Verfahren zur Korrektur der Wellenlänge und des Abstimmbe ^¬ reichs eines Laserspektrometers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Wellenlänge und des Abstimmbereichs eines Laserspektrometers, bei dem das Licht einer wellenlängendurchstimmbaren Laserdiode nach Durchstrahlen eines Gases detektiert und ausgewertet wird, wobei die Laserdiode mit einer Stromrampe periodisch angesteuert wird, so dass bei der Detektion des Lichts ein zeitaufgelöstes Absorptionsspektrum des Gases erhalten wird, wobei

- in dem aktuell erhaltenen Absorptionsspektrum die Istposi- tion einer Absorptionslinie des Gases mit der bei einer vo ^¬ rangegangenen einmaligen Justierung des Laserspektrometers detektierten und abgespeicherten Sollposition derselben Absorptionslinie verglichen wird und

- in einem Korrekturschritt bei einer Abweichung der Istposi- tion der Absorptionslinie von der Sollposition die Tempera ^¬ tur der Laserdiode verändert wird, bis die Istposition der Sollposition entspricht.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 10 2011 080 086 AI oder DE 10 2013 201 459 AI bekannt.

In der Laserabsorptionsspektroskopie wird ein Messgasgemisch mit dem Licht einer wellenlängendurchstimmbaren Laserdiode durchstrahlt und die Konzentration einer interessierenden Gaskomponente des Messgasgemischs anhand der durch die Ab ^¬ sorption des Lichts an der Stelle einer ausgewählten Absorptionslinie der Gaskomponente hervorgerufenen Minderung der Lichtintensität bestimmt. Dabei wird die Laserdiode perio ^¬ disch mit einer dreieck- oder sägezahnförmigen Strom-Zeit- Funktion (Stromrampe) angesteuert, um die Absorptionslinie der Gaskomponente wellenlängenabhängig abzutasten. Zur Erhöhung der Messgenauigkeit kann die Strom-Zeit-Funktion mit einem sinusförmigen Signal vorgegebener Frequenz f und Amplitude moduliert und das Licht bei einer höheren Harmonischen der Frequenz, üblicherweise der doppelten Frequenz 2f, phasensensitiv detektiert und ausgewertet werden (sog. Wellenlängenmo ^¬ dulationsspektroskopie oder WMS) . Der 2f-Signalanteil in dem detektierten Licht bzw. dem erhaltenen Detektionssignal ist von dem Modulationsverhältnis, d. h. von dem Verhältnis der Modulationsamplitude zur Breite der abgetasteten Absorptions ^¬ linie, abhängig und ist bei einem Modulationsverhältnis von 2,2 maximal. (DE 10 2011 083 750 AI) Neben dem Injektionsstrom bestimmt auch die Temperatur der

Laserdiode in starkem Maße die Intensität und Wellenlänge des erzeugten Lichts, weswegen die Laserdiode auf einer Wärmesenke montiert wird, deren Temperatur geregelt wird. Aufgrund von Alterung der Laserdiode sinkt die optische Leistung und ändert sich die Wellenlänge des erzeugten Lichts, so dass

Maßnahmen zur Wellenlängenstabilisierung erforderlich sind. Dazu wird, wie aus der oben genannten DE 10 2011 080 086 AI oder DE 10 2013 201 459 AI bekannt, neben der Absorptionsli ^¬ nie der zu messenden Gaskomponente auch eine Absorptionslinie eines Referenzgases oder -gasgemischs abgetastet, welches zu ^¬ sammen mit dem Messgas in demselben Lichtweg liegt und so gleichzeitig mit diesem durchstrahlt wird. Die Temperatur der Laserdiode bzw. der Wärmesenke wird dann über die Position der Absorptionslinie des Referenzgases in dem detektierten Absorptionsspektrum derart geregelt, dass sich diese Refe ^¬ renz-Absorptionslinie immer an derselben Stelle befindet. Da ^¬ mit liegt in erster Näherung auch die Absorptionslinie der interessierenden Gaskomponente immer an derselben Stelle der sie abtastenden Strom-Zeit-Funktion.

Aus der US 5,459,574 A ist es bekannt, einen Teil des von der Laserdiode kommenden Lichts mittels eines Strahlteilers aus dem Lichtweg zu dem Messgasgemisch auszukoppeln und nach Durchstrahlen des Referenzgases separat zu detektieren.

Aus der DE 10 2011 080 086 AI oder DE 10 2013 201 459 AI ist es ferner bekannt, die Laserdiode am Anfang und am Ende der Stromrampe mit unterschiedlichen Strombursts anzusteuern und anhand der unterschiedlichen Stromstärken der Strombursts und der an den Positionen der Strombursts detektierten Lichtintensitäten durch Interpolation einen Lichtintensitätswert für die Stromrampe an der Position der interessierenden Absorptionslinie zu berechnen mit dem die dort detektierte Lichtin- tensität normiert wird. Die Genauigkeit der Interpolation, die bei zwei unterschiedlichen Strombursts einfach linear erfolgt, kann dadurch erhöht werden, dass die Laserdiode regel ^¬ mäßig mit einem zusätzlichen Stromburst angesteuert wird, dessen Stromstärke von denen der anderen Strombursts ver- schieden ist, und dass der Lichtintensitätswert für die

Stromrampe an der Position der interessierenden Absorptionslinie anhand der Stromstärken aller Strombursts und der an den Positionen der Strombursts detektierten Lichtintensitäten durch Polynominterpolation berechnet wird.

Wie in DE 10 2011 083 750 AI erläutert wird, müssen Laser- spektrometer erstmalig bei ihrer Herstellung in Bezug auf die Wellenlänge und den Abstimmbereich eingestellt bzw. justiert werden. Die Feineinstellung der Wellenlänge kann, wie oben bereits erläutert, unter Zuhilfenahme einer Referenz-Absorp ^¬ tionslinie erfolgen, weil deren Wellenlängenposition mit einer höheren Genauigkeit bestimmt ist, als z. B. die Genauig ^¬ keit eines Wavemeters . Zu diesem Zweck wird eine mit einem Referenzgas gefüllte Küvette (Gaszelle) in den Lichtweg des Laserspektrometers gebracht. Der Abstimmbereich, d. h. die Wellenlängenänderung bei vorgegebener Strom-Zeit-Funktion (Stromrampe) , kann unter Zuhilfenahme eines Etalons festge ^¬ legt werden, der ebenfalls in den Lichtweg des Laserspektro ^¬ meters gebracht wird.

Während die mit dem Referenzgas bzw. Referenzgasgemisch ge ^¬ füllte Küvette in dem Laserspektrometer verbleiben kann, um, wie oben erläutert, im laufenden Messbetrieb die Position der Referenz-Absorptionslinie in dem detektierten Absorptions- spektrum über die Temperatur der Laserdiode nachzuregeln, ist eine Nachjustierung des Abstimmbereichs im laufenden Messbe ^¬ trieb unter Verwendung eines Etalons nicht möglich. Die be ^¬ reits erwähnte Annahme, dass bei Konstanthaltung der Position der Referenz-Absorptionslinie in dem detektierten Absorpti- onsspektrum auch die Position der Absorptionslinie der zu messenden Gaskomponente konstant bleibt, trifft nur in erster Näherung zu, weil sich bei Alterung der Laserdiode nicht nur ihre Zentralwellenlänge sondern auch ihr Abstimmverhalten über den Strom verändert. So kann sich beispielsweise bei An- steuerung der Laserdiode mit einer Stromrampe von 30 mA

(peak-to-peak) die erzielte Wellenlängenänderung altersbedingt von ursprünglich 40 GHz nach 42 GHz verschieben. Bei Auswertung der interessierenden Absorptionslinie der zu mes- senden Gaskomponente auf Basis ihrer Fläche würde dies zu ei ^¬ ner Änderung des Messergebnisses von etwa 5% führen. Es ist auch möglich, dass aufgrund der veränderten Breite der Absorptionslinie der Auswertealgorithmus nicht mehr zuverlässig funktioniert, wenn z. B. die Auswertung auf einer Multivari- antenanalyse basiert, bei der das gemessene Absorptionsspekt ^¬ rum mit vorab aufgenommenen oder berechneten Spektren verglichen wird. Das Problem wird verstärkt, wenn die Laserdiode über einen sehr großen Bereich durchgestimmt wird, so dass die Änderung des Injektionsstroms und die der Wellenlänge nicht mehr proportional zueinander sind. Derart große Ab ^¬ stimmbereiche mit einem nennenswerten nichtlinearen Anteil in der Abstimmungsrate kommen in der Praxis regelmäßig vor. Auch können solche Nichtlinearitäten exemplarabhängig sein, weil sich jede einzelne Laserdiode anders verhält.

Bisher wird daher üblicherweise eine regelmäßige Verifikation der Messungen des Laserspektrometers durchgeführt. Entspre ^¬ chen die Messergebnisse bei der Verifikation nicht mehr den Erwartungen, so wird das Gerät neu- oder nachkalibriert. Je nach Gerät kann dies vom Kunden, vom Service oder nur im Werk durchgeführt werden.

Die WO 2013/191728 AI offenbart eine als Zwei-Punkt-Kalibra ^¬ tion bezeichnete rechnerische Kompensation des Einflusses der Laseralterung auf das Messergebnis anhand der an den Istposi ^¬ tionen von zwei bekannten Absorptionslinien einer bekannten Gaskomponente mit bekannter Konzentration gemessenen Stromwerte, des Abstandes beider Istpositionen und der an den Istpositionen gemessenen Absorptionen. Eine solche auch aus der US 7,586,613 B2 bekannte Zwei-Punkt-Kalibration ist nur im Falle der direkten Absorptionsspektroskopie anwendbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine sowohl im Falle der direkten Absorptionsspektroskopie als auch im Falle der Wellenlängenmodulationsspektroskopie anwendbare Korrektur der Wellenlänge und des Abstimmbereichs eines La ^¬ serspektrometers zu ermöglichen, ohne dies aus dem laufenden Messbetrieb bzw. der Messanordnung herausnehmen zu müssen. Dies gilt insbesondere für In-situ-Messungen, wenn z. B. die Laserdiode und der Detektor in an gegenüberliegenden Stellen einer Prozessgasleitung, eines Abgaskanals usw. montierten Messköpfen untergebracht sind. Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei dem Verfahren der eingangs angegebenen Art,

- in dem aktuell erhaltenen Absorptionsspektrum die Istposition einer weiteren Absorptionslinie mit der bei einer vo ^¬ rangegangenen einmaligen Justierung des Laserspektrometers detektierten und abgespeicherten Sollposition derselben Absorptionslinie verglichen wird und

- in einem weiteren Korrekturschritt bei einer Abweichung der Istposition der weiteren Absorptionslinie von ihrer Sollposition die Steigung der Stromrampe verändert wird, bis die Istposition der Sollposition entspricht.

Unter der einmaligen Justierung des Laserspektrometers ist neben der erstmaligen werksseitigen Einstellung seiner Wellenlänge und seines Abstimmbereichs auch jede Neu- oder Nach- kalibration zu verstehen, die vom Kunden, vom Service oder im Werk durchgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht also vor, in einem ers ^¬ ten Schritt die Zentralwellenlänge der Laserdiode über deren Temperatur und anhand der Position einer von zwei unterschiedlichen ausgewählten, d. h. eindeutig detektierbaren, Absorptionslinien in dem detektierten Absorptionsspektrum nachzuj ustieren und in einem zweiten Schritt den Abstimmbereich der Laserdiode über die Steigung der Stromrampe so zu korrigieren, dass der Abstand der beiden Absorptionslinien in dem detektierten Absorptionsspektrum gleich bleibt. Da die absoluten Wellenlängen der beiden Absorptionslinien bekannt sind, kann der Abstimmbereich der Laserdiode, d. h. die Wel- lenlängenänderung bei linearer Strom-Zeit-Funktion (Stromrampe) , unmittelbar berechnet werden. Die Korrektur der Wellenlänge und des Abstimmbereichs ist umso genauer und zuverläs ^¬ siger, je größer der Abstand zwischen den beiden Absorptionslinien ist. Daher werden die beiden Absorptionslinien vor- zugsweise so gewählt, dass eine von ihnen möglichst nahe am Anfang und die andere möglichst nahe am Ende des Abstimmbe ^¬ reichs liegt, während z. B. die Absorptionslinie der zu mes ^¬ senden Gaskomponente vorzugsweise in der Mitte des Abstimmbe ^¬ reichs liegt.

Durch die Korrektur des Abstimmbereichs der Laserdiode über die Steigung der Stromrampe kann die zuvor über die Tempera ^¬ tur der Laserdiode korrigierte Zentralwellenlänge wieder ver ^¬ ändert werden, so dass beide Korrekturschritte vorzugsweise wiederholt nacheinander ausgeführt werden. Die Rekursion kann gestartet und solange durchgeführt werden, wenn bzw. wie die Abweichungen zwischen den Soll- und Istpositionen vorgegebenen Schwellenwerte überschreiten. Grundsätzlich könnte die Korrektur der Zentralwellenlänge der Laserdiode anstatt über deren Temperatur dadurch erfolgen, dass ein Strom-Offset auf die Stromrampe addiert wird. Aller ^¬ dings ändern sich die Abstimmeigenschaften von Laserdioden typischerweise sehr viel stärker bei Änderungen des absoluten Niveaus des Stroms, als bei einer Änderung der Lasertempera ^¬ tur. Weiterhin müsste man bei vielen Laserdioden eine relativ große Änderung des Stromniveaus verwenden, wohin gegen eine vergleichsweise kleine Temperaturänderung ausreicht. Daher ist für die Korrektur der Zentralwellenlänge in nahezu allen Fällen eine Änderung der Lasertemperatur einer Änderung des Laserstroms vorzuziehen.

Für den Fall, dass die Laserdiode ein nichtlineares Abstimm ^¬ verhalten aufweist, kann entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Stromrampe aus einer Strom-Zeit-Funktion mit einem linearen und mindestens einem nichtlinearen Term gebildet werden. Der lineare Funktionsterm entspricht dabei der Steigung der Stromrampe, während der mindestens eine nichtlineare Term einen nichtli ^¬ nearen Verlauf der Steigung bezeichnet. Beim Durchstimmen der Laserdiode wird dann die Position mindestens einer zwischen den beiden Absorptionslinien liegenden zusätzlichen Absorptionslinie detektiert. Bei einer Abweichung zwischen der aktu- eil detektierte Istposition dieser zusätzlichen Absorptionslinie und der bei der vorangegangenen einmaligen Justierung des Laserspektrometers detektierten und abgespeicherten Soll ^¬ position derselben Absorptionslinie wird in einem zusätzlichen Korrekturschritt der mindestens eine nichtlineare Term verändert wird, bis die Istposition der Sollposition ent ^¬ spricht. Bei dem mindestens einen nichtlinearen Funktionsterm kann es sich im einfachsten Fall um einen quadratischen oder kubischen Term handeln, wobei insbesondere bei sehr großen Abstimmbereichen auch komplexere Terme erforderlich sein kön- nen, die das Abstimmverhalten der Laserdiode besser beschreiben. Auch hier kann es nach jedem Ändern des/der nichtlinearen Terms/Terme notwendig sein, die zuvor korrigierten Posi ^¬ tionen der anderen Referenz-Absorptionslinien durch Anpassung der Lasertemperatur und des Abstimmbereichs des Stroms nach- zukorrigieren.

Die genannten Korrekturschritte werden von dem Laserspektro- meter automatisch durchgeführt. Danach stimmt die Laserdiode wieder genau den gleichen Wellenlängenbereich ab, wie sie es bei der Kalibration getan hat. Änderungen des Abstimmverhal- tens durch Laseralterung wurden also kompensiert.

Weil die Laseralterung ein sehr langsamer Prozess ist und durch äußere Störeinflüsse und Rauschen überlagert ist, wer- den die Korrekturschritte in der Praxis nur selten oder nur dann durchgeführt, wenn eine Positionsänderung der betrachten Absorptionslinien gegenüber der Kalibration festgestellt wird, oder es werden nur sehr lange gemittelte Spektren für die Korrektur verwendet. Wie bereits erwähnt, kann die Kor- rektur der Wellenlänge und des Abstimmbereichs im laufenden Messbetrieb des Laserspektrometers erfolgen, was aber nicht notwendigerweise bedeutet, dass während der Korrektur die in ^¬ teressierende Gaskomponente gemessen wird. Entscheidend bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass die Korrektur automatisch erfolgt und das Laserspektrometer dafür nicht aus dem Messbetrieb oder der Messanordnung herausgenommen werden muss . Sind die Umgebungsbedingungen (Druck, Temperatur) bei der einmaligen Justierung, z. B. Kalibration, des Laserspektrometers und zum Zeitpunkt der Korrektur seiner Wellenlänge und seines Abstimmbereichs gleich, so können in vorteilhafter Weise ausgewählte Absorptionslinien des Messgasgemischs, ggf. auch die Absorptionslinie der zu messenden Gaskomponente, für die Korrektur verwendet werden. Sobald daher in dem Absorpti ^¬ onsspektrum des Messgasgemischs zwei oder mehr Absorptionsli ^¬ nien sicher gemessen werden können, kann das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden. Dazu ist bei einem vorhandenen Laserspektrometer im Wesentlichen nur eine Funktionserweiterung in der Software erforderlich ist.

Um von den genannten Umgebungsbedingungen unabhängig zu sein, können alternativ, ggf. zusätzlich, Absorptionslinien eines Referenzgases oder -gasgemischs verwendet werden, wobei das in einer Küvette enthaltene Referenzgas und das Messgasge ^¬ misch in demselben Lichtweg liegend nacheinander durchstrahlt werden können. Dabei können die Absorptionslinien des Referenzgases mit demselben Detektor detektiert werden, mit dem auch die Absorptionslinie der in dem Messgasgemisch zu mes ^¬ senden Gaskomponente detektiert wird. Alternativ kann bei An ^¬ ordnung der Küvette mit dem Referenzgas vor dem Messgasge ^¬ misch ein Teil des aus dem Referenzgas austretenden Lichts mittels eines Strahlteilers aus dem Lichtweg zu dem Messgas- gemisch ausgekoppelt und mit einem weiteren Detektor separat detektiert werden. In diesem Fall ist das separat detektierte Absorptionsspektrum des Referenzgases nicht von dem des Mess ^¬ gasgemischs überlagert. Das detektierte Absorptionsspektrum des Messgasgemischs ist zwar von dem des Referenzgases über- lagert, jedoch kann das separat detektierte Absorptionsspekt ^¬ rum des Referenzgases davon subtrahiert werden, so dass auch das Absorptionsspektrum des Messgasgemischs überlagerungsfrei erhalten wird. Alternativ kann die Küvette mit dem Referenz- gas zwischen dem Strahlteiler und dem weiteren Detektor angeordnet werden, so dass das detektierte Absorptionsspektrum des Messgasgemischs nicht von dem des Referenzgases überla ^¬ gert wird. Das erfindungsgemäße Korrekturverfahren ist sowohl im Falle der direkten Absorptionsspektroskopie als auch im Falle der Wellenlängenmodulationsspektroskopie anwendbar. Während bei der direkten Absorptionsspektroskopie die Konzentration der interessierenden Gaskomponente unmittelbar aus der an der Stelle der Absorptionslinie detektierten Minderung der Licht ^¬ intensität (Absorption) bestimmt wird, wird bei der Wellen ^¬ längenmodulationsspektroskopie während der vergleichsweise langsamen wellenlängenabhängigen Abtastung der Absorptionslinie zusätzlich die Wellenlänge des erzeugten Lichts mit hoher Frequenz und kleiner Amplitude sinusförmig moduliert. Das

Licht wird dann bei einer höheren Harmonischen der Frequenz phasensensitiv detektiert. Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Falle der Wellenlängenmodulationsspektroskopie proportional mit der Änderung der Steigung oder des nichtlinearen Terms der Stromrampe auch die Amplitude der Wellenlängenmodulation verändert. Alternativ kann nach Änderung der Steigung oder des nichtlinearen Terms der Stromrampe anhand einer der phasensensitiv detektierten Absorptionslinien eine Veränderung des Modulationsverhältnisses ermittelt und in Abhängigkeit davon die Modulationsamplitude korrigiert werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Laserspektrometer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung eines Laser- spektrometers zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Figuren 2 bis 4 weitere Ausführungsbeispiele für das Laser- spektrometer und die

Figuren 5 bis 9 ein Beispiel für die Auswirkung der erfindungsgemäßen Korrektur der Wellenlänge und des Abstimmbereichs des Laserspektrometers auf das detektierte Absorptionsspektrum.

Figur 1 zeigt beispielhaft ein Laserspektrometer zur Messung der Konzentration mindestens einer interessierenden Gaskompo- nente eines Messgasgemischs 1, das in einem Messvolumen 2, beispielsweise einer Messküvette oder einer Prozessgaslei ^¬ tung, enthalten ist. Das Spektrometer enthält eine Laserdiode 3, deren Licht 4 durch das Messgas 1 auf einen Detektor 5 fällt. Die Laserdiode 3 ist auf einer temperaturgeregelten Wärmesenke 6 montiert und wird von einer steuerbaren Strom ^¬ quelle 7 mit einem Injektionsstrom i angesteuert. Die Intensität und Wellenlänge des erzeugten Lichts 4 sind von dem In ^¬ jektionsstrom i und der Betriebstemperatur der Laserdiode 3 abhängig. Die Stromquelle 6 wird von einem ersten Signalgene- rator 7 periodisch mit einer rampenförmigen Strom-Zeit-Funktion (Stromrampe) 9 angesteuert, um mit dem entsprechend mo ^¬ dulierten Licht 4 eine ausgewählte Absorptionslinie einer in ^¬ teressierenden Gaskomponente des Messgasgemischs 1 abzutas ^¬ ten. Die Strom-Zeit-Funktion 9 kann neben einem die Steigung der Stromrampe angebenden linearen Funktionsterm (Parameter) einen oder weitere Funktionsterme aufweisen, die eine nicht ^¬ lineare Verformung der Stromrampe bewirken. Ein zweiter Signalgenerator 10 erzeugt ein sinusförmiges Signal (Modulati ^¬ onssignal) 11 der Frequenz f, mit dem in einem Summierglied 12 die Stromrampe 9 moduliert wird.

Die Betriebstemperatur der Laserdiode 3, die Funktionsterme der Stromrampe 9 und die Amplitude des Modulationssignals 2 können mittels einer Steuereinrichtung 13 eingestellt werden. Der Detektor 5 erzeugt in Abhängigkeit von der detektierten Lichtintensität ein Detektorsignal 14, das als Information ein zeitaufgelöstes Absorptionsspektrum des Messgasgemischs 1 enthält. Das Detektorsignal 14 wird in einem frequenzselekti- ven Verstärker 15 bei der n-ten, vorzugsweise zweiten, Harmo ^¬ nischen der Modulationsfrequenz f verstärkt und in einer nachfolgenden Auswerteeinrichtung 16 phasensensitiv (lock-in) weiterverarbeitet und zu einem Messwert für die Konzentration der interessierenden Gaskomponente des Messgasgemischs ausge- wertet.

Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen anhand eines Ausschnitts aus Figur 1 unterschiedliche Varianten des Laserspektrometers, bei denen gleichzeitig mit dem Messgasgemisch 1 ein in einer Küvette 17 enthaltenes Referenzgas oder Referenzgasgemisch 18 mit dem Licht 4 der Laserdiode 3 durchstrahlt wird. In den Beispielen der Figuren 2 und 3 liegen die Küvette 17 und das Messvolumen 2 hintereinander in demselben Lichtweg, so dass der Detektor 5 über den Abstimmbereich der Laserdiode 3 so- wohl das Absorptionsspektrum des Messgasgemischs 1 als auch das des Referenzgases oder Referenzgasgemischs 18 detektiert. Bei dem Beispiel nach Figur 3 wird ein Teil des aus der Kü ^¬ vette 17 austretenden Lichts 4 mittels eines Strahlteilers 19 aus dem Lichtweg zu dem Messvolumen 2 ausgekoppelt und auf einen weiteren Detektor 20 geführt, der auf diese Weise das Absorptionsspektrum des Referenzgases oder Referenzgasge ^¬ mischs 18 separat detektiert. Zur Ermittlung der Konzentrati ^¬ on der interessierenden Gaskomponente des Messgasgemischs 1 durch die Auswerteeinrichtung 16 kann zuvor, z. B. unmittel- bar hinter dem Detektor 5, das separat detektierte Absorpti ^¬ onsspektrum des Referenzgases oder Referenzgasgemischs 18 von dem des Messgasgemischs 1 subtrahiert werden. In dem Beispiel nach Figur 4 ist schließlich die Küvette 17 im Lichtweg zwischen dem Strahlteiler 19 und dem weiteren Detektor 20 ange- ordnet, so dass das von dem Detektor 5 detektierte Absorpti ^¬ onsspektrum des Messgasgemischs 1 nicht von dem des Referenz ^¬ gases oder Referenzgasgemischs 18 überlagert ist. Die Figuren 5 bis 9 zeigen beispielhaft die Auswirkung der erfindungsgemäßen Korrektur der Wellenlänge und des Abstimmbereichs des Laserspektrometers auf das detektierte Absorpti ^¬ onsspektrum 21 über den Wellenlängen-Abstimmbereich der La- serdiode 3, der hier auf einen Bereich von 0 bis 1000 normiert ist. Bei dem Absorptionsspektrum 21 kann es sich um das des Messgasgemischs 1 und/oder das des Referenzgases 18 han ^¬ deln, wobei hier nur die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren betrachteten Absorptionslinien 22, 23 und 24 gezeigt sind. Figur 5 zeigt das nach einer Kalibration des Laserspektrome ^¬ ters erhaltene Absorptionsspektrum 21 mit den Sollpositionen der Absorptionslinien 22, 23 und 24.

Figur 6 zeigt dasselbe Absorptionsspektrum 21 nach längerem Gebrauch des Laserspektrometers, wobei sich die Positionen der Absorptionslinien 22, 23 und 24 zu den aktuellen Istpositionen hin verschoben haben.

Figur 7 zeigt, wie anhand der Absorptionslinie 22 durch Ände ^¬ rung der Temperatur der Laserdiode 3 die Istposition dieser Absorptionslinie 22 auf die Sollposition zurückgeschoben wird. Da sich bei Alterung der Laserdiode 3 nicht nur ihre Zentralwellenlänge sondern auch ihr Abstimmverhalten über den Strom verändert hat, weichen die Istpositionen der übrigen Absorptionslinien 23 und 24 nach wie vor von den Sollpositio- nen ab.

Figur 8 zeigt, wie anhand der Absorptionslinie 24 durch Ände ^¬ rung der Steigung der Stromrampe 9 (linearer Term der Strom- Zeit-Funktion) die Istposition dieser Absorptionslinie 24 auf ihre Sollposition zurückgeschoben wird. Da das Abstimmverhal ^¬ ten der Laserdiode 3 nichtlinear ist, weicht die Istposition der mittleren Absorptionslinie 23 immer noch von ihrer Sollposition ab. Figur 9 zeigt schließlich, wie anhand der Absorptionslinie 23 durch Änderung des nichtlinearen Terms der Stromrampe 9 auch die Istposition dieser Absorptionslinie 24 auf ihre Sollposi ^¬ tion zurückgeschoben wird. Im Ergebnis entsprich das in Fi- gezeigte korrigierte Absorptionsspektrum 21 dem nach 1.

Die im Zusammenhang mit den Figuren 7 bis 9 erläuterten Korrekturschritte müssen ggf. mehrfach hintereinander ausgeführt werden .