Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 10. 10 mars 1953 - Infrarödspektrometri för driftkontroll, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
182
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 3. Intensitetskurvor för registrerad strålning vid A
ne-gativfiltermetoden, B positivfiltermetoden.
Negativfiltermetodens största fördel är att man kan
använda enkel apparatur som saknar rörliga delar och är
relativt okänslig för vibrationer. Av den strålning som
registreras av bolometrarna kan emellertid bara en bråkdel
absorberas av provet. Man mäter en liten skillnad mellan
två stora kvantiteter, och instrumentet blir härigenom
mycket känsligt för yttre förhållanden, framför allt
nätspänning och temperatur. Denna känslighet kan visserligen
minskas genom symmetrisk konstruktion av instrumentet,
men man måste dock använda spänningsregulator och
termostat.
Vid positivfiltermetoden (fig. 4) används två lika
strålningskällor 1. Det ena av strålknippena från dessa går
genom ett provkärl 2, det andra genom en
kompensationscell 3; båda passerar genom en interferenscell 4 och når
slutligen var sin detektorcell 5 fylld med det sökta ämnet
A. Detta absorberar bara strålning med våglängder inom
sitt absorptionsband, varvid det värms upp och utvidgas.
Om energiabsorptionen är olika i de båda detektorcellerna,
förskjuts membranet 6 i förhållande till en fast metallsil
som tillsammans med det bildar en kondensator.
Ändringen av dennas kapacitet registreras och förstärks.
Strålningen avbryts periodiskt samtidigt för båda
strålknippena av en slutare 8 som drivs av en motor 9.
Förstärkaren är avstämd till strålningspulsernas frekvens.
Härigenom ökas instrumentets stabilitet. Man kan ytterligare
minska dess känslighet för variationer i yttertemperaturen
genom att göra en liten läcka mellan de båda
detektorcellerna. Interferens- och kompensationscellerna har
samma funktion som vid negativfiltermetoden.
Eftersom detektorcellerna är känsliga bara för strålning
med våglängder, som absorberas av det sökta ämnet, blir
relationen mellan mätt intensitet och våglängd (fig. 3 B)
omvänd i jämförelse med motsvarande relation vid
negativfiltermetoden. Man mäter direkt intensiteten hos den
strålning som kan absorberas av det sökta ämnet, och
metoden kallas därför positivfiltermetoden.
Det är alltid önskvärt att mäta en kvantitet direkt i stället
för en liten differens mellan två mycket större kvantiteter.
Av denna anledning kan positivfiltermetoden föredras
framför negativfiltermetoden, men för den förra fordras
en mer komplicerad apparatur som är känsligare för
vibrationer. Vidare är gasmikrofonen ett betydligt dyrare
instrument än bolometrar av den typ som kan användas vid
negativfiltermetoden.
Dispersionsspektrometrar
Trots att de självfiltrerande spektrometrarna har många
egenskaper som är lämpliga för driftinstrument finns det
fall i vilka dispersionsspektrometrar av i princip samma
typ som laboratorieinstrumenten har betydande fördelar.
Ett sådant fall är t.ex. när den gas som skall bestämmas
är instabil så att filtercell inte kan användas. Ett annat är
när instrumentet skall kunna utnyttjas för bestämning av
olika ämnen vid olika tidpunkter. Utbyte av fyllning i ett
självfiltrerande instruments celler är nämligen en
ganska komplicerad process medan ett dispersionsinstrument
snabbt och lätt kan ställas om.
En annan fördel hos dispersionsinstrumenten är att man
på grund av absorptionskurvor upptagna med en
labora-toriespektrometer med ungefär samma
upplösningsförmåga som driftinstrumentets kan avgöra om analysen
kan utföras. Att dispersionsspektrometrar har mindre
upplösningsförmåga än Självfiltrerande spelar liten roll vid
analys av vätskor, då dessas absorptionsspektra saknar den
för gaser utmärkande finstrukturen.
Den viktigaste skillnaden mellan laboratorie- och
drift-spektrometrar av dispersionstyp är att de senares provkärl
skall vara ordnat för genomströmning. Vidare måste
driftinstrument vara kapslade i ett stadigt, gastätt och
explo-sionssäkert hölje. Det enklaste sättet att använda ett
sådant instrument är givetvis att ställa in det för en
våglängd vid vilken det ämne som skall bestämmas har
maximal absorption. Metoden kan användas om inga andra
av provets komponenter absorberar vid samma våglängd.
Kontrollen av en process kan då göras mycket enkel.
Man kan t.ex. placera en strålningskälla på ena sidan om
ett utloppsrör och en detektor på den andra. När
produkten visar felaktiga egenskaper ger anordningen en signal.
Efter justering av processen visar instrumentet om allt är
riktigt igen. Kontrollen blir kontinuerlig och ger utslag
ögonblickligt. Med tiden kan man kanske ordna så att
instrumentet automatiskt reglerar processen. Tyvärr finns
det emellertid i många fall ingen våglängd vid vilken en
viss komponent kan bestämmas utan störningar från andra.
I sådana fall blir metoden givetvis osäker.
En amerikansk firma har på försök modifierat en av den
tillverkad laboratoriespektrometer så att denna
automatiskt mäter provets absorption vid sex olika våglängder i
ordning efter varandra. Mätcykeln upprepas kontinuerligt.
En våglängd används för kompensation av variationer i
strålningskällans intensitet och försmutsning av
cellfönstren. Ett sådant instrument ger visserligen alla data som
behövs för att beräkna sammansättningen hos ett prov
innehållande fem komponenter, men det är mera
komplicerat och dyrare än en laboratoriespektrometer. Dessutom
fordras en ganska invecklad beräkning för omvandling av
registrerade data till koncentrationer; automatisering av
den skulle bli dyrbar.
Samma firma har konstruerat en förenklad
driftspektro-meter genom att dela spegeln il/4 i fig. 1 i två över varandra
placerade halvor som ställs i liten vinkel mot varandra.
Fig. 4. Självfiltrerande
infra-rödspektrometer enligt
posi-tivfilterprincipen; 1
strålningskälla, 2 provkärl, 3
kompensationscell, 4
interferens-cell, 5 detektorcell, 6
metall-membran, 7 elektrisk
detektor, 8 slutare för periodiskt
avbrytande av strålknippena,
9 motor.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
