JP2013221804A - Concentration measuring apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a concentration measuring apparatus capable of obtaining the concentration distribution of a measuring object substance without collecting a liquid or a gas containing the measuring object substance.SOLUTION: A concentration measuring apparatus 2 which irradiates a gas containing a substance to be a measuring object with laser light and measures a concentration of the substance by detecting the laser light which transmits the gas includes: transparent plates 21 and 22 arranged on a first wall part 11 and a second wall part 12 which surround the internal space of equipment 10, respectively; and a cylinder 20, one end of which is a transparent plate 21 and the other end of which is a transparent plate 22 and in which the laser light transmits across from transparent plate 21 to the transparent plate 22 in parallel to the axial direction. The cylinder 20 is partitioned into a plurality of cells CE1, CE2,and CE3 by a transparent partition part 23 and the transparent plates 21 and 22, and the cells CE1, CE2, and CE3 have an opening 27 connected to an external suction device and an opening 24 through which the gas of the internal space is sucked into the cell by the suction device.

Description

本発明は、濃度測定装置に関するものである。   The present invention relates to a concentration measuring apparatus.

従来、配合ガスに含まれる特定物質の濃度測定を行う装置としてレーザ式ガス分析計が知られている。このレーザ式分析計は、気体状のガス分子がそれぞれ固有の光吸収スペクトルを有するという特性を利用し、特定物質が含まれるガスにレーザ光を照射し、その特定波長の吸光量から特定物質の濃度を測定するものである。   Conventionally, a laser gas analyzer is known as an apparatus for measuring the concentration of a specific substance contained in a gas mixture. This laser analyzer utilizes the characteristic that each gaseous gas molecule has its own light absorption spectrum, irradiates the gas containing the specific substance with laser light, and determines the specific substance from the amount of absorption at the specific wavelength. The concentration is measured.

特許文献１には、アンモニアを含むガスが流通する配管ユニットからガスを吸引し、吸引したガスをレーザ式ガス分光計に導いてガス中に含まれるアンモニア濃度を測定する技術が開示されている。
特許文献２には、煙道の内部に挿入されて排ガスを採取するサンプリング管と、サンプリング管に対して加熱導管を介して接続されるフローセルユニットと、フローセルユニットに接続されるレーザ式ガス分析計とを備えるアンモニア濃度測定装置が開示されている。特許文献２に開示されているアンモニア濃度測定装置では、サンプリング管の内部に三酸化硫黄（ＳＯ３）を吸着するがアンモニアを通過させる吸着剤を装填し、排ガスから三酸化硫黄を除去したガスをレーザ式ガス分析計に導入させることで、アンモニアの測定精度を向上させている。 Patent Document 1 discloses a technique in which gas is sucked from a piping unit through which a gas containing ammonia flows, and the sucked gas is guided to a laser gas spectrometer to measure the concentration of ammonia contained in the gas.
Patent Document 2 discloses a sampling pipe inserted into a flue to collect exhaust gas, a flow cell unit connected to the sampling pipe via a heating conduit, and a laser gas analyzer connected to the flow cell unit. An ammonia concentration measuring device is disclosed. In the ammonia concentration measuring device disclosed in Patent Document 2, an adsorbent that adsorbs sulfur trioxide (SO 3 ) but passes ammonia inside the sampling pipe is loaded, and the gas from which sulfur trioxide has been removed from the exhaust gas is loaded. By introducing it into a laser gas analyzer, the measurement accuracy of ammonia is improved.

下記特許文献１、２に開示されているサンプリング方式の濃度測定装置では、以下のような問題点があった。
ガスを吸引して測定用の配管に導く必要があることから、測定の高速化が困難である。
ガスを測定用の配管に引き込んだ後に濃度測定を行うことから、配管を流通しているガスと測定管に引き込まれたガスの状態（例えば、温度等）が異なってしまい、測定精度が低下する。
流通ガスを局所的に採取して濃度測定を行うため、局所的なガス濃度測定はできても、濃度分布を取得することができない。また、サンプリング箇所を逐次変えて濃度測定を行えば、濃度分布を取得することは可能であるが、位置毎にガスの吸引、排出が必要となり、作業が煩雑であるとともに時間がかかる。 The sampling type concentration measuring devices disclosed in the following Patent Documents 1 and 2 have the following problems.
Since it is necessary to suck the gas and guide it to the measurement pipe, it is difficult to increase the measurement speed.
Since the concentration measurement is performed after the gas is drawn into the measurement pipe, the state of the gas flowing through the pipe and the state of the gas drawn into the measurement pipe (for example, temperature, etc.) differ, and the measurement accuracy decreases. .
Since the concentration is measured by collecting the circulating gas locally, the concentration distribution cannot be acquired even if the local gas concentration can be measured. Further, if concentration measurement is performed by sequentially changing sampling locations, it is possible to acquire a concentration distribution, but it is necessary to suck and discharge gas at each position, which is complicated and takes time.

また、上記のように、ガスを測定用の配管に吸引するのではなく、ガスが流通する管そのものにレーザ式ガス分析計を配置する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３には、ガスが存在する内部空間に突出させた外筒と、外筒内にレーザを透過する光透過性部材によって閉塞された密閉空間を有する内筒とからなる二重管ノズルをレーザ光照射装置とレーザ光受光装置とにそれぞれ設け、この二重管ノズルの間の距離および突出位置を調節することにより、二重管ノズル間に存在する特定物質の濃度を測定する技術が開示されている。   In addition, as described above, there has been proposed a method in which a laser gas analyzer is arranged in a pipe through which the gas flows, instead of sucking the gas into a measurement pipe (for example, see Patent Document 3). Patent Document 3 discloses a double tube nozzle comprising an outer cylinder protruding into an internal space where gas exists and an inner cylinder having a sealed space closed by a light-transmitting member that transmits laser in the outer cylinder. Disclosed is a technique for measuring the concentration of a specific substance existing between the double tube nozzles by adjusting the distance and the protruding position between the double tube nozzles provided in the laser light irradiation device and the laser light receiving device, respectively. Has been.

特開２０１２−００８００８号公報JP 2012-008008 A 特開２０１０−２３６８７７号公報JP 2010-236877 A 特開２０１１−０３８８７７号公報JP 2011-038877 A

しかしながら、特許文献３には、濃度分布を取得することについては何ら開示されていない。また、特許文献３に開示されている装置を用いて濃度分布を取得する場合には、濃度測定位置に応じて二重管ノズルの位置を調節する必要があり、制御が煩雑となる上、相当な時間を要するという問題があった。   However, Patent Document 3 does not disclose anything about obtaining the concentration distribution. In addition, when acquiring the concentration distribution using the apparatus disclosed in Patent Document 3, it is necessary to adjust the position of the double tube nozzle in accordance with the concentration measurement position, and the control becomes complicated and considerable. There was a problem that it took a long time.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、測定対象物質が含まれるガスまたは液体を採取することなく、測定対象物質の濃度分布を取得することのできる濃度測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a concentration measurement apparatus that can acquire the concentration distribution of a measurement target substance without collecting a gas or liquid containing the measurement target substance. The purpose is to do.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明に係る濃度測定装置は、測定対象とする物質が含まれるガスにレーザ光を照射し、ガスを透過したレーザ光を検出することで前記物質の濃度を測定する濃度測定装置において、機器の内部空間を囲む第１壁部に設けられた第１透明板と、前記内部空間を囲み前記第１壁部と異なる第２壁部に設けられた第２透明板と、前記内部空間内に設けられ、一端が前記第１透明板であり他端が前記第２透明板であって、レーザ光が前記第１透明板から前記第２透明板にわたって軸線方向に対して平行に通過する筒状部材とを備え、前記筒状部材は、透明な少なくとも一つの隔壁と前記第１透明板と前記第２透明板とによって、複数のセルに仕切られており、前記セルは、外部の吸引装置に接続される第１開口部と、前記吸引装置によって前記セル内に吸入される前記内部空間のガスが通過する第２開口部とを有する。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
A concentration measuring apparatus according to the present invention is a concentration measuring apparatus that measures the concentration of a substance by irradiating a gas containing a substance to be measured with a laser beam and detecting the laser beam transmitted through the gas. A first transparent plate provided in a first wall portion surrounding the internal space, a second transparent plate provided in a second wall portion surrounding the internal space and different from the first wall portion, and provided in the internal space A cylindrical member in which one end is the first transparent plate and the other end is the second transparent plate, and the laser beam passes parallel to the axial direction from the first transparent plate to the second transparent plate. The cylindrical member is partitioned into a plurality of cells by at least one transparent partition, the first transparent plate, and the second transparent plate, and the cells are connected to an external suction device. The first opening and the cell by the suction device Gas in the internal space to be inhaled and a second opening passes.

この発明によれば、機器の内部空間に筒状部材が設けられ、筒状部材の一端は第１壁部に設けられた第１透明板であり、筒状部材の他端は第２壁部に設けられた第２透明板である。そして、筒状部材は複数のセルに分けられる。各セルは、筒状部材が透明な少なくとも一つの隔壁と第１透明板と第２透明板のうちの二つによって仕切られることによって形成される。
筒状部材の軸線方向に配置される部材、すなわち、第１透明板と第２透明板と隔壁は、透明部材であることから、レーザ光が筒状部材内部を通過する。
各セルには、機器の内部空間のガスが吸入される。セルごとに内部空間のガスを順次吸入した場合、セルに吸入されたガスに含まれる物質の濃度をセル単位で測定できる。セルは、筒状部材の軸方向に配置されることから、筒状部材の軸方向に沿って内部空間の物質の濃度分布を測定できる。なお、一のセル内の濃度を測定するとき、他のセル内には、内部空間のガスは含まれず、例えばパージガスで充満しておく。 According to this invention, the cylindrical member is provided in the internal space of the device, one end of the cylindrical member is the first transparent plate provided on the first wall, and the other end of the cylindrical member is the second wall. 2 is a second transparent plate. The cylindrical member is divided into a plurality of cells. Each cell is formed by partitioning a cylindrical member by at least one of a transparent partition, a first transparent plate, and a second transparent plate.
Since the members arranged in the axial direction of the cylindrical member, that is, the first transparent plate, the second transparent plate, and the partition are transparent members, the laser light passes through the cylindrical member.
Each cell is inhaled with gas in the internal space of the device. When the gas in the internal space is sequentially sucked for each cell, the concentration of the substance contained in the gas sucked into the cell can be measured in units of cells. Since the cell is arranged in the axial direction of the cylindrical member, the concentration distribution of the substance in the internal space can be measured along the axial direction of the cylindrical member. When measuring the concentration in one cell, the other cells do not contain the gas in the internal space, and are filled with, for example, a purge gas.

また、本発明に係る濃度測定装置は、測定対象とする物質が含まれるガスにレーザ光を照射し、ガスを透過したレーザ光を検出することで前記物質の濃度を測定する濃度測定装置において、機器の内部空間内に設けられ、前記内部空間を囲む第１壁部と、前記内部空間を囲み前記第１壁部と異なる第２壁部の少なくともいずれか一方によって支持される筒状部材を備え、前記筒状部材は、外周面に形成された前記内部空間のガスが出入する開口部と、互いに対向する二つの透明な隔壁の間に形成された前記開口部を含む測定空間とを有し、レーザ光が、前記測定空間において、一の前記隔壁から他の前記隔壁にわたって前記筒状部材の軸線方向に対して平行に通過する。   Further, the concentration measuring apparatus according to the present invention is a concentration measuring apparatus that measures the concentration of the substance by irradiating a gas containing the substance to be measured with a laser beam and detecting the laser beam transmitted through the gas. A cylindrical member is provided in the internal space of the device, and is supported by at least one of a first wall portion surrounding the internal space and a second wall portion surrounding the internal space and different from the first wall portion. The cylindrical member has an opening for gas in and out of the internal space formed on the outer peripheral surface and a measurement space including the opening formed between two transparent partition walls facing each other. In the measurement space, the laser light passes in parallel to the axial direction of the cylindrical member from one partition to the other partition.

この発明によれば、機器の内部空間に筒状部材が設けられ、筒状部材は第１壁部と第２壁部の少なくともいずれか一方によって支持される。そして、筒状部材の外周面には、開口部が形成されており、筒状部材は、互いに対向する二つの透明な隔壁の間に挟まれた開口部を含む測定空間と、それ以外の空間に分けられる。
開口部を含む測定空間は、内部空間のガスが存在し、それ以外の空間は、隔壁によって仕切られていることから、内部空間のガスが存在しない。したがって、測定空間において、レーザ光が筒状部材の軸線方向に対して平行に通過することによって、測定空間におけるガスに含まれる物質の濃度を測定できる。 According to this invention, the cylindrical member is provided in the internal space of the device, and the cylindrical member is supported by at least one of the first wall portion and the second wall portion. And the opening part is formed in the outer peripheral surface of a cylindrical member, and a cylindrical member is a measurement space containing the opening part pinched | interposed between two transparent partition walls which mutually oppose, and other space It is divided into.
In the measurement space including the opening, the gas in the internal space is present, and the other spaces are partitioned by the partition walls, and therefore no gas in the internal space is present. Therefore, in the measurement space, the concentration of the substance contained in the gas in the measurement space can be measured by passing the laser light in parallel with the axial direction of the cylindrical member.

また、本発明に係る濃度測定装置は、測定対象とする物質が含まれるガスにレーザ光を照射し、ガスを透過したレーザ光を検出することで前記物質の濃度を測定する濃度測定装置において、機器の内部空間内に設けられ、前記内部空間を囲む第１壁部と、前記内部空間を囲み前記第１壁部と異なる第２壁部の少なくともいずれか一方によって支持される筒状部材と、前記筒状部材と接続され、レーザ光が一端部から他端部にわたって軸線方向に対して平行に通過する測定管とを備え、前記筒状部材は、前記内部空間のガスが通過する開口部を有し、前記測定管は、前記筒状部材から前記内部空間のガスが導入される。   Further, the concentration measuring apparatus according to the present invention is a concentration measuring apparatus that measures the concentration of the substance by irradiating a gas containing the substance to be measured with a laser beam and detecting the laser beam transmitted through the gas. A cylindrical member that is provided in the internal space of the device, and that is supported by at least one of a first wall that surrounds the internal space and a second wall that surrounds the internal space and is different from the first wall; A measuring tube connected to the cylindrical member and allowing laser light to pass in parallel to the axial direction from one end to the other, and the cylindrical member has an opening through which the gas in the internal space passes. And the measuring tube has the gas in the internal space introduced from the cylindrical member.

この発明によれば、機器の内部空間に筒状部材が設けられ、筒状部材は第１壁部と第２壁部の少なくともいずれか一方によって支持される。そして、筒状部材の外周面には、開口部が形成されており、開口部を介して内部空間のガスが筒状部材内に導かれる。筒状部材は、測定管と接続されており、測定管は、筒状部材内部から内部空間のガスが導入される。測定管において、レーザ光が測定管の軸線方向に対して平行に通過することによって、測定管におけるガスに含まれる物質の濃度を測定できる。   According to this invention, the cylindrical member is provided in the internal space of the device, and the cylindrical member is supported by at least one of the first wall portion and the second wall portion. And the opening part is formed in the outer peripheral surface of a cylindrical member, and the gas of internal space is guide | induced into a cylindrical member through an opening part. The tubular member is connected to the measurement tube, and the gas in the internal space is introduced into the measurement tube from the inside of the tubular member. In the measuring tube, the concentration of the substance contained in the gas in the measuring tube can be measured by allowing the laser light to pass in parallel to the axial direction of the measuring tube.

上記発明において、前記筒状部材が複数設けられ、前記筒状部材それぞれの前記開口部は、前記筒状部材の軸線方向において位置が異なるようにしてもよい。   In the above invention, a plurality of the cylindrical members may be provided, and the positions of the openings of the cylindrical members may be different in the axial direction of the cylindrical member.

この発明によれば、複数の筒状部材が設けられ、それぞれの筒状部材に形成される開口部は、筒状部材の軸線方向において位置が異なることから、異なる。したがって、それぞれの測定空間について濃度を測定することによって、筒状部材の軸方向に沿って内部空間の物質の濃度分布を測定できる。   According to the present invention, a plurality of cylindrical members are provided, and the openings formed in the respective cylindrical members are different because the positions thereof are different in the axial direction of the cylindrical members. Therefore, the concentration distribution of the substance in the internal space can be measured along the axial direction of the cylindrical member by measuring the concentration in each measurement space.

上記発明において、前記筒状部材は、軸線方向に対して平行に移動可能であってもよい。   In the above invention, the cylindrical member may be movable parallel to the axial direction.

この発明によれば、筒状部材が軸線方向に対して平行に移動することによって、筒状部材に形成される開口部は、筒状部材の軸線方向において位置が変化する。そして、測定空間についても、筒状部材の軸線方向において位置が変化する。したがって、異なる位置において測定空間の濃度を測定することによって、筒状部材の軸方向に沿って内部空間の物質の濃度分布を測定できる。   According to this invention, when the cylindrical member moves in parallel to the axial direction, the position of the opening formed in the cylindrical member changes in the axial direction of the cylindrical member. And also about a measurement space, a position changes in the axial direction of a cylindrical member. Therefore, by measuring the concentration in the measurement space at different positions, the concentration distribution of the substance in the internal space can be measured along the axial direction of the cylindrical member.

本発明は、測定対象が含まれるガスが流通する機器の内部空間に仮想的に設定された複数の測定点における前記測定対象の濃度を測定して濃度分布を得る濃度測定装置であって、先端部に開口部を有し、前記機器の壁面を貫通して該開口部が前記測定点にそれぞれ位置するように配置された複数の筒状部材と、前記筒状部材の他端に一端が接続され、他端が分岐管に接続される測定管と、前記分岐管に設けられた吸引手段と、前記機器の外部において前記筒状部材に設けられた流量調整弁とをし、前記測定管は、管内に導入された前記ガスに対してレーザ光を照射する送光手段と、該レーザ光を受光する受光手段とを有し、前記レーザ光の強度情報に基づいて前記管内に導入された前記ガスに含まれる前記測定対象の濃度を測定する濃度測定装置を提供する。   The present invention is a concentration measuring device for obtaining a concentration distribution by measuring the concentration of the measurement object at a plurality of measurement points virtually set in the internal space of the device through which the gas containing the measurement object flows. A plurality of cylindrical members arranged so that the openings penetrate the wall surface of the device and are positioned at the measurement points, respectively, and one end connected to the other end of the cylindrical member The other end of which is connected to the branch pipe, a suction means provided in the branch pipe, and a flow rate adjusting valve provided in the cylindrical member outside the device, And a light transmitting means for irradiating the gas introduced into the tube with laser light and a light receiving means for receiving the laser light, and the gas introduced into the pipe based on intensity information of the laser light. Concentration measurement for measuring the concentration of the measurement object contained in the gas To provide a location.

上記濃度測定装置において、複数の前記筒状部材のうちの一部の筒状部材の前記他端は、前記流量調整弁よりもガス流れ下流側において共通の接続管に接続され、前記測定管の一端が前記接続管に接続されていてもよい。   In the concentration measuring apparatus, the other end of a part of the plurality of tubular members is connected to a common connection pipe on the downstream side of the gas flow with respect to the flow rate adjustment valve, One end may be connected to the connecting pipe.

上記濃度測定装置において、前記測定管が備える各送光手段には、共通のレーザ光源からレーザ光が供給されることとしてもよい。   In the concentration measuring apparatus, laser light may be supplied from a common laser light source to each light transmitting means provided in the measuring tube.

上記濃度測定装置において、前記測定管が備える各受光手段は共通の光検出手段と接続され、前記光検出手段によってレーザ光の受光強度が検出されることとしてもよい。   In the concentration measuring apparatus, each light receiving means included in the measurement tube may be connected to a common light detecting means, and the light receiving intensity of the laser light may be detected by the light detecting means.

本発明は、排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置であって、還元剤主系統に設けた総流量制御弁の下流から分岐させた複数の還元剤供給系統が各々少なくとも１個の注入ノズルと該注入ノズルの上流側に位置する流量制御元弁とを備え、前記排ガスを流す流路内に設置されて前記注入ノズルから前記排ガス中に前記還元剤を注入する還元剤注入装置と、前記還元剤と前記排ガスとを混合させる流体混合装置と、前記窒素酸化物と前記還元剤とを反応させた後に主として水と窒素とに分解する脱硝触媒と、前記脱硝触媒下流側の前記流路断面内における前記還元剤濃度分布を測定する上記いずれかの濃度測定装置と、窒素酸化物濃度を計測する窒素酸化物濃度計と、前記還元剤濃度分布及び前記窒素酸化物濃度の計測値が入力され、前記窒素酸化物濃度に基づいて前記総流量制御弁の開度の設定を行うとともに、前記還元剤濃度分布に基づいて複数個所の前記流量制御元弁毎の開度の設定を行う開度設定部とを具備する脱硝装置を提供する。   The present invention is a denitration device for removing nitrogen oxides in exhaust gas, and each of a plurality of reducing agent supply systems branched from the downstream of a total flow control valve provided in the reducing agent main system has at least one injection nozzle. And a flow rate control source valve located upstream of the injection nozzle, installed in a flow path for flowing the exhaust gas, and a reducing agent injection device for injecting the reducing agent into the exhaust gas from the injection nozzle, A fluid mixing device for mixing a reducing agent and the exhaust gas, a denitration catalyst that decomposes mainly into water and nitrogen after reacting the nitrogen oxides and the reducing agent, and a flow path cross section downstream of the denitration catalyst. Any one of the above-described concentration measuring devices for measuring the reducing agent concentration distribution, a nitrogen oxide concentration meter for measuring the nitrogen oxide concentration, and the measured values of the reducing agent concentration distribution and the nitrogen oxide concentration are input. , Said nitro An opening setting unit that sets the opening of the total flow control valve based on the oxide concentration and sets the opening for each of the flow control source valves at a plurality of locations based on the reducing agent concentration distribution. A denitration apparatus is provided.

本発明によれば、測定対象物質が含まれるガスまたは液体を採取することなく、測定対象物質の濃度分布を取得することができるという効果を奏する。   According to the present invention, the concentration distribution of the measurement target substance can be obtained without collecting the gas or liquid containing the measurement target substance.

本発明の第１実施形態に係る濃度分布測定装置を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a concentration distribution measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る濃度分布測定装置の筒を示す平面図である。It is a top view which shows the cylinder of the concentration distribution measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態に係る濃度測定装置を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the concentration measuring device concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係る濃度分布測定装置を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a concentration distribution measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係る濃度分布測定装置の筒を示す平面図である。It is a top view which shows the cylinder of the concentration distribution measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る濃度測定装置を示す平面図である。It is a top view which shows the density | concentration measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る濃度測定装置の筒を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cylinder of the density | concentration measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図７のVIII−VIII線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the VIII-VIII line of FIG. 本発明の第２実施形態に係る濃度測定装置の第１変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 1st modification of the density | concentration measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る濃度測定装置の第１変形例の筒を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cylinder of the 1st modification of the density | concentration measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図１０のXI−XI線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the XI-XI line of FIG. 図１０のXII−XII線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the XII-XII line | wire of FIG. 本発明の第２実施形態に係る濃度測定装置の第２変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the 2nd modification of a concentration measuring device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第３実施形態に係る濃度分布測定装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the density | concentration distribution measuring apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る濃度分布測定装置の測定管を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the measuring tube of the concentration distribution measuring apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の適用例に係る脱硝装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the denitration apparatus which concerns on the application example of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の適用例に係るアンモニア注入装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the ammonia injection apparatus which concerns on the application example of 1st Embodiment of this invention.

以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る濃度分布測定装置１について図面を参照して説明する。
図４を参照して、本実施形態に係る濃度分布測定領域について説明する。図４に示すように、機器１０の内部空間５には測定対象を含むガスが流通している。機器１０の一例としては、事業用ボイラ、産業用ボイラ、工業炉などの排ガス口に接続された排気ダクトなどのガス配管、ガスが充填された容器等が挙げられる。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, a concentration distribution measuring apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
With reference to FIG. 4, the concentration distribution measurement region according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 4, a gas containing a measurement object is circulated in the internal space 5 of the device 10. As an example of the apparatus 10, gas piping, such as an exhaust duct connected to exhaust gas ports, such as a business boiler, an industrial boiler, and an industrial furnace, a container filled with gas, and the like can be given.

内部空間５には、濃度測定領域Ｓが仮想的に設定されている。濃度測定領域Ｓは内部空間５内に任意に設定される領域である。図４では、濃度測定領域Ｓは２次元的に設定されているが、３次元的に設定されてもよい。   A density measurement region S is virtually set in the internal space 5. The density measurement area S is an area arbitrarily set in the internal space 5. In FIG. 4, the concentration measurement region S is set two-dimensionally, but may be set three-dimensionally.

図１は、本実施形態に係る濃度分布測定装置１の全体構成を概略的に示したブロック図である。図１に示すように、濃度分布測定装置１は、濃度測定領域Ｓに向けてレーザ光を照射する複数の送光部６と、各送光部６に対応して設けられるとともに、対応する送光部６から照射され、濃度測定領域Ｓを通過したレーザ光を受光する複数の受光部７とを有している。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of a concentration distribution measuring apparatus 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the concentration distribution measuring apparatus 1 is provided corresponding to each of the light transmitting units 6 and a plurality of light transmitting units 6 that irradiate laser light toward the concentration measuring region S, and a corresponding transmitting unit. And a plurality of light receiving portions 7 that receive the laser light irradiated from the light portion 6 and passed through the concentration measurement region S.

図３には、一対の送光部６及び受光部７の配置関係を概略的に示している。送光部６及び受光部７は、図３に示すように、フランジ９によって機器１０の外壁面にそれぞれ固定されている。送光部６から射出されたレーザ光は、機器１０の壁面に形成された透明板２１を介して筒２０内部に向けて照射される。レーザ光は、筒２０内に存在する測定対象のガスの影響を受けながら伝搬し、透明板２２を介して対応する受光部７により受光される。   FIG. 3 schematically shows the arrangement relationship between the pair of light transmitter 6 and light receiver 7. As shown in FIG. 3, the light transmitter 6 and the light receiver 7 are respectively fixed to the outer wall surface of the device 10 by a flange 9. The laser beam emitted from the light transmitting unit 6 is irradiated toward the inside of the cylinder 20 through the transparent plate 21 formed on the wall surface of the device 10. The laser light propagates under the influence of the gas to be measured existing in the cylinder 20 and is received by the corresponding light receiving unit 7 through the transparent plate 22.

図１に示すように、各送光部６には共通のレーザ光源１７から送光側光セレクタ１８を介してレーザ光が供給される。送光側光セレクタ１８は、送光部６の設置数以上のチャネルを有しており、各チャネルと各送光部６とが光ファイバ８を介して接続されている。同様に、レーザ光源１７と送光側光セレクタ１８とは光ファイバ８を介して接続されている。レーザ光源１７はレーザ制御部１６によって制御される。レーザ光源１７としては、測定対象の吸光度の特性に応じた適切な波長を出力する光源が採用される。   As shown in FIG. 1, laser light is supplied to each light transmission unit 6 from a common laser light source 17 via a light transmission side optical selector 18. The light transmission side optical selector 18 has more channels than the number of light transmission units 6 installed, and each channel and each light transmission unit 6 are connected via an optical fiber 8. Similarly, the laser light source 17 and the light transmission side optical selector 18 are connected via the optical fiber 8. The laser light source 17 is controlled by the laser control unit 16. As the laser light source 17, a light source that outputs an appropriate wavelength according to the absorbance characteristic of the measurement target is employed.

このような送光系においては、測定制御部１５によってレーザ制御部１６に起動・停止の信号が出力されることにより、レーザ制御部１６によるレーザ光源１７の起動・停止が制御される。更に、測定制御部１５によって送光側光セレクタ１８のチャネルが走査されることにより、レーザ光源１７から射出されたレーザ光が選択されたチャネルの送信部６に供給され、筒２０に向けて照射される。また、レーザ光源１７から照射されるレーザ光の照射強度が、例えば、光検出部（図示略）によって検出され、後述する濃度測定部３５に通知される。   In such a light transmission system, the start / stop of the laser light source 17 by the laser control unit 16 is controlled by outputting a start / stop signal to the laser control unit 16 by the measurement control unit 15. Further, when the channel of the light transmission side optical selector 18 is scanned by the measurement control unit 15, the laser light emitted from the laser light source 17 is supplied to the transmission unit 6 of the selected channel and irradiated toward the cylinder 20. Is done. Further, the irradiation intensity of the laser light emitted from the laser light source 17 is detected by, for example, a light detection unit (not shown) and notified to a concentration measurement unit 35 described later.

各受光部７は受光側光セレクタ３７を介して光検出部３６と接続されている。受光側光セレクタ３７は受光部７の設置数以上のチャネルを有しており、各チャネルと各受光部７とが光ファイバ８を介して接続されている。このとき、各受光部１２と受光側光セレクタ１８との接続チャネルは、その受光部１２に対応する送光部１１と送光側光セレクタ１７との接続チャネルと同じチャネルにされることが好ましい。換言すると、一対の送光部１１と受光部１２とは同じチャネルにそれぞれ接続されることが好ましい。
受光側セレクタ３７と光検出部３６とは光ファイバ８を介して接続されている。 Each light receiving unit 7 is connected to a light detecting unit 36 via a light receiving side optical selector 37. The light receiving side optical selector 37 has more channels than the number of the light receiving units 7 installed, and each channel and each light receiving unit 7 are connected via an optical fiber 8. At this time, the connection channel between each light receiving unit 12 and the light receiving side optical selector 18 is preferably the same channel as the connection channel between the light transmitting unit 11 and the light transmitting side optical selector 17 corresponding to the light receiving unit 12. . In other words, the pair of light transmitter 11 and light receiver 12 are preferably connected to the same channel.
The light receiving side selector 37 and the light detection unit 36 are connected via the optical fiber 8.

このような受光系においては、測定制御部１５が、送光側光セレクタ１８のチャネル走査と同期して、受光側光セレクタ３７のチャネルを走査することにより、送光部６から照射されたレーザ光が対応する受光部７によって受光され、受光された光の情報が受光側光セレクタ３７を介して光検出部３６に出力される。光検出部３６は、入力された光の情報を電気信号に変換して濃度測定部３５に出力する。
濃度測定部３５では、上述のように光検出部３６から各受光部７によって受光された光の情報が電気信号として入力されるとともに、測定制御部１５から受光側光セレクタ３７の受光タイミング信号が入力される。これにより、光検出部１６からの電気信号と各受光部７とが対応付けられる。 In such a light receiving system, the measurement control unit 15 scans the channel of the light receiving side optical selector 37 in synchronization with the channel scanning of the light transmitting side optical selector 18, thereby irradiating the laser emitted from the light transmitting unit 6. Light is received by the corresponding light receiving unit 7, and information on the received light is output to the light detection unit 36 via the light receiving side optical selector 37. The light detection unit 36 converts the input light information into an electrical signal and outputs it to the concentration measurement unit 35.
In the concentration measuring unit 35, information on the light received by each light receiving unit 7 from the light detecting unit 36 as described above is input as an electrical signal, and the light receiving timing signal of the light receiving side optical selector 37 is received from the measurement control unit 15. Entered. Thereby, the electric signal from the light detection unit 16 and each light receiving unit 7 are associated with each other.

上記のように、送光側光セレクタ１８を設けることで、レーザ光源１７を共有化でき、また、受光側光セレクタ３７を設けることで、光検出部３６を共有化できる。これにより、装置の更なる小型化及び低コスト化を図ることが可能となる。
なお、送光側光セレクタ１８に代えて、各送光部６に対応してそれぞれレーザ光源１７を設けてもよく、同様に、受光側光セレクタ３７に代えて、各受光部３７に対応して光検出部３６をそれぞれ設けることとしてもよい。 As described above, the laser light source 17 can be shared by providing the light transmission side optical selector 18, and the light detection unit 36 can be shared by providing the light reception side optical selector 37. As a result, the device can be further reduced in size and cost.
Instead of the light transmitting side optical selector 18, a laser light source 17 may be provided corresponding to each light transmitting unit 6. Similarly, instead of the light receiving side optical selector 37, corresponding to each light receiving unit 37. Each of the light detection units 36 may be provided.

測定制御部１５及び濃度測定部３５は、例えば、コンピュータであり、ＣＰＵ、ＣＰＵが実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）、各プログラム実行時のワーク領域として機能するＲＡＭ（Random Access Memory）、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ（HDD）、通信ネットワークに接続するための通信インターフェース、及び外部記憶装置が装着されるアクセス部を備えている。これら各部は、バスを介して接続されている。更に、測定制御部１５及び濃度測定部３５は、キーボードやマウス等からなる入力部およびデータを表示する液晶表示装置等からなる表示部などと接続されていてもよい。   The measurement control unit 15 and the concentration measurement unit 35 are, for example, computers, a CPU, a ROM (Read Only Memory) for storing a program executed by the CPU, and a RAM (Random) functioning as a work area when each program is executed. Access Memory), a hard disk drive (HDD) as a mass storage device, a communication interface for connecting to a communication network, and an access unit to which an external storage device is mounted. These units are connected via a bus. Furthermore, the measurement control unit 15 and the concentration measurement unit 35 may be connected to an input unit including a keyboard and a mouse, a display unit including a liquid crystal display device that displays data, and the like.

上記ＣＰＵが実行するプログラム等を記憶するための記憶媒体は、ＲＯＭに限られない。例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等の他の補助記憶装置であってもよい。また、測定制御部１５と濃度測定部３５とを個別のハードウェアによって実現してもよいし、これらを一体化し、一つのコンピュータによって実現する構成としてもよい。   The storage medium for storing the program executed by the CPU is not limited to the ROM. For example, other auxiliary storage devices such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, and a semiconductor memory may be used. Further, the measurement control unit 15 and the concentration measurement unit 35 may be realized by individual hardware, or may be configured to be integrated and realized by a single computer.

次に、本実施形態に係る濃度分布測定装置１の濃度測定装置２について説明する。濃度測定装置２は、上述した機器１０内の濃度測定領域Ｓに存在する予め対象として決められた特定物質（以下「測定物質」ともいう。）の濃度を測定する。濃度分布測定装置１は、複数の濃度測定装置２を備える。   Next, the concentration measuring device 2 of the concentration distribution measuring device 1 according to the present embodiment will be described. The concentration measuring apparatus 2 measures the concentration of a specific substance (hereinafter also referred to as “measurement substance”) that is determined in advance in the concentration measurement region S in the device 10 described above. The concentration distribution measuring device 1 includes a plurality of concentration measuring devices 2.

濃度測定領域Ｓが、図２に示すように、第１壁部１１又は第２壁部１２の面内方向に対して平行方向に１３列に分割され（Ａ列〜Ｍ列）、第１壁部１１から第２壁部１２にわたって３行に分割される場合、３９個の分割領域が形成される。   As shown in FIG. 2, the concentration measurement region S is divided into 13 rows in a direction parallel to the in-plane direction of the first wall portion 11 or the second wall portion 12 (A row to M row), and the first wall When divided into three rows from the portion 11 to the second wall portion 12, 39 divided regions are formed.

機器１０は、図４に示すように、例えば角筒状の空間であって、断面が四角形の場合、互いに対向する第１壁部１１と第２壁部１２を有する。第１壁部１１と第２壁部１２は、板状部材であって、互いに平行に配置される。機器１０の内部には、ガスが一側から他側に流れる。濃度測定領域Ｓは、機器１０のガス流れに対して垂直方向に切断して形成される機器１０内の２次元面又は３次元空間である。   As illustrated in FIG. 4, the device 10 has a first wall portion 11 and a second wall portion 12 that are opposed to each other, for example, when the space is a rectangular tube and the cross section is a quadrangle. The first wall portion 11 and the second wall portion 12 are plate-like members and are arranged in parallel to each other. Inside the device 10, gas flows from one side to the other. The concentration measurement region S is a two-dimensional surface or a three-dimensional space in the device 10 formed by cutting in a direction perpendicular to the gas flow of the device 10.

濃度測定装置２は、図３に示すように筒２０を備えており、濃度測定装置２の筒２０は、図２及び図４に示すように複数本が平行に配置される。筒２０は、例えば金属製であって、中空の円筒形状である。図３に示すように、筒２０の一端には送光部６が設置され、他端には受光部７が設置される。送光部６から照射されるレーザ光の光路は、筒２０の軸線方向に対して平行である。   The concentration measuring device 2 includes a cylinder 20 as shown in FIG. 3, and a plurality of the tubes 20 of the concentration measuring device 2 are arranged in parallel as shown in FIGS. The cylinder 20 is made of metal, for example, and has a hollow cylindrical shape. As shown in FIG. 3, the light transmitter 6 is installed at one end of the tube 20, and the light receiver 7 is installed at the other end. The optical path of the laser light emitted from the light transmitting unit 6 is parallel to the axial direction of the cylinder 20.

図３に示すように、第１壁部１１には開口部１３が形成され、第２壁部１２には開口部１４が形成される。開口部１３は第１壁部１１を貫通しており、開口部１４は第２壁部１２を貫通している。開口部１３，１４の大きさは、送光部６から照射されるレーザ光が遮断されない大きさであればよい。   As shown in FIG. 3, an opening 13 is formed in the first wall portion 11, and an opening 14 is formed in the second wall portion 12. The opening 13 passes through the first wall 11, and the opening 14 passes through the second wall 12. The size of the openings 13 and 14 may be any size as long as the laser light emitted from the light transmitting unit 6 is not blocked.

開口部１３，１４それぞれに透明板２１，２２が設置される。透明板２１，２２は、レーザ光を透過させる。また、透明板２１，２２は、機器１０の外部から筒２０内部へ外部空気が流入することを防止する。   Transparent plates 21 and 22 are installed in the openings 13 and 14, respectively. The transparent plates 21 and 22 transmit laser light. Further, the transparent plates 21 and 22 prevent external air from flowing into the cylinder 20 from the outside of the device 10.

筒２０は、一端部が機器１０の第１壁部１１の開口部１３に固定され、他端部が機器１０の第２壁部１２の開口部１４に固定される。したがって、筒２０の一端部には、透明板２１が配置され、他端部には、透明板２２が配置される。   One end of the tube 20 is fixed to the opening 13 of the first wall 11 of the device 10, and the other end is fixed to the opening 14 of the second wall 12 of the device 10. Therefore, the transparent plate 21 is disposed at one end of the cylinder 20 and the transparent plate 22 is disposed at the other end.

また、筒２０は、内部において、複数の隔壁２３によって仕切られる。図３に示す例では、隔壁２３は、筒２０の軸線方向に二つ設置される。隔壁２３は、レーザ光を透過させる透明の板状部材である。隔壁２３は、濃度測定領域Ｓから筒２０内部に充填されたガスが隣接するセルＣＥに漏れることを防止する。   The cylinder 20 is partitioned by a plurality of partition walls 23 inside. In the example shown in FIG. 3, two partition walls 23 are installed in the axial direction of the cylinder 20. The partition wall 23 is a transparent plate member that transmits laser light. The partition wall 23 prevents the gas filled in the cylinder 20 from leaking from the concentration measurement region S into the adjacent cell CE.

筒２０の内部は、透明板２１，２２と、２枚の隔壁２３によって、三つのセルＣＥ１，ＣＥ２，ＣＥ３（以下、総称して「セルＣＥ」ともいう。）が形成される。セルＣＥ１は、一端が透明板２１であり、他端が隔壁２３であって、レーザ光の測定光路長は、透明板２１と隔壁２３間の内寸距離Ｌ０である。セルＣＥ２は、２枚の隔壁２３によって挟まれた空間であり、セルＣＥ２におけるレーザ光の測定光路長は、２枚の隔壁２３間の内寸距離Ｌ０である。セルＣＥ３は、一端が隔壁２３であり、他端が透明板２２であって、レーザ光の測定光路長は、隔壁２３と透明板２２間の内寸距離Ｌ０である。   Inside the cylinder 20, three cells CE 1, CE 2, CE 3 (hereinafter also collectively referred to as “cell CE”) are formed by the transparent plates 21, 22 and the two partition walls 23. The cell CE1 has a transparent plate 21 at one end and a partition wall 23 at the other end, and the measurement optical path length of the laser beam is an internal dimension distance L0 between the transparent plate 21 and the partition wall 23. The cell CE2 is a space sandwiched between the two partition walls 23, and the measurement optical path length of the laser light in the cell CE2 is the inner dimension distance L0 between the two partition walls 23. The cell CE3 has a partition wall 23 at one end and a transparent plate 22 at the other end, and the measurement optical path length of the laser beam is an internal dimension distance L0 between the partition wall 23 and the transparent plate 22.

各セルＣＥには、セルＣＥの一端側に開口部２４と、他端側に開口部２７が形成される。開口部２４は、濃度測定領域Ｓ内のガスが通過する。これにより、セルＣＥ内部に測定ガスが充満されたり、測定ガスが排出されたりする。開口部２７は、パージエアーが通過する。これにより、セルＣＥ内部にパージエアーが充満されたり、セルＣＥ内部からパージエアーが排出されたりする。開口部２４がセルＣＥの一端側に設けられ、開口部２７が他端側に設けられることにより、セルＣＥの軸線長さ方向にわたって、吸入されたガスを充満させることができる。   Each cell CE has an opening 24 on one end side of the cell CE and an opening 27 on the other end side. The gas in the concentration measurement region S passes through the opening 24. Thereby, the measurement gas is filled in the cell CE or the measurement gas is discharged. The purge air passes through the opening 27. As a result, the purge air is filled in the cell CE or the purge air is discharged from the cell CE. Since the opening 24 is provided on one end side of the cell CE and the opening 27 is provided on the other end side, the sucked gas can be filled over the axial length direction of the cell CE.

開口部２４には、配管２５の一端部が接続され、配管２５の他端部は開口部２６が形成される。開口部２６は、例えば分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３……（図２及び図３参照）の中間に配置される。これにより、セルＣＥ内部には、分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３……の中間に存在するガスが吸入される。   One end of a pipe 25 is connected to the opening 24, and an opening 26 is formed at the other end of the pipe 25. For example, the opening 26 is arranged in the middle of the divided areas A1, A2, A3 (see FIGS. 2 and 3). As a result, the gas existing in the middle of the divided areas A1, A2, A3... Is sucked into the cell CE.

開口部２７は、配管２８の一端部が接続される。配管２８には、開閉弁２９が設置される。開閉弁２９は、配管２８内にガスを流通させたり、配管２８内のガスの流れを遮断したりする。図３に示す例では、セルＣＥ１に対応して開閉弁２９Ａが設置され、セルＣＥ２に対応して開閉弁２９Ｂが設置され、セルＣＥ３に対応して開閉弁２９Ｃが設置される。   One end of the pipe 28 is connected to the opening 27. An open / close valve 29 is installed in the pipe 28. The on-off valve 29 circulates gas in the pipe 28 or blocks the gas flow in the pipe 28. In the example shown in FIG. 3, an on-off valve 29A is installed corresponding to the cell CE1, an on-off valve 29B is installed corresponding to the cell CE2, and an on-off valve 29C is installed corresponding to the cell CE3.

３本の配管２８は、配管３０と合流する。配管２８側に対して配管３０の反対側は、吸引装置（図示せず。）と接続される。配管３０には、開閉弁３１が設置される。開閉弁３１は、配管３０内にガスを流通させたり、配管３０内のガスの流れを遮断したりする。吸引装置が駆動し、開閉弁３１が開状態になったとき、セルＣＥ内の空気が配管２８及び配管３０を介して外部へ流れる。また、濃度測定領域Ｓ内のガスが開口部２４からセルＣＥ内部に流入する。   The three pipes 28 merge with the pipe 30. The opposite side of the pipe 30 to the pipe 28 side is connected to a suction device (not shown). An open / close valve 31 is installed in the pipe 30. The on-off valve 31 circulates gas in the pipe 30 or blocks the gas flow in the pipe 30. When the suction device is driven and the on-off valve 31 is opened, the air in the cell CE flows to the outside through the pipe 28 and the pipe 30. Further, the gas in the concentration measurement region S flows from the opening 24 into the cell CE.

配管３０には、開閉弁３１よりも配管２９側にて、逆洗管３２が接続される。配管３０側に対して逆洗管３２の反対側からパージエアーが供給される。パージエアーは、測定物質が含まれない空気又は窒素などである。逆洗管３２には、開閉弁３３が設置される。開閉弁３３は、逆洗管３２内にエアーを流通させたり、逆洗管３２内のパージエアーの流れを遮断したりする。機器１０内の圧力は、機器１０の外部に比べて負圧であることから、開閉弁３１が閉状態で、開閉弁３３が開状態になったとき、パージエアーが逆洗管３２、配管３０及び配管２８を介してセルＣＥ内部へ流れる。また、セルＣＥ内のガスが開口部２４から機器１０内部へ流出する。   A backwash pipe 32 is connected to the pipe 30 closer to the pipe 29 than the on-off valve 31. Purge air is supplied from the opposite side of the backwash pipe 32 to the pipe 30 side. The purge air is air that does not contain the measurement substance, nitrogen, or the like. An open / close valve 33 is installed in the backwash pipe 32. The on-off valve 33 circulates air through the backwash tube 32 or blocks the flow of purge air inside the backwash tube 32. Since the pressure inside the device 10 is negative compared to the outside of the device 10, when the on-off valve 31 is closed and the on-off valve 33 is opened, purge air is returned to the backwash pipe 32 and the pipe 30. And flows into the cell CE through the pipe 28. Further, the gas in the cell CE flows out from the opening 24 into the device 10.

給気口３４は、筒２０の内周面にて、透明板２１，２２と、隔壁２３のそれぞれの近傍かつセルＣＥ側に設けられる。給気口３４からシールエアーが吹き出すことによって、透明板２１，２２表面と隔壁２３表面への物質の付着を防止できる。シールエアーは、例えば、筒２０の外部に設置された流通路（図示せず。）を通過して、機器１０の外部から透明板２１，２２表面と隔壁２３の表面へ供給される。   The air supply port 34 is provided on the inner peripheral surface of the cylinder 20 in the vicinity of the transparent plates 21 and 22 and the partition wall 23 and on the cell CE side. By blowing out seal air from the air supply port 34, adhesion of substances to the surfaces of the transparent plates 21, 22 and the partition wall 23 can be prevented. For example, the seal air passes through a flow passage (not shown) installed outside the cylinder 20 and is supplied from the outside of the device 10 to the surfaces of the transparent plates 21 and 22 and the surface of the partition wall 23.

次に、本実施形態に係る濃度測定装置２の動作について説明する。
濃度測定装置２は、筒２０の各セルＣＥ内部に測定物質を含むガス（以下「測定ガス」ともいう。）が充満され、各セルＣＥをレーザ光が通過することによって、測定物質の濃度が測定される。測定時、測定ガスが充満されるセルＣＥは１本の筒２０について一つのセルＣＥであり、他のセルＣＥはパージエアーが充満される。 Next, the operation of the concentration measuring apparatus 2 according to this embodiment will be described.
The concentration measuring device 2 is configured such that each cell CE of the cylinder 20 is filled with a gas containing a measurement substance (hereinafter also referred to as “measurement gas”), and the laser beam passes through each cell CE. Measured. At the time of measurement, the cell CE filled with the measurement gas is one cell CE for one cylinder 20, and the other cells CE are filled with purge air.

まず、セルＣＥ１内部に測定ガスを吸引するため、吸引装置を駆動し、開閉弁２９Ａと開閉弁３１を開状態、開閉弁２９Ｂと開閉弁２９Ｃと開閉弁３３を閉状態にする。これにより、セルＣＥ１内の空気が配管２８及び配管３０を介して外部へ流れる。また、濃度測定領域Ｓ内のガスが開口部２６を介して開口部２４からセルＣＥ１内部に流入する。   First, in order to suck the measurement gas into the cell CE1, the suction device is driven to open the open / close valve 29A and the open / close valve 31, and close the open / close valve 29B, open / close valve 29C and open / close valve 33. Thereby, the air in the cell CE1 flows to the outside through the pipe 28 and the pipe 30. Further, the gas in the concentration measurement region S flows from the opening 24 into the cell CE1 through the opening 26.

そして、送光側セレクタ１８を調整して、測定ガスが導入されたセルＣＥ１を有する筒２０にレーザ光を照射する。このとき、その他のセルＣＥ２，ＣＥ３は、パージエアーが充満されている。筒２０にレーザ光が照射されることによって、光検出部３６で光の強度が検出される。光の強度は、測定物質の濃度に応じて変化することから、濃度測定装置２は、セルＣＥ１内の対象物質の濃度を測定できる。   Then, the light transmission side selector 18 is adjusted to irradiate the cylinder 20 having the cell CE1 into which the measurement gas is introduced with laser light. At this time, the other cells CE2 and CE3 are filled with purge air. By irradiating the tube 20 with laser light, the light detection unit 36 detects the intensity of the light. Since the intensity of light changes according to the concentration of the measurement substance, the concentration measurement device 2 can measure the concentration of the target substance in the cell CE1.

濃度測定が終了したとき、開閉弁３１を閉状態、開閉弁２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃと開閉弁３３を開状態にする。その結果、機器１０内は外部に比べて負圧であることから、セルＣＥ１，ＣＥ２，ＣＥ３内は、パージエアーで充満される。また、パージエアーの流通によって、配管２８やセルＣＥ１，ＣＥ２，ＣＥ３において測定ガスに含まれるダストによる詰まりを防止できる。   When the concentration measurement is finished, the on-off valve 31 is closed, and the on-off valves 29A, 29B, 29C and the on-off valve 33 are opened. As a result, since the inside of the apparatus 10 has a negative pressure compared to the outside, the cells CE1, CE2, CE3 are filled with purge air. Moreover, clogging due to dust contained in the measurement gas can be prevented in the piping 28 and the cells CE1, CE2, and CE3 by the flow of purge air.

次に、セルＣＥ２によって濃度を測定する場合は、吸引装置を駆動し、開閉弁２９Ｂと開閉弁３１を開状態、開閉弁２９Ａと開閉弁２９Ｃと開閉弁３３を閉状態にして、セルＣＥ２内部に測定ガスを吸引する。測定が終了したとき、同様に、セルＣＥ１，ＣＥ２，ＣＥ３をパージエアーで充満させる。そして、セルＣＥ３によって濃度を測定する場合も上述と同様の手順で行う。   Next, when the concentration is measured by the cell CE2, the suction device is driven, the on-off valve 29B and the on-off valve 31 are opened, the on-off valve 29A, the on-off valve 29C and the on-off valve 33 are closed, and the inside of the cell CE2 Aspirate the measuring gas. When the measurement is completed, the cells CE1, CE2, and CE3 are similarly filled with purge air. The same procedure as described above is performed when the concentration is measured by the cell CE3.

以上、本実施形態によれば、１本の筒２０で３箇所の分割領域の濃度を測定できる。そして、全ての筒２０で同様に測定を行うことで、濃度測定領域Ｓ全体の濃度分布を得ることができる。また、筒２０が機器１０に対して固定されており、レーザ光の測定光路長Ｌ０も一定であることから、測定光路長Ｌ０の設定するための時間が不要である。その結果、測定全体にかかる時間を短縮化できる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to measure the density of three divided regions with one cylinder 20. And the density distribution of the whole density | concentration measurement area | region S can be obtained by measuring similarly with all the cylinders 20. FIG. Further, since the cylinder 20 is fixed to the device 10 and the measurement optical path length L0 of the laser light is constant, no time is required for setting the measurement optical path length L0. As a result, the time required for the entire measurement can be shortened.

［第２実施形態］
次に、図５〜図８を参照して、本発明の第２実施形態に係る濃度分布測定装置１の濃度測定装置３について説明する。
濃度測定装置３では、濃度測定領域Ｓが、Ｎ個に分割されるとき、Ｎ本の筒４２が設置される。濃度測定領域Ｓが、図５に示すように、第１壁部１１又は第２壁部１２の面内方向に対して平行方向に１３列に分割され（Ａ列〜Ｍ列）、第１壁部１１から第２壁部１２にわたって３行に分割される場合、３９個の分割領域が形成される。各分割領域の濃度を測定する場合、各列（Ａ列、Ｂ列……）には、３本の筒４２が設置され、合計３９本の筒４２が同一面内に平行に設置される。 [Second Embodiment]
Next, the concentration measuring device 3 of the concentration distribution measuring device 1 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the concentration measuring device 3, when the concentration measuring region S is divided into N, N tubes 42 are installed. As shown in FIG. 5, the concentration measurement region S is divided into 13 rows in a direction parallel to the in-plane direction of the first wall portion 11 or the second wall portion 12 (A row to M row), and the first wall When divided into three rows from the portion 11 to the second wall portion 12, 39 divided regions are formed. When measuring the density of each divided region, three cylinders 42 are installed in each column (A column, B column...), And a total of 39 cylinders 42 are installed in parallel in the same plane.

筒４２は、例えば金属製であって、円筒形状である。機器１０の外部かつ各筒４２の一端側には送光部がそれぞれ設置され、他端側には受光部がそれぞれ設置される。各送光部から照射されるレーザ光の光路は、各筒４２の軸線方向に対して平行である。筒４２は、図６に示すように、第１壁部１１及び第２壁部１２を貫通して設けられ、機器１０に対して固定されている。   The cylinder 42 is made of, for example, metal and has a cylindrical shape. A light transmitting unit is installed outside the device 10 and on one end side of each tube 42, and a light receiving unit is installed on the other end side. The optical path of the laser light emitted from each light transmission unit is parallel to the axial direction of each cylinder 42. As shown in FIG. 6, the cylinder 42 is provided through the first wall portion 11 and the second wall portion 12 and is fixed to the device 10.

筒４２の外周面には、図６に示すように、開口部４５が形成される。開口部４５は、平面視したときの形状が図６に示す例では長方形である。なお、開口部４５の形状は、長円形、楕円形等でもよく、長方形に限定されない。   As shown in FIG. 6, an opening 45 is formed on the outer peripheral surface of the cylinder 42. In the example shown in FIG. 6, the opening 45 has a rectangular shape when viewed in plan. The shape of the opening 45 may be an oval or an ellipse, and is not limited to a rectangle.

開口部４５は、例えば図７及び図８に示すように、互いに対向して２箇所に形成される。一の開口部４５は、ガス流れ上流に位置し、他の開口部４５はガス流れ下流側に位置する。   For example, as shown in FIGS. 7 and 8, the opening 45 is formed at two locations facing each other. One opening 45 is located upstream of the gas flow, and the other opening 45 is located downstream of the gas flow.

開口部４５の一端部には、隔壁４６が配置され、他端部には隔壁４７が配置される。隔壁４６，４７は、レーザ光を透過させる透明の板状部材である。   A partition wall 46 is disposed at one end of the opening 45 and a partition wall 47 is disposed at the other end. The partition walls 46 and 47 are transparent plate-like members that transmit laser light.

筒４２は、隔壁４６，４７との間に、測定空間４８が形成される。測定空間４８は、一端が隔壁４６であり、他端が隔壁４７であって、レーザ光の測定光路長は、隔壁４６と隔壁４７間の内寸距離Ｌ０である。測定空間４８には、濃度測定領域Ｓ内のガスが存在する。複数の筒４２の各測定空間４８は、例えば分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３……の中間に配置される。これにより、各測定空間４８内部には、分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３……の中間のガスがそれぞれ存在する。   A measurement space 48 is formed between the cylinder 42 and the partition walls 46 and 47. One end of the measurement space 48 is a partition wall 46 and the other end is a partition wall 47, and the measurement optical path length of the laser light is an internal dimension distance L 0 between the partition wall 46 and the partition wall 47. In the measurement space 48, the gas in the concentration measurement region S exists. Each measurement space 48 of the plurality of tubes 42 is arranged in the middle of, for example, the divided areas A1, A2, A3,. Thereby, in each measurement space 48, the intermediate gas of division area A1, A2, A3 ... exists, respectively.

分割領域の各列（Ａ列、Ｂ列……）に配置された３本の筒４２のそれぞれの測定空間４８は、筒４２の軸線方向において位置が異なる。これにより、各列の３本の筒４２は、それぞれ異なる分割領域の濃度を測定できる。   The measurement spaces 48 of the three cylinders 42 arranged in each row (A row, B row...) Of the divided area are different in position in the axial direction of the tube 42. Thereby, the three cylinders 42 in each row can measure the density of different divided regions.

給気口３４は、筒４２の内周面にて、隔壁４６と隔壁４７のそれぞれの近傍かつ測定空間４８側に設けられる。給気口３４からシールエアーが吹き出すことによって、隔壁４６，７表面への物質の付着を防止できる。シールエアーは、例えば、図８に示すように、筒４２の壁部内部に形成された流通路を通過して、機器１０の外部から隔壁４６，４７の表面へ供給される。   The air supply port 34 is provided on the inner peripheral surface of the cylinder 42 in the vicinity of each of the partition wall 46 and the partition wall 47 and on the measurement space 48 side. By sealing air blowing from the air supply port 34, adhesion of substances to the surfaces of the partition walls 46 and 7 can be prevented. For example, as shown in FIG. 8, the seal air passes through a flow passage formed inside the wall portion of the cylinder 42 and is supplied from the outside of the device 10 to the surfaces of the partition walls 46 and 47.

次に、本実施形態に係る濃度測定装置３の動作について説明する。
濃度測定装置３の測定空間４８は、濃度測定領域Ｓに対して開口している。したがって、測定空間４８には、測定ガスが常に存在した状態となる。そこで、まず、送光側セレクタ１８を調整して、レーザ光を照射する筒４２を選択する。筒４２にレーザ光が照射されることによって、光検出部３６で光の強度が検出される。光の強度は、測定物質の濃度に応じて変化することから、濃度測定装置３は、測定空間４８内の対象物質の濃度を測定できる。
そして、順次、送光側セレクタ１８を切り替えていくことによって、全ての筒４２での濃度測定が完了する。 Next, the operation of the concentration measuring apparatus 3 according to this embodiment will be described.
The measurement space 48 of the concentration measurement device 3 is open to the concentration measurement region S. Accordingly, the measurement gas is always present in the measurement space 48. Therefore, first, the light transmission side selector 18 is adjusted to select the cylinder 42 to be irradiated with the laser light. By irradiating the tube 42 with laser light, the light detection unit 36 detects the light intensity. Since the intensity of light changes according to the concentration of the measurement substance, the concentration measurement device 3 can measure the concentration of the target substance in the measurement space 48.
Then, the concentration measurement in all the cylinders 42 is completed by sequentially switching the light transmission side selector 18.

以上、本実施形態によれば、筒４２それぞれによって、各分割領域の濃度を測定できる。そして、全ての筒４２で同様に測定を行うことで、濃度測定領域Ｓ全体の濃度分布を得ることができる。また、筒４２が機器１０に対して固定されており、レーザ光の測定光路長Ｌ０も一定であることから、測定光路長Ｌ０の設定するための時間が不要である。その結果、測定全体にかかる時間を短縮化できる。
また、測定の際、測定ガスの吸引が不要であることから、濃度測定装置における構成部材の点数を低減したり、測定にかかる時間を短縮化したりすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the density of each divided region can be measured by each of the cylinders 42. And the density distribution of the whole density | concentration measurement area | region S can be obtained by measuring similarly with all the cylinders 42. FIG. Further, since the tube 42 is fixed to the device 10 and the measurement optical path length L0 of the laser light is constant, no time is required for setting the measurement optical path length L0. As a result, the time required for the entire measurement can be shortened.
In addition, since the measurement gas need not be sucked at the time of measurement, the number of constituent members in the concentration measuring device can be reduced, and the time required for measurement can be shortened.

次に、図９及び図１０を参照して、濃度測定装置３の第１変形例について説明する。
図６〜図８に示した濃度測定装置３は、開口部４５が、筒４２の外周面に、それぞれ２箇所ずつ互いに対向して形成される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。 Next, a first modification of the concentration measuring device 3 will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
Although the concentration measuring device 3 shown in FIGS. 6 to 8 has been described with respect to the case where the opening 45 is formed on the outer peripheral surface of the cylinder 42 so as to face each other at two locations, the present invention is limited to this example. Not.

図９及び図１０に示す濃度測定装置３の第１変形例は、開口部４５が、筒４２の外周面に、それぞれ１箇所ずつ形成される。開口部４５の開口方向は、例えばガス流れの下流側である。これにより、開口部４５内部に位置する各部材、例えば隔壁４６，４７への測定ガスに含まれるダストの付着を防止できる。   In the first modification of the concentration measuring device 3 shown in FIGS. 9 and 10, the opening 45 is formed at one location on the outer peripheral surface of the cylinder 42. The opening direction of the opening 45 is, for example, the downstream side of the gas flow. Thereby, adhesion of the dust contained in the measurement gas to each member located inside the opening 45, for example, the partition walls 46 and 47, can be prevented.

開口部４５の内部には、筒４２の軸線方向に対して平行に壁部４９が設置される。壁部４９の一端部には、隔壁４６が配置され、他端部には隔壁４７が配置される。壁部４９は、隔壁４６，４７と共に、機器１０の外部に存在するガスが、筒４２内部に流入し、機器１０内部へ流入することを防止する。   A wall 49 is installed inside the opening 45 in parallel to the axial direction of the cylinder 42. A partition wall 46 is disposed at one end of the wall 49 and a partition wall 47 is disposed at the other end. The wall portion 49, together with the partition walls 46 and 47, prevents gas existing outside the device 10 from flowing into the cylinder 42 and flowing into the device 10.

筒４２は、隔壁４６，４７及び壁部４９との間に、測定空間５０が形成される。測定空間５０は、一端が隔壁４６であり、他端が隔壁４７であって、レーザ光の測定光路長は、隔壁４６と隔壁４７間の内寸距離Ｌ０である。測定空間５０には、濃度測定領域Ｓ内のガスが存在する。測定空間５０は、測定空間４８と同様に、例えば分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３……の中間に配置される。これにより、測定空間５０内部には、分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３……の中間のガスが存在する。   In the cylinder 42, a measurement space 50 is formed between the partition walls 46 and 47 and the wall portion 49. One end of the measurement space 50 is a partition wall 46, and the other end is a partition wall 47, and the measurement optical path length of the laser beam is an internal dimension distance L 0 between the partition wall 46 and the partition wall 47. In the measurement space 50, the gas in the concentration measurement region S exists. Similar to the measurement space 48, the measurement space 50 is arranged, for example, in the middle of the divided areas A1, A2, A3. As a result, gas in the middle of the divided areas A1, A2, A3.

分割領域の各列（Ａ列、Ｂ列……）に配置された３本の筒４２のそれぞれの測定空間５０は、筒４２の軸線方向において位置が異なる。これにより、各列の３本の筒４２は、それぞれ異なる分割領域の濃度を測定できる。   The measurement spaces 50 of the three cylinders 42 arranged in each row (A row, B row...) Of the divided region are different in position in the axial direction of the tube 42. Thereby, the three cylinders 42 in each row can measure the density of different divided regions.

給気口３４は、筒４２の内周面にて、隔壁４６と隔壁４７のそれぞれの近傍かつ測定空間５０側に設けられる。給気口３４からシールエアーが吹き出すことによって、隔壁４６，４７表面への物質の付着を防止できる。シールエアーは、例えば、図１０〜図１２に示すように、筒４２の内部に配置された流通路５６を通過して、機器１０の外部から隔壁４６，４７の表面へ供給される。   The air supply port 34 is provided on the inner peripheral surface of the tube 42 in the vicinity of each of the partition wall 46 and the partition wall 47 and on the measurement space 50 side. By sealing air blowing from the air supply port 34, adhesion of substances to the surfaces of the partition walls 46 and 47 can be prevented. For example, as shown in FIGS. 10 to 12, the seal air passes through a flow passage 56 disposed inside the cylinder 42 and is supplied from the outside of the device 10 to the surfaces of the partition walls 46 and 47.

また、図６〜図８に示した濃度測定装置３は、機器１０の外部に送光部と受光部がそれぞれ設置される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。   Moreover, although the density | concentration measuring apparatus 3 shown in FIGS. 6-8 demonstrated the case where a light transmission part and a light-receiving part were each installed in the exterior of the apparatus 10, this invention is not limited to this example.

図９及び図１０に示す濃度測定装置３の第１変形例は、送光部６が筒４２の内部にそれぞれ設置され、受光部７が筒４２の内部にそれぞれ設置されてもよい。また、受光部７は、図９に示すように、レンズ５４を介してレーザ光を受光してもよい。   In the first modification of the concentration measuring apparatus 3 shown in FIGS. 9 and 10, the light transmitting unit 6 may be installed inside the cylinder 42, and the light receiving unit 7 may be installed inside the cylinder 42. Further, the light receiving unit 7 may receive laser light through a lens 54 as shown in FIG.

次に、図１３を参照して、第２実施形態に係る濃度測定装置３の第２変形例について説明する。
図６〜図８に示した濃度測定装置３は、筒４２が第１壁部１１及び第２壁部１２を貫通して設けられ、両端で機器１０に対して固定されている場合について説明したが、本発明はこの例に限定されない。 Next, a second modification of the concentration measuring device 3 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the concentration measuring device 3 shown in FIGS. 6 to 8, the case where the cylinder 42 is provided to penetrate the first wall portion 11 and the second wall portion 12 and is fixed to the device 10 at both ends has been described. However, the present invention is not limited to this example.

図１３に示す濃度測定装置３の第２変形例は、筒４２が第１壁部１１及び第２壁部１２のいずれか一方を貫通して設けられ、片持ち状態で機器１０に対して固定されている。これにより、図６〜図８に示した濃度測定装置３の筒４２よりも筒４２の軸線方向長さを短縮でき、機器１０の幅が広いときなどにおいて有利である。   In the second modification of the concentration measuring apparatus 3 shown in FIG. 13, the cylinder 42 is provided to penetrate either one of the first wall portion 11 and the second wall portion 12 and is fixed to the device 10 in a cantilever state. Has been. Thereby, the axial direction length of the cylinder 42 can be shortened compared to the cylinder 42 of the concentration measuring apparatus 3 shown in FIGS. 6 to 8, which is advantageous when the width of the device 10 is wide.

第２変形例では、筒４２は、第１変形例と同様に、隔壁４６，４７及び壁部４９との間に、測定空間５０が形成される。測定空間５０は、一端が隔壁４６であり、他端が隔壁４７であって、レーザ光の測定光路長は、隔壁４６と隔壁４７間の内寸距離Ｌ０である。測定空間５０には、濃度測定領域Ｓ内のガスが存在する。測定空間５０は、測定空間４８と同様に、例えば分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３……の中間に配置される。これにより、測定空間５０内部には、分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３……の中間のガスが存在する。   In the second modification, the measurement space 50 is formed between the partition walls 46 and 47 and the wall 49 in the cylinder 42 as in the first modification. One end of the measurement space 50 is a partition wall 46, and the other end is a partition wall 47, and the measurement optical path length of the laser beam is an internal dimension distance L 0 between the partition wall 46 and the partition wall 47. In the measurement space 50, the gas in the concentration measurement region S exists. Similar to the measurement space 48, the measurement space 50 is arranged, for example, in the middle of the divided areas A1, A2, A3. As a result, gas in the middle of the divided areas A1, A2, A3.

分割領域の各列（Ａ列、Ｂ列……）に配置された３本の筒４２のそれぞれの測定空間５０は、筒４２の軸線方向において位置が異なる。これにより、各列の３本の筒４２は、それぞれ異なる分割領域の濃度を測定できる。   The measurement spaces 50 of the three cylinders 42 arranged in each row (A row, B row...) Of the divided region are different in position in the axial direction of the tube 42. Thereby, the three cylinders 42 in each row can measure the density of different divided regions.

また、図１３に示した濃度測定装置３の第２変形例は、送光部６が筒４２の内部にそれぞれ設置され、機器１０の外部に受光部がそれぞれ設置される。   In the second modification of the concentration measuring device 3 shown in FIG. 13, the light transmitting unit 6 is installed inside the cylinder 42, and the light receiving unit is installed outside the device 10.

なお、濃度測定装置３の第２変形例において、筒４２を軸線方向に移動可能に設置するとしてもよい。分割領域の各列で筒４２が３本ずつ設置されるのではなく、各列において１本の筒４２のみが設置されればよい。これにより、筒４２の測定空間５０が筒４２の軸線方向において位置を変化させることができる。その結果、スライドする筒４２を用いて、濃度測定装置３は、それぞれ異なる分割領域の濃度を測定できる。   In the second modification of the concentration measuring device 3, the cylinder 42 may be installed so as to be movable in the axial direction. Instead of installing three tubes 42 in each row of the divided areas, only one tube 42 needs to be installed in each row. Thereby, the position of the measurement space 50 of the cylinder 42 can be changed in the axial direction of the cylinder 42. As a result, the density measuring device 3 can measure the density of different divided areas by using the sliding cylinder 42.

［第３実施形態］
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の第３実施形態に係る濃度分布測定装置１の濃度測定装置４について説明する。
上述した第１、第２実施形態では、濃度測定領域Ｓ内にレーザ光を通過させるとしたが、第３実施形態では、各分割領域から機器１０外に測定ガスを吸引して、測定ガスが蓄積された筒内の濃度を測定する。 [Third Embodiment]
Next, the concentration measuring device 4 of the concentration distribution measuring device 1 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the first and second embodiments described above, the laser beam is allowed to pass through the concentration measurement region S. However, in the third embodiment, the measurement gas is sucked out of the apparatus 10 from each divided region, and the measurement gas is Measure the accumulated concentration in the cylinder.

濃度測定装置４では、濃度測定領域Ｓが、Ｎ個に分割されるとき、合計Ｎ本の筒６０，６１，６２が設置される。濃度測定領域Ｓが、第１壁部１１又は第２壁部１２の面内方向に対して平行方向に１３列に分割され（Ａ列〜Ｍ列）、第１壁部１１から第２壁部１２にわたって３行に分割される場合、３９個の分割領域が形成される（図５参照）。各分割領域の濃度を測定する場合、各列（Ａ列、Ｂ列……）には、筒６０，６１，６２が１本ずつ設置され、合計３９本の筒６０，６１，６２が同一面内に平行に設置される。   In the concentration measuring device 4, when the concentration measuring region S is divided into N pieces, a total of N tubes 60, 61, 62 are installed. The concentration measurement region S is divided into 13 rows in a direction parallel to the in-plane direction of the first wall portion 11 or the second wall portion 12 (A row to M row), and the first wall portion 11 to the second wall portion. When divided into 12 rows and 3 rows, 39 divided regions are formed (see FIG. 5). When measuring the density of each divided region, one column 60, 61, 62 is installed in each column (A column, B column...), And a total of 39 tubes 60, 61, 62 are on the same plane. Installed in parallel.

筒６０，６１，６２は、例えば金属製であって、円筒形状である。筒６０，６１，６２は、例えば第１壁部１１を貫通して設けられ、機器１０に対して固定されている。   The cylinders 60, 61, 62 are made of, for example, metal and have a cylindrical shape. The cylinders 60, 61, 62 are provided, for example, through the first wall portion 11 and are fixed to the device 10.

筒６０，６１，６２の先端部には、図１４に示すように、開口部６３が形成される。筒６０，６１，６２には、機器１０の外部で流量調整弁６８が設置される。流量調整弁６８は、筒６０，６１，６２内に測定ガスを流通させたり、筒６０，６１，６２の測定ガスの流れを遮断したりする。   As shown in FIG. 14, an opening 63 is formed at the tip of the tubes 60, 61, 62. The cylinders 60, 61, 62 are provided with a flow rate adjustment valve 68 outside the device 10. The flow rate adjusting valve 68 circulates the measurement gas in the cylinders 60, 61, 62 and blocks the flow of the measurement gas in the cylinders 60, 61, 62.

測定管６４は、例えば金属製であって、円筒形状である。測定管６４は、機器１０の外部に設置される。測定管６４は、一端側にて、筒６０，６１，６２のいずれか１本と接続され、他端側にて、分岐管６５と接続される。複数の分岐管６５は、吸引管６６と合流する。吸引管６６には、吸引ポンプ６７と開閉弁６９が設置される。   The measurement tube 64 is made of metal, for example, and has a cylindrical shape. The measurement tube 64 is installed outside the device 10. The measurement tube 64 is connected to one of the cylinders 60, 61, 62 on one end side, and connected to the branch tube 65 on the other end side. The plurality of branch pipes 65 merge with the suction pipe 66. The suction pipe 66 is provided with a suction pump 67 and an on-off valve 69.

吸引ポンプ６７は、濃度測定領域Ｓ内の測定ガスを筒６０，６１，６２の先端部の開口部６３から吸入して、測定管６４内に測定ガスを導入する。どの分割領域の測定ガスを吸入し測定するかによって、流量調整弁６８の開閉が制御される。吸引管６６は、吸引ポンプ６７よりも下流側にて、機器１０の第１壁部１１に接続される。そして、測定管６４にて測定が終了した測定ガスは、機器１０内部に戻される。開閉弁６９は、機器１０内の測定ガスの逆流を防止する。   The suction pump 67 sucks the measurement gas in the concentration measurement region S from the opening 63 at the tip of the cylinders 60, 61, 62 and introduces the measurement gas into the measurement tube 64. Opening and closing of the flow rate adjusting valve 68 is controlled depending on which divided region of the measurement gas is sucked and measured. The suction pipe 66 is connected to the first wall portion 11 of the device 10 on the downstream side of the suction pump 67. Then, the measurement gas that has been measured in the measurement tube 64 is returned to the inside of the device 10. The on-off valve 69 prevents the measurement gas in the device 10 from flowing backward.

図１５に示すように、複数の測定管６４の一端側には送光部６がそれぞれ設置され、他端側には受光部７がそれぞれ設置される。各送光部６から照射されるレーザ光の光路は、各測定管６４の軸線方向に対して平行である。測定管６４は、機器１０の外部に設けられるため、測定管６４に設置される送光部６及び受光部７のメンテナンスが容易である。   As shown in FIG. 15, the light transmitting unit 6 is installed on one end side of the plurality of measurement tubes 64, and the light receiving unit 7 is installed on the other end side. The optical path of the laser light emitted from each light transmission unit 6 is parallel to the axial direction of each measurement tube 64. Since the measurement tube 64 is provided outside the device 10, maintenance of the light transmitting unit 6 and the light receiving unit 7 installed in the measurement tube 64 is easy.

測定管６４は、送光部６と受光部７との間に、測定空間が形成される。測定管６４内の測定空間は、一端が送光部６の端面６ａであり、他端が受光部７の端面７ａであって、レーザ光の測定光路長は、端面６ａと端面７ａ間の内寸距離Ｌ０である。測定管６４の測定空間には、濃度測定領域Ｓから吸入されたガスが充填される。筒６０，６１，６２の先端部の開口部６３は、例えば分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３……の中間に配置される。これにより、測定管６４の測定空間内部には、分割領域Ａ１，Ａ２，Ａ３……の中間のガスが充満する。   In the measurement tube 64, a measurement space is formed between the light transmitter 6 and the light receiver 7. One end of the measurement space in the measurement tube 64 is the end face 6a of the light transmitting section 6, and the other end is the end face 7a of the light receiving section 7. The measurement light path length of the laser light is the inner space between the end face 6a and the end face 7a. The distance L0. The measurement space of the measurement tube 64 is filled with the gas sucked from the concentration measurement region S. The opening 63 at the tip of the cylinders 60, 61, 62 is arranged, for example, in the middle of the divided areas A1, A2, A3. As a result, the gas in the middle of the divided areas A1, A2, A3,...

分割領域の各列（Ａ列、Ｂ列……）に配置された筒６０，６１，６２のそれぞれの開口部６３は、筒６０，６１，６２の軸線方向において位置が異なる。これにより、各列の筒６０，６１，６２は、それぞれ異なる分割領域の濃度を測定できる。   The positions of the openings 63 of the tubes 60, 61, 62 arranged in the respective rows (A row, B row,...) Of the divided regions are different in the axial direction of the tubes 60, 61, 62. Thereby, the cylinders 60, 61, and 62 in each row can measure the density of different divided regions.

給気口３４は、測定管６４の内周面にて、端面６ａと端面７ａのそれぞれの近傍かつ測定空間側に設けられる。給気口３４からシールエアーが吹き出すことによって、端面６ａと端面７ａ表面への物質の付着を防止できる。シールエアーは、例えば、測定管６４の外部に配置された流通路（図示せず。）を通過して、機器１０の外部から端面６ａと端面７ａの表面へ供給される。   The air supply port 34 is provided on the inner peripheral surface of the measurement tube 64 in the vicinity of the end surface 6a and the end surface 7a and on the measurement space side. By sealing air blowing out from the air supply port 34, it is possible to prevent substances from adhering to the surfaces of the end surface 6a and the end surface 7a. For example, the seal air passes through a flow passage (not shown) disposed outside the measurement tube 64 and is supplied from the outside of the device 10 to the surfaces of the end surface 6a and the end surface 7a.

本実施形態に係る濃度測定装置４の動作について説明する。
筒６０，６１，６２の先端部の開口部６３は、濃度測定領域Ｓに対して開口している。まず、吸引ポンプ６７を駆動して、測定したい分割領域に対応する筒６０，６１，６２の流量調整弁６８を開状態にする。そして、予め決められた一定の時間の間、先端部の開口部６３から測定ガスを吸引し、測定管６４内部に測定ガスを導入する。 The operation of the concentration measuring apparatus 4 according to this embodiment will be described.
The opening 63 at the tip of the tubes 60, 61, 62 is open to the concentration measurement region S. First, the suction pump 67 is driven to open the flow rate adjustment valves 68 of the cylinders 60, 61, 62 corresponding to the divided areas to be measured. Then, the measurement gas is sucked from the opening 63 at the distal end for a predetermined time, and the measurement gas is introduced into the measurement tube 64.

その後、送光側セレクタ１８を調整して、測定ガスが導入された測定管６４にレーザ光を照射する。測定管６４にレーザ光が照射されることによって、光検出部３６で光の強度が検出される。光の強度は、測定物質の濃度に応じて変化することから、濃度測定装置４は、測定管６４内の対象物質の濃度を測定できる。全ての分割領域から測定ガスを吸入し、全ての測定管６４で計測が行われることによって、機器１０内部の濃度測定領域Ｓ全体の対象物質の濃度分布を測定できる。
なお、流量調整弁６８を開状態にして測定ガスを吸入するタイミングは、分割領域毎に一つずつ行ってもよいし、全ての分割領域を同時に行ってもよい。 Thereafter, the light transmission side selector 18 is adjusted to irradiate the measurement tube 64 introduced with the measurement gas with laser light. By irradiating the measurement tube 64 with laser light, the light detector 36 detects the light intensity. Since the intensity of light changes according to the concentration of the measurement substance, the concentration measuring device 4 can measure the concentration of the target substance in the measurement tube 64. By inhaling the measurement gas from all the divided regions and performing measurement in all the measurement tubes 64, the concentration distribution of the target substance in the entire concentration measurement region S inside the device 10 can be measured.
Note that the timing of inhaling the measurement gas with the flow rate adjustment valve 68 opened may be performed one by one for each divided region, or all the divided regions may be performed simultaneously.

以上、本実施形態によれば、機器１０内のダストが高濃度であって、第１、第２実施形態のように機器１０内の対象ガスに直接レーザ光を照射しても、適切な測定結果を得られない場合に有効である。
また、レーザ光の測定光路長Ｌ０が１ｍ弱程度であれば、測定管６４として既存のレーザ式濃度計測器を用いて、高ダスト濃度中の測定物質の濃度を測定できる。また、筒４２が機器１０に対して固定されており、測定対象とする領域の設定が不要であることから測定全体にかかる時間を短縮化できる。 As described above, according to the present embodiment, the dust in the device 10 has a high concentration, and even if the target gas in the device 10 is directly irradiated with laser light as in the first and second embodiments, appropriate measurement is performed. This is effective when the result cannot be obtained.
Further, if the measurement optical path length L0 of the laser beam is about 1 m or less, the concentration of the measurement substance in the high dust concentration can be measured using an existing laser type concentration measuring instrument as the measuring tube 64. Further, since the cylinder 42 is fixed to the device 10 and setting of the region to be measured is unnecessary, the time required for the entire measurement can be shortened.

また、本実施形態では、各筒６０，６１，６２に対応して測定管６４を設けていたが、これに代えて、３本の筒６０，６１，６２に対して１つの測定管６４を設け、合計１３本の測定管６４としてもよい。この場合、例えば、各筒６０，６１，６２は、流量調整弁６８よりも測定ガス流れの下流側において共通の管に接続され、この管と測定管６４の一端とが接続される。そして、例えば、筒６０の設置位置における濃度測定を行う場合には、筒６０の流量調整弁６８を開くとともに、筒６１，６２の流量調整弁６８を全閉状態とする。これにより、筒６０に対応する分割領域の測定ガスのみを測定管６４に流通させることができ、その分割領域における測定物質の濃度を測定することができる。そして、この操作を筒６１，６２についても繰り返すことにより、１つの測定管６４によって３つの分割領域の濃度測定を行う。   In the present embodiment, the measurement tubes 64 are provided corresponding to the respective tubes 60, 61, 62. However, instead of this, one measurement tube 64 is provided for the three tubes 60, 61, 62. A total of 13 measuring tubes 64 may be provided. In this case, for example, each of the tubes 60, 61, 62 is connected to a common pipe on the downstream side of the measurement gas flow with respect to the flow rate adjustment valve 68, and this pipe and one end of the measurement pipe 64 are connected. For example, when the concentration measurement at the installation position of the cylinder 60 is performed, the flow rate adjustment valve 68 of the cylinder 60 is opened and the flow rate adjustment valves 68 of the cylinders 61 and 62 are fully closed. As a result, only the measurement gas in the divided region corresponding to the cylinder 60 can be circulated through the measurement tube 64, and the concentration of the measurement substance in the divided region can be measured. Then, by repeating this operation for the cylinders 61 and 62, the density of the three divided regions is measured by one measuring tube 64.

また、本実施形態では、それぞれの測定管６４にそれぞれレーザ光源および光検出部を設けた構成としてもよく、或いは、図１に示したように、送光側光セレクタ１８および受光側光セレクタ３７を設け、送光側光セレクタ１８を介して１つのレーザ光源と各測定管６４の送光部とを接続し、受光側光セレクタ３７を介して１つの光検出部と各測定管６４の受光部とを接続することとしてもよい。これにより、装置構成を簡素化することが可能となる。   In the present embodiment, each measurement tube 64 may be provided with a laser light source and a light detection unit. Alternatively, as shown in FIG. 1, the light transmission side light selector 18 and the light reception side light selector 37 are provided. And connecting one laser light source and the light transmitting part of each measuring tube 64 via the light transmitting side optical selector 18, and receiving one light detecting part and each measuring tube 64 via the light receiving side optical selector 37. It is good also as connecting a part. Thereby, it becomes possible to simplify an apparatus structure.

［適用例］
次に、上述した第１実施形態に係る濃度分布測定装置１を脱硝装置に適用する場合の一実施形態について説明する。
図１６は、本実施形態に係る脱硝装置の概略構成を示した図である。図１６において、脱硝装置７０は、たとえば石炭を燃料とするボイラ装置８５に設置され、石炭を燃焼させて生成された燃焼排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元剤のアンモニアと反応させた後、脱硝触媒を用いて主として水と窒素とに分解して除去する装置である。この脱硝装置７０は、ボイラ本体８６に接続されて燃焼排ガスを煙突８７に導く煙道８８に設置されており、煙道８８の出口には、燃焼排ガス中の排熱を回収する熱交換器の空気予熱器８９が設置されている。 [Application example]
Next, an embodiment when the concentration distribution measuring apparatus 1 according to the first embodiment described above is applied to a denitration apparatus will be described.
FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of the denitration apparatus according to the present embodiment. In FIG. 16, a denitration device 70 is installed in a boiler device 85 using, for example, coal as a fuel, and reacts nitrogen oxide (NOx) contained in combustion exhaust gas generated by burning coal with ammonia as a reducing agent. After that, it is an apparatus that decomposes and removes mainly water and nitrogen using a denitration catalyst. The denitration device 70 is connected to a boiler body 86 and is installed in a flue 88 that guides combustion exhaust gas to a chimney 87. At the outlet of the flue 88, a heat exchanger that recovers exhaust heat in the combustion exhaust gas is provided. An air preheater 89 is installed.

脱硝装置７０は、煙道８９の直管部に設置されてアンモニアを注入するアンモニア注入装置７１と、注入したアンモニアを燃焼排ガスと混合させる混合器（不図示）と、窒素酸化物とアンモニアとを反応させた後に水と窒素とに分解する脱硝触媒７２と、アンモニア注入量等の制御を行う開度設定部７３と、脱硝後のＮＯｘ濃度を監視（測定）する窒素酸化物濃度計（ＮＯｘ計）７４及び脱硝後のガス流路に仮想的に設けられた濃度測定領域における脱硝後のアンモニア濃度分布を測定する濃度分布測定装置１を備えている。   The denitration device 70 is installed in the straight pipe portion of the flue 89 to inject the ammonia injection device 71 for injecting ammonia, a mixer (not shown) for mixing the injected ammonia with the combustion exhaust gas, nitrogen oxide and ammonia. A denitration catalyst 72 that decomposes into water and nitrogen after the reaction, an opening setting unit 73 that controls the ammonia injection amount, and a nitrogen oxide concentration meter (NOx meter) that monitors (measures) the NOx concentration after denitration ) 74 and the concentration distribution measuring device 1 for measuring the ammonia concentration distribution after denitration in the concentration measurement region virtually provided in the gas flow path after denitration.

アンモニア注入装置７１は、たとえば図１７に示すように、アンモニア供給源に接続された流路配管のアンモニア主系統７６に総流量制御弁７７を備えている。このアンモニア主系統７６は、総流量制御弁７７の下流において、ヘッダ７８から分岐させた複数本（図示の例では５本）のアンモニア供給系統８０を備えている。   For example, as shown in FIG. 17, the ammonia injection device 71 includes a total flow control valve 77 in the ammonia main system 76 of the flow path pipe connected to the ammonia supply source. The ammonia main system 76 includes a plurality (five in the illustrated example) of ammonia supply systems 80 branched from the header 78 downstream of the total flow control valve 77.

アンモニア供給系統８０は、各々が流量制御元弁７９及び複数個（図示の例では５個）の注入ノズル７５を備えており、排ガスを流す流路である煙道８８の内部に注入ノズル７５が格子状の配置となるように設置されている。注入ノズル７５は、流路配管のアンモニア主系統７６、ヘッダ７８及びアンモニア供給系統８０を通ってアンモニア供給源から供給されたアンモニアを煙道８８の内部に液滴またはガスの状態で流出させ、燃焼排ガス中に還元剤のアンモニアを注入するものである。なお、液滴の状態で注入されたアンモニアは、高温の燃焼排ガスから吸熱して気化する。   Each of the ammonia supply systems 80 includes a flow control source valve 79 and a plurality (five in the illustrated example) of injection nozzles 75, and the injection nozzles 75 are disposed inside a flue 88 that is a flow path for flowing exhaust gas. It is installed in a grid-like arrangement. The injection nozzle 75 causes the ammonia supplied from the ammonia supply source through the ammonia main system 76, the header 78, and the ammonia supply system 80 of the flow path piping to flow out into the flue 88 in the form of droplets or gas, and burns. The reducing agent ammonia is injected into the exhaust gas. The ammonia injected in the form of droplets absorbs heat from the high-temperature combustion exhaust gas and vaporizes.

こうして煙道８８の内部に注入されたアンモニアのガスは、混合器を通過することにより燃焼排ガスと撹拌混合される。この結果、アンモニアは窒素酸化物と反応して脱硝触媒７２を通過するので、水と窒素とに分解されることで窒素酸化物が燃焼排ガス中から除去される。   The ammonia gas thus injected into the flue 88 is mixed with the combustion exhaust gas by passing through the mixer. As a result, ammonia reacts with the nitrogen oxides and passes through the denitration catalyst 72, so that the nitrogen oxides are removed from the combustion exhaust gas by being decomposed into water and nitrogen.

開度設定部７３には、濃度分布測定装置１で測定したアンモニア濃度分布、及びＮＯｘ計７４で測定した窒素酸化物濃度の測定値が入力される。このようなアンモニア濃度及び窒素酸化物濃度の入力を受けた開度設定部７３は、窒素酸化物濃度に基づいて総流量制御弁７７の開度の設定（開度制御）を行うとともに、複数個所のアンモニア濃度に基づいて各流量制御元弁７９の開度の設定（開度制御）を行う。すなわち、開度設定部７３は、窒素酸化物濃度に基づく総流量制御弁７７や、濃度分布測定装置１で得られたアンモニア濃度分布に基づく流量制御元弁７９の開度制御信号を出力する。   The opening degree setting unit 73 receives the ammonia concentration distribution measured by the concentration distribution measuring device 1 and the measured value of the nitrogen oxide concentration measured by the NOx meter 74. The opening degree setting unit 73 that receives the input of the ammonia concentration and the nitrogen oxide concentration sets the opening degree (opening degree control) of the total flow control valve 77 based on the nitrogen oxide concentration, and at a plurality of locations. On the basis of the ammonia concentration, the opening of each flow control source valve 79 is set (opening control). That is, the opening setting unit 73 outputs an opening control signal of the total flow control valve 77 based on the nitrogen oxide concentration and the flow control source valve 79 based on the ammonia concentration distribution obtained by the concentration distribution measuring device 1.

この場合、開度設定部７３による流量制御元弁７９の開度制御は、予め定めたアンモニア濃度と流量制御元弁７９毎の開度との相関関係を定めた制御マップに基づいて行われる。すなわち、脱硝装置７０は、ボイラ装置８５毎に諸条件（煙道８の流路系統や流路断面積、燃料の種類等）が異なるため、事前に相関関係のデータを実験等により入手して制作した制御マップを開度設定部７３に記憶しておく。なお、この制御マップでは、煙道８８内のアンモニア濃度を同一流路断面内で測定した複数位置のアンモニア濃度に対して、複数系統のアンモニア供給系統８０毎に異なる流量制御元弁７９の開度を個別に設定するものである。   In this case, the opening degree control of the flow control source valve 79 by the opening degree setting unit 73 is performed based on a control map that defines a correlation between a predetermined ammonia concentration and an opening degree for each flow control source valve 79. That is, since the denitration device 70 has different conditions (fluid system, channel cross-sectional area, fuel type, etc. of the flue 8) for each boiler device 85, the correlation data is obtained in advance by experiments or the like. The produced control map is stored in the opening setting unit 73. In this control map, the opening degree of the flow control source valve 79 that differs for each of the plurality of ammonia supply systems 80 with respect to the ammonia concentration at a plurality of positions where the ammonia concentration in the flue 88 is measured in the same flow path cross section. Are set individually.

ＮＯｘ計７４は、煙道８８において脱硝触媒７２の下流側で脱硝後の窒素酸化物濃度を測定する。すなわち、ＮＯｘ計７４は、脱硝装置７０による脱硝効果を監視するセンサであり、所望の脱硝が行われるように、開度設定部７３からアンモニア供給量を増減するように総流量制御弁７７の開度信号を出力する。   The NOx meter 74 measures the nitrogen oxide concentration after denitration on the downstream side of the denitration catalyst 72 in the flue 88. That is, the NOx meter 74 is a sensor that monitors the denitration effect by the denitration device 70, and opens the total flow control valve 77 so as to increase or decrease the ammonia supply amount from the opening setting unit 73 so that desired denitration is performed. A degree signal is output.

濃度分布測定装置１は、上述したように、脱硝触媒７２の下流側における煙道８８の流路断面内に仮想的に設定した濃度測定領域のアンモニア濃度分布を作成し、このアンモニア濃度分布を開度設定部７３に出力する。   As described above, the concentration distribution measuring apparatus 1 creates an ammonia concentration distribution in a concentration measurement region virtually set in the cross section of the flue 88 on the downstream side of the denitration catalyst 72, and opens the ammonia concentration distribution. Output to the degree setting unit 73.

このような脱硝装置７０によれば、濃度分布測定装置１によって、煙道８８における脱硝触媒７２の下流側におけるアンモニア濃度分布が検出されるとともに、ＮＯｘ計７４によって窒素酸化物濃度が検出され、この検出結果がそれぞれ開度設定部７３に出力される。開度設定部７３では、窒素酸化物濃度に基づいて総流量制御弁７７の開度制御が行われ、かつ、濃度分布測定装置１によって得られたアンモニア濃度分布に基づいて流量制御元弁７９の開度制御が行われる。これにより、脱硝装置７０の運転を継続しながら、時定数の短いアンモニア濃度の測定値に応じ、複数のアンモニア供給系統８０毎に分配されるアンモニア注入量を自動的に調整することができる。   According to such a denitration device 70, the concentration distribution measuring device 1 detects the ammonia concentration distribution on the downstream side of the denitration catalyst 72 in the flue 88, and the NOx meter 74 detects the nitrogen oxide concentration. The detection results are output to the opening setting unit 73, respectively. In the opening setting unit 73, the opening control of the total flow control valve 77 is performed based on the nitrogen oxide concentration, and the flow control source valve 79 is controlled based on the ammonia concentration distribution obtained by the concentration distribution measuring device 1. Opening control is performed. Thus, the ammonia injection amount distributed to each of the plurality of ammonia supply systems 80 can be automatically adjusted according to the measured value of the ammonia concentration with a short time constant while continuing the operation of the denitration device 70.

このとき、流量制御元弁７９の開度制御は、予め定めたアンモニア濃度と流量制御元弁７９毎の開度とのマップに基づいて行われるので、窒素酸化物濃度により総供給量が規定されたアンモニアは、流量制御元弁７９の開度に応じてアンモニア供給系統８０に対するアンモニア分配量が調整される。
アンモニア濃度の検出値が高いことは、すなわち、リークアンモニア（未反応アンモニア）が増大したことは、脱硝触媒７２の触媒性能が劣化したことを意味するので、濃度分布測定装置１によって測定されたアンモニア濃度分布から、煙道８８の流路断面位置に対応した脱硝触媒７２の劣化状況を把握できる。 At this time, since the opening degree control of the flow control source valve 79 is performed based on a map of a predetermined ammonia concentration and the opening degree of each flow control source valve 79, the total supply amount is defined by the nitrogen oxide concentration. The amount of ammonia distributed to the ammonia supply system 80 is adjusted according to the opening degree of the flow control source valve 79.
A high detected value of ammonia concentration, that is, an increase in leaked ammonia (unreacted ammonia) means that the catalytic performance of the denitration catalyst 72 has deteriorated. Therefore, the ammonia measured by the concentration distribution measuring device 1 From the concentration distribution, it is possible to grasp the deterioration state of the denitration catalyst 72 corresponding to the flow path cross-sectional position of the flue 88.

このように、アンモニア濃度分布が脱硝触媒７２の性能劣化と関連しているので、アンモニア濃度分布に基づいてアンモニア注入装置７１によるアンモニア注入量の分布制御を実施すれば、リークアンモニアの分布をコントロールすることができる。また、リークアンモニアは、空気予熱器８９を閉塞させる原因でもあるから、アンモニア濃度検出に基づいてアンモニア注入装置７１によるアンモニア注入量の分布制御を実施すれば、空気予熱器８９の閉塞防止も可能になる。   As described above, since the ammonia concentration distribution is related to the performance deterioration of the denitration catalyst 72, if the distribution control of the ammonia injection amount by the ammonia injection device 71 is performed based on the ammonia concentration distribution, the distribution of the leaked ammonia is controlled. be able to. In addition, since leaked ammonia is a cause of blocking the air preheater 89, if the distribution control of the ammonia injection amount by the ammonia injection device 71 is performed based on the detection of the ammonia concentration, the air preheater 89 can be prevented from being blocked. Become.

本実施形態に係る脱硝装置によれば、脱硝装置の運転を継続しながら、時定数の短い還元剤濃度の測定値に応じて、複数の還元剤供給系統毎に分配される還元剤注入量を自動的に調整することが可能になる。これにより、還元剤注入の分配最適化による脱硝触媒の寿命延長や脱硝触媒更新の効率化を達成することができる。この結果、脱硝装置においては、脱硝触媒の更新に伴うコストの低減やアンモニア消費量の最適化を実現できる。   According to the denitration apparatus according to the present embodiment, the reducing agent injection amount distributed to each of the plurality of reducing agent supply systems is reduced according to the measured value of the reducing agent concentration with a short time constant while continuing the operation of the denitration apparatus. It becomes possible to adjust automatically. As a result, it is possible to extend the life of the denitration catalyst by optimizing the distribution of reducing agent injection and to improve the efficiency of renewing the denitration catalyst. As a result, in the denitration apparatus, it is possible to reduce the cost associated with the renewal of the denitration catalyst and optimize the ammonia consumption.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
例えば、上述した実施形態では、複数の筒２０、筒４２、筒６０，６１，６２が同一面内に設置される場合について説明したが、複数の筒２０、筒４２、筒６０，６１，６２の配置面は、厳密に同一面である必要はなく、測定結果に影響を及ぼさない範囲で異なる面に配置されてもよい。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably.
For example, in the above-described embodiment, the case where the plurality of cylinders 20, the cylinder 42, and the cylinders 60, 61, and 62 are installed in the same plane has been described. However, the plurality of cylinders 20, the cylinder 42, the cylinders 60, 61, and 62 are described. The arrangement surfaces need not be exactly the same surface, and may be arranged on different surfaces as long as the measurement results are not affected.

また、上述した実施形態では、筒２０、筒４２、筒６０，６１，６２が互いに平行な第１壁部１１と第２壁部１２との間に、一の壁部に対して直交方向に固定されるとしたが、本発明はこの例に限定されない。例えば、一の壁部に対して斜め方向に筒２０、筒４２、筒６０，６１，６２が固定されてもよい。   In the above-described embodiment, the cylinder 20, the cylinder 42, and the cylinders 60, 61, 62 are perpendicular to the one wall portion between the first wall portion 11 and the second wall portion 12 that are parallel to each other. Although fixed, the present invention is not limited to this example. For example, the cylinder 20, the cylinder 42, and the cylinders 60, 61, 62 may be fixed obliquely with respect to one wall portion.

１ 濃度分布測定装置
２，３，４ 濃度測定装置
６ 送光部
７ 受光部
８ 光ファイバ
１０ 機器
１１ 第１壁部
１２ 第２壁部
２０，４２，６０，６１，６２ 筒（筒状部材）
２１ 透明板（第１透明板）
２２ 透明板（第２透明板）
２３，４６，４７ 隔壁
２４ 開口部（第１開口部）
２７ 開口部（第２開口部）
３４ 給気口
４５，６３ 開口部
４８，５０ 測定空間
６４ 測定管
ＣＥ，ＣＥ１，ＣＥ２，ＣＥ３ セル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Concentration distribution measuring device 2,3,4 The concentration measuring device 6 Light transmission part 7 Light receiving part 8 Optical fiber 10 Equipment 11 1st wall part 12 2nd wall part 20,42,60,61,62 Cylinder (tubular member)
21 Transparent plate (first transparent plate)
22 Transparent plate (second transparent plate)
23, 46, 47 Partition 24 Opening (first opening)
27 Opening (second opening)
34 Air supply port 45, 63 Opening 48, 50 Measurement space 64 Measurement tube CE, CE1, CE2, CE3 Cell

Claims (10)

測定対象とする物質が含まれるガスにレーザ光を照射し、ガスを透過したレーザ光を検出することで前記物質の濃度を測定する濃度測定装置において、
機器の内部空間を囲む第１壁部に設けられた第１透明板と、
前記内部空間を囲み前記第１壁部と異なる第２壁部に設けられた第２透明板と、
前記内部空間内に設けられ、一端が前記第１透明板であり他端が前記第２透明板であって、レーザ光が前記第１透明板から前記第２透明板にわたって軸線方向に対して平行に通過する筒状部材と、
を備え、
前記筒状部材は、透明な少なくとも一つの隔壁と前記第１透明板と前記第２透明板とによって、複数のセルに仕切られており、
前記セルは、
外部の吸引装置に接続される第１開口部と、
前記吸引装置によって前記セル内に吸入される前記内部空間のガスが通過する第２開口部と、
を有する濃度測定装置。 In a concentration measuring apparatus that measures the concentration of the substance by irradiating a gas containing a substance to be measured with laser light and detecting the laser light that has passed through the gas,
A first transparent plate provided on a first wall portion surrounding the internal space of the device;
A second transparent plate surrounding the internal space and provided on a second wall portion different from the first wall portion;
Provided in the internal space, one end is the first transparent plate and the other end is the second transparent plate, and laser light is parallel to the axial direction from the first transparent plate to the second transparent plate. A tubular member passing through,
With
The cylindrical member is partitioned into a plurality of cells by at least one transparent partition, the first transparent plate, and the second transparent plate,
The cell is
A first opening connected to an external suction device;
A second opening through which gas in the internal space sucked into the cell by the suction device passes;
Concentration measuring device. 測定対象とする物質が含まれるガスにレーザ光を照射し、ガスを透過したレーザ光を検出することで前記物質の濃度を測定する濃度測定装置において、
機器の内部空間内に設けられ、前記内部空間を囲む第１壁部と、前記内部空間を囲み前記第１壁部と異なる第２壁部の少なくともいずれか一方によって支持される筒状部材を備え、
前記筒状部材は、
外周面に形成された前記内部空間のガスが出入する開口部と、
互いに対向する二つの透明な隔壁の間に形成された前記開口部を含む測定空間と、
を有し、
レーザ光が、前記測定空間において、一の前記隔壁から他の前記隔壁にわたって前記筒状部材の軸線方向に対して平行に通過する濃度測定装置。 In a concentration measuring apparatus that measures the concentration of the substance by irradiating a gas containing a substance to be measured with laser light and detecting the laser light that has passed through the gas,
A cylindrical member is provided in the internal space of the device, and is supported by at least one of a first wall portion surrounding the internal space and a second wall portion surrounding the internal space and different from the first wall portion. ,
The cylindrical member is
An opening through which gas in the internal space formed on the outer peripheral surface enters and exits;
A measurement space including the opening formed between two transparent partitions facing each other;
Have
A concentration measuring apparatus in which laser light passes in parallel to the axial direction of the cylindrical member from one partition to the other in the measurement space. 測定対象とする物質が含まれるガスにレーザ光を照射し、ガスを透過したレーザ光を検出することで前記物質の濃度を測定する濃度測定装置において、
機器の内部空間内に設けられ、前記内部空間を囲む第１壁部と、前記内部空間を囲み前記第１壁部と異なる第２壁部の少なくともいずれか一方によって支持される筒状部材と、
前記筒状部材と接続され、レーザ光が一端部から他端部にわたって軸線方向に対して平行に通過する測定管と、
を備え、
前記筒状部材は、前記内部空間のガスが通過する開口部を有し、
前記測定管は、前記筒状部材から前記内部空間のガスが導入される濃度測定装置。 In a concentration measuring apparatus that measures the concentration of the substance by irradiating a gas containing a substance to be measured with laser light and detecting the laser light that has passed through the gas,
A cylindrical member that is provided in the internal space of the device, and that is supported by at least one of a first wall that surrounds the internal space and a second wall that surrounds the internal space and is different from the first wall;
A measuring tube connected to the tubular member, through which laser light passes in parallel to the axial direction from one end to the other;
With
The cylindrical member has an opening through which the gas in the internal space passes,
The measurement tube is a concentration measurement device in which the gas in the internal space is introduced from the cylindrical member. 前記筒状部材が複数設けられ、前記筒状部材それぞれの前記開口部は、前記筒状部材の軸線方向において位置が異なる請求項２または請求項３に記載の濃度測定装置。   The concentration measuring apparatus according to claim 2, wherein a plurality of the cylindrical members are provided, and the positions of the openings of the cylindrical members are different in the axial direction of the cylindrical member. 前記筒状部材は、軸線方向に対して平行に移動可能である請求項２に記載の濃度測定装置。   The concentration measuring apparatus according to claim 2, wherein the cylindrical member is movable in parallel to the axial direction. 測定対象が含まれるガスが流通する機器の内部空間に仮想的に設定された複数の測定点における前記測定対象の濃度を測定して濃度分布を得る濃度測定装置であって、
先端部に開口部を有し、前記機器の壁面を貫通して該開口部が前記測定点にそれぞれ位置するように配置された複数の筒状部材と、
前記筒状部材の他端に一端が接続され、他端が分岐管に接続される測定管と、
前記分岐管に設けられた吸引手段と、
前記機器の外部において前記筒状部材に設けられた流量調整弁と
有し、
前記測定管は、管内に導入された前記ガスに対してレーザ光を照射する送光手段と、該レーザ光を受光する受光手段とを有し、前記レーザ光の強度情報に基づいて前記管内に導入された前記ガスに含まれる前記測定対象の濃度を測定する濃度測定装置。 A concentration measuring device that obtains a concentration distribution by measuring the concentration of the measurement target at a plurality of measurement points virtually set in the internal space of the device through which the gas containing the measurement target flows.
A plurality of cylindrical members each having an opening at a distal end and arranged so as to pass through the wall surface of the device and each of the openings is positioned at the measurement point;
One end is connected to the other end of the cylindrical member, and the other end is connected to the branch pipe,
Suction means provided in the branch pipe;
A flow rate adjusting valve provided on the cylindrical member outside the device;
The measuring tube has a light transmitting means for irradiating the gas introduced into the tube with laser light, and a light receiving means for receiving the laser light. The measuring tube is provided in the tube based on the intensity information of the laser light. A concentration measuring device that measures the concentration of the measurement target contained in the introduced gas. 複数の前記筒状部材のうちの一部の筒状部材の前記他端は、前記流量調整弁よりもガス流れ下流側において共通の接続管に接続され、
前記測定管の一端が前記接続管に接続されている請求項６に記載の濃度測定装置。 The other end of a part of the plurality of cylindrical members is connected to a common connection pipe on the gas flow downstream side of the flow rate adjustment valve,
The concentration measuring apparatus according to claim 6, wherein one end of the measuring tube is connected to the connecting tube. 前記測定管が備える各送光手段には、共通のレーザ光源からレーザ光が供給される請求項６または請求項７に記載の濃度測定装置。   8. The concentration measuring apparatus according to claim 6, wherein laser light is supplied from a common laser light source to each light transmitting means provided in the measurement tube. 前記測定管が備える各受光手段は共通の光検出手段と接続され、前記光検出手段によってレーザ光の受光強度が検出される請求項６から請求項８のいずれかに記載の濃度測定装置。   9. The concentration measuring apparatus according to claim 6, wherein each light receiving means provided in the measurement tube is connected to a common light detecting means, and the light receiving intensity of the laser light is detected by the light detecting means. 排ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置であって、
還元剤主系統に設けた総流量制御弁の下流から分岐させた複数の還元剤供給系統が各々少なくとも１個の注入ノズルと該注入ノズルの上流側に位置する流量制御元弁とを備え、前記排ガスを流す流路内に設置されて前記注入ノズルから前記排ガス中に前記還元剤を注入する還元剤注入装置と、
前記還元剤と前記排ガスとを混合させる流体混合装置と、
前記窒素酸化物と前記還元剤とを反応させた後に主として水と窒素とに分解する脱硝触媒と、
前記脱硝触媒下流側の前記流路断面内における前記還元剤濃度分布を測定する請求項１から請求項９のいずれかに記載の濃度測定装置と、
窒素酸化物濃度を計測する窒素酸化物濃度計と、
前記還元剤濃度分布及び前記窒素酸化物濃度の計測値が入力され、前記窒素酸化物濃度に基づいて前記総流量制御弁の開度の設定を行うとともに、前記還元剤濃度分布に基づいて複数個所の前記流量制御元弁毎の開度の設定を行う開度設定部と
を具備する脱硝装置。
A denitration device for removing nitrogen oxides in exhaust gas,
A plurality of reducing agent supply systems branched from the downstream of the total flow control valve provided in the reducing agent main system, each comprising at least one injection nozzle and a flow control source valve located upstream of the injection nozzle; A reducing agent injection device installed in a flow path for flowing exhaust gas and injecting the reducing agent into the exhaust gas from the injection nozzle;
A fluid mixing device for mixing the reducing agent and the exhaust gas;
A denitration catalyst that decomposes mainly into water and nitrogen after reacting the nitrogen oxides and the reducing agent;
The concentration measuring device according to any one of claims 1 to 9, which measures the reducing agent concentration distribution in the flow path cross section downstream of the denitration catalyst;
A nitrogen oxide concentration meter for measuring the nitrogen oxide concentration;
The measured values of the reducing agent concentration distribution and the nitrogen oxide concentration are input, the opening of the total flow control valve is set based on the nitrogen oxide concentration, and a plurality of locations are set based on the reducing agent concentration distribution. A denitration apparatus comprising: an opening setting unit configured to set an opening for each of the flow control source valves.
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