[发明专利]确定气体中碳氢化合物含量的测量仪器和方法

说明书

技术领域

上述发明涉及一种确定气体中碳氢化合物含量的测量仪器和方法。

背景技术

这一类的测量仪已经公开了不同的传感器技术，用于确定可氧化气体，例如空气或者压缩空气中的油、碳氢化合物含量。例如，经常使用可电加热的半导体氧化物材料，在加热状态下该材料的电阻根据空气中包含的碳氢化合物含量发生变化。

另一种确定碳氢化合物的方法是借助催化燃烧传感器。对此，将待测量的气体流通过催化器材料制成的可加热体进行传递，在其内部存在一个加热铂线圈。碳氢化合物的浓度通过加热铂线圈和第二铂线圈的电阻变化进行确定，该变化通过催化器上碳氢化合物含量的燃烧热量进行调节。

同时还公开了一种使用火焰电离检测器的方法。对于这一类的装置而言，使气体流中的碳氢化合物燃烧，并测量火焰中两个电极之间的电离电流。

另一种方法是借助光化电离确定碳氢化合物浓度。对此，碳氢化合物使用紫外线进行照射。光线的能量必须足够高，以便电子从碳氢化合物分子中被分离出来。对其数量进行电子测量。

上述方法尤其适用于检测较高浓度的氧化气体，但无法对低于μg/m³－范围或者ppb-范围的较低浓度进行可靠的检测。

借助光化电离检测器形成的测量值仅可以间接获得测量的材料数量，因为测量值也取决于化合物的分子结构，在化学总式相同时也会存在相当大的变化。但只要待测量的化合物恒定、已经知道或者尽可能统一，则可以相对可靠地对碳氢化合物的浓度进行测量。当然，随着碳氢化合物浓度下降，其测量精度也随之下降。尤其是空气中水含量的影响会增大。随着碳氢化合物的含量下降，空气湿度的影响不断增大，无法在低于mg/m3－范围，尤其是μg/m3范围的碳氢化合物成分进行足够精确的测量。

对于压缩空气的不同应用而言，要求遵守油成分的不同极限值。油成分由下滴状油雾和油蒸汽。油雾或者油蒸汽可以通过不同的方法从压缩空气流中部分或者进一步清除。

WO2010/094750说明了一种确定气体中碳氢化合物含量的测量仪器和方法。原始气体流被分为第一气体流和第二气体流，两个气流均通过合适的测量仪进行测定。重要的是，第一气体流保持不变，第二气体流处理后输送至测量仪。碳氢化合物含量优先通过第一气体流和第二气体流的信号差加以确定。所述的技术尽管已经可以对较低的浓度进行非常可靠的测量，但该技术的可靠性仍然不足。测量仪器的故障或者可能影响测量结果的输送管故障只有在较高的时间延迟的情况下才能识别。此外，系统的故障或者受损需要较高的花费才能识别和排除，通常需要关闭整个设备。

发明内容

本发明的任务在于，创造一种用于确定气体中的油、碳氢化合物和氧化气体含量的测量仪，以便一方面可以对最低浓度进行可靠测量，另一方面不存在当前技术水平的缺点。该测量仪应具有较少的错误或者可以简单以及有效地确定测量错误和/或者故障。此外，本发明的任务还在于，提供一种相对于当前技术水平存在改进的确定气体中的油、碳氢化合物和氧化气体含量的方法。

该任务通过确定气体中碳氢化合物含量的测量仪加以解决，具有：

－将待测量的原始气体流划分为第一测量气体流和第二测量气体流的装置，

－由第一测量气体流的部分气体流生成第一对照气体流的第一对照气体装置，

－由第二测量气体流的部分气体流生成第二对照气体流的第二对照气体装置，

－测定第一测量气体流中的碳氢化合物含量并生成相应的第一测量结果的第一传感器，

－测定第二测量气体流中的碳氢化合物含量并生成相应的第二测量结果的第二传感器，

－用于测量体积流的传感器，

－用于分析两个传感器测量结果的分析装置，

其中：

－向第一传感器交替输送第一测量气体流或者由第一对照气体装置处理后的第一对照气体流，

－向第二传感器交替输送第二测量气体流或者由第二对照气体装置处理后的第二对照气体流。

此外，该任务通过一种确定气体流中碳氢化合物含量的方法借以解决，其特征在于以下方法步骤：

－将待测量的原始气体流划分为第一测量气体流和第二测量气体流，

－由第一测量气体流的部分气流形成第一对照气体流，

－由第一测量气体流的部分气流形成第二对照气体流，

－交替输送第一测量气体流或者经第一对照气体装置处理后的第一对照气体流至第一传感器，

－交替输送第二测量气体流或者经第二对照气体装置处理后的第二对照气体流至第二传感器，