JP2903457B2 - ガス分析計およびガス分析機構 - Google Patents

ガス分析計およびガス分析機構

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JP2903457B2 JP35428893A JP35428893A JP2903457B2 JP 2903457 B2 JP2903457 B2 JP 2903457B2 JP 35428893 A JP35428893 A JP 35428893A JP 35428893 A JP35428893 A JP 35428893A JP 2903457 B2 JP2903457 B2 JP 2903457B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガス分析計およびガス分
析機構に関し、特に、シングルセル方式で2成分以上を
同時に検出できる非分散形赤外線ガス分析計、および、
該非分散形赤外線ガス分析計を複数組み合わせたクロス
モジュレーション・シングルセル方式において、2成分
以上を同時に検出するのに好適なガス分析計ユニットの
改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】非分
散形赤外線ガス分析計(Non Dispersive Infrared Anal
yzer:以下、NDIRという)は、1光路1成分検出が
一般的である。複数成分を測定する場合は、シングルセ
ル方式の場合でも2光路2成分検出となり、光学系部品
点数が多く必要となる。さらに、3成分あるいは4成分
同時測定のためには、試料ガスと比較ガスとがロータリ
バルブを介して2つの測定セルに交互に導入されるクロ
スモジュレーション・シングルセル方式を用いてもガス
分析計ユニットを2台用意し、かつ、サンプリング装置
からの試料ガス流量も2系列用意する必要がある。した
がって、サンプリング流量が増加したり、光学系部品点
数の増大、サンプリング系の複雑化等、製品コストが高
くつくと同時に複数台の分析計の保守が必要となり、ラ
ンニングコストも高くつく。また、光断続方式において
は、応答遅れ(シリーズにつないだ場合)等の問題もあ
った。
【0003】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的とするところは、シングルセル方式で
2成分以上を同時に検出できるガス分析計、および、ク
ロスモジュレーション・シングルセル方式において、2
成分以上を同時に検出するのに好適なガス分析機構を得
ることである。
【0004】
【課題を解決するための手段および作用】本考案の最大
の特徴は、測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を
封入したガスフィルタセルを用い、(1) このガスフ
ィルタセルにビームスプリッターを内蔵してセル内で吸
収された測定成分に対する光量の変化を前記ビームスプ
リッターで各検出器に分割したり、(2) ガスフィル
タセルに光学フィルタを、従来の光学フィルタのように
セルの面と平行に配置するのではなくて該配置位置より
さらにセル側に角度(光路方向に対して、例えば、45
°)を設けて内蔵させ、かつ、1光路上にこの光学フィ
ルタ内蔵のガスフィルタセルを少なくとも2個直列に配
置して、各検出器で、赤外エネルギを大きい順(光路上
で前方より短波長側成分の順)に測定したり、あるい
は、赤外エネルギを小さい順(光路上で前方より長波長
側成分の順)に測定した点にある。
【0005】本発明に係るガス分析計は、試料ガスが導
入されるセルの一端側に光源を設ける一方、セルの他端
側に測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入し
ているガスフィルタセルを設け、このガスフィルタセル
にビームスプリッターを内蔵して、該ビームスプリッタ
ーの透過位置側と反射位置側にそれぞれ検出器を設けた
ことを特徴とする。
【0006】すなわち、本発明は、シングルセルベンチ
の光軸上において、セルの他端側にビームスプリッター
を設けることから、前記光軸上の透過位置側に第1測定
成分を測定する第1検出器を配置できるとともに、前記
光軸上に対する反射光軸側に、第2測定成分を測定する
第2検出器を配置でき、シングルセル方式で2測定成分
を同時に検出できる。しかもビームスプリッターを内蔵
させたガスフィルタセル内には、第1および第2測定成
分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入してあり、干
渉成分の影響を除去できる。
【0007】また、本発明は別の観点から、試料ガスと
比較ガスとが切換えバルブを介して交互に導入される2
つの測定セル、この各測定セルごとにその一端側に設け
られた光源、同じく各測定セルごとにその他端側に測定
成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入して設けら
れたガスフィルタセル、この2つのガスフィルタセルに
それぞれ内蔵されたビームスプリッターおよびこの各ビ
ームスプリッターごとに透過位置側と反射位置側にそれ
ぞれ設けられた2つの検出器からなるガス分析計ユニッ
トと、前記切換えバルブに接続されたサンプリング装置
とから4成分測定を行うことを特徴とするガス分析機構
を提供する。
【0008】すなわち、本発明では、2つの測定セルの
他端側にそれぞれビームスプリッターを設けることか
ら、各ビームスプリッターの透過位置側と反射位置側
に、合わせて4つの検出器を配置できる。したがって、
クロスモジュレーション・シングルセル方式において、
試料ガスと比較ガスが交互に2つの測定セルに送入さ
れ、2測定セルで最大4成分を同時測定できる。また、
試料ガスは1系統のサンプリング装置で処理が可能であ
る。このように、クロスモジュレーション・シングルセ
ル方式では、従来4成分測定に対して、ガス分析計ユニ
ット2台およびサンプリング系も2系列必要であった
が、本考案では、ガス分析計ユニットは1台、サンプリ
ング系も1系列で測定可能となる。しかもビームスプリ
ッターを内蔵させたガスフィルタセル内には、各測定成
分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入してあり、干
渉成分の影響を除去できる。
【0009】また、本発明は更に別の観点から、試料ガ
スと比較ガスとが切換えバルブを介して交互に導入され
る2つの測定セル、この各測定セルごとにその一端側に
設けられた光源、前記2つの測定セルの内、一方のセル
の他端側に測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を
封入して設けられたガスフィルタセル、このガスフィル
タセルに内蔵されたビームスプリッター、このビームス
プリッターの透過位置側と反射位置側に設けられた2つ
の検出器および他方のセルの他端側に設けられた1つの
検出器からなるガス分析計ユニットと、前記切換えバル
ブに接続されたサンプリング装置とから3成分測定を行
うことを特徴とするガス分析機構を提供する。
【0010】すなわち、本発明では、2つの測定セルの
内、一方のセルの他端側にビームスプリッターを設ける
ことから、該ビームスプリッターの透過位置側と反射位
置側にそれぞれ1つの検出器と、他方の測定セルの他端
側に1つの検出器、合わせて3つの検出器を配置でき
る。したがって、クロスモジュレーション・シングルセ
ル方式において、試料ガスと比較ガスが交互に2つの測
定セルに送入され、2測定セルで最大3成分を同時測定
できる。また、試料ガスは1系統のサンプリング装置で
処理が可能である。このように、クロスモジュレーショ
ン・シングルセル方式では、従来3成分測定に対して、
ガス分析計ユニット2台およびサンプリング系も2系列
必要であったが、本考案では、ガス分析計ユニットは1
台、サンプリング系も1系列で測定可能となる。しかも
ビームスプリッターを内蔵させたガスフィルタセル内に
は、各測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入
してあり、干渉成分の影響を除去できる。
【0011】一方、本発明は、1光学系にて多数の波長
成分の測定を行うという観点から、試料ガスが導入され
るセルの一端側に光源を設ける一方、セルの他端側に測
定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入してなる
ガスフィルタセルを設け、このガスフィルタセルに赤外
の波長を分光する光学フィルタを内蔵させるとともに、
1光路上にこの光学フィルタ内蔵のガスフィルタセルを
複数個直列に配置し、更に、これらガスフィルタセルご
とに反射位置側に検出器を設けるとともに、最後尾のガ
スフィルタセルの透過位置側に1つの検出器を設けたこ
とを特徴とするガス分析計を提供する。
【0012】すなわち、従来では、ガス分析計のセル
(サンプルセル)と検出器の間に光学フィルタをセルの
面と平行に配置し、干渉低減用に使用しているけれど
も、この光学フィルタを、本考案では,従来の光学フィ
ルタの位置よりさらにセル側に角度(例えば、45°)
を有して設置し、光源からでた赤外エネルギを分光して
いくことにより、分光された波長に対する、測定成分の
測定が可能となるとともに、分光する波長を光学フィル
タにより順次ずらせていくことにより、多成分の測定が
1つの光学系で可能となる。
【0013】また、本発明は、3つの波長成分の測定を
行うために、試料ガスが導入される測定セル、この測定
セルの一端側に設けられた光源、測定セルの他端側に測
定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入して設け
られ、かつ光路上に2個直列に配置したガスフィルタセ
ル、この各ガスフィルタセルにそれぞれ内蔵された赤外
波長分光用の光学フィルタ、この各ガスフィルタセルご
とに反射位置側に設けられた2つの検出器および透過位
置側の前記光路上に設けられた1つの検出器からなるガ
ス分析計ユニットと、前記測定セルに接続されたサンプ
リング装置とから3つの波長成分の測定を行うことを特
徴とするガス分析機構を提供する。
【0014】すなわち、3つの波長成分の測定を行うた
めに、光源に近い側から、短波長の光学フィルタ(カッ
ト・オン用)、あるいは長波長の光学フィルタ(カット
・オフ用)を配置し、1光路上において順次、後方に行
くに従い、光学フィルタのカットする位置を長波長側
(あるいは短長波長)にスライドでき、最初の光学フィ
ルタでは、波長aより短い波長は該光学フィルタ表面で
反射するため、検出器には波長aより短い赤外エネルギ
が入ることになり、続いて、最初の光学フィルタを透過
した赤外光は、後方の光学フィルタに伝達され、後方の
光学フィルタでは同様に波長bより短い波長は光学フィ
ルタ表面で反射するため、別の検出器には波長bより短
い赤外エネルギが入り、残りが反射され、光路上に設け
られた更に別の検出器に入る。このようにして3つの測
定成分に分光され得る。
【0015】更に、本発明は、4つの波長成分の測定を
行うために、試料ガスが導入される測定セル、この測定
セルの一端側に設けられた光源、測定セルの他端側に測
定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入して設け
られ、かつ光路上に3個直列に配置したガスフィルタセ
ル、この各ガスフィルタセルにそれぞれ内蔵された赤外
波長分光用の光学フィルタ、この各ガスフィルタセルご
とに反射位置側に設けられた3つの検出器および透過位
置側の前記光路上に設けられた1つの検出器からなるガ
ス分析計ユニットと、前記測定セルに接続されたサンプ
リング装置とから4つの波長成分の測定を行うことを特
徴とするガス分析機構を提供する。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。なお、それによって本発明は限定を受ける
ものではない。図1は本考案の第1実施例を示す。すな
わち、図1は、クロスモジュレーション・シングルセル
方式の場合で、2測定セルで最大4成分を同時測定する
場合のガス分析機構を示す。図1において、ガス分析機
構は、試料ガスSと比較ガスRとがロータリバルブ(切
換えバルブ)1を介して交互に導入される2つの測定セ
ル2,3、この各測定セルごとにその一端側に設けられ
た光源4,5、同じく各測定セル2,3ごとにその他端
側に測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入し
て設けられたガスフィルタセル6,7、この2つのガス
フィルタセルにそれぞれ内蔵されたビームスプリッター
8,9およびこの各ビームスプリッターごとに透過位置
側と反射位置側にそれぞれ設けられた第1,第4検出器
10,13、第2,第3検出器11,12からなるガス
分析計ユニットと、ロータリバルブ1に接続されたサン
プリング装置Q1 とから4成分測定を行うものである。
また、符号Mは比較ガス生成のための精製器である。
【0017】更に、ビームスプリッター8,9は、その
透過・反射面8a,9aが各測定セル2,3の光軸
1 ,X2 に対して45°の傾斜角を有してガスフィル
タセル6,7内に設けられており、第1,4測定成分を
それぞれ測定する第1,第4検出器10,13が光軸X
1 ,X2 上に配置され、一方、90°反射光軸Y1 ,Y
2上に、第2,3測定成分をそれぞれ測定する第2,第
3検出器11,12が配置されている。
【0018】そして、ビームスプリッター8による第1
および第2検出器10,11やビームスプリッター9に
よる第3および第4検出器12,13への光量の分割比
は、通常1:1にて使用するが、検出器特有の感度差が
ある場合には、反射率を調節したものを用いて1:2又
はそれ以上の比率のものを用いて、両検出器の検出感度
に見合った光量を配分する。
【0019】この実施例のものは上記構成を有するか
ら、試料ガスSと比較ガスRは、交互に測定セル2また
は測定セル3に送入される。試料ガスSは1系統のサン
プリング装置Q1 で処理されたものであり、測定セル
2,3内で吸収された測定成分に対する光量の変化をビ
ームスプリッター8,9で各検出器10〜13に等分割
に分け、各々の検出器の信号を増幅し出力させる。
【0020】この際、ビームスプリッター8,9を内蔵
させたガスフィルタセル6,7内には、各測定成分の検
出に妨害となる干渉ガス成分を封入してあり、干渉成分
の影響を除去できる。例えば、煙道排ガス測定において
は、NOx またはSO2 をそれぞれ測定する場合には、
ガスフィルタセルにCO2 を封入する。
【0021】このように本実施例では、2つの測定セル
2,3の他端側にそれぞれビームスプリッター8,9を
設けることから、各ビームスプリッターの透過位置側と
反射位置側に、合わせて4つの検出器10〜13を配置
できる。したがって、クロスモジュレーション・シング
ルセル方式において、試料ガスSと比較ガスRが、交互
に2つの測定セル2,3に送入され、2測定セルで最大
4成分を同時測定できる。また、試料ガスSは1系統の
サンプリング装置Q1 で処理が可能である。このよう
に、クロスモジュレーション・シングルセル方式では、
従来4成分測定に対して、ガス分析計ユニット2台およ
びサンプリング系も2系列必要であったが、本実施例で
は、ガス分析計ユニットは1台、サンプリング系Q1
1系列で測定可能となる。しかもビームスプリッター
8,9を内蔵させたガスフィルタセル6,7内には、各
測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入してあ
り、干渉成分の影響を除去できる。また、比較ガス生成
のための精製器Mもサンプリング系Q1 と同様、複雑化
することは無い。
【0022】図2は本発明の第2実施例を示す。すなわ
ち、図2は、クロスモジュレーション・シングルセル方
式の場合で、2測定セルで最大3成分を同時測定する場
合のガス分析機構を示す。図2において、ガス分析機構
は、試料ガスSと比較ガスRとがロータリバルブ(切換
えバルブ)1を介して交互に導入される2つの測定セル
2,3、この各測定セルごとにその一端側に設けられた
光源4,5、2つの測定セル2,3の内、一方の測定セ
ル2の他端側に測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成
分を封入して設けられたガスフィルタセル6、このガス
フィルタセルに内蔵されたビームスプリッター8、この
ビームスプリッターの透過位置側と反射位置側に設けら
れた2つの検出器10,11および他方の測定セル3の
他端側に設けられた1つの検出器12からなるガス分析
計ユニットと、ロータリバルブ1に接続されたサンプリ
ング装置Q1 とから3成分測定を行うものである。
【0023】更に、ビームスプリッター8は、その透過
・反射面8aが測定セル2の光軸X 1 に対して45°の
傾斜角を有してガスフィルタセル6内に設けられてお
り、第1測定成分を測定する第1検出器10が光軸X1
上に配置され、一方、90°反射光軸Y1 上に、第2測
定成分を測定する第2検出器11が配置されているとと
もに、他方の測定セル3の他端側で光軸X2 上に第3検
出器12が配置されている。
【0024】そして、ビームスプリッター8による第1
および第2検出器10,11への光量の分割比は、通常
1:1にて使用するが、検出器特有の感度差がある場合
には、反射率を調節したものを用いて1:2又はそれ以
上の比率のものを用いて、両検出器の検出感度に見合っ
た光量を配分する。
【0025】この実施例のものは上記構成を有するか
ら、試料ガスSと比較ガスRは、交互に測定セル2また
は測定セル3に送入される。試料ガスSは1系統のサン
プリング装置Q1 で処理されたものであり、測定セル2
内で吸収された測定成分に対する光量の変化をビームス
プリッター8で各検出器10,11に等分割に分け、各
々の検出器の信号を増幅し出力させる。一方、光軸X2
上では、測定セル3内で吸収された測定成分に対する光
量の変化を直接第3検出器12で受入れ、第3検出器1
2の信号を増幅し出力させる。
【0026】この際、ビームスプリッター8を内蔵させ
たガスフィルタセル6内には、各測定成分の検出に妨害
となる干渉ガス成分を封入してあり、干渉成分の影響を
除去できる。例えば、煙道排ガス測定においては、NO
x またはSO2 をそれぞれ測定する場合には、ガスフィ
ルタセルにCO2 を封入する。
【0027】このように本実施例では、2つの測定セル
2,3の内、一方のセル2の他端側にビームスプリッタ
ー8を設けることから、該ビームスプリッターの透過位
置側と反射位置側にそれぞれ1つの検出器10,11
と、他方の測定セル3の他端側に1つの検出器12、合
わせて3つの検出器を配置できる。したがって、クロス
モジュレーション・シングルセル方式において、試料ガ
スSと比較ガスRが交互に2つの測定セル2,3に送入
され、2測定セルで最大3成分を同時測定できる。ま
た、試料ガスSは1系統のサンプリング装置Q1 で処理
が可能である。このように、クロスモジュレーション・
シングルセル方式では、従来3成分測定に対して、ガス
分析計ユニット2台およびサンプリング系も2系列必要
であったが、本実施例では、ガス分析計ユニットは1
台、サンプリング系Q1 も1系列で測定可能となる。し
かもビームスプリッター8を内蔵させたガスフィルタセ
ル6内には、各測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成
分を封入してあり、干渉成分の影響を除去できる
【0028】図3は本発明の第3実施例を示す。すなわ
ち、図3は、流体変調方式による3成分(例えば、C
O、NO、SO2 )濃度測定用のガス分析機構を示す。
【0029】図3において、ガス分析機構は、試料ガス
Sが比較ガスRと交互に導入される測定セル21、この
測定セルの一端側に設けられた光源22、測定セル21
の他端側に測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を
封入して設けられ、かつ光路上に2個直列に配置したガ
スフィルタセル23,24、この各ガスフィルタセルに
それぞれ内蔵された赤外波長分光用の光学フィルタ2
5,26、この各ガスフィルタセルごとに反射位置側に
設けられた2つの検出器27,28および透過位置側の
前記光路上に設けられた1つの検出器29からなるガス
分析計ユニットと、試料ガスSと比較ガスRとがロータ
リバルブ(切換えバルブ)1を介して交互に導入される
測定セル21に接続されたサンプリング装置Q1 とから
なる。
【0030】この実施例のものは上記構成を有するか
ら、3つの波長成分の測定を行うために、光源22に近
い側から、短波長の光学フィルタ25,26を順次配置
し、1光路上において、後方に行くに従い、光学フィル
タ25,26のカットする位置を長波長側にスライドで
き、最初の光学フィルタで25は、波長aより短い波長
は該光学フィルタ25の表面で反射するため、検出器2
7には波長aより短い赤外エネルギが入ることになり、
続いて、最初の光学フィルタ25を透過した赤外光は、
後方の光学フィルタ26に伝達され、後方の光学フィル
タ26では同様に波長bより短い波長は光学フィルタ2
6の表面で反射するため、別の検出器28には波長bよ
り短い赤外エネルギが入り、残りが反射され、光路上に
設けられた更に別の検出器29に入る。このようにして
3つの測定成分に分光され得る。
【0031】この際、検出器27では、図4で示すよう
な位置に赤外吸収のある成分が測定対象となる。光学フ
ィルタ25の分光性能は、例えば、光学フィルタ25の
最大透過率が90%であれば、後方の光学フィルタ26
には、光源22から測定成分1に関する波長域を除く長
波長域の赤外のエネルギの90%が伝達され、残りが反
射されて検出器28に入る。すなわち、aの波長より短
波長側の波長では光学フィルタ25の透過率が≒0のた
め、ロスなく検出器27に伝達され、光学フィルタ26
においても、bの波長より短波長側の波長では光学フィ
ルタ26の透過率が≒0のため、ロスなく検出器28に
伝達され、光学フィルタ25と同様の分光が行われ、結
局、光学フィルタ25,26でそれぞれの測定成分1、
測定成分2に分光されて検出器27,28で検出され、
残りの測定成分3は検出器29で検出される。なお、光
学フィルタ25は曲線Aで示されるフィルタ特性を有
し、光学フィルタ26は曲線Bで示されるフィルタ特性
を有する。
【0032】このように本実施例では、光学フィルタ2
5,26ごとに反射位置側にそれぞれ検出器27,28
を設け、光学フィルタ25,26の透過位置側に1つの
検出器29を設け、合わせて3つの検出器を配置でき
る。したがって、シングルセルを用いた流体変調方式に
おいて、試料ガスSと比較ガスRが交互に1つの測定セ
ル21に送入され、1測定セルで3成分を同時測定でき
る。また、試料ガスSは1系統のサンプリング装置Q1
で処理が可能である。このように、従来3成分測定に対
して、サンプルセルと検出器の間に光学フィルタをセル
の面と平行に配置し、干渉低減用に使用しているからガ
ス分析計ユニット2台およびサンプリング系も2系列必
要であったが、本実施例では、光源22に近い側から、
短波長の光学フィルタ25,26を配置し、順次、後方
に行くに従い、光学フィルタのカットする位置を長波長
側にスライドさせたので、ガス分析計ユニットは1台、
サンプリング系Q1 も1系列で測定可能となる。しかも
光学フィルタ25,26を内蔵させたガスフィルタセル
23,24内には、各測定成分の検出に妨害となる干渉
ガス成分を封入してあり、干渉成分の影響を除去でき
る。
【0033】要するに、1つの光学系をもつガス分析計
機構において、多成分(例えば、CO、NO、SO2
の測定が可能となり、また、従来光学フィルタによりカ
ットしていた赤外の波長エネルギを他の測定用のエネル
ギとして使用するため、感度的にもロスが少なく、コン
パクト、安価なガス分析計機構を構成できる。また、1
つのセルに半導体、あるいは、焦電素子を多成分配置し
ている場合、センサの大きさから、セル径が大きくな
り、サンプル流量の増加、あるいは、エネルギロスがあ
ったが、これに関しても従来の1成分測定用のセルサイ
ズで測定可能となる。
【0034】なお、上記第3実施例において、図3に仮
想線で示すように、ロータリバルブ1を介してガス分析
計ユニットを追加し、一対のガス分析計ユニットを構成
すると、6つの波長成分の測定を行うことが可能であ
る。
【0035】図5は、試料ガスSと比較ガスRが交互に
導入される測定セル21、この測定セルの一端側に設け
られた光源22、測定セル21の他端側に測定成分の検
出に妨害となる干渉ガス成分を封入して設けられ、かつ
光路上に3個順次配置したガスフィルタセル23,2
4,33、この各ガスフィルタセルにそれぞれ内蔵され
た赤外波長分光用の光学フィルタ25,26,32、こ
の各ガスフィルタセルごとに反射位置側に設けられた3
つの検出器27,28,34および透過位置側の前記光
路上に設けられた1つの検出器35からなるガス分析計
ユニットと、測定セル21に接続されたサンプリング装
置とから4つの波長成分の測定を行うようにした本考案
の第4実施例を示す。
【0036】このように本実施例でも多成分の測定が1
つの光学系で可能となる。すなわち、光学フィルタ2
5,26,33を、従来の光学フィルタの位置よりさら
にセル側に角度(例えば、45°)を3つ設置し、光源
22からでたエネルギを分光していくことにより分光す
る波長を光学フィルタにより順次ずらせていき、分光さ
れた4つの波長に対する測定成分の測定が可能となる。
【0037】なお、上記各実施例の検出器としては、ニ
ューマティック検出器、焦電素子、サーモパイル、半導
体センサなどが使用可能である。また、上記第3,4各
実施例の光学フィルタはカットオン用以外にカットオフ
用に使用することも可能であり、この場合には、前方よ
り、長波長側成分を測定する光学系が構成される。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
セルの他端側にビームスプリッターを設けることから、
前記光軸上の透過位置側に第1測定成分を測定する第1
検出器を配置できるとともに、前記光軸上に対する反射
光軸側に、第2測定成分を測定する第2検出器を配置で
き、シングルセル方式で2測定成分を同時に検出でき
る。しかもビームスプリッターを内蔵させたガスフィル
タセル内には、第1および第2測定成分の検出に妨害と
なる干渉ガス成分を封入してあり、両測定成分の検出に
効果がある。
【0039】また、2つの測定セルの他端側にそれぞれ
ビームスプリッターを設けることから、各ビームスプリ
ッターの透過位置側と反射位置側に、合わせて4つの検
出器を配置できる。したがって、クロスモジュレーショ
ン・シングルセル方式において、試料ガスがロータバル
ブ内で比較ガスと交互に2つの測定セルに送入され、2
測定セルで最大4成分を同時測定できる。また、試料ガ
スは1系統のサンプリング装置で処理が可能である。こ
のように、クロスモジュレーション・シングルセル方式
では、従来4成分測定に対して、ガス分析計ユニット2
台およびサンプリング系も2系列必要であったが、本考
案では、ガス分析計ユニット1台およびもサンプリング
系も1系列で測定可能となる。しかもビームスプリッタ
ーを内蔵させたガスフィルタセル内には、各測定成分の
検出に妨害となる干渉ガス成分を封入してあり、干渉成
分の影響を除去できる。
【0040】更に、2つの測定セルの内、一方の測定セ
ルの他端側にビームスプリッターを設けることから、該
ビームスプリッターの透過位置側と反射位置側にそれぞ
れ1つの検出器と、他方の測定セルの他端側に1つの検
出器、合わせて3つの検出器を配置できる。したがっ
て、クロスモジュレーション・シングルセル方式におい
て、試料ガスと比較ガスが交互に2つの測定セルに送入
され、2測定セルで最大3成分を同時測定できる。ま
た、試料ガスは1系統のサンプリング装置で処理が可能
である。このように、クロスモジュレーション・シング
ルセル方式では、従来3成分測定に対して、ガス分析計
ユニット2台およびサンプリング系も2系列必要であっ
たが、本考案では、ガス分析計ユニットは1台、サンプ
リング系Q1も1系列で測定可能となる。しかもビーム
スプリッターを内蔵させたガスフィルタセル内には、各
測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入してあ
り、干渉成分の影響を除去できる
【0041】要するに、クロスモジュレーション・シン
グルセル方式では、従来3,4成分測定に対して、ガス
分析計ユニット2台およびサンプリング系も2系列必要
であったが、本考案では、ガス分析計ユニットは1台、
サンプリング系も1系列で測定可能となり、製品コスト
の低減の他、サンプリング系のシンプル化で保守性が容
易となった。また、比較ガス生成のための精製器もサン
プリング系と同様、複雑化することは無い。
【0042】更に本発明によれば、複数個の光学フィル
タを、従来の光学フィルタの位置よりさらにセル側に角
度を有して設置し、光源からでたエネルギを分光してい
くことにより分光する波長を光学フィルタにより順次ず
らせるようにしたので、1光学系にて測定成分の目的と
する波長を効率よく分光でき、多成分測定を行える光学
系を構成でき、コンパクト化を図ることができる。すな
わち、1つの光学系をもつガス分析計において、多成分
の測定が可能となり、また、従来光学フィルタによりカ
ットしていた赤外の波長エネルギを他の測定用のエネル
ギとして使用するため、感度的にもロスが少なく、コン
パクト、安価なガス分析計を構成できる。また、1つの
セルに半導体、あるいは、焦電素子を多成分配置してい
る場合、センサの大きさから、セル径が大きくなり、サ
ンプル流量の増加、あるいは、エネルギロスがあった
が、これに関しても従来の1成分測定用のセルサイズで
測定可能となる。しかも光学フィルタを内蔵させたガス
フィルタセル内には、各測定成分の検出に妨害となる干
渉ガス成分を封入してあり、各測定成分の検出に効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す全体構成説明図であ
る。
【図2】本発明の第2実施例を示す全体構成説明図であ
る。
【図3】本発明の第3実施例を示す全体構成説明図であ
る。
【図4】光学フィルタの透過率を示す特性図である。
【図5】本発明の第4実施例を示す全体構成説明図であ
る。
【符号の説明】
1…ロータリバルブ、2,3…測定セル、4,5…光
源、6,7…ガスフィルタセル、8,9…ビームスプリ
ッター、10〜13…検出器、21…測定セル、22…
光源、25,26…光学フィルタ、32…光学フィル
タ、23,24…ガスフィルタセル、33…ガスフィル
タセル、27,28,29…検出器、34,35…検出
器、S…試料ガス、R…比較ガス、Q1 …サンプリング
装置、M…比較ガス生成のための精製器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井ノ上 哲志 京都府京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会社堀場製作所内 (56)参考文献 特開 平3−25348(JP,A) 実開 昭56−157659(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 21/00 - 21/74 G01J 3/00 - 3/52

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料ガスが導入されるセルの一端側に光
    源を設ける一方、セルの他端側に測定成分の検出に妨害
    となる干渉ガス成分を封入してなるガスフィルタセルを
    設け、このガスフィルタセルにビームスプリッターを内
    蔵して、該ビームスプリッターの透過位置側と反射位置
    側にそれぞれ検出器を設けたことを特徴とするガス分析
    計。
  2. 【請求項2】 試料ガスと比較ガスとが切換えバルブを
    介して交互に導入される2つの測定セル、この各測定セ
    ルごとにその一端側に設けられた光源、同じく各測定セ
    ルごとにその他端側に測定成分の検出に妨害となる干渉
    ガス成分を封入して設けられたガスフィルタセル、この
    2つのガスフィルタセルにそれぞれ内蔵されたビームス
    プリッターおよびこの各ビームスプリッターごとに透過
    位置側と反射位置側にそれぞれ設けられた2つの検出器
    からなるガス分析計ユニットと、前記切換えバルブに接
    続されたサンプリング装置とから4成分測定を行うこと
    を特徴とするガス分析機構。
  3. 【請求項3】 試料ガスと比較ガスとが切換えバルブを
    介して交互に導入される2つの測定セル、この各測定セ
    ルごとにその一端側に設けられた光源、前記2つの測定
    セルの内、一方のセルの他端側に測定成分の検出に妨害
    となる干渉ガス成分を封入して設けられたガスフィルタ
    セル、このガスフィルタセルに内蔵されたビームスプリ
    ッター、このビームスプリッターの透過位置側と反射位
    置側に設けられた2つの検出器および他方のセルの他端
    側に設けられた1つの検出器からなるガス分析計ユニッ
    トと、前記切換えバルブに接続されたサンプリング装置
    とから3成分測定を行うことを特徴とするガス分析機
    構。
  4. 【請求項4】 試料ガスが導入されるセルの一端側に光
    源を設ける一方、セルの他端側に測定成分の検出に妨害
    となる干渉ガス成分を封入してなるガスフィルタセルを
    設け、このガスフィルタセルに赤外の波長を分光する光
    学フィルタを内蔵させるとともに、1光路上にこの光学
    フィルタ内蔵のガスフィルタセルを複数個直列に配置
    し、更に、これらガスフィルタセルごとに反射位置側に
    検出器を設けるとともに、最後尾のガスフィルタセルの
    透過位置側に1つの検出器を設けたことを特徴とするガ
    ス分析計。
  5. 【請求項5】 試料ガスが導入される測定セル、この測
    定セルの一端側に設けられた光源、測定セルの他端側に
    測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入して設
    けられ、かつ光路上に2個直列に配置したガスフィルタ
    セル、この各ガスフィルタセルにそれぞれ内蔵された赤
    外波長分光用の光学フィルタ、この各ガスフィルタセル
    ごとに反射位置側に設けられた2つの検出器および透過
    位置側の前記光路上に設けられた1つの検出器からなる
    ガス分析計ユニットと、前記測定セルに接続されたサン
    プリング装置とから3つの波長成分の測定を行うことを
    特徴とするガス分析機構。
  6. 【請求項6】 試料ガスが導入される測定セル、この測
    定セルの一端側に設けられた光源、測定セルの他端側に
    測定成分の検出に妨害となる干渉ガス成分を封入して設
    けられ、かつ光路上に3個直列に配置したガスフィルタ
    セル、この各ガスフィルタセルにそれぞれ内蔵された赤
    外波長分光用の光学フィルタ、この各ガスフィルタセル
    ごとに反射位置側に設けられた3つの検出器および透過
    位置側の前記光路上に設けられた1つの検出器からなる
    ガス分析計ユニットと、前記測定セルに接続されたサン
    プリング装置とから4つの波長成分の測定を行うことを
    特徴とするガス分析機構。
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