JPS6288943A - 排気ガス分析計 - Google Patents

排気ガス分析計

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Publication number
JPS6288943A
JPS6288943A JP23009985A JP23009985A JPS6288943A JP S6288943 A JPS6288943 A JP S6288943A JP 23009985 A JP23009985 A JP 23009985A JP 23009985 A JP23009985 A JP 23009985A JP S6288943 A JPS6288943 A JP S6288943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
exhaust gas
sample
infrared
filters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23009985A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Sawano
沢野 昌行
Hiroshi Noguchi
博史 野口
Kenichi Uchida
謙一 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP23009985A priority Critical patent/JPS6288943A/ja
Publication of JPS6288943A publication Critical patent/JPS6288943A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/37Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using pneumatic detection

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Analytical Chemistry (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関などの排気ガスの濃度を分析する排気
ガス分析計に係り、特にスパンガスを用いずにスパン較
正をすることのできる赤外線分析法を利用した排気ガス
分析計に関する。
〔従来技術〕
赤外線分析法を利用した排気ガス分析計は、主として、
分析しようとするサンプルガスを流入するサンプルセル
と、含有する一酸化炭素などのガス濃度がゼロまたは一
定のガスである比較ガスが封入された比較セルと、これ
らの2つのセルにそれぞれ赤外線を照射する光源と、こ
れらのセル内のガスを通過した赤外光を断続なるチョッ
パと、これらの断続された2つの信号を比較してガス濃
度の出力信号を出す検出器からなっている。この種の排
気ガス分析計によってサンプルガスの濃度を分析しよう
とする場合には、あらかじめ既知濃度の複数種数のシリ
ンダガスを用いて、このガス濃度と検出器による出力と
の関係を較正しキャリブレーション曲線を作成しておく
必要があり、このいわゆるスパン較正にはシリンダガス
を多種類必要とし、これらのシリンダガスの管理に多大
な工数を費やしていた。
この問題を解決するためスパン較正時にシリンダガスを
使わずに、既知濃度のシリンダガスを流したときにガス
に吸収されずに検出器に到達する赤外線の光量に一致さ
せるように、赤外線光路中に遮光板を設けて赤外線の光
量を調整することが行なわれている。しかしながら従来
行なわれていたこの遮光板方式のスパン較正によると、
遮光板を赤外線光路へ挿入する手段が1枚ずつのスライ
ド方式であったため、挿入位置がずれて正確なスパン較
正ができず、また遮光板によっては検出器に赤外線が均
一に照射されないため、キャリブレーション曲線が不正
確になるという問題があった。
さらにまたサンプルセルの汚れによって赤外線の光量が
変化し、正確な分析という点でも問題があることが指摘
されていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、前述のとおり、従来の排気ガス分析計におけ
るスパン較正時において問題となっていた遮光板の挿入
位置のずれや赤外線の照射の不均一性、及びサンプルセ
ルの汚れなどにより発生するスパン較正の誤差の問題を
解決し、スパンガスを使用することなく正確なスパン較
正を行なうことのできる赤外線を利用した排気ガス分析
計を提供することを目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は光源から発生する赤外線の一方をサンプルガス
により吸収させ、他方を濃度ゼロまたは一定の比較ガス
により吸収させ、これらの2つの赤外線光路のエネルギ
ー差を検出器により検出して排気ガスの濃度分析を行な
う排気ガス分析計において、サンプルガス通過赤外線光
路中に、スパンガスを流したときと同等の光量に前記赤
外線を減光させる減光率の異なる複数個の減光フィルタ
を例えば、モータによって回転される円板に同心状にあ
るいは複数枚重ねた支持板に配設し、前記赤外線光路中
に進出自在に設けるとともに、該減光フィルタの前記赤
外線光路中への正確な停止を確保するためのマグネット
を配備したことを特徴とする排ガス分析計であり、また
、前記サンプルガスおよび比較ガスのセルを恒温槽内に
収容し、サンプルセルに汚れの発生を防止した排ガス分
析計である。
〔作用〕
上記の構成によると、スパンガスを使用することなく排
気ガス分析計のスパン較正を行うことができる。またフ
ィルタを赤外線光路の正しい位置に置くことができるの
で、赤外線を均一に検出器に照射することができるとと
もにサンプルセルのlりれも発生しないため正確な濃度
−出力のキャリブレーション曲線を得ることができる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
(第1の実施例) 第1図は本発明に係る排気ガス分析計の第1の実施例を
示す縦断面図である。赤外線を安定かつ連続的に放射す
る1対の光源1,2の下部には、それぞれに対向する位
置にサンプルセル3及び比較セル4が設けられている。
このサンプルセル3にはガス濃度をMlll定すべきサ
ンプルガス5が導入され、サンプルガス5中の成分によ
る赤外線の吸収を起こさせるサンプルガス5と赤外線と
の接触部が形成されている。比較セル4中にはゼロガス
または一定濃度のガスが封入されており、常に一定量の
赤外線を通過させて前記サンプルセル3を通過する赤外
線の光量と比較されるようになっている。これらのサン
プルセル3及び比較セル4は恒温槽6内に収納され、約
15o°乃至200 ℃の範囲内で加熱保温されている
。サンプルセル3の下面には減光フィルタ板7が回動可
能に設けられている。この減光フィルタ板7は第2図に
示すように円板状に形成されており、同心状に穴7aと
減光率の異なる5個のフィルタ7 b、7 ct7 d
、7 e17fが設けられている。そして減光フィルタ
板7の外周上で前記穴7a及びフィルタ7b乃至7fに
整合する位置には固定マグネット8mに対応してそれぞ
れ停止位置を決めるマグネット8a、8b、8c、8d
、8e、8fが取り付けられている。
またこれらの穴7a及びフィルタ7b乃至7fの径は前
記サンプルセル3の赤外線放射口3aの内径より大きく
形成されている。前記減光フィルタ板7はモータ9によ
り回転駆動されるようになっており、前記穴7a及びフ
ィルタ7b乃至7fのピッチサークルが前記サンプルセ
ル3の赤外線放射口3aの中心を通るように配設されて
いる。10はサンプルセル3及び比較セル4を通過した
赤外線を断続光にするチョッパで、チョッパモータ11
によって定速回転されている。サンプルセル3と比較セ
ル4を通過しチョッパ9で断続光にされた赤外線は検出
器12に形成された左右の受光室12a及び12bにそ
れぞれ到達するようになっている。この検出器12の受
光室12a及び12bの間には可動膜12cが形成され
ていて、受光室12aと12bで吸収されたエネルギの
差に相当する分だけ圧力差となって可動膜12cに変位
を与える。そしてこの変位を電気的に検出してプリアン
プ13により増巾して出力信号をとり出すように構成さ
れている。
次に本実施例の動作を説明する。比較セル4にはゼロガ
スが封入されているとする。排気ガス分析計のゼロ較正
を行なう場合は、サンプルセル3にゼロガスを流し、減
光フィルタ板7の外周上のマグネット8aと固定マグネ
ット8mによって。
サンプルセル3の赤外線放射口3aと孔7aとを正確に
位置合わせする。この状態において赤外線の光路は正確
に検出器12に入射され、正しくゼロ較正が行なわれる
。次にスパン較正を行なう場合は、ゼロ較正を行なう場
合と同様にサンプルセル3にゼロガスを流す。そして減
光フィルタ板7のフィルタ7bが赤外線光路に正確に一
致した状態でスパン較正が行なわれる。なおこ゛のフィ
ルタ7bは予めスパンガスによって出力値を確認してお
く必要があり、この、ときの出力値が較正値となる。次
に減光フィルタ板7に配置された減光率の異なるフィル
タ7c、7d、7e、7fを同様に順次光路中に挿入し
、検出器により出力値を求めて第3図に示すようなキャ
リブレーション曲線を作る。このときにサンプルセル3
には常にゼロガスを流しておく。
サンプルガス5を測定する場合は、サンプルガス5をサ
ンプルセル3内に流し、減光フィルタ板7の穴7aが光
路に正確に一致した状態で検出器12により出力値を求
め、第3図に示すキャリブレーション曲線によってサン
プルガス5のガス濃度を求める。この間サンプルセル3
及び比較セル4は恒温槽6によって常に150’〜20
0℃位に加熱保温されている。
本実施例によれば、スパン較正用のフィルタを位置ずれ
がなく正確に赤外線光路に挿入できる。
また赤外線を均一に検出器12へ到達させることができ
るので、精度よくスパン較正を行なうことができる。同
様にキャリブレーション曲線もシリンダガスを使用する
ことなく正確に作成することができる。さらにまたサン
プルセル3及び比較セル4は加熱保温されているので、
ガスによる汚れを防止することができ、汚れによるドリ
フトがなくなり、正確な排気ガス分析が可能となる。
(第2の実施例) 第4図は本発明の第2の実施例を示す縦断面図である。
該図において第1図に示す第1の実施例と同一または同
等部分には同一符号を付して示し、説明を省略する。本
実施例は本発明をクロスフロ一式赤外線排気ガス分析計
に応用した場合である。
クロスフロ一式の場合は一定周期で回転するロータリバ
ルブ14によって2本のサンプルセル15゜16に交互
にサンプルガスとゼロガスを流して。
サンプルガスそのものの赤外線の吸収によって生ずる変
調効果を利用して、検出器12によって出力差を検知す
るようにしたものである。この場合もキャリブレーショ
ンガスを用いずに減光フィルタ板17によってゼロ較正
及びスパン較正を行なう。この減光フィルタ板17は第
5図に示すように扇状に開くように多段に重ねられた支
持板にフィルタ17a、17b、17cが設けられてい
る。
そしてこの減光フィルタ板17は扇形のかなめ部を中心
としてモータ9により、前記ロータリバルブ14と連動
して180度回動するようになっている。この減光フィ
ルタ板17の外周の前記フィルタl 7a、]、7b、
l 7cの中心と整合する位置にはそれぞれマグネット
18a、18b、L8cが設けられており、固定マグネ
ット19に吸引されてフィルタ17 a、17 b、1
7 cの中心が赤外線光路の中心に正確に位置するよう
に構成されている。
このフィルタ17aはスパンガスによって吸収されずし
こ検出器12に到達する赤外線の光量と同等の光量に減
光するフィルタで、予め既知濃度のスパンガスによって
減光量は較正されている。
次に本実施例の動作を説明する。ゼロ較正時及びサンプ
ルa1す定時には、フィルタ17 a、17 b。
17cは2つの赤外線光路から外されていて、光源1,
2からの赤外線は減光されることなく検出器12に導か
れる。一方スパン較正時においてはサンプルセル15,
16をゼロガス状態とし、フィルタ17aはロータリバ
ルブ14に同期されたモータ9による減光フィルタ板1
7の回転と、マグネット18aと19の吸引によって、
サンプルセル15,16の赤外線光路に正しく交互に挿
入される。従って光源1,2からの赤外線はフィルタ1
7aによってスパンガスを流したときと同じ光量に減光
されたのち検出器12に導かれる。この場合サンプル測
定時には2本のサンプルセル15゜16の両方にサンプ
ルガスが流れ、セル間の汚れた状態が同じになるのでセ
ルの汚れによるゼロドリフトがないので、セルの汚れを
防止するための恒温槽は不要である。その他の効果は第
1の実施例と同様である6 なお、本実施例では減光フィルタ板17に3個のフィル
タ17a、17b、17cを設けた場合について説明し
たが、測定濃度範囲内で減光率を変えたフィルタを複数
個組み合せて、前記赤外線光路中に進出させて所定の減
光率を得ることができる また第1および第2の実施例では減光フィルタを5個お
よび3個設けた場合について説明したが。
この減光フィルタの数はそれらに限定されるものではな
いことは当然である。
また本実施例では、赤外線の光源を2つ設けた例につい
て説明したが、第6図に示すように1つの光源1でこの
光源の上方に反射ミラー20を設けて2つの赤外線光路
を形成することも可能であり、さらに前記減光フィルタ
を例えば第7図に示すように扇形の支持板に配設し、サ
ンプルセルの上方に進出自在に設けて、減光した後の赤
外線をサンプルセル26,27を通過吸収させるように
しても同様の効果を得ることができる。
〔発明の効果〕
上述したとおり、本発明によれば、非分散型ダブルビー
ム赤外線分析法を利用した排気ガス分析計の、サンプル
ガス通過後の赤外線光路中で検出器の前に、減光率の異
なる複数個のフィルタを設けた減光フィルタ板を設けた
ので、キャリブレーションガスを使用することなく正確
なスパン較正を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る排気ガス分析計の一実施例を示す
縦断面図、第2図は第1図の減光フィルタ板を示す平面
図、第3図は本実施例により得られたキャリブレーショ
ン曲線の一例を示すグラフ。 第4図は本発明の他の実施例を示す概略縦断面図、第5
図は第4図の減光フィルタ部を示すilZ而図面あり、
第6図および第7図は他の実施例を示す図である。 1.2・・光源 3.4..15.托、26,27.28・・・サンプル
セル5・・・サンプルガス 6・・・恒温槽 7.17.29・・・減光フィルタ支持板7b、7c、
7d、7e、7f、16 a 、16 b 、16 c
 ・・・減光フィルタ8.18,19.30・・・マグ
ネット12・・・検出器 9・・・モータ 20・・・反射ミラー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光源から発生する赤外線の一方をサンプルガスに
    通過吸収させ、他方を濃度ゼロまたは一定濃度の比較ガ
    スに通過吸収させ、これら2つの赤外線光路のエネルギ
    ー差を検出器により検出して排気ガスの濃度分析を行う
    排気ガス分析計において、前記サンプルガス通過赤外線
    光路中に、スパンガスを流したときと同等の光量に前記
    赤外線を減光させる減光率の異なる複数個の減光フィル
    タを前記赤外線光路中に進出自在に設けるとともに、該
    減光フィルタの前記赤外線光路中への正確な停止を確保
    するためのマグネットを配備したことを特徴とする排ガ
    ス分析計。
  2. (2)前記減光フィルタが、モータによって駆動される
    円板に同心状に配設されたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の排気ガス分析計。
  3. (3)前記減光フィルタを、複数枚重ねられた支持板に
    配設し、1枚または複数枚組合せて前記赤外線光路中に
    進出させ、所定の減光率を得るようにしたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の排ガス分析計。
  4. (4)前記サンプルガスおよび比較ガスのセルが恒温槽
    内に収容されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項ないし第3項のいずれか記載の排ガスの分析計。
JP23009985A 1985-10-16 1985-10-16 排気ガス分析計 Pending JPS6288943A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05256768A (ja) * 1992-03-11 1993-10-05 Tokyo Electric Power Co Inc:The ガス濃度測定方法およびその測定装置
JPH05256769A (ja) * 1992-03-11 1993-10-05 Tokyo Electric Power Co Inc:The ガス濃度測定方法およびその測定装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05256768A (ja) * 1992-03-11 1993-10-05 Tokyo Electric Power Co Inc:The ガス濃度測定方法およびその測定装置
JPH05256769A (ja) * 1992-03-11 1993-10-05 Tokyo Electric Power Co Inc:The ガス濃度測定方法およびその測定装置

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