JP5630642B2 - レーザガス分析計 - Google Patents
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Description
図3において、プロセスラインPは、例えば、化学プラントにおける各種工程のプロセスガスが流れる配管や電力プラントの大型ボイラから排出される燃焼排ガスが流れる煙道等である。発光部1は、測定対象成分の濃度測定に使用されるレーザ光を出射するレーザ光源を有してする。受光部2は、発光部1から出射されたレーザ光を受けるフォトダイオードを有している。
発光部1は、プロセスラインPを流れる測定対象ガスにレーザ光を出射する。受光部2は、プロセスラインPの測定対象ガスを通過したレーザ光が入射される。この測定は、発光部1から出射されたレーザ光の光路上の測定対象ガスによりレーザ光が吸収され、この吸収量が測定対象成分の濃度と関連することを利用してその濃度を検出するものである。すなわち、波長を連続的に変化させながら(変調をかけながら)レーザ光を測定対象ガスの空間に照射しており、この結果得られる受光部2のフォトダイオードの出力信号を演算制御部(図示せず)で分析・演算することにより測定対象成分の濃度を得る。
図4に示す例では、プロセスラインPにレーザガス分析計を直接取り付けられないために、プロセスラインPの一区分をバルブで区切り、区切った部分と平行にバイパスラインBを設けている。そして、このバイパスラインBの両端に発光部1および受光部2を取り付けている。測定対象成分濃度の測定は、図3に示す例と同じで、異なる点は、プロセスラインPに流れるガスを測定するのではなく、バイパスラインBに流れるガスを測定する点である。
測定対象ガスが流れるプロセスラインに発光部からレーザ光を出射し、前記測定対象ガスを通過した前記レーザ光を受光部で受けて前記測定対象ガス中の測定対象成分濃度を測定するレーザガス分析計において、
校正時の基準となる校正ガスが充填される校正セルと、
前記発光部から光ファイバーを介して入射されたレーザ光を測定時には前記プロセスラインに出射し、校正時には前記校正セルに出射する第1の光スイッチと、
測定時には前記プロセスラインを通過した前記レーザ光を光ファイバーを介して前記受光部へ出射し、校正時には前記校正セルを通過した前記レーザ光を光ファイバーを介して前記受光部へ出射する第2の光スイッチと、
前記第1の光スイッチからの前記レーザ光を前記プロセスラインへ導く光ファイバーと前記プロセスラインを通過した前記レーザ光を前記第2の光スイッチへ導く光ファイバーを前記プロセスラインにそれぞれ固定する第1の光ファイバー接続部と、
前記第1の光スイッチからの前記レーザ光を前記校正セルへ導く光ファイバーと前記校正セルを通過した前記レーザ光を前記第2の光スイッチへ導く光ファイバーを前記校正セルにそれぞれ固定する第2の光ファイバー接続部と
を備え、
前記第1の光スイッチと第2の光ファイバー接続部をつなぐ光ファイバーと前記第2の光スイッチと第2の光ファイバー接続部をつなぐ光ファイバーは、前記校正セルと第2の光ファイバー接続部と共に、前記第1の光スイッチと前記第2の光スイッチから取り外すことが可能なことを特徴とするものである。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、
前記第1の光ファイバー接続部は、
前記レーザ光の光軸の調整が可能なことを特徴とするものである。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、
前記校正ガスを充填させることが可能な中空部分を有し、この中空部分に前記レーザ光を通過させる構造を有する光ファイバーを前記校正セルおよび前記第2の光ファイバー接続部の代わりに用いたことを特徴とするものである。
測定対象ガスが流れるプロセスラインに発光部からレーザ光を出射し、前記測定対象ガスを通過した前記レーザ光を受光部で受けて前記測定対象ガス中の測定対象成分濃度を測定するレーザガス分析計において、校正時の基準となる校正ガスが充填される校正セルと、前記発光部から光ファイバーを介して入射されたレーザ光を測定時には前記プロセスラインに出射し、校正時には前記校正セルに出射する第1の光スイッチと、測定時には前記プロセスラインを通過した前記レーザ光を光ファイバーを介して前記受光部へ出射し、校正時には前記校正セルを通過した前記レーザ光を光ファイバーを介して前記受光部へ出射する第2の光スイッチと、前記第1の光スイッチからの前記レーザ光を前記プロセスラインへ導く光ファイバーと前記プロセスラインを通過した前記レーザ光を前記第2の光スイッチへ導く光ファイバーを前記プロセスラインにそれぞれ固定する第1の光ファイバー接続部と、前記第1の光スイッチからの前記レーザ光を前記校正セルへ導く光ファイバーと前記校正セルを通過した前記レーザ光を前記第2の光スイッチへ導く光ファイバーを前記校正セルにそれぞれ固定する第2の光ファイバー接続部とを備えたことにより、レーザガス分析計はプロセスラインに直接取り付けられ、光ファイバーは引き回しの自由度も高く、現場工事も簡単にできるので、測定の高速性を維持し、プロセスラインから発光部および受光部を取り外すことなく、安価に現場で校正することができる。
[第1の実施例]
図1は、本発明のレーザガス分析計の第1の実施例を示した構成図である。ここで、図3と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図1において、図3に示す構成と異なる点は、光スイッチ3、校正セル4、光スイッチ5、光ファイバー接続部6および光ファイバー接続部7が新たに設けられている点である。
測定時には、光スイッチ3は、プロセスラインP側(図1中のa方向)にレーザ光を出射するように制御され、光スイッチ5は、プロセスラインP(図1中のc方向)から入射されるレーザ光を受光部2へ出射するように制御される。なお、光スイッチ3および光スイッチ5の制御は、演算制御部(図示せず)が行い、この演算制御部は、従来と同様に、発光部1、受光部2、または、それ以外の外部(例えば、操作用パネル等)に設けられる。
図2は、本発明のレーザガス分析計の第2の実施例を示した構成図である。ここで、図1と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図2において、図1に示す構成と異なる点は、校正セル4および光ファイバー接続部7の代わりに光ファイバー8が設けられている点である。
測定時の動作は、図1に示す実施例と同じため、省略する。校正時、光スイッチ3は、光ファイバー8側(図2中のb方向)にレーザ光を出射するように制御され、光スイッチ5は、光ファイバー8(図2中のd方向)から入射されるレーザ光を受光部2へ出射するように制御される。そして、光ファイバー8の中空部分に校正ガスを充填し、図1に示す実施例と同様に、ゼロ・スパン校正を行う。
(1)図1に示す実施例において、光スイッチ3と光ファイバー接続部7をつなぐ光ファイバーと、光スイッチ5と光ファイバー接続部7をつなぐ光ファイバーは、校正セル4と光ファイバー接続部7と共に、光スイッチ3および光スイッチ5から取り外すことが可能な構造にしてもよい。この場合、校正時には、光スイッチ3と光ファイバー接続部7をつなぐ光ファイバー、光スイッチ5と光ファイバー接続部7をつなぐ光ファイバー、校正セル4および光ファイバー接続部7を取り付けてから校正を行うようにする。
2 受光部
3 光スイッチ(第1の光スイッチ)
4 校正セル
5 光スイッチ(第2の光スイッチ)
6 光ファイバー接続部(第1の光ファイバー接続部)
7 光ファイバー接続部(第2の光ファイバー接続部)
8 光ファイバー
P プロセスライン
Claims (3)
- 測定対象ガスが流れるプロセスラインに発光部からレーザ光を出射し、前記測定対象ガスを通過した前記レーザ光を受光部で受けて前記測定対象ガス中の測定対象成分濃度を測定するレーザガス分析計において、
校正時の基準となる校正ガスが充填される校正セルと、
前記発光部から光ファイバーを介して入射されたレーザ光を測定時には前記プロセスラインに出射し、校正時には前記校正セルに出射する第1の光スイッチと、
測定時には前記プロセスラインを通過した前記レーザ光を光ファイバーを介して前記受光部へ出射し、校正時には前記校正セルを通過した前記レーザ光を光ファイバーを介して前記受光部へ出射する第2の光スイッチと、
前記第1の光スイッチからの前記レーザ光を前記プロセスラインへ導く光ファイバーと前記プロセスラインを通過した前記レーザ光を前記第2の光スイッチへ導く光ファイバーを前記プロセスラインにそれぞれ固定する第1の光ファイバー接続部と、
前記第1の光スイッチからの前記レーザ光を前記校正セルへ導く光ファイバーと前記校正セルを通過した前記レーザ光を前記第2の光スイッチへ導く光ファイバーを前記校正セルにそれぞれ固定する第2の光ファイバー接続部と
を備え、
前記第1の光スイッチと第2の光ファイバー接続部をつなぐ光ファイバーと前記第2の光スイッチと第2の光ファイバー接続部をつなぐ光ファイバーは、前記校正セルと第2の光ファイバー接続部と共に、前記第1の光スイッチと前記第2の光スイッチから取り外すことが可能なことを特徴とするレーザガス分析計。 - 前記第1の光ファイバー接続部は、
前記レーザ光の光軸の調整が可能なことを特徴とする請求項1記載のレーザガス分析計。 - 前記校正ガスを充填させることが可能な中空部分を有し、この中空部分に前記レーザ光を通過させる構造を有する光ファイバーを前記校正セルおよび前記第2の光ファイバー接続部の代わりに用いたことを特徴とする請求項1または2記載のレーザガス分析計。
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