JPS59116532A - 一酸化炭素検出器 - Google Patents
一酸化炭素検出器Info
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- JPS59116532A JPS59116532A JP58178338A JP17833883A JPS59116532A JP S59116532 A JPS59116532 A JP S59116532A JP 58178338 A JP58178338 A JP 58178338A JP 17833883 A JP17833883 A JP 17833883A JP S59116532 A JPS59116532 A JP S59116532A
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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
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- G—PHYSICS
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- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
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- G01N33/004—CO or CO2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野および背景
一酸化炭素（Ｃｏ）は赤外線を吸収することが知られて
いる。ＣＯ検出器はこの現象を利用して試験されるべき
ガスを含むテストセルと一定組成のガス、例えば窒棄を
含む基準セル中での赤外線吸収の差を決定している。テ
ストセルおよび基準セル中のバックグラウンドガスは相
違するから、検出動作に不正確さが入る可能性がある。
いる。ＣＯ検出器はこの現象を利用して試験されるべき
ガスを含むテストセルと一定組成のガス、例えば窒棄を
含む基準セル中での赤外線吸収の差を決定している。テ
ストセルおよび基準セル中のバックグラウンドガスは相
違するから、検出動作に不正確さが入る可能性がある。
−酸化炭素の含有量の検出は種々の産業上の作業におい
て発生される煙道ガスにおいて特に重要である。そのよ
うな産業廃棄物中の有機炭素および一酸化炭素を検出す
るための１つの技術はジー・ジー・カレルスおよびアー
ル・シー・ビンセントの論文「全炭素に対してスタック
ガスをサンプルスルタめの連続方法ｊ （エンビｐンメ
ンタル・サイエンス・アンド・チクノロシイ、Ａｍ、
Ｃｈｅｍ。
て発生される煙道ガスにおいて特に重要である。そのよ
うな産業廃棄物中の有機炭素および一酸化炭素を検出す
るための１つの技術はジー・ジー・カレルスおよびアー
ル・シー・ビンセントの論文「全炭素に対してスタック
ガスをサンプルスルタめの連続方法ｊ （エンビｐンメ
ンタル・サイエンス・アンド・チクノロシイ、Ａｍ、
Ｃｈｅｍ。
Ｓｏｃ、１９７８年第１２巻）に開示されている。この
論文は赤外線分析の使用を含む一酸化炭素を検出するた
めの種々の技術を述べている。
論文は赤外線分析の使用を含む一酸化炭素を検出するた
めの種々の技術を述べている。
発明の概要
本発明によれば、−酸化炭素分子によって吸収される赤
外光を発生する単一の単色赤外線源を利用する改良され
たＣＯ検出器が提供される。その上、単一の赤外線検出
器が使用される。これら源および検出器はバックグラウ
ンドの濃度、赤外線源の強さ、あるいは赤外線検出器の
感度の変化によって生じる不正確さを除去するために測
定用吸収管と基準吸収管との間で転換される。
外光を発生する単一の単色赤外線源を利用する改良され
たＣＯ検出器が提供される。その上、単一の赤外線検出
器が使用される。これら源および検出器はバックグラウ
ンドの濃度、赤外線源の強さ、あるいは赤外線検出器の
感度の変化によって生じる不正確さを除去するために測
定用吸収管と基準吸収管との間で転換される。
煙道ガスのような一酸化炭素含有ガスは測定用吸収管に
供給される。このガスは次に、触媒室に供給される。触
媒室は一酸化炭素を二酸化炭素に変換する。触媒室を通
ったガスは次に、基準吸収室に供給される。煙道ガスそ
れ自体が基準ガスとして使用されるから、干渉ガスある
いはバックグラウンドガスは両管とも同じであり、従っ
て測定精度に影響を与えない。
供給される。このガスは次に、触媒室に供給される。触
媒室は一酸化炭素を二酸化炭素に変換する。触媒室を通
ったガスは次に、基準吸収室に供給される。煙道ガスそ
れ自体が基準ガスとして使用されるから、干渉ガスある
いはバックグラウンドガスは両管とも同じであり、従っ
て測定精度に影響を与えない。
発明の目的
従って、本発明の目的は赤外線源と、ｃｏについて試験
されるべきガスを受は入れるための測定室と、基準室と
、前記測定室と基準室との間に接続され、ＣＯをＣＯ２
に変換するとともに前記測定室からガスを受は入れてそ
れを前記基準室に供給するための反応室と、前記基準室
および測定室に關えられており、かつ第１および第２の
赤外線経路をそれぞれ定める赤外線透過手段と、前記赤
外線源に関連し、かつ前記第１および第２の経路に沿っ
て赤外線を指向するためのビーム分割手段と、赤外線が
前記測定室および基準室をそれぞれ通過した後で前記第
１および第２の経路の赤外線を検出するための赤外線検
出器と、前記測定室および基準室をそれぞれ通過した後
で、前記測定室のガス中のＣｏ濃度の関数である前記第
１および第２の経路に沿う赤外線の差を決定するための
回路手段とからなるＣＯ検出器を提供することである。
されるべきガスを受は入れるための測定室と、基準室と
、前記測定室と基準室との間に接続され、ＣＯをＣＯ２
に変換するとともに前記測定室からガスを受は入れてそ
れを前記基準室に供給するための反応室と、前記基準室
および測定室に關えられており、かつ第１および第２の
赤外線経路をそれぞれ定める赤外線透過手段と、前記赤
外線源に関連し、かつ前記第１および第２の経路に沿っ
て赤外線を指向するためのビーム分割手段と、赤外線が
前記測定室および基準室をそれぞれ通過した後で前記第
１および第２の経路の赤外線を検出するための赤外線検
出器と、前記測定室および基準室をそれぞれ通過した後
で、前記測定室のガス中のＣｏ濃度の関数である前記第
１および第２の経路に沿う赤外線の差を決定するための
回路手段とからなるＣＯ検出器を提供することである。
本発明の他の目的は前記経路のそれぞれ中に赤外線を単
一の検出器に反射させるための反射器を提供することで
ある。
一の検出器に反射させるための反射器を提供することで
ある。
本発明の他の目的は前記各赤外線透過手段に赤外線を前
記第１および第２の経路に交互に供給するためのポッケ
ルス効果チョッパーを提供スることである。
記第１および第２の経路に交互に供給するためのポッケ
ルス効果チョッパーを提供スることである。
本発明の他の目的は関数が次式
で表わされる、ただしＣ１は測定用管中の００ｍ度に等
しく、ＡｌおよびＡ２は較正定数であり、■。ＵＴ−□
および工。ＵＴ−２は第１および第２の経路に沿う赤外
線の量である、対数比回路を前記回路手段が含むＣＯ検
出器を提供することである。
しく、ＡｌおよびＡ２は較正定数であり、■。ＵＴ−□
および工。ＵＴ−２は第１および第２の経路に沿う赤外
線の量である、対数比回路を前記回路手段が含むＣＯ検
出器を提供することである。
本発明の他の目的は設計が簡単で、頑強な構成を有し、
かつ経済的に製造できる一酸化炭素検出器を提供するこ
とである。
かつ経済的に製造できる一酸化炭素検出器を提供するこ
とである。
本発明の原理の理解のために、添付図面を参照して本発
明の代表的実施例について詳細に説明する。
明の代表的実施例について詳細に説明する。
第１図を参照すると、ＣＯによってかなり吸収される単
色の赤外線源である赤外線源１２が設けられている。こ
の源１２はある強さの赤外線Ｉｓを発生するために使用
され、赤外線Ｉ８はビーム分割器１４によってＩ
およびＩ□Ｎ−２の２つＮ−１ の成分に分離される。Ｉ□Ｎ−□および”ｌＮ−２は吸
収用管１６．１８を６管の前部にあるポッケルス効果チ
ョッパー２０の使用により交互に通過し、そして６管の
反対端部にある赤外線透過窓２２を通過する。赤外線反
射器２６および２８の使用によりある強さの赤外繰出カ
ニ。ＵＴ−□および工。。Ｔ−２が共通の赤外線検出器
２４に向けられる。■。ＵＴ−０およびＩ。ＵＴ−２は
ポッケルス効果チョツパート同期された位相感知検ＩＯ
Ｂ器（第２図）の使用によって交互に測定される。
色の赤外線源である赤外線源１２が設けられている。こ
の源１２はある強さの赤外線Ｉｓを発生するために使用
され、赤外線Ｉ８はビーム分割器１４によってＩ
およびＩ□Ｎ−２の２つＮ−１ の成分に分離される。Ｉ□Ｎ−□および”ｌＮ−２は吸
収用管１６．１８を６管の前部にあるポッケルス効果チ
ョッパー２０の使用により交互に通過し、そして６管の
反対端部にある赤外線透過窓２２を通過する。赤外線反
射器２６および２８の使用によりある強さの赤外繰出カ
ニ。ＵＴ−□および工。。Ｔ−２が共通の赤外線検出器
２４に向けられる。■。ＵＴ−０およびＩ。ＵＴ−２は
ポッケルス効果チョツパート同期された位相感知検ＩＯ
Ｂ器（第２図）の使用によって交互に測定される。
動作時に、煙道あるいは他のＣＯ含有ガスは入口３０を
介して測定用管１６に供給される。入力される煙道ガス
はＣＯの′全部をＣ０２に変換するのに十分な利用でき
る酸素をガス中に有さねばならない。通常はＣＯが低濃
度のためにガス中の酸素で間に合う。しかしながら、あ
る動作条件のもとでは、到来する煙道ガスが第１の吸収
用管１６に達する前に煙道ガスに若干の周囲空気を加え
ることが望ましいことがある。次いで、ガスは触媒室３
２へ流れ、ここでＣＯの全部が既知の態様でＣＯ２に変
換される。実質的に同じパックグラウンド特性を有する
ＣＯのなくなったガスは次に接続路６４を介して基準管
１８に供給され、この管１８から出口６６へ達する。
介して測定用管１６に供給される。入力される煙道ガス
はＣＯの′全部をＣ０２に変換するのに十分な利用でき
る酸素をガス中に有さねばならない。通常はＣＯが低濃
度のためにガス中の酸素で間に合う。しかしながら、あ
る動作条件のもとでは、到来する煙道ガスが第１の吸収
用管１６に達する前に煙道ガスに若干の周囲空気を加え
ることが望ましいことがある。次いで、ガスは触媒室３
２へ流れ、ここでＣＯの全部が既知の態様でＣＯ２に変
換される。実質的に同じパックグラウンド特性を有する
ＣＯのなくなったガスは次に接続路６４を介して基準管
１８に供給され、この管１８から出口６６へ達する。
ベールの法則によれは、
ｌ０ＵＴ−２＝に２ Ｉ （ｅ−μＢ２ （、、Ｃｚ
十Ｂ２） ） （２）ここで ■、は源の強さ に１は’？”ｉ’ １６を通って検出器２４に至る第１
の経路に対するビーム分割器、チョッパー、赤外線窓、
および反射器に関連した損失係数、Ｋ２は管１８を通っ
て検ｔＩ！を器２４に至る第２の経路に対するビーム分
割器、チョッパー、赤外線窓、および反射器に関連した
損失係数、μは使用されている特定の波長に対する吸光
率、Ｌｌは吸収用管１６を通る経路長、 Ｂ２は吸収用管１８を通る経路長、 Ｃ１は吸収用管１６内のＣＯ濃度、 Ｃ２は吸収用管１８内のＣＯ濃度、 Ｂ１は吸収用管１６内におけるパックグラウンドガス濃
度、 Ｂ２は吸収用管１８内におけるパックグラウンドガス濃
度 である。
十Ｂ２） ） （２）ここで ■、は源の強さ に１は’？”ｉ’ １６を通って検出器２４に至る第１
の経路に対するビーム分割器、チョッパー、赤外線窓、
および反射器に関連した損失係数、Ｋ２は管１８を通っ
て検ｔＩ！を器２４に至る第２の経路に対するビーム分
割器、チョッパー、赤外線窓、および反射器に関連した
損失係数、μは使用されている特定の波長に対する吸光
率、Ｌｌは吸収用管１６を通る経路長、 Ｂ２は吸収用管１８を通る経路長、 Ｃ１は吸収用管１６内のＣＯ濃度、 Ｃ２は吸収用管１８内のＣＯ濃度、 Ｂ１は吸収用管１６内におけるパックグラウンドガス濃
度、 Ｂ２は吸収用管１８内におけるパックグラウンドガス濃
度 である。
機器の機械的構成によりＬｌ＝Ｌ２、Ｂ２γＢ１、μ会
μであり、またＣ２＝０であるから、 Ｋ１ ■０ＵＴ−２ 書き直すと、 ここでＡ１およびＡ２は機器の利得および零点を調整す
る際の較正定数とみなされる。
μであり、またＣ２＝０であるから、 Ｋ１ ■０ＵＴ−２ 書き直すと、 ここでＡ１およびＡ２は機器の利得および零点を調整す
る際の較正定数とみなされる。
第２図を参照すると、第１および第２の経路に沿う赤外
綿を交互に受は入れる赤外線検出器２４はその信号を位
相感知検出器または同期復ル１１器４０に供給する。同
期復調器４０はポッケルス効果ヂョツパ−２０，２０を
制御するように槓能するクロック４２によって制御され
る。６に器４０は電圧Ｅ１およびＥ２を発生し、これら
電圧Ｅ工およびＥ２は対数比モジュール４４に供給され
る。
綿を交互に受は入れる赤外線検出器２４はその信号を位
相感知検出器または同期復ル１１器４０に供給する。同
期復調器４０はポッケルス効果ヂョツパ−２０，２０を
制御するように槓能するクロック４２によって制御され
る。６に器４０は電圧Ｅ１およびＥ２を発生し、これら
電圧Ｅ工およびＥ２は対数比モジュール４４に供給され
る。
電圧ＥｌおよびＥ２は第１および第２の経路に沿って伝
送される赤外線■。ＵＴ−□および工。ＵＴ−２にそれ
ぞれ比例する。対数比モジュール４４は１ｏｇＥ２／Ｅ
ｌに等しい出力電圧Ｅｏをライン４６に発生する。この
位は一酸化炭素濃度Ｃ１に正比例し、指示器を動作させ
るのに使用できる。
送される赤外線■。ＵＴ−□および工。ＵＴ−２にそれ
ぞれ比例する。対数比モジュール４４は１ｏｇＥ２／Ｅ
ｌに等しい出力電圧Ｅｏをライン４６に発生する。この
位は一酸化炭素濃度Ｃ１に正比例し、指示器を動作させ
るのに使用できる。
対数比モジュール４４は米国アリシナ州、タスフンのバ
ー・ブラウン・リサーチ・コーポレーションによって製
造された４１２７という形式のものでよい。
ー・ブラウン・リサーチ・コーポレーションによって製
造された４１２７という形式のものでよい。
本発明の特電の実施例が本発明の原理の適用例を示すた
めに詳細に記載されたが、本発明がかかる原理から逸脱
することなしに他の態様で実施できることは理解されよ
う。
めに詳細に記載されたが、本発明がかかる原理から逸脱
することなしに他の態様で実施できることは理解されよ
う。
第１図は本発明による一酸化炭素検出器を例示する構成
図、第２図は本発明による一酸化炭素濃度を決定する際
に有益な代表的回路を例示するブロック図である。 １２：赤外線源 １４：ビーム分割器 １６．１８：吸収用管 ２０：ポッケルス効果チョッパー ２２：赤外線透過窓 ２４：赤外線検出器 ２６．２８：赤外線反射器 ３０：ガス入口 ３２：触媒室 ６４：接続路 ３６：ガス出口 ４０：位４’［Ｊ感知検出器または同期復調器４２：ク
ロック ４４；対数比モジュール １６６ 丁 続 浦 正 １１：（方式） 昭和５９年２月３日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 事件の表示 昭和５８年特 願第 １７８３５８号発明
の名称 −酸化炭紫検出器 補正をする者 ＞１１件との関係 特許出ｊ；ｉ
Ｊ’ｉ人名称 ザ・バブコック・アンド・ウィルコッ
クス・カンパニー代理人 袖＋Ｉ１．の対象 補正の内容 別紙の通り 印４細書の浄書（内容に変更なし）
図、第２図は本発明による一酸化炭素濃度を決定する際
に有益な代表的回路を例示するブロック図である。 １２：赤外線源 １４：ビーム分割器 １６．１８：吸収用管 ２０：ポッケルス効果チョッパー ２２：赤外線透過窓 ２４：赤外線検出器 ２６．２８：赤外線反射器 ３０：ガス入口 ３２：触媒室 ６４：接続路 ３６：ガス出口 ４０：位４’［Ｊ感知検出器または同期復調器４２：ク
ロック ４４；対数比モジュール １６６ 丁 続 浦 正 １１：（方式） 昭和５９年２月３日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 事件の表示 昭和５８年特 願第 １７８３５８号発明
の名称 −酸化炭紫検出器 補正をする者 ＞１１件との関係 特許出ｊ；ｉ
Ｊ’ｉ人名称 ザ・バブコック・アンド・ウィルコッ
クス・カンパニー代理人 袖＋Ｉ１．の対象 補正の内容 別紙の通り 印４細書の浄書（内容に変更なし）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）赤外線源と、 ＣＯについて試験されるべきガスを受は入れるように適
合された測定室と、 ガスを受は入れるための基準室と、 前記測定室と基準室との間に接続され、ＣＯをＣＯ２に
変換するとともに前記測定室からガスを受は入れてＣＯ
のないガスを前記基準室に供給するための反応室と、 前記測定室および基準室に備えられており、かつ第１お
よび第２の赤外線経路を定める赤外線透過手段と、。 前記第１および第２の経路に沿うように赤外線を指向す
るための前記赤外線源に関連したビーム分割手段と、 赤外線が前記測定室および基準室をそれぞれ通過した後
で前記第１および第２の経路の赤外線を検出するための
赤外線検出器と、 該検出器に接続され、前記測定室および基準室において
吸収される前記第１および第２の経路の赤外線間の、前
記測定室に供給されるガスのＣＯ濃度の関数である差を
決定するための回路手段とを具備することを特徴とする
ＣＯ検出器。 （２）前記ビーム分割手段が前記赤外線源から赤外線を
受は入れ、該赤外線の半分を前記測定室に、該赤外線の
半分を前記基準室に、それぞれ供給するためのビーム分
割器からなる特許請求の範囲第１項記載のＣＯ検出器。 （６） 前記第１および第２の経路のそれぞれに、赤
外線を前記赤外線反射器に反射するための赤外線反射器
が設けられている特許請求の範囲第１項記載のＣＯ検出
器。 （４）前記反応室がＣＯｔ−Ｃ０２に触媒変換するため
の触媒室からなる特許請求の範囲第１項記載のＣＯ検出
器。 （５）前記回路手段が次の関数 ただし、Ａ１およびＡ２は較正定数であり、工。ＵＴ−
２は前記第２の経路から前記検出器に供給される赤外線
であり、■ は前記第１の経路から前記ＵＴ−１ 検出器に供給される赤外線である、 に従ってＣＯ濃度Ｃ１を確立するための回路素子からな
る特許請求の範囲第１項記載のＣＯ検出器。 （６）前記赤外線透過手段のそれぞれが赤外線を前記測
定室および基準室に、逐次に異なる時間に、それぞれ伝
送するためのポッケルス効果チョッパーを含む特許請求
の範囲第１項記載のＣＯ検出器。 本発明は一般にはガス試験装置に関し、詳しくいうと、
新規な、有益な一酸化炭素検出器に関する。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US43143082A | 1982-09-30 | 1982-09-30 | |
| US431430 | 1982-09-30 |
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Family
ID=23711907
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Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989120641U Pending JPH0265154U (ja) | 1982-09-30 | 1989-10-17 |
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Patent Citations (2)
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