JPH056358U - ガス濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス濃度の測定を１個の焦電型赤外線センサ
で簡単に測定することを目的とする。 【構成】 赤外線発生源からの赤外線を、測定対象のガ
スが収納されている測定用セルと、基準ガスが収納され
ている基準用セルに共通に入射する。両セル内を通過し
た赤外線を、両セルの併設方向に往復駆動されている赤
外線センサの入射窓から交互に入射させる。この赤外線
センサの両出力の比から測定対象のガスの濃度を測定す
ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、焦電型赤外線センサを用いたガス濃度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば油入変圧器の絶縁油の劣化を調べるのに、その絶縁油の一定量を取り 出し、これをバブリングして溶存ガスを抽出し、そのガスの濃度を測定すること が行なわれている。

【０００３】 このようなガス濃度の測定に焦電型赤外線センサを用いることが行なわれてい る。その構成は２個の赤外線センサを用意し、その一方のセンサには、測定対象 のガス中を通過してきた赤外線を、また他方のセンサには、基準ガス（たとえば 空気）中を通過してきた赤外線を入射させ、両センサの出力の比からガス濃度を 検出するようにしている。

【０００４】 しかしこのような構成によると、２個の赤外線センサを使用する必要があるた め、極めて不経済であり、また構成も煩雑化する。

【０００５】 また各赤外線センサにはチョッパーを使用して入射赤外線を断続光とし、これ によって出力を得るようにしている。したがって２個の赤外線センサを使用する 場合も、チョッパー動作用として、その回転部を２個備える必要がある。そのた めそれだけ構成が複雑となるとともに、信頼性が低下する恐れがある。

【０００６】 これらを解決するために、１個の赤外線センサを用い、これを回転させること によって、測定対象のガス中を通過してきた赤外線と、基準ガス中を通過してき た赤外線とが交互に赤外線センサに入射するようにした構成が、本考案者によっ て別途提案されている。

【０００７】 しかしこのような構成によれば、赤外線センサを回転させる必要があるため、 赤外線センサからの出力を取り出すための出力ケーブル等が回転体である赤外線 センサに巻き付いてしまう危険がある。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、赤外線センサを１個使用するだけでガス濃度の検出を可能にすると ともに、出力ケーブル等の巻き付きを防止することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、赤外線発生源を共通とし、これから発せられる赤外線を、測定対象 のガスが入れられてあるセルと、基準ガスが入れられてあるセルとの両方に通す ようにするとともに、両セルを通過した赤外線が入射される焦電型赤外線センサ を、その入射窓に両セルを通過してきた赤外線が交互に入射するように、両セル の併設方向に沿って往復駆動させることを特徴とする。

【００１０】

【作用】

１個の赤外線センサに交互に赤外線が入射されるので、その赤外線センサから は測定ガスの濃度に対応する出力と、基準ガスの濃度に対応する出力とが交互に でるようになる。したがって両出力の比から測定ガスの濃度を測定することがで きる。また赤外線センサが回転することで、赤外線の断続光が入射されるように なる。これによってチョッパ機能が果たされることになる。

【００１１】 また赤外線センサは、両セルの併設方向に往復駆動されるので、別途提案のよ うに出力ケーブル等が巻き付くようなことはなんら生じない。

【００１２】

【実施例】

本考案の実施例を図によって説明する。１は測定容器で、一方の端部に赤外線 発生源２が、他方の端部に焦電型赤外線センサ３がそれぞれ設置されている。４ はサファイアガラスなどからなる赤外線入射窓、５は測定容器１の内部を仕切る 仕切壁で、これによって測定用セル６と、基準用セル７とが併設するように形成 される。赤外線発生源２からの赤外線は、両セル６，７に共通に入射される。

【００１３】 赤外線センサ３の前面に、測定対象ガスに固有の吸収波長のみを透過する光学 フィルタ８，９が配置されてある。これは赤外線非透過性の円板１０に半径方向 に延びるスリットを、１８０度の間隔を置いて形成し、このスリットに両光学フ ィルタ８，９を取り付けるようにしてある。

【００１４】 赤外線センサ３は両セル６，７の併設方向に沿って往復駆動機構１１によって 往復駆動されるようになっている。１２は赤外線センサ３の入射窓で、赤外線セ ンサ３の往復駆動によって光学フィルタ８，９に交互に相対するようになる。光 学フィルタ８または９に相対したとき、各セル６または７を通過してきた赤外線 が入射窓１２を通って赤外線センサ３に入射される。

【００１５】 往復駆動機構１１としては任意の構成のものが利用できるが、図に示す往復駆 動機構１１は、赤外線センサ３に取り付けられているラック１３と、これに噛み 合うラックギアー１４と、これを可逆回転させるモータ１５とによって主として 構成されてある。

【００１６】 ラックギアー１４を回転させると、ラック１３がその長手方向に駆動され、赤 外線センサ３も同方向に駆動される。ラックギアー１４の回転方向を逆転させれ ば、赤外線センサ３も逆方向に駆動される。これを繰り返すことによって赤外線 センサ３は往復駆動され、入射窓１２が両セル６，７に交互に向かい合うように なる。

【００１７】 測定用セル６には測定対象のガスが導入口１６から導入され、排出口１７から 排出される。基準用セル７には基準ガス例えば空気が導入口１８から導入され、 排出口１９から排出される。

【００１８】 両セル６，７内に測定対象のガスおよび基準ガスが導入されているとき、赤外 線発生源２からの赤外線が赤外線入射窓４を透過して両セル６，７内に入射され る。ここで測定用セル６に入射された赤外線は、測定対象のガスにより吸収され て減衰し、赤外線センサ３に向かう。基準セル７内に入射された赤外線は、特に 減衰されることなく、赤外線センサ３に向かう。

【００１９】 赤外線センサ３は往復駆動機構１１によって一定周期で往復駆動される。その ためその入射窓１２は光学フィルタ８，９に交互に向かい合う。そして赤外線セ ンサ３が往復駆動することで、赤外線センサ３には従来チョッパーによって得ら れていたのと同様の断続光が入射される。

【００２０】 赤外線センサ３からは測定用セル６内を通過した赤外線の量に対応する出力Ａ と、基準セル７内を通過した赤外線の量に対応する出力Ｂ（これは常に一定の値 Ｌとなる。）とが、図３に示すように交互に出力される。両方の出力Ａ，Ｂの大 きさの比から、測定対象の濃度が測定できるようになる。なお赤外線センサ３の 出力とモータ１１の往復駆動は、同調回路で同調させておく。

【００２１】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、赤外線センサ１個でガス濃度の検出が可 能となり、これを２個必要としていた従来構成に比較すれば、経済的かつ簡単に 構成でき、また赤外線センサを往復駆動するようにしたので構成が簡単となり、 かつ信頼性も向上するし、更に赤外線センサを回転させることがないので、これ からの出力ケーブルが巻き付く恐れはなくなるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図である。

【図２】赤外線センサと光学フィルタとの関係を示す側
面図である。

【図３】赤外線センサの出力波形図である。

【符号の説明】

１ 測定容器 ２ 赤外線発生源 ３ 赤外線センサ ６ 測定用セル ７ 基準用セル ８ 光学フィルタ ９ 光学フイルタ １１ 往復駆動源

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 測定対象のガスが入れられてある測定用
   セルと、前記測定用セルに併設されてあって、基準ガス
   が入れられてある基準用セルと、前記両セルに共通して
   入射される赤外線を発する赤外線発生源と、前記両セル
   を通過した赤外線が入射される焦電型赤外線センサと、
   前記焦電型赤外線センサの入射窓に前記両セルを通過し
   てきた赤外線が交互に入射するように、前記焦電型赤外
   線センサを、前記両セルの併設方向に沿って往復駆動さ
   せる往復駆動源とからなるガス濃度測定装置。