JPS6128843A - 赤外線ガス分析計 - Google Patents
赤外線ガス分析計Info
- Publication number
- JPS6128843A JPS6128843A JP59149025A JP14902584A JPS6128843A JP S6128843 A JPS6128843 A JP S6128843A JP 59149025 A JP59149025 A JP 59149025A JP 14902584 A JP14902584 A JP 14902584A JP S6128843 A JPS6128843 A JP S6128843A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light source
- measurement
- detection section
- measurement cell
- Prior art date
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- Pending
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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】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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、測定ガスに含まれる干渉成分を補償する赤外
線ガス分析計に関し、更に詳しくは、双方向く投光する
光源からの一方の光を測定セルに投射し、その透過光を
測定成分の吸収帯に感度を有する第１検出器で検出する
と共に、他方の光及び前記測定セルの光路中に設ける反
射鏡で反射した光を、干渉成分の吸収帯に感度を有する
第２検出器で検出し、所定の処理をして測定成分濃度に
対応する信号を求める赤外線ガス分析計に関する。
線ガス分析計に関し、更に詳しくは、双方向く投光する
光源からの一方の光を測定セルに投射し、その透過光を
測定成分の吸収帯に感度を有する第１検出器で検出する
と共に、他方の光及び前記測定セルの光路中に設ける反
射鏡で反射した光を、干渉成分の吸収帯に感度を有する
第２検出器で検出し、所定の処理をして測定成分濃度に
対応する信号を求める赤外線ガス分析計に関する。
周知のように１赤外線ガス分析計で測定するガスの中に
、第５図に示すように、測定成分の吸収波長帯域と重な
る吸収波長帯域を有する干渉成分を含むものがある。こ
のような場合、何らかの手段を施さないと大きな測定誤
差を生ずることになる。
、第５図に示すように、測定成分の吸収波長帯域と重な
る吸収波長帯域を有する干渉成分を含むものがある。こ
のような場合、何らかの手段を施さないと大きな測定誤
差を生ずることになる。
従来、この種の赤外線ガス分析計として、例えば、特公
昭５７−５３０５号公報に開示するものかあシ、第４図
に示す構成となっている。即ち、赤外線ガス分析計は、
反射面を対向させ所定の間隔をもち、かつ、光軸を−に
して設置する凹面鏡１及び２と、凹面鏡１及び２夫々の
焦点近傍に設置する光源３及び検出器４と、光源３と凹
面鏡１の間にあって、光源３からの光及び／又は凹面鏡
ＩＫよる反射光を断続する回転セクタ５と、凹面鏡１と
２間に設置し、回転セクタ５による断続光の透過光路を
構成する測定セル６と、凹面鏡１と２間に１同軸上に配
置する２個のセルであって、回転セクタ５による断続光
の光路を構成する基準セルフ及び補償セル８と、測定セ
ル６の光路中に設置する測定光用フィルタ９と、基準セ
ルフ及び補償セル８０光路中に設置−する基準光用フィ
ルタ１０とを有する。
昭５７−５３０５号公報に開示するものかあシ、第４図
に示す構成となっている。即ち、赤外線ガス分析計は、
反射面を対向させ所定の間隔をもち、かつ、光軸を−に
して設置する凹面鏡１及び２と、凹面鏡１及び２夫々の
焦点近傍に設置する光源３及び検出器４と、光源３と凹
面鏡１の間にあって、光源３からの光及び／又は凹面鏡
ＩＫよる反射光を断続する回転セクタ５と、凹面鏡１と
２間に設置し、回転セクタ５による断続光の透過光路を
構成する測定セル６と、凹面鏡１と２間に１同軸上に配
置する２個のセルであって、回転セクタ５による断続光
の光路を構成する基準セルフ及び補償セル８と、測定セ
ル６の光路中に設置する測定光用フィルタ９と、基準セ
ルフ及び補償セル８０光路中に設置−する基準光用フィ
ルタ１０とを有する。
測定セル６及び補償セル８は、測定ガスの流路を構成し
、測定ガスで満たされている。又、基準セルフは、赤外
線に不活性なガスが封入されている。
、測定ガスで満たされている。又、基準セルフは、赤外
線に不活性なガスが封入されている。
更に、測定光用フィルタ９は、第３図に示す帯域Ａ１即
ち、測定成分の吸収波長帯域内における一定波長帯域の
赤外線を透過する特性を有し、基準−１６％ ４ルタ１
０は、第３図に示す帯域Ｂ１即ち、１渉成分の吸収波長
帯域内で、かつ、測定成分の吸収波長帯域外における一
定波長帯域の赤外線を透過する特性を有する。
ち、測定成分の吸収波長帯域内における一定波長帯域の
赤外線を透過する特性を有し、基準−１６％ ４ルタ１
０は、第３図に示す帯域Ｂ１即ち、１渉成分の吸収波長
帯域内で、かつ、測定成分の吸収波長帯域外における一
定波長帯域の赤外線を透過する特性を有する。
以上の構成において、光源１からの光は、測定・セル６
及び補償セル８で測定ガスの吸収をうけるが、測定光用
フィルタ９と基準光用フィルタ１０の特性の違いから、
干渉成分による吸収の影響は、両方のセル側で現れ、測
定成分による吸収の影響は、測定セル６側のみで現れる
。このため、検出器４の出力信号を用いて干渉成分を補
償することができる。
及び補償セル８で測定ガスの吸収をうけるが、測定光用
フィルタ９と基準光用フィルタ１０の特性の違いから、
干渉成分による吸収の影響は、両方のセル側で現れ、測
定成分による吸収の影響は、測定セル６側のみで現れる
。このため、検出器４の出力信号を用いて干渉成分を補
償することができる。
上記従来の赤外酬ガス分析計に６つては、基準セルフと
補償セル８を軸を−にして設置し、干渉成分の寄与分を
基準セルフとｔ補償セル８の比率即ち、セル長へとｔｌ
の比率を調整して求めるようになっているため、構成が
複雑で、かつ、微調整が難しいという問題がめる。
補償セル８を軸を−にして設置し、干渉成分の寄与分を
基準セルフとｔ補償セル８の比率即ち、セル長へとｔｌ
の比率を調整して求めるようになっているため、構成が
複雑で、かつ、微調整が難しいという問題がめる。
そこで、本発明は、構成が簡単で、干渉成分の １
補償調整が容易に行える赤外線ガス分析計を提供するＫ
ある。
補償調整が容易に行える赤外線ガス分析計を提供するＫ
ある。
上記問題点を解決する本発明の赤外線ガス分析計は、双
方向に投光する光源と、該光源からの光を透過する測定
セルと、該測定セルの光路中に設置し、前記光源からの
投光の一部を前記光源側に反射する反射鏡と、前記測定
セルの透過光を受光する受光部でろって、測定成分の吸
収帯に感度を有する第１検出部と、前記光源から前記測
定セルの反対側に投光する光及び前記反射鏡による光を
受光する受光部であって、干渉成分の吸収帯に感度を有
する第２検出部と、該第１検出部又は第２検出部への入
射光量を調整する調整部と、前記第１検出部及び第２検
出部からの信号を入力し所定の処理をして測定成分濃度
に対応する信号を求める信号処理部とで構成される。
方向に投光する光源と、該光源からの光を透過する測定
セルと、該測定セルの光路中に設置し、前記光源からの
投光の一部を前記光源側に反射する反射鏡と、前記測定
セルの透過光を受光する受光部でろって、測定成分の吸
収帯に感度を有する第１検出部と、前記光源から前記測
定セルの反対側に投光する光及び前記反射鏡による光を
受光する受光部であって、干渉成分の吸収帯に感度を有
する第２検出部と、該第１検出部又は第２検出部への入
射光量を調整する調整部と、前記第１検出部及び第２検
出部からの信号を入力し所定の処理をして測定成分濃度
に対応する信号を求める信号処理部とで構成される。
以下、図面を参照し本発明にりいて説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す構成図である。
赤外線ガス分析計は、パルス状の電圧によシ、間欠的忙
点灯し、双方向Ｋ”投光する光源１１と、測定ガスを満
たして流す流路を構成し、光源１１からの光を透過する
測定セル１２と、測定セル１２の光路中に設置し、光源
１１からの投光の一部を光源側に反射する反射鏡１３と
、測定セル１２の透過光をフィルタ１４を介して受光す
る受光部であって、測定成分の吸収帯（第３図の帯域Ａ
で、中心波長λ１）Ｋ感度を有する第１検出部１５と、
光源１１から測定セル１２の反対側に投光する光及び反
射鏡１３による光をフィルタ１６を介して受光する受光
部であって、干渉成分の吸収帯（第３図の帯域Ｂで、中
心波長λ２）に感度を有する第２検出部１７と、第２検
出部１７への入射光量を調整する調整部１８と、第１検
出部１５及び第２検出部１７かもの信号Ｅ、及びＥｂを
入力し所定の処理をして測定成分濃度に対応する信号Ｅ
Ｉｌｌを出力する信号処理部１９を有する。反射鏡１３
の光源１１からの距離を及び光路中への挿入量、即ち、
光路断面積中の割合Ｒ（第２図に示すセル断面における
透過光用断面積ＡＰと反射光用断面ｓＡｍの比）は、後
述の（７）弐に基づいて求める構成となっている。又、
調整部１８は、後述の（４）式が成υ立つように調整さ
れている。
点灯し、双方向Ｋ”投光する光源１１と、測定ガスを満
たして流す流路を構成し、光源１１からの光を透過する
測定セル１２と、測定セル１２の光路中に設置し、光源
１１からの投光の一部を光源側に反射する反射鏡１３と
、測定セル１２の透過光をフィルタ１４を介して受光す
る受光部であって、測定成分の吸収帯（第３図の帯域Ａ
で、中心波長λ１）Ｋ感度を有する第１検出部１５と、
光源１１から測定セル１２の反対側に投光する光及び反
射鏡１３による光をフィルタ１６を介して受光する受光
部であって、干渉成分の吸収帯（第３図の帯域Ｂで、中
心波長λ２）に感度を有する第２検出部１７と、第２検
出部１７への入射光量を調整する調整部１８と、第１検
出部１５及び第２検出部１７かもの信号Ｅ、及びＥｂを
入力し所定の処理をして測定成分濃度に対応する信号Ｅ
Ｉｌｌを出力する信号処理部１９を有する。反射鏡１３
の光源１１からの距離を及び光路中への挿入量、即ち、
光路断面積中の割合Ｒ（第２図に示すセル断面における
透過光用断面積ＡＰと反射光用断面ｓＡｍの比）は、後
述の（７）弐に基づいて求める構成となっている。又、
調整部１８は、後述の（４）式が成υ立つように調整さ
れている。
以上の構成において、第１検出器１５は、光源１１から
測定セル１２に投光される光のうち反射鏡１３によって
反射しないで透過する光（第２図のＡｐの部分を透過す
る光）を検出する。この透過光は、測定成分及び干渉成
分の吸収を受ける。一方、第２検出器１７＃′ｉ、光源
１７かもの直接光及び反射ｌｉｔ！１５からの反射光を
同時に検出する。反射光は、測定セル１２中の距離ｔの
２倍の経路で、測定成分及び干渉成分の吸収を受ける。
測定セル１２に投光される光のうち反射鏡１３によって
反射しないで透過する光（第２図のＡｐの部分を透過す
る光）を検出する。この透過光は、測定成分及び干渉成
分の吸収を受ける。一方、第２検出器１７＃′ｉ、光源
１７かもの直接光及び反射ｌｉｔ！１５からの反射光を
同時に検出する。反射光は、測定セル１２中の距離ｔの
２倍の経路で、測定成分及び干渉成分の吸収を受ける。
上記動作による各検出器１５及び１７の出力信号Ｅ。
及び％ ｌ”ｊ ｓ （り式及び（２ン式となシ、信号
処理部１９の出力信号Ｅａ” （Ｅａ −”ｂ ）は、
（３）式となる。
処理部１９の出力信号Ｅａ” （Ｅａ −”ｂ ）は、
（３）式となる。
Ｅａ＝ｋ １゜λ１（１−Ｒ）ｅｘｐ［−（＄λ、、ｃ
、＋ελ１□ｃ２）Ｌ〕ＦＪｂ＝ｋＩｏλ２（１＋Ｒ（
ｅｘｐ（−２６λ２２Ｃ２ｔ）））
（２）−Ｉｏλ２（’ ＋Ｒ（ｅｘｐ（−２ａλ２２Ｃ
２ｔ）））但し、λ１・・・フィルタ１４の中心波長λ
２・・・フィルター６の中心波長 ｋ・・・定数 ＩＯ２・・・波長λでの光強度 Ｒ・・・反射鏡の光路断面積中の割合 Ｃ１・・・測定成分濃度 Ｃ２・・・干渉成分濃度 Ｌ・・・測定セル１２の長さ ｔ・・・反射鏡１３と光源１１との距離ε、１・・・λ
での測定成分の吸収係数ε、′２−・λでの干渉成分の
吸収係数トコロチ、調整部１８は、ｃ１＝ｏ、ｃ２＝ｏ
のときＥ、＝Ｅｂが成シ立つよう調整されているため、
（り式及び（２）式から（４ン式が導かれる。よって、
（４）式を（３）式に代入し、（５）式を得ることがで
きる。
、＋ελ１□ｃ２）Ｌ〕ＦＪｂ＝ｋＩｏλ２（１＋Ｒ（
ｅｘｐ（−２６λ２２Ｃ２ｔ）））
（２）−Ｉｏλ２（’ ＋Ｒ（ｅｘｐ（−２ａλ２２Ｃ
２ｔ）））但し、λ１・・・フィルタ１４の中心波長λ
２・・・フィルター６の中心波長 ｋ・・・定数 ＩＯ２・・・波長λでの光強度 Ｒ・・・反射鏡の光路断面積中の割合 Ｃ１・・・測定成分濃度 Ｃ２・・・干渉成分濃度 Ｌ・・・測定セル１２の長さ ｔ・・・反射鏡１３と光源１１との距離ε、１・・・λ
での測定成分の吸収係数ε、′２−・λでの干渉成分の
吸収係数トコロチ、調整部１８は、ｃ１＝ｏ、ｃ２＝ｏ
のときＥ、＝Ｅｂが成シ立つよう調整されているため、
（り式及び（２）式から（４ン式が導かれる。よって、
（４）式を（３）式に代入し、（５）式を得ることがで
きる。
ＩＯλ１（１−Ｒ） ＝ Ｉ。λ （１＋ Ｒン
（４）−Ｃ
Ｉ 十Ｒｅｘｐ（−”λ２２Ｃ２４，））
（５）（５）式における指数部が小さいため、−次
近似で表わすと、（５）式は（６）式となる。
（４）−Ｃ
Ｉ 十Ｒｅｘｐ（−”λ２２Ｃ２４，））
（５）（５）式における指数部が小さいため、−次
近似で表わすと、（５）式は（６）式となる。
ここで、反射鏡１３は、（７）式が成シ立つように設設
置位置を及び光路断面積中の割合Ｒが決定されているた
め、（６）式で示す信号処理部１９の出力信号は、（８
）式となシ、干渉成分濃度０２に無関係になる。
置位置を及び光路断面積中の割合Ｒが決定されているた
め、（６）式で示す信号処理部１９の出力信号は、（８
）式となシ、干渉成分濃度０２に無関係になる。
賞、本発明は、上記実施例に限定するものではなく、例
えば、調整部１８を測定セル１２と第１検出器１５の間
に設置してもよい。各検出器はフィルタを用いず、特定
のガスを封入したものであってもよい。
えば、調整部１８を測定セル１２と第１検出器１５の間
に設置してもよい。各検出器はフィルタを用いず、特定
のガスを封入したものであってもよい。
セルに投射し、その透過光を・測定成分の吸収帯に感度
を有する第１検出器で検出すると共に、他方の光及び前
記測定セルの光路中に設ける反射鏡で反射した光を、干
渉成分の吸収帯に感度を有する第２検出器で検出し、所
定の処理をして測定成分濃度に対応する信号を求める“
ようにしたため、単一の測定セルで干渉成分の補償をす
ることができる。このため、構成が簡単になシ、信頼性
が向上する。又、反射鏡の設置位置（光源からの距離ｔ
）及び光路中への挿入量（光路断面積中の割合Ｒ）を操
作して干渉成分の寄与分を調整するようＫしたため、操
作が簡単になる。特に、反射鏡の光路中への挿入量を可
変することＫよシ、微調整を容易に行うことができる。
を有する第１検出器で検出すると共に、他方の光及び前
記測定セルの光路中に設ける反射鏡で反射した光を、干
渉成分の吸収帯に感度を有する第２検出器で検出し、所
定の処理をして測定成分濃度に対応する信号を求める“
ようにしたため、単一の測定セルで干渉成分の補償をす
ることができる。このため、構成が簡単になシ、信頼性
が向上する。又、反射鏡の設置位置（光源からの距離ｔ
）及び光路中への挿入量（光路断面積中の割合Ｒ）を操
作して干渉成分の寄与分を調整するようＫしたため、操
作が簡単になる。特に、反射鏡の光路中への挿入量を可
変することＫよシ、微調整を容易に行うことができる。
第１図は、本発明の一実施例を示す構成図、第２図は、
反射鏡の光路中への挿入量を示す図翫第５図は、赤外線
の吸収特性図、第４図は、従来例を示す構成図である。
反射鏡の光路中への挿入量を示す図翫第５図は、赤外線
の吸収特性図、第４図は、従来例を示す構成図である。
Claims (1)
- 双方向に投光する光源と、該光源からの光を透過する測
定セルと、該測定セルの光路中に設置し、前記光源から
の投光の一部を前記光源側に反射する反射鏡と、前記測
定セルの透過光を受光する受光部であって、測定成分の
吸収帯に感度を有する第１検出部と、前記光源から前記
測定セルの反対側に投光する光及び前記反射鏡による光
を受光する受光部であって、干渉成分の吸収帯に感度を
有する第２検出部と、該第１検出部又は第２検出部への
入射光量を調整する調整部と、前記第１検出部及び第２
検出部からの信号を入力し所定の処理をして測定成分濃
度に対応する信号を求める信号処理部とを備えることを
特徴とする赤外線ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59149025A JPS6128843A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 赤外線ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59149025A JPS6128843A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 赤外線ガス分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6128843A true JPS6128843A (ja) | 1986-02-08 |
Family
ID=15466020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59149025A Pending JPS6128843A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 赤外線ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6128843A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121617A (en) * | 1997-02-26 | 2000-09-19 | Fuji Electric Co., Ltd. | Infrared gas analyzer |
| KR102317434B1 (ko) * | 2020-10-06 | 2021-10-26 | 선두전자(주) | 가스 센싱장치 및 방법 |
-
1984
- 1984-07-18 JP JP59149025A patent/JPS6128843A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121617A (en) * | 1997-02-26 | 2000-09-19 | Fuji Electric Co., Ltd. | Infrared gas analyzer |
| KR102317434B1 (ko) * | 2020-10-06 | 2021-10-26 | 선두전자(주) | 가스 센싱장치 및 방법 |
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