專利名稱：用于將氣體混合物可控地供應(yīng)和輸送到分析腔內(nèi)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將氣體混合物可控地供應(yīng)和輸送到分析腔內(nèi)的裝置，該裝置帶有至少一個(gè)定量配給導(dǎo)管、第一毛細(xì)管、分析腔和排出導(dǎo)管，其中，第一毛細(xì)管布置在定量配給導(dǎo)管中，氣體混合物從定量配給導(dǎo)管流入所述分析腔。
背景技術(shù)：
這種裝置例如在氣體色譜分析法或化學(xué)熒光分析領(lǐng)域是公知的?；瘜W(xué)熒光分析的測(cè)量原理基于一氧化氮與臭氧的自發(fā)反應(yīng)。一氧化氮和臭氧被轉(zhuǎn)化為二氧化氮和氧氣，其中，一部分形成的二氧化氮分子在反應(yīng)之后處于激發(fā)態(tài)。在躍遷到基態(tài)時(shí)，多余的能量以在光學(xué)上可測(cè)量的輻射的形式發(fā)出，其強(qiáng)度直接與之前在氣體混合物中存在的一氧化氮的濃度成比例。這種測(cè)量方法中的問(wèn)題由于淬滅效應(yīng)導(dǎo)致。如果部分二氧化氮分子通過(guò)與其它分子碰撞釋放其能量，那么就不釋放輻射，則出現(xiàn)這種現(xiàn)象。這種現(xiàn)像在相比校準(zhǔn)氣體改變混合氣體中的水份額或二氧化碳份額尤其明顯。用于分析氣體混合物中的NO份額的裝置例如由DE-OS 2225802公開(kāi)。在此，包含氮氧化物的氣體混合物通過(guò)布置在采樣導(dǎo)管中的毛細(xì)管薄片狀地定量配給到反應(yīng)腔中。反應(yīng)腔額外地通過(guò)第二導(dǎo)管被供入包含臭氧的反應(yīng)混合物，因此混合物在腔室中以所述的方式反應(yīng)。產(chǎn)生的輻射被測(cè)量并且由此通過(guò)光敏感的裝置確定存在的氮氧化物份額。通過(guò)抽吸泵將混合物從反應(yīng)腔輸出。這種測(cè)量可以連續(xù)地進(jìn)行。為了抑制由樣品混合氣中的二氧化碳造成的淬滅效應(yīng)，在測(cè)量?jī)?nèi)燃機(jī)廢氣時(shí)將包含大約數(shù)倍量的含氧反應(yīng)氣體輸送到反應(yīng)腔內(nèi)的樣品氣體中。通過(guò)這種稀釋?xiě)?yīng)當(dāng)能減小淬滅效應(yīng)。由DE19746446C2同樣公開(kāi)了這種稀釋措施，其中，稀釋不是在反應(yīng)腔，而是在NOx 轉(zhuǎn)化器之前進(jìn)行。NOx轉(zhuǎn)化器用于將NOx轉(zhuǎn)化為NO。隊(duì)用作稀釋氣體。然而，這兩種實(shí)施形式中的缺點(diǎn)是，通過(guò)稀釋不能完全抑制淬滅效應(yīng)，不能確保測(cè)
量精度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供抑制用于將氣體混合物可控地輸送和供給到分析腔內(nèi)的裝置，通過(guò)該裝置即便不添加稀釋氣體也能減少并且必要時(shí)完全消除淬滅效應(yīng)。該技術(shù)問(wèn)題由此解決，S卩，定量配給裝置具有流量限制器，第一毛細(xì)管在流量限制器后面布置在定量配給導(dǎo)管中，其中，在其中設(shè)置有噴嘴并且在分析腔之后通入排出導(dǎo)管中的旁路導(dǎo)管從流量限制器和第一毛細(xì)管之間的定量配給導(dǎo)管分支出。由于噴嘴與一個(gè)或多個(gè)毛細(xì)管相連接，因而導(dǎo)致通過(guò)調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)反應(yīng)腔的流量可以補(bǔ)償淬滅效應(yīng)，因?yàn)榻?jīng)過(guò)噴嘴的流量隨著氣體密度改變，而經(jīng)過(guò)毛細(xì)管的流量隨著氣體的粘度而改變。因此，通過(guò)精巧的轉(zhuǎn)換可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的流量改變，所述流量改變通過(guò)氣體混合物改變的成分獲得。這意味著，例如在二氧化碳或水份額上升時(shí)必須通過(guò)切換來(lái)提高到化學(xué)熒光分析器的反應(yīng)腔的樣品流，而在份額降低時(shí)減小樣品流。在按本發(fā)明的裝置中，經(jīng)過(guò)噴嘴的流量隨著密度的上升與密度的平方根成比例地下降，而經(jīng)過(guò)毛細(xì)管的流量隨著粘度的升高而成比例地下降。與氮?dú)庀啾?，二氧化碳具有比雜質(zhì)氣體更高的密度以及更小的粘度。因此，如果混合氣體包含較多的二氧化碳，那么經(jīng)過(guò)毛細(xì)管的流量就會(huì)上升，而同時(shí)經(jīng)過(guò)噴嘴的流量會(huì)下降。連接在上游的流量限制器用于調(diào)節(jié)體積流量以及在入口壓力恒定時(shí)根據(jù)氣體混合物的組分調(diào)節(jié)出口壓力。在本發(fā)明的一種有利的設(shè)計(jì)構(gòu)造中，流量限制器是第二毛細(xì)管。因此，以簡(jiǎn)單的方式確定了出口壓力。有利的是，噴嘴在臨界狀態(tài)運(yùn)行。在這種情況下，出口壓力變化不影響流量，因?yàn)榱髁績(jī)H僅與進(jìn)口壓力有關(guān)。分析腔優(yōu)選是化學(xué)熒光反應(yīng)器的反應(yīng)腔，因此其測(cè)量值通過(guò)毛細(xì)管和噴嘴的布置在由于存在水蒸氣或二氧化碳而粘度改變時(shí)通過(guò)提高經(jīng)過(guò)反應(yīng)腔的流量而基本上被保持相同，因?yàn)榈趸镙^小的活性被通過(guò)較大的流量補(bǔ)償。裝置優(yōu)選具有泵，該泵在分析腔后面布置在排出導(dǎo)管中，因此確保了對(duì)混合氣體的輸送。在本發(fā)明的一種重要的設(shè)計(jì)構(gòu)造中，用于導(dǎo)入稀釋氣體的稀釋通道在第一毛細(xì)管的下游匯入定量配給導(dǎo)管中。通過(guò)這種裝置可以實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償淬滅效應(yīng)，因此實(shí)現(xiàn)了高測(cè)
量精度。因此提供了一種用于將氣體混合物可控地輸送和供應(yīng)到分析腔內(nèi)的裝置，通過(guò)該裝置能夠通過(guò)提高水蒸氣或二氧化碳的份額明顯減少并且必要時(shí)完全消除出現(xiàn)的淬滅效應(yīng)。


圖1示意地示出了按本發(fā)明的用于將氣體混合物可控地輸送和供應(yīng)到分析腔內(nèi)的裝置的一種實(shí)施例，以下對(duì)該實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式附圖示出了定量配給裝置，該定量配給裝置具有定量配給導(dǎo)管2，氣體混合物可以通過(guò)入口 4流入該定量配給導(dǎo)管中。在定量配給導(dǎo)管2中設(shè)置有用于根據(jù)恒定的進(jìn)口壓力和氣體混合物的組分按規(guī)定調(diào)節(jié)輸送體積流和出口壓力的流量限制器6。分支處8位于流量限制器6的下游，旁路10在分支處從定量配給導(dǎo)管2分支出， 因此混合氣體流根據(jù)其粘度、密度和可用的導(dǎo)管2，10的橫截面積分為兩個(gè)支流。第一毛細(xì)管12在分支處8的下游布置在定量配給導(dǎo)管2中，來(lái)自定量配給導(dǎo)管的氣體混合物的支流通過(guò)該第一毛細(xì)管12流入分析腔14中，該分析腔在當(dāng)前的實(shí)施例中設(shè)計(jì)為化學(xué)熒光分析裝置的反應(yīng)腔室。支流從此流入排出導(dǎo)管16，為了進(jìn)行輸送，在該排出導(dǎo)管中設(shè)置有未示出的泵，用于提供排出導(dǎo)管16的入口 4和出口 18之間足夠的壓降。必要時(shí)，也可以沒(méi)有泵實(shí)現(xiàn)輸送。旁路10也匯入排出導(dǎo)管16中，在分支處8和匯入位置20之間在該旁路中布置噴嘴22。以下說(shuō)明工作原理，其中，作為第二毛細(xì)管的流量限制器6具有0. 3mm的內(nèi)徑和 134mm的長(zhǎng)度，第一毛細(xì)管12具有相同的內(nèi)徑，然而具有88mm的長(zhǎng)度，并且噴嘴22設(shè)計(jì)為在四9證￡1壓力時(shí)具有30ml/min體積流量的氮?dú)獾呐R界噴嘴。在運(yùn)行溫度為80°C時(shí)，由此在通過(guò)定量配給導(dǎo)管2輸送純氮?dú)獠⑶以诘诙?xì)管 6之前的入口壓力P1為eOOtJa時(shí)獲得了 60ml/min的經(jīng)過(guò)毛細(xì)管的體積流量。噴嘴22或第一毛細(xì)管12之前的壓力P2然后調(diào)節(jié)到四9. a^a。因此，經(jīng)過(guò)第一毛細(xì)管12和噴嘴22 的體積流量分別為約30ml/min。反應(yīng)腔14之后的壓力在該例子中約為30hPa，其中，該壓力通過(guò)泵的特性曲線確定，然而對(duì)之前的運(yùn)行狀態(tài)沒(méi)有影響。在這時(shí)不存在淬滅效應(yīng)，因?yàn)椴淮嬖诖銣鐨怏w?，F(xiàn)在，氣體流的組分發(fā)生改變，因此在氣體流中例如包含10%的水和10%的二氧化碳，通過(guò)按本發(fā)明的裝置這樣改變壓力和氣體流，使得經(jīng)過(guò)第一毛細(xì)管12的流量上升到32. 3ml/min，經(jīng)過(guò)第二毛細(xì)管的流量上升到62. 55ml/min，并且經(jīng)過(guò)噴嘴的流量上升到 30. 25ml/min。同時(shí)，第二毛細(xì)管之后的壓力P2提高到302. 9hPa，而入口壓力P1保持不變。 由于氣體流的粘度和密度改變的上述影響，第二毛細(xì)管6之后的壓力P2上升到302. 9證1 這意味著，經(jīng)過(guò)反應(yīng)腔的流量上升7. 67%。這種上升明顯高于通過(guò)已知的純毛細(xì)裝置實(shí)現(xiàn)的上升。業(yè)已表明，尤其在淬滅氣體水蒸氣和二氧化碳之間成比例時(shí)，流量的上升基本上與通過(guò)化學(xué)熒光測(cè)量二氧化碳時(shí)的淬滅效應(yīng)成比例，因此這種淬滅效應(yīng)可以通過(guò)按本發(fā)明的裝置得到補(bǔ)償。由于混合氣體中存在二氧化碳，密度在通過(guò)水蒸氣時(shí)下降?；旌蠚怏w的粘度由于存在兩種雜質(zhì)氣體而降低。因此，在毛細(xì)管12中由于下降的粘度產(chǎn)生了提高的流量，而在噴嘴22中流量略微上升，因?yàn)榱髁績(jī)H與密度的平方根成比例地改變并且當(dāng)前的混合氣體密度僅略微下降，其中，這種上升明顯比在并聯(lián)毛細(xì)管12的情況下更小。由此導(dǎo)致的、經(jīng)過(guò)反應(yīng)腔14的體積流的提高補(bǔ)償了通過(guò)化學(xué)熒光測(cè)量氮氧化物份額時(shí)出現(xiàn)的淬滅效應(yīng)，這在純毛細(xì)裝置中是不能實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)當(dāng)明確的是，按本發(fā)明的裝置不限于所述的實(shí)施例。因此例如可以使用其它的流體限制器或者將上述裝置用于不同于化學(xué)熒光分析裝置的反應(yīng)腔的其它分析腔。供給可以根據(jù)環(huán)境條件通過(guò)或不通過(guò)泵進(jìn)行。也可以通過(guò)額外稀釋混合氣體實(shí)現(xiàn)淬滅效應(yīng)額外的減小。
權(quán)利要求
1.一種用于將氣體混合物可控地供應(yīng)和輸送到分析腔內(nèi)的裝置，該裝置帶有至少一個(gè)定量配給導(dǎo)管，第一毛細(xì)管，該第一毛細(xì)管布置在至少一個(gè)定量配給導(dǎo)管中，分析腔，氣體混合物從定量配給導(dǎo)管流入所述分析腔；和排出導(dǎo)管，其特征在于，所述定量配給裝置具有流量限制器(6)，第一毛細(xì)管(1 在所述流量限制器后面布置在所述定量配給導(dǎo)管O)中，其中，旁路(10)在所述流量限制器(6)和所述第一毛細(xì)管(1 之間從所述定量配給導(dǎo)管( 分支出，其中，噴嘴0 布置在所述旁路中并且該旁路在所述分析腔(14)之后匯入所述排出導(dǎo)管(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于將氣體混合物可控地輸送和供給到分析腔內(nèi)的裝置，其特征在于，所述流量限制器(6)是第二毛細(xì)管。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于將氣體混合物可控地輸送和供給到分析腔內(nèi)的裝置， 其特征在于，所述噴嘴02)是臨界噴嘴。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的用于將氣體混合物可控地輸送和供給到分析腔內(nèi)的裝置，其特征在于，所述分析腔(14)是化學(xué)熒光反應(yīng)器的反應(yīng)腔。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的用于將氣體混合物可控地輸送和供給到分析腔內(nèi)的裝置，其特征在于，所述裝置具有泵，該泵在所述分析腔(14)后面設(shè)置在排出導(dǎo)管(16)中。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的用于將氣體混合物可控地輸送和供給到分析腔內(nèi)的裝置，其特征在于，用于引導(dǎo)稀釋氣體的稀釋通道在第一毛細(xì)管(1 的下游匯入所述定量配給導(dǎo)管O)。
全文摘要
在通過(guò)化學(xué)熒光測(cè)量氮氧化物時(shí)存在的淬滅氣體導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤。因此建議一種用于將氣體混合物可控地供應(yīng)和輸送到分析腔(14)內(nèi)的裝置，該裝置帶有至少一個(gè)定量配給導(dǎo)管(2)、第一毛細(xì)管(12)、分析腔(14)和排出導(dǎo)管(16)，該第一毛細(xì)管布置在所述至少一個(gè)定量配給導(dǎo)管(2)中，氣體混合物從定量配給導(dǎo)管(2)流入所述分析腔，其中，所述定量配給裝置具有流量限制器(6)，第一毛細(xì)管(12)在所述流量限制器后面布置在所述定量配給導(dǎo)管(2)中，其中，旁路(10)在所述流量限制器(6)和所述第一毛細(xì)管(12)之間從所述定量配給導(dǎo)管(2)分支出，其中，在所述旁路中布置噴嘴(22)并且該旁路在所述分析腔(14)之后匯入所述排出導(dǎo)管(16)。在這種實(shí)施形式中，淬滅效應(yīng)造成的測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤由于提高反應(yīng)室流量的裝置而得到補(bǔ)償。
文檔編號(hào)G01N33/00GK102483396SQ201080023572
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者N.克雷夫特 申請(qǐng)人:Avl排放測(cè)試系統(tǒng)有限責(zé)任公司