DE102023123810A1

DE102023123810A1 - Device and method for determining a property of a measuring gas

Info

Publication number: DE102023123810A1
Application number: DE102023123810.8A
Authority: DE
Inventors: Ralph Kondziella; Daniel FRANKE; Wolfgang Blessing
Original assignee: Cs Instr & Co Kg GmbH; Cs Instruments & Co Kg GmbH
Current assignee: CS INSTRUMENTS GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2023-09-05
Filing date: 2023-09-05
Publication date: 2025-03-06

Abstract

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases ist mit einem Messraum 2 zur Aufnahme des Messgases, mit einer Zuführung 3 für das Messgas zum Messraum 2, mit einer Ableitung 4 für das Messgas aus dem Messraum2 , mit einer Sensoranordnung 5 zur Bestimmung einer Eigenschaft des Messgases im Messraum 2 und des Gasdruckes P im Messraum und mit einer Einrichtung zur Fehlerkorrektur versehen. Die Einrichtung zur Fehlerkorrektur 6 ist dafür ausgebildet und dazu geeignet, die bei unterschiedlichen Gasdrücken des Messgases zu bestimmende Eigenschaft des Messgases anhand der von der Sensoranordnung 5 erfassten Messwerte zu erfassen und dabei aus den erfassten Messwerten mittels einer Interpolation einen Offsetwert der Messwerte zu bestimmen und diesen Offsetwert zur Korrektur eines oder mehrerer Messwerte zu verwenden. Dabei können diese korrigierten Messwerte sowohl erfasste Messwerte als auch interpolierte Messwerte darstellen. Mithilfe dieser Korrektur durch die Einrichtung zur Fehlerkorrektur 6 von Messwerten können die Eigenschaften des Messgases besonders aussagekräftig, einfach und kostengünstig ermittelt werden. Durch dieses einfache Korrekturverfahren gelingt es, insbesondere Fehlereinflüsse, die sich negativ auf die Aussagekraft der Vorrichtung auswirken, zu reduzieren oder gar komplett zu beseitigen. Dies gelingt insbesondere für Fehlereinflüsse, die direkt von der Gasdichte des Messgases in dem Messraum abhängen. Auf ein aufwendiges Herstellen eines Referenzgases oder eine Zuführung eines sehr kostenintensiven Referenzgases mithilfe einer komplexen anfälligen Zusatzapparatur zur Zuführung eines Referenzgases kann erfindungsgemäß verzichtet werden.
The device 1 according to the invention for determining a property of a measuring gas is provided with a measuring chamber 2 for receiving the measuring gas, with a feed line 3 for the measuring gas to the measuring chamber 2, with a discharge line 4 for the measuring gas from the measuring chamber 2, with a sensor arrangement 5 for determining a property of the measuring gas in the measuring chamber 2 and the gas pressure P in the measuring chamber and with a device for error correction. The device for error correction 6 is designed and suitable for recording the property of the measuring gas to be determined at different gas pressures of the measuring gas on the basis of the measured values recorded by the sensor arrangement 5 and, in doing so, determining an offset value of the measured values from the recorded measured values by means of an interpolation and using this offset value to correct one or more measured values. These corrected measured values can represent both recorded measured values and interpolated measured values. With the help of this correction by the device for error correction 6 of measured values, the properties of the measuring gas can be determined in a particularly meaningful, simple and cost-effective manner. This simple correction procedure makes it possible to reduce or even completely eliminate error influences that have a negative impact on the validity of the device. This is particularly successful for error influences that are directly dependent on the gas density of the measuring gas in the measuring chamber. The invention eliminates the need for complex production of a reference gas or supply of a very costly reference gas using a complex, vulnerable additional apparatus for supplying a reference gas.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases.The invention relates to a device and a method for determining a property of a measuring gas.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

In der Mathematik sind Interpolationsverfahren zur näherungsweisen Ermittlung eines unbekannten Funktionswertes mithilfe von bekannten Funktionswerten an benachbarten Stellen bekannt. Dabei soll zu gegebenen diskreten Daten (z. B. Messwerten) eine stetige Funktion (die sogenannte Interpolante oder Interpolierende) gefunden werden, die diese Daten exakt oder möglichst gut abbildet. Man sagt dann, die Funktion interpoliert die Daten. Der Y-Achsenabschnitt der Funktion wird dabei auch Offset genannt, also der Funktionswert auf der Y-Achse und damit bei X = 0 der Funktion.In mathematics, interpolation methods are known for the approximate determination of an unknown function value using known function values at neighboring points. The aim is to find a continuous function (the so-called interpolant or interpolating function) for given discrete data (e.g. measured values) that represents this data exactly or as closely as possible. The function is then said to interpolate the data. The Y-axis section of the function is also called the offset, i.e. the function value on the Y-axis and thus at X = 0 of the function.

Ein besonders bevorzugtes Interpolationsverfahren ist das sogenannte lineare Interpolationsverfahren, bei dem die zu interpolierenden, bekannten Funktionswerte mithilfe einer linearen Funktion, also eine Gerade mit definierter Steigung und Offset, interpoliert werden.A particularly preferred interpolation method is the so-called linear interpolation method, in which the known function values to be interpolated are interpolated using a linear function, i.e. a straight line with a defined slope and offset.

Neben der linearen Interpolation haben sich auch Interpolationen mit höhergradigen Polynomen (n>1), trigonometrische Interpolationen, logarithmische Interpolationen oder auch Hermiteinterpolationen bewährt.In addition to linear interpolation, interpolations with higher-order polynomials (n>1), trigonometric interpolations, logarithmic interpolations or Hermit interpolations have also proven to be useful.

Vorrichtungen und Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases sind umfangreich im Stand der Technik bekannt.Devices and methods for determining a property of a measuring gas are extensively known in the prior art.

Aus der Deutschen Patentanmeldung DE 10 2017 108 609 A1 ist ein Messgerät und ein Verfahren zum Erfassen des Kohlenwasserstoffanteils in Gasen bekannt. Dabei wird davon ausgegangen, dass mit verschiedenen, bekannten Sensortechnologien der Gehalt von Öl, Kohlenwasserstoffen oder oxidierbaren Gasen in Luft oder Druckluft bestimmt werden kann. Häufig werden hierzu beispielsweise elektrisch beheizbare Halbleiteroxid-Materialien verwendet, die im beheizten Zustand ihren elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von der Menge der in der Luft enthaltenen Kohlenwasserstoffe verändern und somit als Sensoren zur Erfassung des Kohlenwasserstoffanteils in Gasen dienen können.From the German patent application DE 10 2017 108 609 A1 A measuring device and a method for detecting the hydrocarbon content in gases is known. It is assumed that the content of oil, hydrocarbons or oxidizable gases in air or compressed air can be determined using various known sensor technologies. For example, electrically heatable semiconductor oxide materials are often used for this purpose, which change their electrical resistance when heated depending on the amount of hydrocarbons contained in the air and can therefore be used as sensors for detecting the hydrocarbon content in gases.

Eine weitere Methode erfolgt mittels Elestoren. Dazu wird der zu messende Gasstrom über einen Körper aus beheiztem Katalysatormaterial geleitet, in dessen Innerem sich eine beheizte Platinwendel befindet. Die Kohlenwasserstoffkonzentration ist über die Änderung des elektrischen Widerstandes der beheizten und einer zweiten Platinwendel erfassbar, die sich durch die Verbrennungswärme des Kohlenwasserstoffanteils am Katalysator einstellt.Another method is carried out using electrophoresis. The gas flow to be measured is passed over a body made of heated catalyst material, inside of which there is a heated platinum coil. The hydrocarbon concentration can be determined by changing the electrical resistance of the heated coil and a second platinum coil, which is determined by the heat of combustion of the hydrocarbon component in the catalyst.

Ebenfalls bekannt ist die Verwendung von Flammenionisationsdetektoren. Bei derartigen Vorrichtungen werden die Kohlenwasserstoffe in einem Gasstrom verbrannt und die Spannungsänderung zwischen zwei Elektroden in der Flamme gemessen.The use of flame ionization detectors is also known. In such devices, the hydrocarbons are burned in a gas stream and the voltage change between two electrodes in the flame is measured.

Eine weitere Methode ist die Erfassung der Kohlenwasserstoffkonzentration mittels Photoionisation. Dabei werden die Kohlenwasserstoffe mit ultraviolettem Licht bestrahlt. Die Energiemenge des Lichts muss dabei so hoch sein, dass Elektronen aus dem Kohlenwasserstoff herausgetrieben werden. Deren Anzahl lässt sich mit Elektroden messen und daraus auf die Menge der Kohlenwasserstoffe schließen.Another method is to measure the hydrocarbon concentration using photoionization. The hydrocarbons are irradiated with ultraviolet light. The amount of energy in the light must be high enough to drive electrons out of the hydrocarbon. The number of these electrons can be measured using electrodes and the amount of hydrocarbons can be determined from this.

Die mittels Photoionisationsdetektoren generierten Messwerte lassen nur indirekt auf die gemessene Stoffmenge schließen, da die Messwerte auch vom atomaren Aufbau der Verbindung abhängig sind und selbst bei gleichen Summenformeln recht stark variieren. Sofern die zu messende Verbindung aber konstant, bekannt und möglichst auch einheitlich ist, lässt sich die Konzentration des Kohlenwasserstoffanteils relativ zuverlässig messen. Allerdings sinkt die Messgenauigkeit mit abnehmender Konzentration an Kohlenwasserstoffen. Insbesondere steigt dabei der Einfluss des Feuchtegehalts der Luft. Mit abnehmendem Kohlenwasserstoffanteil wird der Einfluss der Luftfeuchte zunehmend größer, Messungen von Kohlenwasserstoffanteilen im unteren mg/m³-Bereich und insbesondere im µg/m³-Bereich sind nicht ausreichend genau durchzuführen.The measured values generated by photoionization detectors only indirectly indicate the amount of substance measured, since the measured values also depend on the atomic structure of the compound and vary quite considerably even with the same molecular formula. However, if the compound to be measured is constant, known and, if possible, uniform, the concentration of the hydrocarbon content can be measured relatively reliably. However, the measurement accuracy decreases as the concentration of hydrocarbons decreases. In particular, the influence of the humidity content of the air increases. As the hydrocarbon content decreases, the influence of the air humidity becomes increasingly greater; measurements of hydrocarbon contents in the lower mg/m ³ range and especially in the µg/m ³ range cannot be carried out with sufficient accuracy.

Um die Aussagekraft der Sensoren zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass die Messwerte der Sensoren in einem ersten Gasstrom mit den Messwerten der Sensoren in einem parallelen zweiten Gasstrom, dem ein Referenzgas zugeführt wird und in dem mittels eines Referenzgasgenerators aus dem ursprünglichen Messgas ein Referenzgas ohne störende Verunreinigungen erzeugt wird, verglichen werden und daraus korrigierte Messwerte bestimmt werden. Dieses Messgerät erweist sich als sehr aufwendig, kostenintensiv und wenig robust.In order to increase the informative value of the sensors, it is proposed that the measured values of the sensors in a first gas stream be compared with the measured values of the sensors in a parallel second gas stream, to which a reference gas is fed and in which a reference gas without interfering impurities is generated from the original measuring gas using a reference gas generator, and that corrected measured values be determined from this. This measuring device proves to be very complex, costly and not very robust.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases anzugeben.The invention is based on the object of specifying a device and a method for determining a property of a measuring gas that is improved compared to the prior art.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention with a device for determining a property of a measuring gas, which has the features specified in claim 1.

Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß mit einem Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases gelöst, welche die im Anspruch 16 angegebenen Merkmale aufweist.The object is further achieved according to the invention with a method for determining a property of a measuring gas, which has the features specified in claim 16.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases ist mit einem Messraum zur Aufnahme des Messgases, mit einer Zuführung für das Messgas zum Messraum, mit einer Ableitung für das Messgas aus dem Messraum, mit einer Sensoranordnung zur Bestimmung einer Eigenschaft des Messgases im Messraum und des Gasdruckes im Messraum und mit einer Einrichtung zur Fehlerkorrektur versehen. Die Einrichtung zur Fehlerkorrektur ist dafür ausgebildet und dazu geeignet, die bei unterschiedlichen Gasdrücken des Messgases zu bestimmende Eigenschaft des Messgases anhand der von der Sensoranordnung erfassten Messwerte zu erfassen und dabei aus den erfassten Messwerten mittels einer Interpolation einen Offsetwert der Messwerte zu bestimmen und diesen Offsetwert zur Korrektur eines oder mehrerer Messwerte zu verwenden. Dabei können diese korrigierten Messwerte sowohl erfasste Messwerte als auch interpolierte Messwerte darstellen. Mithilfe dieser Korrektur durch die Einrichtung zur Fehlerkorrektur von Messwerten können die Eigenschaften des Messgases besonders aussagekräftig, einfach und kostengünstig ermittelt werden. Durch dieses einfache Korrekturverfahren gelingt es, insbesondere Fehlereinflüsse, die sich negativ auf die Aussagekraft der Vorrichtung auswirken, zu reduzieren oder gar komplett zu beseitigen. Dies gelingt insbesondere für Fehlereinflüsse, die direkt von der Gasdichte des Messgases in dem Messraum abhängen. Auf ein aufwendiges Herstellen eines Referenzgases oder eine Zuführung eines sehr kostenintensiven Referenzgases mithilfe einer komplexen anfälligen Zusatzapparatur zur Zuführung eines Referenzgases kann erfindungsgemäß verzichtet werden.The device according to the invention for determining a property of a measuring gas is provided with a measuring chamber for receiving the measuring gas, with a supply for the measuring gas to the measuring chamber, with a discharge for the measuring gas from the measuring chamber, with a sensor arrangement for determining a property of the measuring gas in the measuring chamber and the gas pressure in the measuring chamber and with a device for error correction. The device for error correction is designed and suitable for recording the property of the measuring gas to be determined at different gas pressures of the measuring gas on the basis of the measured values recorded by the sensor arrangement and, in doing so, using an interpolation to determine an offset value of the measured values from the recorded measured values and to use this offset value to correct one or more measured values. These corrected measured values can represent both recorded measured values and interpolated measured values. With the help of this correction by the device for error correction of measured values, the properties of the measuring gas can be determined in a particularly meaningful, simple and cost-effective manner. This simple correction process makes it possible to reduce or even completely eliminate error influences that have a negative effect on the informative value of the device. This is particularly successful for error influences that are directly dependent on the gas density of the measuring gas in the measuring chamber. The invention eliminates the need for a complex production of a reference gas or the supply of a very costly reference gas using a complex, vulnerable additional apparatus for supplying a reference gas.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases weist eine Fehlerkorrektur auf. Dabei werden zur Fehlerkorrektur Messwerte für die zu bestimmende Eigenschaft des Messgases erfasst, wobei diese Erfassung bei unterschiedlichen Gasdrücken erfolgt. Aus diesen Messwerten wird mittels einer Interpolation der Offsetwert der Interpolationsfunktion bestimmt und anschließend dieser Offsetwert zur Korrektur eines oder mehrerer Messwerte verwendet. Dieser Offsetwert repräsentiert den Einfluss verschiedener Fehlereinflüsse, die sich negativ auf die Aussagekraft der Vorrichtung beziehungsweise des Verfahrens auswirken. Dies gelingt insbesondere für Fehlereinflüsse, die direkt von der Gasdichte des Messgases in dem Messraum abhängen.The method according to the invention for determining a property of a measuring gas has an error correction. In order to correct the error, measured values are recorded for the property of the measuring gas to be determined, with this recording taking place at different gas pressures. The offset value of the interpolation function is determined from these measured values by means of an interpolation and this offset value is then used to correct one or more measured values. This offset value represents the influence of various error influences that have a negative effect on the informative value of the device or the method. This is particularly successful for error influences that are directly dependent on the gas density of the measuring gas in the measuring chamber.

Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung so weiterzubilden, dass die Vorrichtung mit der Zuführung und der Ableitung so ausgebildet ist, dass der Gasdruck des Messgases im Messraum bei der Bestimmung der Messwerte kontinuierlich oder quasikontinuierlich änderbar ist. Dabei unterscheiden sich die kontinuierlichen und die quasikontinuierlich änderbaren Gasdrücke dadurch, dass die quasikontinuierlich änderbaren Gasdrücke Zeiträume aufweisen, in denen der Gasdruck in dem Messraum und damit im Bereich der Sensoreinrichtung konstant gehalten wird. Mithin werden zur Bestimmung des Offsets, der ein Maß für die Einflüsse von Störungen, sogenannte Fehlereinflüsse, darstellt, nur solche Messwerte verwendet, die sich unterscheiden und somit nicht aus Zeiträumen stammen, in denen der Gasdruck konstant ist. Mithin gelingt es, sehr aussagekräftige Messwertpaare aus erfassten Gasdrücken und erfassten Messwerten, die eine bestimmte Eigenschaft des Gases repräsentieren, zu erfassen und daraus mittels eines Interpolationsverfahrens den zugehörigen Offset zu bestimmen und wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, eine verlässliche und einfache Fehlerkorrektur zu ermöglichen. Da diese Fehlerkorrektur im Wesentlichen auf der Ebene der Software beziehungsweise der Signalauswertung gegebenenfalls auch mittels einer Hardwarelösung erfolgt, erweist sich diese Vorrichtung beziehungsweise die zugehörigen Verfahren zur Durchführung der Bestimmung von Eigenschaften eines Messgases mithilfe der vorliegenden Korrektur als sehr effizient wie auch als sehr einfach und kostengünstig, da keine aufwendigen Apparaturen notwendig sind.It has proven particularly useful to further develop the device according to the invention in such a way that the device with the supply and discharge is designed in such a way that the gas pressure of the measuring gas in the measuring chamber can be changed continuously or quasi-continuously when determining the measured values. The continuous and quasi-continuously changeable gas pressures differ in that the quasi-continuously changeable gas pressures have periods in which the gas pressure in the measuring chamber and thus in the area of the sensor device is kept constant. Therefore, to determine the offset, which represents a measure of the influences of disturbances, so-called error influences, only those measured values are used that differ and therefore do not come from periods in which the gas pressure is constant. It is therefore possible to record very meaningful pairs of measured values from recorded gas pressures and recorded measured values that represent a certain property of the gas and to use an interpolation method to determine the associated offset, thereby creating the possibility of enabling reliable and simple error correction. Since this error correction is essentially carried out at the software level or the signal evaluation level, possibly also by means of a hardware solution, this device or the associated methods for carrying out the determination of properties of a measuring gas using the present correction prove to be very efficient as well as very simple and cost-effective, since no complex equipment is necessary.

In entsprechender Weise hat sich bewährt, dass die Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases so weitergebildet wird, dass die Sensoranordnung und die Einrichtung zur Fehlerkorrektur so ausgebildet sind, dass die Anzahl der Messwerte zur Bestimmung des Offsetwerts bei etwa 10 insbesondere unter 10 gewählt ist. Durch diese geringe Anzahl der erfassten Messwerte, also Messwertpaare aus Gasdruck und Messwerte für die zu sensierende Eigenschaft des Messgases, gelingt es, einen sehr effizienten Kompromiss aus Präzision und damit Aussagekraft und Auswertezeit zu schaffen. Durch diese Vorrichtung ist es sogar möglich, dass bei sich schnell oder ausreichend schnell ändernden Gasdrücken innerhalb weniger Sekunden oder Sekundenbruchteilen die Einrichtung zur Fehlerkorrektur eine korrigierte Aussage zur sensierenden Eigenschaft des Messgases berechnet und dem Benutzer zur Verfügung stellt. Es gelingt somit eine Berechnung der Eigenschaften in Quasi-Echtzeit, wobei dies in einer sehr effizienten und aussagekräftigen wie kostengünstigen Weise erfolgt.In a corresponding way, it has proven to be useful that the device for determining a property of a measuring gas is further developed in such a way that the sensor arrangement and the device for error correction are designed in such a way that the number of measured values for determining the offset value is selected at around 10, in particular less than 10. This small number of measured values recorded, i.e. pairs of measured values from gas pressure and measured values for the property of the measuring gas to be sensed, makes it possible to create a very efficient compromise between precision and thus meaningfulness and evaluation time. This device even makes it possible for the device for error correction to calculate a corrected statement on the property of the measuring gas to be sensed within a few seconds or fractions of a second if the gas pressure changes quickly or sufficiently quickly and to provide the This makes it possible to calculate the properties in quasi-real time, in a very efficient, meaningful and cost-effective manner.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausbildung der Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases zeigt eine Einrichtung zur Fehlerkorrektur, die so ausgebildet ist, dass mittels einer linearen Interpolation der Offsetwert der Messwerte bestimmt werden kann und wird. Dabei wird dieser Offsetwert im Folgenden zur Korrektur eines oder mehrerer Messwerte verwendet, wobei diese Messwerte sowohl erfasste Messwerte oder auch mithilfe der Interpolationsfunktion bestimmte Zwischenwerte, sogenannte Interpolationswerte, darstellen können. Das Verwenden beziehungsweise Auswählen der linearen Interpolation als Interpolationsverfahren ermöglicht ein noch schnelleres Berechnen von Offsetwerten, wobei dies ohne oder ohne wesentliche Verluste der Genauigkeit bei der Bestimmung der korrigierten Messwerte und damit der Eigenschaften des Messgases erfolgt. Mithin erfolgen die Korrektur und damit die Bestimmung der Eigenschaften des Messgases auf sehr effiziente und einfache und damit auch schnelle und kostengünstige Weise. Auf aufwendige Rechenalgorithmen oder aufwendige Rechenarchitekturen für die Vorrichtung beziehungsweise für die Durchführung des Verfahrens kann erfindungsgemäß gemäß der Weiterbildung verzichtet werden.Another particularly preferred embodiment of the device for determining a property of a measuring gas shows a device for error correction, which is designed in such a way that the offset value of the measured values can and is determined by means of linear interpolation. This offset value is then used to correct one or more measured values, whereby these measured values can represent both recorded measured values or intermediate values determined using the interpolation function, so-called interpolation values. Using or selecting linear interpolation as an interpolation method enables offset values to be calculated even more quickly, and this is done without or without significant losses in accuracy when determining the corrected measured values and thus the properties of the measuring gas. The correction and thus the determination of the properties of the measuring gas are therefore carried out in a very efficient and simple and therefore also fast and cost-effective manner. According to the development, complex calculation algorithms or complex calculation architectures for the device or for carrying out the method can be dispensed with according to the invention.

Neben der Möglichkeit, die Messwerte zur Bestimmung des Offsets im Rahmen eines kontinuierlichen langfristigen oder dauerhaften Prozesses zu erfassen, hat sich eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, die die Messwerte zur Bestimmung des Offsetwerts beim, insbesondere ausschließlich beim erstmaligen Einströmen des Messgases in einen Messraum und/oder beim abschließenden, insbesondere ausschließlich beim abschließenden Ausströmen des Messgases aus dem Messraum bestimmt. Durch diese Weiterbildung lassen sich nachfolgende, mit Hilfe der durch die Sensoranordnung später erfasste Messwerte korrigieren, indem der früher berechnete Offsetwert Verwendung findet. Durch ein zusätzliches Berechnen des Offsetwerts bei dem abschließenden Ausströmen wird es möglich, den beim Einströmen erfassten Offsetwert noch einmal zu überprüfen und damit die korrigierten und erfassten Messwerte in der Zwischenzeit bei Bedarf noch einmal zu korrigieren und dadurch einer Überprüfung zuzuführen. Diese einfache und sehr wirkungsvolle Korrektur ermöglicht es, die Erfassung der Eigenschaft des Messgases sehr effizient und schnell zu gestalten, da nach der Berechnung des Offsetwerts beim allerersten Einströmen und gegebenenfalls vor dem Berechnen des Offsetwerts beim abschließenden Ausströmen des Messgases aus dem Messraum keine Berechnung des Offsetwerts erfolgt und somit kein unnötiger Zeitverlust gegeben ist. Die Genauigkeit dieses Offsetwerts hat sich als ausreichend erwiesen.In addition to the possibility of recording the measured values for determining the offset as part of a continuous long-term or permanent process, a particularly preferred development of the invention has proven to be particularly advantageous, which determines the measured values for determining the offset value when, in particular exclusively when, the measuring gas flows into a measuring chamber for the first time and/or when, in particular exclusively when, the measuring gas finally flows out of the measuring chamber. This development allows subsequent measured values recorded later using the sensor arrangement to be corrected by using the offset value calculated earlier. By additionally calculating the offset value during the final outflow, it is possible to check the offset value recorded during the inflow again and thus to correct the corrected and recorded measured values again in the meantime if necessary and thus to check them. This simple and very effective correction makes it possible to record the properties of the measuring gas very efficiently and quickly, since after calculating the offset value when the gas first flows in and, if applicable, before calculating the offset value when the gas finally flows out of the measuring chamber, the offset value is not calculated and therefore there is no unnecessary loss of time. The accuracy of this offset value has proven to be sufficient.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases zeigt ein steuerbares Ventil in der Zuführung für das Messgas zum Messraum und/oder in der Ableitung für das Messgas aus dem Messraum. Durch das Vorsehen der Ventile insbesondere in der Zuführung wie auch in der Ableitung und damit vor und nach dem Messraum ist es möglich, den Messraum von der Zuführung von weiteren Messgasen beziehungsweise von der Ableitung des Messgases aus dem Messraum in die Umgebung abzuschotten und dadurch den Gasdruck des Messgases in dem Messraum in einem definierten und statischen Zustand zu halten. Durch dieses Vorsehen von steuerbaren Ventilen lässt sich eine sehr wirkungsvolle Befüllung und Entleerung des Messraums mit Messgas insbesondere mithilfe einer zentralen Steuereinheit der Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases gewährleisten und dadurch die Effizienz und die Aussagekraft zu den Eigenschaften des Messgases beziehungsweise der Messgase zu unterschiedlichen Zeitpunkten besonders vorteilhaft erreichen.A particularly preferred development of the device for determining a property of a measuring gas shows a controllable valve in the supply for the measuring gas to the measuring chamber and/or in the discharge for the measuring gas from the measuring chamber. By providing the valves in particular in the supply as well as in the discharge and thus before and after the measuring chamber, it is possible to seal off the measuring chamber from the supply of further measuring gases or from the discharge of the measuring gas from the measuring chamber into the environment and thereby to keep the gas pressure of the measuring gas in the measuring chamber in a defined and static state. By providing this controllable valves, a very effective filling and emptying of the measuring chamber with measuring gas can be ensured, in particular with the help of a central control unit of the device for determining a property of a measuring gas, and thus the efficiency and the informative value of the properties of the measuring gas or gases at different times can be achieved particularly advantageously.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeigt eine Anordnung, bei der die Zuführung für das Messgas zum Messraum vor dem steuerbaren Ventil eine Dosierkammer mit vorgeschaltetem steuerbarem Zuführungsventil aufweist beziehungsweise bei der alternativ oder ergänzend die Ableitung für das Messgas aus dem Messraum nach dem steuerbaren Ventil eine Dosierkammer mit nachgeschaltetem, steuerbarem Ableitungsventil aufweist. Mithin ist der Messraum in der Zuführung mit zwei steuerbaren Ventilen versehen, zwischen denen eine Dosierkammer angeordnet ist. Entsprechendes gilt alternativ oder ergänzend für die Ableitung. Durch diese besondere Ausbildung gelingt es, den Messraum sicher von dem Bereich der Herkunft des Messgases, das insbesondere im Rahmen eines chemischen oder biologischen Prozesses erzeugt wird, zu trennen beziehungsweise von dem Bereich der Umgebung, in die das Messgas nach dem Messprozess abgeleitet wird, sicher zu trennen. Dabei erfolgt dies bevorzugt dadurch, dass die jeweilige Dosierkammer durch Öffnen des stromaufwärts gelegenen steuerbaren Ventils gefüllt wird und nachfolgend dieses Ventil geschlossen wird, was zu einer sicheren Trennung des Herkunftsbereiches beziehungsweise des Messraums zu den Dosierkammern führt. Danach wird das gasstromabwärts liegende Ventil mithilfe der Steuerung geöffnet, sodass das zu messende Messgas aus der Dosierkammer in der Zuführung in den Messraum einfließen kann beziehungsweise aus der Dosierkammer in der Ableitung in die Umgebung abgeführt werden kann. Dies erfolgt auf sehr effiziente und sichere Weise, sodass eine Kontaminierung des zu messenden Messgases in dem Messraum mit der Sensoranordnung weitgehend ausgeschlossen werden kann. Dabei hat es sich besonders bewährt, das Volumen insbesondere der Dosierkammer in der Zuführung mit kleinerem Volumen als der Messraum auszubilden und dadurch eine portionsweise Zuführung von Messgas zu dem Messgas in dem Messraum zu ermöglichen. Mithin wird es möglich, schluckweise beziehungsweise stufenweise die Menge des Messgases in dem Messraum zu erhöhen und dadurch den Gasdruck stufenweise und damit quasi kontinuierlich zu erhöhen. Dies erfolgt bevorzugt so lange, bis eine ausreichende Anzahl an Messwerten für eine ausreichend genaue Interpolation zur Bestimmung des Offsetwerts für die Messwerte erreicht wird. Entsprechendes gilt für die Ausbildung der Dosierkammer in der Ableitung. Mithin gelingt es auf sehr einfache Weise, eine sehr robuste und aussagekräftige Anordnung für eine Vorrichtung und für ein Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases zu schaffen.A particularly preferred development of the invention shows an arrangement in which the supply for the measuring gas to the measuring chamber has a metering chamber with an upstream controllable supply valve upstream of the controllable valve or in which, alternatively or additionally, the discharge for the measuring gas from the measuring chamber after the controllable valve has a metering chamber with a downstream, controllable discharge valve. The measuring chamber is therefore provided with two controllable valves in the supply, between which a metering chamber is arranged. The same applies alternatively or additionally to the discharge. This special design makes it possible to safely separate the measuring chamber from the area of origin of the measuring gas, which is generated in particular as part of a chemical or biological process, or to safely separate it from the area of the environment into which the measuring gas is discharged after the measuring process. This is preferably done by filling the respective dosing chamber by opening the upstream controllable valve and then closing this valve, which leads to a safe separation of the area of origin or the measuring chamber from the dosing chambers. The valve downstream of the gas is then opened using the control system so that the measuring gas to be measured can flow from the dosing chamber in the supply into the measuring chamber or from the dosing chamber in the discharge line into the environment. This is done in a very efficient and safe way, so that contamination of the measuring gas to be measured in the measuring chamber with the sensor arrangement can be largely excluded. It has proven particularly useful to design the volume of the dosing chamber in the supply line in particular with a smaller volume than the measuring chamber, thus enabling portion-by-portion supply of measuring gas to the measuring gas in the measuring chamber. This makes it possible to increase the amount of measuring gas in the measuring chamber in sips or stages, thereby increasing the gas pressure gradually and thus almost continuously. This is preferably done until a sufficient number of measured values are achieved for sufficiently accurate interpolation to determine the offset value for the measured values. The same applies to the design of the dosing chamber in the discharge line. It is therefore possible to create a very robust and meaningful arrangement for a device and for a method for determining a property of a measuring gas in a very simple way.

Dabei hat es sich besonders bewährt, die Zuführung für das Messgas zum Messraum und/oder die Ableitung für das Messgas aus dem Messraum mit einer Düse zur Homogenisierung oder zielgerichteten insbesondere gleichmäßigen Steuerung des Gasstroms zu versehen. Durch das Vorsehen einer derartigen Düse beim Eingang in den Messraum von der Zuführung beziehungsweise beim Ausgang aus dem Messraum in die Ableitung des Messgases in den beziehungsweise aus dem Messraum kann der Gasstrom so geführt werden, dass Verwirbelungen vermieden werden und dadurch ein sehr effizientes Ein- beziehungsweise Ausströmen des Messgases aus dem Messraum erreicht werden kann. Dadurch kann nicht nur die Geschwindigkeit für die Bestimmung der Eigenschaften des Messgases sondern auch deren Aussagekraft erhöht werden, da derartige störende Verwirbelungen im Messraum teilweise zu verstärkten Fehlereinflüssen führen können, die mithilfe der Einheit zur Fehlerkorrektur zu korrigieren sind, was aber gegebenenfalls eine erneute Bestimmung des Offsetwerts erforderlich macht.It has proven particularly useful to equip the supply for the measuring gas to the measuring chamber and/or the discharge for the measuring gas from the measuring chamber with a nozzle for homogenization or targeted, particularly uniform control of the gas flow. By providing such a nozzle at the entrance to the measuring chamber from the supply or at the exit from the measuring chamber into the discharge of the measuring gas into or out of the measuring chamber, the gas flow can be guided in such a way that turbulence is avoided and a very efficient flow of the measuring gas into or out of the measuring chamber can be achieved. This not only increases the speed for determining the properties of the measuring gas but also their significance, since such disruptive turbulence in the measuring chamber can sometimes lead to increased error influences, which must be corrected using the error correction unit, but this may make it necessary to determine the offset value again.

Eine weitere, besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung insbesondere der Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases zeigt eine Ausbildung des gasdichten Messraums mit einer Schutzschicht, die den Innenraum des Messraums von dem umgebenden Gehäuse gasdicht abschließt und dadurch den Messraum ausgekleidet und das Messgas vor Veränderungen durch das Gehäuse schützt. Es hat sich gezeigt, dass verschiedene Materialien insbesondere Metalle dazu neigen, Einfluss auf das Messgas zu nehmen, was sich in den durch die Sensoranordnung im Messraum erfassten Messwerten niederschlägt. Dabei hat es sich besonders bewährt, die Schutzschicht aus einem inerten, gasdichten Material auszubilden, wobei sich eine Schutzschicht aus Teflon besonders bewährt hat.A further, particularly preferred development of the invention, in particular of the device for determining a property of a measuring gas, shows a design of the gas-tight measuring chamber with a protective layer that seals the interior of the measuring chamber off from the surrounding housing in a gas-tight manner and thus lines the measuring chamber and protects the measuring gas from changes caused by the housing. It has been shown that various materials, in particular metals, tend to influence the measuring gas, which is reflected in the measured values recorded by the sensor arrangement in the measuring chamber. It has proven particularly useful to form the protective layer from an inert, gas-tight material, with a protective layer made of Teflon having proven particularly useful.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung insbesondere der Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases zeigt wenigstens eine Pumpe, die geeignet ist, Messgas in den oder aus dem Messraum zu fördern. Mithilfe der Pumpe gelingt es, den Gasdruck in dem Messraum zu variieren und dadurch die Voraussetzungen für die vorteilhafte Bestimmung des oder der Offsetwerte zu schaffen und dadurch sehr aussagekräftige Aussagen zu den Eigenschaften des Messgases zu gewinnen, was auf sehr effiziente und robuste Weise ermöglicht ist.A particularly preferred development of the invention, in particular of the device for determining a property of a measuring gas, has at least one pump that is suitable for conveying measuring gas into or out of the measuring chamber. With the help of the pump, it is possible to vary the gas pressure in the measuring chamber and thereby create the conditions for the advantageous determination of the offset value(s) and thereby obtain very meaningful statements about the properties of the measuring gas, which is made possible in a very efficient and robust manner.

Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung so weiterzubilden, dass die Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases eine Spülvorrichtung aufweist, die geeignet ist, den Messraum mit einem Spülgas zu spülen. Durch dieses Spülen mithilfe des Spülgases lässt sich die Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases auf eine Messung mit einem neuen insbesondere anderen Messgases vorbereiten und die Aussagekraft von nachfolgenden Messungen beziehungsweise Bestimmungen von Eigenschaften eines Messgases verbessern.It has proven particularly useful to further develop the device according to the invention in such a way that the device for determining a property of a measuring gas has a purging device that is suitable for purging the measuring chamber with a purging gas. By purging with the help of the purging gas, the device for determining a property of a measuring gas can be prepared for a measurement with a new, in particular different, measuring gas and the informative value of subsequent measurements or determinations of properties of a measuring gas can be improved.

Weiterhin hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases dahingehend weiterzubilden, dass die Sensoranordnung zur Bestimmung einer Eigenschaft des Messgases im Messraum und des Gasdruckes im Messraum so ausgebildet ist, dass der Sensor zur Bestimmung einer Eigenschaft des Messgases benachbart zu dem Sensor zur Bestimmung des Gasdruckes angeordnet ist und insbesondere die Messpositionen für die Eigenschaft des Messgases und für den Gasdruck weniger als 10 cm voneinander entfernt angeordnet sind. Diese Ausbildung der Vorrichtung ermöglicht eine kompakte Ausbildung des Messraums und zusätzlich eine sehr aussagekräftige Beziehung zwischen dem Gasdruck beziehungsweise der Veränderung des Gasdruckes und den Messwerten der Sensoranordnung zur Bestimmung der Eigenschaften des Messgases im Hinblick auf die Bestimmung des Offsetwerts, der ein Maß für die Korrektur von Störeinflüssen auf die zu bestimmende Eigenschaft des Messgases darstellt. Furthermore, it has proven particularly useful to further develop the device according to the invention for determining a property of a measuring gas in such a way that the sensor arrangement for determining a property of the measuring gas in the measuring chamber and the gas pressure in the measuring chamber is designed such that the sensor for determining a property of the measuring gas is arranged adjacent to the sensor for determining the gas pressure and in particular the measuring positions for the property of the measuring gas and for the gas pressure are arranged less than 10 cm apart. This design of the device enables a compact design of the measuring chamber and also a very meaningful relationship between the gas pressure or the change in the gas pressure and the measured values of the sensor arrangement for determining the properties of the measuring gas with regard to the determination of the offset value, which represents a measure for the correction of interference on the property of the measuring gas to be determined.

Dadurch gelingt es, nicht nur eine sehr robuste, effiziente und aussagekräftige Bestimmung von Eigenschaften des Messgases zu erreichen, sondern zusätzlich eine kompakte Vorrichtung hierfür zu schaffen, die durch ihre kompakte Ausbildung auch unter schwierigen äußeren Bedingungen gut und effizient anwendbar ist. Gerade durch die räumliche Nähe des Sensors zur Bestimmung des Gasdruckes des Messgases zu dem oder den Sensoren zur Bestimmung der Messwerte für die Bestimmung der Eigenschaft des Messgases wird diese Aussagekraft des Wertepaares im besonderen Maße gewährleistet.This not only makes it possible to achieve a very robust, efficient and meaningful determination of the properties of the measuring gas, but also a compact device here to create a system that can be used effectively and efficiently even under difficult external conditions thanks to its compact design. The spatial proximity of the sensor for determining the gas pressure of the measuring gas to the sensor(s) for determining the measured values for determining the properties of the measuring gas ensures that the pair of values is particularly meaningful.

Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases so weiterzubilden, dass die Sensoranordnung zur Bestimmung einer Eigenschaft des Messgases im Messraum so ausgebildet ist, dass deren Sensor zur Bestimmung einer Eigenschaft des Messgases geeignet ist, wenigstens die Feuchtigkeit, die Leitfähigkeit, die Wärmekapizität oder die Reststoffdichte, insbesondere die Dichte von organischen Reststoffen zu bestimmen. Dabei ist die Leitfähigkeit sowohl als elektrische wie auch als thermische bzw. Wärmeleitfähigkeit. Neben anderen Eigenschaften eines Messgases erweisen sich gerade die vorgenannten Eigenschaften, insbesondere die Feuchtigkeit als besonders vorteilhaft geeignet, mit der beschriebenen Korrektur durch die Einrichtung zur Fehlerkorrektur ein sehr verlässliches Ergebnis bei der Bestimmung der Eigenschaften des Messgases zu erzeugen. Diese einfache und effiziente Korrektur ist in der Lage, störende Fehlereinflüsse insbesondere durch die gasgelöste Luftfeuchtigkeit zu kompensieren und dadurch die Möglichkeit zu schaffen, auch unter schwierigen Umständen und dadurch auf robuste Weise die Eigenschaften eines Messgases zu bestimmen.It has proven particularly useful to further develop the device according to the invention for determining a property of a measuring gas in such a way that the sensor arrangement for determining a property of the measuring gas in the measuring chamber is designed in such a way that its sensor for determining a property of the measuring gas is suitable for determining at least the humidity, the conductivity, the thermal capacity or the residual density, in particular the density of organic residual materials. The conductivity is both electrical and thermal or heat conductivity. In addition to other properties of a measuring gas, the aforementioned properties, in particular the humidity, prove to be particularly advantageously suitable for generating a very reliable result when determining the properties of the measuring gas with the described correction by the error correction device. This simple and efficient correction is able to compensate for disruptive error influences, in particular due to the gas-dissolved air humidity, and thus create the possibility of determining the properties of a measuring gas even under difficult circumstances and thus in a robust manner.

Dabei hat es sich besonders bewährt, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases so weiterzubilden, dass bei Überschreiten eines Schwellenwertes für den bestimmten Offsetwert ein Warnsignal abgegeben wird. Da der Offsetwert ein Maß für störende Einflüsse auf die Messwerte beziehungsweise auf die Bestimmung der Eigenschaften des Messgases darstellt, kann dieses auch als Maß für die Notwendigkeit einer Überprüfung oder Wartung der Vorrichtung zur Bestimmung der Eigenschaft eines Messgases verwendet werden. Wird durch den ermittelten, bestimmten Offsetwert ein Schwellwert, der ein Maß für die akzeptable Abweichung des Wertes für die zu bestimmende Eigenschaft des Messgases darstellt, überschritten, so wird beispielsweise der Messraum mit dem zu messenden Messgas entleert und gegebenenfalls der Messraum mittels eines Spülgases von dem Befüllen mit Messgas gereinigt und entleert. Sollte dies nicht zu einer erwarteten Absenkung des Offsetwertes führen, so sind weitere Maßnahmen beispielsweise ein Austausch des Messraums oder eine Überprüfung der Dichtheit der Vorrichtung und damit des Messraums beziehungsweise der Zuführung beziehungsweise der Ableitung erforderlich. Gegebenenfalls müssen die notwendige Dichtheit beziehungsweise mögliche Schäden an den Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung behoben werden. Dies sollte zu der erwarteten und notwendigen Absenkung des Offsetwerts unter den vorgenannten Schwellenwert führen, was ein Maß für die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases darstellt. Durch diese Weiterbildung sind ein besonders sicheres und aussagekräftiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Bestimmung der Eigenschaften eines Messgases geschaffen, die sich als besonders robust erweisen.It has proven particularly useful to further develop the device according to the invention for determining a property of a measuring gas in such a way that a warning signal is emitted when a threshold value for the specific offset value is exceeded. Since the offset value represents a measure of disruptive influences on the measured values or on the determination of the properties of the measuring gas, this can also be used as a measure of the need for inspection or maintenance of the device for determining the properties of a measuring gas. If a threshold value, which represents a measure of the acceptable deviation of the value for the property of the measuring gas to be determined, is exceeded by the determined, specific offset value, the measuring chamber with the measuring gas to be measured is emptied, for example, and if necessary the measuring chamber is cleaned and emptied of the filling with measuring gas using a purge gas. If this does not lead to an expected reduction in the offset value, further measures are required, for example replacing the measuring chamber or checking the tightness of the device and thus the measuring chamber or the supply or discharge. If necessary, the necessary tightness or possible damage to the components of the device according to the invention must be remedied. This should lead to the expected and necessary reduction of the offset value below the aforementioned threshold value, which represents a measure of the functionality of the device according to the invention and the method for determining a property of a measuring gas. This development creates a particularly safe and meaningful method and a corresponding device for determining the properties of a measuring gas, which prove to be particularly robust.

Eine weitere, besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung beziehungsweise der Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases zeigt eine Temperaturkompensationseinheit, die eine Veränderung der Temperatur des Messgases in dem Messraum kompensiert. Da viele Eigenschaften des Messgases von der Temperatur insbesondere von Veränderungen der Temperatur abhängig sind, wird es durch die Temperaturkompensationseinheit in der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, die Qualität der Aussagen zur Eigenschaft des Messgases weiter zu erhöhen.A further, particularly preferred development of the invention or of the device for determining a property of a measuring gas shows a temperature compensation unit that compensates for a change in the temperature of the measuring gas in the measuring chamber. Since many properties of the measuring gas depend on the temperature, in particular on changes in the temperature, the temperature compensation unit in the device according to the invention makes it possible to further increase the quality of the statements on the properties of the measuring gas.

Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung in Form des Verfahrens zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases wird mittels einer linearen Interpolation ein Offsetwert der Messwerte bestimmt und dieser Offset im Folgenden zur Korrektur eines oder mehrerer Messwerte verwendet, wobei diese Messwerte sowohl erfasste Messwerte oder auch mithilfe der Interpolationsfunktion bestimmte Zwischenwerte, sogenannte Interpolationswerte, darstellen können. Das Verwenden beziehungsweise Auswählen der linearen Interpolation als Interpolationsverfahren ermöglicht ein noch schnelleres Berechnen von Offsetwerten, wobei dies ohne oder ohne wesentliche Verluste der Genauigkeit bei der Bestimmung der korrigierten Messwerte und damit der Eigenschaften des Messgases erfolgt. Mithin erfolgen die Korrektur und damit die Bestimmung der Eigenschaften des Messgases auf sehr effiziente und einfache und damit auch schnelle und kostengünstige Weise. Auf aufwendige Rechenalgorithmen oder aufwendige Rechenarchitekturen für die Vorrichtung beziehungsweise für die Durchführung des Verfahrens kann erfindungsgemäß gemäß der Weiterbildung verzichtet werden.In a particularly preferred development of the invention in the form of the method for determining a property of a measuring gas, an offset value of the measured values is determined by means of linear interpolation and this offset is subsequently used to correct one or more measured values, whereby these measured values can represent both recorded measured values or intermediate values determined using the interpolation function, so-called interpolation values. Using or selecting linear interpolation as an interpolation method enables offset values to be calculated even more quickly, and this occurs without or without significant losses in accuracy when determining the corrected measured values and thus the properties of the measuring gas. The correction and thus the determination of the properties of the measuring gas are therefore carried out in a very efficient and simple and therefore also fast and cost-effective manner. According to the development, complex calculation algorithms or complex calculation architectures for the device or for carrying out the method can be dispensed with according to the invention.

Dabei hat es sich besonders bewährt, das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases so weiterzubilden, dass der Gasdruck des Messgases bei der Bestimmung der Messwerte kontinuierlich oder quasikontinuierlich geändert wird. Dabei unterscheiden sich die kontinuierlichen beziehungsweise die quasikontinuierlich änderbaren Gasdrücke dadurch, dass die quasikontinuierlich änderbaren Gasdrücke Zeiträume aufweisen, in denen der Gasdruck in dem Messraum somit im Bereich der Sensoreinrichtung konstant gehalten wird. Mithin wird zur Bestimmung des Offsets, der ein Maß für die Einflüsse von Störungen, sogenannte Fehlereinflüsse, darstellt, nur solche Messwerte verwendet, die sich unterscheiden und somit nicht aus Zeiträumen stammen, in denen der Gasdruck konstant ist. Mithin gelingt es, sehr aussagekräftige Messwertpaare aus erfassten Gasdrücken und erfassten Messwerten, die eine bestimmte Eigenschaft des Gases repräsentieren, zu erfassen und daraus mittels eines Interpolationsverfahrens den zugehörigen Offset zu bestimmen und dadurch die Möglichkeit zu schaffen, eine verlässliche und einfache Fehlerkorrektur zu ermöglichen. Da diese Fehlerkorrektur im Wesentlichen auf der Ebene der Software beziehungsweise der Signalauswertung gegebenenfalls auch mittels einer Hardwarelösung erfolgt, erweist sich dieses Verfahren beziehungsweise die zugehörigen Verfahren zur Durchführung der Bestimmung von Eigenschaften eines Messgases mithilfe der vorliegenden Korrektur als sehr effizient wie auch als sehr einfach und kostengünstig, da keine aufwendigen Apparaturen notwendig sind.It has proven particularly useful to develop the method according to the invention for determining a property of a measuring gas in such a way that the gas pressure of the measuring gas is continuously or quasi-continuously measured when determining the measured values. is changed continuously. The continuous and quasi-continuously changeable gas pressures differ in that the quasi-continuously changeable gas pressures have periods of time in which the gas pressure in the measuring space is kept constant in the area of the sensor device. Therefore, to determine the offset, which represents a measure of the influences of disturbances, so-called error influences, only those measured values are used that differ and therefore do not come from periods in which the gas pressure is constant. It is therefore possible to record very meaningful pairs of measured values from recorded gas pressures and recorded measured values that represent a certain property of the gas and to use an interpolation process to determine the associated offset, thereby creating the possibility of enabling reliable and simple error correction. Since this error correction is essentially carried out at the software level or the signal evaluation level, possibly also by means of a hardware solution, this method or the associated methods for carrying out the determination of properties of a measuring gas using the present correction prove to be very efficient as well as very simple and cost-effective, since no complex equipment is necessary.

Weiterhin hat es sich besonders bewährt, das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases so weiterzubilden, dass die Anzahl der Messwerte zur Bestimmung des Offsetwerts bei etwa 10 insbesondere unter 10 gewählt ist. Durch diese geringe Anzahl der erfassten Messwerte, also Messwertpaare aus Gasdruck und Messwerte für die zu sensierende Eigenschaft des Messgases, gelingt es, einen sehr effizienten Kompromiss aus Präzision und damit Aussagekraft und Auswertezeit zu schaffen. Durch dieses Verfahren ist es sogar möglich, dass bei schnell oder sich ausreichend schnell ändernden Gasdrücken innerhalb weniger Sekunden oder Sekundenbruchteilen die Einrichtung zur Fehlerkorrektur eine korrigierte Aussage zur sensierenden Eigenschaft des Messgases berechnet und dem Benutzer zur Verfügung stellt. Es gelingt somit eine Berechnung der Eigenschaften in Quasi-Echtzeit, wobei dies in einer sehr effizienten und aussagekräftigen wie kostengünstigen Weise erfolgt.Furthermore, it has proven particularly useful to further develop the method according to the invention for determining a property of a measuring gas in such a way that the number of measured values for determining the offset value is selected at around 10, in particular less than 10. This small number of recorded measured values, i.e. pairs of measured values from gas pressure and measured values for the property of the measuring gas to be sensed, makes it possible to create a very efficient compromise between precision and thus meaningfulness and evaluation time. This method even makes it possible for the error correction device to calculate a corrected statement on the sensing property of the measuring gas within a few seconds or fractions of a second when gas pressures change quickly or sufficiently quickly and to make it available to the user. This makes it possible to calculate the properties in quasi real time, and this is done in a very efficient, meaningful and cost-effective manner.

Dabei hat es sich besonders bewährt, das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases so weiterzubilden, dass die Messwerte zur Bestimmung des Offsetwerts beim erstmaligen Einströmen des Messgases in einen Messraum und/oder abschließenden Ausströmen des Messgases aus dem Messraum bestimmt werden. Durch diese Weiterbildung lassen sich nachfolgend die erfassten Messwerte korrigieren, indem der früher berechnete Offsetwert im Rahmen einer Korrektur Verwendung findet. Durch ein zusätzliches Berechnen des Offsetwerts beim abschließenden Ausströmen wird es möglich, den beim Einströmen erfassten Offsetwert noch einmal zu überprüfen und damit die korrigierten und erfassten Messwerte bei Bedarf noch einmal auf Basis des neuen Offsetwertes zu korrigieren und dadurch einer Überprüfung zuzuführen. Diese einfache und sehr wirkungsvolle Korrektur ermöglicht es, die Erfassung der Eigenschaft des Messgases sehr effizient und schnell zu gestalten, da nach der Berechnung des Offsetwerts beim allerersten Einströmen und gegebenenfalls vor dem Berechnen des Offsetwertes beim abschließenden Ausströmen des Messgases aus dem Messraum keine Berechnung des Offsetwerts erfolgt und somit kein unnötiger Zeitverlust gegeben ist. Die Genauigkeit dieses Offsetwerts hat sich als ausreichend erwiesen.It has proven particularly useful to further develop the method according to the invention for determining a property of a measuring gas in such a way that the measured values for determining the offset value are determined when the measuring gas first flows into a measuring chamber and/or when the measuring gas finally flows out of the measuring chamber. This further development makes it possible to subsequently correct the measured values recorded by using the offset value calculated earlier as part of a correction. By additionally calculating the offset value when the gas finally flows out, it is possible to check the offset value recorded when the gas was inflowing again and thus, if necessary, to correct the corrected and recorded measured values again on the basis of the new offset value and thus to check them. This simple and very effective correction makes it possible to record the properties of the measuring gas very efficiently and quickly, since after calculating the offset value when the gas first flows in and, if applicable, before calculating the offset value when the gas finally flows out of the measuring chamber, the offset value is not calculated and thus there is no unnecessary loss of time. The accuracy of this offset value has proven to be sufficient.

Dabei hat es sich besonders bewährt, das Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases so weiterzubilden, dass die zu bestimmenden Eigenschaften des Messgases eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften eines Gases sind: Feuchtigkeit, Leitfähigkeit, Wärmekapizität, Reststoffdichte insbesondere Dichte von organischen Reststoffen. Neben anderen Eigenschaften eines Messgases erweisen sich gerade die vorgenannten Eigenschaften, insbesondere die Feuchtigkeit, als besonders vorteilhaft geeignet, mit der beschriebenen Korrektur durch die Einrichtung zur Fehlerkorrektur ein sehr erlässliches Ergebnis bei der Bestimmung der Eigenschaften des Messgases zu erzeugen. Diese einfache und effiziente Korrektur ist in der Lage, störende Fehlereinflüsse insbesondere durch die gasgelöste Luftfeuchtigkeit zu kompensieren und dadurch die Möglichkeit zu schaffen, auch unter schwierigen Umständen und dadurch auf robuste Weise die Eigenschaften eines Messgases zu bestimmen.It has proven particularly useful to develop the method for determining a property of a measuring gas in such a way that the properties of the measuring gas to be determined are one or more of the following properties of a gas: humidity, conductivity, thermal capacity, residual density, in particular density of organic residual substances. In addition to other properties of a measuring gas, the aforementioned properties, in particular humidity, have proven to be particularly advantageous for producing a very reliable result when determining the properties of the measuring gas with the described correction by the error correction device. This simple and efficient correction is able to compensate for disruptive error influences, in particular due to the gas-dissolved air humidity, and thus make it possible to determine the properties of a measuring gas even under difficult circumstances and therefore in a robust manner.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Abbildung beispielhaft erläutert. Die Erfindung ist nicht auf dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung einer beispielhaften, erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases,
2 zeigt in einem schematischen Diagramm den Gasdruckanstieg in dem Messraum beim Befüllen des Messraums,
3 zeigt in einem schematischen Diagramm die druckabhängigen Messwerte mit Interpolation und Offsetwert.

The invention is explained below using a preferred embodiment example with reference to the figure. The invention is not limited to this preferred embodiment example.

1 shows a schematic representation of an exemplary device according to the invention for determining a property of a measuring gas,
2 shows in a schematic diagram the gas pressure increase in the measuring chamber when filling the measuring chamber,
3 shows the pressure-dependent measured values with interpolation and offset value in a schematic diagram.

In 1 ist schematisch eine Vorrichtung zur Bestimmung der Restfeuchte eines Messgases 1 dargestellt.In 1 A device for determining the residual moisture of a measuring gas 1 is shown schematically.

Die Vorrichtung 1 ist mit einem Gehäuse 10 versehen, in dem ein Messraum 2 zur Aufnahme des zu untersuchenden Messgases, eine Zuführung 3 für das Messgas für den Messraum 2 sowie eine Ableitung 4 für das Messgas aus dem Messraum 2, eine Sensoranordnung 5 zur Bestimmung verschiedener Eigenschaften des in den Messraum 2 eingebrachten Messgases sowie eine Einrichtung zur Fehlerkorrektur 6 angeordnet ist.The device 1 is provided with a housing 10 in which a measuring chamber 2 for receiving the measuring gas to be examined, a supply 3 for the measuring gas for the measuring chamber 2 and a discharge line 4 for the measuring gas from the measuring chamber 2, a sensor arrangement 5 for determining various properties of the measuring gas introduced into the measuring chamber 2 and a device for error correction 6 are arranged.

Dabei ist die Zuführung 3 dafür vorgesehen, das Messgas von einem Prozessbereich, in dem das Messgas hergestellt oder benutzt wird, in den Messraum 2 zu führen, wobei dies über ein steuerbares Ventil 3a, eine Dosierkammer 3b und ein weiteres steuerbares Ventil 3c erfolgt.The feed line 3 is intended to guide the measuring gas from a process area in which the measuring gas is produced or used into the measuring chamber 2, whereby this is done via a controllable valve 3a, a dosing chamber 3b and a further controllable valve 3c.

In entsprechender Weise ist die Ableitung 4 dafür vorgesehen, das Messgas aus dem Messraum 2 in die Umgebung abzuleiten, wobei dies über ein steuerbares Ventil 4a, eine Dosierkammer 4b und ein weiteres steuerbares Ventil 4c erfolgt.In a corresponding manner, the discharge line 4 is intended to discharge the measuring gas from the measuring chamber 2 into the environment, whereby this is done via a controllable valve 4a, a dosing chamber 4b and a further controllable valve 4c.

Die Sensoranordnung 5 besteht aus mehreren Sensoren, einem Sensor 5a zur Erfassung des Gasdruckes in dem Messraum 2, einem Sensor 5b zur Erfassung der Restfeuchtigkeit in dem Gas im Messraum 2 und einen Sensor 5c zur Erfassung der Temperatur des Messgases in dem Messraum 2, der eine Temperaturkompensationseinheit aufweist, die eine Veränderung der Temperatur des Messgases in dem Messraum 2 kompensiert und bei Bedarf die Temperatur des Messgases erhöht oder absenkt.The sensor arrangement 5 consists of several sensors, a sensor 5a for detecting the gas pressure in the measuring chamber 2, a sensor 5b for detecting the residual moisture in the gas in the measuring chamber 2 and a sensor 5c for detecting the temperature of the measuring gas in the measuring chamber 2, which has a temperature compensation unit that compensates for a change in the temperature of the measuring gas in the measuring chamber 2 and, if necessary, increases or lowers the temperature of the measuring gas.

Die Einrichtung zur Fehlerkorrektur 6 ist dafür ausgebildet und vorgesehen, die Restfeuchtigkeit bei unterschiedlichen Gasdrücken des Messgases im Messraum 2 zu erfassen und mittels einer linearen Interpolation einen Offsetwert der Messwerte zur Feuchtigkeit zu bestimmen und diesen Offsetwert zur Korrektur eines oder mehrerer Messwerte zu verwenden.The error correction device 6 is designed and intended to detect the residual humidity at different gas pressures of the measuring gas in the measuring chamber 2 and to determine an offset value of the measured values for humidity by means of a linear interpolation and to use this offset value to correct one or more measured values.

Der Gasdruck P1 im Prozessbereich ist dabei typisch deutlich höher als der Gasdruck P2 im Bereich der Umgebung, sodass durch dieses Gefälle zwischen dem Gasdruck P1 und dem Gasdruck P2 ein Gasstrom von dem Prozessbereich zum Umgebungsbereich entsteht, falls diese über eine durchgehende Verbindungsleitung verbunden sind. Dieses Druckgefälle kann entweder durch den Prozessbereich erzeugt werden oder durch eine zusätzliche Pumpe.The gas pressure P1 in the process area is typically significantly higher than the gas pressure P2 in the ambient area, so that this gradient between the gas pressure P1 and the gas pressure P2 creates a gas flow from the process area to the ambient area if they are connected via a continuous connecting line. This pressure gradient can be generated either by the process area or by an additional pump.

Die Volumina der beiden Dosierkammern 3b, 4b sind dabei kleiner insbesondere deutlich kleiner als das Volumen des Messraums 2.The volumes of the two dosing chambers 3b, 4b are smaller, in particular significantly smaller, than the volume of the measuring chamber 2.

Durch die steuerbaren Ventile 3a, 3c um die Dosierkammer 3b beziehungsweise die steuerbaren Ventile 4a, 4c um die Dosierkammer 4b ist es möglich, einen Druckausgleich zwischen den Dosierkammern 3b, 4b und dem Messraum 2 zu erreichen, indem die steuerbaren Ventile 3a, 3c, 4a, 4c zielgerichtet geöffnet beziehungsweise geschlossen werden. Durch alternierendes Öffnen und Schließen der steuerbaren Ventile 3a, 3c, 4a, 4c ist es möglich, dass in der Art eines Dosierungsvorganges stufenweise zusätzliches Messgas aus dem Prozessbereich über die Dosierkammer 3b in den Messraum 2 geführt wird beziehungsweise aus dem Messraum 2 über die Dosierkammer 4b an die Umgebung abgeleitet wird. Hierdurch wird es möglich, den Gasdruck in dem Messraum 2 stufenweise in diskreten Schritten zu erhöhen beziehungsweise abzusenken. Hierdurch ist eine quasikontinuierliche Erhöhung beziehungsweise Absenkung, also eine stufige Erhöhung des Gasdruckes in dem Messraum 2 und damit der Gasmenge des Messgases in dem Messraum 2 ermöglicht.The controllable valves 3a, 3c around the dosing chamber 3b or the controllable valves 4a, 4c around the dosing chamber 4b make it possible to achieve pressure equalization between the dosing chambers 3b, 4b and the measuring chamber 2 by opening or closing the controllable valves 3a, 3c, 4a, 4c in a targeted manner. By alternately opening and closing the controllable valves 3a, 3c, 4a, 4c, it is possible for additional measuring gas to be gradually led from the process area into the measuring chamber 2 via the dosing chamber 3b or to be discharged from the measuring chamber 2 to the environment via the dosing chamber 4b in the manner of a dosing process. This makes it possible to gradually increase or decrease the gas pressure in the measuring chamber 2 in discrete steps. This enables a quasi-continuous increase or decrease, i.e. a step-by-step increase, of the gas pressure in the measuring chamber 2 and thus of the gas quantity of the measuring gas in the measuring chamber 2.

In 2 ist beispielhaft ein solcher Anstieg des Gasdruckes gegenüber der Anzahl der Dosiervorgänge in Form eines Diagramms dargestellt, in dem für jede Erhöhung des Gasdruckes in dem Messraum 2 ein Messpunkt dargestellt ist. Weiterhin ist in dem dargestellten Diagramm die Druckdifferenz des Messraums 2 gegenüber einer gefüllten Dosierkammer 3b in Abhängigkeit der Dosiervorgänge dargestellt.In 2 As an example, such an increase in gas pressure is shown in relation to the number of dosing processes in the form of a diagram in which a measuring point is shown for each increase in gas pressure in the measuring chamber 2. Furthermore, the pressure difference of the measuring chamber 2 compared to a filled dosing chamber 3b is shown in the diagram shown as a function of the dosing processes.

Es ist erkennbar, dass sich der Gasdruck im Messraum 2 mit zunehmender Anzahl an Dosiervorgängen asymptotisch einem Endgasdruck angleicht, der dem Gasdruck im Prozessbereich entspricht. In entsprechender Weise sinkt die Druckdifferenz mit zunehmender Anzahl an Dosiervorgängen asymptotisch gegen 0.It can be seen that the gas pressure in measuring chamber 2 asymptotically approaches a final gas pressure that corresponds to the gas pressure in the process area as the number of dosing processes increases. In a corresponding manner, the pressure difference decreases asymptotically towards 0 as the number of dosing processes increases.

Mithilfe der Sensoranordnung werden bei jedem Dosiervorgang nicht nur der Gasdruck in dem Messraum 2 sondern auch die Feuchtigkeit des Messgases in dem Messraum 2 bestimmt und aus diesen mithilfe der Einrichtung zur Fehlerkorrektur 6 eine lineare Interpolation durchgeführt. Diese lineare Interpolation führt zu einem Wert für den Offset der interpolierten Funktion. Diese Situation ist für das in 2 dargestellte Beispiel in 3 dargestellt. Die Messwertpaare aus dem Gasdruck in dem Messraum 2 und dem jeweils zugehörigen Feuchtigkeitswert des Messgases in dem Messraum 2 werden hier schematisch in dem Diagramm als einzelne Punkte dargestellt. With the help of the sensor arrangement, not only the gas pressure in the measuring chamber 2 but also the humidity of the measuring gas in the measuring chamber 2 are determined during each dosing process and a linear interpolation is carried out from these using the error correction device 6. This linear interpolation leads to a value for the offset of the interpolated function. This situation is not possible for the 2 example shown in 3 The pairs of measured values from the gas pressure in the measuring chamber 2 and the respective associated humidity value of the measuring gas in the measuring chamber 2 are shown schematically in the diagram as individual points.

Aus diesen Messwertpaaren wird mittels der linearen Interpolation eine lineare Funktion bestimmt, die eine Steigung mit 1,36856 × 10^-4 und einen Offsetwert von 2,94925 × 10^-2 aufweist. Mithilfe dieser Interpolationsfunktion lassen sich nachfolgend Korrekturen der erfassten Messwerte oder auch Korrekturen für interpolierte Gasdruckwerte berechnen.From these pairs of measured values, a linear function is determined using linear interpolation, which has a slope of 1.36856 × 10 ^-4 and an offset value of 2.94925 × 10 ^-2 . This interpolation function can then be used to calculate corrections to the recorded measured values or corrections for interpolated gas pressure values.

In analoger Weise erfolgt das Entleeren des Messraums 2 über die Ableitung 4 in einer Reihe von Dosierschritten, indem alternativ die steuerbaren Ventile 4a, 4c so angesteuert werden, dass jeweils die zugeordnete Dosierkammer 4b mit dem Messgas aus dem Messraum 2 befüllt und dieses Messgas zur Umgebung abgeleitet wird. In entsprechender Weise nimmt dabei der Gasdruck in dem Messraum zweistufig und damit quasi-kontinuierlich ab. Auch bei dieser Entleerung und damit dem Absenken des Gasdruckes kann mithilfe der Sensoranordnung 5 der Gasdruck und die Restfeuchtigkeit in dem Messraum bestimmt werden und aus diesen Messwertpaaren beim Entleeren der Prozess der linearen Interpolation und der Offset-Mittelwertbildung wiederholt werden. Entsprechen sich die Offsetwerte aus dem Füllvorgang und dem Entleervorgang, so ist ein hohes Maß an Prozesssicherheit gewährleistet. Ist der Unterschied zwischen den Offsetwerten beziehungsweise auch der Wert der Steigung der Interpolation Funktion zu groß, so bedarf es einer Überprüfung der Vorrichtung 1 im Hinblick auf einen möglichen Defekt der Vorrichtung 1.In a similar way, the emptying of the measuring chamber 2 takes place via the discharge line 4 in a series of dosing steps, in which the controllable valves 4a, 4c are alternatively controlled so that the assigned dosing chamber 4b is filled with the measuring gas from the measuring chamber 2 and this measuring gas is discharged to the environment. In a corresponding manner, the gas pressure in the measuring chamber decreases in two stages and thus quasi-continuously. During this emptying and thus the reduction of the gas pressure, the gas pressure and the residual humidity in the measuring chamber can also be determined using the sensor arrangement 5 and the process of linear interpolation and offset averaging can be repeated from these pairs of measured values during emptying. If the offset values from the filling process and the emptying process correspond, a high degree of process reliability is guaranteed. If the difference between the offset values or the value of the slope of the interpolation function is too large, device 1 must be checked for a possible defect in device 1.

Um die Präzision der Messung der Messwertpaare besonders zu sichern, wird mithilfe der im Sensor 5c zur Erfassung der Temperatur des Messgases in dem Messraum 2 integrierten Temperaturkompensationseinheit eine mögliche Veränderung der Temperatur des Messgases in dem Messraum kompensiert und dabei bei Bedarf die Temperatur des Messgases im Messraum 2 erhöht oder abgesenkt. Damit gelingt es, die Messwertpaare für die Interpolation besonders aussagekräftig zu halten und vor möglichen Störungen durch Temperaturveränderungen des Messgases in dem Messraum 2 zu schützen.In order to ensure the precision of the measurement of the measured value pairs, a possible change in the temperature of the measured gas in the measuring chamber is compensated for using the temperature compensation unit integrated in the sensor 5c for detecting the temperature of the measured gas in the measuring chamber 2 and, if necessary, the temperature of the measured gas in the measuring chamber 2 is increased or reduced. This makes it possible to keep the measured value pairs particularly meaningful for the interpolation and to protect them from possible interference caused by temperature changes of the measured gas in the measuring chamber 2.

Durch die erfindungsgemäße Erkenntnis, dass der Offsetwert ein Maß für die Einflüsse von Störeffekten darstellt, ist es auf einfache Weise möglich, die gemessenen oder interpolierten Werte durch Differenzbildung mit dem Offsetwert zu korrigieren und dadurch einen fehlerbefreiten Messwert für die Restfeuchtigkeit bei einem bestimmten Gasdruck des Messgases zu erzeugen.Due to the inventive finding that the offset value represents a measure of the influences of interference effects, it is possible in a simple manner to correct the measured or interpolated values by forming the difference with the offset value and thereby to generate an error-free measured value for the residual moisture at a certain gas pressure of the measuring gas.

Diese Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines Messgases 1 beziehungsweise das zugehörige Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft insbesondere der Luftfeuchtigkeit des Messgases ermöglicht es, einen Nullpunktabgleich und damit eine Korrektur der Messwerte vorzunehmen, ohne dass der Aufwand einer realen Nullpunktmessung erforderlich ist. Die Korrektur erfolgt ausschließlich auf mathematischem Wege, sodass auf die Erzeugung oder eine Bereitstellung einer Null-Referenz, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, verzichtet werden kann. Dies führt zu einem sehr einfachen, robusten und effizienten Messverfahren beziehungsweise einer entsprechenden Messvorrichtung zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit eines Messgases. Es kann somit auf die Bereitstellung eines hochtrockenen Referenzgases verzichtet werden, zumal die Herstellung und die Verlässlichkeit eines solchen hochtrockenen Referenzgases, also eines Messgases ohne jegliche Restfeuchtigkeit, fast unmöglich und somit extrem teuer und damit immanent unsicher ist.This device for determining a property of a measuring gas 1 or the associated method for determining a property, in particular the humidity of the measuring gas, makes it possible to carry out a zero point adjustment and thus a correction of the measured values without the effort of a real zero point measurement being required. The correction is carried out exclusively mathematically, so that the generation or provision of a zero reference, as is known from the prior art, can be dispensed with. This leads to a very simple, robust and efficient measuring method or a corresponding measuring device for determining the humidity of a measuring gas. The provision of a highly dry reference gas can therefore be dispensed with, especially since the production and reliability of such a highly dry reference gas, i.e. a measuring gas without any residual moisture, is almost impossible and therefore extremely expensive and therefore inherently unsafe.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11: Vorrichtung zur Bestimmung einer Eigenschaft eines MessgasesDevice for determining a property of a measuring gas
22: Messraum für das zu messende Messgasmeasuring chamber for the gas to be measured
33: Zuführung für das Messgas zum Messraumsupply for the measuring gas to the measuring room
3a3a: Steuerbares Ventil in der ZuführungControllable valve in the feed
3b3b: Dosierkammer in der Zuführungdosing chamber in the feeder
3c3c: Steuerbares Ventil in der ZuführungControllable valve in the feed
44: Ableitung für das Messgas aus dem Messraumoutlet for the measuring gas from the measuring room
4a4a: Steuerbares Ventil in der AbleitungControllable valve in the discharge line
4b4b: Dosierkammer in der Ableitungdosing chamber in the discharge line
4c4c: Steuerbares Ventil in der AbleitungControllable valve in the discharge line
55: Sensoranordnungsensor arrangement
5a5a: Sensor zur Gasdruckerfassungsensor for gas pressure detection
5b5b: Sensor zur Erfassung der Feuchtigkeitsensor for detecting humidity
5c5c: Sensor zur Temperaturerfassung und Temperaturkompensationseinheitsensor for temperature detection and temperature compensation unit
66: Einrichtung zur Fehlerkorrekturerror correction facility
1010: GehäuseHousing
P1P1: Gasdruck vor der Zuführunggas pressure before supply
P2P2: Gasdruck nach der Ableitung beziehungsweise in der UmgebungGas pressure after the discharge or in the environment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2017 108 609 A1 [0006]

Claims

Device for determining a property of a measuring gas (1) with a measuring chamber (2) for receiving the measuring gas, with a feed (3) for the measuring gas to the measuring chamber (2), with a discharge line (4) for the measuring gas from the measuring chamber (2), with a sensor arrangement (5) for determining a property of the measuring gas in the measuring chamber (2) and the gas pressure in the measuring chamber (2) and with a device for error correction (6) which is suitable for detecting the property of the measuring gas to be determined at different gas pressures and for determining an offset value of the measured values by means of interpolation and using this to correct one or more measured values.

Device for determining a property of a measuring gas (1) according to claim 1 , wherein the device for error correction is designed such that the offset value of the measured values can be determined by means of a linear interpolation and can be used to correct one or more measured values.

Device for determining a property of a measuring gas (1) according to one of the Claims 1 until 2 , wherein the device (1) is designed such that the measured values for determining the offset value can be determined when the measuring gas first flows into a measuring chamber (2) and/or when the measuring gas finally flows out of the measuring chamber (2).

Device for determining a property of a measuring gas (1) according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the supply (3) for the measuring gas to the measuring chamber (2) and/or the discharge line (4) for the measuring gas from the measuring chamber (2) has a controllable valve (3a,4a).

Device for determining a property of a measuring gas (1) according to claim 4 , wherein the supply line (3) for the measuring gas to the measuring chamber (2) upstream of the controllable valve (3a) has a dosing chamber (3b) with a particularly smaller volume than the measuring chamber (2) with a controllable valve (3c) in front of it and/or the discharge line (4) for the measuring gas from the measuring chamber (2) downstream of the controllable valve (4a) has a dosing chamber (4b) with a particularly smaller volume than the measuring chamber (2) with a controllable valve (4c) in front of it.

Device for determining a property of a measuring gas (1) according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the supply (3) for the measuring gas to the measuring chamber (2) and/or the discharge (4) for the measuring gas from the measuring chamber (2) has a nozzle for homogenizing or controlling the gas flow.

Device for determining a property of a measuring gas (1) according to one of the Claims 1 until 6 , wherein the measuring chamber (2) is lined gas-tight with a protective layer, in particular made of Teflon.

Device for determining a property of a measuring gas (1) according to one of the Claims 1 until 7 , wherein the sensor arrangement (5) for determining a property of the measuring gas in the measuring chamber (2) and the gas pressure in the measuring chamber (2) is designed such that the sensor (5b) for determining a property of the measuring gas is arranged adjacent to the sensor (5a) for determining the gas pressure and in particular the measuring positions for the property of the measuring gas and for the gas pressure are arranged less than 10 cm apart.

Device for determining a property of a measuring gas (1) according to one of the Claims 1 until 8 , wherein the sensor arrangement (5) for determining a property of the measuring gas in the measuring chamber (2) is designed such that its sensor (5b) for determining a property of the measuring gas is suitable for determining at least the humidity, the conductivity, the heat capacity or the residual material density, in particular the density of organic residual materials.

Device for determining a property of a measuring gas (1) according to one of the Claims 1 until 9 , wherein a temperature compensation unit (5c) is provided which compensates for a change in the temperature of the measuring gas in the measuring chamber.

Method for determining a property of a measuring gas, in which the property of the measuring gas to be determined is recorded at different gas pressures for error correction and an offset value of the measured values is determined by means of interpolation and this offset value is used to correct one or more measured values.

Method for determining a property of a measuring gas according to claim 11 , whereby an offset value of the measured values is determined by means of linear interpolation.

Method for determining a property of a measuring gas according to one of the Claims 11 until 12 , where the number of measured values to determine The offset value should be set at around 10, particularly below 10.

Method for determining a property of a measuring gas according to one of the Claims 11 until 13 , wherein the measured values for determining the offset value are determined when the measuring gas first flows into a measuring chamber (2) and/or when the measuring gas finally flows out of the measuring chamber (2).

Method for determining a property of a measuring gas according to one of the Claims 11 until 14 , where the properties of the measuring gas to be determined are one or more of the following properties of a gas: humidity, conductivity, residual density, in particular density of organic residual substances.