JPH0216281Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0216281Y2 JPH0216281Y2 JP1985140456U JP14045685U JPH0216281Y2 JP H0216281 Y2 JPH0216281 Y2 JP H0216281Y2 JP 1985140456 U JP1985140456 U JP 1985140456U JP 14045685 U JP14045685 U JP 14045685U JP H0216281 Y2 JPH0216281 Y2 JP H0216281Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- cell
- flow
- flow rate
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、たとえば、赤外線ガス分析装置にお
いて、ダブルセルに試料ガスと基準ガスとを一定
周期で交互に且つ各セル内のガスを互いちがいと
なるように導入する、いわゆる流体変調方式のガ
ス分析装置に関する。
いて、ダブルセルに試料ガスと基準ガスとを一定
周期で交互に且つ各セル内のガスを互いちがいと
なるように導入する、いわゆる流体変調方式のガ
ス分析装置に関する。
この流体変調方式のガス分析装置にあつては、
検出器で検出される、たとえば、赤外線エネルギ
ーの変化量は、セルでの基準ガスと試料ガスとの
置換の時間的な変化によつて影響を受ける。たと
えば、基準ガスと試料ガスの流量が無限大であれ
ば、セル内での置換状態はパルス状となり、検出
器に対する変調効率は最大となり、最も理想的と
なる。逆に基準ガスと試料ガスの流量が、ガス切
換周期当りセル容積の1/2とすれば、変調効率は
ゼロとなる。(第3図参照) 今、基準ガスと試料ガスの境界では拡散はない
ものとし、かつ切換はセルの直前で行われるもの
とする。変調効率をガス切換周期間のセル内ガス
の交流変化分の積算値Sとすると、次式で表わせ
る。(第4図参照) S=1−1/2K =QT−V/QT ……(1) ここでK=QT/2V (K0.5) Q:試料ガス、基準ガスの単位時間当り流量 V:セル容積 T:変調周期(ガス切換周期×2) 第5図に種々のセル形状に対する出力ー流量特
性を無次元化して示す。尚、セル形状は、・…
8×100、△・…10×100、○・…12×100、□・…
12×50(単位mm)である。実線が前記(1)式で与
えられるカーブであり出力特性とよく一致してい
ることがわかる。このことはガスの置換効率がそ
のまま検出器の出力に影響を与えることを示すも
のである。また、このカーブの微分値はそのまま
試料ガス、基準ガスの流量変動による出力影響値
を与える。
検出器で検出される、たとえば、赤外線エネルギ
ーの変化量は、セルでの基準ガスと試料ガスとの
置換の時間的な変化によつて影響を受ける。たと
えば、基準ガスと試料ガスの流量が無限大であれ
ば、セル内での置換状態はパルス状となり、検出
器に対する変調効率は最大となり、最も理想的と
なる。逆に基準ガスと試料ガスの流量が、ガス切
換周期当りセル容積の1/2とすれば、変調効率は
ゼロとなる。(第3図参照) 今、基準ガスと試料ガスの境界では拡散はない
ものとし、かつ切換はセルの直前で行われるもの
とする。変調効率をガス切換周期間のセル内ガス
の交流変化分の積算値Sとすると、次式で表わせ
る。(第4図参照) S=1−1/2K =QT−V/QT ……(1) ここでK=QT/2V (K0.5) Q:試料ガス、基準ガスの単位時間当り流量 V:セル容積 T:変調周期(ガス切換周期×2) 第5図に種々のセル形状に対する出力ー流量特
性を無次元化して示す。尚、セル形状は、・…
8×100、△・…10×100、○・…12×100、□・…
12×50(単位mm)である。実線が前記(1)式で与
えられるカーブであり出力特性とよく一致してい
ることがわかる。このことはガスの置換効率がそ
のまま検出器の出力に影響を与えることを示すも
のである。また、このカーブの微分値はそのまま
試料ガス、基準ガスの流量変動による出力影響値
を与える。
又、第6図及び第7図はそれぞれれ、3mm及び
35mmのダブルセルを用いて行つた流量変動試験の
結果を示すグラフである。
35mmのダブルセルを用いて行つた流量変動試験の
結果を示すグラフである。
同図において、a,a′は基準ガスとして窒素ガ
スを用い、それを0.5/minの定流量で流し、
且つスパンガス流量を種々変動させた場合の検出
器の出力を示す。以下、同様にb.b′はN2=1.0
/min、c,c′はN2=2.0/min、d,d′はN2
=3.0/min、e,e′はN2=4.0/min、f,
f′はN2=5.0/minの場合を示すグラフである。
この第6,7図からもガス流量の変動がこの分析
装置の指示に大きな影響を与えることがわかる。
スを用い、それを0.5/minの定流量で流し、
且つスパンガス流量を種々変動させた場合の検出
器の出力を示す。以下、同様にb.b′はN2=1.0
/min、c,c′はN2=2.0/min、d,d′はN2
=3.0/min、e,e′はN2=4.0/min、f,
f′はN2=5.0/minの場合を示すグラフである。
この第6,7図からもガス流量の変動がこの分析
装置の指示に大きな影響を与えることがわかる。
以上述べたように、流体変調方式のガス分析装
置にあつては、セルに導入するガス流量を一定に
保つことが指示誤差をなくす上で極めて重要であ
る。
置にあつては、セルに導入するガス流量を一定に
保つことが指示誤差をなくす上で極めて重要であ
る。
流体変調方式のガス分析装置として、たとえば
特開昭54ー94387号公報に開示されたものが知ら
れている。このガス分析装置は、一対のセルのそ
れぞれに一定流量のガスを導入するために、前記
各セルに対するガス導入路中に定圧レギュレータ
が設けられている。
特開昭54ー94387号公報に開示されたものが知ら
れている。このガス分析装置は、一対のセルのそ
れぞれに一定流量のガスを導入するために、前記
各セルに対するガス導入路中に定圧レギュレータ
が設けられている。
上記従来のガス分析装置は、定圧レギユレータ
を用いているから、この定圧レギユレータの機械
的な再現性不良または定圧レギユレータの汚れに
よる調圧の経時変化等によつて、長期にわたつて
正確に定流量を維持することができず、これが指
示誤差になる問題がある。また、前記定圧レギユ
レータは、各セルに対するガス導入路中に設けら
れている。すなわち、各ガスが各セルに導入され
る以前に加工される結果になり、かつこの加工に
よつてガスの成分などに変動が生じるおそれが多
分にあり、この点からも正確な分析結果をうるこ
とが困難である問題を有している。
を用いているから、この定圧レギユレータの機械
的な再現性不良または定圧レギユレータの汚れに
よる調圧の経時変化等によつて、長期にわたつて
正確に定流量を維持することができず、これが指
示誤差になる問題がある。また、前記定圧レギユ
レータは、各セルに対するガス導入路中に設けら
れている。すなわち、各ガスが各セルに導入され
る以前に加工される結果になり、かつこの加工に
よつてガスの成分などに変動が生じるおそれが多
分にあり、この点からも正確な分析結果をうるこ
とが困難である問題を有している。
なお、前記各セルに一定流量のガスを導入する
ために、毛細管を使用することも知られている。
しかし、毛細管も詰まり、または汚れ等によつ
て、長期間にわたつて正確に定流量を維持させる
ことができず、かつ毛細管も、各セルに対するガ
ス導入路中に設けられているから、前記定圧レギ
ユレータと同じような問題点がある。
ために、毛細管を使用することも知られている。
しかし、毛細管も詰まり、または汚れ等によつ
て、長期間にわたつて正確に定流量を維持させる
ことができず、かつ毛細管も、各セルに対するガ
ス導入路中に設けられているから、前記定圧レギ
ユレータと同じような問題点がある。
本考案は前記のような問題を解決するもので、
セルに定流量のガスを流すことを可能にして指示
の誤差をなくし、かつガスが加工されることな
く、そのままの状態でセルに導入されるようにす
ることで、ガスを正しく分析することができる分
析装置を得ることを目的とする。
セルに定流量のガスを流すことを可能にして指示
の誤差をなくし、かつガスが加工されることな
く、そのままの状態でセルに導入されるようにす
ることで、ガスを正しく分析することができる分
析装置を得ることを目的とする。
本考案のガス分析装置は、ダブルセルの上流側
に前記試料ガスと基準ガスのセルへの導入切換え
を行うロータリーバルブを設け、各セルに導入さ
れる試料ガスと基準ガスの流量が相等しくなるよ
うにすると共に、ダブルセルからのガス排出流路
中に音速ノズルを設け、この音速ノズルを臨界ガ
ス流れ条件下で動作させることにより、前記セル
に常に定流量のガスが流れるようにしたことを特
徴とするものである。
に前記試料ガスと基準ガスのセルへの導入切換え
を行うロータリーバルブを設け、各セルに導入さ
れる試料ガスと基準ガスの流量が相等しくなるよ
うにすると共に、ダブルセルからのガス排出流路
中に音速ノズルを設け、この音速ノズルを臨界ガ
ス流れ条件下で動作させることにより、前記セル
に常に定流量のガスが流れるようにしたことを特
徴とするものである。
本考案で使用するロータリーバルブは、円滑に
ガス流路を切り換えることができ、又、本考案で
使用する音速ノズルは、ガスの通過速度が定圧レ
ギユレータ等に比してはるかに速いから、汚れ難
くかつ詰まり難いため長時間に亘つてセルに定流
量のガスを流すことができる。そして、本考案で
は前記ロータリーバルブをダブルセルの上流側に
設けると共に、ダブルセルからのガス排出流路中
に音速ノズルを設けることによつて、各セルに対
して試料ガスと基準ガスをそのまま導入すること
ができ、しかも各ガスの流量が相等しくかつセル
に常に定流量のガスが流れることにより、ガスを
正しく分析することができる。ガスを正しく分析
することが可能である。
ガス流路を切り換えることができ、又、本考案で
使用する音速ノズルは、ガスの通過速度が定圧レ
ギユレータ等に比してはるかに速いから、汚れ難
くかつ詰まり難いため長時間に亘つてセルに定流
量のガスを流すことができる。そして、本考案で
は前記ロータリーバルブをダブルセルの上流側に
設けると共に、ダブルセルからのガス排出流路中
に音速ノズルを設けることによつて、各セルに対
して試料ガスと基準ガスをそのまま導入すること
ができ、しかも各ガスの流量が相等しくかつセル
に常に定流量のガスが流れることにより、ガスを
正しく分析することができる。ガスを正しく分析
することが可能である。
本考案の実施例を第1図に基づいて説明する。
図において、1はダブルセルタイプの流体変調
方式赤外線ガス分析装置であつて、一対の光源2
a,2b、一対のセル3c,3b及び検出器4、
アンプ5、メータ6を備えている。7は試料ガス
の導入流路、8は基準ガス(たとえば、窒素ガス
などのゼロガス)の導入流路、9はロータリーバ
ルブで、ブロツク10内にガス流路11,12,
13,14、ガス流路切換室15及びこの切換室
15の内周面に沿つて図外モータにより摺接回転
される板状の弁体16を配置して構成されてい
る。17,18はブロツク10に設けた排気口1
9,20とセル3a,3bに設けたガス導入口2
1,22とを接続するガス流路である。
方式赤外線ガス分析装置であつて、一対の光源2
a,2b、一対のセル3c,3b及び検出器4、
アンプ5、メータ6を備えている。7は試料ガス
の導入流路、8は基準ガス(たとえば、窒素ガス
などのゼロガス)の導入流路、9はロータリーバ
ルブで、ブロツク10内にガス流路11,12,
13,14、ガス流路切換室15及びこの切換室
15の内周面に沿つて図外モータにより摺接回転
される板状の弁体16を配置して構成されてい
る。17,18はブロツク10に設けた排気口1
9,20とセル3a,3bに設けたガス導入口2
1,22とを接続するガス流路である。
23,24は前記セル3a,3bのガス排出口
25,26に接続されたガス排出流路であつて、
この排出流路23,24中には音速ノズル(ここ
に、音速ノズルとは、それが臨界ガス流れ条件下
で動作されるもの−たとえばクリテイカルフロー
ノズル、クリテイカルフローベンチユリ等を意味
する。)27,28が設けられており、ガス分析
中にあつては、これら音速ノズル27,28が臨
界ガス流れ条件下で動作するように保持されてお
り、従つて、音速ノズルの特性により、前記音速
ノズル27,28には所定の定流量のガスが流れ
る。なお、図中、29,30は前記音速ノズル2
7,28が臨界ガス流れ条件下で動作するに充分
な容量を有するポンプである。
25,26に接続されたガス排出流路であつて、
この排出流路23,24中には音速ノズル(ここ
に、音速ノズルとは、それが臨界ガス流れ条件下
で動作されるもの−たとえばクリテイカルフロー
ノズル、クリテイカルフローベンチユリ等を意味
する。)27,28が設けられており、ガス分析
中にあつては、これら音速ノズル27,28が臨
界ガス流れ条件下で動作するように保持されてお
り、従つて、音速ノズルの特性により、前記音速
ノズル27,28には所定の定流量のガスが流れ
る。なお、図中、29,30は前記音速ノズル2
7,28が臨界ガス流れ条件下で動作するに充分
な容量を有するポンプである。
そして、導入流路7,8から導入された試料ガ
スと基準ガスは、図外コントローラで制御される
ロータリーバルブ9の切換え(具体的には、弁体
16の一定周期の回転。第1図実線位置及び仮想
線位置参照)により前記流路11,12,13,
14,17,18、ガス導入口21,22を経
て、一定周期で交互に、且つ各セル内のガスが互
いちがいとなる(すなわち、セル3cに試料ガス
が導入されているときには、セル3bに基準ガス
が導入され、逆にセル3aに基準ガスが導入され
るときにはセル3bに試料ガスが導入される。)
ように各セル3a,3b内に導入され、その後、
ガス排出口25,26、ガス排出流路23,24
を通つて装置外へと排出されるのであり、このと
き、上述したように音速ノズル27,28が臨界
ガス流れ条件下で動作するようにしてあるので、
この音速ノズル27,28を流れるガスの流量、
ひいては各セル3a,3b内を流れるガスの流量
は常に定流量となる。しかも、この実施例では、
前記音速ノズル27と28を流れる各定流量の値
を同一として前記セル3a,3b内を流れる試料
ガスと基準ガスの流量(定流量である)を等流量
としてある。
スと基準ガスは、図外コントローラで制御される
ロータリーバルブ9の切換え(具体的には、弁体
16の一定周期の回転。第1図実線位置及び仮想
線位置参照)により前記流路11,12,13,
14,17,18、ガス導入口21,22を経
て、一定周期で交互に、且つ各セル内のガスが互
いちがいとなる(すなわち、セル3cに試料ガス
が導入されているときには、セル3bに基準ガス
が導入され、逆にセル3aに基準ガスが導入され
るときにはセル3bに試料ガスが導入される。)
ように各セル3a,3b内に導入され、その後、
ガス排出口25,26、ガス排出流路23,24
を通つて装置外へと排出されるのであり、このと
き、上述したように音速ノズル27,28が臨界
ガス流れ条件下で動作するようにしてあるので、
この音速ノズル27,28を流れるガスの流量、
ひいては各セル3a,3b内を流れるガスの流量
は常に定流量となる。しかも、この実施例では、
前記音速ノズル27と28を流れる各定流量の値
を同一として前記セル3a,3b内を流れる試料
ガスと基準ガスの流量(定流量である)を等流量
としてある。
尚、上記実施例では、2個の音速ノズル27,
28を用いたが、第2図に示すように1個の音速
ノズル31のみを設置した構成としてもよい。こ
の場合も試料ガスと基準ガスの流量のトータルを
常に一定に保つことができ、それにより指示の安
定性を確保できる。尚、第2図において、32は
ポンプであり、その他の前記第1実施例と同一の
構成部材には同一の番号を付してその説明を省略
する。
28を用いたが、第2図に示すように1個の音速
ノズル31のみを設置した構成としてもよい。こ
の場合も試料ガスと基準ガスの流量のトータルを
常に一定に保つことができ、それにより指示の安
定性を確保できる。尚、第2図において、32は
ポンプであり、その他の前記第1実施例と同一の
構成部材には同一の番号を付してその説明を省略
する。
本考案は、上述した構成よりなり、ガス流路を
円滑に切り換えるロータリーバルブをダブルセル
の上流側に設ける一方、音速ノズルを臨界ガス流
れ条件下で動作するように保てば、その音速ノズ
ルを流れるガスの流量は常に所定の定流量になる
という特性をたくみに利用し、ダブルセルからの
ガス排出流路中に音速ノズルを設けて、該音速ノ
ズルを臨界ガス流れ条件下で動作するように保持
し、もつて、各セル内を流れる試料ガス、基準ガ
スを常に定流量としたものであり、音速ノズルは
毛細管などに比べガスの通過速度がはるかに速い
ため汚れにくく、かつ詰まりにも強く、長期にわ
たつて常に所望する定流量の試料ガス、基準ガス
をセル内に交互に導入することができ、従来装置
におけるような流量変動に起因する指示誤差を一
掃することができる。更に、音速ノズルとしてク
リテイカルフローベンチユリを用いれば、その圧
力回復特性を利用して、より容量の小さいポンプ
で、当該ベンチユリを臨界流れ条件下で動作させ
ることができるのでより有利である。
円滑に切り換えるロータリーバルブをダブルセル
の上流側に設ける一方、音速ノズルを臨界ガス流
れ条件下で動作するように保てば、その音速ノズ
ルを流れるガスの流量は常に所定の定流量になる
という特性をたくみに利用し、ダブルセルからの
ガス排出流路中に音速ノズルを設けて、該音速ノ
ズルを臨界ガス流れ条件下で動作するように保持
し、もつて、各セル内を流れる試料ガス、基準ガ
スを常に定流量としたものであり、音速ノズルは
毛細管などに比べガスの通過速度がはるかに速い
ため汚れにくく、かつ詰まりにも強く、長期にわ
たつて常に所望する定流量の試料ガス、基準ガス
をセル内に交互に導入することができ、従来装置
におけるような流量変動に起因する指示誤差を一
掃することができる。更に、音速ノズルとしてク
リテイカルフローベンチユリを用いれば、その圧
力回復特性を利用して、より容量の小さいポンプ
で、当該ベンチユリを臨界流れ条件下で動作させ
ることができるのでより有利である。
尚、第8図はダブルセルにおいて、試料ガス/
基準ガスの流量比と出力変化との関係を調べた実
験の結果を示すグラフであつて、流量比を1、す
なわち、試料ガスと基準ガスを等流量にした場合
が、出力の変化が最も小さい(=1)ことが分る
が、本考案は、各セルに導入される試料ガスと基
準ガスの流量が等流量に設定されているから、出
力の変化が小さく、この点からも指示の精度を向
上させることができる。
基準ガスの流量比と出力変化との関係を調べた実
験の結果を示すグラフであつて、流量比を1、す
なわち、試料ガスと基準ガスを等流量にした場合
が、出力の変化が最も小さい(=1)ことが分る
が、本考案は、各セルに導入される試料ガスと基
準ガスの流量が等流量に設定されているから、出
力の変化が小さく、この点からも指示の精度を向
上させることができる。
そして、前記音速ノズルをダブルセルからのガ
ス排出路に設けているから、試料ガスと基準ガス
のそれぞれを、その流路を切換えるのみで、その
まま各セルに導入すればよく、試料ガスと基準ガ
スのそれぞれが、各セルに導入される以前の流路
において、その成分などに変動が生じるおそれが
ないから、試料ガスの成分などを正しく分析する
ことができる。
ス排出路に設けているから、試料ガスと基準ガス
のそれぞれを、その流路を切換えるのみで、その
まま各セルに導入すればよく、試料ガスと基準ガ
スのそれぞれが、各セルに導入される以前の流路
において、その成分などに変動が生じるおそれが
ないから、試料ガスの成分などを正しく分析する
ことができる。
第1図は本考案のガス分析装置を示す説明図、
第2図は本考案の別実施例を示す説明図、第3図
はガス置換波形を示すグラフ、第4図は変調効率
を示すグラフ、第5図は出力−流量特性を示すグ
ラフ、第6,7図はそれぞれ3mm及び35mmのダブ
ルセルを用いて行つた流量変動試験の結果を示す
グラフ、第8図は試料ガス/基準ガスの流量比と
出力変化との関係を示すグラフである。 3a,3b……ダブルセル、9……ロータリー
バルブ、23,24……ガス流出流路、27,2
8,31……音速ノズル。
第2図は本考案の別実施例を示す説明図、第3図
はガス置換波形を示すグラフ、第4図は変調効率
を示すグラフ、第5図は出力−流量特性を示すグ
ラフ、第6,7図はそれぞれ3mm及び35mmのダブ
ルセルを用いて行つた流量変動試験の結果を示す
グラフ、第8図は試料ガス/基準ガスの流量比と
出力変化との関係を示すグラフである。 3a,3b……ダブルセル、9……ロータリー
バルブ、23,24……ガス流出流路、27,2
8,31……音速ノズル。
Claims (1)
- ダブルセルに試料ガスと基準ガスとを一定周期
で交互に、かつ各セル内のガスを互いちがいとな
るように導入する流体変調方式のガス分析装置に
おいて、前記ダブルセルの上流側に、前記試料ガ
スと基準ガスのセルへの導入切換えを行うロータ
リーバルブを設け、各セルに導入される試料ガス
と基準ガスの流量が相等しくなるようにすると共
に、前記ダブルセルからのガス排出路中に音速ノ
ズルを設け、この音速ノズルを臨界ガス流れ条件
下で動作させることにより、前記セルに常に定流
量のガスが流れるようにしたことを特徴とする流
体変調方式のガス分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985140456U JPH0216281Y2 (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985140456U JPH0216281Y2 (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6150251U JPS6150251U (ja) | 1986-04-04 |
| JPH0216281Y2 true JPH0216281Y2 (ja) | 1990-05-02 |
Family
ID=30698810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985140456U Expired JPH0216281Y2 (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0216281Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS537019B2 (ja) * | 1972-09-13 | 1978-03-14 | ||
| JPS5494387A (en) * | 1978-01-10 | 1979-07-26 | Horiba Ltd | Gas analyzer |
-
1985
- 1985-09-12 JP JP1985140456U patent/JPH0216281Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6150251U (ja) | 1986-04-04 |
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