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DD159367B3

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Abstract

The invention relates to a modulation device in a non-dispersive analyzer with solid state detector, which serves to measure a gaseous or liquid component in a gas mixture, based on the absorption of infrared radiation. The object of the invention is to provide an analyzer with a solid-state detector in which, with the aid of a modulation device, a subtraction of the measurement and comparison signal already takes place in the optical part of the analyzer. The essence of the invention is seen in the fact that the modulation device is designed such that the sum of the area released by the measuring beam and the reference beam path is constant at all times. The proposed non-dispersive analysis device is used for continuous analysis, primarily in the field of process and process measurement.

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    Modulation device in a non-dispersive analyzer, which consists of a maximum of two radiation sources, one filled with the mixture to be examined K?VETET, means for collecting the radiation intensities on a detector and optical filters for sensitizing the detector is characterized by that, there? a diaphragm (9) arranged on the receiver side in the modulation device is constructed in such a way that the sum of the area enabled by a measurement beam and a comparison beam path is constant at all times. 1. Modulationseinrichtung in einem nichtdispersiven Analysengerät, welches aus maximal zwei Strahlungsquellen, einer mit dem zu untersuchenden Gemisch gefüllten Küvette, einer Einrichtung zum Sammeln der Strahlungsintensitäten auf einem Detektor und optischen Filtern zur Sensibilisierung des Detektors besteht, gekennzeichnet dadurch, daß eine empfängerseitig in der Modulationseinrichtung angeordnete Blende (9) so aufgebaut ist, daß die Summe der von einem Meß- und Vergleichsstrahlengang freigegebenen Fläche zu jedem Zeitpunkt konstant ist.
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    Modulation device according to claim 1, characterized in that there? the subdivision of the diaphragm (9) with the subdivision of the filter (3,5) matches. 2. Modulationseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Unterteilung der Blende (9) mit der Unterteilung der Filter (3,5) übereinstimmt. For this 1 page drawings Hierzu 1 Seite Zeichnungen Anwendungsgebiet der Erfindung Field of application of the invention Die Erfindung betrifft eine Modulationseinrichtung in einem nichtdispersiven Analysengerät, welches zur Messung eines gasförmigen oder flüssigen Bestandteils in einem Gemisch auf Grundlage der Absorption infraroter Strahlung dient. The invention relates to a modulation device in a non-dispersive analyzer, which serves for measuring a gaseous or liquid component in a mixture on the basis of the absorption of infrared radiation. Characteristic of the known technical solutions Charakteristik der bekannten technischen Lösungen For the measurement of a gaseous or liquid component in a mixture based on the absorption of infrared radiation, a number of non-dispersive analyzers are known. Most of them work with gas-filled radiation receivers in which the infrared radiation is detected by a firmly enclosed volume of the component of the mixture to be measured through a membrane capacitor or a flow sensor (DE-AS 2325502 and DE-AS 1773177). , Für die Messung eines gasförmigen oder flüssigen Bestandteils in einem Gemisch auf Grundlage der Absorption infraroter Strahlung ist eine Reihe von nichtdispersiven Analysengeräten bekannt. Die meisten von ihnen arbeiten mit gasgefüllten Strahlungsempfängern, in denen die Infrarotstrahlung durch ein fest eingeschlossenes Volumen derzu messenden Komponente des Gemisches durch einen Membrankondensator oder einen Strömungsfühler nachgewiesen wird (DE-AS 2325502 und DE-AS 1773177). Die damit verbundene Forderung nach Konstanz der Empfängergaszusammensetzung, das heißt nach absoluter Dichtheit der Strahlungsempfänger, läßt sich technologisch nur unvollkommen und mit hohem Aufwand verwirklichen. Deshalb sind in letzter Zeit Geräte bekanntgeworden, die mit breitbandigen Festkörperdetektoren und optischen Filtern zur Sensibilisierung der zu messenden Komponente arbeiten (DD-PS 110562). Bei diesen Geräten werden Meß- und Vergleichsfilter wechselseitig in den Strahlengang eingebracht und die entstehenden Signale getrennt weiterverarbeitet und durch Rechenschaltungen das der Konzentration des gesuchten Bestandteils proportionale Ausgangssignal gewonnen. Die Weiterverarbeitung großer Signale setzt voraus, daß die Amplitude und Phase dieser Signale besonders stabil sein muß, was insbesondere in Spurenbereichen schwer erreichbar ist. Weiterhin sind gleichlichtmodulierte Verfahren bekannt, bei denen Meß- und Vergleichsstrahlengang gleichzeitig freigegeben werden, hierbei fallen wieder große Signale an, was zu obengenannten Schwierigkeiten führt. The associated requirement for constancy of the receiver gas composition, that is to say for the absolute tightness of the radiation receivers, can only be implemented technologically imperfectly and at great expense. Therefore, devices have become known recently which work with broadband solid state detectors and optical filters to sensitize the component to be measured (DD-PS 110562). In these devices, measuring and comparison filters are alternately introduced into the beam path and the resulting signals are processed separately and the computing unit obtains the output signal which is proportional to the concentration of the sought-after component. The further processing of large signals requires that? the amplitude and phase of these signals must be particularly stable, which is difficult to achieve, especially in trace areas. Object of the invention Ziel der Erfindung The aim of the invention is the provision of a non-dispersive analyzer with solid state receiver, which carries out the difference formation of measurement and comparison signal already in the optical part of the analyzer with simple means and, with constant measuring sensitivity, the zero point stability against Devices with gas-filled receivers (detectors) improved. Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines nichtdispersiven Analysators mit Festkörperempfänger, der mit einfachen Mitteln die Differenzbildung von Meß- und Vergleichssignal bereits im optischen Teil des Analysators durchführt und bei gleichbleibender Meßempfindlichkeit die Nullpunktstabilität gegenüber Geräten mit gasgefüllten Empfängern (Detektoren) verbessert. Essence of the invention Wesen der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Modulationseinrichtung in einem nichtdispersiven Analysator mit Festkörperdetektor zu schaffen, mit Hilfe der wie bei Geräten mit gasgefüllten Detektoren die Differenzbildung von Meß- und Vergleichssignal bereits im optischen Teil des Analysators durchführbar ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem nichtdispersiven Infrarotanalysator gemäß Oberbegriff des Erfindungsanspruchs eine Modulation durch eine Blende von Meß- und Vergleichssignal derart durchgeführt wird, daß, falls kein Meßbestandteil im zu analysierenden Gemisch vorhanden ist, der Empfänger (Detektor) ein konstantes Signal erhält. Dies wird dadurch erreicht, daß in dem Maße wie der Vergleichsstrahlengang abgedeckt, der Meßstrahlengang freigegeben wird, derart, daß die Summe der Fläche, die vom Vergleichsstrahlengang und Meßstrahlengang freigegeben wird, zu jedem Zeitpunkt konstant ist. Befindet sich nun eine gewisse Konzentration der nachzuweisenden Komponente im zu untersuchenden Gemisch, so erhält der Detektor ein sinusförmiges Signal angeboten, dessen Amplitudendifferenz der Konzentration der nachzuweisenden Komponente proportional ist. Die elektrische Weiterverarbeitung der Signale ist nicht Gegenstand der Erfindung. The invention has for its object to provide a modulation device in a non-dispersive analyzer with solid state detector, with the help of as in devices with gas-filled detectors, the difference of measurement and comparison signal already in the optical part of the analyzer performed is. Invention ?? is the task solved by that? in a non-dispersive infrared analyzer according to the present invention In the preamble of the claim of the invention, a modulation by a diaphragm of measuring and comparison signal is carried out such that, if no measuring component is present in the mixture to be analyzed, the receiver (detector) receives a constant signal. This is achieved by that? covered to the extent that the comparison beam path, the me beam path is released, such that the sum of the area, which is released from the comparison beam path and beam path is constant at all times. If there is now a certain concentration of the component to be detected in the mixture to be examined, then the detector is provided with a sinusoidal signal whose amplitude difference is proportional to the concentration of the component to be detected. The electrical processing of the signals is not the subject of the invention. Ausführungsbeispiele Exemplary embodiments? In Folgendem wird die Erfindung an vier Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:In the following, the invention will be explained in more detail by way of four exemplary embodiments with reference to the drawing. It shows: Fig. 1: A non-dispersive analyzer with two radiators and modulation device between the cuvettes schematically Fig. 1: Einen nichtdispersiven Analysator mit zwei Strahlern und Modulationseinrichtung zwischen den Küvetten schematisch dargestellt. Fig. 2: Einen nichtdispersiven Analysator mit einem Strahler und Modulationseinrichtung zwischen den Küvetten schematisch dargestellt. shown. 2 shows schematically a non-dispersive analyzer with a radiator and modulation device between the cuvettes.
Independent claims2