JP2011033351A - ガス分析装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本実施例に係る第一のガス分析装置10Aは、燃料ガス11を抜出す燃料ガス抜出し管12と、この燃料ガス抜出し管12に窓13が設けられ、この窓13の燃料ガス11が流通する方向の面側にTiO2層14を有するTiO2コーティング窓15と、TiO2コーティング窓15に外部から波長が可視領域の第1のレーザ光16、波長が紫外から真空紫外領域の第2のレーザ光17の両方をTiO2コーティング窓15を通過して燃料ガス11に照射させる光照射手段18と、燃料ガス抜出し管12の燃料ガス11に第1のレーザ光16を照射して発生する散乱光19を検出する検出器20と、を有する。燃料ガス抜出し管12に突出部28−1、28−2が設けられ、TiO2コーティング窓15は燃料ガス抜出し管12の突出部28−1に設けられる。
【選択図】図1
Description
1) 即ち、前記一方の突出部内に、オゾンガスを供給するオゾンガス供給手段を設けるようにしてもよい。
図1は、本発明による実施例1に係るガス分析装置の構成を簡略に示す概念図である。
図1に示すように、本実施例に係る第一のガス分析装置10Aは、油分を含む被測定ガスとして燃料ガス11を抜出す燃料ガス抜出し管(被測定ガス抜出し管)12と、この燃料ガス抜出し管12に窓13が設けられ、この窓13の燃料ガス11が流通する方向の面側に光触媒として酸化チタン(TiO2)をコーティングしたTiO2層(光触媒層)14を有する酸化チタン(TiO2)コーティング窓15と、TiO2コーティング窓15に外部から波長が可視領域の第1のレーザ光16、波長が紫外から真空紫外領域の第2のレーザ光17の両方をTiO2コーティング窓15を通過して燃料ガス11に照射させる光照射手段18と、燃料ガス抜出し管12の燃料ガス11に第1のレーザ光16を照射することで発生する散乱光19を検出する検出器20と、を有するものである。
尚、図3の測定には、波長が532nm程度のレーザ光を用いて行なったものである。
図3に示すように、測定ガスとしてH2ガスを用いたときには、波長が693nm付近でピークが観測される。よって、測定ガスとしてH2ガスを用いるときには、波長が693nm付近の光を検出用として用いることで高い測定性能が得られる。
図4中、試験例1は、窓13にTiO2層14をコーティングしたTiO2コーティング窓15を有する本実施例に係る第一のガス分析装置10Aを用いて行なった試験結果を示す(図4中、太線)。比較例1は、窓13にTiO2層14をコーティングしていない従来より用いられている図11に示すようなラマン散乱光を測定するガス測定装置を用いて行なった試験結果を示す(図4中、破線)。
尚、図4の測定には、波長が532nm程度のレーザ光を用いて行なったものである。また、H2ガスを測定ガスとして用いて行なっているので、図3に示すように、波長が693nm付近の光を検出して行なった。
図4に示すように、従来より用いられている図11に示すようなラマン散乱光を測定するガス測定装置を用いてガス成分の分析を行った比較例1の場合、時間が経過するに従ってH2の信号強度は低下していった。これに対し、本実施例に係る第一のガス分析装置10Aを用いてガス成分の分析を行った試験例1では、常時安定してH2の信号強度が高く維持できた。よって、本実施例に係る第一のガス分析装置10Aを用いてガス成分の分析を行うことで、散乱光19の光の強度を低下させることなく検出器20で検出し、安定してガス成分の測定をすることができる。
図5は、本発明による実施例2に係る第二のガス分析装置の構成を簡略に示す概念図である。
本実施例に係る第二のガス分析装置は、図1に示す実施例1に係る第一のガス分析装置10Aの構成と同様であるため、同一部材には同一の符号を付して重複した説明は省略する。
A+C=3m ・・・(1)
B=D ・・・(2)
但し、ハーフミラー42と反射ミラー43−1との距離をA、ハーフミラー42とダイクロイックミラー44との距離をB、反射ミラー43−2とダイクロイックミラー44との距離をC、反射ミラー43−1と反射ミラー43−2との距離をD、とする。
図8は、本発明による実施例3に係るガス分析装置の構成を簡略に示す概念図である。
本実施例に係る第三のガス分析装置10Cは、図1に示す実施例1に係る第一のガス分析装置10A又は図5に示す実施例2に係る第二のガス分析装置10Bの構成と同様であるため、同一部材には同一の符号を付して重複した説明は省略する。
O3 → O・+O2- ・・・(3)
図9は、本発明による実施例4に係るガス分析装置の構成を簡略に示す概念図である。
本実施例に係る第四のガス分析装置10Dは、図1に示す実施例1に係る第一のガス分析装置10A乃至図8に示す実施例3に係る第三のガス分析装置10Cの構成と同様であるため、同一部材には同一の符号を付して重複した説明は省略する。
即ち、図9に示すように、本実施例に係る第四のガス分析装置10Dは、前記図1に示した実施例1に係る第一のガス分析装置10Aの他方の突出部28−2内に更にTiO2コーティング窓15−2が設けられ、突出部28−2内に設けたTiO2コーティング窓15−2と突出部28−2の内壁28aとの間に、第1のレーザ光16は透過し、第2のレーザ光17は反射させるダイクロイックミラー61を有するものである。
図10は、本発明による実施例5に係る第五のガス分析装置の構成を簡略に示す概念図である。
本実施例に係る第五のガス分析装置は、図1に示す実施例1に係る第一のガス分析装置10A乃至図9に示す実施例4に係る第四のガス分析装置10Dの構成と同様であるため、同一部材には同一の符号を付して重複した説明は省略する。
11 燃料ガス
12 燃料ガス抜出し管
13 窓
14 TiO2層(光触媒層)
15 酸化チタン(TiO2)コーティング窓
16、16a、16b 第1のレーザ光
17 第2のレーザ光
18 光照射手段
19 散乱光
20 検出器
21 煙道
22 レーザ光
23 レーザ照射装置
24 第1の波長変換器
25 第2の波長変換器
26、37、43−1、43−2 反射ミラー
27、38 集光レンズ
28−1、28−2 突出部
31 中間層
32−1、32−2 保持部材
33 ボルト
34、62 不活性ガス
35、63 不活性ガス供給部(不活性ガス供給手段)
36、46 ダンパ(遮蔽部材)
39 分光器
41 迂回通路
42 ハーフミラー
44、61 ダイクロイックミラー
45、73 凹レンズ
51 オゾン(O3)ガス
52 オゾン(O3)ガス供給部(O3ガス供給手段)
71 孔
72 板
74 空間
Claims (10)
- 油分を含む被測定ガスを抜出す被測定ガス抜出し管と、
該被測定ガス抜出し管の壁面に窓が設けられ、該窓の前記被測定ガスが流通する方向の面側に光触媒をコーティングした光触媒層を有する光触媒コーティング窓と、
前記光触媒コーティング窓に外部から波長が可視領域の第1のレーザ光、又は波長が紫外から真空紫外領域の第2のレーザ光の何れか一方又は両方を前記光触媒コーティング窓を通過して前記被測定ガスに照射させる光照射手段と、
前記被測定ガス抜出し管の前記被測定ガスに第1のレーザ光を照射することで発生する散乱光を検出する検出器と、
を有することを特徴とするガス分析装置。 - 請求項1において、
前記光照射手段が、
波長が赤外領域のレーザ光を前記被測定ガスに照射するレーザ照射装置と、
前記レーザ光を前記第1のレーザ光に変換する第1の波長変換器と、
前記第1のレーザ光の一部又は全部を前記第2のレーザ光に変換する第2の波長変換器と、
により構成されることを特徴とするガス分析装置。 - 請求項1又は2において、
前記被測定ガス抜出し管の内壁に突出して設けられる一対の突出部を有し、一方の突出部の内壁に前記光触媒コーティング窓を設けることを特徴とするガス分析装置。 - 請求項1乃至3の何れか一つにおいて、
前記光触媒コーティング窓と対向する壁面側に、前記第1のレーザ光を遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とするガス分析装置。 - 請求項3又は4において、
前記光触媒コーティング窓が設けられている一方の突出部内に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有することを特徴とするガス分析装置。 - 請求項2乃至5の何れか一つにおいて、
前記第1のレーザ光が前記第2の波長変換器を迂回する迂回通路を有することを特徴とするガス分析装置。 - 請求項3乃至6の何れか一つにおいて、
他方の突出部内に更に光触媒コーティング窓が設けられ、
前記他方の突出部内に設けた前記光触媒コーティング窓と前記他方の突出部の内壁との間に、前記第1のレーザ光は透過し、前記第2のレーザ光は反射させるダイクロイックミラーを有することを特徴とするガス分析装置。 - 請求項3乃至6の何れか一つにおいて、
前記一対の突出部内のうち他方の突出部内に第2の波長変換器が設けられ、
前記第2の波長変換器と前記他方の突出部の内壁との間に、前記第1のレーザ光は透過させ、前記第2のレーザ光は反射させるダイクロイックミラーを有することを特徴とするガス分析装置。 - 請求項8において、
前記一方の突出部内に、オゾンガスを供給するオゾンガス供給手段を有することを特徴とするガス分析装置。 - 請求項8又は9において、
前記他方の突出部内に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を有することを特徴とするガス分析装置。
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