[发明专利]用于确定试样气流中至少一种气体的浓度的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定试样气流中至少一种气体的浓度的装置，其具有分析室、检测器和连接通道，试样气流和反应气流被导入该分析室，检测器测量通过反应发出的光学辐射，分析室通过该连接通道与检测器相连。

背景技术

这种装置由气相色谱法或化学荧光分析的领域已知，并且例如被用于确定废气中的一氧化氮的含量。

因此在一氧化氮和臭氧的自发反应中形成氧气和二氧化氮，其中所形成的二氧化氮的一部分处于被激发的电子状态。这种能量过剩自发地释放出可光学测量的荧光辐射形式的分子，其与试验气体中的一氧化氮浓度成正比。

因为所述反应仅适用于一氧化氮分子，因此废气中二氧化氮成分在进入分析室之前还原为一氧化氮。这在热力的或热力/催化的转换器中在温度高于200℃时进行。此外在臭氧生成器中由氧气生成用于反应的臭氧。为了获得与氮氧化物浓度成正比的光增益，废气的体积流量保持恒定。相应地废气通过毛细管压力和温度可调地导入分析室中。所述辐射借助被冷却的光电倍增器(其用作检测器)转化为电信号。这种信号作为衡量氮氧化物排放物的尺度输入评估电子部件中。

但是已证实的是，当一方面在分析室中产生高于100℃的高温时并且另一方面在检测器区域中存在低温时，可以实现特别好的结果。此外，在通过散射或吸收测量光学辐射时常常出现损失。

因此，在DE-OS 27 16 284中推荐一种确定气态组分的装置，其中加热的反应室设有用于臭氧的进气口和用于试验气体的进气口。反应室与设置在冷却壳体中的光电测量室通过石棉环热隔离。在反应室和测量室之间设置两个以反射材料涂覆的圆柱体，以及在该圆柱体之间设置两个环状安装的石英玻璃窗。

这种装置的缺点在于，通过两个石英玻璃窗不能完全实现热隔离。此外通过在石英玻璃窗上的吸收出现辐射损失，因为它们设置成一个环。还存在的问题是，圆柱体的涂层(其始终暴露在气流中)能否始终完成它的尽可能全反射的任务。也不能避免氨气沉积在分析室的壁上。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于确定试样气流中至少一种气体的浓度的装置，借助该装置分析室可以以升高的温度工作以避免氨气或异氰酸沉积在分析室的壁上，并且通过反应产生的光学辐射尽可能完全地提供给检测器用于测量，以便获得尽可能精确的测量结果。

所述技术问题通过一种用于确定试样气流中至少一种气体的浓度的装置解决，其具有主权利要求的特征。

通过将连接通道设计为从分析室延伸至检测室的光导体，可以确保，被测量的光增益的损失被最小化并且同时通过光导体进行分析室和检测室的热隔离，因此分析室可以以提高的温度运行。

光导体优选具有不同于周围环境的折射率，由此可以简单地在光导体内部形成全反射。

发出的辐射的反射由此实现，即光导体的边界面被镜面化处理。这可以通过在玻璃棒的外侧上布设反射层或通过对外部套筒的内表面的涂层进行。

光导体优选由套筒包围。这简化了光导体的安装并且同时保护光导体。

在一种扩展的实施形式中，在套筒和光导体之间构成环绕的间隙。相应地在两个透明介质玻璃和空气之间的边界面上出现全反射，因此在分析室中形成的辐射能够几乎完全提供给检测器，而不必进行镜面化处理。

如果不会出现散射损失，而是确保，所有发出的光线也可以到达光导体，则光导体的直径大于分析室的直径。同时该直径差避免了光导体滑向分析室。

优选，光导体支承在套筒中并且该光导体与套筒之间夹有两个密封装置。因此光导体向外的接触面保持较小，因此仅存在很小的面，在该面上光线可以射出，也可以被吸收并且不能全反射。

为了在光导体的整个长度上获得很好的支承，第一密封装置设置在套筒和光导体的面向分析室的端部上，由此由于光导体相比于分析室的更大的直径可以附加地减少射入该区域中的光线，因此降低在测量时的损失。

当第一密封装置设置在套筒的指向分析室的端部的内圆周上的环形容纳部中时，可以实现特别简单的装配。

在一种优选的实施形式中，密封装置是白色的。由此相对于黑色的密封装置再次降低了光波的吸收，这又降低了在测量时的损失，因为反射波的数量明显更多。

当光导体由不包含化学污染物的石英玻璃制成时，则形成光导体很好的透光性能。

为了提高两个室的热隔离，套筒和光导体的长度是分析室的直径的多倍。