DE2714043A1

DE2714043A1 - Zweizellen-quotienten-fotometer mit modulierter strahlungsintensitaet

Info

Publication number: DE2714043A1
Application number: DE19772714043
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Dipl Ing Heer
Original assignee: Kronmueller heinz profdrrernat
Current assignee: Kronmueller heinz profdrrernat
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1978-10-05

Description

Zweizellen-Quotienten-Fotometer mit modulierter Strahlungsintensität.
Zasammefassung Es wird eine Einrichtung zur Analyse von Fluide. vorgeschlagen, 1e zur Konzentratinsmessung dient. Die Einrichtung umfaßt eine zweizellige Analyseaniage, deren lichtempfindliche Detektoren Wechselspannungen abgeben, die mittels Wechselspannungverstärker verstärkt und danach gleichgerichtet werden. Die gleichgerichteten Signale werden Recheneinrichtungen zur Auswertung zugeführt.
Stand der Technik I;.c Erfindung geht aus von einer Gasanalysenanlage nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus: Hengstenberg, Strum, Winkler, "Messen und Regeln in der chemischen Technik", 2. Auflage, Seite 475, ist es bekannt, bei zweizelligen Analysegeräten die Lichtqueile mit Wechselspannung zu betreiben und die in Photozellen selektirte Wechselspannung zu vcrstärken. Dic Differenzbildung bei Analysengeräten ist jedoch den Nachteil, daß Schwankungen der Lichtquelle zu Fehlern in Meßergebnis führen. Diese Helligkeitsschwankungen der Lichtquelle erfordern für präzise Messungen Servosysteme, die eine gleiche Helligkeit für beide Detektoren gewährlesten. Insbensondere im rauhen. Be trieb in der Verfahrenstechnik sind diese Einrichtung von großen Nachteil, da ihre Betriebssicherheit gering ist und sie eine komplizierten Wartung bedürfen. Weiterhin ist es bekannt, bei Analysengeräten Quotientenphotometer zu verwenden. Diese Quotientenphotometer sind jedoch mit Gleichspannungsverstärkern ausgestattet, sodaß die Driften der Detektoren, insbesondere des Nullpunkts, mitverstärkt wird. Bereits kleinere unterschiedliche Driften führen jedoch bei der Quotientenbildung zu großen Meßfehlern.
Vorteil der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß Wechselspannungsverstärker Verwendung finden, die die Nullpunktsdrift der Detektoren eliminieren. Dadurch wird eine einwandfreie Quotientenbildung ermöglicht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten- Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Analyseneinrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, den den Wechselspannungsverstärkern folgenden Gleichrichtern logarithmische Verstärker nachzuschalten und aus dem Ausgangssignal der logarithmischen Verstärker die Differenz zu bilden. Weiterhin ist es vorteilhaft, den Gleichrichtern Obertragerhochpässe vorzuschalten.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Analysengerät nach der Erfindung, Figur 2 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des Analysengerätes nach Figur 1.
Beschreibung der Erfindung III Figur 1 ist eine in einem Reflektorgehäuse (1) untergebrachte Lampe (2) dargestellt, die von einem Wechselspannungsgenerator (3), der im einfachsten Fall das Lichtnetz sein kann, dargestellt. Über 2 Austrittsschächte (4) und (5) gelangt das Licht über jeweils eine Küvette (6) und (7) und ein Filter (8) zu jeweils einem Detektor (9) und (10). Dem Detektor(9)ist ein Wechselspannungsverstärker (11) und ein Gleichrichter (12) nachgeschaltet. Ebenso ist dem Detektor (10) ein Wechselspannungsverstärker (13) und ein Gleichrichter (14) nachgeschaltet. Den Gleichrichtern (12) und (14) folgen jeweils ein logarithmischer Verstärker (15) und (16). Die Ausgänge der logarithmischen Verstärker (15) und (16) sind einem Differenzbildner (17) zugeführt, an dessen Ausgang das Differenzsignal seiner beiden Eingangssignale anliegt.
Die Funktionsweise der Einrichtung sei anhand des Impulsdiagrammes nach Figur 2 erläutert. Die Funktionsweise des optischen Teiles eincs Analysengerätes ist ausführlich in: Hengstenberg, Sturm, Winkler, messen und Regeln in der chemischen Technik", . Auflage beschrieben.
Da jedoch die Lichtquelle mit einer Wechselspannung gespeist wird, liegt am Ausgang der Detektoren ein gepulstes Gleichspannungssignal nach Figur 2a an. Dieses wird den Wechselspannungsverstärkern (11) und (13) zugeführt, an deren Ausgang das Signal 2b anliegt. Dieses wird durch die Gleichrichter (12) und (14) gleichgerichtet, an deren Ausgang ein Gleichspannungssignal nach Figur 2c anliegt. Dieses wird in den logarithmischen Verstärkern (15) und (16) logarithmiert.
In dem Differenzelbildner (17) wird die Differenz der beiden Ausgangssignale der logarithmischen Verstärker (15) und (16) gebildet.
Je nach Anwendungsfall ist es vorteilhaft, zwischen Wechselspannungsverstärker (11) und Gleichrichter (12) einen nichtdargestellten Xbertragerhochpass zu schalten. Ebenso ist ein Obertragerhochpass zwischen dem Wechselspannungsverstärker (13) und den Gleichrichtern (14) einzufügen. Besonders vorteilhaft ist es auch, statt der logarithmischen Verstärker (1kr) und (16) und dem Differenzenbildner (17), die den Vorteil haben, auch bei hohen Meßstoffkonzentrationen ein lineares Ausgangssignal zu gewährleisten, einen Dividierer vorzusehen.
Die Verwendung des Dividierers hat den Vorteil, daß zur Messung bei nichtlinearem Ausgangssignal bzgl. der Meßstoffkonzentration ein voll integriertes Bauelement Anwendung finden kann, das sich durch niedrigen Preis und gutes Temperaturverhalten auszeichnet. Weiterhin ist es günstig, für die lichtempfindlichen Detektoren Halbleiterbauelemente zu verwenden.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche: f Einrichtung zur Analyse von Gasen und/oder Flüssigkeiten mit einer wechselspannungsgespeisten Lichtquelle, mit mindestens zwei lichtempfindlichen Detektoren und mit Wechselspannungsverstärkern, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Detektoren (9,10) je einem Wechselspannungsverstärker (11,13) und einem, dem Wechselspannungsverstärker nachfolgenden Gleichrichter (12,14) zugeführt ist, und daß die gleichgerichteten Spannungen einer Recheneinrichtung (15,16,17) zugeführt sind.
2. Einrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung (15,16,17) ein Dividierer ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung aus logarithmischen Verstärkern (15,16) und einem Differenzenbildner (17) gebildet ist.
4. Einrichtung nach allen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als lichtempfindliche Detektoren (9,10) lichtempfindliche Halbleiterbauelemente Verwendung finden.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Gleichrichtern (12,14) ein Obertrager hochpaß vorgeschaltet ist.