SE0802069A1 - Ett för en spektralanalys av höga gaskoncentrationer anpassat arrangemang - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning omfattar ett för en spektralanalys anpassat arrangemang ("A"), med ett, för en elektromagnetisk strålning ("S") anpassat, sändande medel (10), ett avgränsat utrymme (11), i form av en kavitet, tjänande som en mätcell, och avsedd att kunna definiera en optisk mätsträcka ("L"), ett, för nämnda elektromagnetiska strålning ("S") passerande nämnda optiska mätsträcka ("L") från nämnda sändande medel (10), avkännande medel (12) samt en, i vart fall till nämnda avkännande medel (12) anslutet, en spektralanalysen genomförande enhet (13). Nämnda, den elektromagnetiska strålningen, avkännande medel (12) är opto-elektriskt anpassat känsligt för den elektromagnetiska strålningen ("Sb", 4a) som är avsedd att falla inom det spektralområde, vars utvalda våglängdskomponenter eller spektralelement skall bli föremål för en analys inom den spektralanalysen genomförande enheten (13), för att inom denna enhet, via beräkningar, låta fastställa spektralelementets relativa strålningsintensitet.Nämnda elektromagnetiska strålning ("S") är anpassad att få passera utrymmet (11) inom vilket ett gasprov (G) förefinns.Nämnda optiska mätsträcka ("L") är vald mycket kort, i vart fall kortare än 15 mm, varför gasprovet (G) måste uppvisa en hög koncentration när det gäller den gasan-del som är under utvärderande.Det föreslås attbilägges sammandraget vid publiceringen.

Description

15 20 25 30 Det nämnda, den elektromagnetiska strålningen, avkännande eller detekterande medlet är anpassat opto-elektriskt känsligt för den elektromagnetiska strålningen, som är avsedd att falla inom det spektralområde, vars utvalda våglängdskomponent eller spektralelement skall bli föremål för en analys inom den spektralanalysen ge- nomförande enheten, för att inom denna enhet låta fastställa spektralelementets re- lativa strålningsintensitet.

Inom detta tekniska område är här anvisade och utnyttjade sändande medel och avkännande medel eller detektorer tidigare kända tillika med spektralanalyser ge- nomförande enheter samt därtill kopplade resultatet presenterade displayenheter eller liknande, varför dessa medel, enheter samt displayenheter inte kommer att bli föremål för en noggrannare genomgång och belysning i denna ansökan vad avser deras konstruktiva sammansättning.

UPPFINNINGENS BAKGRUND Metoder, arrangemang och konstruktioner, relaterade till ovan angivet tekniskt om- råde och beskaffenhet, är tidigare kända i ett flertal olika utföringsformer.

Såsom ett första exempel på teknikens bakgrund och det tekniska område till vilket uppfinningen hänför sig kan nämnas ett, för en spektralanalys av ett gasprov an- passat, arrangemang, med ett, för en elektromagnetisk strålning anpassat, sänd- ande medel, ett utrymme, såsom ett avgränsat utrymme, i form av en kavitet, tjänande som en mätcell, och avsedd att kunna definiera en optisk mätsträcka, ett, för nämnda elektromagnetiska strålning passerande nämnda optiska mätsträcka från nämnda sändande medel, avkännande eller detekterande medel samt en, i vart fall till nämnda avkännande medel med en eller flera opto-elektriska detektorer, med tillhörande ljusmottagande och/eller ljuskänsliga partier, såsom chip, anslutet, en spektralanalys av gasprovet genomförande enhet.

Det nämnda, den elektromagnetiska strålningen, avkännande medlet är opto-elekt- riskt anpassat känsligt för den elektromagnetiska strålningen som är avsedd att falla inom det spektralområde, vars utvalda våglängdskomponenter eller spektralelement skall bli föremål för en analys inom den spektralanalysen genomförande enheten, 10 15 20 25 30 för att inom denna enhet låta fastställa spektralelementets relativa strålningsintensi- tet för relevanta och utvalda våglängdsavsnitt.

Här hänvisas till den amerikanska patentpublikationen US-A-5 009 493, den tyska patentpublikationen DE-A1-4 110 653, den amerikanska patentpublikationen US-A- 5 268 782 och den amerikanska patentpublikationen US-A-4 029 521.

Som ett mera specifikt första exempel på det här antydda, gasprovet analyserande, arrangemanget hänvisas till innehållet i den publicerade Internationella Patentansö- kan nr. PCT/SE99/00145 (WO 99/41 592-A1), omfattande en metod för att framstäl- la en detektor, relaterad till en gassensor, och en detektor sålunda framställd.

Som ett andra mera specifikt exempel på det här antydda arrangemanget hänvisas till innehållet i den publicerade Internationella Patentansökan med publiceringsnum- mer WO 97/18460-A1.

Som ett tredje specifikt exempel på det här antydda arrangemanget hänvisas till innehållet i den publicerade Internationella Patentansökan med publiceringsnummer WO 98/09152-A1.

Hänvisning sker därutöver till innehållet i den Internationella Patentansökan med publiceringsnummer WO 01/81 901-A1.

Betraktas nu de med föreliggande uppfinning förknippade egenheterna kan nämnas att det är känt att ett spektralelements relativa strålningsintensitet för relevanta våg- längdsavsnitt blir låg vid mindre och mycket små gaskoncentrationer och att erhållet resultat visat sig uppvisa stora felmarginaler.

Vid kända enheter för spektralanalyser krävs normalt i vart fall en minsta (hög) gas- koncentration för att dels låta fastställa aktuell gas och dels låta utvärdera dess aktuella gaskoncentration.

Det är därvid känt att till ett bandpassfilter vinkelrätt tillföra en elektromagnetisk eller optisk strålning med ett stort våglängdsområde och inom filtret låta skapa förutsätt- 10 15 20 25 30 ningar för att släppa igenom ett utvalt smalt våglängdsområde till en opto-elektrisk detektor, för att i denna detektor, med sitt ljusmottagande och ljuskänsliga parti, så- som ett chip, och en tillkopplad spektralanalys genomförande enhet låta utvärdera det smala våglängdsområdets intensitet och/eller relativa intensitet.

Generellt är det vid gasprovsanalyser, via en spektralanalys av utvalda våglängds- områden, känt att olika kriteria ger olika mätresultat med olika noggrannhet.

Sålunda är det tidigare känt: a. att en vald tillförd hög effekt till det sändande medlet normalt låter öka mätresultatets noggrannhet, att under utnyttjandet av en pulsteknik låta periodiskt aktivera det sändande medlet för att skapa förutsättningar för att mellan aktiverande pulser tillåta detektorns chip att kylas av, att med en ökande mätsträcka genom ett gasprov, mellan det sändande medlet och detektorns chip, låta öka mätresultatets noggrannhet, gällande vid låga koncentrationer, att olika gaser i ett gasprov ger olika signifikativa absorptionsspektra vid olika frekvensavsnitt, att olika gaser i ett gasprov ger flera signifikativa absorptionsspektra vid olika frekvensavsnitt, att ett gasprov, satt under ett övertryck, kan, korrigerat till atmosfärstrycket, ge en ökning av mätresultatets noggrannhet, att allt mera sofistikerade mätenheter kan fås att ge noggrannare mätresultat och _ att för en och samma gaskoncentration finns en optimerad mätsträcka.

Beaktas förutsättningarna för föreliggande uppfinning, och den därvid anvisade och utnyttjade korta mätsträckan, är det tidigare känt att mycket korta mätsträckor kan bli belastade med följande olägenheter: att en överförd värmeenergi, från det sändande medlet till detektorns chip, ger upphov till ett besvärande bakgrundsljus och/eller bakgrundsbrus och uppvärmning, vilket reducerar mätresultatets noggrannhet, 10 15 20 25 30 j. att i möjligaste mån låta reducera uppvärmningen av detektorn och dess chip via en värmeledning inom mätcellens material, ' k. att i möjligaste mån låta reducera omständigheternas påverkan genom en synkron detektion och därmed tydliggöra sändarens inverkan vid responsen hos detektorn, l. att i möjligaste mån låta skapa förutsättningar för en brussubtraktion från detekterad signal i detektorn och dess chip, m. att skapa goda mekaniska förutsättningar för en effektiv kylning av detektorn och dess chips, n. att skapa förutsättningar för att ytterligare låta reducera inverkan av strål- ningsvärme till detektorn, såsom via värmeledning via gasprovet, inom mätcellens kavitet. ' REDoGöRELsE FÖR FöREL/GGANDE UPPFINNING TEKNISKT PROBLEM Beaktas den omständigheten att de tekniska överväganden som en fackman inom hithörande tekniskt område måste göra för att kunna erbjuda en lösning på ett eller fler ställda tekniska problem är dels initialt en nödvändig insikt i de åtgärder och/el- ler den sekvens av åtgärder som skall vidtagas dels ett nödvändigt val av det eller de medel som erfordras så torde, med anledning härav, de efterföljande tekniska problemen vara relevanta vid frambringandet av föreliggande uppfinningsföremål.

Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den beskrivits ovan, tor- de det därför få ses som ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav, förde- larna förknippade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kom- mer att krävas för att, vid ett för en spektralanalys anpassat arrangemang, erbjuda ett enkelt och kostnadseffektivt sätt att spektralt låta analysera intensiteten hos elektromagnetiska strålningar eller ljusstrålningar, för att låta analysera ett gasprov, såsom ett med en relativt hög gaskoncentration, inom ett avgränsat utrymme eller mätcellens kavitet.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas lO 15 20 25 30 för att låta skapa de förutsättningar som krävs för att praktiskt kunna uppnå en hög mätnoggrannhet i första hand genom att minska mätsträckans längd och reducera mätcellens storlek vad avser dess hölje, såsom en eller flera av de under till ”n” angivna förhållandena.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta skapa förutsättningar för att reducera inverkan från indirekt strålnings- värme från ett utnyttjat absorptionsfilter.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda mätsträckas längd, mellan det sändande medlet och det avkän- nande medlet eller detektorn, få vara vald kort, såsom till mindre än 15 mm, och att en smal, alstrade ljusstrålar via det sändande medlet, ljusstrålar genomsläppande spalt eller aperture få vara så anpassad att den låter släppa igenom enbart, eller i vart fall huvudsakligen, de ljusstrålar som är direkt riktade från det sändande medlet och mot det avkännande medlet eller detektorn.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta mätsträckans längd få vara vald till enbart mellan 1 och 6 mm, såsom omkring 2 - 4 mm.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda spalt eller aperture få vara anpassad så smal och/eller begrän- sad att ett, det sändande medlet tillordnat, ljusalstrande parti kommer att kunna projicera mot ett, det avkännande medlet tillordnat, ljusmottagande eller ljuskänsliga parti, såsom ett chip.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda spalt eller aperture få vara tilldelad en sådan begränsad dimen- lO 15 20 25 30 sion som gör att det ljusalstrande partiet, som en hålkamera, kommer att projiceras mot det ljusmottagande och ljuskänsliga partiet.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda avkännande medel, eller i anslutning till nämnda avkännande medel, få vara anordnat intill en eller flera optiska filter.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda optiska filter få vara uppdelat i två delpartier, för att via dessa tillåta en passage av sinsemellan skilda våglängdskomponenter eller spektralele- ment, och att till nämnda mottagande medel skall dessa ljusmottagande eller ljus- känsliga parti vara format som två partier, med ett första parti anpassat för en första våglängdskomponent och ett andra parti anpassat för en andra våglängdskompo- nent Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta det sändande medlet och det avkännande medlet tillhöriga infästnings- socklar få vara orienterade till mätcellens och kavitetens hölje till en rät, eller i vart fall väsentligen rät, vinkel.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda spalt eller aperture få vara formad i en skiva eller som ett integ- rerat väggparti för kaviteten orienterad, i ljusstrålarnas riktning relaterad, intill, dock på ett litet avstånd från, nämnda avkännande medel och ett till detta avkännande medel relaterat optiskt filter.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda gasprov inom nämnda kavitet eller mätcell få utgöras av en 10 15 20 25 30 strömmande gas, där gasen är anordnad att passera förbi nämnda skiva och/eller väggparti intill nämnda optiska filter.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda kavitet eller mätcell och dess kringslutande väggpartier inom mätcellen få vara behandlade och/eller utgöras av ett ljus absorberande ytskikt.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta mätcellens kavitet få vara begränsad av ett fast relaterat, dock lätt bort- tagbart, väggparti eller ett lock.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta mätcellens väggparti eller locket få vara anpassat att samverka med mät- cellen i övrigt via en packning, såsom en elastisk O-ring.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta väggpartiet eller locket få vara tilldelat formen av ett gasgenomsläppligt filter för en diffusion av det för mätningen avsedda gasprovet.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta väggpartiet eller locket få uppvisa ett inlopp och/eller ett utlopp för nämn- da gasprov inom mätcellen eller dess kavitet.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta gasprovet få vara anpassat för att tillföras och avlägsnas under ett över- tryck för att öka koncentrationen. 10 15 20 25 30 10 Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta en första andel ljusstrålar få vara direkt riktade från det sändande medlet och mot det avkännande medlet och en andra andel ljusstrålar få vara riktade ref- lekterade mot det avkännande medlet för var sitt ljusmottagande parti.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta modifiera en utförd mätning med ett yttre delsystem, anpassat för en komprimering av mätgasen och därvid låta skapa en mera distinkt amplitudförsvag- ning vid den ökade koncentrationen.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att kunna och låta begränsa förstärkningsfaktorn vid absorptionsberäkningarna och därmed kunna begränsa en brusfaktors inverkan.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta skapa förutsättningar för att tydliggöra en noll-punkt och/eller ett noll- punktsfel.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta bygga på ett arrangemang, med ett, för en elektromagnetisk strålning an- passat, sändande medel; ett, gasprovet omslutande, utrymme, i form av en kavitet, tjänande som en mätcell, och avsedd att kunna definiera en optisk mätsträcka ge- nom gasprovet; ett, för nämnda elektromagnetiska strålning passerande nämnda optiska mätsträcka från nämnda sändande medel, avkännande medel i form av en detektor; samt, i vart fall en, till nämnda avkännande medel anslutet, spektralana- lysen genomförande enhet, varvid det nämnda, den elektromagnetiska strålningen, avkännande medlet är anpassat opto-elektriskt känsligt för den elektromagnetiska strålningen som är avsedd att falla inom (den våglängdskomponent eller) det spekt- ralområde, vars utvalda spektralelement skall bli föremål för en analys, inom den lO 15 20 25 30 11 spektralanalysen genomförande enheten, för att inom denna enhet låta fastställa spektralelementets (relativa) strålningsintensitet och presentera denna på en dis- playenhet eller motsvarande, där det är möjligt att på ett enkelt sätt och kostnadsef- fektivt kunna spektralt analysera intensiteten för våglängdsmässigt nära intilliggan- de komponenter eller spektralelement av ett, av olika våglängder, sammansatt ljus- eller elektromagnetiskt ljusknippe vid höga gaskoncentrationer.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att under ovan angivna förutsättningar låta mäta signalintensiteters inbördes re- lation i förhållande till varandra och då enbart för specifika och närstående våg- längdskomponenter och/eller spektralelement.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta en begränsad spektralanalys få vara anpassad till en mätteknik inom gasanalys- och gaskoncentrationsmätning, där det krävs en specifik ”spektralsig- natur” eller ett ”signalavtryck” för att låta dessa få utgöra grunderna för en ämnes- unik identifikation och/eller haltbestämning, i vart fall vid en hög gaskoncentration och vid en kort mätsträcka, såsom omkring 3 mm.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta ett fåtal våglängdsspecifika mätpunkter eller spektralelement, dock minst en våglängdspunkt per ämne, få bli föremål för en identifiering och/eller en övervak- ning.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta utnyttja elektromagnetiska bandpassfilter för att kunna skapa mätsignaler vid fasta förutbestämda våglängder, i enlighet med principerna för en icke-dispersiv infraröd teknik (Non-Dispersive lnfraRed or ”NDlR” technique). lO 15 20 25 30 12 Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda gasprov, inom nämnda mätkammare, få vara satt under ett på förhand valt övertryck.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta ett avgivet resultat, beroende på en eller flera våglängder under absorp- tion inom mätcellen eller -kammaren, få, via en anpassad korrigeringskrets, bli kom- penserat för en inverkan från det valda övertrycket och en vald gas eller gasbland- ning, för att låta avge en signal svarande mot koncentrationen för aktuell gas vid atmosfärstryck.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta det på förhand valda övertrycket få vara alstringsbart av ett mekaniskt medel.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta det mekaniska medlet få utgöras av ett kolv-cylinder-arrangemang, vars kolv är rörligt anordnad mellan tillordnade våndpunkter inom en cylinderenhet.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda elektromagnetiska strålning, mellan nämnda sändande medel och nämnda avkännande medel, få vara anpassad att passera ett speciellt anpas- sat optiskt bandpassfilter.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta ett sådant bandpassfilter få vara strukturerat eller konstruerat för att kunna erbjuda en infallsvinkelberoende våglängd i transmissionen, av den inom 10 15 20 25 30 13 nämnda sändande medel alstrade och utsända elektromagnetiska strålningen med ett stort våglängdsområde.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta detta bandpassfilter därvid, genom sin konstruktion och genom valda in- fallsvinklar eller liknande, få vara anpassat att låta separera ett första valt spektral- element och/eller en första våglängdskomponent från ett andra valt spektralelement och/eller en andra våglängdskomponent, inom en och samma utsända elektromag- netiska strålning.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda enhet få vara anpassad för att, via opto-elektriska detektorer, elektriskt kunna detektera en uppträdande strålningsintensitet, gällande för mer än en våglängdskomponent och/eller ett spektralelement.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta det optiska (elektromagnetiska) bandpassfiltret få vara anpassat att kunna avvinkla en infallande och utsänd optisk eller elektromagnetisk strålning till minst två olika optiska och förutbestämda utfallande eller utgående vinklar, var och en gällande för en smal våglängdskomponent och/eller spektralelement.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att för varje, eller varje utvald, utfallande eller utgående vinkel för strålningarna låta anvisa förekomsten av en opto-elektrisk detektor, som är anpassad att, i sin till- ordnade, spektralanalysen genomförande, enhet, låta analysera sin elektriskt tillord- nade våglängdskomponent eller sitt tillordnade spektralelement.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas 10 15 20 25 30 14 för att som nämnda optiska bandpassfilter låta välja ett på en optisk interferens verksamt filter.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta fastställa en momentant uppträdande koncentration, såsom av koldioxid (C02).

LösN/NGEN Föreliggande uppfinning utgår därvid ifrån den inledningsvis anvisade kända tekni- ken och bygger på ett för en spektralanalys av gaskoncentrationer anpassat ar- rangemang, med ett, för en elektromagnetisk strålning anpassat, sändande medel, i enlighet med patentkravets 1 ingress.

Här utnyttjat arrangemang, förutom nämnt sändande medel, skall för en gasprovs- analysering därjämte anvisa ett utrymme, såsom i form av en kavitet, tjänande som en för gasprovet avsedd mätcell, och avsedd att kunna definiera en optisk mät- sträcka, ett, för nämnda elektromagnetiska strålning passerande nämnda optiska mätsträcka från nämnda sändande medel, avkännande medel eller detektor samt en, i vart fall till nämnda avkännande medel ansluten, spektralanalys genomföran- de, enhet, varvid det nämnda, den elektromagnetiska strålningen, avkännande medlet eller detektorn är anpassad känslig för den elektromagnetiska strålningen som är avsedd att falla inom det spektralområde, vars utvalda våglängdskomponen- ter och/eller spektralelement bl.a. via ett optiskt filter, som skall bli föremål för en analys inom den spektralanalysen genomförande enheten, för att inom denna enhet låta fastställa våglängdskomponentens eller spektralelementets relativa strålnings- intensitet relaterad till en relativt hög gaskoncentration.

För att kunna lösa ett eller flera av de ovan angivna tekniska problemen anvisar fö- religgande uppfinning mera speciellt att den sålunda kända tekniken skall komplet- teras med att låta nämnda mätsträckas längd, mellan det sändande medlet och det avkännande medlet eller detektorn, få vara vald kort, såsom till mindre än 15 mm, och att en smal, alstrade ljusstrålar via det sändande medlet, ljusstrålar genomsläp- lO 15 20 25 30 15 pande spalt eller aperture är så anpassad att den låter släppa igenom enbart, eller i vart fall huvudsakligen, de ljusstrålar som är direkt riktade från det sändande medlet och mot det avkännande medlet eller detektorn.

Som föreslagna utföringsformer, fallande inom ramen för föreliggande uppfinnings- ide anvisas att mätsträckans längd i praktiken bör vara vald till mellan 1 och 6 mm, såsom omkring 2 - 4 mm.

Nämnda spalt eller aperture skall då vara anpassad så smal eller begränsad att ett, det sändande medlet tillordnat, ljusalstrande parti kommer att kunna projicera mot ett, det avkännande medlet tillordnat, ljusmottagande eller ljuskänsliga parti, såsom ett chip.

Nämnda spalt eller aperture skall därvid vara tilldelad en sådan begränsad dimen- sion som gör att det ljusalstrande partiet, som en hålkamera, kommer att kunna pro- jiceras mot det ljusmottagande partiet.

Till nämnda avkännande medel eller i anslutning till nämnda avkännande medel är anordnat nämnda optiska filter.

Nämnda optiska filter kan vara uppdelat i två delpartier, för att via dessa tillåta en passage av sinsemellan skilda våglängdskomponenter eller spektralelement, och att nämnda mottagande medel och dessa ljusmottagande eller ljuskänsliga parti är format som två partier, med ett parti anpassat för en första våglängdskomponent och ett andra parti anpassat för en andra våglängdskomponent.

Det sändande medlet och det avkännande medlet tillhöriga infästningssocklar bör vara orienterade till mätcellens och kavitetens hölje till en rät, eller i vart fall väsent- ligen rät, vinkel.

Nämnda spalt eller aperture är formad i en skiva eller ett väggparti orienterad, i ljus- strälarnas riktning relaterad, intill, dock på ett litet avstånd från, nämnda avkännan- de medel och ett till detta avkännande medel relaterat optiskt filter. lO 15 20 25 30 16 Nämnda kavitet eller mätcell och dess kringslutande väggpartier inom mätcellen är behandlade och/eller utgöres av ett ljusstrålar absorberande skikt Mätcellens kavitet föreslås begränsad av ett fast relaterat, dock lätt borttagbart, väggparti eller ett lock.

Mätcellens väggparti eller locket är anpassat att samverka med mätcellen i övrigt via en packning, såsom en elastisk O-ring.

Väggpartiet eller locket är tilldelat formen av ett gasgenomsläppligt filter för att skapa förutsättningar för en diffusion av gasprovet.

Väggpartiet eller locket uppvisar ett inlopp och/eller ett utlopp för nämnda gasprov inom kaviteten.

Gasprovet är anpassat för att kunna tillföras under ett övertryck.

En första andel ljusstrålar är direkt riktade från det sändande medlet och mot det avkännande medlet och en andra andel ljusstrålar är riktade reflekterade mot det avkännande medlet för var sitt ljusmottagande parti.

Vidare anvisas att nämnda gas inom nämnda mätkammare kan få vara satt under ett på förhand valt övertryck och där ett avgivet resultat, beroende på en eller flera våglängder under absorption inom mätkammaren, är via en korrigeringskrets kom- penserat för det valda övertrycket mot atmosfärstryck.

Såsom föreslagna utföringsformer, fallande inom ramen för föreliggande uppfinning, anvisas därutöver att övertrycket skall vara anpassat och valt i beroende av en vid det valda övertrycket gällande absorptionsförmåga för en vald gas och/eller gas- blandning.

Korrigeringskretsen står i en samverka med en korrigeringsenhet, med en absorp- tionsförmåga/trycket för en vald gas eller gasblandning fastställande krets. lO 15 20 25 30 17 Det på förhand valda övertrycket är alstringsbart av ett mekaniskt medel, där detta medel kan utgöras av ett kolv-cylinder-arrangemang, vars kolv är rörligt anordnad mellan tillordnade vändpunkter, alternativt att det mekaniska medlet utgöres av en i mätcellen orienterad magnetisk kropp, som är tillordningsbar en oscillerande rörelse av en kringsluten elektrisk krets.

Vidare anvisas, i enlighet med föreliggande uppfinning, att nämnda utsända elektro- magnetisk strålning, mellan nämnda sändande medel och nämnda avkännande me- del, kan få vara anpassad att passera ett frekvens- och/eller våglängdsanpassat op- tiskt bandpassfilter, där bandpassfiltret är strukturerat och/eller konstruerat för att kunna erbjuda en infallsvinkelberoende våglängd i transmissionen av den från nämnda sändande medel alstrade elektromagnetiska strålningen.

Detta bandpassfilter är därvid anpassat att låta våglängdsseparera en första vald våglängdskomponent eller ett smalt område eller ett första valt spektralelement från en andra vald våglängdskomponent eller ett smalt område eller ett andra valt spekt- ralelement inom den utsända elektromagnetiska strålningen och att nämnda enhet är anpassad för att via en eller flera opto-elektriska detektorer kunna detektera upp- trädande strålningsintensiteter för eller från flera än ett sådant spektralelement.

Det optiska bandpassfiltret är här anpassat för att låta en infallande elektromagne- tisk strålning få bli avvinklad i minst två olika förutbestämda utfallande eller utgå- ende vinklar för de elektromagnetiska strålningarna.

Mera speciellt anvisas att ett och samma bandpassfilter skall vara anpassat att mot- taga en och samma elektromagnetiska strålning, inom vilken strålning faller i vart fall två skilda våglängdskomponenter eller spektralelement.

Som nämnda optiska bandpassfilter kan med fördel väljas ett på optisk interferens verksamt filter.

Inom uppfinningens ram faller även ett utvärderande av förekomsten av och en kon- centration av koldioxid (C02), såsom i luft eller i utandningsluft. 10 15 20 25 30 18 En ljusstråle (i form av ett smalt elektromagnetiskt strålningsknippe), eller en vald andel ljusstrålar är med fördel anpassade att under en rät vinkel få bli direkt riktade mot en opto-elektrisk detektor från ett sändande medel.

FÖRDELAR De fördelar som främst kan få anses vara kännetecknande för föreliggande uppfin- ning och de därigenom anvisade speciella signifikativa kännetecknen är att härige- nom har det skapats förutsättningar för att vid ett för spektralanalys anpassat arran- gemang, med ett, för en elektromagnetisk strålning anpassat, sändande medel, ett utrymme, och ett, för nämnda elektromagnetiska strålning från nämnda sändande medel, avkännande medel eller detektor samt en, i vart fall till nämnda avkännande medel anslutet, spektralanalysen genomförande enhet, varvid det nämnda, den elektromagnetiska strålningen, avkännande medlet (eller detektorn) skall vara an- passat känsligt för den filterpasserade elektromagnetiska strålningen som är av- sedd att falla inom det spektralområde, vars utvalda våglängdskomponenter och/e|- ler spektralelement, via ett optiskt filter skall bli föremål för en analys inom den spektralanalysen genomförande enheten, för att inom denna enhet, genom olika beräkningar, låta fastställa spektralelementets relativa strålningsintensitet för höga gaskoncentrationer, låta anvisa att nämnda mätsträckas längd, mellan det sändan- de medlet och det avkännande medlet eller detektorn, skall vara vald kort, såsom till mindre än 15 mm.

En smal, alstrade ljusstrålar via det sändande medlet, ljusstrålar genomsläppande spalt eller aperture skall vara så anpassad att den låter släppa igenom enbart, eller i vart fall huvudsakligen, de ljusstrålar som är direkt riktade från det sändande medlet och mot det avkännande medlet eller detektorer.

Mätsträckans längd skall företrädesvis vara vald till mellan 1 och 6 mm, såsom omkring 2 - 4 mm.

Det som främst kan få anses vara kännetecknande för föreliggande uppfinning an- ges i det efterföljande patentkravets 1 kännetecknande del. 10 15 20 25 30 KORT FIGURBESKRIVNING En för närvarande föreslagna utföringsform, uppvisande de med föreliggande upp- finning förknippade signifikativa kännetecknen, skall nu i ett exemplifierande syfte närmare beskrivas med en hänvisning till bifogad ritning, där; Figur 1 visar principen för en gasmätning av höga gaskoncentrationer, under utnytt- jandet av en NDIR-teknik, med ett sändande medel, ett, för ett gasprov anpassat ut- rymme, såsom en kavitet i en mätcell, ett avkännande medel eller detektor och en, en spektralanalys genomförande, enhet, med sin tillordnade displayenhet, samt med en för absorptionsförmågan/trycket kompenserande korrigeringskrets.

Figur 2 låter visa i en förstorad vy det ljusstrålar sändande medlet och det avkän- nande medlet eller detektorn med en däremellan uppträdande mätsträcka i en första utföringsform.

Figur 3 låter illustrera en andra utföringsform.

Figur 4 låter illustrera en tredje utföringsform, med direkt verkande ljusstrålar och indirekt verkande ljusstrålar.

Figur 5 visar i planvy en mätcell med sitt hölje och kavitet samt med öppningar för det sändande medlets och det avkännande medlets infästningssocklar.

Figur 6 visar figuren 5 i en sidovy med ett väggparti eller ett lock med inlopp och utlopp för ett gasgenomsläppligt filter, Figur 7 visar figuren 5 i en annan sidovy av mätcellen och Figur 8 visar i två olika perspektivvyer mätcellen enligt figurerna 5 till 7. 10 15 20 25 30 20 BESKRIVNING ÖVER NU FÖRESLAGEN UTFÖRINGSFORM Det skall då inledningsvis framhållas att i den efterföljande beskrivningen över en för närvarande föreslagen utföringsform, som uppvisar de med uppfinningen för- knippade signifikativa kännetecknen och som tydliggöres genom de i de efterföljan- de ritningarna visade figurerna, har vi låtit välja termer och en speciell terminologi i den avsikten att därvid i första hand låta tydliggöra själva uppfinningsidén.

Det skall emellertid i detta sammanhang beaktas att här valda uttryck inte skall ses som begränsande enbart till de här utnyttjade och valda termerna utan det skall un- derförstås att varje sålunda vald term skall tolkas så att den därutöver kommer att kunna omfattar samtliga tekniska ekvivalenter som fungerar på samma eller väsent- ligen samma sätt för att därvid kunna uppnå samma eller väsentligen samma avsikt och/eller tekniska effekt.

Med en hänvisning till de bilagda figurerna visas således schematiskt och i detalj grundförutsättningarna för föreliggande uppfinning och där de med uppfinningen för- knippade signifikativa egenheterna konkretiserats, genom den nu föreslagna och i det efterföljande närmare beskrivna utföringsformen.

Sålunda låter figuren 1 schematiskt visa principerna för ett, för en spektralanalys anpassat, arrangemang med ett, för en elektromagnetisk strålning ”S” med stort våglängdsområde anpassat, sändande medel 10, ett avgränsat utrymme 11, iform av en kavitet, tjänande som en, för ett gasprov anpassad mätcell 1 och avsedd att kunna definiera en optisk mätsträcka Vidare illustreras ett, för nämnda elektromagnetiska strålning "S" passerande nämn- da optiska mätsträcka ”L” från nämnda sändande medel 10, avkännande medel 12 eller detektor samt en, i vart fall till nämnda avkännande medel 12 och däri ingåen- de opto-elektriska detektorer, via en ledning 121 ansluten, spektralanalysen genom- förande enhet 13.

Vidare skall det nämnda den elektromagnetiska strålningen ”S” avkännande medlet 12 och därtill hörande detektorer och/eller detektor vara anpassade känsliga för de elektromagnetiska strålningarna som är avsedda att falla inom det spektralområde, lO 15 20 25 30 21 vars utvalda våglängdskomponenter eller spektralelement skall bli föremål för en analys inom den spektralanalysen genomförande enheten 13, för att inom denna enhet 13 i första hand låta beräkna och fastställa spektralelementets relativa strål- ningsintensitet.

Nämnda utsända elektromagnetiska strålning mellan nämnda sändande medel 10 och nämnda avkännande medel 12, är anpassad att få passera mot och selek- terat passera ett bandpassfilter, såsom ett optiskt bandpassfilter 14.

Ett sådant bandpassfilter 14 är, enligt figuren 4, strukturerat och/eller konstruerad för att kunna erbjuda en infallsvinkelberoende våglängd i transmissionen av den från nämnda sändande medel 10 alstrade elektromagnetiska strålningen ”Sa”.

Detta bandpassfilter 14:3 i figur 4 är därvid anpassat att av en vald infallsvinkel låta separera ett första valt spektralelement 4a från ett andra valt spektralelement 4b och att två opto-elektriska detektorer 3b och 3b' är båda kopplade till nämnda enhet 13, som är anpassad med moduler för att kunna detektera en uppträdande strål- ningsintensitet för mer än ett sådant spektralelement.

Den spektralanalysen genomförande enheten 13 uppvisar en sändarmodul 13a, för elektromagnetisk strålning ”Sa” via en ledning 101 och styrd och aktiverad av en centralenhet 13b, och ett antal som detektorer tjänande signalmottagande moduler 13c, 13d och 13e, ävenledes är kopplade till centralenheten 13b.

Via en signalerjämförande krets 13f kan en, via det sändande medlet 10 utsänd elektromagnetisk strålning ”Sa”, jämföras med en mottagen selektiv elektromagne- tisk strålning ”Sb” (4a, 4b) inom enheten 13.

Det utvärderade och beräknade resultatet inom centralenheten 13b kan då via en krets 13k överföras till en displayenhet 15, som en graf 15a Mera speciellt låter figuren 1 illustrera en tillämpning vid en absorptionskyvett, inuti vilken kyvett uppehåller sig det gasprov ”G” som med hjälp av den elektromagne- tiska strålningen ”Sa”, eller som ett strålningsknippe betraktat, skall analyseras, där 10 15 20 25 30 22 strålningen ”Sa” utsändes av en emitterenhet 10 och mottages av opto-elektriska detektorer, såsom en detektor 3b.

Denna emitterenhet 10 kan då bestå utav en strålkälla samt en ljusstrålar sam- ordnande kollimator, vars uppgift är att samla upp, så effektivt som möjligt, den emitterade strålningen ”Sa” med sitt strålningsknippe, och låta rikta detsamma genom absorptionskyvettens längd mot detektorn 3b.

Emitterenheten 10 kan här få formen av en glödande tråd, i en gasfylld eller gas- evakuerad glasbulb, d.v.s. en glödlampa, eller en uppvärmd resistor på ett kera- miskt substrat eller på ett med kiselteknik och mikromekanik framtaget tunt mem- bran eller en lysdiod, med ett väl avvägt emissionsspektrum. l enlighet med uppfinningens anvisningar skall emitterenheten 10 sända ut en emis- sion ”Sa” av strålningsknippen, som åtminstone måste omfatta samtliga de vågläng- der vars intensiteter skall opto-elektriskt detekteras i sin detektor 3b eller i var sin av detektorerna 3b, 3b' och utvärderas i enheten 13.

Absorptionskyvetten kan därvid utformas på olika sätt i beroende av vald applika- tion, vald mätnogrannhet, hur mätgasen eller gasprovet ”G” kan förväntas samlas in, via övertryck, m.m. l vissa tillämpningar kan absorptionskyvettens 1 utrymme 11 samtidigt få utgöra den mekaniska stomme, på vilken emitterenheten 10 och mottagaren 12 är fast monte- rade.

Mottagarenhetens eller medlets 12 detektor 3b, är anpassad att låta skapa de opto- elektriska våglängdsberoende elektriska signaler, som senare skall bli föremål för en beräknande analys i den spektralanalysen genomförande enheten 13.

Sådana enheter 13 är väl kända inom detta tekniska område och beskrives därför inte i detalj. 10 15 20 25 30 23 Nämnda enhet 13 är avsedd att beräkna det resultat som ger vid handen en aktuell gaskoncentration och/eller en gas och/eller en gasblandning.

Väsentligt är att den opto-elektriska detektorn 3b har en förmåga att generera något slag av eller någon form av elektriska signaler, vars storlek och form skall vara be- roende av och motsvara intensiteten för av en öppning eller aperture 15a och filtret 14 genompasserande strålningen 4a med sitt frekvensområde.

Genom ej visade elektriska anslutningar överförs dessa elektriska signaler till mot- tagarenhetens eller medlets 12 två mätben 3d och 3e, varifrån ett efterföljande för- stärkarsteg (ej visat) inom enheten 13 och/eller annan elektronik/databehandling låter förädla mätsignalen till ett utvärderbart slutresultat, exempelvis skönjbart som en graf 15a på displayenheten 15. l det fall en gasmätning skall ske, enligt NDlR tekniken, väljs våglängden för filter- transmissionen 4a till att sammanfalla med någon absorptionsvåglängd karaktäris- tisk för det ämne för vilket gaskoncentrationen skall mätas.

Korttidsvariationer i den instrålade intensiteten från den elektromagnetiska strål- ningen ”S” eller ljusknippena ”Sa", som riskerar att distordera en noggrann utvärde- ring av mätsignalerna på ledningarna 121 kan neutraliseras och normeras bort helt om en av mätkanalerna användes som en intensitetsreferens vid en signalneutral våglängd.

Med en hänvisning till figuren 6 illustreras mera speciellt ett arrangemang ”M” för att komprimera gasprovet ”G” och höja den utvärderande gaskoncentrationens värde till mera noggrant utvärderbara värden.

Uppfinningen skall då exemplifieras vid höga gaskoncentrationsvärden antingen naturligt förekommande eller i en komprimerad form.

Korrigeringskretsen 13g är endast schematiskt antydd men står i en samverka med en korrigeringsenhet 13h, med en absorptionsförmåga/trycket för varje vald gas lO 15 20 25 30 24 eller gasblandning fastställande krets och där absorptionsförmågans förhållande till det valda trycket kan vara illustrerat i en intillvarande P/a-graf.

Korrigeringskretsen 13g är således anpassad att reducera en utvärderad fiktiv gas- koncentration med ett inlagrat eller utvärderat värde.

Det på förhand valda övertrycket (Pa) är alstringsbart av ett mekaniskt medel eller ett arrangemang Det mekaniska medlet ”M” kan utgöras av ett kolv-cylinder-arrangemang, vars kolv är rörligt anordnad mellan tillordnade vändpunkter.

Det mekaniska medlet kan utgöras av en i mätcellen 11 orienterad eller till mätcel- len relaterad magnetisk kropp, som är tillordningsbar en oscillerande rörelse av en kringsluten elektrisk krets (ej visad).

Frekvensen för en vald övertrycksförändring, via medlet kan vara vald till mel- lan 1 och 50 Hz, såsom omkring 25-35 Hz.

Mätkammaren 11 kan vara anpassad till en volym av 0,5 till 3,0 cm3, såsom om- kring 0,8 - 1,2 om? Tryckökningen är beroende av förväntad gaskoncentration och skall i normalfallet vara vald till mellan 1:2 och 1:10, såsom omkring 1:4 till 1:6.

Korrigeringskretsen 13g är anpassad att låta avge ett reducerat värde för gaskon- centrationen till displayenheten 15 relaterad till atmosfärstrycket.

Det finns därvid ett antal tänkbara lösningar för arrangemanget och variationer därav som dels kan generera de för mottagarenheten 12 nödvändiga infallsvinklar- na och dels anvisa olika medel ”M” för att generera olika tryck och olika korrige- ringskretsar 13g för att därmed låta erbjuda lösningar på det med uppfinningen för- knippade arrangemanget lO 15 20 25 30 25 Med en speciellt beskrivning över föreliggande uppfinning, såsom den ter sig i figuren 1, skall speciellt betonas en mätning av höga gaskoncentrationer.

Sålunda låter figuren 2 (förstorad vy) illustrera att nämnda mätsträckas längd mellan det sändande medlet 10 och det avkännande medlet 12 eller detektorn, är vald kort, såsom till mindre än 15 mm.

En smal, alstrade ljusstrålar via det sändande medlet 10, ljusstrålar genomsläppan- de spalt eller aperture 15a är så anpassad att den låter släppa igenom enbart, eller i vart fall huvudsakligen, de ljusstrålar ”Sa” som är direkt riktade från det sändande medlet 10 och mot det avkännande medlet 12 eller detektorer 3b.

Mätsträckans längd skall i praktiken vara vald så kort som möjligt, såsom till mellan 1 och 6 mm, såsom omkring 2 - 4 mm.

Utföringsexemplet anvisar en längd av ca 3 mm.

Nämnda spalt eller aperture 15a i en skiva 15 är anpassad så smal och/eller trång att ett, det sändande medlet 10 tillordnat, ljusalstrande parti 10a kommer att kunna projiceras mot ett, det avkännande medlet 12 tillordnat, ljusmottagande eller ljuskänsliga parti 12a, såsom ett chip 3b.

Vidare skall nämnda spalt eller aperture 15a i skivan 15 vara tilldelad en sådan be- gränsad dimension som gör att det ljusalstrande partiet 10a, som en hålkamera, kommer att projiceras mot det ljusmottagande partiet 12a.

Figurerna 2, 3 och 4 låter nu illustrera att till nämnda avkännande medel 12 eller i anslutning till nämnda avkännande medel 12 är anordnat nämnda optiska filter, be- tecknat 14 i figur 2, 14:1 och 14:2 i figur 3 och 14:3 i figur 4.

Nämnda optiska filter 14 kan således vara uppdelat i två delpartier 14:1 och 14:2, för att via dessa tillåta en passage av sinsemellan skilda våglängdskomponenter eller spektralelement 4a' och 4b', och att till nämnda mottagande medel 12 är dess ljusmottagande eller ljuskänsliga parti 12a format som två partier 12a1 resp. 12a2, lO 15 20 25 30 26 med ett parti anpassat för en första våglängdskomponent och ett andra parti anpassat för en andra våglängdskomponent.

Det sändande medlet 10 och det avkännande medlet 12 tillhöriga infästningssocklar 110, 112 är orienterade till mätcellens 11 och kavitetens hölje 1 till en rät, eller i vart fall väsentligen rät, vinkel, vilket figuren 5 avser att illustrera.

Nämnda spalt eller aperture 15a är formad i en skiva 15 eller som ett väggparti för kaviteten orienterad, i ljusstrålarnas riktning relaterad, intill, dock på ett litet avstånd från, nämnda avkännande medel 12 och ett till detta avkännande medel relaterat optiskt filter 14.

Nämnda gasprov ”G” inom nämnda kavitet eller mätcell 11 utgöres av en ström- mande gas, där gasprovet är anordnat att passera förbi nämnda skiva 15 och nämnda optiska filter 14.

Mera speciellt anvisas att nämnda kavitet 11 eller mätcell 1 och dess kringslutande väggpartier inom mätcellen är behandlade och/eller utgöres av ett ljus absorberan- de skikt Mätcellens kavitet är dock begränsad av ett fast relaterat, dock lätt borttagbart, väggparti eller ett lock 16.

Mätcellens väggparti eller locket 16 är anpassat att samverka med mätcellen i övrigt via en packning, såsom en elastisk O-ring 17.

Väggpartiet eller locket 16 kan vara tilldelat formen av att uppbära ett gasgenom- släppligt filter 18 för en diffusion av gasprovet.

Väggpartiet eller locket 16 uppvisar ett inlopp 16a och/eller ett utlopp 16b för nämn- da gasprov ”G” inom kaviteten 11.

Sålunda illustrerar figuren 4 att en första andel ljusstrålar ”Sa1” är direkt riktade från det sändande medlet 10 och mot det avkännande medlet 3b' och en andra andel 10 15 20 25 30 27 ljusstrålar ”Sa2" är riktade reflekterade i en spegelyta 19 mot det avkännande med- let 3b för var sitt ljusmottagande parti.

Med en hänvisning till figuren 8 visas och illustreras i en 3-dimensionell utformning vissa delar och detaljer i arrangemanget.

Föreliggande uppfinning avser således att kunna erbjuda en utvärdering av höga koncentrationer av en gas ingående i en blandning med en eller flera gaser.

Närwdet gäller COg-gas har det visat sig vara möjligt att detektera och fastställa en koncentration av 5% och högre, såsom 6-30% vid en avgasmätning.

För metangas föreslås en utvärdering av en gaskoncentration mellan 0 - 4% volyms-%. Vid ett. LEL(Lower Explosive Limit)-system anges detta som mellan 0 och 100%. Detta gäller således vid en gasbrännare.

Betraktas den ovan beskrivna utföringsformen bör beaktas att utföringsformen enligt figur 2 mycket väl kan kompletteras med två eller flera parallella ljusknippen, vart och ett tillordnat sin spalt eller aperture med var sitt optiska filter anpassade för ett och samma eller olika frekvensområden. Även om utföringsexemplen låter illustrera en liten separation mellan skivan 15 eller väggpartiet ligger det inom uppfinningens ram att till detektorn klistra fast ett optiskt filter samt till detta filter klistra fast en täckning med en spalt eller en aperture 15a intill det ljuskänsliga chipet.

Figuren 5 till 8 låter dock illustrera att ett väggparti 15 för kaviteten 11 ärformat med en spalt eller en aperture 15a och att detektorn med det optiska filtret införes som en enhet till anliggning mot eller på ett litet avstånd från spalten eller aperturen 15a.

I figur 6 kan locket 16 utbytas mot ett diffusionsfilter 19 för att låta en kringliggande gas få diffundera in i mätcellens 1 kavitet. lO 28 Locket 16 är här lätt borttagbart och lätt applicerbart som ett slutande väggparti för mätcellen 1.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan såsom exempel angivna utför- ingsformen utan kan genomgå modifikationer inom ramen för uppfinningstanken il- lustrerad i efterföljande patentkrav.

Speciellt bör beaktas att varje visad enhet och/eller krets kan kombineras med varje annan visad enhet och/eller krets inom ramen för att kunna ernå önskad teknisk funktion.

Claims (25)

lO 15 20 25 30 29 P08-06 6 1 PÅ TENTKRÅ V

1. Ett för en spektralanalys av höga gaskoncentrationer anpassat arrangemang, med ett, för en elektromagnetisk strålning anpassat, sändande medel, ett utrymme, i form av en kavitet, tjänande som en gasanpassad mätcell, och avsedd att kunna definiera en optisk mätsträcka, ett, för nämnda elektromagnetiska strålning passe- rande nämnda optiska mätsträcka från nämnda sändande medel, avkännande me- del eller detektor samt en, i vart fall till nämnda avkännande medel anslutet, spekt- ralanalysen genomförande enhet, varvid det nämnda, den elektromagnetiska strål- ningen, avkännande medlet är opto-elektriskt anpassat känsligt för den elektromag- netiska strålningen som är avsedd att falla inom det spektralområde, vars utvalda våglängdskomponenter eller spektralelement, via ett optiskt filter, skall bli föremål för en analys inom den spektralanalysen genomförande enheten för att inom denna enhet, via beräkningar, låta fastställa spektralelementets strålningsintensitet, kän- netecknat därav, att nämnda mätsträckas längd, mellan det sändande medlet och det avkännande medlet eller detektorn, är vald kort, såsom till mindre än 15 mm, och att en smal, alstrade ljusstrålar via det sändande medlet, ljusstrålar genomsläp- pande spalt eller aperture inom en skiva eller liknande är så anpassad att den låter släppa igenom enbart, eller i vart fall huvudsakligen, de ljusstrålar som är direkt riktade från det sändande medlet och mot det avkännande medlet eller detektorer.

2. Arrangemang enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att mätsträckans längd är vald till mellan 1 och 6 mm, såsom omkring 2 till 4 mm.

3. Arrangemang enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att nämnda spalt eller aperture är anpassad så smal eller trång att ett, det sändande medlet tillordnat, ljusalstrande parti kommer att kunna projicera mot ett, det avkännande medlet tillordnat, ljusmottagande eller ljuskänsliga parti, såsom ett chip.

4. Arrangemang enligt patentkravet 1, 2 eller 3, kännetecknat därav, att nämnda lO 15 20 25 30 30 spalt eller aperture är tilldelad en sådan begränsad dimension som gör att det ljusalstrande partiet, som en hålkamera, kommer att projiceras mot det ljusmotta- gande partiet.

5. Arrangemang enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att till nämnda avkännande medel eller i anslutning till nämnda avkännande medel är anordnat nämnda optiska filter.

6. Arrangemang enligt patentkravet 3 eller 5, kännetecknat därav, att nämnda optiska filter är uppdelat i två delpartier, för att via dessa tillåta en passage av sins- emellan skilda våglängdskomponenter eller spektralelement, och att till nämnda mottagande medel är dess ljusmottagande eller ljuskänsliga parti format som två partier, med ett första parti anpassat för en första våglängdskomponent och ett andra parti anpassat för en andra våglängdskomponent.

7. Arrangemang enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att det sändande medlet och det avkännande medlet tillhöriga infästningssocklar är orienterade till mätcellens och kavitetens hölje till en rät, eller i vart fall väsentligen rät, vinkel.

8. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att nämnda spalt eller aperture är formad i en skiva eller ett väggparti för kaviteten och orienterad, i ljusstrålarnas riktning relaterad, intill, dock på ett litet avstånd från, nämnda avkännande medel och ett till detta avkännande medel relaterat optiskt filter.

9. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att nämnda kavitet eller mätcell och dess kringslutande väggpartier inom mätcellen är behandlade och/eller utgöres av ett ljus absorberande ytskikt

10. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att mätcellens kavitet är begränsad av ett fast relaterat dock lätt borttagbart, väggparti eller ett lock. lO 15 20 25 30 31

11. Arrangemang enligt patentkravet 10, kännetecknat därav, att mätcellens väggparti eller locket är anpassat att samverka med mätcellen i övrigt via en pack- ning, såsom en elastisk O-ring.

12. Arrangemang enligt patentkravet 10, kännetecknat därav, att väggpartiet eller locket är tilldelat formen av ett gasgenomsläppligt filter.

13. Arrangemang enligt patentkravet 1, 10, 11 eller 12, kännetecknat därav, att väggpartiet eller locket uppvisar ett inlopp och/eller ett utlopp för nämnda gasprov inom kaviteten.

14. Arrangemang enligt patentkravet1 eller 13, kännetecknat därav, att gas- provet är anpassat för att tillföras under ett övertryck.

15. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att en första andel ljusstrålar är direkt riktade från det sändande medlet och mot det av- kännande medlet och en andra andel ljusstrålar är riktade reflekterade mot det av- kännande medlet för var sitt ljusmottagande parti.

16. Arrangemang enligt patentkravet 15, kännetecknat därav, att den andra andelen är reflekterad i ett speglande parti.

17. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att nämnda gasprov inom nämnda mätcell är satt under ett på förhand valt övertryck, att ett avgivet resultat, beroende på en eller flera våglängder under absorption inom mätcellen, är via en korrigeringskrets nedkompenserat för det valda övertrycket, såsom mot atmosfärstrycket.

18. Arrangemang enligt patentkravet 17, kännetecknat därav, att för nämnda gaskoncentration via ett övertryck utnyttjas ett yttre delsystem.

19. Arrangemang enligt patentkravet 1, 17 eller 18, kännetecknat därav, att en begränsad förstärkningsfaktor för absorptionsberäkning utnyttjas för att låta redu- cera en brusfaktors inverkan. lO 15 20 25 30 32

20. Arrangemang enligt patentkravet 17, kännetecknat därav, att det på förhand valda övertrycket är alstringsbart av ett mekaniskt medel.

21. Arrangemang enligt patentkravet 20, kännetecknat därav, att det mekaniska medlet utgöres av ett kolv-cylinder-arrangemang, vars kolv är rörligt anordnad mel- lan tillordnade vändpunkter.

22. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat därav, att nämnda elektromagnetiska strålning, mellan nämnda sändande medel och nämnda avkännande medel, är anpassad att få passera ett anpassat optiskt bandpassfilter, att bandpassfiltret är strukturerat och/eller konstruerat för att kunna erbjuda en in- fallsvinkelberoende våglängd för transmissionen av den från nämnda sändande me- del alstrade elektromagnetiska strålningen, där detta bandpassfilter därvid är an- passat att låta separera en första vald våglängdskomponent och/eller ett första valt spektralelement från en andra vald våglängdskomponent och/eller ett andra valt spektralelement för en mottagning i var sitt opto-elektriskt medel eller detektor rela- terat parti och att nämnda enhet är anpassad för att kunna detektera och beräkna en uppträdande strålningsintensitet för mer än en mottagen våglängdskomponent och/eller ett spektralelement.

23. Arrangemang enligt patentkravet 22, kännetecknat därav, att bandpassfiltret är anpassat att, i beroende av aktuell infallsvinkel, låta avvinkla en infallande elekt- romagnetisk strålning i minst två olika elektromagnetiska och optiska och förutbe- stämda utfallande vinklar.

24. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, speciellt patentkravet 23, kännetecknat därav, att som nämnda bandpassfilter är valt ett på optisk interfe- rens verksamt filter.

25. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav 1 eller 23, kännetecknat därav, att gaskoncentrationen för koldioxid (C02) utvärderas och presenteras som en graf på en displayenhet.