JPH01174944A

JPH01174944A - ２成分測定型ガス分析計

Info

Publication number: JPH01174944A
Application number: JP62335791A
Authority: JP
Inventors: Takao Imaki; 隆雄今木; Hajime Mikasa; 三笠　元; Ichiro Asano; 一朗浅野; Junji Kato; 純治加藤
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1989-07-11
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH06103263B2

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、マルチ流体変調方式（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２つの測定対象成分の
濃度を同時に得られるようにした２成分測定型ガス分析
計に関する。

尚、上記マルチ流体炎口周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、赤外線ガス分析計によってサンプルガス中に含
まれる２つの測定対象成分の濃度を同時に測定する従来
の手段として、第４図、第５図にそれぞれ示すようなも
のがある。

即ち、第４図は所謂シングルセルタイプのものであって
、同図において、４１はセルで、ロータリバルブ等の流
体変調手段４２によつてサンプルガスＳと比較ガスＲと
が交互に供給されるようにしである。４３は赤外線発生
用の光源である。

４４、４５．４６は互いに並列的に配置された固体検出
器で、それぞれ固体フィルタ４４Ｆ、　４５Ｆ、　４６
Ｆを備えており、固体フィルタ４４Ｆは例えば測定対象
成分としてのＣＯの特性吸収波長と略同じ波長に吸収帯
域を有するＣＯ測定用フィルタとして構成してあり、固
体フィルタ４５Ｆは測定対象成分としてのＣＯ□の特性
吸収波長と略同じ波長に吸収帯域を有するＣ　Ｏｚ測定
用フィルタとして構成してあり、又、固体フィルタ４６
Ｆは前記固体フィルタ４４Ｆ、　４５Ｆの吸収波長帯域
とは異なる波長の吸収帯域を有する比較フィルタとして
構成しである。尚、４７、４８．４９は各固体検出器４
４．４５．４６の出力側に設けられたアンプである。

又、第５図は所謂ダブルセルタイプのものであって、同
図において、５１．５２は互いに並列的に配置された比
較セル、測定セルであって、両セル５１゜５２の一端側
には光源５３が、他端側には反射ミラー５４が設けであ
る。そして、反射ミラー５４と両セル５１、５２との間
には固体フィルタ４４Ｆ、　４５Ｆ、　４６Ｆを備えた
固体検出器４４．４５．４６が互いに並列的に配置して
あり、前記セル５１．５２を通過した測定光が反射ミラ
ー５４により反射されて固体フィルタ４４Ｆ。

４５Ｆ、　４６Ｆを経て固体検出器４４．４５．４６に
到達するようにしである。尚、５５は変調用のチクツバ
−である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記第４図、第５図にそれぞれ示される
ものにおいては、２つの測定対象成分を測定するのに検
出器が３つも必要となりそれだけ構成が複雑になると共
に、各検出器間において感度調整を行う必要がある等の
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、検出器をただ１つしか用いないに
も拘わらず、２つの測定対象成分の濃度を測定すること
ができ、しかも、調整等必要としない有用な２成分測定
型ガス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２成分測定型
ガス分析計は、光源と検出器との間に２つのセルを互い
に並列に設け、各セルにそれぞれ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存するフィルタを設け
ると共に、前記各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、それぞれ測定対象成分の濃度に対応する
信号、即ち、２つの測定対象成分の濃度を得ることがで
き、上記目的は完全に達成される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する
。

第１図は、例えば測定対象成分としてのＣＯ及びＣＯ□
を同時に測定する赤外線ガス分析計の一例を示し、１．
２は互いに並列的に配置されたセル、３，４はセル１，
２をそれぞれ照射する赤外線発生用の光源である。

イ５Ａのセル１．２に対面する側に、固体フィルタ５ａ
、　５ｂがセル１，２に対応するように設けであると共
に、ボディ５Ａの他端側であって前記導光路を経た光が
入射する位置に、固体検出素子５ｃが設けである。そし
て、一方の固体フィルタ５ａはｃｏの特性吸収波長と略
同じ波長に吸収帯域を有するＣＯ測定用フィルタとして
構成してあり、他方の固体フィルタ５ｂはＣＯ□の特性
吸収波長と略同じ波長に吸収帯域を有するＣＯ，測定用
フィルタとして構成しである。６はこの検出器５の出力
側に設けられるプリアンプである。

７．８はセル１，２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、例えばロータリバルブよりなる
。そして、これら流体変調手段７．８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７の変−局周波数は１ヘ
ルツであり、流体変調手段８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７゜８に
よって、サンプルガスＳと比較ガスＲとをセル１，２に
供給した場合、検出器５からは、セル１に対する変調周
波数付近の帯域の信号とセル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６を介して検出器５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６を介して入力される検出器５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、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ａ）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、セル１に対する
流体変調手段７に付設された同期信号発生器７ａからの
同期信号（流体変調手段７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ａ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ａ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、セル２に対する流体変調手段８の変調周
波数（２ヘルツ）付近の帯域の信号（例えばｂ）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、セル２に対する流体変調手段８
に付設された同期信号発生器８ａからの同期信号（流体
変調手段Ｂによる実際の流体変ｌＩｉ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
度の良い検波を行えると同時に、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
力信号す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
の出力信号す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
、セル１．２に対応する信号成分としてａ及びｂ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２成分測定型ガス分析計において、
流体変調手段７．８によってサンプルガスＳと比較ガス
Ｒとを、セル１．２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、
２つのセル１．２に共通に設けられた１つの検出器５は
、セル１に対応する信号成分（測定対象成分ＣＯに見合
う信号成分：ａ）と、セル２に対応する信号成分（測定
対象成分ＣＯ２に見合う信号成分：ｂ）とが重畳した出
力信号Ａを出力し、しかも、両信号成分ａ。

ｂは相異なる周波数で変調されているので、検出器５か
らの出力信号Ａを各セル１．２に対する各変調周波数の
信号成分ａ、ｂ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ＣＯ及びＣＯ３にそれぞれ対
応する信号ａ及びｂを得ることができ、従って、２つの
測定対象成分ＣＯ及びＣＯ２の濃度をそれぞれ得ること
ができる。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、同図におい
て、２０はコンデンサマイクロホン型検出器で、その受
光室２０ａ、　２０ｂをそれぞれセル１．２に対応する
ように配置すると共に、セル１．２と受光室２０ａ、　
２０ｂとの間にそれぞれ固体フィルタ２１ａ、　２１ｂ
とを配置しである。ここに、固体フィルタ２１ａ、　２
１ｂはそれぞれ上記実施例における固体フィルタ５ａ、
　５ｂと同様に構成しである。又、受光室２０ａ、　２
Ｏｂ内にはＣＯ及びＣＯｔが封入しである。

尚、第３図においては流体変調手段７．８を省略しであ
る。このように構成した２成分測定型ガス分析計におけ
る作用効果は上記実施例と同様であるので、その説明は
省略する。

本発明は上記各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ガス分析計にも適用することができ
る。そして、流体変調手段を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、固体フィルタ
５ａ、　５ｂ、　２１ａ、　２１ｂに代えてガスフィル
タを用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る２成分測定型ガス分
析計は、光源と検出器との間に２つのセルを互いに並列
に設け、各セルにそれぞれ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フィルタを設けると共
に、前記各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ようにしであるので
、検出器をただ１つしか用いないにも拘わらず、何ら調
整作業を要することなく、２つの測定対象成分の濃度を
同時に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る２成分測定型ガス分析計の一例を
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図は本発明の他の実施例を示す要部構成図である。第４図及び第５図はそれぞれ従来技術を示す説明図であ
る。１．２・・・セル、３．４・・・光源、５．２０・・・
検出器、５ａ、　５ｂ、　２１ａ、　２１ｂ−フィルタ
、７．８・・・流体変調手段、ａ、ｂ・・・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１．２・・・セル３．４・・・光源５・・・検出器５ａ、　５ｈ・・・フィルタ７．８・・・流体変調手段ａ、ｂ・・・信号成分Ｓ・・・サンプルガスＲ・・・比較ガス

Claims

【特許請求の範囲】

光源と検出器との間に２つのセルを互いに並列に設け、
各セルにそれぞれ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フィルタを設けると共に、前記
各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ようにしたことを特徴とする
２成分測定型ガス分析計。