JPH09178655A - 赤外線ガス分析計 - Google Patents

赤外線ガス分析計

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JPH09178655A
JPH09178655A JP33957495A JP33957495A JPH09178655A JP H09178655 A JPH09178655 A JP H09178655A JP 33957495 A JP33957495 A JP 33957495A JP 33957495 A JP33957495 A JP 33957495A JP H09178655 A JPH09178655 A JP H09178655A
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JP
Japan
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gas
cell
infrared light
infrared
correlation filter
Prior art date
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Application number
JP33957495A
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English (en)
Inventor
Meikou Nakamori
明興 中森
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、しかも複雑な作業を伴うこと
なく複数のガス成分を高精度に測定できる赤外線ガス分
析計を提供する。 【解決手段】 光源1から照射された赤外光は、光学フ
ィルタ3、相関フィルタ2を介して試料ガスが連続して
流れている測定セル4へ照射され、測定セル4を通過し
た赤外光は検出器5で検出され、データ処理部6で測定
対象となるガス濃度が算出される。このとき、相関フィ
ルタ2を交換するだけで、異なるガスの濃度計測を行う
ことが可能となり、従来のように測定セルから光学フィ
ルタを取り外すという面倒な作業が一切不要となるた
め、装置の取り扱いが簡略されるとともに、その分だけ
全体の測定時間が短縮される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、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
ス測定などに使用され、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ガス分析計であって、特に相関フィ
ルタを備えた赤外線ガス分析計に関する。
【0002】
【従来技術】図3は、相関フィルタを備えた従来の赤外
線ガス分析計を示しており、図3aに示されるように光
源11からの赤外光は、相関フィルタ12を介して、導
入口14aより導入され排出口14bより排出されるこ
とで試料ガスが連続的に流されている測定セル14に照
射される。
【0003】相関フィルタ12は、図3bに示されるよ
うに、測定対象となるガス(CO)と赤外光を吸収しな
いいわゆるゼロガス(N2 )がそれぞれ封入された2つ
のCOセル12a、及びN2 セル12bを有し、図3a
のモータ12zによって適宜回転駆動されている。
【0004】検出器15は、相関フィルタ12のCOセ
ル12aを介して得られた赤外光とN2 セル12bを介
して得られた赤外光とを交互に検出し、データ処理部1
6は、それぞれ交互に検出されたデータから試料ガス中
のCO濃度を算出する。
【0005】すなわち、COセル12aを透過した赤外
光は、COの吸収波長帯の赤外光が完全に吸収されてい
るため、検出器15で検出されるデータは、測定セル1
4中のCO濃度に関係なく、赤外光のCO吸収波長帯成
分がゼロとなり、一方、N2セル12aを透過した赤外
光は、COの吸収波長帯の赤外光がそのまま残るので、
検出器15で検出されるデータは、測定セル14中のC
O濃度に応じた値となる。このため、データ処理部16
で両者の比を求めることにより、試料ガス中のCO濃度
が算出される。
【0006】ここで、測定セル14に配設された光学フ
ィルタ13は、COの吸収波長帯の赤外光のみ透過させ
る作用を有し、これにより、CO2 等COと吸収波長帯
が近接するガス成分による干渉誤差を排除することが可
能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
赤外線ガス分析計では、例えば、COと異なるガス成分
濃度を測定したい場合等、相関フィルタ12と共に光学
フィルタ13もそのガス成分に対応したものに取り換え
る必要があり、測定セル14からの取り外し作業が非常
に面倒なものとなっていた。
【0008】一方、図4に示されるように、COガスと
CO2 ガスとがそれぞれ封入されたCOセル2a’とC
2 セル2b’、及びゼロガスを封入したN2 セル2
c’を有する相関フィルタ2’を用いた場合、相関フィ
ルタ2’を交換することなく複数のガス成分の分析が可
能となるが、かかる場合、光学フィルタは、測定対象と
なるガス成分全ての吸収波長帯を通過するものを用いる
必要があり、構成が複雑になる。また、COガスとCO
2 ガス等のように吸収波長帯が近接したガスの同時測定
を行う場合には、それぞれの干渉によって生じる測定誤
差を避けることができなかった。
【0009】そこで、本発明は、簡単な構成で、しかも
複雑な作業を伴うことなく複数のガス成分を高精度に測
定できる赤外線ガス分析計の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、試料ガスが連
続的に流れる測定セルを有し、相関フィルタを介して得
られる前記測定セルを透過した赤外光を検出すること
で、特定ガス成分の分析を行う赤外線ガス分析計であっ
て、前記相関フィルタに測定対象ガスの吸収波長帯の赤
外光のみ通過させる光学フィルタを配設したことを特徴
とする。
【0011】かかる相関フィルタは、複数の測定対象と
なるガスを個別に封入したガスセルを有し、それぞれの
ガスセル上に封入されたガスの吸収波長帯の赤外光のみ
通過させる光学フィルタを個別に配設したことを特徴と
する。
【0012】また、上記相関フィルタにおいて、それぞ
れのガスセルに隣接してそれぞれゼロガスを封入したゼ
ロガスセルを配設し、それぞれのガスセルとそれに隣接
したゼロガスセル上に対応するガスの吸収波長帯の赤外
光のみ通過させる光学フィルタを配設したことを特徴と
する。
【0013】上記相関フィルタにおいて、2成分のガス
を検出する場合、第1のガスを封入した第1ガスセル及
び第2のガスを封入した第2ガスセルを備え、さらにそ
れぞれゼロガスを封入した、第1のガス検出に用いる第
1ゼロガスセル及び第2のガス検出に用いる第2ゼロガ
スセルとを隣接して配設し、前記第1ガスセルと第1ゼ
ロガスセル上に第1のガスの吸収波長帯の赤外光のみ通
過させる第1の光学フィルタを、また前記第2ガスセル
と第2ゼロガスセル上に第2のガスの吸収波長帯の赤外
光のみ通過させる第2の光学フィルタを設けるととも
に、前記隣接する第1ゼロガスセルと第2ゼロガスセル
とを連通する連通孔を穿設したことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1及
び図2に基づいて説明する。
【0015】図1は本発明にかかる赤外線ガス分析計の
全体概略図で、光源1から発せられた赤外光は、モータ
2zによって回転駆動される相関フィルタ2を介して、
測定セル4に照射される。
【0016】相関フィルタ2には、特定ガスの吸収波長
帯の赤外光のみ透過させる光学フィルタ3が配設されて
おり、これにより、特定ガスと吸収波長帯が近接する他
のガス成分による干渉誤差を排除することができる。
【0017】図2は、相関フィルタ2に光学フィルタ3
を配設したときの一例を示しており、図2aはその上面
図を、また、図2bはその側面図を示している。同図に
おいて、相関フィルタ2には、COガスを封入したCO
セル2a、CO2 ガスを封入しCO2 セル2b、赤外光
を吸収しないいわゆるゼロガス(N2 )が封入されたO
用N2 セル2c、及びCO2 用N2 セル2dが略等間隔
で同形に形成されている。
【0018】そして、相関フィルタ2の一面であって、
COセル2aとCO用N2 セル2c上には、COの吸収
波長帯の赤外光のみ透過させるCO用光学フィルタ3a
が、また、CO2 セル2bとCO2 用N2 セル2d上に
は、CO2 の吸収波長帯の赤外光のみ透過させるCO2
用光学フィルタ3bが、それぞれ配設されている。そし
て、CO用N2 セル2cとCO2 用N2 セル2dは、連
通孔2eを介して内部でつながっている。これにより、
ゼロガスの封入が一回で済むため、ガス封入作業が簡略
化される。
【0019】なお、CO用光学フィルタ3aとCO2
光学フィルタ3bは、従来の窓材の機能、すなわち、C
Oセル2aとCO用N2 セル2c内のガス等を封止する
機能も合わせ持ち、接着剤或いはネジ止め等によって相
関フィルタ2上に配設される。また、相関フィルタ2の
他面には、赤外光を透過させるとともにセル内のガスを
封止する従来の窓材2fが配設されている。
【0020】図1において、測定セル4には、試料ガス
が導入口4aを介して導入され、排出口4bを介して排
出されることで、試料ガスが連続して流されており、光
学フィルタ3及び相関フィルタ2を通過した赤外光は、
窓4dを介して測定セル4内の試料ガス中を通過し、窓
4cから検出器5に到達する。
【0021】検出器5は、特定ガス成分の吸収波長帯の
赤外線強度、本実施例では、COとCO2 の吸収波長帯
の赤外線強度を個別に検出して、データ処理部6に出力
する。ここで用いる検出器は、PbSeセンサや焦電セ
ンサ等の赤外線センサである。 データ処理部6は、相
関フィルタ2の測定対象ガスが封入されたセルとゼロガ
スが封入されたセルをそれぞれ通過した赤外光の検出デ
ータから、測定対象ガスの濃度を算出する。
【0022】次に、本発明の作用を説明すると、まず、
モータ2zを駆動させることで、相関フィルタ2に配設
したCOセル2a、CO用N2 セル2c、CO2 用N2
セル2d、及びCO2 セル2bを順次測定セル4の窓4
d上に位置決めし、それぞれのセル及び測定セル4を透
過した赤外光を順次検出器5で検出する。
【0023】ここで、COセル2aを透過した赤外光
は、COの吸収波長帯の赤外光が、また、CO2 セル2
bを透過した赤外光は、CO2 の吸収波長帯の赤外光
が、それぞれ完全に吸収されるため、検出器5で検出さ
れるデータは、測定セル4中のCO及びCO2 濃度に関
係なく、それぞれ赤外光のCOの吸収波長帯及びCO2
の吸収波長帯成分がゼロの値となる。
【0024】一方、CO用N2 セル2cを透過した赤外
光は、COの吸収波長帯の赤外光がそのまま残るので、
検出器5で検出されるデータは、測定セル4中のCO濃
度に応じた値となり、CO2 用N2 セル2dを透過した
赤外光は、CO2 の吸収波長帯の赤外光がそのまま残る
ので、検出器5で検出されるデータは、測定セル4中の
CO2 濃度に応じた値となる。
【0025】このため、データ処理部6で、COセル2
a及びCO用N2 セル2cを透過したCOの吸収波長帯
の赤外光の検出値の比から、試料ガス中のCO濃度が算
出され、CO2 セル2b及びCO2 用N2 セル2dを透
過したCO2 の吸収波長帯の赤外光の検出値の比から、
試料ガス中のCO2 濃度が算出される。
【0026】ここで、COセル2a,CO用N2 セル2
c、及びCO2 セル2b、CO2 用N2 セル2d上に
は、それぞれCO用光学フィルタ3aとCO2 用光学フ
ィルタ3bが配設されているため、それぞれのセルを通
過した光は、COの吸収波長帯のみを有する赤外光とC
2 の吸収波長帯のみを有する赤外光となり、吸収波長
帯が近接するCOとCO2 を検出する場合であっても、
お互いに干渉を受けることが無くなるため、計測された
COとCO2 濃度は非常に精度の高いものとなる。
【0027】また、相関フィルタ2に光学フィルタ3を
配設したため、異なるガスの濃度計測を行う場合、相関
フィルタを交換するだけで、従来のように測定セルから
光学フィルタを取り外すという面倒な操作が一切不要と
なるため、装置の取り扱いが簡略されるとともに、その
分だけ全体の測定時間が短縮されることとなる。
【0028】なお、上述した実施例では、2成分のガス
濃度を測定する例を示したが、2種以上のガス濃度検出
も同様に行うことが出来、また、1成分のガス濃度を測
定する場合にも適用しうるものである。
【0029】また、相関フィルタ2は、光源1と測定セ
ル4の間に配設したが、測定セル4と検出器5との間に
配設してもよい。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、異なるガスの濃度計測
を行う場合、相関フィルタを交換するだけで、従来のよ
うに測定セルから光学フィルタを取り外すという面倒な
作業が一切不要となるため、装置の取り扱いが簡略され
るとともに、その分だけ全体の測定時間が短縮される。
【0031】また、一つの相関フィルタで2種以上のガ
スを計測する場合は、赤外光の吸収波長帯が近接するガ
スであっても、他のガスの干渉を受けることが無くなる
ため、極めて精度の高いガス濃度の計測を行うことが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる赤外線ガス分析計の一実施例を
示す図である。
【図2】本発明にかかる相関フィルタ及び光学フィルタ
の一実施例を示す図である。
【図3】従来の赤外線ガス分析計及び相関フィルタを示
す図である。
【図4】従来の多成分ガスの測定を行うための相関フィ
ルタを示す図である。
【符号の説明】
1・・・・光源 2・・・・相関フィルタ 3・・・・光学フィルタ 4・・・・測定セル 4a・・・導入口 4b・・・排出口 5・・・・検出器 6・・・・データ処理部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料ガスが連続的に流れる測定セルを有
    し、相関フィルタを介して得られる前記測定セルを透過
    した赤外光を検出することで、特定ガス成分の分析を行
    う赤外線ガス分析計において、 前記相関フィルタに測定対象ガスの吸収波長帯の赤外光
    のみ通過させる光学フィルタを配設したことを特徴とす
    る赤外線ガス分析計。
  2. 【請求項2】 前記相関フィルタは、複数の測定対象と
    なるガスを個別に封入したガスセルを有し、それぞれの
    ガスセル上に封入されたガスの吸収波長帯の赤外光のみ
    通過させる光学フィルタを個別に配設したことを特徴と
    する請求項1記載の赤外線ガス分析計。
JP33957495A 1995-12-26 1995-12-26 赤外線ガス分析計 Pending JPH09178655A (ja)

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