JPH07151684A - 赤外線式ガス分析計 - Google Patents
赤外線式ガス分析計Info
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- JPH07151684A JPH07151684A JP29857993A JP29857993A JPH07151684A JP H07151684 A JPH07151684 A JP H07151684A JP 29857993 A JP29857993 A JP 29857993A JP 29857993 A JP29857993 A JP 29857993A JP H07151684 A JPH07151684 A JP H07151684A
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- Japan
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- infrared light
- gas
- light
- infrared
- cell
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-
- 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】 （修正有）
【目的】 赤外光の利用効率を向上するとともに、光源
の光量変化、セルの汚れ等の影響を受けないようにす
る。 【構成】 赤外光を発光する光源１と、測定成分の吸収
波長赤外光を透過するバンドパスフィルタ２ａとこの測
定成分と赤外光の吸収波長帯が重畳しない比較成分の吸
収波長赤外光を透過するバンドパスフィルタ２ｂとを有
する回転セクター２と、この回転セクター２を透過した
赤外光が照射される成分を導入する試料セル３と、測定
成分と比較成分を封入したニューマティック型検出器４
とを備え、回転セクター２に備えられたフィルタを交互
に介して、試料セル３に赤外光を照射し、透過光をニュ
ーマティック型検出器４に導入する。
の光量変化、セルの汚れ等の影響を受けないようにす
る。 【構成】 赤外光を発光する光源１と、測定成分の吸収
波長赤外光を透過するバンドパスフィルタ２ａとこの測
定成分と赤外光の吸収波長帯が重畳しない比較成分の吸
収波長赤外光を透過するバンドパスフィルタ２ｂとを有
する回転セクター２と、この回転セクター２を透過した
赤外光が照射される成分を導入する試料セル３と、測定
成分と比較成分を封入したニューマティック型検出器４
とを備え、回転セクター２に備えられたフィルタを交互
に介して、試料セル３に赤外光を照射し、透過光をニュ
ーマティック型検出器４に導入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスの赤外線吸収特性
を利用して、試料ガス中の特定成分のガス濃度を測定す
る赤外線式ガス分析計に関する。
を利用して、試料ガス中の特定成分のガス濃度を測定す
る赤外線式ガス分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種工業プロセスのガス濃度の監
視・制御や公害監視のための排ガス濃度測定において、
赤外線式ガス分析計が使用されている。
視・制御や公害監視のための排ガス濃度測定において、
赤外線式ガス分析計が使用されている。
【０００３】図１１に従来の赤外線式ガス分析計の概略
構成、図１２に回転セクターの概略構成を示す。図１１
において、１は光源、３は試料セル、５は増幅器、６は
演算回路、７はモータ、８はモータ軸、９はセンサ、１
０１は比較セル、１０２は集光器、１０３は回転セクタ
ー、１０４は検出器、図１２において、１０３ａは回転
セクターの外周側に設けられた開口部、１０３ｂは回転
セクターの内周側に設けられた開口部である。
構成、図１２に回転セクターの概略構成を示す。図１１
において、１は光源、３は試料セル、５は増幅器、６は
演算回路、７はモータ、８はモータ軸、９はセンサ、１
０１は比較セル、１０２は集光器、１０３は回転セクタ
ー、１０４は検出器、図１２において、１０３ａは回転
セクターの外周側に設けられた開口部、１０３ｂは回転
セクターの内周側に設けられた開口部である。
【０００４】次に、図１１の赤外線式ガス分析計の動作
を図１２を用いて説明する。光源１から発光された赤外
光は、回転セクター１０３の周期的な回転によって、回
転セクター１０３に設けられた開口部１０３ａまたは１
０３ｂを通過し、円筒状の比較セル１０１または試料セ
ル３へ導入される。この試料セル３には測定成分を含む
試料ガスが導入され、比較セル１０１には赤外光を吸収
しないＮ2 などの比較ガスが封入されている。そして、
試料セル３または比較セル１０１を透過した赤外光は、
測定成分の吸収波長の赤外光のみに感度を有する検出器
１０４へ導入される。この検出器１０４で検出された赤
外光強度の信号は、増幅器５で増幅されて、演算回路６
へ入力される。
を図１２を用いて説明する。光源１から発光された赤外
光は、回転セクター１０３の周期的な回転によって、回
転セクター１０３に設けられた開口部１０３ａまたは１
０３ｂを通過し、円筒状の比較セル１０１または試料セ
ル３へ導入される。この試料セル３には測定成分を含む
試料ガスが導入され、比較セル１０１には赤外光を吸収
しないＮ2 などの比較ガスが封入されている。そして、
試料セル３または比較セル１０１を透過した赤外光は、
測定成分の吸収波長の赤外光のみに感度を有する検出器
１０４へ導入される。この検出器１０４で検出された赤
外光強度の信号は、増幅器５で増幅されて、演算回路６
へ入力される。
【０００５】一方、モータ７がモータ軸８を介して回転
セクター１０３を回転させ、開口部１０３ａまたは１０
３ｂを周期的に光路に配置することにより、光源１で発
生した赤外光は比較セル１０１または試料セル３に周期
的に照射される。また、回転セクター１０３の外周部近
傍に備えられたセンサ９によって開口部１０３ａを検出
することにより、赤外光が試料セル３に照射されている
か比較セル１０１に照射されているかを演算回路６で検
知して、増幅器５より入力された信号が試料セル３の透
過光強度信号か、比較セル１０１の透過光強度信号かを
判別する。
セクター１０３を回転させ、開口部１０３ａまたは１０
３ｂを周期的に光路に配置することにより、光源１で発
生した赤外光は比較セル１０１または試料セル３に周期
的に照射される。また、回転セクター１０３の外周部近
傍に備えられたセンサ９によって開口部１０３ａを検出
することにより、赤外光が試料セル３に照射されている
か比較セル１０１に照射されているかを演算回路６で検
知して、増幅器５より入力された信号が試料セル３の透
過光強度信号か、比較セル１０１の透過光強度信号かを
判別する。
【０００６】ここで、光源１で発生する赤外光の強度変
化や検出器１０４の感度変化による測定への影響を排除
するために、試料セル３中で測定成分によって吸収波長
赤外光が吸収された後の透過光強度を、比較セル１０１
の透過光強度で規格化する。この規格化した強度比は試
料ガス中の測定成分濃度と相関関係を有するので、演算
回路６でこの強度比を算出することにより、試料ガス中
の測定成分の濃度を定量することができる。
化や検出器１０４の感度変化による測定への影響を排除
するために、試料セル３中で測定成分によって吸収波長
赤外光が吸収された後の透過光強度を、比較セル１０１
の透過光強度で規格化する。この規格化した強度比は試
料ガス中の測定成分濃度と相関関係を有するので、演算
回路６でこの強度比を算出することにより、試料ガス中
の測定成分の濃度を定量することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の赤外線式ガス分
析計は、上記のように構成されているが、２つの異なっ
たセルを使用するため、セルの窓や内面の汚れ度合いが
異なり、赤外光の遮光度がセル間で異なるため、透過す
る赤外光強度に差異が生じる。また、両セルを透過した
赤外光が集光器を通過する際、ロスが生じるのでそのバ
ランス調整を要する。その上、構造が複雑化するという
問題がある。さらに、回転セクターの回転に応じて、狭
い範囲に開口された開口部を通過した赤外光だけを、比
較セルと試料セルに周期的に照射しなければならないた
め、各セルへ照射される赤外光は光源からの赤外光の１
／４以下となり、光源から発生する赤外光の利用効率が
低下するので、セル内面を金メッキするなどの必要があ
る。
析計は、上記のように構成されているが、２つの異なっ
たセルを使用するため、セルの窓や内面の汚れ度合いが
異なり、赤外光の遮光度がセル間で異なるため、透過す
る赤外光強度に差異が生じる。また、両セルを透過した
赤外光が集光器を通過する際、ロスが生じるのでそのバ
ランス調整を要する。その上、構造が複雑化するという
問題がある。さらに、回転セクターの回転に応じて、狭
い範囲に開口された開口部を通過した赤外光だけを、比
較セルと試料セルに周期的に照射しなければならないた
め、各セルへ照射される赤外光は光源からの赤外光の１
／４以下となり、光源から発生する赤外光の利用効率が
低下するので、セル内面を金メッキするなどの必要があ
る。
【０００８】本発明は、上記の問題を解決するために創
案されたものであり、光源から発光する赤外光の利用効
率を高めて高感度に、かつ高精度にガス分析を行うこと
ができる装置を提供することを目的とする。
案されたものであり、光源から発光する赤外光の利用効
率を高めて高感度に、かつ高精度にガス分析を行うこと
ができる装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願第１発明は、赤外光
を発光する光源と、この赤外光が照射されるとともに、
試料が導入される試料セルと、この試料セルを透過した
赤外光を検出する検出器とを備えた赤外線式ガス分析計
において、測定成分の吸収波長帯と略同一の赤外光を透
過するバンドパスフィルタと測定成分の吸収波長赤外光
を吸収しない比較成分の吸収波長帯と略同一の赤外光を
透過するバンドパスフィルタとのうち少なくとも一つを
有するセクターと、測定成分と比較成分を封入したニュ
ーマティック型検出器とを備え、前記セクターを光源と
検出器との光路上に設けたことを特徴とする。
を発光する光源と、この赤外光が照射されるとともに、
試料が導入される試料セルと、この試料セルを透過した
赤外光を検出する検出器とを備えた赤外線式ガス分析計
において、測定成分の吸収波長帯と略同一の赤外光を透
過するバンドパスフィルタと測定成分の吸収波長赤外光
を吸収しない比較成分の吸収波長帯と略同一の赤外光を
透過するバンドパスフィルタとのうち少なくとも一つを
有するセクターと、測定成分と比較成分を封入したニュ
ーマティック型検出器とを備え、前記セクターを光源と
検出器との光路上に設けたことを特徴とする。
【００１０】本願第２発明は、赤外光を発光する光源
と、この赤外光が照射されるとともに、試料が導入され
る試料セルと、この試料セルを透過した赤外光を検出す
る検出器とを備えた赤外線式ガス分析計において、測定
成分もしくはこの測定成分と吸収波長赤外光が略同一の
成分を封入したガスセルと測定成分の吸収波長赤外光を
吸収しない成分を封入したガスセルとのうち少なくとも
一つを有するセクターと、測定成分と比較成分を封入し
たニューマティック型検出器とを備え、前記セクターを
光源と検出器との光路上に設けたことを特徴とする。
と、この赤外光が照射されるとともに、試料が導入され
る試料セルと、この試料セルを透過した赤外光を検出す
る検出器とを備えた赤外線式ガス分析計において、測定
成分もしくはこの測定成分と吸収波長赤外光が略同一の
成分を封入したガスセルと測定成分の吸収波長赤外光を
吸収しない成分を封入したガスセルとのうち少なくとも
一つを有するセクターと、測定成分と比較成分を封入し
たニューマティック型検出器とを備え、前記セクターを
光源と検出器との光路上に設けたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】本願第１発明は、光源から発光した赤外光が、
セクターに備えられた測定成分の吸収波長赤外光を透過
するバンドパスフィルタ、またはこの測定成分の赤外光
の吸収波長帯が重畳しない比較成分の吸収波長赤外光を
透過するバンドパスフィルタを介して、試料ガスの封入
された試料セルへ導入される。この試料セルを透過した
赤外光は、測定成分と比較成分を封入したニューマティ
ック型検出器に導入され、赤外光強度が検出される。
セクターに備えられた測定成分の吸収波長赤外光を透過
するバンドパスフィルタ、またはこの測定成分の赤外光
の吸収波長帯が重畳しない比較成分の吸収波長赤外光を
透過するバンドパスフィルタを介して、試料ガスの封入
された試料セルへ導入される。この試料セルを透過した
赤外光は、測定成分と比較成分を封入したニューマティ
ック型検出器に導入され、赤外光強度が検出される。
【００１２】そして、測定成分の吸収波長赤外光を透過
するバンドパスフィルタを介したときの赤外光強度と、
この測定成分の赤外光の吸収波長帯が重畳しない比較成
分の吸収波長赤外光を透過するバンドパスフィルタを介
したときの赤外光強度との強度比を求め、この強度比と
相関関係を有する測定成分濃度を定量する。
するバンドパスフィルタを介したときの赤外光強度と、
この測定成分の赤外光の吸収波長帯が重畳しない比較成
分の吸収波長赤外光を透過するバンドパスフィルタを介
したときの赤外光強度との強度比を求め、この強度比と
相関関係を有する測定成分濃度を定量する。
【００１３】本願第２発明は、光源から発光した赤外光
が、セクターに備えられた測定成分を封入したガスセ
ル、またはこの測定成分の吸収波長赤外光を吸収しない
成分を封入したガスセルを介して、試料ガスの封入され
た試料セルへ導入される。この試料セルを透過した赤外
光は、ニューマティック型検出器に導入され、赤外光が
検出される。
が、セクターに備えられた測定成分を封入したガスセ
ル、またはこの測定成分の吸収波長赤外光を吸収しない
成分を封入したガスセルを介して、試料ガスの封入され
た試料セルへ導入される。この試料セルを透過した赤外
光は、ニューマティック型検出器に導入され、赤外光が
検出される。
【００１４】そして、測定成分を封入したガスセルを介
したときの赤外光強度と、この測定成分の吸収波長赤外
光を吸収しないガスを封入したガスセルを介したときの
赤外光強度との強度比を求め、この強度比と相関関係を
有する測定成分濃度を定量する。
したときの赤外光強度と、この測定成分の吸収波長赤外
光を吸収しないガスを封入したガスセルを介したときの
赤外光強度との強度比を求め、この強度比と相関関係を
有する測定成分濃度を定量する。
【００１５】
【実施例】図１に本願第１発明の赤外線式ガス分析計の
概略構成、図２に回転セクターの概略構成を示す。図
１、２において、１は光源、２は回転セクター、２ａ、
２ｂはバンドパスフィルタ、２ｃは検出マーク、３は試
料セル、４はニューマティック型検出器、４ａはコンデ
ンサマイクロフォン、５は増幅器、６は演算回路、７は
モータ、８はモータ軸、９はセンサである。
概略構成、図２に回転セクターの概略構成を示す。図
１、２において、１は光源、２は回転セクター、２ａ、
２ｂはバンドパスフィルタ、２ｃは検出マーク、３は試
料セル、４はニューマティック型検出器、４ａはコンデ
ンサマイクロフォン、５は増幅器、６は演算回路、７は
モータ、８はモータ軸、９はセンサである。
【００１６】次に、図１，２の赤外線式ガス分析計の動
作を説明する。光源１から発光された赤外光は、回転セ
クター２の周期的な回転によってバンドパスフィルタ２
ａまたは２ｂを透過し、円筒状の試料セル３中へ導入さ
れる。また、この試料セル３内部には、測定ガスがガス
入口から導入されガス出口から排出される。
作を説明する。光源１から発光された赤外光は、回転セ
クター２の周期的な回転によってバンドパスフィルタ２
ａまたは２ｂを透過し、円筒状の試料セル３中へ導入さ
れる。また、この試料セル３内部には、測定ガスがガス
入口から導入されガス出口から排出される。
【００１７】ここで、測定成分がＣＯ2 である場合、バ
ンドパスフィルタ２ａにはＣＯ2 と赤外光の吸収波長帯
が重畳せずにかつ試料ガスにはほとんど含まれない比較
成分Ｃ2 Ｈ4 の吸収波長赤外光を透過するものを、バン
ドパスフィルタ２ｂには測定成分ＣＯ2 の吸収波長赤外
光を透過するものを使用する。
ンドパスフィルタ２ａにはＣＯ2 と赤外光の吸収波長帯
が重畳せずにかつ試料ガスにはほとんど含まれない比較
成分Ｃ2 Ｈ4 の吸収波長赤外光を透過するものを、バン
ドパスフィルタ２ｂには測定成分ＣＯ2 の吸収波長赤外
光を透過するものを使用する。
【００１８】そして、バンドパスフィルタ２ａまたは２
ｂを通過した赤外光は、試料セル３を介してニューマテ
ィック型検出器４へ導入される。このニューマティック
型検出器４の内部には、ＣＯ2 ガスと、ＣＯ2 ガスと赤
外光の吸収波長が重畳しないＣ2 Ｈ4 および希釈ガスＡ
ｒ等の混合ガスが封入されており、ＣＯ2 の吸収波長の
赤外光またはＣ2 Ｈ4 の吸収波長の赤外光がニューマテ
ィック型検出器４に入射されると、ニューマティック型
検出器４の内部に封入された混合ガスが赤外光を吸収
し、内部エネルギーが増加することによって圧力が増加
する。その圧力変化をコンデンサマイクロホン４ａで電
気信号に変換することによって、ＣＯ2 またはＣ2 Ｈ4
の吸収波長の赤外光強度を検出することができる。この
赤外光強度の信号は増幅器５で増幅され、演算回路６へ
入力される。
ｂを通過した赤外光は、試料セル３を介してニューマテ
ィック型検出器４へ導入される。このニューマティック
型検出器４の内部には、ＣＯ2 ガスと、ＣＯ2 ガスと赤
外光の吸収波長が重畳しないＣ2 Ｈ4 および希釈ガスＡ
ｒ等の混合ガスが封入されており、ＣＯ2 の吸収波長の
赤外光またはＣ2 Ｈ4 の吸収波長の赤外光がニューマテ
ィック型検出器４に入射されると、ニューマティック型
検出器４の内部に封入された混合ガスが赤外光を吸収
し、内部エネルギーが増加することによって圧力が増加
する。その圧力変化をコンデンサマイクロホン４ａで電
気信号に変換することによって、ＣＯ2 またはＣ2 Ｈ4
の吸収波長の赤外光強度を検出することができる。この
赤外光強度の信号は増幅器５で増幅され、演算回路６へ
入力される。
【００１９】一方、モータ７がモータ軸８を介して回転
セクター２を約１ＨZ で回転させ、バンドパスフィルタ
２ａまたは２ｂを周期的に光路に配置しているが、回転
セクター２の外周部近傍に備えられたセンサ９によって
検出マーク２ｃを検出することにより、赤外光がバンド
パスフィルタ２ａに照射されているか２ｂに照射されて
いるかを演算回路６で検知している。
セクター２を約１ＨZ で回転させ、バンドパスフィルタ
２ａまたは２ｂを周期的に光路に配置しているが、回転
セクター２の外周部近傍に備えられたセンサ９によって
検出マーク２ｃを検出することにより、赤外光がバンド
パスフィルタ２ａに照射されているか２ｂに照射されて
いるかを演算回路６で検知している。
【００２０】次に、測定原理を図３を用いて説明する。
図３はＣＯ2 もＣ2 Ｈ4 も含まないゼロガスまたは測定
分を含む測定ガスが試料セル３中へ流されたとき、検出
器４で検出され演算回路６に入力される赤外光の透過光
強度を示す。すなわち、試料セル３中に測定ガスが流さ
れ、光路にバンドパスフィルタ２ｂが配置されたとき
は、この測定ガス中のＣＯ2 の濃度に比例して透過光の
強度信号Ｍ’は、仮にゼロガスを流したときの強度信号
Ｍに比べＳだけ低下し、光路にバンドパスフィルタ２ａ
が配置されたときは、Ｃ2 Ｈ4 を含まない測定ガスには
影響を受けないので、ゼロガスが流れたときの強度信号
Ｒと等しい。
図３はＣＯ2 もＣ2 Ｈ4 も含まないゼロガスまたは測定
分を含む測定ガスが試料セル３中へ流されたとき、検出
器４で検出され演算回路６に入力される赤外光の透過光
強度を示す。すなわち、試料セル３中に測定ガスが流さ
れ、光路にバンドパスフィルタ２ｂが配置されたとき
は、この測定ガス中のＣＯ2 の濃度に比例して透過光の
強度信号Ｍ’は、仮にゼロガスを流したときの強度信号
Ｍに比べＳだけ低下し、光路にバンドパスフィルタ２ａ
が配置されたときは、Ｃ2 Ｈ4 を含まない測定ガスには
影響を受けないので、ゼロガスが流れたときの強度信号
Ｒと等しい。
【００２１】ここで、光源１で発生する赤外光の強度変
化、試料セル３のセル窓や内面の汚れ、あるいは検出器
４の感度低下による測定への影響を排除するために、光
路にバンドパスフィルタ２ｂを配置したときの試料セル
３中のＣＯ2 による赤外光を吸収した後の透過光強度
Ｍ’を、光路にバンドパスフィルタ２ａを配置したとき
の試料セル３の透過光強度Ｒで規格化する。この規格化
した強度比Ｍ’／Ｒは、測定ガス中のＣＯ2 の濃度と相
関関係を有し、演算回路６でこの強度比Ｍ’／Ｒを算出
することによって、測定ガス中のＣＯ2 濃度を定量する
ことができる。
化、試料セル３のセル窓や内面の汚れ、あるいは検出器
４の感度低下による測定への影響を排除するために、光
路にバンドパスフィルタ２ｂを配置したときの試料セル
３中のＣＯ2 による赤外光を吸収した後の透過光強度
Ｍ’を、光路にバンドパスフィルタ２ａを配置したとき
の試料セル３の透過光強度Ｒで規格化する。この規格化
した強度比Ｍ’／Ｒは、測定ガス中のＣＯ2 の濃度と相
関関係を有し、演算回路６でこの強度比Ｍ’／Ｒを算出
することによって、測定ガス中のＣＯ2 濃度を定量する
ことができる。
【００２２】また、バンドパスフィルタ２ａにはＣ2 Ｈ
4 の吸収波長赤外光を透過するものを使用し、バンドパ
スフィルタ２ｂ部分にはフィルタを使用せず赤外光をそ
のまま透過するようにしてもよい。この場合に検出され
る赤外光の透過光強度の大きさを図４に示す。すなわ
ち、試料セル３中に測定ガスが流され、光路にフィルタ
なし部分２ｂが配置されたときは、この測定ガス中のＣ
Ｏ2 の濃度に比例して透過光の強度信号Ｒ＋Ｍ’は、仮
にゼロガスを流したときの強度信号Ｒ＋Ｍに比べＳだけ
低下し、光路にバンドパスフィルタ２ａが配置されたと
きは、Ｃ2 Ｈ4 を含まない測定ガスには影響を受けない
ので、ゼロガスが流れたときの強度信号Ｒと等しい。し
たがって、演算回路６において、光路にバンドパスフィ
ルタ２ａ，２ｂ部分を配置したときの透過光強度Ｒ，Ｒ
＋Ｍ’から強度比Ｍ’／Ｒを算出し、測定ガス中のＣＯ
2 濃度を定量することができる。
4 の吸収波長赤外光を透過するものを使用し、バンドパ
スフィルタ２ｂ部分にはフィルタを使用せず赤外光をそ
のまま透過するようにしてもよい。この場合に検出され
る赤外光の透過光強度の大きさを図４に示す。すなわ
ち、試料セル３中に測定ガスが流され、光路にフィルタ
なし部分２ｂが配置されたときは、この測定ガス中のＣ
Ｏ2 の濃度に比例して透過光の強度信号Ｒ＋Ｍ’は、仮
にゼロガスを流したときの強度信号Ｒ＋Ｍに比べＳだけ
低下し、光路にバンドパスフィルタ２ａが配置されたと
きは、Ｃ2 Ｈ4 を含まない測定ガスには影響を受けない
ので、ゼロガスが流れたときの強度信号Ｒと等しい。し
たがって、演算回路６において、光路にバンドパスフィ
ルタ２ａ，２ｂ部分を配置したときの透過光強度Ｒ，Ｒ
＋Ｍ’から強度比Ｍ’／Ｒを算出し、測定ガス中のＣＯ
2 濃度を定量することができる。
【００２３】さらに、バンドパスフィルタ２ａにはＣＯ
2 の吸収波長赤外光を透過するものを、バンドパスフィ
ルタ２ｂ部分にはフィルタを使用せず赤外光をそのまま
透過するようにしてもよい。この場合に検出される赤外
光の透過光強度の大きさを図５に示す。すなわち、試料
セル３中に測定ガスが流され、光路にフィルタなし部分
２ｂが配置されたときは、この測定ガス中のＣＯ2 の濃
度に比例して透過光の強度信号Ｒ＋Ｍ’はゼロガスが流
れたときの強度信号Ｒ＋Ｍに比べＳだけ低下し、光路に
バンドパスフィルタ２ａが配置されたときも、測定ガス
中のＣＯ2 の濃度に比例して透過光の強度信号Ｍ’は、
仮にゼロガスを流したときの強度信号Ｍに比べＳだけ低
下する。したがって、演算回路６において、光路にバン
ドパスフィルタ２ａ，２ｂ部分を配置したときの透過光
強度Ｍ’とＲ＋Ｍ’から強度比Ｍ’／Ｒを算出し、測定
ガス中のＣＯ2 濃度を定量することができる。
2 の吸収波長赤外光を透過するものを、バンドパスフィ
ルタ２ｂ部分にはフィルタを使用せず赤外光をそのまま
透過するようにしてもよい。この場合に検出される赤外
光の透過光強度の大きさを図５に示す。すなわち、試料
セル３中に測定ガスが流され、光路にフィルタなし部分
２ｂが配置されたときは、この測定ガス中のＣＯ2 の濃
度に比例して透過光の強度信号Ｒ＋Ｍ’はゼロガスが流
れたときの強度信号Ｒ＋Ｍに比べＳだけ低下し、光路に
バンドパスフィルタ２ａが配置されたときも、測定ガス
中のＣＯ2 の濃度に比例して透過光の強度信号Ｍ’は、
仮にゼロガスを流したときの強度信号Ｍに比べＳだけ低
下する。したがって、演算回路６において、光路にバン
ドパスフィルタ２ａ，２ｂ部分を配置したときの透過光
強度Ｍ’とＲ＋Ｍ’から強度比Ｍ’／Ｒを算出し、測定
ガス中のＣＯ2 濃度を定量することができる。
【００２４】上記した第１発明の実施例において、 （１）互いに吸収波長赤外光が重畳しない二以上の測定
成分および比較成分を選択した場合、これらの成分の吸
収波長赤外光のみを透過するバンドパスフィルタをそれ
ぞれ回転セクター２に設け、さらにニューマティック型
検出器４にこれらの成分を封入することで、一台の装置
で二以上の成分の濃度を測定することが可能となる。
成分および比較成分を選択した場合、これらの成分の吸
収波長赤外光のみを透過するバンドパスフィルタをそれ
ぞれ回転セクター２に設け、さらにニューマティック型
検出器４にこれらの成分を封入することで、一台の装置
で二以上の成分の濃度を測定することが可能となる。
【００２５】（２）回転セクター２は試料セル３と検出
器４の間に配置してもよい。
器４の間に配置してもよい。
【００２６】（３）バンドパスフィルタ２ａ、ｂは、往
復移動して光路に配置されるようにしてもよい。
復移動して光路に配置されるようにしてもよい。
【００２７】次に、本願第２発明の実施例について説明
する。
する。
【００２８】図１１に本願第２発明の赤外線式ガス分析
計の概略構成、図１２に回転セクターの概略構成を示
す。図１１、１２において、１は光源、２は回転セクタ
ー、２ａ’、２ｂ’はガスセル、２ｃは検出マーク、３
は試料セル、４は検出器、４ａはコンデンサマイクロフ
ォン、５は増幅器、６は演算回路、７はモータ、８はモ
ータ軸、９はセンサであり、本願第１発明におけるバン
ドパスフィルタ２ａ、２ｂの代わりに、ガスセル２
ａ’、２ｂ’を使用している。このガスセル２ａ’には
測定成分のＣＯ2 を、ガスセル２ｂ’は比較成分のＣ2
Ｈ4 を封入する。
計の概略構成、図１２に回転セクターの概略構成を示
す。図１１、１２において、１は光源、２は回転セクタ
ー、２ａ’、２ｂ’はガスセル、２ｃは検出マーク、３
は試料セル、４は検出器、４ａはコンデンサマイクロフ
ォン、５は増幅器、６は演算回路、７はモータ、８はモ
ータ軸、９はセンサであり、本願第１発明におけるバン
ドパスフィルタ２ａ、２ｂの代わりに、ガスセル２
ａ’、２ｂ’を使用している。このガスセル２ａ’には
測定成分のＣＯ2 を、ガスセル２ｂ’は比較成分のＣ2
Ｈ4 を封入する。
【００２９】次に、本願第２発明の図１１，１２の赤外
線式ガス分析計の動作を説明する。本願第２発明では、
回転セクター２に設けられた測定成分ＣＯ2 の封入され
たガスセル２ａ’または比較成分Ｃ2 Ｈ4 の封入された
ガスセル２ｂ’を透過した赤外光を試料セル３中ガスに
照射し、その透過光強度を検出することによって測定ガ
ス中のＣＯ2 濃度を定量しており、その他の動作につい
ては第１発明と同様である。
線式ガス分析計の動作を説明する。本願第２発明では、
回転セクター２に設けられた測定成分ＣＯ2 の封入され
たガスセル２ａ’または比較成分Ｃ2 Ｈ4 の封入された
ガスセル２ｂ’を透過した赤外光を試料セル３中ガスに
照射し、その透過光強度を検出することによって測定ガ
ス中のＣＯ2 濃度を定量しており、その他の動作につい
ては第１発明と同様である。
【００３０】この場合に検出される赤外光の透過光強度
の大きさを図８に示す。すなわち、試料セル３中に測定
ガスが流され、光路にＣ2 Ｈ4 の封入されたガスセル２
ｂ’が配置されたときは、この測定ガス中のＣＯ2 の濃
度に比例して透過光の強度信号Ｍ’は、仮にゼロガスを
流したときの強度信号Ｍに比べＳだけ低下し、光路にＣ
Ｏ2 の封入されたガスセル２ａ’が配置されたときは、
Ｃ2 Ｈ4 を含まない測定ガスには影響を受けないので、
ゼロガスが流れたときの強度信号Ｒと等しい。したがっ
て、演算回路６において、光路にガスセル２ａ’、２
ｂ’部分を配置したときの透過光強度Ｒ，Ｍ’から強度
比Ｍ’／Ｒを算出し、測定ガス中のＣＯ2濃度を定量す
ることができる。
の大きさを図８に示す。すなわち、試料セル３中に測定
ガスが流され、光路にＣ2 Ｈ4 の封入されたガスセル２
ｂ’が配置されたときは、この測定ガス中のＣＯ2 の濃
度に比例して透過光の強度信号Ｍ’は、仮にゼロガスを
流したときの強度信号Ｍに比べＳだけ低下し、光路にＣ
Ｏ2 の封入されたガスセル２ａ’が配置されたときは、
Ｃ2 Ｈ4 を含まない測定ガスには影響を受けないので、
ゼロガスが流れたときの強度信号Ｒと等しい。したがっ
て、演算回路６において、光路にガスセル２ａ’、２
ｂ’部分を配置したときの透過光強度Ｒ，Ｍ’から強度
比Ｍ’／Ｒを算出し、測定ガス中のＣＯ2濃度を定量す
ることができる。
【００３１】また、ガスセル２ａ’にはＣＯ2 を封入
し、ガスセル２ｂ’部分にはガスセルを使用せず赤外光
をそのまま透過するようにしてもよい。この場合に検出
される赤外光の透過光強度の大きさを図９に示す。すな
わち、試料セル３中に測定ガスが流され、光路にガスセ
ルなし部分２ｂ’が配置されたときは、この測定ガス中
のＣＯ2 の濃度に比例して透過光の強度信号Ｒ＋Ｍ’
は、仮にゼロガスを流したときの強度信号Ｒ＋Ｍに比べ
Ｓだけ低下し、光路にガスセル２ａ’が配置されたとき
は、Ｃ2 Ｈ4 を含まない測定ガスには影響を受けないの
で、ゼロガスが流れたときの強度信号Ｒと等しい。した
がって、演算回路６において、光路にガスセル２ａ’、
２ｂ’部分を配置したときの透過光強度Ｒ，Ｒ＋Ｍ’か
ら強度比Ｍ’／Ｒを算出し、測定ガス中のＣＯ2 濃度を
定量することができる。
し、ガスセル２ｂ’部分にはガスセルを使用せず赤外光
をそのまま透過するようにしてもよい。この場合に検出
される赤外光の透過光強度の大きさを図９に示す。すな
わち、試料セル３中に測定ガスが流され、光路にガスセ
ルなし部分２ｂ’が配置されたときは、この測定ガス中
のＣＯ2 の濃度に比例して透過光の強度信号Ｒ＋Ｍ’
は、仮にゼロガスを流したときの強度信号Ｒ＋Ｍに比べ
Ｓだけ低下し、光路にガスセル２ａ’が配置されたとき
は、Ｃ2 Ｈ4 を含まない測定ガスには影響を受けないの
で、ゼロガスが流れたときの強度信号Ｒと等しい。した
がって、演算回路６において、光路にガスセル２ａ’、
２ｂ’部分を配置したときの透過光強度Ｒ，Ｒ＋Ｍ’か
ら強度比Ｍ’／Ｒを算出し、測定ガス中のＣＯ2 濃度を
定量することができる。
【００３２】さらに、ガスセル２ａ’にはＣ2 Ｈ4 を封
入し、ガスセル２ｂ’部分にはガスセルを使用せず赤外
光をそのまま透過するようにしてもよい。この場合に検
出される赤外光の透過光強度の大きさを図１０に示す。
すなわち、試料セル３中に測定ガスが流され、光路にガ
スセルなし部分２ｂ’が配置されたときは、この測定ガ
ス中のＣＯ2 の濃度に比例して透過光の強度信号Ｒ＋
Ｍ’は、仮にゼロガスを流したときの強度信号Ｒ＋Ｍに
比べＳだけ低下し、光路にガスセル２ａ’が配置された
ときも、測定ガス中のＣＯ2 の濃度に比例して透過光の
強度信号Ｍ’は、仮にゼロガスを流したときの強度信号
Ｍに比べＳだけ低下する。したがって、演算回路６にお
いて、光路にガスセル２ａ’，２ｂ’部分を配置したと
きの透過光強度Ｍ’とＲ＋Ｍ’から強度比Ｍ’／Ｒを算
出し、測定ガス中のＣＯ2 濃度を定量することができ
る。
入し、ガスセル２ｂ’部分にはガスセルを使用せず赤外
光をそのまま透過するようにしてもよい。この場合に検
出される赤外光の透過光強度の大きさを図１０に示す。
すなわち、試料セル３中に測定ガスが流され、光路にガ
スセルなし部分２ｂ’が配置されたときは、この測定ガ
ス中のＣＯ2 の濃度に比例して透過光の強度信号Ｒ＋
Ｍ’は、仮にゼロガスを流したときの強度信号Ｒ＋Ｍに
比べＳだけ低下し、光路にガスセル２ａ’が配置された
ときも、測定ガス中のＣＯ2 の濃度に比例して透過光の
強度信号Ｍ’は、仮にゼロガスを流したときの強度信号
Ｍに比べＳだけ低下する。したがって、演算回路６にお
いて、光路にガスセル２ａ’，２ｂ’部分を配置したと
きの透過光強度Ｍ’とＲ＋Ｍ’から強度比Ｍ’／Ｒを算
出し、測定ガス中のＣＯ2 濃度を定量することができ
る。
【００３３】上記した第２発明の実施例において、 （１）互いに吸収波長赤外光が重畳しない二以上の測定
成分および比較成分を選択した場合、これらの成分を封
入したガスセルを回転セクター２に設け、さらにニュー
マティック型検出器４にこれらの成分を封入すること
で、一台の装置で二以上の成分の濃度を測定することが
可能となる。
成分および比較成分を選択した場合、これらの成分を封
入したガスセルを回転セクター２に設け、さらにニュー
マティック型検出器４にこれらの成分を封入すること
で、一台の装置で二以上の成分の濃度を測定することが
可能となる。
【００３４】（２）ガスセル２ａ’には、測定成分がＨ
2 Ｏの場合、Ｈ2 Ｏと赤外光の吸収波長帯が略同一のＮ
Ｈ3 を封入してもよい。
2 Ｏの場合、Ｈ2 Ｏと赤外光の吸収波長帯が略同一のＮ
Ｈ3 を封入してもよい。
【００３５】（３）ガスセルを使用しないで赤外光をそ
のまま透過させる代わりに、Ｎ2 などの赤外光を吸収し
ないガスを封入したガスセルを透過させてもよい。
のまま透過させる代わりに、Ｎ2 などの赤外光を吸収し
ないガスを封入したガスセルを透過させてもよい。
【００３６】（４）ガスセル２ｂ’に封入する比較ガス
は、Ｃ2 Ｈ4 の代わりに赤外光を吸収しないＮ2 等を使
用してもよい。
は、Ｃ2 Ｈ4 の代わりに赤外光を吸収しないＮ2 等を使
用してもよい。
【００３７】（５）ガスセル２ａ’、２ｂ’の代わり
に、特定の波長帯の赤外光のみを吸収する光学フィルタ
ーを使用してもよい。
に、特定の波長帯の赤外光のみを吸収する光学フィルタ
ーを使用してもよい。
【００３８】（６）回転セクター２は試料セル３と検出
器４の間に配置してもよい。
器４の間に配置してもよい。
【００３９】（７）ガスセル２ａ’、２ｂ’は、往復移
動して光路に配置されるようにしてもよい。
動して光路に配置されるようにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】本発明の装置は上記のように構成され、
単セル形であるので、光源の放射光がすべて試料セルを
通過し、従来の約４倍の照射光を試料セルに照射するこ
とができ、さらに試料セルを通過した赤外光は集光器を
通らず直接検出器へ入射するので、赤外光の利用効率が
よくなり、測定感度を高めることができる。また、回転
セクタに備えたバンドパスフィルタまたはガスセルを周
期的に切り替えることで、試料セルのみを使用して連続
測定できるので、光源の光量変化、セルの汚れ、または
干渉成分の影響を受けずに高精度の測定ができる。
単セル形であるので、光源の放射光がすべて試料セルを
通過し、従来の約４倍の照射光を試料セルに照射するこ
とができ、さらに試料セルを通過した赤外光は集光器を
通らず直接検出器へ入射するので、赤外光の利用効率が
よくなり、測定感度を高めることができる。また、回転
セクタに備えたバンドパスフィルタまたはガスセルを周
期的に切り替えることで、試料セルのみを使用して連続
測定できるので、光源の光量変化、セルの汚れ、または
干渉成分の影響を受けずに高精度の測定ができる。
【００４１】また、ニューマティック型検出器は、その
内部に封入された測定成分と比較成分との吸収波長帯の
赤外光のみに感度を有するので、高精度で高感度の測定
ができる。
内部に封入された測定成分と比較成分との吸収波長帯の
赤外光のみに感度を有するので、高精度で高感度の測定
ができる。
【００４２】さらに、比較セルや集光器を使用する必要
がないため、安価で、メンテナンスの少ない赤外線式ガ
ス分析計を提供することができる。
がないため、安価で、メンテナンスの少ない赤外線式ガ
ス分析計を提供することができる。
【図１】本願第１発明における赤外線ガス分析装置の概
略構成を示す図である。
略構成を示す図である。
【図２】本願第１発明における赤外線ガス分析装置の回
転セクターの概略構成を示す図である。
転セクターの概略構成を示す図である。
【図３】赤外光の透過光強度（１）を示す図である。
【図４】赤外光の透過光強度（２）を示す図である。
【図５】赤外光の透過光強度（３）を示す図である。
【図６】本願第２発明における赤外線ガス分析装置の概
略構成を示す図である。
略構成を示す図である。
【図７】本願第２発明における赤外線ガス分析装置の回
転セクターの概略構成を示す図である。
転セクターの概略構成を示す図である。
【図８】赤外光の透過光強度（４）を示す図である。
【図９】赤外光の透過光強度（５）を示す図である。
【図１０】赤外光の透過光強度（６）を示す図である。
【図１１】従来の赤外線ガス分析装置の概略構成を示す
図である。
図である。
【図１２】従来の赤外線ガス分析装置の回転セクターの
概略構成を示す図である。
概略構成を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松久 浩明 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所三条工場内
Claims (2)
- 【請求項１】赤外光を発光する光源と、この赤外光が照
射されるとともに、試料が導入される試料セルと、この
試料セルを透過した赤外光を検出する検出器とを備えた
赤外線式ガス分析計において、測定成分の吸収波長帯と
略同一の赤外光を透過するバンドパスフィルタと測定成
分の吸収波長赤外光を吸収しない比較成分の吸収波長帯
と略同一の赤外光を透過するバンドパスフィルタとのう
ち、少なくとも一つを有するセクターと、測定成分と比
較成分を封入したニューマティック型検出器とを備え、
前記セクターを光源と検出器との光路上に設けたことを
特徴とする赤外線式ガス分析計。 - 【請求項２】赤外光を発光する光源と、この赤外光が照
射されるとともに、試料が導入される試料セルと、この
試料セルを透過した赤外光を検出する検出器とを備えた
赤外線式ガス分析計において、測定成分もしくはこの測
定成分と吸収波長赤外光が略同一の成分を封入したガス
セルと測定成分の吸収波長赤外光を吸収しない成分を封
入したガスセルとのうち、少なくとも一つを有するセク
ターと、測定成分と比較成分を封入したニューマティッ
ク型検出器とを備え、前記セクターを光源と検出器との
光路上に設けたことを特徴とする赤外線式ガス分析計。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29857993A JPH07151684A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 赤外線式ガス分析計 |
| EP19940118520 EP0656535A1 (en) | 1993-11-29 | 1994-11-24 | Apparatus of non-dispersive infrared analyzer |
| US08/350,057 US5559333A (en) | 1993-11-29 | 1994-11-29 | Apparatus of non-dispersive infrared analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29857993A JPH07151684A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 赤外線式ガス分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151684A true JPH07151684A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=17861570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29857993A Pending JPH07151684A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | 赤外線式ガス分析計 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5559333A (ja) |
| EP (1) | EP0656535A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07151684A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013088429A (ja) * | 2011-10-19 | 2013-05-13 | Bluepoint-Medical Gmbh | 流動性媒体中の物質濃度の高分解能測定装置 |
| WO2016021495A1 (ja) * | 2014-08-04 | 2016-02-11 | 株式会社村田製作所 | ガス濃度検出装置およびガス濃度検出装置におけるガス濃度の算出方法 |
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| US5886348A (en) * | 1997-02-14 | 1999-03-23 | American Intell-Sensors Corporation | Non-dispersive infrared gas analyzer with interfering gas correction |
| DE19749891B4 (de) * | 1997-11-12 | 2004-08-26 | Jürgen Dittrich | Verfahren zur Messung der Konzentration eines Gases in einem Gasgemisch, insbesondere in Luft, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| US6627873B2 (en) | 1998-04-23 | 2003-09-30 | Baker Hughes Incorporated | Down hole gas analyzer method and apparatus |
| US6218662B1 (en) * | 1998-04-23 | 2001-04-17 | Western Atlas International, Inc. | Downhole carbon dioxide gas analyzer |
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| DE102008064173B4 (de) | 2008-12-22 | 2011-06-01 | Universität Rostock | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Stoffkonzentration in gasförmigen oder fluiden Medien mittels optischer Absorptionsspektroskopie mit Breitbandlichtquellen |
| CN102419311B (zh) * | 2011-08-31 | 2013-06-19 | 赵捷 | 一种具有自动校准功能的矿用红外气体传感器 |
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| US10458900B2 (en) | 2015-09-10 | 2019-10-29 | Honeywell International Inc. | Gas detector with normalized response and improved sensitivity |
| EP3359933A1 (en) | 2015-10-09 | 2018-08-15 | Honeywell International Inc. | Electromagnetic radiation detector using a planar golay cell |
| JP6951167B2 (ja) * | 2016-11-29 | 2021-10-20 | 株式会社堀場製作所 | ガス分析装置及びガス分析方法 |
| US11588192B2 (en) | 2020-09-15 | 2023-02-21 | Amphenol Thermometrics, Inc. | Thermal runaway detection system for batteries within enclosures |
| DE102022204582A1 (de) | 2022-05-11 | 2023-11-16 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren und Vorrichtung zur korrekten Zuordnung zumindest eines Filters zu vorgegebenem Licht, insbesondere für eine Anwendung in der Molekular- oder Medizindiagnostik |
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| DE1302592C2 (de) * | 1960-06-03 | 1975-04-10 | Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales, Chatillon-Sous-Bagneux (Frankreich) | Geraet zur konzentrationsbestimmung eines analysenstoffes mittels selektiver absorption modulierter strahlung |
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| US5036198A (en) * | 1989-06-30 | 1991-07-30 | Bodenseewerk Perkin-Elmer Gmbh (Bsw) | Multicomponent photometer |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP29857993A patent/JPH07151684A/ja active Pending
-
1994
- 1994-11-24 EP EP19940118520 patent/EP0656535A1/en not_active Withdrawn
- 1994-11-29 US US08/350,057 patent/US5559333A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| US5559333A (en) | 1996-09-24 |
| EP0656535A1 (en) | 1995-06-07 |
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