DE1017385B

DE1017385B - Vorrichtung zum Analysieren von insbesondere gasfoermigen Gemischen durch Absorption einer Strahlung

Info

Publication number: DE1017385B
Application number: DEO4848A
Authority: DE
Inventors: Kurt Luft
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1955-05-07
Filing date: 1956-05-02
Publication date: 1957-10-10
Also published as: FR1132413A; GB849831A; US2951939A; FR69345E

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Analysieren von insbesondere gasförmigen Gemischen durch selektive Absorption gewisser Wellenlängen eines Strahlenbündels.

Es ist bereits vorgeschlagen, worden, das Strahlenbündel nach seiner Durchdringung des zu analysierenden Gemisches in einer Enipfangsschicht zu empfangen, welche durch das Fluidum, insbesondere das Gas selbst, gebildet wird, von dem angenommen, wird, daß es einen, Bestandteil des Gemisches bildet, dessen Zusammensetzung bestimmt werden: soll. Man kann auch als Empfangsschicht an Stelle des zu bestimmenden Fluidums selbst ein Fluidum benutzen, welches mit dem zu bestimmenden Fluidum gemeinsame Absorptionsbanden. hat. Ein derartiger Empfänger stellt nur die Strahlungen fest, welche in den Absorptionsbanden des zu bestimmenden. Gases oder gegebenenfalls in den Absorp-tionsbanden von anderen. Gasen liegen, und zwar nach Maßgabe der Überlappung der Absorptionsbanden dieser Gase mit denen, des zu bestimmenden Gases. Dieser Empfänger arbeitet somit selektiv.

Die Gasanalysegeräte dieser letzteren Art benutzen im allgemeinen! zwei gleiche selektive Empfänger, welche die Strahlen bestimmter Wellenlänge absorbieren; diese Wellenlängen, sind in zwei Strahlenbündel enthalten, von denen das eine vor seiner Ankunft an dem selektiven Empfänger einen das zu analysierende Gemisch enthaltenden Behälter (Probenbehälter) durchdrungen hat, während das andere vor seiner Ankunft an seinem eigenen Empfänger einen Behälter durchdrungen hat, welcher ein Gas enthält, das für die betreffenden Wellenlängen keine Absorptionswirkung hat oder ein Vergleichsgas darstellt.

Die Benutzung von zwei Strahlenbündeln- bringt jedoch gewisse Schwierigkeiten mit sich. Zunächst können, diese Bündel auf ihrem Weg unterschiedlichen Einflüssen unterworfen sein, was die Herstellung eines stabilen Nullpunktes recht erschwert. Wenn ferner die zu analysierenden Gemische Bestandteile aufweisen, deren Absorptionsbanden einander überlappen, ist die Genauigkeit des Meißergebnisses häufig unizureichend, da eine Abgleichung der Störwirkungen mit einfachen Mitteln, kaum möglich ist.

Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, ein einziges Bündel an: Stelle von zwei Bündeln zu benutzen und den Unterschied, zwischen der selektiven Absorptionswirkung in einer ersten durch das zu bestimmende Gas gebildeten Empfangsschicht und der nicht selektiven Absorptionswirkung der Reststrahlung zu messen. Bei dieser Messung des Unterschieds zwischen einer selektiven Wirkung und einer nicht selektiven Gesamtwirkung trifft man jedoch auf andere Schwierigkeiten, welche von der vollständigen Vorrichtung zum Analysieren

von insbesondere gasförmigen Gemischen durch Absorption einer Strahlung

Anmelder:

Office National d'Etudes et de Recherches

Aeronautiques O. N. E. R. A.,

Chatillon-sous-Bagneux,

Seine (Frankreich)

Vertreter: Dr.-Ing. R. Meldau, Patentanwalt,
Harsewinkel (Westf.)

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 7. Mai 1955 und 11. April 1956

Kurt Luft, Massy, Seine (Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

Verschiedenheit dieser beiden Erscheinungen herrühren.

Die Erfindung bezweckt insbesondere;, mittels eines einzigen Bündels eine bessere Stabilität sowie eine größere Selektivität zu erhalten und. eine verhältnismäßig leichte Abgleichung der Störwirkungen zu ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der selektive Empfangsstoff in zwei getrennte Schichten unterteilt wird, welche durch das gleiche Fluidum gebildet und nacheinander von dem Strahlenbündel nach dessen Durchgang durch den Probenbehälter durchdrungen werden, wobei Mittel zur Messung des Unterschiedes oder des Verhältnisses der selektiv in der einen und der anderen der beiden Empfangsschichten, absorbierten Strahlungseneirgien. vorgesehen sind, Der so gemessene Unterschied oder das so' gemessene Verhältnis liefert eine Angabe über die Größe der Teil ab sorption, welche die in: den Absorptionsbandemi des zu bestimmenden Fluidums liegenden Strahlen bei ihrem Durchgang durch den. Probenbehälter erlitten, haben, und somit über den Gehalt dieses Gemisches an diesem Fluidum.

Die Erfindung ist nachstehend, unter Bezugnahme auf die zwei Ausfühirungsforinen eines erfmdungs-

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digen Absorption der Strahlen erforderlich ist, deren Wellenlänge den Randteilen, der Linie entspricht. Anders ausgedrückt, eine Gasschicht, deren Dick© für die vollständige Absorption der Strahlen, mit der Wellenlänge der Absorptionsbande des betreffenden, Gases ungenügend ist, hat eine erheblich kräftigere Absorptionswirkung für die Wellenlängen,, welche- dar Mitte dieser Linien entsprechen., als für die den Rändern dieser Linien entsprechenden Wellen-

halbkreisförmigen: Sektors oder einer Lochscheibe, hat. Dieser Verschluß wird von einem Motor 3 angetrieben, und dient zur Modulation des Strahlenbündels mit einer bestimmten Frequenz.

Das auf die obige Weise modulierte Bündel wird durch einen. Probenbehälter 4 geschickt. Hierauf wird das Strahlenbündel nach seinem Austritt aus dem Behälter 4 in zwei Empfangskammarni 5 und 6 geleitet,

gemäßen Analysiergeräts darstellende Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß en Vorrichtung;

Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform derselben,;

Fig. 3 und 4 zeigen Einzelheiten der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung.

Das Gerät zur Analyse von Gasgemischen, enthält
eine Strahlenquelle 1, welche ein Infrarotstrahlen- io längen,
bündel erzeugt. Diese Strahlenquelle wird z. B. durch Bei Anwendung dieser Betrachtungen auf die Ereinen, Glühfaden, z. B. aus Nichrom, gebildet, welcher findung stellt man fest, daß die Empfangskammer 5, auf ungefähr 700° gebracht wird und so ein breites deren Höhe so gewählt wird, daß sie nur teilweise die kontinuierliches Strahlungsband aussendet. Hinter in sie eintretende Strahlung absorbiert, vorzugsweise dieser Strahlenquelle 1 ist ein drehbarer Verschluß 2 15 eine Absorptionswirkung für die Wellenlängen hat, angeordnet, welcher z. B. die Form eines zweckmäßig welche der Mitte der Linien der Absorptionsbanden,

entsprechen, während die Empfangskammer 6 eine Strahlung empfängt, welche bereits zum großen Teil von den der Mitte der Linien entsprechenden. Strahlen befreit ist, so daß diese Kammer 6 insbesondere die Strahlen absorbiert, welche den Randteilen der Linien entsprechen.

Vorzugsweise richtet man es nun so ein, daß die in den beiden Kammern 5 und 6 absorbierten, Strah,-

welche hintereinander angeordnet und mit dem 25 lungsenergien etwa die gleichen sind und angenähert gleichen Empfangsgas gefüllt sind, welches entweder eine Gleichheit der gemessenen Parameter ergeben, das in dem Gemisch, das den Behälter 4 erfüllt, zu wenn das in dem Behälter 4 enthaltene Gasgemisch bestimmende Gas. oder ein Gemisch sein kann, nicht das zu bestimmende Gas enthält, so daß in den welches außer dem zu bestimmenden. Gas noch ein von der Strahlenquelle 1 mit einer bestimmten nicht absorbierendes Gas enthält. Wenn z.B. in dem 30 Intensität ausgesandten Strahlen, die der Absorptionsim Behälter 4 enthaltenen. Gemisch Kohlenoxyd (C O) bande der zu bestimmenden Gase entsprechenden

Wellenlängen diesen Behälter ungeschwächt durchdringen.

In diesem Fall, welcher dem Nullpunkt der Messung entspricht, kann in der Kammer 5 die Absoa"ption, der Strahlen, deren Wellenlänge die der Mitte der Linien ist, bis zu 90 % betragen:. Wenn man hierauf den. Behälter 4 mit einem Gasgemisch füllt, welches eine gewisse Menge an zu bestimmendem Gas enthält, ab-

kammer 5 sowie die an, dem Eingangsende der 40 sorbiert dieses Gemisch entsprechend den oben Kammer 6 liegenden, Wände aus einem Werkstoff α angegebenen. Vorgängen seinerseits hauptsächlich hergestellt, welcher die Strahlung ohne merkliche Ab- einen Teil der Strahlen mit den Wellenlängen der sorption durchläßt. Linienmitten, Infolgedessen wird das Gleichgewicht,

Zur Messung der selektiven Absorption der Strah- welches für den Nullpunkt zwischen den in den beiden lung in den; beiden Empfangskammern 5 und 6 kann 45 Empfangskammern absorbierten Energien bestand, ein beliebiger geeigneter Parameter benutzt werden, zugunsten der Kammer 6 gestört, da das vorherige z. B. die Änderung der Temperatur oder die Änderung Gleichgewicht auf der Tatsache beruhte, daß die des Drucks in diesen Kammern,. Wenn als Parameter Kammer 5 eine Strahlung erhielt, welche in, ttngeder in den Kammern herrschende Druck benutzt wird, schwächtem Zustand die Strahlen mit den Wdlemkönnen diese an, einen Membrankondensator ange- 50 längen der Linienmitten enthielt. Je größer dar Gehalt schlossen werden, dessen Elektroden durch aina des Gemisches in dem Behälter 4 an zu bestimmendem bewegliche Membran, 7 und eine faste Belegung 8 Gas ist, um so größer ist der Unterschied zwischen, den gebildet werden und dessen; durch die Bewegungen, der in den. Kammern 5 und 6 absorbierten Energien, was Membran- 7 erzeugten. Kapazitätsänderungen in Span- die Bestimmung des Gehalts des Gemisches an dam nungsschwankungen umgewandelt werden, welche 55 zu bestimmenden, Gas ermöglicht, mittels eines Verstärkars 9 verstärkt und durch, ein Zur Erzielung eines günstigsten Unters chi edes oder

bestimmt wardani soll, können, die Empf angskammeirn 5 und 6 entweder mit reinem CO oder mit einem Gemisch, aus- C O und Stickstoff (N₂) oder Argon (Ar) gefüllt werden.

Damit die Strahlung nacheinander den, Behälter 4 sowie die Kammer 5 durchdringen: und schließlich; in die Kammer 6 gelangen, kann, werden die an den beiden, Enden, das Behälters und der Empfangsgeeignetes Meßinstrument 10 gemessen, werden.

Eine zwischen den beiden. Empfangskammern 5 und 6 angeordnete Blende 11 dient zur Einstellung des Nullpunkts des Geräts.

Die Arbeitsweise des Geräts beruht auf Erscheinungen, für deren Verständnis daran erinnert wird, daß die Absorptionsbande eines Gases aus einer mehr oder weniger großen Zahl von Linien besteht, deren

eines günstigsten Verhältnisses für eine gegebene Konzentration des zu bestimmenden Gases- in dem Behälter 4 ist es wesentlich, dem Teildruck des Empfangsgases in den Empfangskammern (falls diese außer dem Empfangsgas noch ein anderes nicht absorbierendes Gas enthalten,, welches zur Verdünnung des ersteren und zur Verbreiterung der Absorptionslinien in diesem dient) sowie der Höhe der Kammarn ge

Intensitäten nach dem Maxwell-Boltzmannschen Ge- 65 naue vo>ra,usbestimmte Werte zu geben, welche von. setz verteilt sind und deren Breiten nicht vernach- der Intensität der Strahlung und der Form der Ablässigbajr sind. Bekanntlich ist die zur vollständigen. Sorptionsbanden, des Empfangsgases abhängen. Im Absorption der Strahlen, deren Wellenlänge der Mitte allgemeinen beträgt die Höhe der zweiten Empfangseiner jeden Linie entspricht, erforderliche Gasschicht kammer ein Mahrfaches dar Höhe der ersten Emperheblich, dünner als die Gasschicht, die zur vollstän- 70 fangskammer 5. '

Ferner muß die Höhe des Behälters 4 so bestimmt werden,, daß selbst bei der größten möglichen Konzentration des zu bestimmenden; Gases in dem diesen Behälter erfüllenden Gemisch, die größte Absorption, der Strahlen mit den Wellenlängen der Linienmitten der Absorptionsbande des zu bestimmenden Gases nicht einen bestimmten Prozentsatz übersteigt, welcher z. B. gleich 20% ist, und zwar für die stärksten Linien, welche bei den erfindungsgemäßen Messungen praktisch, allein in Beitracht kommen.

Als Beispiel seien nachstehend die Höhen des Behälters 4 und der Kammern 5 und 6 angegeben, welche zur Bestimmung des CO-Gehalts eines Gasgemisches [CO,N₂], in welchem der CO-Gehalt etwa 4% betrug, benutzt, wurden. In. diesem Fall waren, die Kammern 5 und 6 mit einem Gemisch [CO, N₂] gefüllt, in welchem der CO-Gehalt 11% betrug. Die Höhe des Behälters 4 betrug dann 25 mm, die der Empfangskammer 5 10 mm und die der Empfangskammer 6 25 mm. Für Drücke des Empfangsgemischeis zwischen 400 mm und 600 mm Hg war die Empfindlichkeit (Meßeffekt) praktisch, konstant.

Es ist zu beimerken,, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil besitzt, sehr selektiv zu sein. Die: infolge der Anwesenheit eines Störgases mit einer die Absorptionsbande des zu bestimmenden Gases überlappenden, Absorptionsbande absorbierte Energie ist nämlich im allgemeinen, in den beiden Empfangskammern· mehr oder weniger die gleiche, so daß sie wenigstens teilweise abgeglichen wird. Ferner wird daran erinnert, daß der erfindungsgemäß erhaltene Meßeffekt davon herrührt, daß die erste Empfangskammer bevorzugt Strahlen mit den Wellenlängen der Mitten der stärksten Linien der Absorptionsbande des zu bestimmenden Gases absorbiert, während, diesel Vorzugswirkung für die Störabsorption des Störgases nicht vorhanden ist, wenn die Mitten, der sich nur mit ihren, Rändern überdeckenden Linien genügend, weit voneinander entfernt sind.

Wenn dies nicht der Fall ist, so· daß die Abgleichung nicht vollständig wäre, eignet sich, die Erfindung gut zu zusätzlichen Kompensationismessungen, z. B. zur Filterung durch Gasschichten, welche durch Störgase gebildet werden und auf dem AVeg des Strahlenbündels entweder vor der Empfangskammer 6 oder zwischen den; Empfangskammern 5 und 6 angeordnet sind.

Falls die Reststörwirkung negativ ist, kann man sie dadurch abgleichen, daß man dem Empfangsgas eine gewisse Menge des Störgases zusetzt, um einen positiven Kompensationseffekt der gleichen Größe zu, erzeugen.

Die Erfindung bietet zahlreiche Vorteile. Sie gestattet, mit einem erheblich einfacheren und billigeren. Gerät hinsichtlich der Stabilität und der Selektivität der Messung bessere Ergebnisse als mit den bekannten Methoden zu erhalten.

Sie ermöglicht infolge der erzieltem besseren Stabilität die leichte Herstellung von Geräten mit selbsttätigen- Nullabgleichung durch. Betätigung der Klappe 11 mittels eines Servomechanismus. In diesem Fall wird die gesuchte Konzentration durch, die Stellung der Klappe 11 angezeigt.

Ferner ermöglicht die Tatsache, daß für die Messung eines Gases in einem Gemisch nur die Strahlen benutzt werden, deren Wellenlängen, innerhalb der Absorptionsbanden desselben liegen,, die Benutzung der anderen Strahlen des gleichen Bündels zur Vornahme einer gleichzeitigen Analyse anderer Komponenten in einem einzigen Gerät. Es genügt dann, den Behälter 6 mit einem durchsichtigen Boden zu versehen und in dem gleichen Bündel weitere Paare von Empfangskammern, anzuordnen, welche mit anderen Gasen gefüllt sind.

Es war oben bereits erwähnt worden, daß die in den Zentren der stärksten Linien des sich in dem Behälter 4 in dem zu bestimmenden Gemisch befindenden zu bestimmenden Gases absorbierte Energie nicht ein bestimmtes Maximum überschreiten darf, welches größenordnungsmäßig 2O'°/o beträgt, wenn der Unterschied der in den beiden Empfangsschichten absorbierten Energien gemessen wird, wie dies bei dem oben beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten Gerät der Fall ist. Im allgemeinen kann diese Bedingung unschwer eingehalten werden. Bei gewissen Analyseaufgaben braucht sie jedoch nicht erfüllt zu sein. Wenn es sich z. B. um die Bestimmung von Spuren eines Gases in einem Gemisch handelt, muß die Höhe des dieses Gemisch enthaltenden Behälters groß genug sein, um die für die Messung von normalerweise sehr schwachen Konzentrationen erforderliche Empfindlichkeit zu erhalten.

Da es jedoch bei gewissen industriellen Anwendungen möglich ist, daß aus zufälligen Ursachen die Konzentration des zu bestimmenden Gases erheblich über den vorgesehenen Grenzwert steigt, kann die Messung zweideutig werden, da der gemessene Unterschied der Absorptionen in den Empfangsschichten abzunehmen beginnt, wenn alle Strahlen immer mehr in dem das Gemisch enthaltenden Behälter absorbiert werden.

Bei einem Gerät der obigen Art mit einem Analysebehälter von 200 mm Höhe zur Erzielung eines Meßbereichs von 0 bis 0,1% CO erhält man das gleiche Signal von 10 mV für 0,1 und für 10% CO.

Um in diesen Fällen jede Zweideutigkeit des Meßergebnisses auszuschalten, muß bei der Messung des zu bestimmenden Bestandteils des Gemisches außer dem Unterschied zwischen den selektiv in den beiden Empfangsschichten absorbierten Strahlungsenergien der Absolutwert der selektiv in der hinter der ersten Empfangsschicht angeordneten zweiten Empfangsschicht allein absorbierten Energie zu Hilfe genommen werden. Es ist dann besonders zweckmäßig, das Verhältnis zwischen dem diesem Unterschied entsprechenden Signal und dem Signal zu messen, welches der selektiv in der zweiten Empfangsschicht allein absorbierten Energie entspricht.

Fig. 2 zeigt ein Gerät zur Messung dieses Verhältnisses. In dieser Figur sind die bereits in dem in Fig. 1 dargestellten Gerät vorhandenen Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Um in dem Meßergebnis außer dem Unterschied der selektiv in den beiden Empfangskammern 5 und 6 absorbierten Energien den Absolutwert der selektiv in der Kammer 6 absorbierten Energie zur Geltung zu bringen, wird nicht nur das Strahlenbündel vor seinem Eintritt in die erste Empfangskammer 5 mit einer bestimmten Frequenz moduliert, sondern es wird auch zwischen den Empfangskammern 5 und 6 eine zweite Modulation des Strahlenbündels mit einer von der Frequenz der ersten Modulation verschiedenen Frequenz vorgenommen.

Die erste Modulation kann in der in Fig. 1 dargestellten Weise durch einen vor dem Behälter 4 angeordneten Modulationssektor (oder sich drehenden Verschluß) 2 vorgenommen werden oder kann, wie in Fig. 2 dargestellt, durch einen zwischen dem Behälter 4 und dem Eingang der ersten Empfangskammer 5 angeordneten Modulationssektor 12 erfolgen.

Claims

Die zweite Modulation erfolgt mittels eines zwischen den beiden Empfangskammern 5 und 6 angeordneten zweiten Modulationssektors 13. Die beiden Sektoren 12 und 13 können auf der gleichen Welle befestigt und durch einen einzigen Motor 3 angetrieben werden. Damit die beiden Sektoren jedoch Modulationen mit verschiedener Frequenz erzeugen, muß die von ihnen für eine Umdrehung erzeugte Zahl von Unterbrechungen der Bündel verschieden sein. Der erste Sektor 12 moduliert das gesamte aus dem Behälter 4 austretende Bündel mit einer Frequenz ^1, während der zweite Sektor 13 nur einen Teil des in die Empfangskammer 6 eintretenden Bündels mit einer Frequenz /2 moduliert. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Sektors 12, wobei der strichpunktierte Kreis den Querschnitt s des Bündels angibt. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Sektors 13, welcher nur einen Teil des Querschnitts ί des Bündels beeinflußt und z. B. eine Frequenz f2 = 3f1 erzeugt. Natürlich kann der Sektor 12 auch anstatt zwischen dem Behälter 4 und der Empfangskammer 5 zwischen der Strahlenquelle 1 und dem Eingang des Behälters 4 angeordnet werden. Die selektiv in den Kammern 5 und 6 absorbierten Strahlungsenergien wirken auf die gegenüberliegenden Seiten der beweglichen Membran 7 des Membrankondensators. Infolge der doppelten Modulation des die Empfangskammern 5 und 6 durchdringenden Strahlenbündeis erhält man ein doppeltes Signal, von denen das erste, ex genannt, ein Differentialsignal mit einer Frequenz fx ist, während das zweite, e2 genannte Signal dem ersten überlagert ist und eine Frequenz f2 hat. Die beiden Signale et und e2 werden nach ihrer Verstärkung in dem Verstärker 9 mit Hilfe bekannter, Siebmittel enthaltender Einrichtungen 14-15 getrennt und gleichgerichtet. Das Verhältnis wird mit einem potentiometrischen Meßinstrument 16 gemessen. Mittels einer Klappe 11 wird das Gerät so eingestellt, daß das Differentialsignal e± Null ist, wenn die Konzentration des zu bestimmenden Gases in dem in dem Analysebehälter 4 enthaltenen Gemisch Null ist. Dieses Signal e1 nimmt in Abhängigkeit von der Konzentration dieses Gases zu. Das Signal e2 mit der Frequenz f2 bleibt jedoch praktisch für die normalen Änderungen der Konzentration des zu bestimmenden Gases konstant und beginnt erst kleiner zu werden, wenn diese Konzentration den normalen Konzentrationswert erheblich übersteigt. Wenn dann die Absorption des Behälters 4 die vorgesehene Grenze übersteigt, wirkt sich die Verringerung der selektiv in den Kammern 5 und 6 absorbierten Strahlungen in gleicher Weise auf die beiden Signale ex und e2 aus, so daß das von dem Instrument 16 gemessene Verhältnis weiterzunimmt und nicht mehr zwei deutig werden kann. Eine andere Methode zur Messung des Verhältnisses zwischen den Signalen ex und e2 besteht darin, mit den beiden Sektoren 12 und 13 eine einzige gleiche Modulationsfrequenz zu erzeugen, wobei jedoch die beiden so erzeugten Modulationen eine Phasenverschiebung gegeneinander haben, so daß die beiden Signale ex und e2 durch eine Phasendiskrimination mit Hilfe synchronisierter Umschalter getrennt werden können. Unabhängig von den zur Messung des Verhältnisses der beiden Signale ex und e2 benutzten Mitteln wird nicht nur jede Zweideutigkeit des Meßergebnisses ausgeschlossen, sondern gleichzeitig wird auch das Meßergebnis durch das etwaige Vorhandensein anderer Gase in dem Gemisch, deren Bande die des zu bestimmenden Gases überlappen, noch weniger beeinflußt. Die durch die Gase mit einander überlappenden Banden erzeugte Absorption verringert nämlich gleichzeitig das Hauptsignal und das Hilfssignal, so daß das Verhältnis praktisch unverändert bleibt. Außerdem wird bei Messung des Verhältnisses der beiden Signale die Messung von etwaigen Schwankungen der Stärke der Strahlenquelle oder der Verstärkung unabhängig. Anstatt das Signal e2 durch die Messung des Verhältnisses der Signale ^1 und e2 zu benutzen, kann man sich in gewissen Fällen damit begnügen, die Größe der selektiven Absorption in der zweiten Empfangskammer 6 zu beobachten. Sobald nämlich diese Absorption eine beträchtliche Senkung erleidet, weiß man, daß man in das Gebiet kommt, in welchem das Ergebnis zweideutig werden kann. Die Messung der Größe der Absorption in der Kammer 6 dier %' dann einfach als Warnsignal. Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. So können z. B. die beiden Empfangskammern, anstatt durch ein gemeinsames Differentialglied, z. B. einen gemeinsamen Membrankondensator, verbunden zu sein, vollständig getrennt bleiben, oder man kann den Empfangsgasen in den Empfangskammern verschiedene Drücke und Konzentrationen geben, um die beste Anpassung an die gestellte Meßaufgabe zu erhalten. Pa τη ν ta ν s ρ h C c h η

1. Vorrichtung zum Analysieren von insbeson- · dere gasförmigen Gemischen durch selektive Absorption gewisser Wellenlängen eines Strahlenbündels, welches durch einen das zu analysierende . Gemisch enthaltenden Behälter (Probenbehälter^'!,! geleitet wird, worauf das Strahlenbündel in einen·='¹ Empfangsstoff mit selektiver Absorption geleitet wird, welcher entweder durch das gleiche Fluidum, insbesondere das gleiche Gas wie das in dem Gemisch zu bestimmende, oder durch ein Fluidum, insbesondere ein Gas mit mit dem zu bestimmenden Fluidum gemeinsamen Absorptionsbanden, gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der selektive Empfangsstoff in zwei getrennte Schichten unterteilt wird, welche durch das gleiche Fluidum gebildet und nacheinander von dem Strahlenbündel nach dessen Durchgang durch den Probenbehälter durchdrungen werden, wobei Mittel zur Messung des Unterschieds oder des Verhältnisses der selektiv in der einen und der anderen der beiden Empfangsschichten absorbierten Strahlungsenergien vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe einer ersten, die erste Empfangsschicht enthaltenden Empfangskammer

(5) kleiner als die Höhe einer zweiten, die zweite Empfangsschicht enthaltenden Empfangskammer

(6) ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Differenz der selektiv in den beiden Empfangsschichten absorbierten Energien die Höhe des Probenbehälters (4) so gewählt wird, daß für die größte normale Konzentration des zu bestimmenden Gases in dem Gemisch die Absorption in den Mitten der stärke sten Linien des zu bestimmenden Gases nicht

einen größenordnungsmäßig 20% betragenden Höchstwert übersteigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Unterschieds der selektiv in den beiden Empfangsschichten absorbierten Energien und zur möglichen Herstellung einer NuUabgleichung eine Klappe (11) zwischen den beiden die beiden getrennten Empfangsschichten enthaltenden Kammern (5 und 6) angeordnet ist, wobei die Stellung der Klappe zur Anzeige der Differenz Null die Konzentration des zu bestimmenden Gases in dem Gemisch angibt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel so ausgebildet sind, daß sie nicht nur auf den Unterschied zwisehen den selektiv in den beiden Empfangsschichten (5 und 6) absorbierten Strahlungsenergien ansprechen, sondern auch auf den Absolutwert der selektiv in der zweiten Aufnahmeschicht (6) allein absorbierten Energie.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel so ausgebildet sind, daß sie das Verhältnis von zwei Signalen ((J₁ und e₂) anzeigen, von denen das erste (^₁) dem Unterschied zwischen den in den beiden Empfangsschichten (5, 6) absorbierten Energien entspricht, während das zweite (e₂) der in der zweiten Schicht allein absorbierten Energie entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch zwischen den beiden Empfangsschichten (5 und 6) angeordnete Mittel (13) zur Modulierung eines Teils des in die zweite Empfangsschicht (6) eintretenden Bündels mit einer Frequenz oder einer Phase, welche von der Frequenz oder der Phase verschieden sind, mit welchen das gesamte Bündel vor seinem Eintritt in die erste Empfangsschicht (5) moduliert wurde, wobei der Unterschied der Frequenzen oder der Phasen die Diskrimination der beiden Signale (e_x und e₂) gestattet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen