NDIR - Messprinzip
Präzises und wirtschaftliches Verfahren für Infrarot-aktive Gase
Das nichtdispersive Infrarot-Messverfahren (NDIR) ist eine bewährte und hochpräzise Methode zur Analyse von Gasen in industriellen Prozessen. Es basiert auf der Absorption von Infrarotstrahlung durch bestimmte Gaskomponenten wie CO₂, CH₄ und H₂S. Diese Technologie ermöglicht es, Konzentrationen dieser Gase in Echtzeit und mit höchster Genauigkeit zu bestimmen.
Das NDIR-Verfahren verwendet Infrarotstrahlung, um Gase anhand ihrer Absorptionseigenschaften zu analysieren. Hierbei wird ein breitbandiges Infrarotsignal durch die Messzelle geleitet, das von einem pulsierenden oder kontinuierlichen IR-Strahler erzeugt wird.
Um die Messung zeitlich zu modulieren, wird die Strahlung durch ein Blendenrad geleitet.
Innerhalb der Messzelle kommt es zu einer physikalischen Wechselwirkung zwischen den Infrarotstrahlen und den Molekülen der zu detektierenden Gase wie CO₂, CH₄ oder H₂S. Diese Moleküle absorbieren die Infrarotstrahlung in spezifischen Frequenzbereichen, die für jedes Gas charakteristisch sind.
Aufbau einer NDIR-Messzelle
Hinweis: Hierbei handelt es sich um einen exemplarischen, vereinfachten Aufbau
Selektion der Absorptionsfrequenzen
Querempfindlichkeiten vermeiden
Messung der Gaskonzentration
Jedes Gas hat eine einzigartige Absorptionscharakteristik. Um sicherzustellen, dass nur die Zielgase detektiert werden, wird ein optischer Filter eingesetzt. Dieser filtert das auf den Sensor einfallende Infrarotlicht und beschränkt es auf genau die Frequenzen, bei denen die für das Gas typische Absorption stattfindet.
In manchen Fällen überschneiden sich die Absorptionsfrequenzen verschiedener Gase. Dies nennt man Querempfindlichkeit. Durch eine geschickte Auswahl der Frequenzbänder lässt sich dieses Phänomen minimieren. Fresenius setzt hierbei auf hochentwickelte Filtertechnologien, um sicherzustellen, dass nur die beabsichtigten Gase gemessen werden.
Wenn das Gas in der Messzelle die Strahlung absorbiert, reduziert sich die Intensität des Signals. Die Höhe dieser Reduktion ist direkt proportional zur Gaskonzentration. Das Messgerät vergleicht die reduzierte Intensität des Lichts mit einem Referenzsignal ohne Absorption, um die genaue Konzentration des Gases zu bestimmen. Bei der gleichzeitigen Analyse mehrerer Gase in einer Messzelle werden mehrere Detektoren mit jeweils eigenen optischen Filtern verwendet.
Produkte mit NDIR-Technologie
Diese Produkte können das NDIR-Verfahren einsetzen
Hinweis: Da unsere Produkte sehr anpassbar sind, bieten wir in jedem Modell unterschiedliche Verfahren an, die teilweise auch parallel genutzt werden können.
Vorteile mit unserer NDIR-Technologie
Automatische Nullpunktkorrektur
Unsere NDIR-Systeme bieten eine innovative automatische Nullpunktkorrektur, die sicherstellt, dass Messungen auch über lange Zeiträume hinweg zuverlässig bleiben. Diese Funktion reduziert die Notwendigkeit für manuelle Eingriffe und Kalibrierungen, indem sie den Nullpunkt kontinuierlich überwacht und bei Bedarf korrigiert. Dadurch haben Sie stets die Sicherheit, dass Ihre Messwerte korrekt sind, was besonders in kritischen Anwendungen unerlässlich ist. Dies spart nicht nur Zeit, sondern auch Kosten, da teure Nachkalibrierungen minimiert werden.
Langzeitstabilität
Die langzeitstabilen NDIR-Messzellen von Fresenius garantieren eine außergewöhnliche Kalibrierstabilität, auch unter schwierigen Betriebsbedingungen. Dank der hochwertigen Materialien und der patentierten Konstruktion sind die Messzellen widerstandsfähig gegen Umweltbedingungen wie Temperaturschwankungen und Druckänderungen. Dies bedeutet für Sie: weniger Wartung, längere Einsatzzeiten und zuverlässige Ergebnisse, auf die Sie sich über Jahre hinweg verlassen können.
Hohe Präzision
Die hohe Präzision unserer NDIR-Technologie ist auf das Lambert-Beer’sche Gesetz zurückzuführen, das eine exakte Bestimmung der Gaskonzentrationen ermöglicht. Durch die spezifische Absorption von Infrarotstrahlung durch Gasmoleküle wie CO₂ oder CH₄ kann die Konzentration mit einer Genauigkeit von bis zu 0,1 % gemessen werden. Dies ist besonders wichtig in Anwendungen, bei denen selbst kleinste Abweichungen große Auswirkungen auf die Sicherheit oder Effizienz des Prozesses haben können.
FAQ
Was ist das NDIR-Verfahren?
Das NDIR-Verfahren (Nichtdispersive Infrarot-Spektroskopie) ist eine bewährte Methode zur Gasanalyse, die auf der Absorption von Infrarotstrahlung durch bestimmte Gase basiert. Es wird häufig eingesetzt, um die Konzentration von Gasen wie CO₂, CH₄ und H₂S in industriellen Prozessen zu messen.
Warum sollte ich das NDIR-Verfahren für meine Prozessüberwachung wählen?
Das NDIR-Verfahren bietet hohe Präzision, Langzeitstabilität und einen geringen Wartungsaufwand. Durch die automatische Nullpunktkorrektur und die spezifische Filtertechnologie werden exakte und zuverlässige Messergebnisse gewährleistet, die Ihre Prozesssicherheit verbessern.
Für welche Gase eignet sich das NDIR-Verfahren?
NDIR-Systeme können eine Vielzahl von Gasen analysieren, darunter Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄), Schwefelwasserstoff (H₂S) und viele andere. Es ist besonders nützlich für Gase, die Infrarotstrahlung in spezifischen Wellenlängen absorbieren.
Welche Vorteile bietet die automatische Nullpunktkorrektur?
Die automatische Nullpunktkorrektur sorgt dafür, dass das Messgerät über lange Zeiträume hinweg genaue Messergebnisse liefert, ohne dass manuelle Kalibrierungen erforderlich sind. Dies spart Zeit und Kosten, da der Wartungsaufwand minimiert wird und das System dauerhaft zuverlässig bleibt. Mehr zur automatischen Nullpunktkorrektur lesen.
Wie oft müssen NDIR-Systeme kalibriert werden?
Dank der Langzeitstabilität der Fresenius NDIR-Messzellen ist in der Regel nur eine jährliche Kalibrierung erforderlich. Dies reduziert den Wartungsaufwand erheblich im Vergleich zu anderen Messsystemen.
Was bedeutet Querempfindlichkeit, und wie wird sie minimiert?
Querempfindlichkeit tritt auf, wenn verschiedene Gase ähnliche Absorptionsfrequenzen haben und das Messergebnis verfälscht wird. Fresenius NDIR-Systeme minimieren dieses Problem durch optische Filter, die nur die spezifischen Wellenlängen der Zielgase durchlassen. Dadurch wird die Präzision der Messungen erhöht.
Wie beeinflussen schwierige Umweltbedingungen die NDIR-Messzellen?
Die Konstruktion der Fresenius NDIR-Messzellen ist robust gegenüber Temperaturschwankungen und Druckänderungen. Das bedeutet, dass die Geräte auch unter schwierigen Betriebsbedingungen zuverlässig und präzise arbeiten.
Welche Anwendungen gibt es für das NDIR-Verfahren in der Industrie?
NDIR-Systeme finden in vielen Industrien Anwendung, darunter:
- Biogasanlagen zur Überwachung der Methanproduktion
- Kraftwerke zur Emissionsüberwachung
- Pharma- und Chemieindustrie zur Prozesskontrolle
- Umweltüberwachung für die Messung von CO₂ und anderen Treibhausgasen
Wie hoch ist die Messgenauigkeit des NDIR-Verfahrens?
NDIR-Systeme bieten eine sehr hohe Messgenauigkeit, typischerweise im Bereich von bis zu 0,1 % der Konzentration des zu messenden Gases. Dies ist besonders wichtig in Prozessen, bei denen auch kleinste Abweichungen zu großen Auswirkungen führen können.
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