[发明专利]适于对高浓度气体进行光谱分析的设备

说明书

技术领域

本发明总体涉及适用于电磁辐射且主要适于对高浓度的一种或多种气体或气体混合物进行评估的设备。

以下将结合通过借助于气量计确定气体存在的适用于气体的设备或气量计来更具体地描述本发明的实际应用，那时的所述气体以高浓度气体或气体混合物的形式出现在适于被评估且被装入或穿过测量池的气体样品中。

因此，这种适用于气体的设备呈现出：适用于电磁辐射的发射装置或传送装置，其具有用作气体样品的测量池并且意在能够限定应用于测量本身的光学测量距离的腔；从所述传送装置穿过所述光学测量距离的所述电磁辐射的探测或检测装置或探测器；以及执行光谱分析并在任何情况下连接到所述检测装置或探测器的单元。

用于检测或探测电磁辐射的所述装置适于对预期落入一光谱区域的电磁辐射具有光电灵敏性，所选取的该电磁辐射的波长分量或谱元将成为执行光谱分析的单元中的分析对象，以便在该单元中确定谱元的辐射的相对强度。

在该技术领域中，在此处指示并利用的传送装置和检测装置或探测器在现有技术中是已知的，并且执行光谱分析的单元和例如连接到该单元并呈现结果的显示单元或类似装置也是已知的，因此这些装置、单元和显示单元的结构组成不是本申请中更具体研究和图示的对象。

背景技术

与技术领域有关的方法、设备和结构以及以上提及的特点在多个不同的实施例中早就已知。

作为本发明所涉及的背景技术和技术领域的第一示例，可能提及适于对气体和/或气体混合物的样品进行光谱分析的设备，其具有：适用于电磁辐射的传送装置；采用腔的形式并用作测量池的诸如有限空间之类的空间，其意在能够限定光学测量距离；从所述传送装置经过所述光学测量距离的所述电磁辐射的检测或探测装置；以及连接到与所述检测装置相关的一个或多个光电探测器的、对气体样品执行光谱分析的单元，所述一个或多个光电探测器具有相关联的光接收和/或光敏部分，例如芯片。

检测电磁辐射的所述装置以光电方式适于对预期落入一光谱区域内的电磁辐射具有灵敏性，所选择的该光谱区域的波长分量或谱元将成为执行光谱分析的所述单元中的分析对象，用于在该单元中确定谱元的相关波长部分和所选波长部分的相对辐射强度。

参考美国专利公开US-A-5 009 493、德国专利公开DE-A1-4 110 653、美国专利公开US-A-5 268 782以及美国专利公开US-A-4 029 521。

作为此处所指示的用于分析气体样品的设备的更具体的第一示例，参考已公布的国际专利申请No.PCT/SE99/00145(WO 99/41 592-A1)的内容，其包括：用于制造与气体传感器相关的探测器的方法以及采用该方式制造的探测器。

作为此处所指示的设备的更具体的第二示例，参考已公布的公开号为WO 97/18460-A1的国际专利申请。

作为此处所指示的设备的第三具体示例，参考已公布的公开号为WO98/09152 A1的国际专利申请的内容。

另外，参考公开号为WO 01/81 901 A1的国际专利申请的内容。

关于与本发明相关的特性，可以提及：已知在小且非常小浓度的气体中相关波段的谱元的相对辐射强度较低，并且得到的结果显示出呈现较大的误差幅度。

在已知的用于光谱分析的单元中，通常需要最小(高)浓度的气体，一方面用于确定相关气体，另一方面用于评估其中的气体的相关浓度。

已知：以直角向带通滤波器供应具有大的波长范围的电磁或光学辐射，并且在该滤波器内创建先决条件，用于使所选择的小波长范围通过，并到达光电探测器，以便在具有诸如芯片之类的、其光接收和光敏部分的该探测器和所连接的用于执行光谱分析的单元中评估窄或小波长范围的强度和/或其相对强度。

通常，在通过所选波长范围的光谱分析进行的气体测试分析中已知，不同的标准会提供精度有所变化的不同的测量结果。

因此，早先就已知：

a、选择给传送装置提供高功率通常能提高测量结果的精度，

b、当利用脉冲技术时，能够周期性地激励传送装置，从而创造用于允许探测器的芯片在激励脉冲之间冷却的先决条件，

c、在低浓度的应用中，通过在传送装置与探测器的芯片之间增大通过气体样品的测量距离，来提高测量结果的精确性，

d、气体样品中的不同气体提供处于不同频率和/或频段的不同的明显吸收谱，

e、气体样品中的不同气体在不同频率和/或频段处提供多个明显的吸收谱，

f、可以将处于过压之下的气体样品校正为大气压，以提高测量结果的精度，