經(jīng)過改進的測量用比色器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于分光地檢查布置在射線源和探測器之間的光路中的氣體試樣的測量用比色器(Messkuevette)。所描述的測量用比色器優(yōu)選地適合用在氣體測量儀中，特別是用在所謂的氣體警報器中，這種測量用比色器具有容器壁，容器壁至少部分地包圍用于容納過程氣體的取樣室，這種測量用比色器具有至少一個窗元件，電磁射線可以通過它從外部耦合入取樣區(qū)，并且這個窗元件間接地或直接地與容器壁相連，這種測量用比色器具有入口以及出口，過程氣體能夠通過它們分別導入取樣區(qū)或從取樣區(qū)導出。
【背景技術】
[0002]類屬的測量用比色器首先被用于靜態(tài)的氣體測量儀，特別是所謂的氣體警報器，利用這些氣體警報器確保用于傳送和處理可燃物質(zhì)的設備的安全。這類靜態(tài)的氣體測量儀通常測量儀器所在地的局部氣體濃度。只要這些氣體測量儀被用于監(jiān)控某種位于封閉的流程中的過程氣體或者用于監(jiān)控某個特定點的氣體濃度(所謂的點探測)，那么它們通常具有測量用比色器，通過它有目的地引導需要檢查的過程氣體。
[0003]為了確保在封閉流程中對氣體濃度的監(jiān)控，在這些情況下首先從真正的流程中提取需要檢查的過程氣體，然后導入測量用比色器中。為了導入或?qū)С鲞@種過程氣體，設計了合適的管道或軟管導線，其分別固定在測量用比色器的特殊接口上。
[0004]如果在氣體測量儀中使用類屬的測量用比色器，那么這個測量儀具備容納部，測量用比色器定位且固定在這個容納部中。
[0005]此外，這類氣體測量儀，特別是氣體警報器，通常具有至少一個射線源以及探測器，具有布置其中的測量用比色器的光路位于它們之間。在任何情況下，測量用比色器都以如下方式布置在射線源和光學探測器之間的光學路徑中，即，發(fā)出的射線在通過測量用比色器時穿過過程氣體。在射線第一次橫穿測量用比色器的取樣室以后，這個射線通常射入到反射器元件上，特別是射入到鏡子上，它在這里朝測量用比色器的方向被反射，并且在至少幾乎相反的方向上第二次橫穿過這個取樣區(qū)。因為測量用比色器的取樣區(qū)兩次被光束橫穿過，所以測量路段的有效長度翻倍，于是能夠?qū)崿F(xiàn)更精準的測量。
[0006]在波長通常在紅外線范圍內(nèi)的射線橫穿過測量用比色器的被填充了過程氣體的取樣室期間，由于射線部分地被過程氣體所吸收，所以射線的特性發(fā)生變化，特別是強度和/或波長。在橫穿過測量用比色器的取樣室以后，射線以合適的方式聚焦到射線探測器上，并且在與原始發(fā)射的射線進行的比較結果的基礎上評估被探測的射線。
[0007]由DE 195 43 105 C2中公知一種相應的、具有熱電探測元件的光學氣體分析儀。這種氣體分析儀具有傳感器，它在評估取樣氣體中的紅外射線的吸收情況的基礎上測定氣體取樣中的特殊氣體成分所占的比例。所描述的技術解決方案的特征首先是探測器的特殊支承系統(tǒng)，這種支承系統(tǒng)在使用彈性體的基礎上實現(xiàn)探測器的優(yōu)選的彈性支承。由于這種特殊的支承系統(tǒng)，使得有利的振蕩退耦從而測量信號的寬帶的可評估性成為可能。
[0008]此外，由DE 10 2009 027 136 Al中公知一種分光傳感器，其中，紅外線射線源和探測器固定在并且接觸在電路載體上，例如電路板。在這里，吸收路徑構造成圓柱形的反射器裝置的內(nèi)部空間，這個反射器裝置同樣也固定在電路載體上，并且具有起反射作用的內(nèi)部表面。借助為此設計的擋光板防止射線直接地從紅外射線源傳輸?shù)教綔y器，也就是不在反射裝置上發(fā)生反射。因此，所描述的傳感器的特征在于，反射器位于測量用比色器的取樣室內(nèi)。
[0009]所有公知的測量用比色器都一樣，S卩，它們具有用于需要測量的過程氣體的取樣室以及至少一個窗元件，經(jīng)由這個窗元件將電磁射線從射線源射入取樣室。為了在填充了需要監(jiān)控的過程氣體的取樣室內(nèi)實現(xiàn)盡可能長的測量路徑，或者在取樣室內(nèi)或者在取樣室外設計合適的反射裝置。因此，公知的測量用比色器圍住定義的氣體體積量，并且具有許多光學入口，從而讓由射線源發(fā)射的電磁射線能夠通過需要檢查的氣體。通過環(huán)境空氣或需要檢查的氣體中的污染顆粒，在運行期間導致光學入口的污染。這導致信號丟失并且影響氣體測量。
[0010]在公知的測量用比色器中，可透光的元件牢固地粘在測量用比色器內(nèi)。這有損可進入性，并且因此使得光學入口的清潔更加困難。因為在這些光學入口中布置了多個藍寶石盤，所以此外不希望僅僅因為被污染就更換相應的測量用比色器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]從公知的測量用比色器和先前描述的問題出發(fā)，本發(fā)明的基本目的是，以如下方式改進測量用比色器，即，使得能夠輕松地并且在不產(chǎn)生大的耗費的情況下去除光學入口上的，特別是在這里布置的窗元件上的污染。除了提高這些光學入口的可進入性，同時還必須確保這些區(qū)域內(nèi)所需要的密封性。特別是測量用比色器內(nèi)部的取樣室的密封性在進行測量期間至關重要。因為測量用比色器的取樣室含有需要測量的氣體，所以不僅在大氣壓下而且在比色器內(nèi)部存在負壓和高壓時都必須可靠地防止環(huán)境氣體侵入測量用比色器內(nèi)部。在這個過程中還需要考慮的是，用作窗元件的盤片迄今通常設計成固定地粘在測量用比色器的光學入口上，這種粘合只能非常有限地經(jīng)受取樣區(qū)內(nèi)的負壓。必須在任何時候都確保不僅在射線源方向上而且在布置在測量用比色器以外的反射器的方向上針對環(huán)境氣體密封住測量用比色器。因為在具有相應的容納部的氣體測量儀中，特別是在所謂的氣體警報器中，要插入多個這類測量用比色器，所以根據(jù)本發(fā)明的技術解決方案此外還以優(yōu)選的方式確保了氣體測量儀的周圍的構件中的長度公差可以得到補償，在這些構件中特別是布置了射線源和/或反射元件。借助簡單的技術步驟應該能夠?qū)崿F(xiàn)相應的長度補償。與此同時，測量用比色器內(nèi)的測量路徑不能因為長度補償而發(fā)生變化，特別是不能縮短。這種要提供的技術解決方案應該能夠利用比較簡單的裝置并且低成本地實現(xiàn)。
[0012]先前描述的目的利用根據(jù)權利要求1所述的測量用比色器以及根據(jù)權利要求14所述的、配有相應的測量用比色器的氣體測量儀得以解決。本發(fā)明的有利的實施方案是從屬權利要求的內(nèi)容，并且在下面部分參照附圖的說明書中更詳盡地得到闡述。
[0013]本發(fā)明基于一種用于分光地檢查布置在射線源和探測器之間的光路中的樣品的測量用比色器，這種測量用比色器具有容器壁，容器壁至少部分地包圍用于容納過程氣體的取樣室，這種測量用比色器還具有至少一個窗元件，電磁射線可以穿過它從外部耦合入取樣區(qū)，并且這個窗元件間接地或直接地與容器壁相連，這種測量用比色器還具有入口以及出口，過程氣體能夠穿過它們分別被導入取樣區(qū)或從取樣區(qū)被導出。根據(jù)本發(fā)明，所述測量用比色器通過設有緊固元件得到改進，該緊固元件不僅使得窗元件能夠可靠地固定在容器壁上，而且還讓窗元件能夠不受損地從容器壁上釋放。因此，根據(jù)本發(fā)明實施的測量用比色器的特點首先是，設有至少一個窗元件，這個窗元件可以在不受損的情況下從測量用比色器上去除，并且因此能夠以簡單的方式被清潔。在完成清潔以后，窗元件又可以重新借助根據(jù)本發(fā)明實施的緊固元件固定在測量用比色器的殼體壁上，所述緊固元件可以具有旋擰、翻蓋和/或夾緊機構。
[0014]因此，利用窗元件在測量用比色器運行期間密封地遮蓋住殼體壁中的開口，其中，窗元件對于電磁射線，特別是對于紅外線范圍內(nèi)的光，是可透光的。在此以如下方式實現(xiàn)所述測量用比色器，即，由射線源發(fā)射的光射入測量用比色器的取樣室，優(yōu)選地在縱向上透射過取樣室，緊接著被反射器所反射，并且在射線射入探測器上并被評估之前，重新在縱向上穿透過取樣室。
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