[发明专利]火焰离子化探测器和分析含氧测量气体的方法

说明书

在基于火焰离子化分析含氧测量气体(3)时，在存在空气(7)并在供应含氢的燃烧气体(4)的情况下，测量气体(3)在气体火焰(6)中燃烧并测量和评估从气体火焰(6)到电极(10)的离子流(I)。另外，测量气体火焰(6)的温度(T)并且利用所测量到的温度(T)补偿测量到的离子流(I)对测量气体(3)中氧气的交叉敏感性。

技术领域

本发明涉及一种火焰离子化探测器和一种分析含氧测量气体的方法。

背景技术

火焰离子化探测器(FIDs)用于测量和监测有机化合物，例如气体中的碳氢化合物，其中，含碳分子在气体火焰中被离子化并通过对电流的测量来验证。为此，在存在空气并提供氢气的情况下，测量气体中包含的碳氢化合物在燃烧器中燃烧。在燃烧时，有机结合的碳氢化合物含量被离子化。通过两个电极之间产生的电场将离子转换成离子流，然后在评估装置中对其进行测量和评估，以确定测量气体的总碳氢化合物浓度。借助于温度传感器探测气体火焰是否是燃烧的或熄灭的。

由DE 7107607 U或US 7,704,748 B2已知，通过使用例如氢气/氦气混合物或氢气/氮气混合物作为燃烧气体代替纯氢气来补偿火焰离子化探测器对氧气的交叉敏感性。由于利用这种燃烧气体混合物进行火焰离子化探测器的连续运行比较昂贵，因此，DE7107607 U提出了一种在燃烧器处针形阀或毛细管装置以避免氧气交叉敏感性，通过该针形阀或毛细管装置从燃烧器尖端内部供应一定的空气流。

为了解决相同的问题，从DE 203 20 366 U1或DE 10 2015 121 534 A1中已知一种特殊的燃烧器喷嘴，其中设有多个喷嘴开口用于形成多个火焰，或者助燃空气甚至在火焰之前通过燃烧器喷嘴中的凹口到达燃烧气体和测量气体的气体混合物中。

从US 2003/0085714 A1或US 8,587,319 B1已知，在火焰上方的区域中测量火焰离子化探测器中的温度，并根据测量到的温度调节到火焰离子化探测器的气体流入(测量气体、燃烧气体、助燃空气)，从而保持其工作点稳定。如果像从US 2003/0085714 A1中已知的那样，当火焰离子化探测器是过程气相色谱仪的一部分，并且以时间上分开的方式获得待测量的气体的组分时，则火焰离子化探测器对氧气的交叉敏感性上述问题不会得到解决或不会出现。

从DE 10 2013 205 139 B3已知，在火焰离子化探测器中结合火焰离子化探测和火焰温度分析(FTA)的测量原理并为此测量火焰的温度。通过评估测量到的离子流可确保快速响应时间。另一方面，火焰温度的评估确保了精确的测量。评估单元从两个测量值中确定一个输出值作为对测量气体中易燃物质浓度的尺度。没有公开如何将来自火焰离子化探测和火焰温度分析的两个单个结果彼此关联以形成一个输出值。并且在此，火焰离子化探测器对氧气的交叉敏感性的问题也未解决。

最后，从JP H05 119006A中已知，借助于单独的氧气计来测量测量气体中的氧气含量，并且因此补偿火焰离子化探测器的氧气交叉灵敏度。

发明内容

本发明基于以下目的，降低火焰离子化探测器对氧气的交叉敏感性，而无需氧气计、特殊的燃烧气体混合物或特殊的燃烧器喷嘴来。

根据本发明，该目的通过本发明所述的火焰离子化探测器和本发明所述的方法来实现。

根据本发明的火焰离子化探测器和方法的有利的改进方案由各个实施例得出。

因此，本发明的主题是一种火焰离子化探测器，具有：燃烧器，在存在空气并且在供应含氢燃烧气体的情况下，燃烧器用于使含氧测量气体在气体火焰中燃烧；测量装置，以测量从气体火焰到电极的离子流；评估测量到的离子流的评估装置；以及测量气体火焰的温度的温度传感器，其中，评估装置设计用于评估测量到的离子流时利用所测量到的温度补偿测量到的离子流对测量气体中氧气的交叉敏感性。