JPH01174942A - 吸光分析計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マルチ流体変目方式（これは本発明者らの名
付けた名称である）という従来になかった特異な手法を
採用することによって、ただ１個の検出器を用いるだけ
でありながら、サンプルガス中の特定の測定対象成分の
濃度を低濃度から高濃度まで精度よく測定できるように
した吸光分析計に関する。

尚、上記マルチ流体変調方式による流体分析方法につい
ては、本願出願人が昭和６２年１２月１１日付にて特許
出願しているところである。

〔従来の技術〕

例えば赤外線ガス分析計等の吸光分析計は、光源から赤
外線をセル内に入射し、セル内のサンプルガスによる吸
光度合を測定して、サンプルガス中の特定の測定対象成
分の濃度を測定するものである。そして、この種の分析
針はランバート・ベールの法則を基礎原理とするもので
あって、入射光を■。、セル長を１．測定波長と測定対
象成分によって定まる吸光度係数をに、測定対象成分の
濃度をＣとすると、透過光Ｉは、 Ｈ−Ｔ　、　ｅ−ｋｃ＆ なる式で表される。

従って、吸光分析計における測定対象成分の濃度と出力
との関係は、第３図に示すように、測定対象成分の濃度
が高くなるに従って出力を表す曲線の曲がりが大きくな
る。このため、第３図における直線に近い部分を使用し
て測定精度を向上させるために、従来においては、測定
対象成分の濃度が高い（大きい）ときはセル長の短かい
ものを用い、又、前記濃度が低い（小さい）ときはセル
長の長いものを用いて、セルを使い分けるようにしてい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記ようにセルを使い分けるためには、
セル長の異なるセルを何種類も用意する必要があり、又
、排ガス等濃度変化が大きいサンプルガスの測定の場合
には、上記セルの使い分けによっては連続的に測定する
ことができないといった欠点がある。

本発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その
目的とするところは、セル長の異なるセルを何種類も用
意する必要がなく、又、濃度変化が大きいサンプルガス
の測定に存効な、低濃度がら高濃度に亘って連続的に測
定することができる測定濃度範囲が広い吸光分析計を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明に係る吸光分析計は
、光源と検出器との間にセル長が互いに異なる２つのセ
ルを互いに直列に設け、これら２つのセルに対してサン
プルガスと比較ガスとを、一定周期で同時かつ連続的に
切り換え供給する流体変調手段を前記各セルに対して１
つずつ設け、これら２つの流体変調手段によるサンプル
ガスと比較ガスとの変調周波数が互いに異なるようにし
、前記検出器からの出力信号を、前記各セルに対する各
変調周波数の信号成分に分離してそれぞれ整流及び平滑
化することによりサンプルガス中の測定対象成分の濃度
を低濃度から高濃度まで測定できるようにしである。

〔作用〕

上記構成によれば、２つのセルに共通に設けら　　、れ
た１つの検出器からは、それぞれのセルに対応する２つ
の信号成分が重畳した状態の出力信号が出力される。そ
して、これら両信号成分は相異なる周波数で変調されて
いるので、前記検出器からの出力信号を各セルに対する
各変調周波数の信号成分に分離してそれぞれ整流及び平
滑化することにより、サンプルガス中の測定対象成分の
濃度を低濃度から高濃度まで測定することができ、上記
目的は完全に達成される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を、第１図及び第２図を参照し
ながら説明する。

第１図は、本発明に係る吸光分析計としての赤外線ガス
分析計の一例を示し、同図において、１゜２は互いに直
列に配置されたセル長が互いに異なるセル（以下、長セ
ル１．短セル２という）で、赤外線発生用の光源３と検
出器４との間に設けられている。

検出器４は例えばコンデンサマイクロホン型検出器より
なり、その内部には測定対象成分と同じガス又は測定対
象成分の特性吸収波長と略同じ波長に吸収帯域を有する
ガスが封入しである。

５．６は長セル１．短セル２に対してそれぞれサンプル
ガスＳと比較ガスＲとを一定周期で同時かつ連続的に切
り換え供給する流体変調手段で、例えばロークリバルブ
よりなる。そして、これら流体変調手段５．６によるサ
ンプルガスＳと比較ガスＲとの変調周波数が互いに異な
るようにしてあり、例えば流体変調手段５の変調周波数
は１ヘルツであり、流体変調手段６のそれは２ヘルツで
ある。従って、上記変調周波数を有する流体変調手段５
．６によって、サンプルガスＳと比較ガスＲとを長セル
１．短セル２に供給した場合、検出器４からは、長セル
１に対する変調周波数付近の帯域の信号と短セル２に対
する変調周波数付近の帯域の信号とが重畳された出力信
号Ａが出力される。

１０はプリアンプ７を介して検出器４の出力側に接続さ
れる信号処理手段で、その具体的構成は第２図に示すよ
うに、プリアンプ７を介して入力される、検出器４から
の出力信号Ａを、２つの信号処理系列に分岐して処理す
るように構成しである。

即ち、一方の信号処理系列には、長セル１に対する変調
周波数（１ヘルツ）付近の帯域の信号（例えばａｔ）の
みを分離して取り出す（通過させる）ためのバンドパス
フィルタ１１を設けると共に、その後段に、長セル１に
対する流体変調手段５に付設された同期信号発生器５ａ
からの同期信号（流体変調手段５による実際の流体変調
動作を表す信号：１ヘルツ）により、バンドパスフィル
タ１１のみでは不十分であるおそれがある分離作用を補
足してより一層精度の良い検波を行えると同時に、分離
された交流を直流に変換（整流）できるように、バンド
パスフィルタ１１からの出力信号ａ１．を同期整流する
ための同期検波整流回路１３を設け、更に、その後段に
は、同期検波整流回路１３からの出力信号ａＬを平滑化
すると共に高周波ノイズを除去するための平滑回路１５
の一例としてのローパスフィルタが設けてあり、そして
、他方の信号処理系列には、短セル２に対する流体変調
手段６の変調周波数（２ヘルツ）付近の帯域の信号（例
えばａｎ）のみを分離して取り出すためのバンドパスフ
ィルタ１２を設けると共に、その後段に、短セル２に対
する流体変調手段６に付設された同期信号発生器６ａか
らの同期信号（流体変調手段６による実際の流体変調動
作を表す信号：２ヘルツ）により、バンドパスフィルタ
１２のみでは不十分であるおそれがある分離作用を補足
してより一層精度の良い分離を行えると同時に、分離さ
れた交流を直流に変換できるように、バンドパスフィル
タ１２からの出力信号ａイを同期整流するための同期検
波整流回路１４を設け、更に、その後段には、同期検波
整流回路１４からの出力信号ａＭを平滑化すると共に高
周波ノイズを除去するための平滑回路１６の一例として
のローパスフィルタを設けてなるものであり、この信号
処理手段１０からは、長セル１．短セル２にそれぞれ対
応する信号成分としてａＬ及びａｌが互いに独立した状
態で出力される。

尚、信号処理手段１０としては、上記電気回路のような
ハード的な手段に限らず、フーリエ解析（周波数分離処
理に相当する）及び絶対値平均化処理（整流・平滑化処
理に相当する）等の数値解析の演算処理が可能とされた
コンピュータシステムのようなソフト的な手段を採用す
ることもできる。

而して、上記構成の吸光分析計において、流体変調手段
５，６によってサンプルガスＳと比較ガスＲとを、長セ
ル１．短セル２に対してそれぞれ１ヘルツ、２ヘルツの
変調周波数でもって同時かつ連続的に供給すると、長セ
ル１．短セル２に共通に設けられた１つの検出器４は、
長セル１に対応する信号成分（低濃度領域（例えばｐｐ
ｍ〜１％程度）に見合う信号成分：ａ、）と、短セル２
に対応する信号成分（高濃度領域（例えば１％以上）に
見合う信号成分：ａＨ）とが重畳した出力信号Ａを出力
し、しかも、両信号成分ａＬとａ８は相異なる周波数で
変調されているので、検出器４からの出力信号Ａを長セ
ル１．短セル２に対する各変調周波数の信号成分ａＬ＋
　　ａｌ４に分離してそれぞれ整流及び平滑化すること
により、測定対象成分の低濃度領域及び高濃度領域にそ
れぞれ対応する信号ａＬ及びａ、Ｉを得ることができ、
従って、測定対象成分の低濃度領域及び高濃度領域にお
ける濃度を得ることができる。

本発明は上記実施例に限られるものではなく、紫外線ガ
ス分析計等の他の吸光分析計にも適用することができる
。そして、流体変調手段５．６を４方切り換え電磁弁や
３方切り換え電磁弁等で構成してもよい、又、検出器４
は固体検出器で構成してもよい。更に、本発明に係る吸
光分析針を自動レンジ切り換え手段と組み合わせるよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る吸光分析計は、光源
と検出器との間にセル長が互いに異なる２つのセルを互
いに直列に設け、これら２つのセルに対してサンプルガ
スと比較ガスとを、一定周期で同時かつ連続的に切り換
え供給する流体変調手段を前記各セルに対して１つずつ
設け、これら２つの流体変調手段によるサンプルガスと
比較ガスとの変調周波数が互いに異なるようにし、前記
検出器からの出力信号を、前記各セルに対する各変調周
波数の信号成分に分離してそれぞれ整流及び平滑化する
ことによりサンプルガス中の測定対象成分の濃度を低濃
度から高濃度まで測定できるようにしであるので、セル
長の異なるセルを何種類も用意する必要がない、又、濃
度変化が大きいサンプルガスの測定の場合においても、
低濃度から高濃度に亘うて連続的に測定することができ
るといった優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る吸光分析計の一例を示す構成図、
第２図は信号処理手段の一例を示すブロック図である。 第３図は吸光分析針における濃度と出力との関係を示す
特性図である。 １．２・・・セル、３・・・光源、４・・・検出器、５
．６・・・流体変調手段、Ａ・・・出力信号、ａＬ＋　
　ａＨ・・・信号成分、Ｓ・・・サンプルガス、Ｒ・・
・比較ガス出　願　人　　　株式会社　堀場製作所代　
理　人　　　弁理士　　藤本英夫 第１図 ３・・・光源 ４・・・検出器 ５．６・・・流体変調手段 Ａ・・・出力信号 ａＬ、ａイ・・・信号成分 Ｓ・・・サンプルガス Ｒ・・・比較ガス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源と検出器との間にセル長が互いに異なる２つのセル
   を互いに直列に設け、これら２つのセルに対してサンプ
   ルガスと比較ガスとを、一定周期で同時かつ連続的に切
   り換え供給する流体変調手段を前記各セルに対して１つ
   ずつ設け、これら２つの流体変調手段によるサンプルガ
   スと比較ガスとの変調周波数が互いに異なるようにし、
   前記検出器からの出力信号を、前記各セルに対する各変
   調周波数の信号成分に分離してそれぞれ整流及び平滑化
   することによりサンプルガス中の測定対象成分の濃度を
   低濃度から高濃度まで測定できるようにしたことを特徴
   とする吸光分析計。