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    公开号:WO1989000684A1
    申请号:PCT/DE1988/000431
    申请日:1988-07-08
    公开日:1989-01-26
    发明作者:Lutz Berger；Gunther Krieg；Gerhard Schmitt
    申请人:Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh；
    IPC主号:G01N22-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Vorrichtung zur Analyse mittels Mikrowellen
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse von gasförmigen Medien mittels Mikrowellen-Absorption, insbesondere zur Konzentrationsbestimmung von Gasen, wobei eine Mikrowelle mit mindestens einer Frequenz erzeugt wird, sowie eine Vorrichtung zur Analyse gasförmiger Medien mittels der Absorption von Mikrowellen, insbesondere zur Konzentrationsbestimmung, vor allem zur Durchführung des Verfahrens, mit mindestens einem Mikrowellensender, mindestens einer Meßzelle, mindestens einem Detektor, Verstärkungs- und Anzeigeeinrichtungen für das Meßsignal sowie eine Steuereinrichtung für den Mikrowellensender. Die Analyse gasförmiger Medien, gegebenenfalls nach Überführung auch eines Feststoffes oder einer Flüssigkeit in den gasförmigen Zustand durch Absorption von Mikrowellen in bestimmten charakteristischen Frequenzbereichen durch Anregung von Rotationsübergängen in Molekülen der zu untersuchenden Medien ist bekannt. Zur Reduzierung der Linienbreite, erfolgt die Untersuchung im Riederdruckbereich. Die Absorptionslinien werden mittels des Starkeffekts aufgespalten, wobei vorzugsweise eine Stark-Wechsel-Spannung angelegt wird, um die Nachweisempfindlichkeit zu erhöhen. Ein derartiges Verfahren ist grundsätzlich hochselektiv, erfordert aber keine vorherigen Veränderungen, wie Ionisation oder chemischen Reaktionen an den zu untersuchenden Stoffen.
    [0003] Das Untersuchungsverfahren konnte bisher praktisch nur im Labormaßstab eingesetzt werden. Industriell einsetzbare Vorrichtungen standen nicht zur Verfügung, da bekannte Vorrichtungen sowohl durch konstruktive, mechanische als auch elektrische Ausgestaltung aufwendig waren, zum Teil empfindliche Komponenten aufwiesen und die Einhaltung kritischer Parameter problematisch oder aufwendig war.
    [0004] So ist beispielsweise eine Stabilisierung und damit eine Regelung (im eigentlichen Sinne) der Frequenz der ausgesendeten Mikrowelle auf das zu untersuchende Absorptionsmaκimum des interessierenden Moleküls, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der einwirkenden Stark-Spannung, erforderlich. Hierzu wurde vorgeschlagen, einen Teil der Kochfrequenz der Mikrowellenstrahlung mit Hilfe eines Richtkopplers einer Mischtdiode zuzuführen, dort mit der Oberwelle eines stabilen Senders niedrigerer Frequenz, die beispielsweise durch einen Quarz erzeugt wurde, zu vergleichen, durch Synchronisation mit einer PLL-Schaltung die Mikrowellenfrequenz an die Oberwelle der niedrigen Frequenz anzubinden und derart eine Stabilisierung der Hochfrequenz der Mikrowelle auf die Absorptionslinie der zu messenden Komponente zu bewirken. Weiterhin wurde vorgeschlagen, den Mikrowellensender zusätzlich zu modulieren, einen Teil der Mikrowellenstrahlung durch eine Referenzzelle mit der zu messenden Komponente zu senden, wobei zur Aufspaltung der Mikrowellenstrahlen wiederum ein Richtkoppler eingesetzt werden muß. Mit Hilfe des Ableitungssignals am zusätzlich zum Detektor der Meßzelle erforderlichen Detektor der Referenzzelle wird der Mikrowellensender auf die Absorptionslinie der zu messenden Komponente fixiert.
    [0005] Der Nachteil einer Sendermodulation ergibt sich aufgrund der hierdurch bedingten erhöhten Rauschleistungen am Detektor. Die bisherigen Mikrowellen-Verfahren und -Vor-ichtungen waren, insbesondere durch die aufwendige Frequenzstabilisierung zu teuer, so daß konkurrierende, andersartige Meßverfahren und Vorrichtungen preiswerter waren.
    [0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zu schaffen, das unter Vermeidung der genannten Nachteile eine preiswerte Analyse gasförmiger Medien, insbesondere die Konzentrationsbestimmung ermöglicht und die Voraussetzungen für einen industriell einsetzbaren Mikrowellen-Analysator schafft.
    [0007] Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, welches dadurch gezeichnet ist, daß die Mikrowellen-Frequenz kontinuierlich über die Absorptionsfrequenz eines zu erwartenden Gases geführt und die Λbsorptionsintensität integriert wird. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist derart ausgebildet, daß die Mikrowellen-Frequenz kontinuierlich über die Absorptionsfrequenz eines zu erwartenden Gases geführt und die Absorptionsintensität integriert wird. In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Frequenzbereich für Abtastung und Integration durch ein Referenzsignal einer bekannten Reingaskompbnente bestimmt werden. Eine v/eitere Ausbildung sieht vor, daß bei Aufspaltung der Absorptionslinie mittels Starkeffekts eine Stark-Wechsel-Spannung angelegt wird, wobei dann die Stark-Wechsel-Spannung beim zu messenden Gas einerseits und bei der Reingaskomponente andererseits phasenverschoben angelegt werden und insbesondere die Stark-Ivechsel- Spannung mit einer Phasenverschiebung von 90 Grad angelegt wird. Hierdurch ist es gegebenenfalls möglich, sowohl für Referenz- als auch das Meßsignal nur einen Vorverstärker vorzusehen, wobei insbesondere die Vorverstärkung durch ein unterkritisch gedämpftes schmalbandiges passives Hetzwerk erfolgen kann. Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Starkhochspannung durch eine die Starkkapazität unmittelbar zu einem Parallelschwingkreis ergänzende, die Hochspannungswicklung eines Transformators bildende Induktivität ergänzt wird.
    [0008] Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die Steuereinrichtung zur kontinuierlichen Steuerung einer frequenzbestimraenden Spannung für den Mikrowellensender über einen einstellbaren Frequenzbereich ausgebildet und dem Detektor ein Integrator zur Integration der Meßsignale während der Veränderung der Mikrowellenfrequenz nachgeordnet ist. Zur Steuerung der Abtastung mittels einer Referenzzelle ist vorgesehen, daß der Meßzelle mindestens eine Referenzzelle parallel geordnet ist, deren Detektor mit der Steuereinrichtung für den Mikrowellensender verbunden ist, wobei insbesondere mindestens ein Stark-Generator vorgesehen ist, der der Meß- und gegebenenfalls der Referenzzelle ein moduliertes Stark-Signal zuführt.
    [0009] TCenn mehrere Absorptionsfrequenzen untersucht werden sollen, so kann vorgesehen sein, daß mehrere Mikrowellensender unterschiedlicher Frequenzbereiche einer Meßzelle zugeordnet sind, wobei, um ein Auswechseln des Reingaserzeugers, beispielsweise eines Permeationssysteπs in der Referenzzelle, zu vermeiden, in Weiterbildung vorgesehen sein kann, daß mehrere Referenzzellen einer Meßzelle zugeordnet sind, wobei entweder die Referenzzellen zueinander parallel oder aber in Reihe geschaltet sind, wobei sie insgesamt auf jeden Fall parallel zur Meßzelle angeordnet sind. Bei derartigen Mehrkomponentensystemen sind die Mikrowellensender, die vorzugsweise Gunn-Oszillatoren aufweisen, durch einen Koppler einerseits mit der Meßzelle und andererseits mit der oder den Referenzzelle (n) verbunden, wobei bei mehreren Referenzzellen eine Umschaltung zwischen diesen durch entsprechende KohlleiterSchalter erfolgen kann. Uesentlich ist auch bei einer solchen Ausgestaltung, daß ansonsten die gesamte Anordnung, insbesondere auch die Auswerteelektronik gleich bleibt. Die Messung der verschiedenen Komponenten erfolgen durch Ansteuern des jeweiligen Senders und Anlegen der jeweiligen Stark-Spannungen, wobei allerdings Umschaltzeiten bedingt sein können. Insbesondere bei Messungen von 2 Komponenten werden daher bevorzugt 2 Sender vorgesehen, die über Schalter der Meßzelle zugeschaltet werden können.
    [0010] Die erfindungsgemäße Ausgestaltung weist insbesondere den Vorteil auf, daß nur ein Stark-Generator eingesetzt werden muß. Darüberhinaus können aufgrund der Parallelanordnung von Meß- und Referenzzellen leistungsärmere Mikrowellensender eingesetzt werden, die preiswerter sind als leistungsstarke Sender. Darüberhinaus ist eine Thermostatisierung der Referenzzelle nicht unbedingt erforderlich, da hier mit vollständig ausmodulierten Rotationsübergängen gearbeitet wird.
    [0011] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert ist. Dabei zeigt:
    [0012] Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und Fig. 2 ein Diagramm einer Absorptionslinie .
    [0013] Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist einen Mikrowellensender 2 auf, dem sich über einen Koppler 81 parallel zueinander angeordnet eine Referenzzelle 4 und eine Meßzelle 11 anschließen. Der Meßzelle 11 ist ein Detektor 19 und der Referenzzelle ein Detektor 19' zugeordnet. Weiterhin sind in Meß- und Referenzzelle 11, 4 Starkelektroden 21, 21' angeordnet, die mit einem gemeinsamen Stark-Generator 61 verbunden sind. Das Starkfeld in der Referenzzelle ist mindestens so groß wie das in der Meßzelle.
    [0014] Der mechanische Aufbau der Vorrichtung kann im einzelnen demjenigen der .Patentanmeldung P 36 22 996.3 entsprechend - unter Parallelanordnung von Meßzelle 11 und Referenzzelle 4 über den Koppler 81.
    [0015] Insbesondere kann die Meßzelle 11, aber auch die Referenzzelle 4 gegebenenfalls zur Vermeidung großer Baulängen mäanderförmig geführt und in jeweils mehrere 180 Gradbögen und gerade Stark- Kammer-Bereiche unterteilt sein. Der Querschnitt der Meßzelle und der Referenzzelle ist auf dem jeweiligen Mikrowellenbereich, in dem die Vorrichtung arbeiten soll, optimiert und insbesondere, wenn nur eine Frequenz analysiert werden soll, hierauf abgestimmt. Der Mikrowellensender weist vorzugseeise einen Gunn-Oszillator auf.
    [0016] Wenn mehrere Gaskomponenten analysiert werden sollen, so können mehrere Sender über jeweils entsprechende Kohlleiterschalter auf einander zugehörige Meß/Referenzzellen geschaltet werden. Die Stark-Spannungen in der Meßbzw. Referenzzelle werden jeweils entsprechend den Sendern zugeschaltet. Es kann bei einem Mehrkomponentensystem auch vorgesehen sein, daß, wenn die jeweilige Komponente für die Referenzzelle rein bereit gestellt wird, mehrere Referenzzellen hinter den ihnen jeweils zuzuordneten Sendern zueinander parallel oder aber sämtlich in Reihe, insgesamt aber auf jeden Fall parallel zur Meßzelle geordnet sind und entsprechend der jeweils vorzunehmenden Messung zugeschaltet werden.
    [0017] Durch eine Zelle 4, 11 und eine in ihr isoliert gehaltene Elektrode 21, 21' oder ein Septum, wird die erforderliche Stark- Kapazität gebildet. Die Stark-Spannungszuführung ist derart ausgebildet, daß sie eine die Kapazität der inneren Stark-Elektrode zu einem Parallelschwingkreis erweiternde externe Induktivität aufweist, die wiederum gleichzeitig die Hochspannungswicklung eines Transformators bilden kann.
    [0018] Referenzzelle und Meßzelle werden temperiert, wobei sie auf der gleichen Temperatur gehalten werden können. Insbesondere in der Referenzzelle ist ein konstanter Druck aufrecht zu erhalten. Hierzu ist an den Auslaß der Referenzzelle eine herkömmliche Vakuumpumpe angeschlossen. Der Auslaß weist eine Kapillare auf, durch die ein konstanter Gasdurchfluß erreicht wird. Wenn nur ein Vakuumsystem verwendet wird, so ist der Kapillare ein Filter nachgeschaltet, das die zu messende Komponente absorbiert und somit verhindert, daß diese als Reinsubstanz in die Meßzelle gelangt, wo sie die Messung verfälschen würde. Die für die Referenzzelle 4 erforderliche Reinsubstanz wird durch ein diese enthaltendes Permeationsgefäß bereitgestellt, das eine separate Heizung und/oder Kühlung aufweist. Diese wird durch eine mit einem Druckaufnehmer verbundene Druckregelung in der folgenden Weise gesteuert: Wenn die Saugleistung eines Vakuumsystems variiert, können trotz der Kapillare Druckschwankungen auftreten. Diese v/erden über den Druckaufnehmer gemessen, der über die Druckregelung das Permeationsgefäß entweder heizt - wenn der Druck abfällt, um eine verstärkte Permeation der Reinkomponente zu erreichen - oder aber die Heizung reduziert bzw. kühlt - wenn der Druck ansteigt, um so die Permeationsleistung zu verringern. Hierdurch wird eine genaue und zuverlässige Druckregelung erreicht, wobei der Druck in der Referenzzelle mindestens den der Meßzelle entspricht.
    [0019] Ist es für eine Applikation etwa notwendig über die gesamte Linie in der Meßzelle zu integrieren, wird der Druck in der Referenzzelle höher gewählt, als der Druck in der Meßzelle. Das setzt in der Regel in der Referenzzelle auch ein höheres Starkfeld voraus, um dort eine vollständige Ausmodulation der Absorptionslinie zu gewährleisten. Um ein Übersprechen der relativ großen Signale, die im Referenzzweig detektiert werden, auf den Keßzweig zu verhindern, beträgt eine Phasenverschiebung zwischen Starkwechselspannung in der Referenzzelle und der Starkwechselspannung 90 Grad in der Meßzelle.
    [0020] Die Detektoren 19, 19' sind im dargestellten Ausführungsbeispiel mit jeweils einem eigenen Vorverstärker 62, 62 verbunden. Meß- bzw. Referenzzweig verfügen über eigene Vorverstärker 62 bzw. 62 sowie über eigene Lock-in-Verstärker 64 bzw. 64'. Der Integrator 65 hinter den Lock-in-Verstärker des Keßzweiges 64 liefert einen Wert, der einer Konzentration des Meßgases entspricht und angezeigt.66 wird.
    [0021] Sie können grundsätzlich auch mit einem gemeinsamen Vorverstärker verbunden sein. Letzteres würde voraussetzen, daß der Stark-Generator 61 den beiden Zellen 4, 11 phasenverschobene Stark-Spannungen - vorzugsweise um 90 Grad verschobene Spannungen - zuführt, so daß die beiden Meßergebnisse der Detektoren 19, 19' jeweils hintereinander vom gemeinsamen Vorverstärker erarbeitet werden können. Den Vorverstärkern 62, 62 folgt dann einerseits ein die Spannung des Referenzzellen-Detektors 19, 19o aufnehmender Lock-in-Verstärker 64' zur Regelung des Mikrowellensenders 2 über die Regeleinheit 63 und andererseits ein einen Integrator aufweisender Lock-in-Verstärker 64 ein Integrator 65 sowie eine sich diesem anschließende Anzeige 66.
    [0022] Der Referenzzweig erfüllt zwei Aufgaben:
    [0023] 1. Auffinden der Absorptionslinie
    [0024] Die Referenzzelle 4 enthält die zu messende Komponente in Reinform. Beim Einschalten des Geräts oszilliert das Gunn- element auf irgendeiner Frequenz innerhalb seines schmalbandigen Abstimmbereichs (ca. 50 MHz). Eine Spannungsrampe, geliefert von der Elektronikeinheit 63, stimmt den Sender über den Abstimmbereich ab . Bei der Absorptionsfrequenz ω o der Meßkomponente liefert der Lock-in-Verstärker 64 des Referenzzweiges der Regelelektronik 63 ein Signalmaximum bei einer Abstimmung Uo . Im Meßbetrieb wird die Abstimmspannung um einen Wert ± Δ U um diesen Wert U0 variiert.
    [0025] 2. Festlegung der Integrationsgrenzen:
    [0026] Wie in der vorliegenden Patentschrift dargelegt, sorgt die Elektronikeinheit 63 im Meßbetrieb dafür, daß die Δbstimm- spannung des Senders zwischen den Werten Uo -Δ U (entspricht Punkt a in Abbildung 2 auf der Frequenzskala) und Uo +ΔU (entspricht Punkt b in Abbildung 2 auf der Frequenzskala) variiert wird. Zwischen diesen beiden Spannungs- bzw. Frequenzwerten werden die Signale des Lock-in-Verstärkers des Meßzweiges integriert 65 und ausgegeben 66).
    [0027] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun durch die Elektronik 63 die Frequenz des der Mikrowellen-Hochfrequenzsender 2 kontinuierlich über die Absorptionslinie vo - beispielsweise
    [0028] 28,97 GHZ bei einer Starkfeldstärke von E = 800 V/cm für Formaldehyd - geführt. Die Mikrowelle wird über den Koppler 81 aufgeteilt. Beide Zellen 11, 4 arbeiten mit der gleichen Stark- Spannung, die die Modulation der Rotationsübergänge bewirkt, jedoch wie gesagt, mit einer Phasendifferenz von 90 Grad. Die Regelung kann beispielsweise bei a einsetzen. Durch die Regelung wird, wie der Figur 2 entnehmbar ist, eine ansteigende Spannungsrampe erzeugt; sobald die Absorptionslinie vo überschritten ist, was durch das in der Referenzzelle 4 befindliche Reingas bewirkte Referenzsignal (das in Figur 2 dargestellt ist) bewirkt wird, beispielsweise durch Unterschreiten eines vorgegebenen Spannungswerts einer Frequenz b, wird die RegelungsSpannung am Hochfrequenzsender reduziert und damit die Absorptionslinie erneut abgetastet. Räch erneutem Überschreiten schaltet die Regelung auf der anderen Seite der Linie wiederum und erhöht die Spannung, die am Oszillator anliegt. Zwischen den Spannungsumlenkpunkten wird das Signal am Detektor 19 der Meßzelle 11 durch den Integrator 65 integriert. Der Integrationswert ist ein Maß für die Konzentration des Gases in der Meßzelle 11. Die Ansprechzeit des Verfahrens ist festgelegt durch die Zeit, die zum Abtasten über die Linie benötigt wird und liegt in der Größenordnung von 30 bis 60 Sekunden, die aber in vielen Fällen genügt.
    [0029] Die Verstärker sind phasenselektiv . Um 90 Grad zueinander verschobene Meß- und Referenzsignale können durch geeignete Phasenlage der Tastzeitpunkte in Meß- und Referenzzweig der Schaltung getrennt werden. Dies geschieht dadurch, daß an dem vom Detektor aufgenommenen Signal, das Referenz- und Meßkomponenten enthält, in jedem Zweig nur die mit der Steuerεpannung in Phase befindliche In-Phase-Komponente gleichgerichtet wird, während die um 90 Grad verschobene Komponente sich heraus hebt.
    [0030] Phasenverschiebungen der in den Lock-in-Verstärker gelangenden Meß- und Referenzsignale aus dem Detektor gegenüber den Stark- Wechsel-Spannungen durch elektronische Bauteile können durch einen digitalen Phasenschieber berücksichtigt werden. Hierzu wird ein Oszillatorsignal, von dem beispielsweise die Frequenz der Stark-Spannung durch Teilung abgeleitet wurde, einem Zähler zugeführt, der durch ein Set-Signal, beispielsweise das der Stark-Wechsel-Spannung zugrundeliegende, jeweils auf seinen vorgewählten binären Wert gesetzt wird. Jeweils um eine dem binären Wert entsprechende Zeit nach dem Setzen erfolgen Ausgangsimpulse, die in bekannter Weise in eine nun um die gewünschte Phase verschobene symmetrische Welle mit der Frequenz des Set-Signals umgewandelt werden. Diese Welle bildet dann das oben erwähnte Steuersignal.
    [0031] 3ei einer Ausgangεfrequenz beispielsweise eines Quarz-Oszillators von 10 MHz und durch feste Teilung durch 200, kann beispielsweise eine Phasenverschiebung in 200 Schritten von jeweils 1 ,8 Grad vorgenommen werden. Die Phasenverschiebung kann einmal eingeschaltet werden und ist auch bei Widereinschalten eines Geräts automatisch reproduzierbar. Sie kann direkt durch einen Rechner angesteuert werden. Aus dem Referenzsignal der Referenzzelle wird eine frequenzbestimmende Vorspannung gewonnen und dem Oszillator zugeführt. Wenn aufgrund des Eerauslaufens der Mikrowellenfrequenz aus der Absorptionsfrequenz und damit aus dem Nulldurchgang des Referenzzellensignals eine endliche Spannung im Referenzzweig entsteht, sorgt die Regelung 63 für eine entsprechende Korrekturspannung.
    [0032] Das Meßsignal kann angezeigt oder zur Steuerung von Prozessen weiter verwendet werden.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Verfahren zur Analyse von gasförmigen Medien mittels Mikrowellen-Absorption, insbesondere zur Konzentrationsbestimmung von Gasen, wobei eine Mikrowelle mit mindestens einer Frequenz erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellen-Frequenz kontinuierlich über die Absorptionsfrequenz eines zu erwartenden Gases geführt und die Absorptionsintensität integriert wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzbereich für Abtastung und Integration durch ein Referenzsignal einer bekannten Reingaskomponente bestimmt werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Aufspaltung der Absorptionslinie mittels Starkeffekts eine Stark-Wechsel-Spannung angelegt wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stark-Wechsel-Spannung beim zu messenden Gas einerseits und bei der Reingaskomponente andererseits phasenverschoben angelegt werden.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stark-Wechsel-Spannung in Referenz- und Meßzelle mit einer Phasenverschiebung von 90 Grad angelegt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Starkhochspannung durch eine die Starkkapazität unmittelbar zu einem Parallelschwingkreis ergänzende, die Hochspannungswicklung eines Transformators bildende Induktivität ergänzt wird.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame, wenn auch phasenversetzte Detektion von Referenz- und Meßsignalen erfolgt.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverstärkung durch ein unterkritisch gedämpftes, passives LC-Hochpaßnetzwerk erfolgt, wobei der Bandpaßcharakter auf der Resonanzfrequenz ausgenutzt wird.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Lock-in-Verstärkung eine phasen- und frequenzselektive Verstärkung erfolgt.
    10. Verfahren, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einer Mikrowellen-Absorptionsreferenzzelle zur Erzeugung eines Unterdrucks Gas abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur eines Permeationssystems für die Reingaskomponente so geregelt wird, daß der Druck in der Referenzzelle konstant bleibt.
    11. Vorrichtung zur Analyse gasförmiger Medien mittels der Absorption von Mikrowellen, insbesondere zur Konzentrationsbestimmung, vorallem zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Anprüche, mit mindestens einem Mikrowellensender, mindestens einer Meßzelle, mindestens einem Detektor, Verstärkungs- und Anzeigeeinrichtungen für das Meßsignal sowie eine Steuereinrichtung für den Mikrowellensender, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (63) zur kontinuierlichen Steuerung einer frequenzbestimmenden Spannung für den Mikrowellensender (2) über einen einstellbaren Frequenzbereich ausgebildet und dem Detektor (19) ein Integrator (64) zur Integration der Keßsignale während der Veränderung der Mikrowellenfrequenz nachgeordnet ist.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßzelle (11) mindestens eine Referenzzelle (4) parallel geordnet ist, deren Detektor (19' ) mit der Steuereinrichtung (63) für den Mikrowellensender (2) verbunden ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Stark-Generator (61) vorgesehen ist, der M eß- und gegebenenfalls Referenzzelle (4, 11) ein amplitudenmoduliertes Stark-Signal zuführt.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Phasenschieber zur Erzeugung einer Phasendifferenz der Stark-Spannung für Meß- und Referenzzelle (11, 4) vorgesehen ist.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Detektoren (19, 19') nachgeordnete Elektroniken (62) einerseits auf die Phase des der Referenzzelle zugeführten Stark-Signals und andererseits auf die Phase des der Meßzelle (11) zugeführten Stark-Signals abgestimmt sind.
    16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Mikrowellensender (2) unterschiedlicher Frequenz einer Meßrelle (11) zugeordnet sind.
    17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Referenzzellen (4) einer Meßzelle (11) zugeordnet sind.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzzellen (4) zueinander in Reihe, insgesamt aber parallel zur Meßzelle (11) geschaltet sind.
    19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzzellen (49 untereinander und gemeinsam parallel zur Meßzelle (11) geschaltet sind.
    20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Mikrowellensender (2) jeweils einen Gunn-Oszillator aufweisen.
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    引用文献:
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