[发明专利]用于检测有机化合物的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测（Nachweis）有机化合物的装置，包括小型化的火焰电离探测器及用于产生氢和氧的电解器（Elektrolyseur），所述火焰电离探测器带有用于试样气体的分析的燃烧腔室、带有用于（zur，有时称为通向）所述燃烧腔室的至少一个氧输入线路和带有用于所述燃烧腔室的至少一个氢输入线路。

背景技术

为了检测有机化合物、尤其是含烃的化合物，火焰电离探测器的使用由现有技术已知。火焰电离探测器的探测原理基于测量爆鸣气体火焰（Knallgasflamme）的导电能力，其通过含烃的化合物的供应而提高。详细地，将待分析的试样气体与可燃气体、优选氢进行混合并且不仅将气体混合物而且将氧化剂、优选氧或空气供应给燃烧腔室。在所述燃烧腔室中，所述试样气体在布置在两个电极之间的爆鸣气体火焰中被电离并且离子流（Ionenstrom）作为用于在所述试样气体中的烃的浓度的度量（Maß）被测量。为此，在所述电极处施加有直流电压。

特别地，火焰电离探测器例如用于检验气体线路的密封度的移动（mobile）使用以及作为现场仪器（Feldgeräte）的使用在实践中是特别重要的。由此已知的是，将火焰电离探测器设计成小型化的结构（Ausführung）。

此外同样由现有技术已知的是，为了产生氢作为可燃气体或氧作为氧化剂而使用水溶液（wässrigen Lösungen）的电解。因此（In der Folge）能够放弃不便于使用的贮气瓶，所述贮气瓶尤其还仅仅提供受限制的量的氢。

文献EP 2 447 716 A1公开一种用于检测有机化合物的装置，包括小型化的火焰电离探测器，所述火焰电离探测器由于其小的尺寸而能够特别多样化地得到使用。氢和氧的产生例如借助于水溶液的电解来进行。在小型化的火焰电离探测器与氢或氧借助于电解的产生的组合方面不利的是，包含在所述水溶液中的电解质（Elektrolyte）、尤其是盐沉淀在所述火焰电离探测器的小型化的通道中并且由于晶化而堵塞所述通道。这引起必须对相应的装置频繁地进行清洁或必须执行消耗的过滤，此外，不能够保证无缺陷的（einwandfreier）运行。

发明内容

由此，本发明的任务是说明一种用于检测有机化合物的装置，所述装置适用于作为现场仪器的使用并且所述装置具有小的维护消耗及提供高的可靠性。

根据本发明的第一教导，之前所提及的任务通过开头所提及的装置通过以下方式来解决，即所述电解器设计为PEM电解器，即设计为带有质子交换膜片（PEM = proton exchange membrane）的电解器。在此，所述质子交换膜片优选由经界定的厚度的导引离子的膜片、在两侧分离的（abgeschiedenen）电极以及由布置在所述电极之上的气体扩散层构成。

氢和氧借助于PEM电解器的产生基于蒸馏水到氧以及到正氢离子的分裂来发生。所述氢离子通过所述膜片扩散并且在所述膜片的另外的侧处与电子组合成氢。以这种方式，氢和氧彼此分离地产生并且直接可供用于继续导引（Weiterleitung）到所述火焰电离探测器处。根据本发明认识到，氢或氧借助于PEM电解的产生对于利用小型化的火焰电离探测器进行检测而言是特别有利的，因为所述氢或氧输入线路与传统的电解的使用相反地不发生堵塞。由此根据本发明的装置具有如下优点，即所述装置仅仅具有小的维护消耗并且同时保证特别可靠的运行。

根据优选的第一设计方案，所述氧和氢输入线路如下地布置，使得所述氧和所述氢彼此相对地导入到所述燃烧腔室中。这样的布置也被称为对流布置。在这种布置中，导入到所述燃烧腔室中的气体的冲击（Impulse）在滞点（Staupunkt）中基本上得到抵消，由此所述爆鸣气体火焰表现为（annimmt）球形。所述球形是特别稳定的，因为所散发的热由于球形的火焰的最小的表面是特别小的。这种设计方案的电离效率由此特别高。此外，由于在滞点中的最小的流动速度，一方面少许热由于对流而流失，并且另一方面待分析的试样长时间停留在起电离作用的区域中，这有利于所述探测器的灵敏性。

此外，PEM电解器在之前所描述的设计方案中的使用是特别有利的，因为与传统的电解相反，所产生的气体即氢和氧不必为了所述小型化的火焰电离探测器的运行被分离，而是如之前所阐述的那样，在所述电解器中已经以彼此分离的方式产生。就此而言，根据本发明的装置的之前所描述的设计能够以特别简单的方式来运行。