JPS62145143A - 赤外線ガス分析計 - Google Patents
赤外線ガス分析計Info
- Publication number
- JPS62145143A JPS62145143A JP60286288A JP28628885A JPS62145143A JP S62145143 A JPS62145143 A JP S62145143A JP 60286288 A JP60286288 A JP 60286288A JP 28628885 A JP28628885 A JP 28628885A JP S62145143 A JPS62145143 A JP S62145143A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- sample gas
- absorption
- infrared rays
- wavelength region
- 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】
・ぐ産業上の利用分野〉
本発明は、広いガス濃度範囲に亘って正確な濃度測定が
行える赤外線ガス分析計に関する。
行える赤外線ガス分析計に関する。
〈従来の技術〉
第４図は含有成分が既知の試料ガスの濃度を測定するた
めの赤外線ガス分析計の従来例を示す膚成図である。図
中、１は測定セルで、円筒状本体１ａには試料ガスを導
入、排出する口ｌｂ、１Ｇが設番ブられると共に、照明
赤外線を透過さける窓１ｄ並びに前記試料ガスを透過し
た赤外線を外部に透過させる窓１ｅか設けられている。
めの赤外線ガス分析計の従来例を示す膚成図である。図
中、１は測定セルで、円筒状本体１ａには試料ガスを導
入、排出する口ｌｂ、１Ｇが設番ブられると共に、照明
赤外線を透過さける窓１ｄ並びに前記試料ガスを透過し
た赤外線を外部に透過させる窓１ｅか設けられている。
このセル全体は赤外線吸収量が試料ガス以外の条件で変
化しないように、一定温度に制御されており、本体１ａ
に取付けられた温度センサ２、温度検知回路３、ヒータ
駆動回路４並びに水体１ａに取角各ノられたヒータ５と
により温度制御系が構成されている。６は赤外線源で、
この中に段（プられた光光体６ａからの赤外線は窓１
ｄを介し測定セル１に照射される。７は赤外ｔｌＡ源６
を点灯させるための交流？！！源回路、８は測定セル１
の窓１ｅを透過して与えられた赤外線を検出する検出器
である。
化しないように、一定温度に制御されており、本体１ａ
に取付けられた温度センサ２、温度検知回路３、ヒータ
駆動回路４並びに水体１ａに取角各ノられたヒータ５と
により温度制御系が構成されている。６は赤外線源で、
この中に段（プられた光光体６ａからの赤外線は窓１
ｄを介し測定セル１に照射される。７は赤外ｔｌＡ源６
を点灯させるための交流？！！源回路、８は測定セル１
の窓１ｅを透過して与えられた赤外線を検出する検出器
である。
このような構成により、赤外線源６からの赤外線は、ｌ
１１１定廿ル１に照射され、この測定廿ル内を通過中に
赤外線エネルギーの吸収を受ける。赤外線吸収（ユ前記
試料ガスに含まれる成分固有の波長領域において発生し
、吸光度εｃｄはランベルト・ベアーの法則に従い、 １０９ （１＋ ／ｒｏ ） −一εｃｄ ・ ＜１
）で表すことが出来る。但し、■０は測定セル１への入
射光の強さ、１１は測定セル１の透過光の強さ、εは吸
収係数、ｄは測定セル１の長さ、Ｃは試料ガス濃度を表
わす。
１１１定廿ル１に照射され、この測定廿ル内を通過中に
赤外線エネルギーの吸収を受ける。赤外線吸収（ユ前記
試料ガスに含まれる成分固有の波長領域において発生し
、吸光度εｃｄはランベルト・ベアーの法則に従い、 １０９ （１＋ ／ｒｏ ） −一εｃｄ ・ ＜１
）で表すことが出来る。但し、■０は測定セル１への入
射光の強さ、１１は測定セル１の透過光の強さ、εは吸
収係数、ｄは測定セル１の長さ、Ｃは試料ガス濃度を表
わす。
この式から明らかなように、試料ガス濃度Ｃと分析ｈ１
出力の透過光Ｉｔとは対数関係にあり、試料ガスｉ１濃
度Ｃが大きくなって吸光度εｃｄ全体が大きな値となる
と、出力曲線の曲りが大きくなり、分析精度が悪くなる
。このため、従来装置では、このような場合に測定セル
１の長さｄを短くして、出力曲線の曲りが大きくならな
いようにして分析を１１つていた。しかしながら、測定
セル１の長さｄを短くすると、前記試料ガスの′ａ度が
低い場合、出ノルベルが極端に低くなってしまう。一般
に、出力回路はロー、ハイ間において２０〜５０１合の
Ｌ／ ンシｌｆｉ ｍ ＩＵで１これ以上出力レベルが
小さくなると分析が行えなくなる。
出力の透過光Ｉｔとは対数関係にあり、試料ガスｉ１濃
度Ｃが大きくなって吸光度εｃｄ全体が大きな値となる
と、出力曲線の曲りが大きくなり、分析精度が悪くなる
。このため、従来装置では、このような場合に測定セル
１の長さｄを短くして、出力曲線の曲りが大きくならな
いようにして分析を１１つていた。しかしながら、測定
セル１の長さｄを短くすると、前記試料ガスの′ａ度が
低い場合、出ノルベルが極端に低くなってしまう。一般
に、出力回路はロー、ハイ間において２０〜５０１合の
Ｌ／ ンシｌｆｉ ｍ ＩＵで１これ以上出力レベルが
小さくなると分析が行えなくなる。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明が解決しようとする技術的課題は、前記赤外線）
Ｉス分析計において、前記試料ガスの広いガス濃度範囲
に戸って正確な測定が行えるようにすることにある。
Ｉス分析計において、前記試料ガスの広いガス濃度範囲
に戸って正確な測定が行えるようにすることにある。
く問題点を解決するための手段〉
本発明の構成は、特定成分の試料ガスが流され、照射赤
外線を透過させる窓並びに前記試料ガスを通過した赤外
線を外部に透過させる窓とを持った測定セルと、二つの
光源からなり、第１の光源から前記試料ガスの吸収波長
領域の主要部分がカットされ吸収係数の低い波長領域の
みの赤外線を前記測定ヒルに照射し、第２の光源から前
記試料ガスの吸収波長領域の全域を含む赤外線を前記測
定セルに照射する赤外線源と、前記測定セルを通過した
赤外線を受光する検出器とを具備し、前記試ｆ３Ｊガス
のａ度が高い場合前記第１の光源を点灯したときの出力
に基づき前記試料ガスの濃度を測定し、前記試料ガスの
濃度が低い場合前記第２の光源を点灯したときの出力に
基づき前記試料ガスの、開度を測定するようにしたこと
にある。
外線を透過させる窓並びに前記試料ガスを通過した赤外
線を外部に透過させる窓とを持った測定セルと、二つの
光源からなり、第１の光源から前記試料ガスの吸収波長
領域の主要部分がカットされ吸収係数の低い波長領域の
みの赤外線を前記測定ヒルに照射し、第２の光源から前
記試料ガスの吸収波長領域の全域を含む赤外線を前記測
定セルに照射する赤外線源と、前記測定セルを通過した
赤外線を受光する検出器とを具備し、前記試ｆ３Ｊガス
のａ度が高い場合前記第１の光源を点灯したときの出力
に基づき前記試料ガスの濃度を測定し、前記試料ガスの
濃度が低い場合前記第２の光源を点灯したときの出力に
基づき前記試料ガスの、開度を測定するようにしたこと
にある。
ぐ作用〉
前記の技術手段は次のように作用する。即ち、前記第１
の光源からの赤外線は主要吸収波長領域の光が欠落して
いるため、吸収係数の低い波長領域での吸収のみとなる
。このため、前記試料ガスの濃度が高い場合であっても
出力信号は大きく曲がらず、精度の良い分析が行える。
の光源からの赤外線は主要吸収波長領域の光が欠落して
いるため、吸収係数の低い波長領域での吸収のみとなる
。このため、前記試料ガスの濃度が高い場合であっても
出力信号は大きく曲がらず、精度の良い分析が行える。
また、前記試料ガスの１濃度が低いとき、前記第２の光
源からの赤外線は吸収係数の大きい波長領域を含んでお
り、前記試料ガスが低ＩＩ ｌｆｉでも充分な検出出力
が１ｑられる。
源からの赤外線は吸収係数の大きい波長領域を含んでお
り、前記試料ガスが低ＩＩ ｌｆｉでも充分な検出出力
が１ｑられる。
〈実施例〉
１ス下図面に従い本発明の詳細な説明する。第′１図は
本発明の実施例装置を示す構成図である。
本発明の実施例装置を示す構成図である。
図中、第４図における要素と同じ要素には同一符号を付
し、これらについての説明は省略する。９は第１の光源
９１及び第２の光源９２からなる赤外線源で、光源９１
には発光体９１ａが設けられ、光源９２には発光体９２
ａが設けられている。第１の光源９１と第２の光源９２
との間にはフィルター１０が設けられ、このフィルター
によって前記試料ガスの主要吸収波長領域に相当する特
定波長が吸収される。尚、赤外１５ｍ１ｌＩ９は光源９
からの光を光源９２を経て測定セル１に照射させる必要
がある。この為、光源９２は、その発光体９２ａを光源
９１の発光体９１ａ、！：重ならない位置に配置する等
、光を透過し易い構造にしである。１１は光源９１．９
２を交互にパルス点灯する交流電源回路である。
し、これらについての説明は省略する。９は第１の光源
９１及び第２の光源９２からなる赤外線源で、光源９１
には発光体９１ａが設けられ、光源９２には発光体９２
ａが設けられている。第１の光源９１と第２の光源９２
との間にはフィルター１０が設けられ、このフィルター
によって前記試料ガスの主要吸収波長領域に相当する特
定波長が吸収される。尚、赤外１５ｍ１ｌＩ９は光源９
からの光を光源９２を経て測定セル１に照射させる必要
がある。この為、光源９２は、その発光体９２ａを光源
９１の発光体９１ａ、！：重ならない位置に配置する等
、光を透過し易い構造にしである。１１は光源９１．９
２を交互にパルス点灯する交流電源回路である。
このように構成された本発明実施例装置の動作につき、
第２図及び第３図を参照しながら説明を行う。これらの
図のうち、第２図は交流電源回路１１の出力パルスを表
わし、図（ａ）は第１の光源９１への点灯パルスを、図
（ｂ）は第２の光踪９２への点灯パルスを表わす。
第２図及び第３図を参照しながら説明を行う。これらの
図のうち、第２図は交流電源回路１１の出力パルスを表
わし、図（ａ）は第１の光源９１への点灯パルスを、図
（ｂ）は第２の光踪９２への点灯パルスを表わす。
第３図は赤外線の強さＩと波長λとの関係を表わし、こ
のうｆう、図（ａ）は第１の光源９１からの赤外線の状
態を、図（ｂ）はフィルター１０によって吸収が行われ
た後の第１の光源９１の赤外線スペクトルを、図（Ｃ）
はフィルター１０を経て与えられた赤外線が測定ヒル１
で吸収を受【プた後の赤外線スペクトルを、図（ｄ）は
第２の光源９２かｌうの赤外線の状態を、図（ｅ）は光
源９２からの赤外線が測定セル１で吸収を受けた後の赤
外線スペクトルを表わす。
のうｆう、図（ａ）は第１の光源９１からの赤外線の状
態を、図（ｂ）はフィルター１０によって吸収が行われ
た後の第１の光源９１の赤外線スペクトルを、図（Ｃ）
はフィルター１０を経て与えられた赤外線が測定ヒル１
で吸収を受【プた後の赤外線スペクトルを、図（ｄ）は
第２の光源９２かｌうの赤外線の状態を、図（ｅ）は光
源９２からの赤外線が測定セル１で吸収を受けた後の赤
外線スペクトルを表わす。
第１の光源９１並びに第２の光源９２は第２図（ａ）、
（ｂ）で示すように交互に点灯ぎれる。
（ｂ）で示すように交互に点灯ぎれる。
それぞれが点灯されたときの検出出力、並びに両方が消
灯したときの゛有出力に基づき、（１）式の演算を行い
、試料ガス濃度Ｃを求める。
灯したときの゛有出力に基づき、（１）式の演算を行い
、試料ガス濃度Ｃを求める。
先ず、第１の光１１１９１が点灯されたとき、第３図（
ａ＞に示す光源からの赤外線は、フィルタ＝１０で特定
波長領域λ１．λ２の光が吸収される（第３図（ｂ））
。フィルター１０で吸収された波長領域は前記試料ガス
の吸収スペクトルの主要吸収領域に対応している。吸収
された赤外線が光源９２を通過して測定セル１へ与えら
れると、前記試料ガスによって吸収される領域は吸収係
数の低い波長領域のみとなり（第３図（Ｃ）） 、試料
ガス淵度ｃＨ高く吸光度εｃｄが大きくなった場合でも
、出力曲線が大きく曲がるというようなことがなく、検
出器８の検出信号に基づき前記試料ガスの濃度を精度良
く分析することが出来る。
ａ＞に示す光源からの赤外線は、フィルタ＝１０で特定
波長領域λ１．λ２の光が吸収される（第３図（ｂ））
。フィルター１０で吸収された波長領域は前記試料ガス
の吸収スペクトルの主要吸収領域に対応している。吸収
された赤外線が光源９２を通過して測定セル１へ与えら
れると、前記試料ガスによって吸収される領域は吸収係
数の低い波長領域のみとなり（第３図（Ｃ）） 、試料
ガス淵度ｃＨ高く吸光度εｃｄが大きくなった場合でも
、出力曲線が大きく曲がるというようなことがなく、検
出器８の検出信号に基づき前記試料ガスの濃度を精度良
く分析することが出来る。
第１の光源９１を消灯し、第２の光源９２を点灯した場
合、光源からの第３図（ｄ）に示す赤外線はそのまま測
定セル１に与えられる。前記試料ガスによる吸収は第３
図（Ｅ３＞に示す如く吸収係数の大きい波長領域が主体
となる。このため、試料ガス濃度が低くても充分大きな
検出出力が１０られる。
合、光源からの第３図（ｄ）に示す赤外線はそのまま測
定セル１に与えられる。前記試料ガスによる吸収は第３
図（Ｅ３＞に示す如く吸収係数の大きい波長領域が主体
となる。このため、試料ガス濃度が低くても充分大きな
検出出力が１０られる。
従って、前記試料ガスの濃度が高い場合、第１の光源９
１を点灯したときの出力に基づき測定を行い、前記試料
ガスの濃度が低い場合、前記第２の光源９２を点灯した
ときの出力に基づき測定を１１うようにすれば、広いガ
スａＩｃ１．範囲に亘って正確な測定が行える。
１を点灯したときの出力に基づき測定を行い、前記試料
ガスの濃度が低い場合、前記第２の光源９２を点灯した
ときの出力に基づき測定を１１うようにすれば、広いガ
スａＩｃ１．範囲に亘って正確な測定が行える。
ぐ発明の効宋二・
本発明によれば、吸収係数が大きく異なる二つの光源を
用いて前記試料ガスの濃度を測定するため、１００倍を
越える広いレンジに亘って正確なガス濃度の測定が行え
る。
用いて前記試料ガスの濃度を測定するため、１００倍を
越える広いレンジに亘って正確なガス濃度の測定が行え
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例装置を示す構成図、第２図及び
第３図は本発明実施例装置の動ｆｆ′説明図、第４図は
赤外線ガス分析訂の従来例を示す構成図である。 １・・・測定セル、１ａ、１ｂ・・・窓、８・・・検出
器、９・・・赤外線源、９１・・・第１の光源、９２・
・・第２の光源、１０・・・フィルター、１１・・・交
流電源回路第１図 １謙１定セル ８ｓ出器 ９弄タトＭｌ＋Ｊｉ９１
第１の先見 ９２第２の光源 １０フィルター 第２図 第３図 （ｄ） ” （ｅ）入 第４図
第３図は本発明実施例装置の動ｆｆ′説明図、第４図は
赤外線ガス分析訂の従来例を示す構成図である。 １・・・測定セル、１ａ、１ｂ・・・窓、８・・・検出
器、９・・・赤外線源、９１・・・第１の光源、９２・
・・第２の光源、１０・・・フィルター、１１・・・交
流電源回路第１図 １謙１定セル ８ｓ出器 ９弄タトＭｌ＋Ｊｉ９１
第１の先見 ９２第２の光源 １０フィルター 第２図 第３図 （ｄ） ” （ｅ）入 第４図
Claims (1)
- 特定成分の試料ガスが流され、照射赤外線を透過させる
窓並びに前記試料ガスを通過した赤外線を外部に透過さ
せる窓とを持つた測定セルと、二つの光源からなり、第
１の光源から前記試料ガスの吸収波長領域の主要部分が
カットされ吸収係数の低い波長領域のみの赤外線を前記
測定セルに照射し、第２の光源から前記試料ガスの吸収
波長領域の全域を含む赤外線を前記測定セルに照射する
赤外線源と、前記測定セルを通過した赤外線を受光する
検出器とを具備し、前記試料ガスの濃度が高い場合前記
第１の光源を点灯したときの出力に基づき前記試料ガス
の濃度を測定し、前記試料ガスの濃度が低い場合前記第
２の光源を点灯したときの出力に基づき前記試料ガスの
濃度を測定するようにした赤外線ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60286288A JPS62145143A (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 赤外線ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60286288A JPS62145143A (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 赤外線ガス分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62145143A true JPS62145143A (ja) | 1987-06-29 |
Family
ID=17702434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60286288A Pending JPS62145143A (ja) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | 赤外線ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62145143A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2734906A1 (fr) * | 1995-06-03 | 1996-12-06 | Draegerwerk Ag | Dispositif de mesure par absorption infrarouge |
| EP0896216A3 (en) * | 1997-08-04 | 1999-06-02 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for infrared sensing of gas |
-
1985
- 1985-12-19 JP JP60286288A patent/JPS62145143A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2734906A1 (fr) * | 1995-06-03 | 1996-12-06 | Draegerwerk Ag | Dispositif de mesure par absorption infrarouge |
| EP0896216A3 (en) * | 1997-08-04 | 1999-06-02 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for infrared sensing of gas |
| US6067840A (en) * | 1997-08-04 | 2000-05-30 | Texas Instruments Incorporated | Method and apparatus for infrared sensing of gas |
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