JPH02306140A - 赤外線分析計 - Google Patents
赤外線分析計Info
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- JPH02306140A JPH02306140A JP1127597A JP12759789A JPH02306140A JP H02306140 A JPH02306140 A JP H02306140A JP 1127597 A JP1127597 A JP 1127597A JP 12759789 A JP12759789 A JP 12759789A JP H02306140 A JPH02306140 A JP H02306140A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
- G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
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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。
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、赤外線分析計に関する。
一般に、光源からの赤外線が、試料ガスが導入されたセ
ルを通過するようにして、そのとき得られる特定成分ガ
スの固有吸収波長の赤外線のエネルギーに比例した信号
（測定信号）と、前記特定成分ガスによる吸収がないか
あるいは無視できる程度の吸収しかない波長の赤外線の
エネルギーに比例した信号（比較信号）との差を増幅し
て、前記固有吸収波長の赤外線の吸収量から前記特定成
分ガスの濃度を求めるようにした赤外線分析計において
は、定期的にゼロ校正とスパン校正とを行う必要がある
。
ルを通過するようにして、そのとき得られる特定成分ガ
スの固有吸収波長の赤外線のエネルギーに比例した信号
（測定信号）と、前記特定成分ガスによる吸収がないか
あるいは無視できる程度の吸収しかない波長の赤外線の
エネルギーに比例した信号（比較信号）との差を増幅し
て、前記固有吸収波長の赤外線の吸収量から前記特定成
分ガスの濃度を求めるようにした赤外線分析計において
は、定期的にゼロ校正とスパン校正とを行う必要がある
。
そして、上記赤外線分析計においてゼロ校正とスパン校
正とを行うのに、従来は、セル内にゼロガスを導入して
指示が安定した後、ゼロ点調整を行い、次いで、スパン
ガスをセル内に導入して指示が安定した後、スパン調整
を行うといったガス校正方法によっていた。
正とを行うのに、従来は、セル内にゼロガスを導入して
指示が安定した後、ゼロ点調整を行い、次いで、スパン
ガスをセル内に導入して指示が安定した後、スパン調整
を行うといったガス校正方法によっていた。
しかしながら、このようなガス校正方法では、スパン調
整の都度、検定精度の高い高価なスパンガスを使用しな
ければならないところから、校正コストが高くつくとい
った問題点がある。
整の都度、検定精度の高い高価なスパンガスを使用しな
ければならないところから、校正コストが高くつくとい
った問題点がある。
これに対して、セルを通過する光を金属板や減光フィル
タなどの減光体によって減光し、検出器に入射する光量
を変化させるようにして、常時はガスを用いないで簡易
に校正を行ういわゆる機械的校正方法が試みられている
。
タなどの減光体によって減光し、検出器に入射する光量
を変化させるようにして、常時はガスを用いないで簡易
に校正を行ういわゆる機械的校正方法が試みられている
。
しかしながら、この機械的校正方法では、減光体として
金属板を用いた場合、その挿入位置がずれたりすると感
度に微妙な影響が表れ誤差が生ずる。また、減光体とし
て減光フィルタを用いた場合には、減光フィルタ自体の
汚れ、傷などによって減光量が変化する。このように、
機械的校正方法では精度を維持するのが困難で、また、
可動部分を有するため故障が生じやすいといった欠点が
ある。
金属板を用いた場合、その挿入位置がずれたりすると感
度に微妙な影響が表れ誤差が生ずる。また、減光体とし
て減光フィルタを用いた場合には、減光フィルタ自体の
汚れ、傷などによって減光量が変化する。このように、
機械的校正方法では精度を維持するのが困難で、また、
可動部分を有するため故障が生じやすいといった欠点が
ある。
而して、上記ガス校正方法および機械的校正方法の欠点
を解決するものとして、例えば特開昭６１−２０８４０
号公報に示されるように、ゼロガス測定時、入力信号を
ガスによる吸収と同じだけ変化させ、この変化分が一定
値になるように増幅率を変化させてスパン校正を行うよ
うにしたものがある。
を解決するものとして、例えば特開昭６１−２０８４０
号公報に示されるように、ゼロガス測定時、入力信号を
ガスによる吸収と同じだけ変化させ、この変化分が一定
値になるように増幅率を変化させてスパン校正を行うよ
うにしたものがある。
しかしながら、この公報に係るものでは、ゼロ点調整の
後でスパン調整を行なわねばならず、ゼロ校正とスパン
校正とを同時に、しかも、短時間で行うことはできなか
った。
後でスパン調整を行なわねばならず、ゼロ校正とスパン
校正とを同時に、しかも、短時間で行うことはできなか
った。
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、高価なガスを用いることなく、ゼ
ロ校正とスパン校正とを精度良く行うことができるのは
勿論のこと、これらの校正を同時に、しかも、短時間で
行うことができる赤外線分析計を提供することにある。
目的とするところは、高価なガスを用いることなく、ゼ
ロ校正とスパン校正とを精度良く行うことができるのは
勿論のこと、これらの校正を同時に、しかも、短時間で
行うことができる赤外線分析計を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明に係る赤外線分析計
は、特定成分ガスの固有吸収波長に吸収を持たないガス
をセルに導入して、ゼロガス測定信号とゼロガス比較信
号とを求め、これら両信号の差を増幅した差信号と前記
ゼロガス測定信号とを記憶し、試料ガス測定時において
は、そのとき得られる比較信号と測定信号との差を増幅
した差信号から前記差信号を引算し、このときの引算出
力を前記ゼロガス測定信号で割算することにより、前記
特定成分ガスの濃度を求めるようにしである。
は、特定成分ガスの固有吸収波長に吸収を持たないガス
をセルに導入して、ゼロガス測定信号とゼロガス比較信
号とを求め、これら両信号の差を増幅した差信号と前記
ゼロガス測定信号とを記憶し、試料ガス測定時において
は、そのとき得られる比較信号と測定信号との差を増幅
した差信号から前記差信号を引算し、このときの引算出
力を前記ゼロガス測定信号で割算することにより、前記
特定成分ガスの濃度を求めるようにしである。
上記構成においては、ゼロガス測定時におけるゼロガス
測定信号を記憶して、これに基づいて演算を行っている
ので、スパン校正を行う場合、高価なスパンガスをセル
に導入する必要がなく、スパン校正を簡易かつ安価に行
うことができるのは勿論のこと、ゼロ校正とスパン校正
とを同時に、しかも、短時間で行うことができる。
測定信号を記憶して、これに基づいて演算を行っている
ので、スパン校正を行う場合、高価なスパンガスをセル
に導入する必要がなく、スパン校正を簡易かつ安価に行
うことができるのは勿論のこと、ゼロ校正とスパン校正
とを同時に、しかも、短時間で行うことができる。
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図はいわゆる１光源１セルタイプの赤外線分析計の
概略構成を示し、この図において、１は試料ガスの導入
口２、導出口３を備え、両端部に赤外線透過性のセル窓
４．５が形成されたセルである。６はこのセル１の一方
のセル窓４の外方に設けられた赤外線を発する光源で、
この光源６からの赤外線はセル１内を通過して後述する
検出部８に入射するようにしである。７はセル１と光源
６との間に設けられ図外の駆動機構によって回転するよ
うに構成された変調用のチョッパである。
概略構成を示し、この図において、１は試料ガスの導入
口２、導出口３を備え、両端部に赤外線透過性のセル窓
４．５が形成されたセルである。６はこのセル１の一方
のセル窓４の外方に設けられた赤外線を発する光源で、
この光源６からの赤外線はセル１内を通過して後述する
検出部８に入射するようにしである。７はセル１と光源
６との間に設けられ図外の駆動機構によって回転するよ
うに構成された変調用のチョッパである。
８はセル１の他方のセル窓５の外方に設けられた検出部
で、互いに並列に配置された比較波長検出器９と測定波
長検出器１０とからなり、測定波長検出器ｌＯは試料ガ
ス中の測定対象成分である特定成分ガスが吸収する固有
吸収波長の赤外線を透過させるバンドパスフィルタ１２
を備えており、透過した赤外線エネルギーに比例した信
号を出力する。
で、互いに並列に配置された比較波長検出器９と測定波
長検出器１０とからなり、測定波長検出器ｌＯは試料ガ
ス中の測定対象成分である特定成分ガスが吸収する固有
吸収波長の赤外線を透過させるバンドパスフィルタ１２
を備えており、透過した赤外線エネルギーに比例した信
号を出力する。
また、比較波長検出器９は前記特定成分ガスに対して吸
収がないかあるいは無視できる程度の吸収しかないとこ
ろの波長の赤外線を通過させるバンドパスフィルタ１１
を備えており、透過した赤外線エネルギーに比例した信
号を出力する。１３．１４は比較波長検出器９．測定波
長検出器１０のそれぞれ出力側に設けられるプリアンプ
である。
収がないかあるいは無視できる程度の吸収しかないとこ
ろの波長の赤外線を通過させるバンドパスフィルタ１１
を備えており、透過した赤外線エネルギーに比例した信
号を出力する。１３．１４は比較波長検出器９．測定波
長検出器１０のそれぞれ出力側に設けられるプリアンプ
である。
１５はプリアンプ１３の出力側に設けられる比較信号増
幅器で、プリアンプ１３を経た比較波長検出器９からの
測定信号を所定ゲインで増幅し、その出力である比較信
号■、は減算器１７の十入力端子に人力される。１６は
プリアンプ１４の出力側に設けられる測定信号増幅器で
、プリアンプ１４を経た測定波長検出器１０からの測定
信号を所定ゲインで増幅し、その出力である測定信号Ｖ
、は引算器１７の一入力端子に入力される。１８は引算
器１７の出力側に設けられる増幅器で、■ｏはその出力
である。
幅器で、プリアンプ１３を経た比較波長検出器９からの
測定信号を所定ゲインで増幅し、その出力である比較信
号■、は減算器１７の十入力端子に人力される。１６は
プリアンプ１４の出力側に設けられる測定信号増幅器で
、プリアンプ１４を経た測定波長検出器１０からの測定
信号を所定ゲインで増幅し、その出力である測定信号Ｖ
、は引算器１７の一入力端子に入力される。１８は引算
器１７の出力側に設けられる増幅器で、■ｏはその出力
である。
そして、試料ガスの濃度測定に際して、セル１内に試料
ガスを導入し、これに光源６からの赤外線を投射してチ
ョッパ７によって変調を行うと、測定波長検出器１０に
は、試料ガス中の測定対象成分である特定成分ガスが吸
収する固有吸収波長の赤外線が入射し、一方、比較波長
検出器９には、前記特定成分ガスに対して吸収がないか
あるいは無視できる程度の吸収しかないところの波長の
赤外線が入射する。そして、これらの検出器１０゜９か
らそれぞれ出力された信号は、測定信号増幅器１６と比
較信号増幅器１５とによってそれぞれ増幅されて、測定
信号Ｖ、と比較信号ｖＲとなる。これらの信号Ｖ、、Ｖ
、は引算器１７において後者から前者を差し引くように
引算され、その出力が増幅器１日において増幅された差
信号Ｖ、が濃度信号として得られるのである。
ガスを導入し、これに光源６からの赤外線を投射してチ
ョッパ７によって変調を行うと、測定波長検出器１０に
は、試料ガス中の測定対象成分である特定成分ガスが吸
収する固有吸収波長の赤外線が入射し、一方、比較波長
検出器９には、前記特定成分ガスに対して吸収がないか
あるいは無視できる程度の吸収しかないところの波長の
赤外線が入射する。そして、これらの検出器１０゜９か
らそれぞれ出力された信号は、測定信号増幅器１６と比
較信号増幅器１５とによってそれぞれ増幅されて、測定
信号Ｖ、と比較信号ｖＲとなる。これらの信号Ｖ、、Ｖ
、は引算器１７において後者から前者を差し引くように
引算され、その出力が増幅器１日において増幅された差
信号Ｖ、が濃度信号として得られるのである。
１９は例えばホールドアンプなどの信号記憶手段、で、
セル１内にゼロガスを導入して赤外線を照射するゼロガ
ス測定時における値を記憶するものである。２０は引算
器で、前記濃度信号■。と、信号記憶手段１９に記憶さ
れているゼロガス測定時における比較信号（ゼロガス比
較信号）Ｖｍ。と測定信号（ゼロガス測定信号）Ｖｓｏ
との差に増幅器１８のゲインＧ、を乗じてなる差信号■
、。との差をとって、引算出力■、゛を出力するもので
あり、この引算出力■、′は、ゼロ点のドリフトを補正
された出力となっている。
セル１内にゼロガスを導入して赤外線を照射するゼロガ
ス測定時における値を記憶するものである。２０は引算
器で、前記濃度信号■。と、信号記憶手段１９に記憶さ
れているゼロガス測定時における比較信号（ゼロガス比
較信号）Ｖｍ。と測定信号（ゼロガス測定信号）Ｖｓｏ
との差に増幅器１８のゲインＧ、を乗じてなる差信号■
、。との差をとって、引算出力■、゛を出力するもので
あり、この引算出力■、′は、ゼロ点のドリフトを補正
された出力となっている。
２１は例えばホールドアンプなどの信号記憶手段で、前
記ゼロガス測定信号Ｖ、。を記憶するものである。２２
は割算器で、前記引算出力ｖｃ ′をゼロガス測定信号
ＶＳＯで割算するものであり、その割算出力■ｃ′／は
、以下に述べるように、特定成分ガスによる赤外線吸収
にのみ比例した信号となる。
記ゼロガス測定信号Ｖ、。を記憶するものである。２２
は割算器で、前記引算出力ｖｃ ′をゼロガス測定信号
ＶＳＯで割算するものであり、その割算出力■ｃ′／は
、以下に述べるように、特定成分ガスによる赤外線吸収
にのみ比例した信号となる。
すなわち、前記ゼロガス測定信号■、。は、ゼロガス測
定時における測定信号であるから、光源６の光量、セル
窓４．５の汚れ、検出器９．１０の検出感度、増幅器１
６の増幅率の変化などによって影響を受ける。一方、ゼ
ロドリフト補正後の出力である引算出力■。′は特定成
分ガスによる赤外線吸収のほかに、光源６の光量、セル
窓４．５の汚れ、検出器９．１０の検出感度、増幅器１
６の増幅率の変化などによって影響を受ける。従って、
前記割算器２２において、引算出力ｖ、′をゼロガス測
定信号■３゜で割算することにより得られる割算出力■
、″は、引算出力ｖ、′とゼロガス測定信号■、。に共
通する光源６の光量、セル窓４，５の汚れ、検出器９．
１０の検出感度、増幅器１６の増幅率の変化などの影響
が相殺されて、特定成分ガスによる赤外線吸収にのみ比
例した信号となるのである。つまり、ゼロドリフト、ス
パンドリフトの何れをも補正した信号を得ることができ
る。
定時における測定信号であるから、光源６の光量、セル
窓４．５の汚れ、検出器９．１０の検出感度、増幅器１
６の増幅率の変化などによって影響を受ける。一方、ゼ
ロドリフト補正後の出力である引算出力■。′は特定成
分ガスによる赤外線吸収のほかに、光源６の光量、セル
窓４．５の汚れ、検出器９．１０の検出感度、増幅器１
６の増幅率の変化などによって影響を受ける。従って、
前記割算器２２において、引算出力ｖ、′をゼロガス測
定信号■３゜で割算することにより得られる割算出力■
、″は、引算出力ｖ、′とゼロガス測定信号■、。に共
通する光源６の光量、セル窓４，５の汚れ、検出器９．
１０の検出感度、増幅器１６の増幅率の変化などの影響
が相殺されて、特定成分ガスによる赤外線吸収にのみ比
例した信号となるのである。つまり、ゼロドリフト、ス
パンドリフトの何れをも補正した信号を得ることができ
る。
次に、上記のこと、つまり、本発明によれば、ゼロ校正
およびスパン校正を行なえることを数式を用いて説明す
る。
およびスパン校正を行なえることを数式を用いて説明す
る。
第１図において、光源６からの比較波長の赤外線エネル
ギーをＩえ。、測定波長の赤外線エネルギーをＩ、。、
セル１の透過率をＴｃ、試料ガス中の特定成分ガスによ
る赤外線吸収（以下、赤外線吸収と云う）をｘ（０≦Ｘ
≦１．ゼロガスにて、Ｘ＝０）とし、比較波長検出器９
．測定波長検出器１０に到達する赤外線エネルギーをそ
れぞれＩｓ。
ギーをＩえ。、測定波長の赤外線エネルギーをＩ、。、
セル１の透過率をＴｃ、試料ガス中の特定成分ガスによ
る赤外線吸収（以下、赤外線吸収と云う）をｘ（０≦Ｘ
≦１．ゼロガスにて、Ｘ＝０）とし、比較波長検出器９
．測定波長検出器１０に到達する赤外線エネルギーをそ
れぞれＩｓ。
■８とすると、これらの１．ｓ、Ｉ＋ｔは、［ａ−１＊
。・Ｔｃ ・・・・・・（１）Ｉ
ｓ ＝Ｉｓｏ・（Ｉ Ｘ） ・Ｔｃ −
＝・（２）と表される。
。・Ｔｃ ・・・・・・（１）Ｉ
ｓ ＝Ｉｓｏ・（Ｉ Ｘ） ・Ｔｃ −
＝・（２）と表される。
比較波長検出器９の感度をα１．プリアンプ１３から増
幅器１５までのトータルゲインをＧ７．測定波長検出器
１０の感度α３．プリアンプ１４から増幅器１６までの
トータルゲインをＧ、とすると、比較信号Ｖ虞、測定信
号■、は、 Ｖ＋＋ −１＋＋ ・α１１ Ｈｃｌ＝１．。・Ｔ
ｃ ・α、・ＧＲ・・・・・・（３）Ｖｓ−Ｉｓ ・
α、・Ｇ３ ＝Ｉ、。・ （１−Ｘ） ・Ｔ、・α３ ・Ｇ。
幅器１５までのトータルゲインをＧ７．測定波長検出器
１０の感度α３．プリアンプ１４から増幅器１６までの
トータルゲインをＧ、とすると、比較信号Ｖ虞、測定信
号■、は、 Ｖ＋＋ −１＋＋ ・α１１ Ｈｃｌ＝１．。・Ｔ
ｃ ・α、・ＧＲ・・・・・・（３）Ｖｓ−Ｉｓ ・
α、・Ｇ３ ＝Ｉ、。・ （１−Ｘ） ・Ｔ、・α３ ・Ｇ。
・・・・・・（４）
と表される。
そして、増幅器１８のゲインをＧｃとすると、その出力
である濃度信号ｖｃは、 Ｖｃ ＝Ｇｃ ・ （Ｖｓ Ｖｓ ）
−・・・（５）−Ｇ（Ｈ−Ｔｅ ・（ｒ ｎｏ ・ａ
ｍ ・ＧＲ−Ｉｓｏ’ （１−Ｘ） ・（Ｘｓ
・Ｇｓ ｌ ・・・・＝（５）と表される。
である濃度信号ｖｃは、 Ｖｃ ＝Ｇｃ ・ （Ｖｓ Ｖｓ ）
−・・・（５）−Ｇ（Ｈ−Ｔｅ ・（ｒ ｎｏ ・ａ
ｍ ・ＧＲ−Ｉｓｏ’ （１−Ｘ） ・（Ｘｓ
・Ｇｓ ｌ ・・・・＝（５）と表される。
一方、特定成分ガスの固有吸収波長に吸収がないゼロガ
ス（Ｘ＝Ｏ）をセル１に導入したときにおけるゼロガス
比較信号を■え。、ゼロガス測定信号をＶ、。とすると
、 ■Ｒｏ＝Ｉｌｌｏ・Ｔｃ ・αえ ・Ｇｌｌ
・・・・・−（６）−■８
・・・・・・（６）Ｖｓｏ” Ｉ ｓｏ ’ Ｔｅ
’ ａｓ ’ Ｇｓ ”””（７）と
表される。
ス（Ｘ＝Ｏ）をセル１に導入したときにおけるゼロガス
比較信号を■え。、ゼロガス測定信号をＶ、。とすると
、 ■Ｒｏ＝Ｉｌｌｏ・Ｔｃ ・αえ ・Ｇｌｌ
・・・・・−（６）−■８
・・・・・・（６）Ｖｓｏ” Ｉ ｓｏ ’ Ｔｅ
’ ａｓ ’ Ｇｓ ”””（７）と
表される。
また、このときの増幅器１８の出力である差信号■、。
は、
Ｖｃｏ−Ｇｃ ’ （Ｖｓｏ Ｖｓｏ）
”””（８）であり、この差信号ＶＣ（＋は信号
記憶手段１９によって記憶されるとともに、引算器２０
に入力される。
”””（８）であり、この差信号ＶＣ（＋は信号
記憶手段１９によって記憶されるとともに、引算器２０
に入力される。
従って、引算器２０からは
ワ。・＝Ｖ、−Ｖ、。 ・・・・・・
（９）で表される引算出力ｖｃ ′が出力され、ゼロガ
ス測定時には、ｖｃ”ｖｃｏであるから、ｖ、’＝。
（９）で表される引算出力ｖｃ ′が出力され、ゼロガ
ス測定時には、ｖｃ”ｖｃｏであるから、ｖ、’＝。
となり、ゼロ校正された出力となる。
そして、試料ガス測定時の引算出力■。′は、上記（５
）、 （６）、 （７）、 （８）、 （９）式より、
Ｖｅ ””Ｃ；ｃ ′Ｔｃ °Ｉｓｏ°（Ｘｓ
′Ｘ ′Ｇ３・・・・・・００） と表される。この式から理解されるように、前記引算出
力■、′は赤外線吸収Ｘ、光源光量Ｉ、。。
）、 （６）、 （７）、 （８）、 （９）式より、
Ｖｅ ””Ｃ；ｃ ′Ｔｃ °Ｉｓｏ°（Ｘｓ
′Ｘ ′Ｇ３・・・・・・００） と表される。この式から理解されるように、前記引算出
力■、′は赤外線吸収Ｘ、光源光量Ｉ、。。
セル窓４．５の汚れによる透過率Ｔｃなどに比例する。
ところで、信号記憶手段２１は、ゼロガス測定時におけ
るゼロガス測定信号ｖ３゜を記憶し、これを割算器２２
に対して出力しているから、割算器２２の割算出力Ｖ、
は、 ■ｃケ＝Ｖｃ’／Ｖｓ。 ・・・・・・（
Ｉｌｌと表される。そして、この０１）式と上記（７）
、 （ｔｏ）式とから、 Ｖｃ −（Ｇｅ −Ｔｃ ’ Ｉｓｏ・（Ｘｓ
・Ｘ−Ｇ５ ）／ＣＩ Ｓｏ ’ Ｔｃ ’ ｔｘ＊
’ ＧＳ ）−Ｇ ｃ ・Ｘ
・・・・・・０２＋が得られ、従って、赤外線吸
収Ｘに比例した出力を得ることができる。つまり、光源
光量、セル窓４．５の汚れ、検出器感度など赤外線分析
計の検出感度に影響する要素を悉く除去した信号が得ら
れ、スパン校正された出力が得られるのである。
るゼロガス測定信号ｖ３゜を記憶し、これを割算器２２
に対して出力しているから、割算器２２の割算出力Ｖ、
は、 ■ｃケ＝Ｖｃ’／Ｖｓ。 ・・・・・・（
Ｉｌｌと表される。そして、この０１）式と上記（７）
、 （ｔｏ）式とから、 Ｖｃ −（Ｇｅ −Ｔｃ ’ Ｉｓｏ・（Ｘｓ
・Ｘ−Ｇ５ ）／ＣＩ Ｓｏ ’ Ｔｃ ’ ｔｘ＊
’ ＧＳ ）−Ｇ ｃ ・Ｘ
・・・・・・０２＋が得られ、従って、赤外線吸
収Ｘに比例した出力を得ることができる。つまり、光源
光量、セル窓４．５の汚れ、検出器感度など赤外線分析
計の検出感度に影響する要素を悉く除去した信号が得ら
れ、スパン校正された出力が得られるのである。
なお、赤外線吸収Ｘと特定成分ガス濃度との関係は、既
知濃度のスパンガスを測定し、そのときの出力ｖｃ ′
から容易に求めることができる。また、増幅器１８のゲ
インＧ、を調整して、所定の出力になるように設定して
おけばよい。
知濃度のスパンガスを測定し、そのときの出力ｖｃ ′
から容易に求めることができる。また、増幅器１８のゲ
インＧ、を調整して、所定の出力になるように設定して
おけばよい。
本発明は上記実施例に限られるものではなく、種々に変
形して実施することができる。
形して実施することができる。
第２図は第１図における増幅器１８よりも後段における
信号処理をマイクロコンピュータによって処理するよう
にした場合の構成例を示し、この図において、第１図に
示す符号と同一の符号は同一物または相当物を示す。
信号処理をマイクロコンピュータによって処理するよう
にした場合の構成例を示し、この図において、第１図に
示す符号と同一の符号は同一物または相当物を示す。
この図において、測定信号増幅器１６の出力である測定
信号■３と、比較信号増幅器１５の出力である比較信号
■１と測定信号■、との差を増幅器１８において増幅し
て得られる濃度信号■。とを、入力切替器２３を介して
Ａ−Ｄ変換器２４に入力し、ディジタル信号に変換する
。そして、変換後の各信号はマイクロコンピュータ２５
に取り込まれる。さらに、マイクロコンピュータ２５は
ゼロガス測定時のゼロガス測定信号■、。と信号Ｖ、。
信号■３と、比較信号増幅器１５の出力である比較信号
■１と測定信号■、との差を増幅器１８において増幅し
て得られる濃度信号■。とを、入力切替器２３を介して
Ａ−Ｄ変換器２４に入力し、ディジタル信号に変換する
。そして、変換後の各信号はマイクロコンピュータ２５
に取り込まれる。さらに、マイクロコンピュータ２５は
ゼロガス測定時のゼロガス測定信号■、。と信号Ｖ、。
とを内部メモリに記憶し、所定のプログラムに従って、
前述の（９）、 ０１１式を実行することにより、第１
図に示す構成のものと同様の処理を行うのである。なお
、２６は演算結果を表示する表示装置である。
前述の（９）、 ０１１式を実行することにより、第１
図に示す構成のものと同様の処理を行うのである。なお
、２６は演算結果を表示する表示装置である。
上述の各実施例においては、いわゆる１光源１セルタイ
プの赤外線分析計を示しているが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、例えば比較セルと試料セルとを並設
したものにも適用することができるほか、多成分を同時
に分析するいわゆる多成分計にも適用することができる
。つまり、本発明は検出部８において、比較信号■えと
測定信号■、とを別々に取り出して、両者の差を濃度信
号ｖｃとして出力するタイプの赤外線分析計であれば適
用が可能である。
プの赤外線分析計を示しているが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、例えば比較セルと試料セルとを並設
したものにも適用することができるほか、多成分を同時
に分析するいわゆる多成分計にも適用することができる
。つまり、本発明は検出部８において、比較信号■えと
測定信号■、とを別々に取り出して、両者の差を濃度信
号ｖｃとして出力するタイプの赤外線分析計であれば適
用が可能である。
第３図は本発明を多成分計に適用した実施例を示し、こ
の図において、１６Ａ、 １６８．１６Ｃ・・・は複数
の測定ガス成分にそれぞれ対応する複数の測定波長検出
器（図外）の出力を増幅して、それぞれ測定信号Ｖｓ＋
＋ Ｖｓｚ、 Ｖｓｘ・・・を出力する測定信号増
幅器、１７Ａ、 １７８．１７Ｃ・・・は測定ガス成分
にそれぞれ対応するようにして設けられた引算器、１８
Ａ、 １８Ｂ。
の図において、１６Ａ、 １６８．１６Ｃ・・・は複数
の測定ガス成分にそれぞれ対応する複数の測定波長検出
器（図外）の出力を増幅して、それぞれ測定信号Ｖｓ＋
＋ Ｖｓｚ、 Ｖｓｘ・・・を出力する測定信号増
幅器、１７Ａ、 １７８．１７Ｃ・・・は測定ガス成分
にそれぞれ対応するようにして設けられた引算器、１８
Ａ、 １８Ｂ。
１８Ｃ・・・は比較信号■８と、測定信号増幅器１６Ａ
３１６Ｂ、 １６（：・・・の出力との差信号をそれぞ
れ増幅して、濃度信号ＶＣ＋ ＋ ＶＣ＊ ＋ Ｖ
Ｃ３・・・を出力する増幅器である。
３１６Ｂ、 １６（：・・・の出力との差信号をそれぞ
れ増幅して、濃度信号ＶＣ＋ ＋ ＶＣ＊ ＋ Ｖ
Ｃ３・・・を出力する増幅器である。
前記濃度信号■。１． ｖｅｘ、 ＶＣ３・・・は
Ａ−Ｄ変換器２４および入力切替器２３を介してマイク
ロコンピュータ２５に入力される。また、この実施例で
は、測定信号Ｖ、に代えて、比較信号Ｖ、をＡ−Ｄ変換
器２４および入力切替器２３を介してマイクロコンピュ
ータ２５に入力するようにしている。これは、人力切替
器２３の入力チャンネル数を節約するためである。
Ａ−Ｄ変換器２４および入力切替器２３を介してマイク
ロコンピュータ２５に入力される。また、この実施例で
は、測定信号Ｖ、に代えて、比較信号Ｖ、をＡ−Ｄ変換
器２４および入力切替器２３を介してマイクロコンピュ
ータ２５に入力するようにしている。これは、人力切替
器２３の入力チャンネル数を節約するためである。
、そして、前記（８）式によって、ゼロガス測定時の比
較信号ＶＩＯと、ゼロガス測定時の差を増幅して得られ
る出力ＶＣＩ。＋ Ｖｃｔｏ ＋ Ｖｃｓ。・・・
とに基づいて各測定ガス成分にそれぞれ対応する測定信
号■３１０ ＋ ”９１゜＋ｖＳ３゜・・・を求める
ことができる。
較信号ＶＩＯと、ゼロガス測定時の差を増幅して得られ
る出力ＶＣＩ。＋ Ｖｃｔｏ ＋ Ｖｃｓ。・・・
とに基づいて各測定ガス成分にそれぞれ対応する測定信
号■３１０ ＋ ”９１゜＋ｖＳ３゜・・・を求める
ことができる。
すなわち、
Ｖｘｌｏ −ＶＩｌｏ Ｖｅｔｏ ／ Ｇｃ
−＝Ｊ３）Ｖｔｔ。−ＶＩｌｏ−Ｖ。。／ ＣＣ
・・・・・・に）Ｖｓｓｏ ＝ＶＩＩＯＶｃ３ｏ ／
Ｇｃ −−ｕｖ９１０ ＋ ■１３０
・・・とをマイクロコンピュータ２５の内部のメモリに
記憶し、各測定ガス成分毎に上記（９）、 Ｇｏ）式に
より演算することによって、上記各実施例と同様の効果
を得ることができる。
−＝Ｊ３）Ｖｔｔ。−ＶＩｌｏ−Ｖ。。／ ＣＣ
・・・・・・に）Ｖｓｓｏ ＝ＶＩＩＯＶｃ３ｏ ／
Ｇｃ −−ｕｖ９１０ ＋ ■１３０
・・・とをマイクロコンピュータ２５の内部のメモリに
記憶し、各測定ガス成分毎に上記（９）、 Ｇｏ）式に
より演算することによって、上記各実施例と同様の効果
を得ることができる。
以上説明したように、本発明においては、ゼロガス測定
時の信号を記憶し、これに基づいて演算を行っているの
で、スパン校正を行う場合、高価なスパンガスをセルに
導入する必要がなく、スパン校正を筒易かつ安価に行う
ことができるのは勿論のこと、ゼロ校正とスパン校正と
を同時に、しかも、短時間で行うことができる。
時の信号を記憶し、これに基づいて演算を行っているの
で、スパン校正を行う場合、高価なスパンガスをセルに
導入する必要がなく、スパン校正を筒易かつ安価に行う
ことができるのは勿論のこと、ゼロ校正とスパン校正と
を同時に、しかも、短時間で行うことができる。
第１図は本発明の一実施例に係る赤外線分析計の構成を
示す図である。 第２図は本発明の他の実施例に係る赤外線分析計の要部
を示す図である。 第３図は本発明のさらに他の実施例に係る赤外線分析計
の要部を示す図である。 １・・・セル、６・・・光源、■、・・・測定信号、ｖ
ｌｌ・・・比較信号、ｖｃ・・・濃度信号、■、。・・
・ゼロガス測定信号、Ｖｌｌ＋・・・ゼロガス比較信号
、ＶＣＯ・・・差信号、Ｖ′・・・引算出力。
示す図である。 第２図は本発明の他の実施例に係る赤外線分析計の要部
を示す図である。 第３図は本発明のさらに他の実施例に係る赤外線分析計
の要部を示す図である。 １・・・セル、６・・・光源、■、・・・測定信号、ｖ
ｌｌ・・・比較信号、ｖｃ・・・濃度信号、■、。・・
・ゼロガス測定信号、Ｖｌｌ＋・・・ゼロガス比較信号
、ＶＣＯ・・・差信号、Ｖ′・・・引算出力。
Claims (1)
- 光源からの赤外線が、試料ガスが導入されたセルを通過
するようにして、そのとき得られる特定成分ガスの固有
吸収波長の赤外線のエネルギーに比例した信号（測定信
号）と、前記特定成分ガスによる吸収がないかあるいは
無視できる程度の吸収しかない波長の赤外線のエネルギ
ーに比例した信号（比較信号）との差を増幅して、前記
固有吸収波長の赤外線の吸収量から前記特定成分ガスの
濃度を求めるようにした赤外線分析計において、前記固
有吸収波長に吸収を持たないガスを前記セルに導入して
、ゼロガス測定信号とゼロガス比較信号とを求め、これ
ら両信号の差を増幅した差信号と前記ゼロガス測定信号
とを記憶し、試料ガス測定時においては、そのとき得ら
れる比較信号と測定信号との差を増幅した差信号から前
記差信号を引算し、このときの引算出力を前記ゼロガス
測定信号で割算することにより、前記特定成分ガスの濃
度を求めるようにしたことを特徴とする赤外線分析計。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12759789A JPH0774784B2 (ja) | 1989-05-20 | 1989-05-20 | 赤外線分析計 |
| EP90108244A EP0400342B1 (en) | 1989-05-20 | 1990-04-30 | Method of infra red analysis |
| DE69017756T DE69017756T2 (de) | 1989-05-20 | 1990-04-30 | Infrarotanalyseverfahren. |
| US07/526,242 US5013920A (en) | 1989-05-20 | 1990-05-18 | Infrared analyzer with improved calibration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12759789A JPH0774784B2 (ja) | 1989-05-20 | 1989-05-20 | 赤外線分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02306140A true JPH02306140A (ja) | 1990-12-19 |
| JPH0774784B2 JPH0774784B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=14964022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12759789A Expired - Lifetime JPH0774784B2 (ja) | 1989-05-20 | 1989-05-20 | 赤外線分析計 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5013920A (ja) |
| EP (1) | EP0400342B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0774784B2 (ja) |
| DE (1) | DE69017756T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100693063B1 (ko) * | 2005-12-27 | 2007-03-12 | (주) 인바이런먼트 리딩 테크놀러지 | 경년 변화 보정 수단을 구비한 ｎｄｉｒ 가스 센서 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5184017A (en) * | 1989-09-12 | 1993-02-02 | Sensors, Inc. | Method and apparatus for detecting a component gas in a sample |
| US5239492A (en) * | 1990-10-11 | 1993-08-24 | Spacelabs Medical, Inc. | Automatic internal calibration circuit and method |
| US5206511A (en) * | 1990-10-18 | 1993-04-27 | Cascadia Technology Corporation | Calibrators for infrared-type gas analyzers |
| DE4133125C1 (ja) * | 1991-10-05 | 1993-02-18 | Ultrakust Electronic Gmbh, 8375 Gotteszell, De | |
| US5510269A (en) * | 1992-11-20 | 1996-04-23 | Sensors, Inc. | Infrared method and apparatus for measuring gas concentration including electronic calibration |
| US5464983A (en) * | 1994-04-05 | 1995-11-07 | Industrial Scientific Corporation | Method and apparatus for determining the concentration of a gas |
| US6064066A (en) * | 1995-07-21 | 2000-05-16 | Texas Insruments Incorporated | Bolometer autocalibration |
| US5739535A (en) * | 1995-10-25 | 1998-04-14 | Dragerwerk Aktiengesellschaft | Optical gas analyzer |
| US5870185A (en) * | 1996-10-21 | 1999-02-09 | C.F.C. Technology, Inc. | Apparatus and method for fluid analysis |
| US6271920B1 (en) | 1997-12-19 | 2001-08-07 | Chromatics Color Sciences International, Inc. | Methods and apparatus for color calibration and verification |
| US6201245B1 (en) * | 1998-06-18 | 2001-03-13 | Robert J. Schrader | Infrared, multiple gas analyzer and methods for gas analysis |
| EP1070956A1 (en) * | 1999-07-23 | 2001-01-24 | Datex-Ohmeda, Inc. | Method and apparatus for monitoring maintenance of calibration condition in respiratory gas spectrometer |
| JP4791684B2 (ja) * | 2003-03-26 | 2011-10-12 | 株式会社堀場製作所 | 燃料電池評価装置および燃料電池評価方法 |
| EP1649265A1 (en) * | 2003-07-28 | 2006-04-26 | Symyx Technologies, Inc. | Parallel infrared spectroscopy apparatus and method |
| US7664607B2 (en) | 2005-10-04 | 2010-02-16 | Teledyne Technologies Incorporated | Pre-calibrated gas sensor |
| US20090101822A1 (en) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | General Electric Company | System and method for sensing fuel moisturization |
| CN103163102B (zh) * | 2011-12-09 | 2017-07-18 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种气体测量方法、设备及干扰气体补偿装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4480190A (en) * | 1982-05-20 | 1984-10-30 | Andros Analyzers Incorporated | Non-dispersive infrared gas analyzer |
| JPS6120840A (ja) * | 1984-07-09 | 1986-01-29 | Horiba Ltd | 赤外線分析計の校正機構 |
| DE3506372A1 (de) * | 1985-02-21 | 1986-08-21 | Dr. Thiedig + Co, 1000 Berlin | Verfahren zur messung der konzentration eines gases und vorrichtung zu dessen durchfuehrung |
| US4684805A (en) * | 1985-08-21 | 1987-08-04 | General Motors Corporation | Method and apparatus for measuring stable isotopes |
| US4687934A (en) * | 1986-01-10 | 1987-08-18 | Andros Analyzers Incorporated | Infrared gas analyzer with automatic zero adjustment |
| JPS6378053A (ja) * | 1986-09-20 | 1988-04-08 | Horiba Ltd | ガス分析計 |
| US5255627A (en) * | 1992-05-22 | 1993-10-26 | Williams Herbert T | Flag and flagpole attachment |
-
1989
- 1989-05-20 JP JP12759789A patent/JPH0774784B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-04-30 DE DE69017756T patent/DE69017756T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-30 EP EP90108244A patent/EP0400342B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-18 US US07/526,242 patent/US5013920A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100693063B1 (ko) * | 2005-12-27 | 2007-03-12 | (주) 인바이런먼트 리딩 테크놀러지 | 경년 변화 보정 수단을 구비한 ｎｄｉｒ 가스 센서 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0400342A1 (en) | 1990-12-05 |
| DE69017756T2 (de) | 1995-11-09 |
| JPH0774784B2 (ja) | 1995-08-09 |
| EP0400342B1 (en) | 1995-03-15 |
| US5013920A (en) | 1991-05-07 |
| DE69017756D1 (de) | 1995-04-20 |
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| JPS6244217B2 (ja) |
Legal Events
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