气体分析设备制造技术

本发明专利技术涉及气体分析设备（１），包括：容纳气体试样（″Ｇ″）的腔室（２０），光发射装置（３），用于接收通过腔室反射的光的装置（４），用于计算的电子电路（５），电子电路可调整以通过光谱分析来分析和确定腔室（２０）中以试样（″Ｇ″）存在的选择气体或混合气体的存在。所述腔室提供一或多个用于气体进出所述腔室的孔。所述腔室设置为稍微有点弯曲的形状，具有在所述光发射装置（３）和所述光接收装置（４）间延伸的至少一个凹曲的光反射表面（３０ｂ）。所述孔（３０）定位于在所述光发射装置（３）和所述光接收装置（４）间的有限连续区域上，并且所述孔（３０）设置有大小和长度范围，为腔室（２０）中的试样（″Ｇ″）与另一种气体试样提供快速被动交换。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及一种气体分析设备，尤其是这样的一种设备，该设备包括围绕或者容纳气体试样的腔室，光发射装置，接收通过腔室的壁反射的光的装置，以及一个电子电路，该电路是可调整的使得在其它功能中能够相对于发射的光依据光谱分析来分析接收的光，并且以这样的方式确定一种选择气体和/或者混合气体的存在和浓度，如果存在，在所述腔室中在任何时间出现。此外，本专利技术基于腔室中形成的表面或壁，该表面或壁将反射发射的光，例如IR光(红外光)，具有非常有效的光反射性能。此外，设备要求所述腔室提供或露出一个或几个孔，通常借助于扩散作用，使气体试样通过而进出所述腔室。特别地，本专利技术涉及一种使用了腔室的气体分析设备，该腔室可考虑设计、成型或设置成细长的内部形状，更确切地说，腔室的总长度可调整为期望的测量长度，以便提供一种所要求的光路。因此，邻近或靠近腔室来定位所述一个孔和/或多个孔，这样将腔室的内部空间与围住气体或混合气体的腔室连接起来，这样通过扩散，在周围气体或混合气体中发生的气体的浓度和/或混合气体的组成的变化能够改变气体试样中的气体的浓度和/或混合气体的组成，所述气体试样由腔室封闭，或者容纳在腔室中。另外，所述腔室由多个相互作用的壁部分或者表面来限定，所述壁部分或者表面将作为限定物体存在于所述光发射装置和所述光接收装置之间。
技术介绍
具有上面描述的特征的方法和设备在多个不同实施例中都是已知的。对于选择的气体和/或选择的混合气体的存在的精确测量，和/或对于气体和/或混合气体的浓度的仔细测量，都要求在腔室内存在纵向排列的不同长度的测量路径，对于选择的气体或者混合气体，需要一个或几个这样的测量路径，并且对于随后选择的气体或混合气体，也需要一个或几个相同或者不同的测量路径。因此，为了相关目的，对于需要的相对短测量路径的测量，使用将被称为原理(A)的第一原理是已知的，涉及导致波导概念的光反射结构。因此，为了相关目的，对于需要的相对长的测量路径的测量，使用将被称为原理(B)的第二原理也是已知的，涉及使用反作用的椭圆形形状的镜面，借此，允许以点的形式产生的光在中心镜面上反射几次，参考想要的测量路径来选择次数的数目，以便这样提供可调整的长测量路径。对于本领域技术人员来说，尽管原理(B)打算用于一个根据上面指定前提的应用，该应用也能够在原理(A)中实施，这是很显然的。因此，为了简化，本专利技术将主要根据上面描述的原理(A)来考虑。作为现有技术以及认为与本专利技术相关的
的实例，该现有技术与上面描述的原理(A)相关，为了示例的目的，国际专利文件WO93/11418(国际专利申请号为PCT/US91/08822)的内容能够被提到，所述专利公开的附图说明图1也作为本申请的图1给出，并且作为一个本专利技术可以考虑作为基础的技术实施例。在此提出使用一个容纳气体试样的腔室或单元10，它是可调整的，这样它能够用来做气体分析设备，该设备由长“直”管21组成，该管具有四个向内配置给壁的光反射表面22，以便这样允许该管作为波导起作用，可被调整为把来自光发射装置20的稍微有点发散的光束或光锥，不但直接而且随后反射地，引导到检测器或光接收装置16，所述光束或光锥具有选择的孔径角，并且光束中产生的光线将穿过容纳的气体试样。特别地，在此示出的实施例中在长管21的表面或壁上设置有多个穿透孔或小孔24，通过这种方式使得紧密围绕气体或混合气体进出小室10的扩散的缓慢通过是可能的。通过使用多个小的半透射隔膜28，尺寸大于0.1微米的烟雾和灰尘粒子被隔在小室10的外边，该隔膜的数目与小孔的数目一致，并且允许每个隔膜覆盖管中的一个孔。在此特别公开了装置的使用，通过设置使小室中的气体试样电加热到超过试样成份的凝点温度，这样能够将来自气体的浓缩的采样分量凝结，该成分将在直管21中被估计。特别地，在实施例中公开的设计中，18个径向设置的小孔24沿着管的四个侧面以及沿着管的整个长度均匀地分布在四条线上，每个孔具有一个滤光器。其它实施例也属于现有技术，公开号为US5,170,064A的专利中公开和描述了一种基于红外辐射(IR辐射)的气体检测器，该检测器使用了一个腔室，该腔室设计成椭圆形或椭圆体形反射表面。椭圆形反射面以公知的方式具有第一焦点和第二焦点。一个焦点位于腔室4中，以便在那里容纳一种惰性气体，一个腔室3用于容纳想要分析的气体试样。光发射装置24位于一个焦点11，光接收装置26位于第二焦点12。两个腔室或小室2，4由透明片15彼此分开。而且，已知的可选气体检测所使用的检测装置是基于光谱分析的，例如在公开号为US4,557,603A的专利中所公开和描述的。公开号为US4,557,603A的专利中公开了一种气体分析设备，该设备使用了发射红外光的装置，该装置位于腔室中，腔室的内表面具有光的高反射性能。在此特别公开，从椭圆形或椭圆体形表面以及中间平坦的表面反射的光反射装置能够在光接收装置上聚焦。在该情况下，在腔室中形成的光辐射被在所述腔室中容纳的气体以相关频率的方式吸收是可能的，光反射装置的频率强度和在光接收装置中检测到的频率强度相比较产生所需的条件，用于能够不仅仅检测到气体和/或混合气体的存在，而且可以测量到当前气体的浓度。如果考虑本专利技术的特征和需要的测量，其测量是为了能够给在此描述类型的气体分析设备提供迅速的反应时间所需要的测量，那么，采用几种测量以便减少已知气体分析的反应时间是正确的。因此，为了增加气体分析的灵敏性并且为了减少反应时间，在分别驱动安装在侧面上的设备的帮助下，可以产生需要的条件，这是已知的，这样用于分析的气体分量能够从主气流中抽出，并且允许分开后的气体分量以选定的速度通过腔室，该腔室是用于实际测量的腔室。对于在主气流中的气体分析设备，允许使用腔室，借此主气流的速度将决定获得的反应时间，这是已知的。在气体分析系统中使用各种装置和方法来压缩通过腔室的气体或混合气体，由此导致这样的系统被称为“主动”系统。允许想要分析的气体或混合气体的一部分通过扩散进入腔室，这样已知的气体分析系统被称之为“被动”系统。关于具有在引言中描述的特征的气体分析设备的实施例，并且根据由上面指出的公开号为WO93/11418的专利说明，很显然，在该情况中沿着多条线形成和分布的小孔将给出很慢的扩散，以这种方式，气体分析设备将只能够估计延迟的、缓慢变化的平均值。这样反应时间将会非常长。反射光束的系统也属于现有技术，在下面描述的图8中示出，其中光发射装置产生一个发散光束或光锥，这样的光束允许从凹面反射，朝向光束的接收装置会聚，以便在该装置中产生一个强的(强烈的)光发射装置的图像。如果考虑本专利技术的情况，将会理解，根据图8的反射模式，在检测器形成一个不希望的光源的聚焦图像。然而，本专利技术旨在基于需要的条件，以便在检测器中形成光源的图像，该光源在焦点对准时，保持发散。
技术实现思路
技术问题本领域技术人员必须在相应
或范围中实施技术估计以便能够为提出的一个或多个技术问题提供技术方案，该技术问题不但在将要采用的步骤和测量和/或随后的步骤和测量中是最初必需的认识，而且也是需要的装置(单个或多个)的必须选择，如果考虑上述情况，那么下面本专利技术的发展中，将公开与此相关的技术问题。因此，当考虑现有技术时，例如上面部分地关于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体分析设备，包括：容纳气体试样的腔室（２０），光发射装置（３），用于接收通过腔室反射的光的装置（４），电子电路（５），电子电路可调整使得能够通过光谱分析来分析和确定腔室（２０）中作为气体试样（″Ｇ″）存在的选择的气体或混合气体的存在，腔室（２０）中的表面（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）提供光反射性能；此外，所述腔室提供一个或多个用于气体进出所述腔室的孔（３０），腔室设置一个延伸的形状，使所述一个或多个孔定位在腔室中位于所述光发射装置（３）和所述光接收装置（４）之间，其特征在于：所述腔室（２０）和／或腔室的一个光反射表面在所述光发射装置（３）和所述光接收装置（４）之间设置成稍微有点弯曲的形状，所述孔（３０）和／或多个孔（３０ａ，３０ｂ）在所述光发射装置（３）和所述光接收装置（４）之间延伸，并且所述孔（３０）具有的尺寸和纵向范围可使腔室中的气体试样（“Ｇ”）与另一试样进行快速交换。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯约兰埃瓦尔德马丁，
申请(专利权)人：森谢尔公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]