JPH05215683A - 赤外線ガス分析計 - Google Patents
赤外線ガス分析計Info
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- JPH05215683A JPH05215683A JP2033792A JP2033792A JPH05215683A JP H05215683 A JPH05215683 A JP H05215683A JP 2033792 A JP2033792 A JP 2033792A JP 2033792 A JP2033792 A JP 2033792A JP H05215683 A JPH05215683 A JP H05215683A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】口径の小さな測定セルに対して複数の赤外線セ
ンサを余裕のある配列で分散配備でき、併せて特定なセ
ンサにガスフィルタを容易に組合わせて配置できるよう
にした赤外線ガス分析計を提供する。 【構成】試料ガスで満たした測定セル１を挟んでその入
射側に赤外線光源２, 出射側に試料ガス中の各測定成分
ガスに対応する複数の赤外線センサ６，バンドパスフィ
ルタ７を備えた吸光式の赤外線ガス分析計において、測
定セルの出射面の背後に測定セルを透過した光束を二方
向に分光する反射鏡９ｄ付きの光分配セル９を配し、か
つ該光分配セルにおける二方向の出光端面に複数の赤外
線センサ，およびガスフィルタ１０を振り分け配置して
試料ガス中の各種成分ガスを測定分析する。
ンサを余裕のある配列で分散配備でき、併せて特定なセ
ンサにガスフィルタを容易に組合わせて配置できるよう
にした赤外線ガス分析計を提供する。 【構成】試料ガスで満たした測定セル１を挟んでその入
射側に赤外線光源２, 出射側に試料ガス中の各測定成分
ガスに対応する複数の赤外線センサ６，バンドパスフィ
ルタ７を備えた吸光式の赤外線ガス分析計において、測
定セルの出射面の背後に測定セルを透過した光束を二方
向に分光する反射鏡９ｄ付きの光分配セル９を配し、か
つ該光分配セルにおける二方向の出光端面に複数の赤外
線センサ，およびガスフィルタ１０を振り分け配置して
試料ガス中の各種成分ガスを測定分析する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料ガス中に含まれる
各種測定成分ガスの定性，定量分析を行う吸光式赤外線
ガス分析計に関する。
各種測定成分ガスの定性，定量分析を行う吸光式赤外線
ガス分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】頭記した吸光式の赤外線ガス分析計は、
試料ガス中に含まれる測定成分ガスによる赤外線の吸収
量から試料ガスの定性，定量分析を行うものであり、こ
の方式は一般に選択性が良く、測定感度が高いことから
ガス分析計として各種分野で広く使用されている。
試料ガス中に含まれる測定成分ガスによる赤外線の吸収
量から試料ガスの定性，定量分析を行うものであり、こ
の方式は一般に選択性が良く、測定感度が高いことから
ガス分析計として各種分野で広く使用されている。
【０００３】次に、従来より実施されているシングルビ
ーム方式の吸光式赤外線ガス分析計の構成，並びにその
動作原理を図４により説明する。図において、１は試料
ガスを流す測定セル、２は測定セル１の入射側に備えた
赤外線光源、３は赤外線光源２から出射した光束を断続
させる回転式チョッパ、４は測定セル１の出射側に配備
した検出部であり、センサ取付ブロック５には試料ガス
中に含まれる各種測定成分ガスに対応する複数（図示例
では＃１〜＃３で表す３個）の赤外線センサ６がバンド
パスフィルタ（赤外線センサに波長選択性を持たせるた
めの多層膜干渉フィルタ）７と対にして並置配備されて
いる。なお、赤外線センサ６には、例えば焦電型セン
サ，半導体センサなどの固体センサが採用されている。
ーム方式の吸光式赤外線ガス分析計の構成，並びにその
動作原理を図４により説明する。図において、１は試料
ガスを流す測定セル、２は測定セル１の入射側に備えた
赤外線光源、３は赤外線光源２から出射した光束を断続
させる回転式チョッパ、４は測定セル１の出射側に配備
した検出部であり、センサ取付ブロック５には試料ガス
中に含まれる各種測定成分ガスに対応する複数（図示例
では＃１〜＃３で表す３個）の赤外線センサ６がバンド
パスフィルタ（赤外線センサに波長選択性を持たせるた
めの多層膜干渉フィルタ）７と対にして並置配備されて
いる。なお、赤外線センサ６には、例えば焦電型セン
サ，半導体センサなどの固体センサが採用されている。
【０００４】かかる構成で、光源２から出射した赤外線
はチョッパ３により一定周期で断続した光束８となって
測定セル１に入射し、測定セル内を透過する過程で試料
ガス中に含まれている各種測定成分ガスにより固有の赤
外線波長が成分濃度に応じて吸収される。また、測定セ
ル１を透過した光束はバンドパスフィルタ７を通じて各
赤外線センサ６に受光され、その光量に応じた検出信号
が電気信号に変換して外部に取り出される。
はチョッパ３により一定周期で断続した光束８となって
測定セル１に入射し、測定セル内を透過する過程で試料
ガス中に含まれている各種測定成分ガスにより固有の赤
外線波長が成分濃度に応じて吸収される。また、測定セ
ル１を透過した光束はバンドパスフィルタ７を通じて各
赤外線センサ６に受光され、その光量に応じた検出信号
が電気信号に変換して外部に取り出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
に試料ガス中に含まれる複数の測定成分ガスの分析を同
時に行うために、検出部４のセンサ取付ブロック５に複
数の赤外線センサ６をバンドパスフィルタ７と組合わせ
て並置配備した構成では、赤外線センサの設置数が多く
なるほどセンサ取付ブロック５上での占有面積が大きく
なることから、これに相応して測定セル１の口径も径大
にしなければならない。しかも、測定セル１の口径が大
きくなると、それだけセル内容積が増すためにセル内に
満たす試料ガスの供給量が多くなり、この結果として測
定セル内での試料ガスの滞留時間が長引き、安定した測
定出力を得るまでの応答時間が大となって応答特性に遅
れが生じるなどのほか、さらに赤外線センサ６で受光す
る光エネルギー密度が小さくなってＳ／Ｎ比が低下する
といった問題も派生する。したがって、測定セル１の口
径はできるだけ小径であることが望まれるが、従来構造
のままでは測定セルの口径を小さくすると、その口径に
相応して赤外線センサの設置数も自ずと制限されてしま
う。
に試料ガス中に含まれる複数の測定成分ガスの分析を同
時に行うために、検出部４のセンサ取付ブロック５に複
数の赤外線センサ６をバンドパスフィルタ７と組合わせ
て並置配備した構成では、赤外線センサの設置数が多く
なるほどセンサ取付ブロック５上での占有面積が大きく
なることから、これに相応して測定セル１の口径も径大
にしなければならない。しかも、測定セル１の口径が大
きくなると、それだけセル内容積が増すためにセル内に
満たす試料ガスの供給量が多くなり、この結果として測
定セル内での試料ガスの滞留時間が長引き、安定した測
定出力を得るまでの応答時間が大となって応答特性に遅
れが生じるなどのほか、さらに赤外線センサ６で受光す
る光エネルギー密度が小さくなってＳ／Ｎ比が低下する
といった問題も派生する。したがって、測定セル１の口
径はできるだけ小径であることが望まれるが、従来構造
のままでは測定セルの口径を小さくすると、その口径に
相応して赤外線センサの設置数も自ずと制限されてしま
う。
【０００６】さらに、試料ガス中に特定な成分ガスとそ
の吸収波長帯が一部で重なり合うような干渉成分ガスが
混在している場合に、その分析結果に及ぼす干渉ガスの
影響を抑える手段として、赤外線センサの前段にガスフ
ィルタを組合わせて使用する場合がある。しかして、図
４に示した従来の検出部のように複数の赤外線センサ６
を一括してセンサ取付ブロック５に集中的に並置配備し
た構成では、特定な赤外線センサにのみガスフィルタを
単独に取付けることがセンサ配列, スペース面の制約か
ら困難であり、そのためにセンサ取付ブロック上での赤
外線センサの配列に合わせて構成した特殊な構造のガス
フィルタが必要となる。
の吸収波長帯が一部で重なり合うような干渉成分ガスが
混在している場合に、その分析結果に及ぼす干渉ガスの
影響を抑える手段として、赤外線センサの前段にガスフ
ィルタを組合わせて使用する場合がある。しかして、図
４に示した従来の検出部のように複数の赤外線センサ６
を一括してセンサ取付ブロック５に集中的に並置配備し
た構成では、特定な赤外線センサにのみガスフィルタを
単独に取付けることがセンサ配列, スペース面の制約か
ら困難であり、そのためにセンサ取付ブロック上での赤
外線センサの配列に合わせて構成した特殊な構造のガス
フィルタが必要となる。
【０００７】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決して口径の小さな測
定セルに対し複数の赤外線センサを余裕のある配置で分
散配備でき、併せて特定なセンサにガスフィルタを容易
に組合わせて使用できるようにした赤外線ガス分析計，
特にその検出部の構成を提供することにある。
であり、その目的は前記課題を解決して口径の小さな測
定セルに対し複数の赤外線センサを余裕のある配置で分
散配備でき、併せて特定なセンサにガスフィルタを容易
に組合わせて使用できるようにした赤外線ガス分析計，
特にその検出部の構成を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のガス分析計においては、測定セルの出射面
の背後に測定セルを透過した光束を二方向に分光する光
分配セルを配し、かつ該光分配セルの各出光端面に振り
分けて複数の赤外線センサを対向配置して構成するもの
とする。
に、本発明のガス分析計においては、測定セルの出射面
の背後に測定セルを透過した光束を二方向に分光する光
分配セルを配し、かつ該光分配セルの各出光端面に振り
分けて複数の赤外線センサを対向配置して構成するもの
とする。
【０００９】また、前記構成における光分配セルとして
は、外形が直角プリズム体を呈する三角台形の中空ブロ
ックで、かつ直交する二つの面の一方に測定セルの出射
端面と対向する入光窓，他方の面に第１の出光窓を開口
するとともに、斜め４５゜の傾斜面には第２の出光窓を
穿孔した反射鏡を配した構成、あるいは、前記構成にお
ける反射鏡をハーフミラーに置き換えてその後方に透光
する第２の出光端面を形成した構成がある。
は、外形が直角プリズム体を呈する三角台形の中空ブロ
ックで、かつ直交する二つの面の一方に測定セルの出射
端面と対向する入光窓，他方の面に第１の出光窓を開口
するとともに、斜め４５゜の傾斜面には第２の出光窓を
穿孔した反射鏡を配した構成、あるいは、前記構成にお
ける反射鏡をハーフミラーに置き換えてその後方に透光
する第２の出光端面を形成した構成がある。
【００１０】さらに、前記構成の光分配セルに対し、必
要に応じて光分配セルの出光端面の背後にガスフィルタ
を組合わせて赤外線センサを設置することもできる。
要に応じて光分配セルの出光端面の背後にガスフィルタ
を組合わせて赤外線センサを設置することもできる。
【００１１】
【作用】前記の構成によれば、測定セルを透過した光束
は光分配セルで二方向に分光され、それぞれの出光端面
に振り分けて二方向の光軸上に分散配備した赤外線セン
サに受光される。したがって、赤外線センサの配置スペ
ースは測定セルの口径によって制約されることなく光分
配セルの出光端面側に十分確保され、測定セルの口径が
小であっても複数の赤外線センサを余裕をもって光分配
セルの各出光端面に分散配備することができる。また、
必要に応じて光分配セルの出光端面にガスフィルタを付
設することで、特定な赤外線センサに対して簡単にガス
フィルタを組合わせて使用することも可能である。
は光分配セルで二方向に分光され、それぞれの出光端面
に振り分けて二方向の光軸上に分散配備した赤外線セン
サに受光される。したがって、赤外線センサの配置スペ
ースは測定セルの口径によって制約されることなく光分
配セルの出光端面側に十分確保され、測定セルの口径が
小であっても複数の赤外線センサを余裕をもって光分配
セルの各出光端面に分散配備することができる。また、
必要に応じて光分配セルの出光端面にガスフィルタを付
設することで、特定な赤外線センサに対して簡単にガス
フィルタを組合わせて使用することも可能である。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、実施例の図中で図４に対応する同一部材には
同じ符号が付してある。まず、図１，図２において、測
定セル１の出射端面側の背後には、測定セルを透過した
光束を二方向に分光する光分配セル９，およびガスフィ
ルタ１０が設置されており、＃１〜＃３で表す３個の赤
外線センサ６を２グループに分けて光分配セル９の各出
光端面側に振り分け配備して検出部４を構成している。
る。なお、実施例の図中で図４に対応する同一部材には
同じ符号が付してある。まず、図１，図２において、測
定セル１の出射端面側の背後には、測定セルを透過した
光束を二方向に分光する光分配セル９，およびガスフィ
ルタ１０が設置されており、＃１〜＃３で表す３個の赤
外線センサ６を２グループに分けて光分配セル９の各出
光端面側に振り分け配備して検出部４を構成している。
【００１３】ここで、光分配セル９は図２に表した構造
展開図から判るように、外形が直角プリズム体を呈する
三角台形の中空ブロックに対し、互いに直交し合う二つ
の面の一方には測定セル１の出射側端面に向けて入光窓
９ａが、他方の面には入光窓と直角方向に第１の出光窓
９ｂが開口しており、さらに斜め４５゜の傾斜面には中
心部に第２の出光窓９ｃを穿孔した反射鏡９ｄを嵌め込
んで構成されている。そして、前記構成の光分配セル９
に対して、図１で示すように第１の出光窓９ｂの背後に
は２個の赤外線センサ（＃１，＃２）がバンドパスフィ
ルタ７と組合わせて配備され、また反射鏡９ｄに穿孔し
た第２の出光窓９ｃの背後にはガスフィルタ１０を介し
て赤外線センサ（＃３）が配備されている。
展開図から判るように、外形が直角プリズム体を呈する
三角台形の中空ブロックに対し、互いに直交し合う二つ
の面の一方には測定セル１の出射側端面に向けて入光窓
９ａが、他方の面には入光窓と直角方向に第１の出光窓
９ｂが開口しており、さらに斜め４５゜の傾斜面には中
心部に第２の出光窓９ｃを穿孔した反射鏡９ｄを嵌め込
んで構成されている。そして、前記構成の光分配セル９
に対して、図１で示すように第１の出光窓９ｂの背後に
は２個の赤外線センサ（＃１，＃２）がバンドパスフィ
ルタ７と組合わせて配備され、また反射鏡９ｄに穿孔し
た第２の出光窓９ｃの背後にはガスフィルタ１０を介し
て赤外線センサ（＃３）が配備されている。
【００１４】かかる構成により、測定セル１を透過した
赤外線光束８は光分配セル９の入光窓９ａを通じて入光
し、ここで、図１で模式的に表した光束８ａ，８ｂはそ
れぞれ反射鏡９ｄに反射して直角方向に偏向した後、第
１の出光窓９ｂを透過してその背後に配置した赤外線セ
ンサ（＃１，＃２）に受光される。また、中心部を透過
する光束８ｃは反射鏡９ｄに穿孔した第２の出光窓９ｃ
を通過してそのまま直進し、その背後に配置したガスフ
ィルタ１０を透過して赤外線センサ（＃３）に受光され
る。なお、第１の出光窓９ｂに対しても必要に応じてそ
の背後にガスフィルタを付設して実施することもでき
る。
赤外線光束８は光分配セル９の入光窓９ａを通じて入光
し、ここで、図１で模式的に表した光束８ａ，８ｂはそ
れぞれ反射鏡９ｄに反射して直角方向に偏向した後、第
１の出光窓９ｂを透過してその背後に配置した赤外線セ
ンサ（＃１，＃２）に受光される。また、中心部を透過
する光束８ｃは反射鏡９ｄに穿孔した第２の出光窓９ｃ
を通過してそのまま直進し、その背後に配置したガスフ
ィルタ１０を透過して赤外線センサ（＃３）に受光され
る。なお、第１の出光窓９ｂに対しても必要に応じてそ
の背後にガスフィルタを付設して実施することもでき
る。
【００１５】次に前記した光分配セル９の応用実施例を
図３に示す。この実施例では、図２における反射鏡をハ
ーフミラ９ｅに置き換えてその後方側に第２の出光端面
を形成したビームスプリッタとして構成されている。か
かる構成により、測定セル１を透過した光束８ａ〜８ｃ
は図示のように光分配セル９に組み込まれたハーフミラ
ー９ｅで二方向に分光され、その一方は直角方向に偏向
して第１の出光窓９ｂに向かい、他方はハーフミラー９
ｅをそのまま透過して後方に直進する。
図３に示す。この実施例では、図２における反射鏡をハ
ーフミラ９ｅに置き換えてその後方側に第２の出光端面
を形成したビームスプリッタとして構成されている。か
かる構成により、測定セル１を透過した光束８ａ〜８ｃ
は図示のように光分配セル９に組み込まれたハーフミラ
ー９ｅで二方向に分光され、その一方は直角方向に偏向
して第１の出光窓９ｂに向かい、他方はハーフミラー９
ｅをそのまま透過して後方に直進する。
【００１６】なお、ハーフミラー９ｅを採用した図３の
構成では、図２の構成のように直進方向の出光端面が反
射鏡９ｄに穿孔した第２の出光窓９ｃの狭い範囲に限定
されることがないので、ここに複数の赤外線センサを並
置配備することが可能である。
構成では、図２の構成のように直進方向の出光端面が反
射鏡９ｄに穿孔した第２の出光窓９ｃの狭い範囲に限定
されることがないので、ここに複数の赤外線センサを並
置配備することが可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように本発明の構成によれ
ば、測定セルの出射端面の背後に透過光を二方向に分光
する光分配セルを設け、複数の赤外線センサを光分配セ
ルの二方向の出光端面側に振り分けて分散配備したの
で、赤外線センサの配置スペースは測定セルの口径によ
って制約されることなく光分配セルの出光端面側に十分
確保でき、小口径の測定セルに対しても複数の赤外線セ
ンサを余裕のある配置で試料ガス中の各種成分ガスの測
定分析を行うことができる。また、特定な赤外線センサ
にガスフィルタを組合わせる場合にも、必要に応じてガ
スフィルタを光分配セルの出光端面側に簡単に取付けけ
て使用できるなどの利点が得られる。
ば、測定セルの出射端面の背後に透過光を二方向に分光
する光分配セルを設け、複数の赤外線センサを光分配セ
ルの二方向の出光端面側に振り分けて分散配備したの
で、赤外線センサの配置スペースは測定セルの口径によ
って制約されることなく光分配セルの出光端面側に十分
確保でき、小口径の測定セルに対しても複数の赤外線セ
ンサを余裕のある配置で試料ガス中の各種成分ガスの測
定分析を行うことができる。また、特定な赤外線センサ
にガスフィルタを組合わせる場合にも、必要に応じてガ
スフィルタを光分配セルの出光端面側に簡単に取付けけ
て使用できるなどの利点が得られる。
【図１】本発明実施例の構成断面図
【図２】図１における光分配セルの構造展開図
【図３】光分配セルの応用実施例の構成断面図
【図４】従来における赤外線ガス分析計の構成断面図
１ 測定セル ２ 赤外線光源 ４ 検出部 ６ 赤外線センサ ７ バンドパスフィルタ ８ 光束 ９ 光分配セル ９ａ 入光窓 ９ｂ 第１の出光窓 ９ｃ 第２の出光窓 ９ｄ 反射鏡 ９ｅ ハーフミラー １０ ガスフィルタ
Claims (4)
- 【請求項１】試料ガスで満たした測定セルを挟んでその
入射側に赤外線光源, 出射側に試料ガス中の各測定成分
ガスに対応する複数の赤外線センサを設置した吸光式の
赤外線ガス分析計において、測定セルの出射面の背後に
測定セルを透過した光束を二方向に分光する光分配セル
を配し、かつ該光分配セルの各出光端面に振り分けて複
数の赤外線センサを対向配置したことを特徴とする赤外
線ガス分析計。 - 【請求項２】請求項１記載の赤外線ガス分析計におい
て、光分配セルは、外形が直角プリズム体を呈する中空
ブロックで、かつ直交し合う一方の面に測定セルの出射
端面と対向する入光窓，他方の面に第１の出光窓を開口
するとともに、斜め４５゜の傾斜面には第２の出光窓を
穿孔した反射鏡を配して構成したものであることを特徴
とする赤外線ガス分析計。 - 【請求項３】請求項１記載の赤外線ガス分析計におい
て、光分配セルは、外形が直角プリズム体を呈する中空
ブロックで、かつ直交しあう一方の面に測定セルの出射
端面と対向する入光窓，他方の面に第１の出光窓を開口
するとともに、斜め４５゜の傾斜面にはハーフミラーを
配してその後方に透光する第２の出光端面を形成したも
のであることを特徴とする赤外線ガス分析計。 - 【請求項４】請求項１記載の赤外線ガス分析計におい
て、光分配セルの少なくとも一方の出光端面の背後にガ
スフィルタを介して赤外線センサを配置したことを特徴
とする赤外線ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2033792A JPH05215683A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 赤外線ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2033792A JPH05215683A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 赤外線ガス分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215683A true JPH05215683A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=12024328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2033792A Pending JPH05215683A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 赤外線ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05215683A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1288700A1 (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-05 | Instrumentarium Corporation | A geometrical beam splitter and a sensor for multi-element detectors |
-
1992
- 1992-02-06 JP JP2033792A patent/JPH05215683A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1288700A1 (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-05 | Instrumentarium Corporation | A geometrical beam splitter and a sensor for multi-element detectors |
| US6665124B2 (en) | 2001-08-30 | 2003-12-16 | Instrumentarium Corp. | Geometrical beam splitter and a sensor for multi-element detectors |
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