JPH0833349B2 - 赤外線式ガス分析計 - Google Patents
赤外線式ガス分析計Info
- Publication number
- JPH0833349B2 JPH0833349B2 JP18171186A JP18171186A JPH0833349B2 JP H0833349 B2 JPH0833349 B2 JP H0833349B2 JP 18171186 A JP18171186 A JP 18171186A JP 18171186 A JP18171186 A JP 18171186A JP H0833349 B2 JPH0833349 B2 JP H0833349B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- measurement
- infrared
- cell
- light source
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、化学工場や製鉄所のガス濃度に関するプ
ロセス・コントロール・ボイラーや燃焼炉の煙道ガス分
析、大気汚染の監視、自動車の排ガス測定等に使用さ
れ、ガス分子固有の赤外線吸収効果を利用してガス及び
蒸気中にある特定成分の濃度を連続的に測定する赤外線
式ガス分析計に関する。
ロセス・コントロール・ボイラーや燃焼炉の煙道ガス分
析、大気汚染の監視、自動車の排ガス測定等に使用さ
れ、ガス分子固有の赤外線吸収効果を利用してガス及び
蒸気中にある特定成分の濃度を連続的に測定する赤外線
式ガス分析計に関する。
従来の干渉感度を十分に除去する赤外線式ガス分析計
は、第４図に示すように、同一光路上に光源１、測定セ
ル２、赤外線吸収帯透過フィルタ３及び検出器４を順次
配設するとともに、前記光源１と測定セル２との間に、
N2ガスを封入した零ガスフィルタセル５及び測定成分ガ
スを封入したガスフィルタセル６を同一半径上で支持し
てモータＭにより回転駆動される回転支持体７を設けた
構成となっており、零ガスフィルタセル５とガスフィル
タセル６とを交互に、光源１と測定セル２との間の光路
上を通過させることにより、光源１から照射され、零ガ
スフィルタセル５及び測定セル２を透過した赤外線を検
出して得られる測定信号と、ガスフィルタセル６及び測
定セル２を透過した赤外線を検出して得られる比較信号
とから、試料ガス中の測定成分ガスの濃度が測定され
る。
は、第４図に示すように、同一光路上に光源１、測定セ
ル２、赤外線吸収帯透過フィルタ３及び検出器４を順次
配設するとともに、前記光源１と測定セル２との間に、
N2ガスを封入した零ガスフィルタセル５及び測定成分ガ
スを封入したガスフィルタセル６を同一半径上で支持し
てモータＭにより回転駆動される回転支持体７を設けた
構成となっており、零ガスフィルタセル５とガスフィル
タセル６とを交互に、光源１と測定セル２との間の光路
上を通過させることにより、光源１から照射され、零ガ
スフィルタセル５及び測定セル２を透過した赤外線を検
出して得られる測定信号と、ガスフィルタセル６及び測
定セル２を透過した赤外線を検出して得られる比較信号
とから、試料ガス中の測定成分ガスの濃度が測定され
る。
一般に、赤外線式ガス分析計の感度は、圧力と温度の
変化、光源、検出器、または増幅器等の劣化、セルの汚
染等が原因して変化する。このため、高い測定精度或い
は安定した測定感度を確保維持するためには、ゼロとス
パンを定期的に適当な比較標準を使って校正するだけで
なく、感度変化に対応して、検出される比較信号に電気
的な補正を加えて一定レベルに維持する必要がある。
変化、光源、検出器、または増幅器等の劣化、セルの汚
染等が原因して変化する。このため、高い測定精度或い
は安定した測定感度を確保維持するためには、ゼロとス
パンを定期的に適当な比較標準を使って校正するだけで
なく、感度変化に対応して、検出される比較信号に電気
的な補正を加えて一定レベルに維持する必要がある。
ところが、前記従来の赤外線式ガス分析計において
は、検出器から出力される比較信号及び測定信号が零ガ
スフィルタセル及びガスフィルタセルを支持した回転支
持体の回転による光線照射の断続に対応するため、その
周期は同一となり、比較信号だけを電気的に選択し、こ
れを補正することはできなかった。もちろん、このよう
な選択は回転支持体の回転部分にタイミング素子を使用
して、比較信号と測定信号とを切換えることにより可能
であるが、このような切換手段の付加は、コストアッ
プ、故障の原因となることから実用性において問題があ
る。
は、検出器から出力される比較信号及び測定信号が零ガ
スフィルタセル及びガスフィルタセルを支持した回転支
持体の回転による光線照射の断続に対応するため、その
周期は同一となり、比較信号だけを電気的に選択し、こ
れを補正することはできなかった。もちろん、このよう
な選択は回転支持体の回転部分にタイミング素子を使用
して、比較信号と測定信号とを切換えることにより可能
であるが、このような切換手段の付加は、コストアッ
プ、故障の原因となることから実用性において問題があ
る。
この発明は、切換え手段を付加することなく比較信号
を分離してこれに感度補正を加えることにより、故障が
少なくて長期連続測定に適し、安価でしかも測定感度の
安定した赤外線式ガス分析計を提供することを課題とし
ている。
を分離してこれに感度補正を加えることにより、故障が
少なくて長期連続測定に適し、安価でしかも測定感度の
安定した赤外線式ガス分析計を提供することを課題とし
ている。
この発明は、前記課題を達成するために、赤外線式ガ
ス分析計を、次のような構成とした。
ス分析計を、次のような構成とした。
すなわち、光源から照射され、ガスフィルタセルを透
過した赤外線及びガスフィルタセルを透過しない赤外線
を試料ガスが導入された測定セル中を透過させて各透過
光量を検出し、試料ガス中の測定成分ガスの濃度を測定
する赤外線式ガス分析計において、異なる周期で赤外線
を照射する光源をガスフィルタセルの両側にそれぞれ配
設するとともに、前記透過光量の検出信号を前記異なる
周期のそれぞれに対応して測定信号と比較信号とに分離
し、そのうちの比較信号を一定レベルに補正する種を具
備させたことを特徴とする赤外線式ガス分析計を要旨と
している。
過した赤外線及びガスフィルタセルを透過しない赤外線
を試料ガスが導入された測定セル中を透過させて各透過
光量を検出し、試料ガス中の測定成分ガスの濃度を測定
する赤外線式ガス分析計において、異なる周期で赤外線
を照射する光源をガスフィルタセルの両側にそれぞれ配
設するとともに、前記透過光量の検出信号を前記異なる
周期のそれぞれに対応して測定信号と比較信号とに分離
し、そのうちの比較信号を一定レベルに補正する種を具
備させたことを特徴とする赤外線式ガス分析計を要旨と
している。
上記構成したこの発明に係る赤外線式ガス分析計は、
ガスフィルタセルの両側光路上に配設された光源がそれ
ぞれ異なる周期で赤外線を照射する、そして、ガスフィ
ルタセルと測定セルの間となる一方の光源からの赤外線
は、測定セル内の試料ガス中に照射する測定成分ガスの
濃度に応じてその吸収帯が吸収されて変化し、これが測
定信号として出力され、他方の光源からの赤外線は、ガ
スフィルタセル内の測定成分ガスにより吸収帯の大部分
が吸収されるため、測定セルに測定成分ガスが存在して
も、この測定セルを透過する再にはほとんど変化するこ
となく検出され、これが比較信号として出力される。こ
れら測定信号と比較信号は、それぞれの光源からの赤外
線の照射周期に対応した異なる周波数でモジュレートさ
れた合成信号となるが、それぞれ周波数に合ったフィル
タ等により簡単に分離することができるようになる。こ
のため、比較信号と測定信号との分離のためのタイミン
グ素子を用いたスイッチング稼動回路を構成することな
く、簡単に比較信号を選択することができるようにな
る。そして、分離選択された比較信号を自動感度調整手
段により補正し、一定のレベルに維持することから、検
出器の劣化、測定セルの汚染等の感度変化の原因が生じ
ても、安定した感度が維持できる。
ガスフィルタセルの両側光路上に配設された光源がそれ
ぞれ異なる周期で赤外線を照射する、そして、ガスフィ
ルタセルと測定セルの間となる一方の光源からの赤外線
は、測定セル内の試料ガス中に照射する測定成分ガスの
濃度に応じてその吸収帯が吸収されて変化し、これが測
定信号として出力され、他方の光源からの赤外線は、ガ
スフィルタセル内の測定成分ガスにより吸収帯の大部分
が吸収されるため、測定セルに測定成分ガスが存在して
も、この測定セルを透過する再にはほとんど変化するこ
となく検出され、これが比較信号として出力される。こ
れら測定信号と比較信号は、それぞれの光源からの赤外
線の照射周期に対応した異なる周波数でモジュレートさ
れた合成信号となるが、それぞれ周波数に合ったフィル
タ等により簡単に分離することができるようになる。こ
のため、比較信号と測定信号との分離のためのタイミン
グ素子を用いたスイッチング稼動回路を構成することな
く、簡単に比較信号を選択することができるようにな
る。そして、分離選択された比較信号を自動感度調整手
段により補正し、一定のレベルに維持することから、検
出器の劣化、測定セルの汚染等の感度変化の原因が生じ
ても、安定した感度が維持できる。
この発明に係る赤外線式ガス分析計の実施例を図を参
照しながら詳説すると次の通りである。
照しながら詳説すると次の通りである。
第１図はガスフィルタセル６の両側光路上に異なる周
期でパルス点灯するハロゲンランプ等のパルス点灯光源
８、８′を配設した第１実施例の場合の概略構成図であ
る。すなわち、測定成分ガスを封入したガスフィルタセ
ル６と、試料導入口９及び試料排出口10を具備し、この
試料導入口９から導入された試料ガスを試料排出口10か
ら排出するようになった測定セル２と、測定成分ガスの
赤外線吸収帯のみを透過するバンドパスフィルタ11と、
半導体形である焦電形検出器12とを、前記順序で一本の
光路上に光学的直列関係に配設するとともに、ガスフィ
ルタセル６と測定セル２との間の光路上に短い周期でパ
ルス点灯するパルス点灯光源８を、ガスフィルタセル６
の他方の光路上に長い周期でパルス点灯するパルス点灯
光源８′をそれぞれ配設し、前記焦電形検出器12には、
増幅器13、自動感度調整回路（AGC）14、パルス点灯光
源８、８′の周期に対応する周波数に合ったフィルタ回
路15、15′、演算回路16及び定電圧回路17とからなる増
幅部18を具備させ、分離された比較信号を定電圧回路17
を介して、自動感度調整回路（AGC）14に入れる構成と
なっている。
期でパルス点灯するハロゲンランプ等のパルス点灯光源
８、８′を配設した第１実施例の場合の概略構成図であ
る。すなわち、測定成分ガスを封入したガスフィルタセ
ル６と、試料導入口９及び試料排出口10を具備し、この
試料導入口９から導入された試料ガスを試料排出口10か
ら排出するようになった測定セル２と、測定成分ガスの
赤外線吸収帯のみを透過するバンドパスフィルタ11と、
半導体形である焦電形検出器12とを、前記順序で一本の
光路上に光学的直列関係に配設するとともに、ガスフィ
ルタセル６と測定セル２との間の光路上に短い周期でパ
ルス点灯するパルス点灯光源８を、ガスフィルタセル６
の他方の光路上に長い周期でパルス点灯するパルス点灯
光源８′をそれぞれ配設し、前記焦電形検出器12には、
増幅器13、自動感度調整回路（AGC）14、パルス点灯光
源８、８′の周期に対応する周波数に合ったフィルタ回
路15、15′、演算回路16及び定電圧回路17とからなる増
幅部18を具備させ、分離された比較信号を定電圧回路17
を介して、自動感度調整回路（AGC）14に入れる構成と
なっている。
このように構成した第１実施例の赤外線式ガス分析計
は、パルス点灯光源８、８′を異なる周期でパルス点灯
させることによって、第２図に示すようなモジュレート
された合成信号を出力するようになる。すなわち、一方
のパルス点灯光源８の周期を短くして点灯させ、他方の
パルス点灯光源８′の周期を長くして点灯させると、パ
ルス点灯光源８から照射される赤外線の特定吸収帯は、
測定セル２を通過する際に、この測定セル２内に導入さ
れる試料ガス中の測定成分ガスによって吸収され、その
濃度に応じた光量の変化が起こって、これが焦電形検出
器12からその光源のパルス点灯周期に対応した周波数で
測定信号として出力される。一方、パルス点灯光源８′
から照射される赤外線の特定吸収帯は、ガスフィルタセ
ル６に封入された測定成分ガスにより大部分が吸収され
るので、測定セル２を流れる試料ガス中に測定成分ガス
が存在しても、ここではほとんど光量は変化することな
く焦電形検出器12に受光され、その光源のパルス点灯周
期に対応した周波数で比較信号として出力され、これ
が、前記測定信号にモジュレートされた合成信号として
出力されるのである。そして、この合成信号は、増幅器
18の各フィルタ回路において、比較信号と測定信号とに
分離される。分離された比較信号は、定電圧回路17によ
って設定された電圧として、自動感度調整回路（AGC）1
4に入り、比較信号のレベルを一定として測定信号との
比が演算され、濃度が求められるようになる。このよう
にすることにより、感度変化の原因が生じても常に補正
されるため、赤外線式ガス分析計の感度は安定したもの
となる。また、機械的稼動部分が無いため、故障が解消
されるとともに、回転スペース、駆動源設置スペースが
不要となることから極めてコンパクトで安価な分析計と
することができる。
は、パルス点灯光源８、８′を異なる周期でパルス点灯
させることによって、第２図に示すようなモジュレート
された合成信号を出力するようになる。すなわち、一方
のパルス点灯光源８の周期を短くして点灯させ、他方の
パルス点灯光源８′の周期を長くして点灯させると、パ
ルス点灯光源８から照射される赤外線の特定吸収帯は、
測定セル２を通過する際に、この測定セル２内に導入さ
れる試料ガス中の測定成分ガスによって吸収され、その
濃度に応じた光量の変化が起こって、これが焦電形検出
器12からその光源のパルス点灯周期に対応した周波数で
測定信号として出力される。一方、パルス点灯光源８′
から照射される赤外線の特定吸収帯は、ガスフィルタセ
ル６に封入された測定成分ガスにより大部分が吸収され
るので、測定セル２を流れる試料ガス中に測定成分ガス
が存在しても、ここではほとんど光量は変化することな
く焦電形検出器12に受光され、その光源のパルス点灯周
期に対応した周波数で比較信号として出力され、これ
が、前記測定信号にモジュレートされた合成信号として
出力されるのである。そして、この合成信号は、増幅器
18の各フィルタ回路において、比較信号と測定信号とに
分離される。分離された比較信号は、定電圧回路17によ
って設定された電圧として、自動感度調整回路（AGC）1
4に入り、比較信号のレベルを一定として測定信号との
比が演算され、濃度が求められるようになる。このよう
にすることにより、感度変化の原因が生じても常に補正
されるため、赤外線式ガス分析計の感度は安定したもの
となる。また、機械的稼動部分が無いため、故障が解消
されるとともに、回転スペース、駆動源設置スペースが
不要となることから極めてコンパクトで安価な分析計と
することができる。
第３図は第２実施例の構成略図であって、第１実施例
におけるパルス点灯光源８′の代わりに、常時点灯する
光源１を配設するとともに、この光源１とガスフィルタ
セル６との間に、モータＭにより回転駆動され、光源１
からの赤外線の照射を、断続的に遮断するチョッパー19
を設け、パルス点灯光源８、測定セル２、バンドパスフ
ィルタ11、焦電形検出器12及び図示省略した増幅部18の
各部は第１実施例と同様の構成となっている。この第２
実施例の赤外線式ガス分析計においては、パルス点灯光
源８を所定の周期でパルス点灯させるとともに、光源１
からの赤外線のチョッパー19による断続照射の周期を、
前記パルス点灯光源８のパルス点灯周期とは異なる周期
とすべくモータＭを回転させることにより、第１実施例
と同様、安定した感度の分析計とすることができる。
におけるパルス点灯光源８′の代わりに、常時点灯する
光源１を配設するとともに、この光源１とガスフィルタ
セル６との間に、モータＭにより回転駆動され、光源１
からの赤外線の照射を、断続的に遮断するチョッパー19
を設け、パルス点灯光源８、測定セル２、バンドパスフ
ィルタ11、焦電形検出器12及び図示省略した増幅部18の
各部は第１実施例と同様の構成となっている。この第２
実施例の赤外線式ガス分析計においては、パルス点灯光
源８を所定の周期でパルス点灯させるとともに、光源１
からの赤外線のチョッパー19による断続照射の周期を、
前記パルス点灯光源８のパルス点灯周期とは異なる周期
とすべくモータＭを回転させることにより、第１実施例
と同様、安定した感度の分析計とすることができる。
以上説明したこの発明の赤外線式ガス分析計によれ
ば、異なる周期で赤外線を照射する光源をガスフィルタ
セルの両側光路上に設けて、周波数の異なる比較信号と
測定信号とがモジュレートされた合成信号を出力させ、
この合成信号を比較信号と測定信号とにそれぞれ分離
し、分離された比較信号を自動感度調整手段により一定
レベルに補正するようにしたから、検出器の劣化、測定
セルの汚染等の感度変化原因が生じても、これが自動的
に補正されて一定した感度のもとにガス分析が行なえる
ようになる。また、比較信号と測定信号を、タイミング
素子を用いた機械的稼動部のあるスイッチング回路を用
いず、周期差により区別するようにしたから、スイッチ
ング回路を併設した場合に生ずる稼動部分の故障と、コ
ストアップが解消され、連続測定に適した赤外線式ガス
分析計が安価に提供できる。
ば、異なる周期で赤外線を照射する光源をガスフィルタ
セルの両側光路上に設けて、周波数の異なる比較信号と
測定信号とがモジュレートされた合成信号を出力させ、
この合成信号を比較信号と測定信号とにそれぞれ分離
し、分離された比較信号を自動感度調整手段により一定
レベルに補正するようにしたから、検出器の劣化、測定
セルの汚染等の感度変化原因が生じても、これが自動的
に補正されて一定した感度のもとにガス分析が行なえる
ようになる。また、比較信号と測定信号を、タイミング
素子を用いた機械的稼動部のあるスイッチング回路を用
いず、周期差により区別するようにしたから、スイッチ
ング回路を併設した場合に生ずる稼動部分の故障と、コ
ストアップが解消され、連続測定に適した赤外線式ガス
分析計が安価に提供できる。
第１図は、この発明に係る赤外線式ガス分析計の１実施
例の構成略図、第２図は二つの光源からの赤外線照射周
期と検出器から得られる信号とを示す関係図、第３図
は、この発明に係る赤外線式ガス分析計の他の実施例を
示す構成略図、第４図は従来の赤外線式ガス分析計の構
成図である。 １……光源、２……測定セル、 ６……ガスフィルタセル、 ８、８′……パルス点灯光源、 11……バンドパスフィルタ、 12……焦電形検出器、13……増幅器、 14……自動感度調整回路（AGC）、 15、15′……フィルタ回路、 16……演算回路、17……定電圧回路、 18……増幅部、19……チョッパー、 Ｍ……モータ。
例の構成略図、第２図は二つの光源からの赤外線照射周
期と検出器から得られる信号とを示す関係図、第３図
は、この発明に係る赤外線式ガス分析計の他の実施例を
示す構成略図、第４図は従来の赤外線式ガス分析計の構
成図である。 １……光源、２……測定セル、 ６……ガスフィルタセル、 ８、８′……パルス点灯光源、 11……バンドパスフィルタ、 12……焦電形検出器、13……増幅器、 14……自動感度調整回路（AGC）、 15、15′……フィルタ回路、 16……演算回路、17……定電圧回路、 18……増幅部、19……チョッパー、 Ｍ……モータ。
Claims (1)
- 【請求項１】光源から照射され、ガスフィルタセルを透
過した赤外線及びガスフィルタセルを透過しない赤外線
を試料ガスが導入された測定セル中を透過させて各透過
光量を検出し、試料ガス中の測定成分ガスの濃度を測定
する赤外線式ガス分析計において、異なる周期で赤外線
を照射する光源をガスフィルタセルの両側にそれぞれ配
設するとともに、前記透過光量の検出信号を前記異なる
周期のそれぞれに対応して測定信号と比較信号とに分離
し、そのうちの比較信号を一定レベルに補正する手段を
具備させたことを特徴とする赤外線式ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18171186A JPH0833349B2 (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 赤外線式ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18171186A JPH0833349B2 (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 赤外線式ガス分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6337242A JPS6337242A (ja) | 1988-02-17 |
| JPH0833349B2 true JPH0833349B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=16105521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18171186A Expired - Lifetime JPH0833349B2 (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 赤外線式ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0833349B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024181535A1 (ja) * | 2023-03-02 | 2024-09-06 | 富士電機株式会社 | ガス分析装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0560687A (ja) * | 1991-09-05 | 1993-03-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 赤外分析装置 |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP18171186A patent/JPH0833349B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024181535A1 (ja) * | 2023-03-02 | 2024-09-06 | 富士電機株式会社 | ガス分析装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6337242A (ja) | 1988-02-17 |
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