技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的、用于測(cè)量氣體汞含量的氣體分析器以及一種用于標(biāo)定所述氣體分析器的方法。

背景技術(shù)

已公知用于測(cè)量氣體中汞濃度的此類(lèi)裝置。這種裝置具有汞燈作為光源，從所述汞燈沿著光軸發(fā)射出同位素純的汞的光譜線。所述光源處于如下磁場(chǎng)中，所述磁場(chǎng)在光軸的方向上取向，從而產(chǎn)生所述光譜線的σ+、σ-極化的塞曼(Zeeman)分量(縱向的賽曼效應(yīng))。將這樣產(chǎn)生的光引導(dǎo)穿過(guò)吸收室，在所述吸收室中進(jìn)行在含有待測(cè)量的Hg的氣體處的吸收。所述兩個(gè)分量中的一個(gè)通過(guò)磁性分裂在如此程度上推移，以至于它不能被天然Hg吸收，而另一分量即使在推移后的狀態(tài)中也能吸收。通過(guò)比較穿過(guò)吸收室后的這兩個(gè)分量，可以確定所述吸收情況并由此確定Hg含量。為了能夠分開(kāi)地研究這兩個(gè)分量的吸收情況，將它們?cè)诠鈱W(xué)的分離裝置中分開(kāi)。

氣體測(cè)量?jī)x(或者說(shuō)尤其這種汞測(cè)量?jī)x)的測(cè)量性能一般說(shuō)來(lái)必須借助于周期性的檢驗(yàn)測(cè)量來(lái)保證。

因此，為了標(biāo)定，公知地使用測(cè)量器皿，所述測(cè)量器皿利用已知濃度的待測(cè)量成分沖刷，這在萃取系統(tǒng)中能夠以可任意選擇的濃度(尤其在所述儀器的測(cè)量區(qū)域的范圍內(nèi))和周期時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。

這種沖刷方法的缺點(diǎn)是，部分情況下標(biāo)定/測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)，這是因?yàn)闅怏w必須經(jīng)由提取系統(tǒng)來(lái)供應(yīng)。如果測(cè)量成分是汞，那么實(shí)現(xiàn)具有汞的測(cè)試器皿本身就困難，尤其是在待測(cè)量的濃度小的情況下。一種可能性是，就汞微滴非常精確地調(diào)整蒸汽壓力。但是，例如為了獲得汞信號(hào)成本非常高，這在30cm器皿中相當(dāng)于10μg/m³的濃度，測(cè)試器皿必須僅具有0.04mm的厚度，并且此外還非常精確地在溫度方面靜止在45℃。如果想要經(jīng)由蒸汽壓力精確地調(diào)整濃度為1％，那么要求溫度精度≤0.15℃。這兩個(gè)都非常難甚至不能實(shí)現(xiàn)。

另一種公知的標(biāo)定方案是將封閉的、具有已知的汞濃度的、填充有氣體的器皿擺入(einschwenken)測(cè)量路徑中。在這里，溫度依賴(lài)性明顯較低，因?yàn)槠溆绊憙H通過(guò)溫度和壓力擴(kuò)散特性來(lái)給出，而不再經(jīng)由汞濃度的改變來(lái)給出。利用測(cè)試器皿來(lái)取得的信號(hào)應(yīng)該相當(dāng)于測(cè)量路徑上的信號(hào)。這種標(biāo)定可以在非常短的時(shí)間內(nèi)實(shí)施。但是，所述濃度由于在測(cè)試器皿的石英表面上的對(duì)汞的吸收而不穩(wěn)定。

由Ganeyev等人的論文：“New?Zeeman?atomic?absorption?spectroscopy?approach?for?mercury?isotope?analysis”(Spectrochimica?Acta，Vol?47B，No.11，pp1325-1338，1992)，公知一種方法，在所述方法中借助于直接賽曼效應(yīng)和逆賽曼效應(yīng)來(lái)進(jìn)行同位素分析。在此，利用含有²⁰²Hg的樣品來(lái)進(jìn)行標(biāo)定。

在Koizumi等人的論文：“An?application?of?the?Zeeman?effect?5?to?atomic?absorption?spectrometry：a?new?method?for?background?correction”(Spectrochimica?Acta，Vol?31B，No.5，pp237-255，1976)中，描述了一種裝置和方法，其中可以借助于賽曼效應(yīng)來(lái)研究原子，并且其中可以考慮由其他分子例如苯組成的背景物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

從這種現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于測(cè)量氣體汞含量的改善的氣體分析器(所述氣體分析器能夠以簡(jiǎn)單的方式標(biāo)定)以及一種相應(yīng)的改善的標(biāo)定方法。

該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的氣體分析器以及具有權(quán)利要求7特征的方法得以解決。

根據(jù)本發(fā)明的用于測(cè)量氣體汞含量的氣體分析器包括Hg光源、測(cè)量室、光接收器、評(píng)估單元和用于檢驗(yàn)功能性的測(cè)試器皿，所述Hg光源發(fā)射出具有汞的至少一個(gè)光譜線的波長(zhǎng)的發(fā)射光，在所述測(cè)量室中存在待測(cè)量的氣體，所述測(cè)試器皿能夠被引入光路中，其中，所述測(cè)試器皿含有苯，作為測(cè)試氣體。

苯(C6H6)是一種物質(zhì)，它在汞(Hg)的相關(guān)光譜區(qū)域中、在較寬的吸收帶內(nèi)吸收，但是在測(cè)量點(diǎn)處待測(cè)量的氣體基質(zhì)(Gasmatrix)中不出現(xiàn)或者以不影響測(cè)量的濃度出現(xiàn)。測(cè)試器皿本身是一種標(biāo)準(zhǔn)石英器皿，所述石英器皿在填充之后融化進(jìn)而由此持久地密封。

苯能夠以非常大的濃度填充入測(cè)試器皿中，因此可以避免苯的壁反應(yīng)(Wandreaktion)。器皿中的濃度在很長(zhǎng)的時(shí)間上是穩(wěn)定的，與汞器皿的情況相比，測(cè)量信號(hào)的溫度敏感性明顯更低。

具有優(yōu)點(diǎn)的是，苯作為測(cè)試氣體可由商業(yè)渠道購(gòu)得。