JPS645231Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は構造簡易にしてモータの発熱によるフ
イルターホイールハウジングの温度上昇を防止し
得るようにした赤外線分析計に関する。

〔従来技術〕

ガス中に含まれる各成分がそれぞれ一定の波長
域の赤外線を吸収することを利用して被測定ガス
中の含有成分、濃度を測定する赤外線分析計は、
測定濃度範囲が広いこと、多成分中の一成分を検
出でき選択性に富むこと、各成分の連続で迅速な
分析ができること、ほとんど全ての気体、蒸気、
液体は赤外線を吸収するので、いろいろな工程管
理に使用でき応用分野が広いことなど多くの優れ
た特徴を有している。そして、この種の赤外線分
析計は、一般にCO，CO₂，CH₄等の混合ガスと
しての被測定ガスを入れた試料セルに赤外線を照
射し、このセルを透過した透過光を一定速度で高
速回転するフイルターホイールに設けられた複数
個の特別なフイルターを通し、さらにこれを例え
ば半導体素子（フオトセル）のような光電変換素
子で電気的に検出することにより、各ガス成分の
検出値を比較測定するように構成されている。そ
のため、フイルターホイールを回転させるための
モータを内蔵しており、これを通常分析計自体を
小型化するため光学系（分析部）の近傍に配置し
ている。しかし、モータの発熱は検出器を収納し
ているフイルターホイールハウジングに空気の熱
伝導で伝わり測定条件を狂わせるという不都合を
生じる。

そこで、このような不都合を解決する手段とし
て通常フアンをフイルターホイールハウジング内
に配設し、該ハウジングを空冷しているが、この
場合にはフアン自体の発熱でハウジング内の温度
が上昇するという欠点を有している。また、ハウ
ジング外にフアンを配設して外気を取り込むよう
にすることも考えられるが、その場合には外部か
ら塵埃が混入し故障の原因になつたり、外部の雰
囲気ガスの影響で出力が変動する。また外観的に
体裁が悪くなつたり、分析計自体の大型化をきた
し採用しがたい。

〔考案の概要〕

本考案は上述したような点に鑑みてなされたも
ので、フイルターホイールハウジングの外部にモ
ータを配設し、このモータの回転軸に取付けられ
該回転軸の回転をフイルターホイールに伝達する
プーリを前記フイルターホイールハウジングに近
接対向させ、その対向面に冷却用フアンを設ける
という極めて簡単な構成により、フイルターホイ
ールハウジングを効果的に冷却し得るようにした
赤外線分析計を提供するものである。

〔実施例〕

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本考案を一成分型赤外線分析計に適用
した場合の一実施例を示す断面図で、波長域が２
〜15μの赤外線を放射する光源１の光路２上に
CO，CO₂，NO等の混合ガス３が連続的に供給さ
れる試料セル４を配設し、この試料セル４の下方
に、フイルターホイールハウジング５内に回転自
在に配設されモータ６によつて高速回転
（1600rpm程度）されるフイルターホイール７を
位置させ、このフイルターホイール７に測定ガス
（例えばCOガス）と同じガス（CO）８を高密度
で封入したリフアレンスセル９と、赤外線を吸収
しないガス、例えばN₂ガス１０を封入したセン
シイテイブセル１１を前記光路２を横ぎるように
設け、さらにこの光路２上にN₂などの赤外線非
吸収ガス１２を封入してなる集光器１３と光電変
換素子としての検出器１４を配設したものであ
る。前記リフアレンスセル９とセンシイテイブセ
ル１１は２枚の赤外線透過窓（例えばフツ化カル
シウム（CaF₂）サフアイヤ（Ａ₂O₃）など）１
５ａ，１５ｂと、測定対象となる吸収波長域
（COの場合4.7μ）の近辺だけ通過させ、それ以外
の波長域の通過を遮断（カツト）する干渉フイル
ター１６ａ，１６ｂをそれぞれ有している。な
お、２成分のガスを測定する場合には４個のガス
フイルタ（２個のリフアレンスセルと２個のセン
シイテイブセル）を、３成分のガスを測定するに
は６個のガスフイルタ（３個のリフアレンスセル
と３個のセンシイテイブセル）が使用される。

前記モータ６は前記フイルターホイールハウジ
ング５の下方に適宜間隔を保つて配設されたベー
ス１７の下面に配設されており、その回転軸１８
には前記フイルターホイール７の軸１９に固定さ
れたプーリ２０にベルト２１を介して前記モータ
６の回転を伝達するプーリ２２が取付けられ、こ
のプーリ２２は前記フイルターホイールハウジン
グ５とベース１７の間に位置して前記フイルター
ホイールハウジング５の下面と近接対向し、かつ
その対向面の中央には第２図に示すようにボス２
３が一体に突設されており、このボス２３部に薄
いアルミニウム等により折曲げ形成された複数の
羽根を有する冷却用フアン２４が嵌合固定されて
いる。この場合、冷却フアン２４は第３図に示す
ように略Ｌ字状に折曲された複数個の折曲板２４
ａ，２４ｂ…を放射状に配設固定したものであつ
てもよい。フイルターホイールハウジング５とプ
ーリ２２との間隔は冷却フアン２４による冷却効
率を考慮して設定される。

なお、第１図中２５は軸受、２６はスタツドで
ある。

このような構成において、先ず試料セル４中の
混合ガス３を無視した場合、光源１から放射され
た赤外線は光路２上に位置するセンシイテイブセ
ル１１の干渉フイルター１６ｂを通過すると、第
４図Ａに示すように前記フイルター１６ｂにより
波長4.7μ付近の赤外線だけとなり、この赤外線が
集光器１３によつて検出器１４の光電変換素子１
４Ａに集光受光され電気信号に変換される。そし
て、この電気信号は増幅器（図示せず）によつて
増幅され、第５図ａに実線で示す測定電圧とな
る。

次に、フイルターホイール７が回転し光路２上
にCOガスを封入したリフアレンスセル９が到来
し、該セル９を光源１からの赤外線が通過する
と、リフアレンスセル９中のCOガスによつて吸
収されるため、第４図Ｂに示すように光量がΔD
だけ減少し、上述したと同様集光器１３によつて
検出器１４の光電変換素子１４Ａ上に集光・受光
され、電気信号に変換される。この時の出力電圧
は第５図ｂとなる。したがつて、フイルターホイ
ール７の一回転により第５図Ｃに実線で示す出力
電圧が得られる。

次に、試料セル４に混合ガス３を供給した場合
第５図ｂの出力は殆んど変化しないが、第５図ａ
の出力は混合ガス３中に含まれるCOガスの濃度
の影響を受けるため、Δeだけ減少する。

ここで、実際に測定した濃度０〜10％のCOガ
スの濃度と出力との関係を求めると、第６図の曲
線が得られる。このように測定ガスについてあら
かじめ濃度と出力の関係を調べておけば、実ガス
の濃度を測定することができる。

次に、試料セル４中に干渉ガス成分が存在する
と、第４図Ａ，Ｂに示した光量はこの干渉ガス成
分の影響で減少する。例えば、斜線Ｐ・Ｑで囲ま
れた部分の光量が減少し、出力に影響が出る。こ
のため、集光器１３に干渉成分ガス１２を高濃度
で封入しておけば、検出器１４に入る光量は試料
セル４に干渉成分ガスが含まれていると否とにか
かわらず、第４図Ａ，Ｂの斜線Ｐ・Ｑ部を除いた
部分Ｘ・Ｙのみとなり、たとえ干渉成分ガスが存
在しても影響を殆んど受けなくなり、干渉除去が
できる。

ところで、モータ６の発熱によりベース１７と
フイルターホイールハウジング５間の空気が暖め
られ、前記フイルターホイールハウジング５の温
度を上昇させるが、本実施例においてはプーリ２
２に冷却用フアン２４を取付け、この暖められた
空気を撹拌し、フイルターホイールハウジング５
を空冷しているので、該ハウジング５の温度上昇
を抑制防止することができる。したがつて、混合
ガス３および検出器１４を一定温度（約50℃）の
下に継続的に維持することができ、また冷却用フ
アン２４の取付けも容易で電気部品として使用さ
れる市販のものを使用すれば安価である。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案に係る赤外線分析計
は、モータの回転軸に固定され該モータの回転を
フイルターホイールに伝達するプーリのフイルタ
ーホイールハウジングと対向する面に冷却フアン
を配設して空気を撹拌するように構成したので、
モータの発熱によるフイルターホイールハウジン
グの温度上昇を確実に防止でき、測定条件を一定
に保つことができる。また、冷却用フアンを単に
プーリに取付けるだけでよいので、組立が容易で
安価な分析計を提供でき。その実用的効果は非常
に大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を複数の被測定ガス成分の濃度
測定を行う赤外線分析計に適用した場合の一実施
例を示す断面図、第２図および第３図はそれぞれ
冷却用フアンを備えたプーリの斜視図、第４図
Ａ，Ｂは光の吸収を示す図、第５図ａ，ｂ，ｃは
出力電圧を示す図、第６図は光量の変化と出力電
圧との関係を示す図である。 １……光源、４……試料セル、５……フイルタ
ーホイールハウジング、６……モータ、９……リ
フアレンスセル、１１……センシイテイブセル、
１３……集光器、１６ａ，１６ｂ……干渉フイル
ター、１７……ベース、１８……回転軸、２２…
…プーリ、２４……冷却用フアン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被測定ガス中に含まれている各ガス成分がそれ
   ぞれ一定波長域の赤外線を吸収することにより、
   各ガス成分およびその濃度を測定する赤外線分析
   計において、リフアレンスセルとセンシイテイブ
   セルとを有してフイルターホイールハウジング内
   に回転自在に配設されたフイルターホイールと、
   前記フイルターホイールハウジングの外部に配設
   され前記フイルターホイールを回転させるモータ
   とを具備し、このモータの回転軸に取付けられ該
   回転軸の回転を前記フイルターホイールに伝達す
   るプーリを前記フイルターホイールハウジングに
   近接対向させ、かつその対向面に冷却用フアンを
   設けたことを特徴とする赤外線分析計。