JPH0421097Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この考案は単光源単光束形赤外線ガス分析計に
関し、詳しくはこの分析計の一種で赤外領域にお
けるガス分子の赤外線吸収の強さによりガス濃度
を測定するガス相関形非分散赤外線ガス分析計に
関する。

(ロ) 従来の技術 従来のガス相関形非分散赤外線ガス分析計は、
第６図に示すように、光源１と、半導体検出器２
と、光源１から半導体検出器２に到る光路上に光
源１側から順に設けられたガス相関セル３、試料
セル４及び光学フイルタ５とを備えたもので、ガ
ス相関セル３はモータ６によつて回転される円盤
からなり、第７図に示すようにその内部に２つの
区画室７，８が設けられており、一方の区画室７
には測定対象ガスが所定の分圧（濃度）で封入さ
れており、他方の区画室８には窒素（N₂）など
の赤外線を吸収しないガスが封入されている。ま
た、ガス相関セル３の光源１側の面は光源１から
の光をチヨツピングする板状のチヨツパ９で密閉
されており、その試料セル４側の面には、測定対
象ガス側と不活性ガス側との光量をバランスさせ
るための板状のアツテネータ１０で密閉されてい
る。アツテネータ１０はその中央部を境として２
種類の窓材１１，１２からなり、一方の窓材１１
は上記区画室７に封入された測定対象ガスによる
光の吸収による光量低下と等しいだけの光を減光
する材料から形成されている。このようにアツテ
ネータ１０を構成することにより、防害成分の影
響をなくし試料セル４中で測定対象成分ガスの吸
収が生じたときのみ信号を発生するようになる。
一方、試料セル４には、そのセル内に試料ガスを
導入して排出するための試料ガス導入路１３及び
試料ガス排出路１４が取付けられている。なお、
光学フイルタ５は、測定対象成分ガスの赤外吸収
帯域のみを透過するよう形成されたものである。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 上記分析計、ガス相関セル３を回転させて試料
セル４の測定成分ガスの濃度を測定するものであ
るため、ガス相関セル３を回転させる機構が必要
となる。また、ガス相関セル３が重いため、ガス
相関セル３を高速回転させることは難しかつた。
そのため、半導体検出器２の特性に対して低い周
波数でしか回転させられない欠点があつた。さら
にガス相関セル３に２つの区画室７，８が設けら
れているため、ガス相関セル３の構造が複雑にな
つていた。その上、アツテネータ１０の調整も面
倒であつた。

この考案は以上の事情に鑑みなされたもので、
ガス相関セルを回転させることなく簡単な構造で
測定成分ガスの濃度を測定することができ、しか
も光量の調整が容易なガス相関形非分散赤外線ガ
ス分析計の提供を目的とするものである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 この考案は、光源と、測定対象成分ガスが封入
された筒状のガス相関セルと、試料ガス導入路及
び試料ガス排出路を備えた筒状の試料セルと、測
定対象成分ガスの赤外吸収帯域のみを透過させる
光学フイルタと、半導体検出器とを備え、ガス相
関セル、試料セル及び光学フイルタをこの順に透
過した光源からの光が半導体検出器に入射するよ
う構成された単光源単光束形赤外線ガス分析計に
おいて、ガス相関セルと光源との間の光路を横切
り光源の周囲を回動しうるよう設けられ光源から
の光を略平行な光源としてガス相関セルとは反対
側に反射させる凹面状の第１反射鏡と、第１反射
鏡回動手段と、前記光路外に回転可能に設けられ
試料セルと光学フイルタとの間の光路を横切り試
料セル透過光を所定周期でチヨツピングするチヨ
ツパと、このチヨツパ回転手段と、光源を介して
ガス相関セルと対向して設けられ第１反射鏡から
の平行光線を第１反射鏡の外側に向けて反射させ
る第２反射鏡と、第２反射鏡からの反射光の光量
を調整する光量調整手段とを備え、ガス相関セル
の筒幅を第１反射鏡の縦・横幅以下に形成すると
ともに、試料セルの筒幅を第１反射鏡の縦・横幅
よりも大きく形成した単光源単光束形赤外線ガス
分析計である。

(ホ) 作 用 この考案は、第１反射鏡を回転させて、ガス相
関セルを透過した光とガス相関セルを透過しない
光とを交互に試料セル内に入射させるとともに、
第２反射鏡からの反射光の光量を調整して試料セ
ル内の測定成分のガス濃度を測定するようにした
ものである。

(ヘ) 実施例 以下図に示す実施例に基づいてこの考案を詳述
する。なお、これによつてこの考案が限定される
ものではない。

第１図及び第２図において、１５は筒状の本体
ケースであつて、このケース内の一方端部寄りに
は光源１６が本体ケース１５内に設けられた固定
軸１７で支持されている。光源１６の近傍には、
光源１６からの光を反射させて平行光線として出
射させるための凹面状の第１反射鏡１８が配され
ており、この反射鏡１８は本体ケース１５の筒壁
を貫通してその筒壁に回動可能に取付けられた回
動軸１９によつて光源１６の周囲を回動しうるよ
うに支持されている。回動軸１９の本体ケース１
５外の端部近傍には、回転板２０が水平に取付け
られており、回転板２０の外周縁近傍にはコ字状
のセンサ２１が設けられている。このセンサ２１
と回転板２０は第１反射鏡１８の方向を検出する
ためのものである。また、回動軸１９の上端に
は、第１反射鏡１８を回転させるためのステツピ
ングモータ２２が取付けられている。このモータ
２２及び回転軸１９によつて回動手段が構成され
る。

光源１６からの一方向の光路上には、光源１６
側から順にガス相関セル２３、試料セル２４、光
学フイルタ２５及び半導体検出器２６が設けられ
ており、第１反射鏡１８は、回動時に光源１６と
ガス相関セル２３との間の光路を横切るよう支持
されている。ガス相関セル２３は赤外線透過可能
な窓材２７，２７で両端が密閉された密閉円筒か
らなり、本体ケース１５内に設けられており、そ
の筒径は第１反射鏡１８の縦・横幅以下に形成さ
れている。また、ガス相関セル２３の内部には測
定対象ガスが封入されている。試料セル２４は、
本体ケース１５内を赤外線透過可能な２つの窓材
２８，２８で区画して形成された筒からなり、そ
の筒壁には、その筒内に開口する試料ガス導入路
２９及び試料ガス排出路３０が設けられており、
その筒径は第１反射鏡１８の縦横幅よりも大きく
形成されている。光学フイルタ２５と半導体検出
器２６とは本体ケース１５外に設けられており、
光学フイルタ２５は、試料ガス中の測定成分ガス
の赤外吸収帯域を選択的に透過するフイルタから
なる。

上記光路外で本体ケース１５外には、試料セル
２４と光学フイルタ２５との間の光路を横切り試
料セル透過光を所定周期でチヨツピングするチヨ
ツパ３１が回転可能に設けられている。チヨツパ
３１は、第４図に示すように、歯車状の円板から
なり、本体ケース１５外に設けられたチヨツパモ
ータ３２によつて回転される。

光源１６を介してガス相関セル２３と対向する
側の本体ケース１５内の端部には、光源１６から
の平行光線を第１反射鏡１８の外側に反射させる
第２反射鏡３３が光源１８側に摺動移動可能に設
けられている。第２反射鏡３３は、第３図ａ，ｂ
に示すように、正方形の板からなり、その反射面
はその中心の周りに形成されたＶ字溝からなる。
また、第２反射鏡３３は摺動移動させることによ
つて光源１８からの光量を調整することが可能で
ある。すなわち、光量調整手段は第２反射鏡３３
の摺動移動によつて構成される。なお、光量調整
手段としては、第５図に示すように第２反射鏡３
３と試料セル２４との間で第２反射鏡３３の反射
光路設けられた光量調整器３５ａで構成してもよ
い。３４は本体ケース１５内の光学フイルタ２５
側の端部の設けられた光収束部である。

次に上記分析計の使用方法について説明する。

まず、試料ガスに共存する干渉ガスによる影響
をなくすようにガス相関セル２３の封入ガスの分
圧（濃度）を調整する。次に、第２反射鏡３３を
光源１８側に移動させて、上記封入ガスによる第
１反射鏡１８からの光の減光量と第２反射鏡３３
からの光が試料セル２４を透過した減光量とをバ
ランスさせる。そして、試料ガス中で第２反射鏡
３３から光が測定成分ガスの吸収により変化した
ときのみ信号を発生するようにして試料ガス中の
測定成分ガスの濃度を測定する。

以上のように、ガス相関セル２３を回転させる
ことなく、第１反射鏡１８を回転させるだけでガ
ス相関セル２３を通つた光とこのセル２３を通ら
ない光とを得ることができる。また、光量のバラ
ンスを第２反射鏡３３を移動させるだけで調整す
ることができる。そのため、従来のごとくアツテ
ネータをガス相関セルに取付ける必要がなくなる
ため、光量の調整を簡単に行うことができる。さ
らに、チヨツパ３１が板状であるため、簡単な構
造で信号をチヨツピングすることができ、またチ
ヨツパを高速回転させることができるため、Ｓ／
Ｎ値を向上させることができる。

(ト) 考案の効果 この考案によれば、ガス相関セルを回転させる
ことなく、簡単な構造で試料ガス中の測定成分ガ
スの濃度を測定することができ、しかも光量の調
整を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す要部断面を
含む構成説明図、第２図は第１図のＡ部拡大図、
第３図ａ，ｂはこの考案に用いられる第２反射鏡
の平面図及び側面図、第４図はこの考案に用いら
れるチヨツパの平面図、第５図はこの考案の他の
実施例を示す要部断面図、第６図は従来例の構成
説明斜視図、第７図は従来例のガス相関セルの分
解斜視図である。 １６……光源、１８……第１反射鏡、１９，２
２……回動手段、２３……ガス相関セル、２４…
…試料セル、２５……光学フイルタ、２６……半
導体検出器、２９……試料ガス導入路、３０……
試料ガス排出路、３１……チヨツパ、３２……チ
ヨツパモータ、３３……第２反射鏡、３５ａ……
光量調整器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 光源と、測定対象成分ガスが封入された筒状の
   ガス相関セルと、試料ガス導入路及び試料ガス排
   出路を備えた筒状の試料セルと、測定対象成分ガ
   スの赤外吸収帯域のみを透過させる光学フイルタ
   と、半導体検出器とを備え、ガス相関セル、試料
   セル及び光学フイルタをこの順に透過した光源か
   らの光が半導体検出器に入射するよう構成された
   単光源単光束形赤外線ガス分析計において、 ガス相関セルと光源との間の光路を横切り光源
   の周囲を回動しうるよう設けられ光源からの光を
   略平行な光線としてガス相関セルとは反対側に反
   射させる凹面状の第１反射鏡と、第１反射鏡回動
   手段と、前記光路外に回転可能に設けられ試料セ
   ルと光学フイルタとの間の光路を横切り試料セル
   透過光を所定周期でチヨツピングするチヨツパ
   と、このチヨツパ回転手段と、光源を介してガス
   相関セルと対向して設けられ第１反射鏡からの平
   行光線を第１反射鏡の外側に向けて反射させる第
   ２反射鏡と、第２反射鏡からの反射光の光量を調
   整する光量調整手段とを備え、 ガス相関セルの筒幅を第１反射鏡の縦・横幅以
   下に形成するとともに、試料セルの筒幅を第１反
   射鏡の縦・横幅よりも大きく形成したことを特徴
   とする単光源単光束形赤外線ガス分析計。