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PAS - Photo-Akustische Spektrometrie

Messprinzip

Ein Spiegel (Ellipsoid) fokussiert das IR-Licht in das Germanium-Fenster der PAS-Messzelle. Auf seinem Wege passiert es einen Chopper und ein optisches Filter .

Der Chopper ist eine rotierende, geschlitzte Scheibe, sodass das IR-Licht getaktet wird. Da die Wände der PAS-Messzelle stark reflektierend wirken, wird die Intensität des einfallenden Lichtes verdoppelt. Stimmt seine Frequenz mit dem Absorptionsaband des Messgases überein, werden die Gasmoleküle einen Teil des einfallenden IR-Lichtes absorbieren. Dies führt zu einer Erwärmung und damit einer Druckerhöhung des Messgases. Infolge des Taktung des IR-Lichtes ändert sich der Druck periodisch, ein akustisches Signal wird erzeugt, dass von Mikrofonen registriert wird.
Das akustische Signal ist direkt proportional der Konzentration des Gases in der PAS-Messzelle.

 

Messystem (Fa. INNOVA AirTech Instruments)

Messzyklus

1. Spülen: Eine Pumpe saugt am Probenahmepunkt durch zwei Filter Messluft an und spült das ganze Messsystem.
2. Schließen der Messzelle mit Absperrventilen
3. Das Licht der IR-Quelle wird an dem Spiegel (Ellipsoid) reflektiert, passiert erst einen rotierenden Chopper, der es taktet, und anschließend ein optisches Filter (~karussel), durch das ein schmales IR-Band ausgewählt wird.
4. Das IR-Licht wird in der Messzelle von den zu analysierenden Gasmolekülen absorbiert, wodurch die Temperatur bzw. der des Messgases ansteigt. Infolge des Pulsierens wiird der Messgasdruck periodisch verändert, ein akustisches Signal wird erzeugt.
5. Zwei Mikrifone in der Wand der Messzelle messen dieses Signal, das direkt protional der Konzentration der Messgaskomponente ist.
6. Für eine weitere Messgaskomponente wird das Filterkarussel entsprechend weiter gedreht. Dieser Schritt wird für jedes zu analysierende Messgas wiederholt.

Charakteristische Merkmale

  • Weiter Einsatzbereich für alle IR-aktiven Gase
  • Hohe Selektivität durch schmalbandige optische Filter
  • Nachweisgrenzen im ppb-Bereich (gasabhängig)
  • Drift innerhalb der Nachweisgrenzen
  • Response Time: ca. 10 sec.
  • Querempfindlichkeit: Wasserdampf absorbiert viele IR-Wellenlängen und ist praktisch immer in der Umgebungsluft vorhanden. Dahe rmuss jede Messung bzgl. dieses Untergrundes korrigiert werden. Dies kann z.B. durch ein spezielles optisches Breitband-Filter im Filterkarussel erfolgen.
    Andere im Messgas vorhanden störende Gase können in gleicher Weise berücksichtigt werden.

Anwendungen

  • Arbeitsplatzüberwachung auf Schadstoffe, Luftqualität, gefährliche Gaskonzentrationen
  • Prozessüberwachung auf zufällige Leckagen

 

 

 

 

 

 


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