JPH05180760A

JPH05180760A - 吸光分析計

Info

Publication number: JPH05180760A
Application number: JP36008791A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Asano; 一朗浅野; Tokihiro Tsukamoto; 時弘塚本
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1991-12-28
Filing date: 1991-12-28
Publication date: 1993-07-23

Abstract

(57)【要約】【目的】小型で、安価であり、特に、簡易な測定に有
用な吸光分析計を提供すること。【構成】シリンダ１内を往復動するピストン２のヘッ
ド13に反射鏡14を設けると共に、シリンダ１のヘッド９
に光源10と検出器12とを、シリンダ１内に臨み、かつ、
光源10からシリンダ１内に発せられた光が前記反射鏡14
で反射されて検出器12に受光されるように設け、前記ピ
ストン２の往復動に伴って、サンプルガスＳのシリンダ
１内への吸入またはシリンダ１外への排出が行われると
共に、反射鏡14を経由する光源10から検出器12までの光
路長が変化するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線の吸収を利用す
る赤外線ガス分析計や、紫外線の吸収を利用する紫外線
ガス分析計、さらには、紫外線または可視光線の吸収を
利用する液体濃度計などの吸光分析計に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の赤外線ガス分析計の構成
を概略的に示すもので、同図（Ａ）に示すように、図外
のサンプルガス源に接続されたサンプルガス流路21に、
ポンプ22および分析部23を設け、サンプルガスＳがポン
プ22によって吸引され、分析部23に供給されるようにし
てある。

【０００３】そして、前記分析部23は、同図（Ｂ）に示
すように、両端が赤外線透過性の窓24, 25で閉塞される
と共に、サンプルガスＳの入口26、出口27を備えたセル
28の一方の窓24側に、赤外光源29と図外のモータによっ
て一定速度で回転する機械的なチョッパ30とを設け、他
方の窓25側に、フィルタ31を備えた検出器32を設けて構
成されている。

【０００４】このように構成された赤外線ガス分析計に
おいては、セル28内にサンプルガスＳを供給している状
態において、赤外光源29から赤外線をセル28に対して照
射すると、この赤外線は、チョッパ30によって断続光に
変調され、セル内28を通過して検出器32によって受光さ
れる。そして、この前記赤外線は、セル28内を通過する
とき、セル28内のサンプルガスＳに含まれる測定対象成
分によって、特定波長の赤外線が吸収される。検出器32
からは前記セル28通過後の赤外線のエネルギー変化に対
応した信号が出力されるので、この信号に基づいて、測
定対象成分の濃度を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の赤外線ガス分析計は、サンプルガスＳが供給される
セル28の両端外部に、赤外光源29、チョッパ30、検出器
32を設けているため、その全長が大きい。そして、変調
手段として機械的なチョッパ30を用い、これをセル28と
赤外光源29との間に介装しているので、デッドスペース
が生じている。また、分析部23にサンプルガスＳを供給
するポンプ22が必ず必要である。このようなことから、
この種の赤外線ガス分析計の小型、コンパクト化が困難
であり、高価になっていた。なお、このような問題は、
紫外線ガス分析計や液体濃度計においても同様に生じて
いるところである。

【０００６】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、小型で、安価であ
り、特に、簡易な測定に有用な吸光分析計を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る吸光分析計は、シリンダ内を往復動す
るピストンのヘッドに反射鏡を設けると共に、シリンダ
のヘッドに光源と検出器とを、シリンダ内に臨み、か
つ、光源からシリンダ内に発せられた光が前記反射鏡で
反射されて検出器に受光されるように設け、前記ピスト
ンの往復動に伴って、サンプルガスのシリンダ内への吸
入またはシリンダ外への排出が行われると共に、反射鏡
を経由する光源から検出器までの光路長が変化するよう
にしている。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、ピストンを例えば下降させ
ることにより、サンプルガスがシリンダ内に吸入され
る。また、ピストンを上昇させることにより、サンプル
ガスはシリンダ外に排出される。そして、シリンダヘッ
ドに設けられた例えば赤外光源から発せられた赤外光
は、ピストンヘッドに設けられた反射鏡で反射されて、
シリンダヘッドに設けられた検出器に受光される。この
とき、ピストンが上下動するに伴って、反射鏡を経由す
る光源から検出器までの光路長が変化して、所定の変調
が行われ、検出器に受光される赤外線エネルギーが変化
する。つまり、光路長を変化させているので、バックグ
ラウンドが高くても所望の測定を行うことができると共
に、出力として僅かな変化分をも取り出すことができ
る。

【０００９】

【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。

【００１０】図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明に係る吸光
分析計の一例としての赤外線ガス分析計の構成を概略的
に示すもので、この図において、１はシリンダで、その
内部にはピストン２が例えば上下動自在に設けられてい
る。このピストン２は、図外の駆動源によって軸３を中
心にして例えば矢印Ａ方向に回転する回転体４に、クラ
ンクピン５、固定ピン６および連結部材７を介して機械
的に結合されている。８はピストン２の外周に設けられ
るシール部材である。

【００１１】前記シリンダ１のヘッド９には、赤外光を
発する光源10と、フィルタ11を備えた半導体検出器など
の固体検出器（以下、検出器と云う）12とがシリンダ１
内に臨むようにして並設されている一方、ピストン２の
ヘッド13には、平面鏡よりなる反射鏡14が設けられてい
る。そして、光源10と検出器12とは、光源10からシリン
ダ１内に発せられた赤外光ａが反射鏡14で反射され、そ
のときの反射光ｂがフィルタ11を経て検出器12に受光さ
れるように、位置調整されている。なお、図示してない
が、シリンダ１のヘッド部分９における光源10およびフ
ィルタ11に対応する部分にはそれぞれ、赤外線透過性材
料よりなる透過窓が形成されている。

【００１２】また、シリンダヘッド９に近い両側には、
図外のサンプルガス源に接続され、サンプルガスＳを導
入するための導入口15と、測定済みのサンプルガスＳを
排出するための排出口16が開設されている。17, 18はピ
ストン２の上下動に伴って動作する吸気弁、排気弁であ
る。

【００１３】上記のように構成された赤外線ガス分析計
の動作について説明する。例えば図１（Ｂ）に示すよう
に、ピストン２が最上位にある状態から下方に動くと
き、図外のサンプルガス源から供給されるサンプルガス
Ｓは、吸気弁17を経てシリンダ１内に吸引される。そし
て、同図（Ａ）に示すように、ピストン２が最下位にあ
る状態から上方に動くとき、シリンダ１内のサンプルガ
スＳは、排気弁18を経て排出される。

【００１４】そして、シリンダヘッド９に設けられた光
源10を発した赤外光ａは、透過窓（図外）を経てシリン
ダ１内に入射し、ピストンヘッド13に設けられた反射鏡
14で反射され、その反射光ｂは、透過窓（図外）および
フィルタ11を経て検出器12に受光される。このとき、シ
リンダ１内のサンプルガスＳ中に含まれる測定対象成分
ガスによって特定波長の赤外線が吸収される。

【００１５】ところで、一般に、光源からの赤外線エネ
ルギーをＩ₀、検出器に到達する赤外線エネルギーを
Ｉ、光源から検出器までの光路長さをｌ、測定対象成分
ガス濃度をＣ、吸収係数をμとすると、ランバート−ベ
ールの法則により、Ｉ＝Ｉ₀exp （−μ・Ｃ・ｌ）となる。

【００１６】そして、上記説明および図１（Ａ），
（Ｂ）から明らかなように、この実施例においては、ピ
ストン２が上下動することで、反射鏡14を経由する光源
10から検出器12までの長さ、すなわち、光路長ｌが変化
するから、検出器12に到達する赤外線エネルギーＩも変
化し、この変化量を検出器12で測定することによって、
サンプルガスＳ中の測定対象成分ガスの濃度Ｃを求める
ことができる。

【００１７】上述の実施例では、シリンダ１を上下方向
に設け、ピストン２を上下動させるものであったが、例
えばシリンダ１を水平に設けて、ピストン２を左右方向
に移動するようにしてもよく、要するにピストン２を往
復動させるようにしてあればよい。そして、また、ピス
トン２はリニアモータによって往復動させるようにして
もよい。また、シリンダ１を所謂２サイクルエンジンと
同様の構造にした場合、吸気弁17、排気弁18を省略でき
る。さらに、検出器12としてパイロセンサなど他の固体
検出器を用いてもよい。そしてさらに、本発明は、紫外
線ガス分析計や液体濃度計にも適用できる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ピストンを往復動させることによって、サンプルガ
スの吸引・排出を行うと共に、光源から検出器までの光
路長を変調するようにしたものであるから、バックグラ
ウンドが高くても所望の測定を行うことができると共
に、出力として僅かな変化分をも取り出すことができ、
所望の測定を行なえる。

【００１９】そして、本発明に係る吸光分析計は、ガス
の導入・排出手段と分析部とが一体化されているので、
従来のこの種の吸光分析計に比べて小型・コンパクト化
することができると共に、部品も少なくなるので、低価
格となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る吸光分析計を示し、同図（Ａ）は
ガス吸入状態を、同図（Ｂ）はガス排出状態をそれぞれ
示す図である。

【図２】従来の赤外線ガス分析計を示し、同図（Ａ）は
全体構成を示す概略図、同図（Ｂ）は分析部の構成を示
す図である。

【符号の説明】

１…シリンダ、２…ピストン、９…シリンダヘッド、10
…光源、12…検出器、13…ピストンヘッド、14…反射
鏡、Ｓ…サンプルガス。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダ内を往復動するピストンのヘッ
ドに反射鏡を設けると共に、シリンダのヘッドに光源と
検出器とを、シリンダ内に臨み、かつ、光源からシリン
ダ内に発せられた光が前記反射鏡で反射されて検出器に
受光されるように設け、前記ピストンの往復動に伴っ
て、サンプルガスのシリンダ内への吸入またはシリンダ
外への排出が行われると共に、前記反射鏡を経由する光
源から検出器までの光路長が変化するようにしたことを
特徴とする吸光分析計。