JPH01248041A - 化学発光式ｎｏ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ＮＯ（−酸化窒素）と０３　　（オゾン）との
化学発光反応を利用して大気やボイラー排ガス中の窒素
酸化物を連続的に測定するガス分析計に関するものであ
る。

（従来の技術） 化学発光式ＮＯ計では、ガラス窓をもつ反応槽にＮＯを
含むサンプルガスとオゾンガスを導入して均一に混合し
、化学発光反応により発生する光をガラス窓を通してシ
リコンフォトダイオードや光電子増倍管などの検出器で
検知している。

検出器の感度は温度が変化すると変動してスパンドリフ
トが生じるので、検出器の温度を一定に保ち、感度が一
定になるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 検出器の温度を一定に保つようにしているが、それでも
温度変化を皆無にすることは戴しく、また検出器の特性
が劣化してもスパンドリフトが生じる。

また、反応槽のガラス窓が汚れた場合にも感度の低下が
起こる。

本発明は、検出器の温度が変化したり、ガラス窓が汚れ
た場合でも検出器の感度を常に一定に保ち、安定した測
定を行なうことのできる化学発光式ＮＯ計を提供するこ
とを目的とするものである。

（課頭を解決するための手段） 本発明では化学発光反応により生ずる測定信号とは別に
、発光強度が一定した光源からの信号を比較信号として
用い、比較信号を基にして測定信号を補正して感度を一
定に保つ。

そのため、本発明では反応槽内に発光ダイオードを設け
、この発光ダイオードを一定周期で点滅させ、この発光
ダイオードの光信号を比較信号として化学発光による測
定信号とともに検出し、信号処理部では比較信号と測定
信号を分離し、比較信号によって測定信号を補正する。

（作用） 発光ダイオードの光信号を比較信号とし、サンプルの化
学発光による測定信号とともに検出すると、検出器の温
度が変化したり反応槽のガラス窓が汚れた場合には測定
信号と比較信号が同じ比率で変動する。比較信号の基準
となる信号レベルを予め測定し又は設定しておくことに
よって、比較信号と基準信号レベルを比べることによっ
て温度変化や汚れによる感度変動を求めることができる
。

その変化の比率から測定信号を補正すれば温度変化や汚
れに依存しない測定値を得ることができる。

（実施例） 第１図は一実施例における反応槽と検出器を示す。

１は反応槽であり、透明ガラス窓２を備えている。反応
槽１の一方の入口３からはＮＯを含むサンプルガスが導
入され、その人口３と対向する他方の入口４からはオゾ
ンガスが導入され、反応槽１内でサンプルガスとオゾン
ガスが混合して化学発光反応を起こす。発光後の混合ガ
スは排出口５から反応槽１外へ排出される。

反応槽１内の発光はガラス窓２を通して検出器６で検出
される。検出器６としてはシリコンフォトダイオード又
は光電子増倍管を使用する。

反応槽１内では背面（ガラス窓２とは反対側の壁面）に
発光ダイオード７が埋め込まれている。

発光ダイオード７としては波長領域が１１０００ｎ近辺
のものを使用する６発光ダイオード７は例えば周波数１
０Ｈｚで点滅させる。発光ダイオード７の光信号もガラ
ス窓２を通して検出器６で検出される。発光ダイオード
７の光の強度は化学発光反応によって生じる信号の最小
信号程度としておく。

第２図（Ａ）にサンプル側人口３からＮＯを含まないガ
ス、例えばＮ２ガスを流した場合の信号を示す。この場
合は化学発光反応が起こらないので、発光ダイオード７
の光信号Ｓｒだけが検出される。

次に、サンプルガス中にＮＯが存在する場合の検出信号
を（Ｂ）に示す。この場合は、化学発光で生じた信号Ｓ
ｓの上に発光ダイオード７の光信号Ｓｒが乗って検出さ
れる。

第３図に信号処理部の一例を示す。

１０は検出器６の検出信号を適当な値まで増幅する増幅
器である。１１は低周波（例えば２Ｈｚ以下）信号を通
すフィルタをもつ増幅器であり。

１２は１０Ｈｚの信号だけを通す帯域フィルタをもつ増
幅器である。増幅器１１によって化学発光により生じた
測定信号が取り出され、増幅器１２によって発光ダイオ
ード７からの光信号が比較信号として取り出される。

１３は比較器であり、増幅器１２で取り出された比較信
号を基準信号レベルＶｒと比較し１間借号の大きさの比
に対応した信号を出力する。１４はゲインを変化させる
ことのできる増幅器であり。

比較器１３の出力信号を入力し、その信号によって増幅
器１１の出力信号である測定信号のゲインを変化させる
。

増幅器１４の出力信号は常に感度が一定に保たれた状態
での測定信号出力となる。

第４図は信号処理部としてマイクロコンピュータを使用
する場合の例を表わしている。

検出器６の信号を増幅器ｌＯで増幅した後、発光ダイオ
ード７のオン・オフの信号と同じ周波数のタイミングパ
ルスを用いてＡ／Ｄ変換器２０によりデジタル信号に変
換し、同じタイミングパルスによってＣＰＵ２１に取り
込み、比較信号によって測定信号を補正して感度を一定
に保つ。

ＣＰＵ２１の機能を示すと第５図のようになる。

２２はＡ／Ｄ変換器２０からデジタル信号を取り込むデ
ータ取込み手段、２３は比較信号の基準となる基準信号
を記憶する基準信号記憶手段、２４は測定値とともに検
出された比較信号を記憶する比較信号記憶手段であり、
２５はその比較信号を基準信号記憶手段２３の信号と比
較して、両信号の比率を算出する比較手段である。２６
はデータ取込み手段から測定信号を入力し、比較手段２
５で算出された比率を基にして測定信号を補正する補正
手段である。

次に、マイクコンピュータを使用した場合の測定信号の
補正手順を第６図及び第７図により説明する。

測定に先立って発光ダイオード７を点滅させ、比較信号
を取り込み（ステップＳ１）、その信号を基準信号とし
て記憶する（ステップＳ２）。

測定に当っては、発光ダイオード７からの比較信号と化
学発光による測定信号がともに取り込まれる。

まず、比較信号を取り込み（ステップＳ３）、予め測定
されて記憶されている基準信号と比較し。

両信号の比率Ｒを算出する（ステップＳ４）。

次に、測定信号を取り込み（ステップＳ５）、測定信号
を比率Ｒで補正する（ステップＳ６）。

（比較信号）／（基準信号）＝Ｒとすれば、補正は（測
定信号）／Ｒにより行なわれる。

実施例では発光ダイオード７はガラス窓２とは反対側の
面に埋め込まれているが、発光ダイオード７の位置は反
応槽１の内部であれば特に限定されない。

また、比較信号の周波数は実施例では１０Ｈｚとしてい
るが、測定信号と比較信号を分離できる範囲であれば周
波数は限定されない。

（発明の効果） 本発明では反応槽内に発光ダイオードを設け、その発光
ダイオードの光信号を比較信号として化学発光による測
定信号を補正するようにしたので、周囲温度が変化して
検出器の感度が変化した場合や、検出器が劣化した場合
や、反応槽のガラス窓が汚れて感度が低下した場合でも
感度補正をすることができ、正しい測定値を得ることが
できる。

また、検出器の温度を一定に保つ手段が不要となり、コ
ストが低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を示す反応槽の概略図、第２図（Ａ）
は比較信号を示す図、同図（Ｂ）は比較信号と測定信号
を示す図、第３図は信号処理部の一例を示すブロック図
、第４図は信号処理部の他の例を示すブロック図、第５
図は第４図の信号処理部の機能を示すブロック図、第６
図及び第７図は第４図の信号処理部の動作を示すフロー
チャート図である。 ｌ・・・・・・反応槽、２・・・・・ガラス窓、６・・
・・・・検出器、７・・・・・・発光ダイオード、１１
．１２・・・・・・増幅器、１３・・・・・・比較器、
１４・・・・・・ゲイン可変増幅器、２１・・・・・・
ＣＰＵ、２３・・・・・・基準信号記憶手段、２５・・
・・・・比較手段、２６・・・・・・補正手段。 特許出願人　株式会社島津製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス窓をもつ反応槽にＮＯを含むサンプルガス
   とオゾンガスを導入して均一に混合し、化学発光反応に
   より発生する光を前記ガラス窓を通して検出器で検出す
   る化学発光式ＮＯ計において、反応槽内に発光ダイオー
   ドを設け、この発光ダイオードを一定周期で点滅させ、
   この発光ダイオードの光信号を比較信号として化学発光
   による測定信号とともに検出し、信号処理部では比較信
   号と測定信号を分離し、比較信号によって測定信号を補
   正することを特徴とする化学発光式ＮＯ計。