DE19632607A1 - Meßeinrichtung - Google Patents

Meßeinrichtung

Info

Publication number
DE19632607A1
DE19632607A1 DE19632607A DE19632607A DE19632607A1 DE 19632607 A1 DE19632607 A1 DE 19632607A1 DE 19632607 A DE19632607 A DE 19632607A DE 19632607 A DE19632607 A DE 19632607A DE 19632607 A1 DE19632607 A1 DE 19632607A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
intensity
combustion
radiation
fluorescence
measuring device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19632607A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19632607C2 (de
Inventor
Klaus Wahl
Juergen Dr Steinwandel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Dornier GmbH
Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dornier GmbH, Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR filed Critical Dornier GmbH
Priority to DE19632607A priority Critical patent/DE19632607C2/de
Priority to PCT/EP1997/004244 priority patent/WO1998007028A1/de
Priority to GB9807811A priority patent/GB2320568B/en
Publication of DE19632607A1 publication Critical patent/DE19632607A1/de
Priority to US09/055,869 priority patent/US6008895A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19632607C2 publication Critical patent/DE19632607C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • G01N21/72Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited using flame burners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
    • F23N2225/26Measuring humidity
    • F23N2225/30Measuring humidity measuring lambda
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22Fuels, explosives
    • G01N33/225Gaseous fuels, e.g. natural gas

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur Bestimmung von Stöchiometrieverhältnissen bei der Verbrennung von Kohlen­ wasserstoffen.
Die bislang bekannten Meßeinrichtungen zur Bestimmung von Stöchiometrieverhältnissen bei der Verbrennung von Kohlen­ wasserstoffen arbeiten alle mehr oder weniger zufrieden­ stellend, da bislang kein Verfahren gefunden wurde, welches zuverlässige Aussagen über die Stöchiometrieverhältnisse zuläßt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßein­ richtung zu schaffen, welche in einfacher und zuverlässiger Weise die Bestimmung von Stöchiometrieverhältnissen bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen erlaubt.
Diese Aufgabe wird bei einer Meßeinrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Sensor für die Erfassung einer Intensität einer ersten Fluoreszenzstrahlung von bei der Verbrennung entstehenden C-H-Molekülfragmenten und ein Sensor für die Erfassung einer Intensität einer zweiten Fluoreszenzstrahlung von bei der Verbrennung entstehenden, ausschließlich C-Atome umfassenden Molekülfragmenten vorgesehen sind, daß die Sensoren aufgrund der ersten und der zweiten Fluoreszenzstrahlung ein inten­ sitätsabhängiges erstes bzw. zweites Sensorsignal erzeugen und daß eine Auswerteschaltung vorgesehen ist, welche aus einem Verhältnis der Intensitäten der ersten und zweiten Fluoreszenzstrahlung zueinander ein einem Stöchiometrie­ verhältnis entsprechendes Ausgangssignal erzeugt.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß diese ein sehr einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Bestimmung des Stöchiometrieverhältnisses darstellt, da die Intensität der ausschließlich C-Atome umfassenden Molekül­ fragmente bezogen auf die Intensität der Fluoreszenz der C-H-Mole­ külfragmente ein genaues Maß für die Stöchiometriever­ hältnisse, insbesondere die Stöchiometriezahl darstellt.
Bei den ausschließlich C-Atome umfassenden Molekülfragmenten wird vorzugsweise bei üblichen Drucken die Fluoreszenz der C₂-Molekülfragmente, das heißt der Kohlenstoffdimere, detek­ tiert, bei Verbrennungen von Kohlenwasserstoffen unter höheren Drucken, das heißt oberhalb 3 bar kann alternativ zur Fluoreszenz von C₂-Molekülfragmenten die Fluoreszenz von C₃-Mole­ külfragmenten, das heißt Kohlenstofftrimeren, detektiert.
In beiden Fällen sind jedoch die ausschließlich C-Atome umfassenden Molekülfragmente ein empfindliches Maß für die Stöchiometrieverhältnisse.
Da bei einer Verbrennung von Kohlenwasserstoff nicht nur die Fluoreszenz der Molekülfragmente detektiert wird, sondern auch die sogenannte Untergrundstrahlung, welche beispiels­ weise durch thermische Strahlung entsteht, ist Untergrund­ strahlung mit einer erheblichen Intensität vorhanden. Aus diesem Grund sieht ein besonders vorteilhaftes Ausführungs­ beispiel der erfindungsgemäßen Lösung einen Sensor für die Erfassung einer Intensität von bei der Verbrennung entstehen­ der Untergrundstrahlung vor und ferner daß der Sensor ein intensitätsabhängiges drittes Sensorsignal erzeugt und die Auswerteschaltung vor der Bildung des Verhältnisses der der bei den Wellenlängen der ersten und zweiten Fluoreszenz­ strahlung der Molekülfragmente gemessenen Intensitäten diese hinsichtlich der Intensität der Untergrundstrahlung korri­ giert.
Damit ist die erfindungsgemäße Bestimmung des Stöchiometrie­ verhältnisses noch weiter verbessert, da die Verfälschung der gemessenen Intensitäten bei der Wellenlänge der Fluoreszenz der Molekülfragmente durch die Untergrundstrahlung entfällt.
Die die erste und zweite Fluoreszenzstrahlung und die Unter­ grundstrahlung erfassenden Sensoren können unterschiedliche Sensoren sein, mit welchen gleichzeitig die Intensität meßbar ist. Es ist aber auch denkbar einen Sensor zu verwenden und diesen zur Messung der jeweiligen Intensitäten zeitlich nach­ einander mit der ersten und der zweiten Fluoreszenzstrahlung sowie der Untergrundstrahlung zu beaufschlagen.
Die Korrektur der Intensitäten kann auf beliebig komplexe Art und Weise erfolgen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Auswerteschaltung von dem ersten und dem zweiten Sensor­ signal das dritte Sensorsignal subtrahiert und somit in erster Näherung den Einfluß der Untergrundstrahlung elimi­ niert.
Die Bestimmung der Intensität der Untergrundstrahlung kann dabei in unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. So wäre es beispielsweise möglich, unmittelbar neben der jeweils gemessenen Fluoreszenzbande die Untergrundstrahlung zu bestimmen.
Eine besonders einfache Lösung sieht jedoch vor, daß der dritte Sensor die Intensität der Untergrundstrahlung bei einer Wellenlänge zwischen derjenigen der Fluoreszenz­ strahlung der C-H-Molekülfragmente und derjenigen der aus­ schließlich C-Atome umfassenden Molekülfragmente erfaßt. Diese Messung stellt eine gute näherungsweise Bestimmung der jeweiligen Untergrundstrahlung dar.
Hinsichtlich der Erfassung der Fluoreszenz durch die Sensoren wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht. So wäre es beispielsweise denkbar, die Sensoren so anzu­ ordnen, daß diese die Fluoreszenz bei der Verbrennung der Kohlenwasserstoffe direkt detektieren.
Besonders zweckmäßig ist jedoch, wenn die bei der Verbrennung entstehende Fluoreszenz über einen Lichtleiter den Sensoren zugeführt wird, da damit die Möglichkeit besteht, die Sensoren im Abstand und somit einem thermisch günstigeren Bereich von der Verbrennung anzuordnen.
Um ferner auch den Lichtleiter vor den hohen Temperaturen bei der Verbrennung zu schützen, ist vorzugsweise vorgesehen, daß vor einem der Verbrennung zugewandten vorderen Ende des Lichtleiters ein Schutzfenster angeordnet ist, durch ein derartiges Schutzfenster läßt sich auch der Lichtleiter vor zu hohen Temperaturen schützen.
Eine besonders günstige Lösung sieht vor, daß die Fluoreszenz durch einen einzigen Lichtleiter erfaßt und mittels einer sich an den Lichtleiter anschließenden Verzweigung ist. Diese Lösung hat den großen Vorteil, daß zunächst mittels des einzigen Lichtleiters die jeweils erfaßte Fluoreszenz aus dem selben Raumwinkel erfaßt wird und sich somit lokale Unter­ schiede der Verbrennung nicht auf die Intensität der ersten und zweiten Fluoreszenz oder des Untergrundes auswirken, und andererseits den Vorteil, daß ein räumlich äußerst begrenzter optischer Zugang zur Erfassung der Fluoreszenz der Ver­ brennung beispielsweise in einem Brennraum erforderlich ist.
Hinsichtlich der Bestimmung der von den jeweiligen Sensor zu detektierenden Fluoreszenz wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß ein wellenlängenselektives Element zur Festlegung der für den jeweiligen Sensor vorgesehenen Strahlung vorgesehen ist, so daß lediglich die ausgewählte Strahlung auf den Sensor trifft und die übrige Strahlung ausgeblendet wird.
Das wellenlängenselektive Element kann prinzipiell beliebig ausgebildet sein. Beispielsweise ist es denkbar, als wellen­ längenselektives Element ein Prisma oder ein optisches Gitter vorzusehen. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung möglichst einfach konzipiert sein soll, ist es besonders vorteilhaft, wenn das wellenlängenselektive Element ein optisches Band­ filter ist.
Um eine möglichst gute Filtercharakteristik und eine möglichst starke Unterdrückung der unerwünschten Strahlung zu erhalten, ist vorzugsweise vorgesehen, daß das optische Band­ filter ein Interferenzfilter ist.
Die erfindungsgemäße Lösung betrifft jedoch nicht nur eine Meßeinrichtung, sondern die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch bei einer Regeleinrichtung zum Regeln einer Verbrennung von Kohlenwasserstoffen mit einem Oxidator in stöchio­ metrischen Verhältnissen, umfassend eine Reglerschaltung und mindestens ein von dieser ansteuerbares Steuerventil zur Steuerung einer Zufuhr von Kohlenwasserstoffen oder von Oxidator zur Verbrennung, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reglerschaltung als Eingangssignal ein Ausgangssignal einer vorstehend beschriebenen Meßeinrichtung zur Bestimmung von Stöchiometrieverhältnissen erhält.
Darüber hinaus wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch ein Meßverfahren zur Bestimmung von Stöchiometriever­ hältnissen bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen gelöst, bei welchem erfindungsgemäß eine Intensität der Fluoreszenzstrahlung von bei der Verbrennung entstehenden C-H-Mole­ külfragmenten und eine Intensität der Fluoreszenz­ strahlung von bei der Verbrennung entstehenden, ausschließ­ lich C-Atome umfassenden Molekülfragmenten gemessen wird und aus dem Verhältnis der Intensitäten der Fluoreszenzstrahlung das Stöchiometrieverhältnis bei der Verbrennung bestimmt wird.
Das erfindungsgemäße Meßverfahren hat dieselben Vorteile, wie im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung erläutert.
Auch hier ist es besonders zweckmäßig, wenn die bei der Wellenlänge der Fluoreszenzstrahlung der Molekülfragmente gemessenen Intensitäten hinsichtlich der Intensität der bei der Verbrennung entstehenden Untergrundstrahlung korrigiert werden, so daß die dadurch bedingte Verfälschung der tat­ sächlich gemessenen Intensitäten durch die Untergrund­ strahlung sich nicht auf die Genauigkeit des Meßergebnisses auswirkt.
Die Intensität der Untergrundstrahlung kann in unterschied­ lichster Art und Weise ermittelt werden. Ein möglichst präzises Vorgehen wäre es, die Untergrundstrahlung jeweils unmittelbar neben der Wellenlänge der gemessenen Fluoreszenz­ strahlung zu ermitteln. Eine vereinfachte Lösung sieht jedoch vor, daß die Intensität der Untergrundstrahlung zwischen den Wellenlängen der detektierten Fluoreszenzstrahlungen der Molekülfragmente gemessen wird.
Um ein möglichst großes, durch die Fluoreszenzstrahlung bedingtes Signal zu erhalten, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die integrale Intensität der Fluoreszenz einer Schwingungsbande einer Molekülschwingung des jeweiligen Molekülfragments gemessen wird, da damit sich das Verhältnis der gemessenen Intensität relativ zu Untergrundstrahlung noch zusätzlich verbessert und auch bei Korrektur der Untergrund­ strahlung der hierdurch stets noch vorhandene Fehler sich möglichst gering auswirkt.
Hinsichtlich der Intensität der ausschließlich C-Atome um­ fassenden Molekülfragmente bestehen mehrere Möglichkeiten. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß die Intensität der Fluoreszenz von C₂-Molekülfragmenten gemessen wird, was vor­ zugsweise bei Verbrennungen bei üblichen niedrigen Drucken erfolgt. Alternativ dazu ist vorgesehen, daß - insbesondere bei Verbrennungen von Kohlenwasserstoffen unter hohen Drucken die Intensität der Fluoreszenz von C₃-Molekülfragmente ge­ messen wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Dar­ stellung eines Ausführungsbeispiels.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung zum Regeln einer Verbrennung von Kohlenwasserstoffen in stöchiometrischen Verhältnissen und
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Spektrums der Fluoreszenz von Molekülfragmenten bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Ausführungsbeispiel einer als Ganzes mit 10 bezeichneten Meßeinrichtung zur Bestimmung von stöchiometrischen Verhältnissen bei der Verbrennung von durch eine Zufuhreinrichtung 12 einem Brennraum 14 zugeführten Kohlenwasserstoffen mit einem über eine Zufuhreinrichtung 16 zugeführten Oxidator umfaßt insgesamt drei Photodetektoren 18, 20, und 22 zur Detektion unterschiedlicher Fluoreszenz­ banden der bei der Verbrennung der Kohlenwasserstoffe im Brennraum 14 entstehenden Fluoreszenzstrahlung 24. Die Fluoreszenzstrahlung 24 tritt über ein Schutzfenster 26, welches beispielsweise aus Al₂O₃ transluszent oder Al₂O₃ Modi­ fikation Rubin besteht, in ein erstes Ende 28 eines als Ganzes mit 30 bezeichneten Lichtleiters ein, dessen zweites Ende 32 mit einem Strahlteiler 34 verbunden ist, der die Fluoreszenz zu gleichen Teilen, also in den Verhältnissen 1/3 /1/3 /1/3 auf drei Lichtleiter 38, 40, 42 aufteilt, die die Fluoreszenz dann zu den Photodetektoren 18, 20 und 22 führen, wobei jedem der Photodetektoren 18, 20 und 22 ein Interferenzfilter 48, 50, 52 vorgeschaltet ist, welches einen bestimmten Wellenlängenbereich der Fluoreszenz zur Detektion durch den jeweiligen Photodetektor 18, 20, 22 passieren läßt.
Das Fluoreszenzspektrum der von der erfindungsgemäßen Meßein­ richtung detektierten Molekülfragmente, die bei der Ver­ brennung von Kohlenwasserstoff entstehen, zeigt eine Vielzahl von Spektrallinien, wobei im in Fig. 2 dargestellten sicht­ baren Bereich Fluoreszenzbanden des Kohlenstoffdimermoleküls C₂ entsprechend den jeweiligen Molekülschwingungsbanden auf­ treten. Dies sind die Fluoreszenzbanden C₂,0-1, C₂,0-0, C₂,1-0 und C₂,2-0.
Ferner treten Fluoreszenzbanden von CH-Molekülfragmenten auf.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfaßt der erste Sensor 18 die Intensität der Fluoreszenzstrahlung der CH,0-0-Bande von bei der Verbrennung entstehenden CH-Molekülfragmenten, bei­ spielsweise bei 431,5 nm. Hierzu ist das Interferenzfilter 48 so gewählt, daß dieses im wesentlichen die gesamte CH-Fluoreszenz­ bande bei 431,5 nm in Transmission durchläßt, jedoch die danebenliegende C₂,2-0 Bande abtrennt.
Der zweite Photodetektor 20 erfaßt die Intensität der Fluoreszenzstrahlung der C₂,0-0 Bande bei 516,5 nm, wobei das Interferenzfilter 50 genau so gelegt wird, daß es im wesent­ lichen die gesamte Bande in Transmission durchläßt.
Der dritte Photodetektor 22 dient dazu, die einen Untergrund u bildende thermische Strahlung zu erfassen. Beispielsweise liegt das Interferenzfilter 52 bei einer Wellenlänge von 495 nm und mißt somit den Untergrund neben der C₂,0-0 Fluoreszenzbande, welcher im wesentlichen dem Untergrund u der CH-Bande gleichgesetzt werden kann.
Jeder der Photodetektoren 18, 20 und 22 erzeugt ein der Intensität der jeweiligen Fluoreszenz proportionales Aus­ gangssignal S₁, S₂, S₃ und gibt dieses an eine Auswerte­ schaltung 54, welche die von dem ersten Sensor 18 und dem zweiten Sensor 20 gemessene Intensität bei der C₂,0-0 Bande und der CH,0-0-Bande bezüglich des Untergrundes korrigiert, wobei im einfachsten Fall das die Intensität des Untergrundes u von der von dem ersten Photodetektor 18 und dem zweiten Photodetektor 20 gemessenen Intensität abgezogen wird.
Anschließend bildet die Auswerteschaltung 54 ein Verhältnis der korrigierten Intensitäten der Fluoreszenz der C₂,0-0 Fluoreszenzbande und der CH,0-0-Fluoreszenzbande.
Vorzugsweise erfolgt dies in der Auswerteschaltung 54 auf digitalem Weg, das heißt, daß die Ausgangssignale S₁, S₂, S₃ der Photodetektoren 18, 20 und 22 digitalisiert werden und dann mit einem in der Auswerteschaltung 54 vorgesehenen Mikrocomputer weiterverarbeitet werden.
Das Verhältnis der Intensität der C₂,0-0 Bande zur Intensität der CH,0-0-Bande bei 431,5 nm ergibt ein Maß für das Stöchio­ metrieverhältnis bei der Verbrennung im Brennraum, da eine relativ zur CH,0-0-Bande intensive C₂,0-0 Bande ein Indiz für ein zu fettes Gemisch, das heißt die Verbrennung von Kohlen­ wasserstoff im Überschuß darstellt.
Eine derartige erfindungsgemäße Meßeinrichtung 10 läßt sich vorzugsweise auch im Zusammenhang mit einer Regeleinrichtung 100 einsetzen, welche eine Reglerschaltung 102 aufweist, die ihrerseits ein Zufuhrventil 104 der Zufuhreinrichtung 12 für den Kohlenwasserstoff und ein Ventil 106 der Zufuhreinrich­ tung für den Oxidator 16 steuert. Diese Reglerschaltung 102 wird vorzugsweise mit dem Ausgangssignal A der Auswerte­ schaltung 54 gespeist, wobei dieses Ausgangssignal ein Maß für das Stöchiometrieverhältnis der Verbrennung der Kohlen­ wasserstoffe in dem Brennraum 14 darstellt. Je nach dem, in welchem Bereich das Stöchiometrieverhältnis liegt, besteht die Möglichkeit, die Zufuhr des Kohlenwasserstoffs über das Zufuhrventil 104 oder des Oxidators über das Zufuhrventil 106 oder beide so zu regeln, daß ein möglichst ideales Stöchio­ metrieverhältnis bei der Verbrennung im Brennraum 14 vor­ liegt.

Claims (17)

1. Meßeinrichtung zur Bestimmung von Stöchiometriever­ hältnissen bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (18) für die Erfassung einer Intensität einer ersten Fluoreszenzstrahlung von bei der Verbrennung ent­ stehenden C-H-Molekülfragmenten (C-H, 0-0) und ein Sensor (20) für die Erfassung einer Intensität einer zweiten Fluoreszenzstrahlung von bei der Verbrennung entstehenden ausschließlich C-Atome umfassenden Molekül­ fragmenten (C₂,0-0) vorgesehen sind, daß die Sensoren (18, 20) aufgrund der ersten und zweiten Fluoreszenz­ strahlung ein intensitätsabhängiges erstes (S1) bzw. zweites (S2) Sensorsignal erzeugen und daß eine Aus­ werteschaltung (54) vorgesehen ist, welche aus einem Verhältnis der Intensitäten der ersten und zweiten Fluoreszenzstrahlung zueinander ein einem Stöchiometrie­ verhältnis entsprechendes Ausgangssignal (A) erzeugt.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (22) für die Erfassung einer Intensität von bei der Verbrennung entstehender Untergrundstrahlung (U) vorgesehen ist, daß der Sensor (22) ein intensitäts­ abhängiges drittes Sensorsignal (S3) erzeugt und daß die Auswerteschaltung vor der Bildung des Verhältnisses der bei den Wellenlängen der ersten und zweiten Fluoreszenz­ strahlung der Molekülfragmente gemessenen Intensitäten diese hinsichtlich der Intensität der Untergrundstrah­ lung (U) korrigiert.
3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (54) von dem ersten (S1) und dem zweiten Sensorsignal (S2) das dritte Sensorsignal (S3) subtrahiert.
4. Meßeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der dritte Sensor die Intensität der Untergrundstrahlung bei einer Wellenlänge zwischen demjenigen der ersten Fluoreszenzstrahlung der C-H-Mole­ külfragmente und derjenigen der zweiten ausschließlich C-Atome umfassenden Molekülfragmente erfaßt.
5. Meßeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Verbrennung ent­ stehende Fluoreszenz (24) über einen Lichtleiter (30) den Sensoren (18, 20, 22) zugeführt wird.
6. Meßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor einem der Verbrennung zugewandten vorderen Ende (28) des Lichtleiters (30) ein Schutzfenster (26) ange­ ordnet ist.
7. Meßeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fluoreszenz durch einen einzigen Lichtleiter (30) erfaßbar und mittels einer Verzweigung (34) in einen Zweig für das Erfassen der ersten Fluores­ zenz, einen Zweig für das Erfassen der zweiten Fluores­ zenz und einen Zweig für das Erfassen des Untergrundes aufteilbar ist.
8. Meßeinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein wellenlängenselektives Element (48, 50, 52) zur Festlegung der für den je­ weiligen Sensor (18, 20, 22) vorgesehenen Strahlung vor­ gesehen ist.
9. Meßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das wellenlängenselektive Element ein optisches Bandfilter (48, 50, 52) ist.
10. Meßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bandfilter ein Interferenzfilter (48, 50, 52) ist.
11. Regeleinrichtung zum Regeln einer Verbrennung von Kohlenwasserstoffen mit einem Oxidator in stöchiome­ trischen Verhältnissen, umfassend eine Reglerschaltung und mindestens ein von dieser angesteuertes Steuerventil zur Steuerung einer Zufuhr von Kohlenwasserstoffen oder Oxidator zur Verbrennung, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglerschaltung als Eingangssignal ein Ausgangs­ signal einer Meßeinrichtung zur Bestimmung von Stöchio­ metrieverhältnissen gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 erhält.
12. Meßverfahren zur Bestimmung von Stöchiometrieverhält­ nissen bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Intensität einer ersten Fluoreszenzstrahlung von bei der Verbrennung entstehen­ den C-H-Molekülfragmenten und eine Intensität einer zweiten Fluoreszenzstrahlung von bei der Verbrennung entstehenden ausschließlich C-Atome umfassenden Molekül­ fragmenten gemessen wird und aus dem Verhältnis der Intensitäten der ersten und zweiten Fluoreszenzstrahlung das Stöchiometrieverhältnis bei der Verbrennung bestimmt wird.
13. Meßverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Wellenlänge der Fluoreszenzstrahlung der Molekülfragmente gemessenen Intensitäten hinsichtlich der Intensität der bei der Verbrennung entstehenden Untergrundstrahlung korrigiert werden.
14. Meßverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Untergrundstrahlung zwischen den Wellenlängen der detektierten Fluoreszenzstrahlung der Molekülfragmente gemessen wird.
15. Meßverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die integrale Intensität der Fluo­ reszenz (C-H,0-0, C₂,0-0) einer Schwingungsbande einer Molekülschwingung des jeweiligen Molekülfragments ge­ messen wird.
16. Meßverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Fluoreszenz von C₂-Molekülfragmenten gemessen wird.
17. Meßverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Intensität der Fluoreszenz der C₃-Molekülfragmente gemessen wird.
DE19632607A 1996-08-13 1996-08-13 Meßeinrichtung und Meßverfahren zur Bestimmung von Stöchiometrieverhältnissen bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen und Verwendung der Meßeinrichtung Expired - Fee Related DE19632607C2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19632607A DE19632607C2 (de) 1996-08-13 1996-08-13 Meßeinrichtung und Meßverfahren zur Bestimmung von Stöchiometrieverhältnissen bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen und Verwendung der Meßeinrichtung
PCT/EP1997/004244 WO1998007028A1 (de) 1996-08-13 1997-08-05 Messeinrichtung
GB9807811A GB2320568B (en) 1996-08-13 1997-08-05 Measuring device
US09/055,869 US6008895A (en) 1996-08-13 1998-04-06 Stoichiometric ratio measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19632607A DE19632607C2 (de) 1996-08-13 1996-08-13 Meßeinrichtung und Meßverfahren zur Bestimmung von Stöchiometrieverhältnissen bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen und Verwendung der Meßeinrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19632607A1 true DE19632607A1 (de) 1998-02-19
DE19632607C2 DE19632607C2 (de) 2001-07-19

Family

ID=7802518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19632607A Expired - Fee Related DE19632607C2 (de) 1996-08-13 1996-08-13 Meßeinrichtung und Meßverfahren zur Bestimmung von Stöchiometrieverhältnissen bei der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen und Verwendung der Meßeinrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6008895A (de)
DE (1) DE19632607C2 (de)
GB (1) GB2320568B (de)
WO (1) WO1998007028A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19827554A1 (de) * 1998-06-20 1999-12-30 Schott Glas Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Alkaliabgabe von Glasbehältern für medizinische Zwecke
DE10330819B4 (de) * 2003-07-04 2005-04-28 Iav Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP2784392A1 (de) * 2013-03-25 2014-10-01 Hitachi Zosen Inova AG Verfahren zur Verbrennung von Feststoff in einer Müllverbrennungsanlage

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6744503B2 (en) * 2001-12-20 2004-06-01 Philip Morris Incorporated Monitoring of vapor phase polycyclic aromatic hydrocarbons

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4444169A (en) * 1981-11-11 1984-04-24 Hitachi, Ltd. Air-fuel ratio controlling device for internal combustion engines
US4896965A (en) * 1988-09-14 1990-01-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Real-time alkali monitoring system
DE4305645A1 (de) * 1993-02-24 1994-08-25 Rwe Entsorgung Ag Verfahren zur Ermittlung charakteristischer Eigenschaften von Radikale bildenden Prozessen
DE4402310A1 (de) * 1994-01-27 1995-08-03 Iav Gmbh Optische Sonde zur Erfassung von Intensität und Spektrum von zyklischen Verbrennungsvorgängen, vorzugsweise in Brennräumen von Verbrennungsmotoren

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3887280A (en) * 1970-04-28 1975-06-03 Ici Ltd Analytical apparatus and method of analysis
US4078178A (en) * 1977-01-03 1978-03-07 Kevex Corporation Dynamic background subtraction circuit
US4300834A (en) * 1980-05-22 1981-11-17 Baird Corporation Inductively coupled plasma atomic fluorescence spectrometer
US4392236A (en) * 1981-03-16 1983-07-05 Guardsman Chemicals, Inc. System and method of migratory animal identification by fluorescence spectroscopy of element coded implanted tags, and tags used therein
US4415264A (en) * 1981-06-25 1983-11-15 The Perkin-Elmer Corporation Spectrophotometer gas control system
US4479499A (en) * 1982-01-29 1984-10-30 Alfano Robert R Method and apparatus for detecting the presence of caries in teeth using visible light
US4549080A (en) * 1983-06-17 1985-10-22 Infrared Industries, Inc. Double-pass flue gas analyzer
US4692875A (en) * 1984-06-22 1987-09-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Metal alloy identifier
US4718028A (en) * 1986-02-18 1988-01-05 Hughes Aircraft Company Extremely high speed, real-time background filter for radiation detectors
US4959549A (en) * 1986-11-28 1990-09-25 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Determination of properties of coal
US5473162A (en) * 1987-10-26 1995-12-05 Baylor University Infrared emission detection of a gas
US5333487A (en) * 1991-11-15 1994-08-02 Hughes Aircraft Company Spark-excited fluorescence sensor
US5840582A (en) * 1995-06-07 1998-11-24 Shell Oil Company Method for determining the hydrogen-to-carbon ratio in a liquid hydrocarbon fraction and use thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4444169A (en) * 1981-11-11 1984-04-24 Hitachi, Ltd. Air-fuel ratio controlling device for internal combustion engines
US4896965A (en) * 1988-09-14 1990-01-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Real-time alkali monitoring system
DE4305645A1 (de) * 1993-02-24 1994-08-25 Rwe Entsorgung Ag Verfahren zur Ermittlung charakteristischer Eigenschaften von Radikale bildenden Prozessen
DE4402310A1 (de) * 1994-01-27 1995-08-03 Iav Gmbh Optische Sonde zur Erfassung von Intensität und Spektrum von zyklischen Verbrennungsvorgängen, vorzugsweise in Brennräumen von Verbrennungsmotoren

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 2-212746 A, in Patents Abstracts of Japan, P-1129, 7. November 1990, Vol. 14/No. 508 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19827554A1 (de) * 1998-06-20 1999-12-30 Schott Glas Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Alkaliabgabe von Glasbehältern für medizinische Zwecke
DE19827554C2 (de) * 1998-06-20 2001-07-26 Schott Glas Verfahren zum Ermitteln der späteren Alkaliabgabe von Glasbehältern für medizinische Zwecke in eine darin befindliche Lösung bei der Herstellung der Glasbehälter und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10330819B4 (de) * 2003-07-04 2005-04-28 Iav Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
EP2784392A1 (de) * 2013-03-25 2014-10-01 Hitachi Zosen Inova AG Verfahren zur Verbrennung von Feststoff in einer Müllverbrennungsanlage

Also Published As

Publication number Publication date
US6008895A (en) 1999-12-28
GB2320568B (en) 2000-07-26
GB2320568A (en) 1998-06-24
GB9807811D0 (en) 1998-06-10
WO1998007028A1 (de) 1998-02-19
DE19632607C2 (de) 2001-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009042323B4 (de) Optischer Kodierer
DE60013258T2 (de) Faseroptischer sensor mit photochromatischem wandler und methode zu seiner anwendung
DE2905630C2 (de) Optische Meßeinrichtung
DE3417176C2 (de) Photoelektrische Meßeinrichtung
DE2552541A1 (de) Gleichzeitige durchlaessigkeit periodischer spektralkomponenten durch vielfach interferometrische geraete
DE3904898A1 (de) Optischer kodierer
DE3811178A1 (de) Mit lichtleitfasern arbeitender druck- oder verschiebungsfuehler
DE102015218539B4 (de) Optische Positionsmesseinrichtung
DE3808235A1 (de) Mit lichtleitfasern arbeitende fuehleranordnung
EP0427037A2 (de) Nichtdispersiver Infrarot-Gasanalysator zur gleichzeitigen Messung der Konzentration mehrerer Komponenten einer Gasprobe
DE3215959A1 (de) Faseroptische messanordnung
EP0256280A2 (de) Anordnung zur zeitlich aufgelösten optischen Rückstreumessung an Lichtwellenleitern
DE3834676C2 (de)
DE3136448A1 (de) "faseroptisches messgeraet"
DE3412192A1 (de) Verfahren zur eliminierung von messfehlern bei der fotometrischen analyse
DE19632607A1 (de) Meßeinrichtung
DE19726935A1 (de) Optische Positionsmeßeinrichtung
DE10017946A1 (de) Faserlaser-Sensor
EP1141663A1 (de) Fibre bragg grating sensors for measuring a physical magnitude
EP0418588B1 (de) Auswerteverfahren für Glasdosimeter
DE102004038239A1 (de) Luftfeder mit integrierter optischer Höhenstandssensorik
DE3528294A1 (de) Verfahren zur faseroptischen, spektral kodierten uebertragung des wertes einer veraenderlichen physikalischen messgroesse
DE2914534A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur messung des betrags der reduktion eines rasterfilms
DE3007453A1 (de) Spektralphotometer fuer die doppelwellenlaengen-spektrophometrie
WO2000036401A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur auswertung von spektroskopischen messungen an festen materialien mit räumlich und/oder zeitlich variierenden oberflächen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V., 5

8181 Inventor (new situation)

Free format text: WAHL, CLAUS, DR., 71665 VAIHINGEN, DE STEINWANDEL, JUERGEN, DR., 88690 UHLDINGEN, DE

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V., 5

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V.

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DEUTSCHES ZENTRUM FUER LUFT- UND RAUMFAHRT E.V.

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110301