationsabhängige Schwächung.The measuring cuvette 5 contains the gas mixture to be analyzed, the comparison cuvette 6 a non-absorbing reference gas. The beam in the measuring cell 5 experiences a concentration-dependent weakening.
Zum Strahlungsnachweis werden pyroelektrische Detektoren 7; 8 mit einem CURiEpunkt in der Nähe der Zimmertemperatur eingesetzt, z. B. TGS-Detektoren, deren CURIEtemperatur oberhalb 40°C liegt.Pyroelectric detectors 7; 8 with a CURiE point near room temperature, e.g. B. TGS detectors, whose CURIE temperature is above 40 ° C.
Im Empfängerteil wird ein Quotientenverstärker 9 eingesetzt, der mit der Anseige- oder Registriereinrichtung 10 in Verbindung steht.In the receiver part, a quotient amplifier 9 is used, which with the display or registration device 10 is in communication.
Die Kompensation wird über ein elektronisch arbeit endes Stellglied 11, z. B. einen Optokoppler, zur Änderung der Anstiegszeit des Modulationssignals eines Strahlers erreicht.The compensation is via an electronically working actuator 11, e.g. B. an optocoupler to change the rise time of the modulation signal of a radiator.
Der Analysator erhält eine Thermostatierung für die Temperatur 40°C.The analyzer is thermostated for a temperature of 40 ° C.
Dadurch wird eine konstante Fohe Empfindlichkeit des Empfängers gesichert und der Einfluß einer Temperaturänderung auf das Emissionsverhalten des Strahlers ausgeschaltet.This ensures a constant fohe sensitivity of the receiver and the influence of a change in temperature on the emission behavior of the radiator switched off.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD178551A DD112174A1 (en) | 1974-05-16 | 1974-05-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2457521A1 true DE2457521A1 (en) | 1975-12-04 |
Family
ID=5495787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19742457521 Pending DE2457521A1 (en) | 1974-05-16 | 1974-12-05 | Non-dispersive infrared gas analyser without mechanically moving parts - operates continuously with solid-body emitters and light-emitting diodes |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD112174A1 (en) |
| DE (1) | DE2457521A1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3507572A1 (en) * | 1985-03-04 | 1986-09-04 | Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt | PHOTOMETER |
| DE3509532A1 (en) * | 1985-03-16 | 1986-09-18 | Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt | Photometer |
| DE3525148A1 (en) * | 1985-07-13 | 1987-04-02 | Hartmann & Braun Ag | GAS ANALYZER WITH LARGE AREA PYROELECTRIC DETECTOR |
| DE19628310A1 (en) * | 1995-10-25 | 1997-04-30 | Draegerwerk Ag | Optical gas analyser to detect components in gas sample |
| DE19605054A1 (en) * | 1996-02-12 | 1997-09-18 | Palocz Andresen Michael Dr Ing | Low cost multichannel gas analyser for detecting conc. of many hetero-atomic gases |
| DE10221708A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-12-04 | Infratec Gmbh Infrarotsensorik | Non-dispersion infrared analyzer for gas and vapor uses switch interlaced pulse- and chopper-mode measurements |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4902896A (en) * | 1987-05-08 | 1990-02-20 | Mine Safety Appliances Company | Infrared fluid analyzer |
-
1974
- 1974-05-16 DD DD178551A patent/DD112174A1/xx unknown
- 1974-12-05 DE DE19742457521 patent/DE2457521A1/en active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3507572A1 (en) * | 1985-03-04 | 1986-09-04 | Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt | PHOTOMETER |
| DE3509532A1 (en) * | 1985-03-16 | 1986-09-18 | Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt | Photometer |
| DE3525148A1 (en) * | 1985-07-13 | 1987-04-02 | Hartmann & Braun Ag | GAS ANALYZER WITH LARGE AREA PYROELECTRIC DETECTOR |
| DE19628310A1 (en) * | 1995-10-25 | 1997-04-30 | Draegerwerk Ag | Optical gas analyser to detect components in gas sample |
| DE19628310C2 (en) * | 1995-10-25 | 1998-05-14 | Draegerwerk Ag | Optical gas analyzer |
| DE19605054A1 (en) * | 1996-02-12 | 1997-09-18 | Palocz Andresen Michael Dr Ing | Low cost multichannel gas analyser for detecting conc. of many hetero-atomic gases |
| DE19605054C2 (en) * | 1996-02-12 | 1999-09-02 | Palocz Andresen | Multi-channel gas analyzer for the determination of gas components of a gas in compact form |
| DE10221708A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-12-04 | Infratec Gmbh Infrarotsensorik | Non-dispersion infrared analyzer for gas and vapor uses switch interlaced pulse- and chopper-mode measurements |
| DE10221708B4 (en) * | 2002-05-16 | 2004-09-30 | Infratec Gmbh Infrarotsensorik Und Messtechnik | Method for determining the concentration of gases and vapors and non-dispersive infrared gas analyzer for carrying out the method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD112174A1 (en) | 1975-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2526794A1 (en) | GAS ANALYZER | |
| US2750834A (en) | For determining radiation ratios | |
| US2551542A (en) | Fluorophotometer | |
| DE2457521A1 (en) | Non-dispersive infrared gas analyser without mechanically moving parts - operates continuously with solid-body emitters and light-emitting diodes | |
| DE2358590C3 (en) | Atomic absorption spectrophotometer | |
| US3071037A (en) | Ratio measuring spectrophotometer | |
| DE3520408A1 (en) | INFRARED ANALYZER FOR FLUIDE | |
| US3520614A (en) | Spectrophotometer and process | |
| Koirtyohann et al. | Effect of modulation wave form on the utility of emission background corrections obtained with an oscillating refractor plate | |
| DE3016812C2 (en) | Light absorption monitor | |
| DE68916420T2 (en) | Partial pressure sensor of a gas in a vacuum chamber. | |
| Daly et al. | An infra-red spectroscope with cathode-ray presentation | |
| EP0508182A2 (en) | Method and apparatus for measuring the optical absorbance of samples with automatic baseline correction | |
| DE10221708B4 (en) | Method for determining the concentration of gases and vapors and non-dispersive infrared gas analyzer for carrying out the method | |
| US3176576A (en) | Tracking accuracy control for analyzers | |
| US2864278A (en) | Refractometer | |
| US3153722A (en) | Apparatus for determining the quantity of contaminant in a substance | |
| US3155827A (en) | Electron microscope with a secondary electron source utilized for electron probe analysis | |
| US3586443A (en) | Circular dichroism measurement system | |
| DE4307190A1 (en) | Infrared gas analyser | |
| US2822475A (en) | Analyzer | |
| DE2745011C2 (en) | Color pyrometer | |
| US3211961A (en) | Apparatus for determining the quantity of contaminant in a substance | |
| Orsitto et al. | Thomson scattering system on FTU tokamak: Calibration, operation, resultsa | |
| US3348447A (en) | Determination of isotopic concentrations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| OHW | Rejection |