JP3291890B2 - 赤外線ガス分析計 - Google Patents
赤外線ガス分析計Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は赤外領域におけるガスの
吸収を利用してサンプルガス中の測定対象ガス成分の濃
度を測定する非分散型赤外光ガス分析計に関するもので
ある。非分散型赤外光ガス分析計は、各種工業プロセス
のガス濃度の監視や制御、公害監視のための排ガス濃度
測定などに利用されている。
吸収を利用してサンプルガス中の測定対象ガス成分の濃
度を測定する非分散型赤外光ガス分析計に関するもので
ある。非分散型赤外光ガス分析計は、各種工業プロセス
のガス濃度の監視や制御、公害監視のための排ガス濃度
測定などに利用されている。
【０００２】
【従来の技術】図１は本発明をＮＯ計に適用した一実施
例を示すものであるが、各部の配置は従来のものと同じ
であるので、図１のＮＯ計を用いて従来のＮＯ計を説明
する。光源２からの赤外の測定光がセクター６により断
続光となって測定セル４に入射し、測定セル４を透過し
た測定光が光路に光学的に直列に配置された第１受光室
１２と第２受光室１４とからなるニューマティック型検
出器１０に入射する。両受光室１２，１４はコンデンサ
マイクロホン１６によって仕切られている。
例を示すものであるが、各部の配置は従来のものと同じ
であるので、図１のＮＯ計を用いて従来のＮＯ計を説明
する。光源２からの赤外の測定光がセクター６により断
続光となって測定セル４に入射し、測定セル４を透過し
た測定光が光路に光学的に直列に配置された第１受光室
１２と第２受光室１４とからなるニューマティック型検
出器１０に入射する。両受光室１２，１４はコンデンサ
マイクロホン１６によって仕切られている。
【０００３】ＮＯ計では両受光室１２，１４にＮＯガス
がＡｒガスによって希釈されて封入されている。検出器
１０ではＮＯの吸収波長帯の赤外光のみが第１受光室１
２で吸収され、第１受光室１２で吸収し切れずに第２受
光室１４に入射したＮＯの吸収波長帯の赤外光が第２受
光室１４で吸収される。両受光室１２，１４で赤外光を
吸収して膨張することによる両受光室１２，１４の圧力
差がサンプルガス中のＮＯ濃度によって変化するため、
その圧力差がコンデンサマイクロホン１６によって電気
信号として取り出され、サンプルガス中のＮＯ濃度が測
定される。
がＡｒガスによって希釈されて封入されている。検出器
１０ではＮＯの吸収波長帯の赤外光のみが第１受光室１
２で吸収され、第１受光室１２で吸収し切れずに第２受
光室１４に入射したＮＯの吸収波長帯の赤外光が第２受
光室１４で吸収される。両受光室１２，１４で赤外光を
吸収して膨張することによる両受光室１２，１４の圧力
差がサンプルガス中のＮＯ濃度によって変化するため、
その圧力差がコンデンサマイクロホン１６によって電気
信号として取り出され、サンプルガス中のＮＯ濃度が測
定される。
【０００４】一方、ＮＯの吸収波長帯はＣＯ2やＨ2Ｏの
吸収波長帯と重なる部分があるため、サンプルガス中の
ＣＯ2やＨ2Ｏに対して若干の感度を有し、ＮＯ濃度測定
の誤差となる。そこで、測定セルにＣＯ2を流通させた
ときに両受光室１２，１４の赤外吸収量が等しくなり、
かつＮＯを流通させたときに第１受光室１２の方が第２
受光室１４より赤外吸収量が多くなるように両受光室１
２，１４の光路長を調整するように設計することによっ
てＣＯ2の干渉を補償している。
吸収波長帯と重なる部分があるため、サンプルガス中の
ＣＯ2やＨ2Ｏに対して若干の感度を有し、ＮＯ濃度測定
の誤差となる。そこで、測定セルにＣＯ2を流通させた
ときに両受光室１２，１４の赤外吸収量が等しくなり、
かつＮＯを流通させたときに第１受光室１２の方が第２
受光室１４より赤外吸収量が多くなるように両受光室１
２，１４の光路長を調整するように設計することによっ
てＣＯ2の干渉を補償している。
【０００５】従来の検出器でＮＯの検出に対し、ＣＯ2
の干渉を補償するために第１受光室１２と第２受光室１
４の光路長を調整しているだけでは、ＣＯ2の干渉は補
償できるが、Ｈ2Ｏの干渉は補償することができない。
そのため、測定セル４に導入される前の段階でサンプル
ガスを電子クーラーなどで冷却して除湿し、測定セルに
導かれるサンプルガス中のＨ2Ｏ濃度を常に一定に保つ
ことにより、Ｈ2Ｏの干渉を除いている。
の干渉を補償するために第１受光室１２と第２受光室１
４の光路長を調整しているだけでは、ＣＯ2の干渉は補
償できるが、Ｈ2Ｏの干渉は補償することができない。
そのため、測定セル４に導入される前の段階でサンプル
ガスを電子クーラーなどで冷却して除湿し、測定セルに
導かれるサンプルガス中のＨ2Ｏ濃度を常に一定に保つ
ことにより、Ｈ2Ｏの干渉を除いている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のニューマティッ
ク型赤外検出器で、サンプルガスに２以上の干渉ガス成
分が含まれている場合に、受光室には測定対象ガス成分
のみを希釈して封入し、１つの干渉成分を光路長を調整
することにより補償している場合には、２以上の干渉成
分による誤差をなくすためには測定セルへのサンプルガ
ス導入流路に高価な干渉ガスフィルタを設けたり、干渉
成分がＨ2Ｏのときにはサンプルガス中のＨ2Ｏ濃度が変
動したり周囲温度が変動したりしたときにもサンプルガ
スを常に一定の温度に冷却してＨ2Ｏ濃度を一定に保つ
ための大型の電子クーラーなどの装置が必要となる。そ
のため、分析計全体が高価になり、また小型化する上で
支障になる。本発明は干渉ガスフィルタや冷却装置など
の装置を設けることなく、干渉成分による影響を補償す
ることを目的とするものである。
ク型赤外検出器で、サンプルガスに２以上の干渉ガス成
分が含まれている場合に、受光室には測定対象ガス成分
のみを希釈して封入し、１つの干渉成分を光路長を調整
することにより補償している場合には、２以上の干渉成
分による誤差をなくすためには測定セルへのサンプルガ
ス導入流路に高価な干渉ガスフィルタを設けたり、干渉
成分がＨ2Ｏのときにはサンプルガス中のＨ2Ｏ濃度が変
動したり周囲温度が変動したりしたときにもサンプルガ
スを常に一定の温度に冷却してＨ2Ｏ濃度を一定に保つ
ための大型の電子クーラーなどの装置が必要となる。そ
のため、分析計全体が高価になり、また小型化する上で
支障になる。本発明は干渉ガスフィルタや冷却装置など
の装置を設けることなく、干渉成分による影響を補償す
ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、非分散型赤
外線ガス分析計のニューマティック型検出器の両受光室
に、測定対象ガス成分の外、干渉ガス成分又は干渉ガス
成分の赤外吸収帯と少なくとも一部が重なる赤外吸収帯
をもつガス成分を両受光室でのその干渉ガス成分の赤外
吸収帯での光吸収量が等しくなる条件で封入した。
外線ガス分析計のニューマティック型検出器の両受光室
に、測定対象ガス成分の外、干渉ガス成分又は干渉ガス
成分の赤外吸収帯と少なくとも一部が重なる赤外吸収帯
をもつガス成分を両受光室でのその干渉ガス成分の赤外
吸収帯での光吸収量が等しくなる条件で封入した。
【０００８】
【作用】検出器に封入した干渉ガス成分又は干渉ガス成
分の赤外吸収帯と少なくとも一部が重なる赤外吸収帯を
もつガス成分により、その干渉ガス成分の赤外吸収帯に
関しては両受光室での光吸収量が等しくなってその干渉
成分による影響が補償される。
分の赤外吸収帯と少なくとも一部が重なる赤外吸収帯を
もつガス成分により、その干渉ガス成分の赤外吸収帯に
関しては両受光室での光吸収量が等しくなってその干渉
成分による影響が補償される。
【０００９】
【実施例】図１は本発明をＮＯ分析計に適用した一実施
例を表わす。赤外光を放射する光源２からの赤外光を測
定光として入射させる位置に測定セル４が配置され、光
源２と測定セル４の入射窓の間には光源２からの測定光
を断続光とするためのセクター６が配置されている。８
はセクター６を回転させるモータである。測定セル４は
ガス入口とガス出口を有し、サンプルガスが流通させら
れる。測定セル４を透過した測定光を受光する位置にニ
ューマティック型検出器１０が配置されている。ニュー
マティック型検出器１０は測定光の光路に光学的に直列
に配置された第１受光室１２と第２受光室１４とからな
り、両受光室１２，１４はコンデンサマイクロホン１６
によって仕切られている。
例を表わす。赤外光を放射する光源２からの赤外光を測
定光として入射させる位置に測定セル４が配置され、光
源２と測定セル４の入射窓の間には光源２からの測定光
を断続光とするためのセクター６が配置されている。８
はセクター６を回転させるモータである。測定セル４は
ガス入口とガス出口を有し、サンプルガスが流通させら
れる。測定セル４を透過した測定光を受光する位置にニ
ューマティック型検出器１０が配置されている。ニュー
マティック型検出器１０は測定光の光路に光学的に直列
に配置された第１受光室１２と第２受光室１４とからな
り、両受光室１２，１４はコンデンサマイクロホン１６
によって仕切られている。
【００１０】検出器１０では第１受光室１２と第２受光
室１４には測定対象ガス成分であるＮＯと干渉ガス成分
であるＣＯ2がＡｒで希釈されて封入されている。ＮＯ
の赤外吸収帯の赤外光に対しては第１受光室１２での吸
収量と第２受光室１４での吸収量に差が生じてサンプル
ガス中のＮＯ濃度に対応した出力が得られ、一方ＣＯ2
の赤外吸収帯の赤外光に対しては第１受光室１２での吸
収量と第２受光室１４での吸収量が等しくなるようにそ
れぞれの濃度が設定されている。第１受光室１２と第２
受光室１４に封入されているＮＯ濃度は％オーダーが適
当であり、ＣＯ2濃度はｐｐｍオーダーが適当である。
封入するこれらのガス成分ＮＯとＣＯ2の濃度は両受光
室１２，１４の光路長を考慮して実験的に定める。ＮＯ
に対してはＣＯ2とＨ2Ｏが干渉成分となるので、他の干
渉成分であるＨ2Ｏに対しては第１受光室１２と第２受
光室１４の光路長が調整され、Ｈ2Ｏに対する赤外吸収
帯の光に対しては両受光室１２，１４での光吸収量が等
しくなるように設定されている。
室１４には測定対象ガス成分であるＮＯと干渉ガス成分
であるＣＯ2がＡｒで希釈されて封入されている。ＮＯ
の赤外吸収帯の赤外光に対しては第１受光室１２での吸
収量と第２受光室１４での吸収量に差が生じてサンプル
ガス中のＮＯ濃度に対応した出力が得られ、一方ＣＯ2
の赤外吸収帯の赤外光に対しては第１受光室１２での吸
収量と第２受光室１４での吸収量が等しくなるようにそ
れぞれの濃度が設定されている。第１受光室１２と第２
受光室１４に封入されているＮＯ濃度は％オーダーが適
当であり、ＣＯ2濃度はｐｐｍオーダーが適当である。
封入するこれらのガス成分ＮＯとＣＯ2の濃度は両受光
室１２，１４の光路長を考慮して実験的に定める。ＮＯ
に対してはＣＯ2とＨ2Ｏが干渉成分となるので、他の干
渉成分であるＨ2Ｏに対しては第１受光室１２と第２受
光室１４の光路長が調整され、Ｈ2Ｏに対する赤外吸収
帯の光に対しては両受光室１２，１４での光吸収量が等
しくなるように設定されている。
【００１１】測定対象成分がＮＯ、第１干渉成分がＨ2
Ｏ、第２干渉成分がＣＯ2とした場合、両受光室１２，
１４にＮＯのみを封入した従来の検出器を用いた場合
と、ＮＯとＣＯ2を封入した実施例の検出器を用いた場
合とで、動作の違いを図２により説明する。
Ｏ、第２干渉成分がＣＯ2とした場合、両受光室１２，
１４にＮＯのみを封入した従来の検出器を用いた場合
と、ＮＯとＣＯ2を封入した実施例の検出器を用いた場
合とで、動作の違いを図２により説明する。
【００１２】まず、従来の検出器の場合には測定対象ガ
ス成分であるＮＯに対しては第１受光室１２での吸収量
と第２受光室１４での吸収量に差が生じ、その差がコン
デンサマイクロホン１６での分析計指示値として検出さ
れる。サンプルガス中にＣＯ2とＨ2Ｏが存在すると、Ｈ
2Ｏは両受光室１２と１４の光路長が調整されているこ
とによって誤差としては現われない。しかし、ＣＯ2に
対しては第２受光室の方が第１受光室より赤外光の吸収
量が大きくなるため、分析計指示値としてはマイナスの
誤差を生じる。
ス成分であるＮＯに対しては第１受光室１２での吸収量
と第２受光室１４での吸収量に差が生じ、その差がコン
デンサマイクロホン１６での分析計指示値として検出さ
れる。サンプルガス中にＣＯ2とＨ2Ｏが存在すると、Ｈ
2Ｏは両受光室１２と１４の光路長が調整されているこ
とによって誤差としては現われない。しかし、ＣＯ2に
対しては第２受光室の方が第１受光室より赤外光の吸収
量が大きくなるため、分析計指示値としてはマイナスの
誤差を生じる。
【００１３】一方、実施例ではＮＯに対しては従来と同
様に濃度を検出し、Ｈ2Ｏに対しても従来と同様に光路
長の調整によって指示が現われないように補償される。
そしてＣＯ2の赤外吸収帯に対しては両受光室１２，１
４での吸収量が等しくなることにより、ＣＯ2に対して
も補償される。
様に濃度を検出し、Ｈ2Ｏに対しても従来と同様に光路
長の調整によって指示が現われないように補償される。
そしてＣＯ2の赤外吸収帯に対しては両受光室１２，１
４での吸収量が等しくなることにより、ＣＯ2に対して
も補償される。
【００１４】干渉を補償するために検出器に封入するガ
ス成分は、干渉ガス成分そのものに限らず、赤外域に干
渉ガス成分と同様の吸収帯をもつ別の成分を封入しても
よい。例えばＨ2Ｏの干渉を補償するには検出器にＨ2Ｏ
を封入してもよいが、赤外域に同様の吸収帯をもつＮＨ
3を封入ガスに混入することによってもＨ2Ｏの干渉を補
償することができる。
ス成分は、干渉ガス成分そのものに限らず、赤外域に干
渉ガス成分と同様の吸収帯をもつ別の成分を封入しても
よい。例えばＨ2Ｏの干渉を補償するには検出器にＨ2Ｏ
を封入してもよいが、赤外域に同様の吸収帯をもつＮＨ
3を封入ガスに混入することによってもＨ2Ｏの干渉を補
償することができる。
【００１５】分析に影響を及ぼす干渉成分が３成分以上
ある場合でも、同様にして複数の干渉成分又は干渉成分
と同様の赤外吸収帯をもつ別の成分を検出器の封入ガス
に混入することによって、全ての干渉成分の影響を除く
ことができる。例えば、実施例に示したＮＯ計の場合、
さらにＣＨ4干渉を補償するために検出器の封入ガスを
ＮＯ、ＣＯ2及びＣＨ4としてＡｒなどの不活性ガスで希
釈すればよい。これによりＨ2Ｏ、ＣＯ2、ＣＨ4の干渉
を補償することができるようになる。
ある場合でも、同様にして複数の干渉成分又は干渉成分
と同様の赤外吸収帯をもつ別の成分を検出器の封入ガス
に混入することによって、全ての干渉成分の影響を除く
ことができる。例えば、実施例に示したＮＯ計の場合、
さらにＣＨ4干渉を補償するために検出器の封入ガスを
ＮＯ、ＣＯ2及びＣＨ4としてＡｒなどの不活性ガスで希
釈すればよい。これによりＨ2Ｏ、ＣＯ2、ＣＨ4の干渉
を補償することができるようになる。
【００１６】本発明は検出器の改良に関するものである
ので、測定部や光学系の構造は実施例のものに限定され
ない。例えば特公平５−１９６５０号公報に記載されて
いるようなガス分析計、すなわち測定セルと並列に不活
性ガスが充填された比較セルを配置し、光源からの測定
光を測定セルと比較セルに交互に導入し、両セルの透過
光を共通のニューマティック型検出器に導くようにした
ガス分析計にも適用することができる。
ので、測定部や光学系の構造は実施例のものに限定され
ない。例えば特公平５−１９６５０号公報に記載されて
いるようなガス分析計、すなわち測定セルと並列に不活
性ガスが充填された比較セルを配置し、光源からの測定
光を測定セルと比較セルに交互に導入し、両セルの透過
光を共通のニューマティック型検出器に導くようにした
ガス分析計にも適用することができる。
【００１７】
【発明の効果】従来のニューマティック型検出器は受光
室には測定対象ガス成分しか封入されていないので、光
路長を調整するなどの設計によって１つの干渉成分は補
償することができたが、他の干渉成分の影響を避けるに
は高価な干渉フィルタや干渉ガス成分の測定による補
正、Ｈ2Ｏが干渉成分の場合には常にサンプルガスを一
定温度の飽和状態に保つための電子クーラーなどが必要
であった。しかし、本発明では複数の干渉成分を検出器
自体で補償できるため、高価な干渉ガスフィルタや冷却
装置などの補償装置が必要ではなくなり、選択性の優れ
た高精度な分析計を小型で安価に実現することができ
る。
室には測定対象ガス成分しか封入されていないので、光
路長を調整するなどの設計によって１つの干渉成分は補
償することができたが、他の干渉成分の影響を避けるに
は高価な干渉フィルタや干渉ガス成分の測定による補
正、Ｈ2Ｏが干渉成分の場合には常にサンプルガスを一
定温度の飽和状態に保つための電子クーラーなどが必要
であった。しかし、本発明では複数の干渉成分を検出器
自体で補償できるため、高価な干渉ガスフィルタや冷却
装置などの補償装置が必要ではなくなり、選択性の優れ
た高精度な分析計を小型で安価に実現することができ
る。
【図１】一実施例を示す概略正面図である。
【図２】従来のガス分析計と一実施例との動作を比較す
る図である。
る図である。
２ 光源 ４ 測定セル ６ セクター １０ 検出器 １２ 第１受光室 １４ 第２受光室 １６ コンデンサマイクロホン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−167784（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−288679（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−195438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−6449（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−107185（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−3354（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−17654（ＪＰ，Ｕ) 特公 平５−19650（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/61
Claims (1)
- 【請求項１】 光源からの赤外光を測定セルに導入し、
測定セルを透過した赤外光の光路に光学的に直列に配し
た第１受光室と第２受光室を有し、両受光室での赤外光
吸収量の差を検出するニューマティック型検出器を備え
た赤外光ガス分析計において、 前記検出器の両受光室には測定対象ガス成分の外、干渉
ガス成分又は干渉ガス成分の赤外吸収帯と少なくとも一
部が重なる赤外吸収帯をもつガス成分を両受光室でのそ
の干渉ガス成分の赤外吸収帯での光吸収量が等しくなる
条件で封入したことを特徴とする赤外光ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2910694A JP3291890B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 赤外線ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2910694A JP3291890B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 赤外線ガス分析計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218434A JPH07218434A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3291890B2 true JP3291890B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=12267091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2910694A Expired - Fee Related JP3291890B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 赤外線ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3291890B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997004157A1 (fr) * | 1995-07-21 | 1997-02-06 | Hisaka Works, Ltd. | Dispositif de traitement du type a etirage et procede de traitement |
| WO1999009391A2 (de) * | 1997-08-18 | 1999-02-25 | Abb Patent Gmbh | Ndir-fotometer zur mehrkomponentenmessung |
| WO2023218983A1 (ja) * | 2022-05-09 | 2023-11-16 | 株式会社堀場製作所 | 赤外線ガス分析計及び赤外線ガス分析方法 |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP2910694A patent/JP3291890B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07218434A (ja) | 1995-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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