Messprinzip - Siemens LDS 6 Betriebsanleitung

Technische Beschreibung
LDS 6 – In-situ Laser-Gasanalysengerät
Gerätehandbuch A5E00295893-01
6.3

Messprinzip

Das LDS 6 misst die Gaskonzentration mit Hilfe der Einzellinien-
Spektroskopie. Wenn die Absorption einer Gasmischung gegen
die Wellenlänge aufgetragen wird, lässt sich erkennen, dass die
Absorption nur bei bestimmten Wellenlängen des Spektrums
auftritt. Diese extrem schmalen Absorptionsspitzen werden als
Absorptionslinien bezeichnet, wie sie in der Abbildung unten zu
sehen sind.
Bild 6.6 Absorptionslinien
Das Messgas (in diesem Fall Ammoniak) wird dadurch erkannt,
indem es mit dem Spektrum einer integrierten Vergleichskam-
mer verglichen wird. Zur Durchführung der Absorptionslinien-
Spektroskopie arbeitet das LDS 6 mit einem Diodenlaser als Licht-
quelle, da dessen Spektralbreite enger als die Breite der Absorpti-
onslinie ist. Die Wellenlänge des Lasers kann außerdem so
gewählt werden, dass sie in der Nähe einer Absorptionslinie des
Messgases liegt. Durch Änderung von Stroms und Temperatur
wird die Wellenlänge des Lasers so abgestimmt, dass er den
engen Spektralbereich abdeckt, in dem sich die Absorptionslinie
befindet. Beim Abstimmen des Laserlichts über die Absorptionsli-
nie hinaus wird es teilweise absorbiert. Aus dem empfangenen
Lasersignal kann dann der Bereich unter der Absorptionslinie
ermittelt werden, der ein Maß für die Gaskonzentration darstellt.
Das vom Laser ausgestrahlte Licht wird in fünf Strahlen aufge-
spaltet. Der erste Strahl passiert ein Vergleichsgas und wird dann
erfasst. Dieses Vergleichssignal wird zur kontinuierlichen Eigen-
kalibrierung und Nullpunktbestimmung des Systems verwendet,
wobei Temperatur und Druck berücksichtigt werden. Der zweite
Strahl wird zur Messung der Intensität des Lasers verwendet und
stellt die Kontrollgröße mit Informationen zum Zustand des
Lasers dar. Der dritte, vierte und/oder fünfte Strahl (abhängig
davon, wie viele Kanäle verwendet werden) werden über die
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