JPH0792087A - 赤外線ガス分析計 - Google Patents
赤外線ガス分析計Info
- Publication number
- JPH0792087A JPH0792087A JP23529093A JP23529093A JPH0792087A JP H0792087 A JPH0792087 A JP H0792087A JP 23529093 A JP23529093 A JP 23529093A JP 23529093 A JP23529093 A JP 23529093A JP H0792087 A JPH0792087 A JP H0792087A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- infrared
- bandpass filter
- optical bandpass
- measurement
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】測定用及び参照用の赤外線センサへの入射光量
を等しく選ぶことにより、測定用及び参照用の検出素子
間での温度特性の差を小さくし、補償後の温度特性が比
較的小さい赤外線ガス分析計を提供する。 【構成】試料ガスが導入される測定セル１と、この測定
セル１の光入射側に設けられる赤外線光源２と、この測
定セルの光出射側に設けられ、赤外線センサ６と光バン
ドパスフィルタ７とを対にして構成される検出素子（＃
１、＃２）を備え、各検出素子（＃１、＃２）の光バン
ドパスフィルタ７は、それぞれが互いに異なる波長帯域
の赤外線を透過し、かつ、各バンドパスフィルタ間で、
透過光量が、互いに等しくなるように選ぶ。
を等しく選ぶことにより、測定用及び参照用の検出素子
間での温度特性の差を小さくし、補償後の温度特性が比
較的小さい赤外線ガス分析計を提供する。 【構成】試料ガスが導入される測定セル１と、この測定
セル１の光入射側に設けられる赤外線光源２と、この測
定セルの光出射側に設けられ、赤外線センサ６と光バン
ドパスフィルタ７とを対にして構成される検出素子（＃
１、＃２）を備え、各検出素子（＃１、＃２）の光バン
ドパスフィルタ７は、それぞれが互いに異なる波長帯域
の赤外線を透過し、かつ、各バンドパスフィルタ間で、
透過光量が、互いに等しくなるように選ぶ。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料ガス中に含まれて
いる各種成分ガスの定性，定量分析を行う吸光式赤外線
ガス分析計の構造に関する。
いる各種成分ガスの定性，定量分析を行う吸光式赤外線
ガス分析計の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】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
一般に選択性がよく、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。
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
一般に選択性がよく、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３により説明する。図３において、１は試
料ガスを流す測定セル、２は測定セル１の入射側に設け
られた赤外線光源、３は赤外線光源２から出射した赤外
線光束を断続させる回転式チョッパ、４は測定セル１の
光出射側に配設した検出部であり、検出部４はセンサ取
付ブロック５に、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〜＃２で表す２個）
の赤外線センサ６が、光バンドパスフィルタ７と対にし
て併置配備されている。なお、光バンドパスフィルタ７
には、赤外線センサに波長選択性を持たせるために多層
膜干渉フィルタが、また、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３により説明する。図３において、１は試
料ガスを流す測定セル、２は測定セル１の入射側に設け
られた赤外線光源、３は赤外線光源２から出射した赤外
線光束を断続させる回転式チョッパ、４は測定セル１の
光出射側に配設した検出部であり、検出部４はセンサ取
付ブロック５に、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〜＃２で表す２個）
の赤外線センサ６が、光バンドパスフィルタ７と対にし
て併置配備されている。なお、光バンドパスフィルタ７
には、赤外線センサに波長選択性を持たせるために多層
膜干渉フィルタが、また、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赤外線光束10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。測定
セル１を透過した赤外線光束の一部は、センサ取付ブロ
ック５の開口窓から光バンドパスフィルタ７に適合した
波長の赤外線が各赤外線センサ６にて受光され、その光
量に応じた検出信号が電気信号に変換されて外部に取り
出される。
はチョッパ３により一定周期で断続した赤外線光束10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。測定
セル１を透過した赤外線光束の一部は、センサ取付ブロ
ック５の開口窓から光バンドパスフィルタ７に適合した
波長の赤外線が各赤外線センサ６にて受光され、その光
量に応じた検出信号が電気信号に変換されて外部に取り
出される。
【０００５】赤外線ガス分析計に配備される光バンドパ
スフィルタ７の透過波長帯域は、検出素子による検出感
度と非直線性等を考慮して、一般に、測定対象成分ガス
の吸収帯の一部分を利用するように選択されている。即
ち、低濃度測定では、測定対象ガスの主たる吸収帯のう
ち、吸光係数の大きい波長帯域を、また、高濃度測定で
は、測定対象ガスの主たる吸収帯のうち、吸光係数の小
さい波長帯域を利用するように、光バンドパスフィルタ
７の透過波長帯域を選択して用いている。
スフィルタ７の透過波長帯域は、検出素子による検出感
度と非直線性等を考慮して、一般に、測定対象成分ガス
の吸収帯の一部分を利用するように選択されている。即
ち、低濃度測定では、測定対象ガスの主たる吸収帯のう
ち、吸光係数の大きい波長帯域を、また、高濃度測定で
は、測定対象ガスの主たる吸収帯のうち、吸光係数の小
さい波長帯域を利用するように、光バンドパスフィルタ
７の透過波長帯域を選択して用いている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の赤外線ガス分析
計においては、上述のように、低濃度測定では、吸光係
数の大きい波長帯域を、また、高濃度測定では、吸光係
数の小さい波長帯域を利用する様に、光バンドパスフィ
ルタの透過波長帯域を選択し、参照用検出素子出力及び
測定用検出素子出力に適切な係数を掛け、バイアス補正
信号を加えた演算によるバックグランドの補正などを行
っている。しかし、この場合、測定用及び参照用検出素
子の受光量が大きく異なるときなどには、両検出素子の
温度特性が異なり、十分な補正が行えない場合がある。
従来は、両検出素子の出力を増幅する増幅器のゲインと
バイアス補正量を最適値に設定して、温度特性の影響を
最小化する補正を行っていた。しかし、この様な方法で
は、特に低濃度のガスを測定する場合などでは、測定用
と参照用の間で大きく増幅器のゲインが異なると、信号
対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が悪化する問題があった。
計においては、上述のように、低濃度測定では、吸光係
数の大きい波長帯域を、また、高濃度測定では、吸光係
数の小さい波長帯域を利用する様に、光バンドパスフィ
ルタの透過波長帯域を選択し、参照用検出素子出力及び
測定用検出素子出力に適切な係数を掛け、バイアス補正
信号を加えた演算によるバックグランドの補正などを行
っている。しかし、この場合、測定用及び参照用検出素
子の受光量が大きく異なるときなどには、両検出素子の
温度特性が異なり、十分な補正が行えない場合がある。
従来は、両検出素子の出力を増幅する増幅器のゲインと
バイアス補正量を最適値に設定して、温度特性の影響を
最小化する補正を行っていた。しかし、この様な方法で
は、特に低濃度のガスを測定する場合などでは、測定用
と参照用の間で大きく増幅器のゲインが異なると、信号
対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が悪化する問題があった。
【０００７】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
のであり、その目的は前記した課題を解決して、測定用
及び参照用の検出素子間での温度特性の差を小さくし、
補償後の温度特性が比較的小さい赤外線ガス分析計を提
供することにある。
のであり、その目的は前記した課題を解決して、測定用
及び参照用の検出素子間での温度特性の差を小さくし、
補償後の温度特性が比較的小さい赤外線ガス分析計を提
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、本願請求項１による発明においては、試料ガスが導
入される測定セルと、この測定セルの光入射側に設けら
れる赤外線光源と、この測定セルの光出射側に設けら
れ、赤外線センサと光バンドパスフィルタとを対にして
構成される検出素子をセンサ取付ブロックに組み込んで
なる検出部と、を具備した赤外線ガス分析計において、
検出部は、少なくとも２組の検出素子を備え、この検出
素子の各組の光バンドパスフィルタは、それぞれが異な
る波長帯域の赤外線を透過し、かつ、各光バンドパスフ
ィルタ間で、透過光量が互いに等しくなるように選ぶも
のとする。
に、本願請求項１による発明においては、試料ガスが導
入される測定セルと、この測定セルの光入射側に設けら
れる赤外線光源と、この測定セルの光出射側に設けら
れ、赤外線センサと光バンドパスフィルタとを対にして
構成される検出素子をセンサ取付ブロックに組み込んで
なる検出部と、を具備した赤外線ガス分析計において、
検出部は、少なくとも２組の検出素子を備え、この検出
素子の各組の光バンドパスフィルタは、それぞれが異な
る波長帯域の赤外線を透過し、かつ、各光バンドパスフ
ィルタ間で、透過光量が互いに等しくなるように選ぶも
のとする。
【０００９】また、本願請求項２による発明において
は、各光バンドパスフィルタの赤外光透過特性は、検出
波長帯域における赤外線光源の放射強度と、各光バンド
パスフィルタの透過波長帯域の透過率と透過率半値幅
と、の積が等しくなるようにするものとする。
は、各光バンドパスフィルタの赤外光透過特性は、検出
波長帯域における赤外線光源の放射強度と、各光バンド
パスフィルタの透過波長帯域の透過率と透過率半値幅
と、の積が等しくなるようにするものとする。
【００１０】
【作用】上記構成により、少なくとも測定用及び参照用
の検出素子の赤外線センサに入射する赤外線光量が互い
に等しくなるように選ばれている。即ち、透過波長帯域
内において、各波長帯域毎の光源放射強度と光バンドパ
スフィルタの透過率との積の波長についての積分値が赤
外線センサに入射する赤外線光量であり、この光量が等
しくなるように選ばれている。また、実用的には、検出
素子の赤外線センサに入射する赤外線光量は近似され、
例えば、各光バンドパスフィルタの透過特性のそれぞれ
の中心波長における光源放射強度と、光バンドパスフィ
ルタの透過率と透過率半値幅と、を考慮して選択するこ
とにより、あるいは、光バンドパスフィルタの透過帯域
内での光源放射強度の平均値と、光バンドパスフィルタ
の透過率最大値と透過率半値幅と、を考慮して選択する
ことにより、測定用及び参照用の赤外線センサにおける
検出信号レベルの差を小さくすることができ、光バンド
パスフィルタの透過特性の温度依存性による赤外線分析
計の零点不安定性を解消することができる。
の検出素子の赤外線センサに入射する赤外線光量が互い
に等しくなるように選ばれている。即ち、透過波長帯域
内において、各波長帯域毎の光源放射強度と光バンドパ
スフィルタの透過率との積の波長についての積分値が赤
外線センサに入射する赤外線光量であり、この光量が等
しくなるように選ばれている。また、実用的には、検出
素子の赤外線センサに入射する赤外線光量は近似され、
例えば、各光バンドパスフィルタの透過特性のそれぞれ
の中心波長における光源放射強度と、光バンドパスフィ
ルタの透過率と透過率半値幅と、を考慮して選択するこ
とにより、あるいは、光バンドパスフィルタの透過帯域
内での光源放射強度の平均値と、光バンドパスフィルタ
の透過率最大値と透過率半値幅と、を考慮して選択する
ことにより、測定用及び参照用の赤外線センサにおける
検出信号レベルの差を小さくすることができ、光バンド
パスフィルタの透過特性の温度依存性による赤外線分析
計の零点不安定性を解消することができる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例としての吸光式赤外
線ガス分析計の光源の放射強度分布特性図、図２は光バ
ンドパスフィルタの透過特性図を示す。なお、図３は吸
光式赤外線ガス分析計の要部構成図であり、従来の技術
及び本発明の構成に共用して用いられる。
線ガス分析計の光源の放射強度分布特性図、図２は光バ
ンドパスフィルタの透過特性図を示す。なお、図３は吸
光式赤外線ガス分析計の要部構成図であり、従来の技術
及び本発明の構成に共用して用いられる。
【００１２】図３の構成において、赤外線光源２から測
定セル１を透過し、＃１、＃２の検出素子で検出される
赤外線を定量的に検討する。今、＃１の検出素子を測定
用とし、測定セル内を透過する過程で試料ガス中に含ま
れている測定成分ガスにより、当該測定成分ガス固有の
赤外線波長が成分濃度に応じて吸収され、このとき赤外
線センサで測定される測定光信号をＩM とし、また、＃
２の検出素子を参照用とし、測定セル内の試料ガス中に
含まれている各種測定成分ガスによって吸収されること
のない波長帯域を選択し、このとき赤外線センサで測定
される参照光信号をＩR とすると、測定光信号及び参照
光信号は、『ランベルト・ベールの法則』により (1),
(2)式で表される。
定セル１を透過し、＃１、＃２の検出素子で検出される
赤外線を定量的に検討する。今、＃１の検出素子を測定
用とし、測定セル内を透過する過程で試料ガス中に含ま
れている測定成分ガスにより、当該測定成分ガス固有の
赤外線波長が成分濃度に応じて吸収され、このとき赤外
線センサで測定される測定光信号をＩM とし、また、＃
２の検出素子を参照用とし、測定セル内の試料ガス中に
含まれている各種測定成分ガスによって吸収されること
のない波長帯域を選択し、このとき赤外線センサで測定
される参照光信号をＩR とすると、測定光信号及び参照
光信号は、『ランベルト・ベールの法則』により (1),
(2)式で表される。
【００１３】
【数１】
【００１４】
【数２】
【００１５】ここで、 Ｇm ；光学的、幾何学的配置・条件によって定まる定数
（測定光側） ＧR ；光学的、幾何学的配置・条件によって定まる定数
（参照光側） βm ；光バンドパスフィルタの測定用波長帯域（波長λ
1 ）における透過率 βR ；光バンドパスフィルタの参照用波長帯域（波長λ
2 ）における透過率 Ｉλ1 ；測定用波長帯域（波長λ1 ）における光源２の
放射強度 Ｉλ2 ；参照用波長帯域（波長λ2 ）における光源２の
放射強度 Ｐ1 ；測定用波長帯域（波長λ1 ）における赤外線セン
サの光電変換定数 Ｐ2 ；参照用波長帯域（波長λ2 ）における赤外線セン
サの光電変換定数 α1 ；測定対象ガスの測定用波長帯域（波長λ1 ）にお
ける吸光係数 α2 ；参照用波長帯域（波長λ2 ）における吸光係数、
α2 ＝0 （測定セル中に想定される各種ガスで吸光されない波長
帯域を選定する） Ｃ1 ；測定対象ガスの濃度 Ｃ2 ；測定セル中に想定される各種ガスの濃度 Ｌ；測定セル１のセル長（光路長） λ1,λ2 ；各透過波長帯域の波長 (2) 式において、参照光信号ＩR は測定セル中の各種成
分ガスによる吸光がない波長帯域が選択されている。即
ち、各種成分ガスに対して参照用波長帯域（波長λ2 ）
で、α2=0 である。従って、(2) 式は(3) 式で表され
る。
（測定光側） ＧR ；光学的、幾何学的配置・条件によって定まる定数
（参照光側） βm ；光バンドパスフィルタの測定用波長帯域（波長λ
1 ）における透過率 βR ；光バンドパスフィルタの参照用波長帯域（波長λ
2 ）における透過率 Ｉλ1 ；測定用波長帯域（波長λ1 ）における光源２の
放射強度 Ｉλ2 ；参照用波長帯域（波長λ2 ）における光源２の
放射強度 Ｐ1 ；測定用波長帯域（波長λ1 ）における赤外線セン
サの光電変換定数 Ｐ2 ；参照用波長帯域（波長λ2 ）における赤外線セン
サの光電変換定数 α1 ；測定対象ガスの測定用波長帯域（波長λ1 ）にお
ける吸光係数 α2 ；参照用波長帯域（波長λ2 ）における吸光係数、
α2 ＝0 （測定セル中に想定される各種ガスで吸光されない波長
帯域を選定する） Ｃ1 ；測定対象ガスの濃度 Ｃ2 ；測定セル中に想定される各種ガスの濃度 Ｌ；測定セル１のセル長（光路長） λ1,λ2 ；各透過波長帯域の波長 (2) 式において、参照光信号ＩR は測定セル中の各種成
分ガスによる吸光がない波長帯域が選択されている。即
ち、各種成分ガスに対して参照用波長帯域（波長λ2 ）
で、α2=0 である。従って、(2) 式は(3) 式で表され
る。
【００１６】
【数３】
【００１７】赤外線分析計出力として、(1) 式及び(3)
式に適切なゲイン(A2,A1) を掛けた値の差を取ると、
式に適切なゲイン(A2,A1) を掛けた値の差を取ると、
【００１８】
【数４】
【００１９】(4) 式右辺第１項の内、｛１−exp(−α1
Ｃ1 Ｌ) ｝が、測定対象ガスの濃度Ｃ1 による検出出力
特性を示し、指数関数の指数α1 Ｃ1 Ｌが１より小さい
範囲では、α1 Ｃ1 Ｌにほぼ比例した出力特性が得ら
れ、また、指数α1 Ｃ1 Ｌが１より大きい範囲では、出
力に飽和特性（非直線性）が生じる。(4) 式右辺第２項
は、赤外線分析計出力の零点の安定性を表し、この値は
０になるようにゲインA2などの調整が行われる。(4) 式
右辺第２項で、光学的、幾何学的配置・条件によって定
まる定数は、同一測定セルについては、Ｇm ＝ＧR と見
做してもよい。ゲイン比A2/A1 をA とすると、(4) 式右
辺第２項は、(5) 式で表される。
Ｃ1 Ｌ) ｝が、測定対象ガスの濃度Ｃ1 による検出出力
特性を示し、指数関数の指数α1 Ｃ1 Ｌが１より小さい
範囲では、α1 Ｃ1 Ｌにほぼ比例した出力特性が得ら
れ、また、指数α1 Ｃ1 Ｌが１より大きい範囲では、出
力に飽和特性（非直線性）が生じる。(4) 式右辺第２項
は、赤外線分析計出力の零点の安定性を表し、この値は
０になるようにゲインA2などの調整が行われる。(4) 式
右辺第２項で、光学的、幾何学的配置・条件によって定
まる定数は、同一測定セルについては、Ｇm ＝ＧR と見
做してもよい。ゲイン比A2/A1 をA とすると、(4) 式右
辺第２項は、(5) 式で表される。
【００２０】
【数５】
【００２１】(5)式より、赤外線分析計出力の零点の安
定性は、括弧｛｝内の零の維持性であるので、測定用波
長及び参照用波長帯域における光バンドパスフィルタの
透過率βm 、βR 、光源２の放射強度Ｉλ1 、Ｉλ2 及
び赤外線センサの光電変換定数Ｐ1 、Ｐ2 の温度特性に
依存する。赤外線分析計の測定用及び参照用波長帯域
は、赤外線センサの光電変換波長特性に較べれば、通
常、十分に近い波長帯域が選ばれる。即ち、赤外線セン
サの光電変換定数Ｐ1 、Ｐ2 の波長依存性は、一般的に
は無視できる。今、赤外線センサの光電変換定数Ｐ1 、
Ｐ2 の感度特性が揃ったものを選択すれば、(5) 式は、
(6) 式で表される。
定性は、括弧｛｝内の零の維持性であるので、測定用波
長及び参照用波長帯域における光バンドパスフィルタの
透過率βm 、βR 、光源２の放射強度Ｉλ1 、Ｉλ2 及
び赤外線センサの光電変換定数Ｐ1 、Ｐ2 の温度特性に
依存する。赤外線分析計の測定用及び参照用波長帯域
は、赤外線センサの光電変換波長特性に較べれば、通
常、十分に近い波長帯域が選ばれる。即ち、赤外線セン
サの光電変換定数Ｐ1 、Ｐ2 の波長依存性は、一般的に
は無視できる。今、赤外線センサの光電変換定数Ｐ1 、
Ｐ2 の感度特性が揃ったものを選択すれば、(5) 式は、
(6) 式で表される。
【００２２】
【数６】
【００２３】(6)式において、測定用及び参照用赤外線
センサに入射する光量は、透過波長帯域内の、各波長に
対する光源放射強度と光バンドパスフィルタの透過率と
の積の積分値が等しくなるように選ぶことにより、(6)
式を零にすることができる。このとき、A の値は、測定
用及び参照用検出素子の赤外線センサに入力される光量
のアンバランス分を補正するものである。赤外線センサ
への入射光量が等しいときは、A の値は１となる。
センサに入射する光量は、透過波長帯域内の、各波長に
対する光源放射強度と光バンドパスフィルタの透過率と
の積の積分値が等しくなるように選ぶことにより、(6)
式を零にすることができる。このとき、A の値は、測定
用及び参照用検出素子の赤外線センサに入力される光量
のアンバランス分を補正するものである。赤外線センサ
への入射光量が等しいときは、A の値は１となる。
【００２４】また、上述の赤外線センサに入射する赤外
線光量の関係は近似することができ、例えば、各光バン
ドパスフィルタの透過特性のそれぞれの中心波長におけ
る光源放射強度と、光バンドパスフィルタの透過率と透
過率半値幅と、を考慮して選択することにより、あるい
は、光バンドパスフィルタの透過帯域特性内での光源放
射強度の平均値と、光バンドパスフィルタの透過率最大
値と透過率半値幅と、を考慮して選択することにより、
測定用及び参照用の検出素子の赤外線センサにおける検
出信号レベルの差を小さくすることができ、光バンドパ
スフィルタの透過特性の温度依存性による赤外線分析計
の零点安定性を向上することができる。
線光量の関係は近似することができ、例えば、各光バン
ドパスフィルタの透過特性のそれぞれの中心波長におけ
る光源放射強度と、光バンドパスフィルタの透過率と透
過率半値幅と、を考慮して選択することにより、あるい
は、光バンドパスフィルタの透過帯域特性内での光源放
射強度の平均値と、光バンドパスフィルタの透過率最大
値と透過率半値幅と、を考慮して選択することにより、
測定用及び参照用の検出素子の赤外線センサにおける検
出信号レベルの差を小さくすることができ、光バンドパ
スフィルタの透過特性の温度依存性による赤外線分析計
の零点安定性を向上することができる。
【００２５】図１は赤外線光源２の光源放射強度分布特
性の一例を示し、横軸に赤外線の波長、縦軸に光源放射
強度を示す。図２は図１に対応し、横軸に赤外線の波
長、縦軸に光バンドパスフィルタ７の透過率を示し、横
軸のFWHMcom 、FWHMref は、各々光バンドパスフィルタ
７の透過率の半値幅(Full Width at Half Maximum)を示
し、これらは各光バンドパスフィルタ７の最大透過率β
com 、βref の1/2 の透過率まで減衰する範囲の波長帯
域幅を示す。なお、ここで、添え文字com 、refは、そ
れぞれ測定用及び参照用を表し、文字β、Ｉなどと併用
して、最大透過率及び光源放射強度の代表値を表す。図
１の光源放射強度Ｉcom 、Ｉref は、例えば、各光バン
ドパスフィルタの上記透過率の半値幅FWHMcom 、FWHMre
f におけるそれぞれの中心波長における光源放射強度
を、あるいは、光バンドパスフィルタの上記透過率の半
値幅FWHMcom 、FWHMref における光源放射強度の平均値
を、示す。
性の一例を示し、横軸に赤外線の波長、縦軸に光源放射
強度を示す。図２は図１に対応し、横軸に赤外線の波
長、縦軸に光バンドパスフィルタ７の透過率を示し、横
軸のFWHMcom 、FWHMref は、各々光バンドパスフィルタ
７の透過率の半値幅(Full Width at Half Maximum)を示
し、これらは各光バンドパスフィルタ７の最大透過率β
com 、βref の1/2 の透過率まで減衰する範囲の波長帯
域幅を示す。なお、ここで、添え文字com 、refは、そ
れぞれ測定用及び参照用を表し、文字β、Ｉなどと併用
して、最大透過率及び光源放射強度の代表値を表す。図
１の光源放射強度Ｉcom 、Ｉref は、例えば、各光バン
ドパスフィルタの上記透過率の半値幅FWHMcom 、FWHMre
f におけるそれぞれの中心波長における光源放射強度
を、あるいは、光バンドパスフィルタの上記透過率の半
値幅FWHMcom 、FWHMref における光源放射強度の平均値
を、示す。
【００２６】測定用及び参照用の赤外線センサに入射す
る赤外線光量を等しくするには、上記の光源放射強度Ｉ
com 、Ｉref を求め、各光バンドパスフィルタ７の最大
透過率βcom 、βref とこの透過率の半値幅FWHMcom 、
FWHMref を以下の関係によって定める。
る赤外線光量を等しくするには、上記の光源放射強度Ｉ
com 、Ｉref を求め、各光バンドパスフィルタ７の最大
透過率βcom 、βref とこの透過率の半値幅FWHMcom 、
FWHMref を以下の関係によって定める。
【００２７】
【数７】
【００２８】
【数８】
【００２９】
【数９】
【００３０】測定用及び参照用の赤外線センサに入射す
る赤外線光量は、(7) 式、(8) 式で示されるＩ'com、
Ｉ'refで近似でき、両者の比が１になる様に選択し、赤
外線センサの感度を同じものを選択することにより、測
定用及び参照用の検出素子の出力信号は、増幅器ゲイン
１で減算することが可能となり、温度特性の影響が少な
く、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）のよい出力信号を得るこ
とができる。
る赤外線光量は、(7) 式、(8) 式で示されるＩ'com、
Ｉ'refで近似でき、両者の比が１になる様に選択し、赤
外線センサの感度を同じものを選択することにより、測
定用及び参照用の検出素子の出力信号は、増幅器ゲイン
１で減算することが可能となり、温度特性の影響が少な
く、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）のよい出力信号を得るこ
とができる。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように本発明の構成によれ
ば、２個の検出素子に入射する光量が等しくなるように
光バンドパスフィルタの透過特性が、それぞれの中心波
長に対する光源放射強度分布と、透過率の半値幅を考慮
して選択することにより、両検出素子への光入力を等し
くし、赤外線センサの感度の等しいものを選択すること
により、両検出素子の出力信号の差を小さくすることが
でき、光バンドパスフィルタの透過特性の違いによる温
度特性を減少させることが可能となる。
ば、２個の検出素子に入射する光量が等しくなるように
光バンドパスフィルタの透過特性が、それぞれの中心波
長に対する光源放射強度分布と、透過率の半値幅を考慮
して選択することにより、両検出素子への光入力を等し
くし、赤外線センサの感度の等しいものを選択すること
により、両検出素子の出力信号の差を小さくすることが
でき、光バンドパスフィルタの透過特性の違いによる温
度特性を減少させることが可能となる。
【図１】本発明の実施例における光源の放射強度分布特
性図
性図
【図２】本発明の実施例における光バンドパスフィルタ
の透過特性図
の透過特性図
【図３】吸光式赤外線ガス分析計の要部構成図
１ 測定セル ２ 赤外線光源 ３ 回転式チョッパ ４ 検出部 ５ センサ取付ブロック ６ 赤外線センサ ７ 光バンドパスフィルタ 10 赤外線光束 Ｉcom 、Ｉref 透過帯域幅における赤外線放射強度の
代表値 βcom 、βref 透過帯域幅における光バンドパスフィ
ルタの透過率 FWHMcom 、FWHMref 透過率の半値幅
代表値 βcom 、βref 透過帯域幅における光バンドパスフィ
ルタの透過率 FWHMcom 、FWHMref 透過率の半値幅
Claims (2)
- 【請求項１】試料ガスが導入される測定セルと、 この測定セルの光入射側に設けられる赤外線光源と、 この測定セルの光出射側に設けられ、赤外線センサと光
バンドパスフィルタとを対にして構成される検出素子を
センサ取付ブロックに組み込んでなる検出部と、を具備
した赤外線ガス分析計において、 前記検出部は、少なくとも２組の前記検出素子を備え、
この検出素子の各組の光バンドパスフィルタは、それぞ
れ異なる波長帯域の赤外線を透過し、かつ、前記光バン
ドパスフィルタの透過光量が互いに等しくなるように選
ばれてなる、 ことを特徴とする赤外線ガス分析計。 - 【請求項２】請求項１に記載の赤外線ガス分析計におい
て、光バンドパスフィルタの赤外光透過特性は、検出波
長帯域における赤外線光源の放射強度と、各光バンドパ
スフィルタの透過波長帯域の透過率と透過率半値幅と、
の積が等しくなるようにする、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 |
|---|---|---|---|
| JP23529093A JPH0792087A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 赤外線ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23529093A JPH0792087A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 赤外線ガス分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792087A true JPH0792087A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16983924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23529093A Pending JPH0792087A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 赤外線ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792087A (ja) |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP23529093A patent/JPH0792087A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4627008A (en) | Optical quantitative analysis using curvilinear interpolation | |
| US4531834A (en) | Fluorimeter | |
| US4673812A (en) | Calibrating mechanism of an infrared analyzer | |
| US4537510A (en) | Output control device for light detectors for photometers | |
| EP0400342A1 (en) | Method of infra red analysis | |
| US5429805A (en) | Non-dispersive infrared gas analyzer including gas-filled radiation source | |
| USRE33493E (en) | Method and apparatus for measuring stable isotopes | |
| US5977546A (en) | Self normalizing radiant energy monitor and apparatus for gain independent material quantity measurements | |
| JPH03221843A (ja) | 光による分析計 | |
| US4057734A (en) | Spectroscopic apparatus with balanced dual detectors | |
| US11747197B2 (en) | Photometer and method of performing photometric measurements with a photometer | |
| US5528039A (en) | Method and apparatus for linearization of non-dispersive infrared detector response | |
| JPH0416749A (ja) | オゾン濃度測定方法及び装置 | |
| JPH0792087A (ja) | 赤外線ガス分析計 | |
| EP4276444B1 (en) | Optical co2 concentration meter based on ir light absorption in gas | |
| US4499379A (en) | Infrared radiation gas analyzer | |
| US7751051B2 (en) | Method for cross interference correction for correlation spectroscopy | |
| JPH08122246A (ja) | 分光分析装置 | |
| US4326807A (en) | Photoelectric gas analyzer | |
| JP4176535B2 (ja) | 赤外線分析装置 | |
| JP2002005831A (ja) | 吸光分析装置 | |
| JPH0510874A (ja) | 吸光式ガス分析計 | |
| JPH10185816A (ja) | 赤外線分析計 | |
| GB2116316A (en) | Infrared radiation gas analyzer | |
| JPH05288679A (ja) | シングルビーム型ガス分析計 |