JPH03170848A - 非分散形赤外線ガス分析器 - Google Patents
非分散形赤外線ガス分析器Info
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- JPH03170848A JPH03170848A JP2301259A JP30125990A JPH03170848A JP H03170848 A JPH03170848 A JP H03170848A JP 2301259 A JP2301259 A JP 2301259A JP 30125990 A JP30125990 A JP 30125990A JP H03170848 A JPH03170848 A JP H03170848A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 8
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- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
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- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 abstract 1
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- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
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- G01N2021/3129—Determining multicomponents by multiwavelength light
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- G01N21/61—Non-dispersive gas analysers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、請求項10棟類による、ガス試料の幾つかの
成分の濃度を同時に測定するための非分散形赤外線ガス
分析器に関する。
成分の濃度を同時に測定するための非分散形赤外線ガス
分析器に関する。
ガス分析にかいてはしばしば、測定範囲の異なる2つま
たは幾つかの測定成分を測定する課題を解決しなければ
ならない。たとえば、自動車排気ガスを測定する場合に
は、その割合が生排気ガスの場合co I容i%シよび
002 1 6容量肇であるCO濃度釦よびOOg #
度を測定しなければならない。
たは幾つかの測定成分を測定する課題を解決しなければ
ならない。たとえば、自動車排気ガスを測定する場合に
は、その割合が生排気ガスの場合co I容i%シよび
002 1 6容量肇であるCO濃度釦よびOOg #
度を測定しなければならない。
この測定課題の難点は、光線の吸収に基づく測定効果が
周知のように非線形関数に従うことである。その結果、
ガス分析器のキュペットの長さは、一面で十分な測定効
果を得、他面で過度に強くない曲率の特性線を得るため
に、そのクど測定すべきtガスの測定範囲に適合されて
いなければならない。放射線受光器の出力特性の線形化
は、周知のように電子的補助手段を用いて実現すること
ができる。
周知のように非線形関数に従うことである。その結果、
ガス分析器のキュペットの長さは、一面で十分な測定効
果を得、他面で過度に強くない曲率の特性線を得るため
に、そのクど測定すべきtガスの測定範囲に適合されて
いなければならない。放射線受光器の出力特性の線形化
は、周知のように電子的補助手段を用いて実現すること
ができる。
この測定課題の解決のため、各個々の成分の測定には固
有の測定装置または2つの独立の測定系を有する測定装
置が使用される。この方法は費用がかかシ、多数の機能
のため構或群が故障し易い(西ドイツ国特許第3243
3口1号)。
有の測定装置または2つの独立の測定系を有する測定装
置が使用される。この方法は費用がかかシ、多数の機能
のため構或群が故障し易い(西ドイツ国特許第3243
3口1号)。
本発明の課題は、ガス混合物中の幾つかの成分を測定す
るための費用を減少し、測定系の利用性を高めることで
ある。
るための費用を減少し、測定系の利用性を高めることで
ある。
この課題は、本発明によれば、請求項1の特徴部に記載
された特徴によって解決された。
された特徴によって解決された。
光線用変調器かよび2クの並存するガス試料レよび比較
ガス用キュベツトを有する赤外線放射器を使用するガス
分析器を基礎にする。双方のキュベツトは同じ長さであ
る。最初に挙げた例に対しては、20nのキュベツトの
長さが噂 OOガスに対する1容if?>測定範囲濃度に適合され
かつそれ自体は技術水準に一致する測定系である。
ガス用キュベツトを有する赤外線放射器を使用するガス
分析器を基礎にする。双方のキュベツトは同じ長さであ
る。最初に挙げた例に対しては、20nのキュベツトの
長さが噂 OOガスに対する1容if?>測定範囲濃度に適合され
かつそれ自体は技術水準に一致する測定系である。
16容量嘩の002t同時に測定するためには第2の光
路を構成しないで、Oo測定のための測定系が十分に一
緒に使用される。これによって、他の物理的かよび電子
的機能群が省略さね測定系の利用性が向上する。
路を構成しないで、Oo測定のための測定系が十分に一
緒に使用される。これによって、他の物理的かよび電子
的機能群が省略さね測定系の利用性が向上する。
測定の選択は、測定戒分で充満されたオグトニューマテ
イツク放射線受光器に訃いて行なわれる。前側かよび後
側に赤外線用の透明な窓を有して構成されている00測
定用の第1の放射線受光器は、キュベツトの直接後方に
取付けられている。光線は放射線受光器を賞通して、放
射線フィルタを経て同様に構或された第2の放射線受光
器に入υ、該受光器は測定課題に応じここで述べた例で
は002ガスで充満されている。
イツク放射線受光器に訃いて行なわれる。前側かよび後
側に赤外線用の透明な窓を有して構成されている00測
定用の第1の放射線受光器は、キュベツトの直接後方に
取付けられている。光線は放射線受光器を賞通して、放
射線フィルタを経て同様に構或された第2の放射線受光
器に入υ、該受光器は測定課題に応じここで述べた例で
は002ガスで充満されている。
選択されたキュベツトの長さは十分な感度kよび出力特
性の曲線曲率を許容し、該曲率は慣用の手段で簡単に線
形化することができる。
性の曲線曲率を許容し、該曲率は慣用の手段で簡単に線
形化することができる。
しかし、第2成分(この場合にはC02)の線形化可能
性のため、キュペットは過長に選択されている。線形の
出力特性は、面倒な費用をかけずにはもはや達或できな
い。このためには過長のキエペットのほかに、もう1つ
の理由としてなか、平均の赤外光中での007に比して
大きい002の吸光が挙げられる。これは、吸収スペク
トル内での強いバンドに帰することができる。
性のため、キュペットは過長に選択されている。線形の
出力特性は、面倒な費用をかけずにはもはや達或できな
い。このためには過長のキエペットのほかに、もう1つ
の理由としてなか、平均の赤外光中での007に比して
大きい002の吸光が挙げられる。これは、吸収スペク
トル内での強いバンドに帰することができる。
第1図は、これを明瞭にするため、co、ao2かよび
OH4の個々のバンドのスペクトル分布を、tA 波 1@ヘの2〜5μmの平均赤外光中でのそれぞれの
吸光と共に示す。
OH4の個々のバンドのスペクトル分布を、tA 波 1@ヘの2〜5μmの平均赤外光中でのそれぞれの
吸光と共に示す。
設定された課題を解決するために、002用受光器の前
で光路中に放射線フィルタが置かれる。
で光路中に放射線フィルタが置かれる。
このフィルタは、高い吸光領域内で002用受光器中へ
の放射線の入射を阻止する。とくに、ここに挙げた例に
対しては、λ冨4.2μmにかけるバンドが遮蔽される
。λ=2.6μm&よびλ=2.0μmにかけるao2
の吸収バンドは、キュベツトの長さ20mで十分な測定
効果を許容すると同時に特性線は線形化可能である。
の放射線の入射を阻止する。とくに、ここに挙げた例に
対しては、λ冨4.2μmにかけるバンドが遮蔽される
。λ=2.6μm&よびλ=2.0μmにかけるao2
の吸収バンドは、キュベツトの長さ20mで十分な測定
効果を許容すると同時に特性線は線形化可能である。
測定課題によシ、所望の測定範囲は、相応する放射線フ
ィルタの選択によって実施することとによって測定する
こともできる。
ィルタの選択によって実施することとによって測定する
こともできる。
本発明を、第2図kよび第3図に示した実施例につき詳
述する。
述する。
第2図は、1つのガス試料中の2つの成分を測定するた
めの、非分散形赤外線ガス分析器の構造を示し、第3図
は1つのガス試料中の3つの戒分を測定するための非分
散形赤外線ガス分析器の構造を示す。
めの、非分散形赤外線ガス分析器の構造を示し、第3図
は1つのガス試料中の3つの戒分を測定するための非分
散形赤外線ガス分析器の構造を示す。
赤外線放射器S1光線を変調するために使用されるホイ
ールプレート絞DB%比較ガス充満用キュベツ}V>よ
び測定すべきガス試料Gの貫流するキュベツ}Mを有す
る第2図による非分散形赤外線ガス分析器では、キュペ
ツ}M&よびVの後に、膜コンデンサ01を有する第1
のニューマテイツク赤外線コンデンサ01が配置されて
いる。放射線受光器FS1は、キュペットM>よびVを
透過する光線の放射方向で直列に配置された2つの室K
1およびK2を有し、これらの室はガス試料Gの第1戒
分、たとえば00ガスで充満されている。
ールプレート絞DB%比較ガス充満用キュベツ}V>よ
び測定すべきガス試料Gの貫流するキュベツ}Mを有す
る第2図による非分散形赤外線ガス分析器では、キュペ
ツ}M&よびVの後に、膜コンデンサ01を有する第1
のニューマテイツク赤外線コンデンサ01が配置されて
いる。放射線受光器FS1は、キュペットM>よびVを
透過する光線の放射方向で直列に配置された2つの室K
1およびK2を有し、これらの室はガス試料Gの第1戒
分、たとえば00ガスで充満されている。
従って、放射線受光器x1は、ガス試料G中のCOの測
定のために使用される。室Ki&よびK2中に封入され
たCOガス量は、透過する光線を吸収することによって
異なる強さに加熱される。前方の室K1中には、後方の
室K2にかけるよシも高いガス圧が生じる。生じる差圧
は膜コンデンサ01を用い図示されてない増幅器から測
定され、これは、ガス試料G中のOO濃度の尺度を表わ
す。
定のために使用される。室Ki&よびK2中に封入され
たCOガス量は、透過する光線を吸収することによって
異なる強さに加熱される。前方の室K1中には、後方の
室K2にかけるよシも高いガス圧が生じる。生じる差圧
は膜コンデンサ01を用い図示されてない増幅器から測
定され、これは、ガス試料G中のOO濃度の尺度を表わ
す。
室K1&よびK2は、光線透過性窓F1を備えている。
このため、第1の放射線受光器I!X1から出る光線は
、光線の放射方向で第1の放射線受光器11の後に配置
されている、同じ構造の第2のニューマテイツク放射線
受光器l2にあたる。双方の室K3>よびK4は、ガス
試料Gの第2の成分、たとえば002ガスで充満されて
いる。前方の室K3は光線透過性窓F2で閉鎖されて訃
シ、その光学的性質は窓y1に等しくてもよい。
、光線の放射方向で第1の放射線受光器11の後に配置
されている、同じ構造の第2のニューマテイツク放射線
受光器l2にあたる。双方の室K3>よびK4は、ガス
試料Gの第2の成分、たとえば002ガスで充満されて
いる。前方の室K3は光線透過性窓F2で閉鎖されて訃
シ、その光学的性質は窓y1に等しくてもよい。
光路中で双方の放射線受光器E1と12の間に配置され
ている放射線フィルタT1は、その波長λがao2の基
礎バンドの外方にある002スペクトルの吸収バンド、
つ1シ波長λ=4.2μmに!#.塾\存在するco2
の基礎バンドの吸光ようも弱いかまたは一そう弱い吸光
It)XTを有する吸収バンドの範囲内にある光線に対
して透過性である。それで、放射線フィルタT1は、c
o2スペクトルの第1の高周波のバンドに対する透過性
がλ=2.6μmにある干渉フィルタであってもよい。
ている放射線フィルタT1は、その波長λがao2の基
礎バンドの外方にある002スペクトルの吸収バンド、
つ1シ波長λ=4.2μmに!#.塾\存在するco2
の基礎バンドの吸光ようも弱いかまたは一そう弱い吸光
It)XTを有する吸収バンドの範囲内にある光線に対
して透過性である。それで、放射線フィルタT1は、c
o2スペクトルの第1の高周波のバンドに対する透過性
がλ=2.6μmにある干渉フィルタであってもよい。
放射線受光器K2は、この前提条件の下で、ガス試料G
中の成分ao2を測定するのに適当である。室K3>よ
びK4中で、封入されたco2ガス量によるλ=2.6
μmの波長領域にかける光線の吸収の結果として生じる
差圧は、ここでも膜コンデンサ02を用い図示されてな
い増幅器から測定され、これはガス試料G中のao2
@度の尺度である。
中の成分ao2を測定するのに適当である。室K3>よ
びK4中で、封入されたco2ガス量によるλ=2.6
μmの波長領域にかける光線の吸収の結果として生じる
差圧は、ここでも膜コンデンサ02を用い図示されてな
い増幅器から測定され、これはガス試料G中のao2
@度の尺度である。
第3図は、1つのガス試料の3つの戒分を同時に測定す
るための、第2図に示したガス分析器の拡張実施形を維
持する非分散形赤外線ガス分析器を示す。同種のエレメ
ントは同じ参照符号を備えている。放射線受光器E1お
よび放射線受光器]!+2の後の光線の光路中には、も
う1つの放射線受光器m3が設けられている。選択され
た測定例では、放射線受光器]ri1はCOの測定のた
め、放射線受光器z2は002の測定のため、新しい放
射線受光器m3はガス試料中の第3成分、たとえばCH
,の測定のために定められている。キュペットMj?よ
びv1放射線受光器” 1 、放射線フィルタ’ri&
よび放射線受光器兄2の透過後放射線がなシ放射線受光
器X3蓋毫透過するようにするため、放射線受光器z2
>よび放射線受光器183の前方の室K5はそれぞれ放
射線透過性窓72釦よびF3を備えている。
るための、第2図に示したガス分析器の拡張実施形を維
持する非分散形赤外線ガス分析器を示す。同種のエレメ
ントは同じ参照符号を備えている。放射線受光器E1お
よび放射線受光器]!+2の後の光線の光路中には、も
う1つの放射線受光器m3が設けられている。選択され
た測定例では、放射線受光器]ri1はCOの測定のた
め、放射線受光器z2は002の測定のため、新しい放
射線受光器m3はガス試料中の第3成分、たとえばCH
,の測定のために定められている。キュペットMj?よ
びv1放射線受光器” 1 、放射線フィルタ’ri&
よび放射線受光器兄2の透過後放射線がなシ放射線受光
器X3蓋毫透過するようにするため、放射線受光器z2
>よび放射線受光器183の前方の室K5はそれぞれ放
射線透過性窓72釦よびF3を備えている。
放射線受光器l2と13の間には、光線に対する透過度
が第1の放射線フィルタT1の透過収バンドの場合2.
5μmの波長λの範囲内にある放射線フィルタT2が配
置されている。
が第1の放射線フィルタT1の透過収バンドの場合2.
5μmの波長λの範囲内にある放射線フィルタT2が配
置されている。
従って、図示の装置は、1つのキュベツト装置のみを使
用して1つのガス試料から同時に6つの異なる成分(
oo , oo2 >よびOH4)を測定することがで
きる。しかし本発明は、図示の実施形に制限されていな
い。ガス試料の別の成分を測定するために、光路中で存
在する放射線受光器後方へ相応する数の構造の等しい放
射線受光器を挿入することができる。放射線受光器の間
に配置された放射線フィルタに対する唯1最 クの条件は光線が最後の放射線受光器の旬後方4. ろる。
用して1つのガス試料から同時に6つの異なる成分(
oo , oo2 >よびOH4)を測定することがで
きる。しかし本発明は、図示の実施形に制限されていな
い。ガス試料の別の成分を測定するために、光路中で存
在する放射線受光器後方へ相応する数の構造の等しい放
射線受光器を挿入することができる。放射線受光器の間
に配置された放射線フィルタに対する唯1最 クの条件は光線が最後の放射線受光器の旬後方4. ろる。
第1図は、oo , cogかよびOH,の個々のバン
ドのスペクトル分布を示す、及長λの2〜5μmの平均
赤外允中でのそれぞれの吸光曲線図で6L第2図は1つ
のガス試料中の2つの成分を測定するための非分散形赤
外線ガス分析器の構造を示す断面図であシ、第3図は1
つのガス試料中の3つの成分を測定するための、非分散
形赤外線ガス分析器の構造を示す断面図である。 S・・・赤外線放射器、B・・・ホイールプレート絞や
、V,M・・・キュベツト、G・・・ガス試料、C10
1,03−−− コ7デ:/サ、xi , 12 ,
]lii3・・・放射線受光器、K1,K2,K3.
K4・・・室、K1 .K2;K3,!C4;K5.K
6−・・室、TI,’1’2・・・放射線フィルタ、1
1’1,?2.13・・・窓
ドのスペクトル分布を示す、及長λの2〜5μmの平均
赤外允中でのそれぞれの吸光曲線図で6L第2図は1つ
のガス試料中の2つの成分を測定するための非分散形赤
外線ガス分析器の構造を示す断面図であシ、第3図は1
つのガス試料中の3つの成分を測定するための、非分散
形赤外線ガス分析器の構造を示す断面図である。 S・・・赤外線放射器、B・・・ホイールプレート絞や
、V,M・・・キュベツト、G・・・ガス試料、C10
1,03−−− コ7デ:/サ、xi , 12 ,
]lii3・・・放射線受光器、K1,K2,K3.
K4・・・室、K1 .K2;K3,!C4;K5.K
6−・・室、TI,’1’2・・・放射線フィルタ、1
1’1,?2.13・・・窓
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、ガス試料(G)ないしは比較ガスが供給され、かつ
赤外線放射器(S)の変調された光線の透過する2つの
並存せるキユベツト(M、V)を有し、該光線はキユベ
ツト中で部分的に吸収された後、キユベツトの後に配置
された、放射方向で直列に配置された2つの室(K1、
K2)を有する第1のニユーマテイツク放射線受光器(
E1)中へ入射し、該室中へはガス試料(G)の第1成
分が含まれており、かつ光線用の室は放射線の全断面に
わたり透明な窓(F1)を有する、1つのガス試料の幾
つかの成分の濃度を同時に測定するための非分散形赤外
線ガス分析器において、第1の放射線受光器(E1)の
後に、ガス試料(G)の第2成分が充満されている、構
造の等しい第2のニューマテイツク放射線受光器(E2
)が配置されており、第1の放射線受光器(E1)と第
2の放射線受光器(E2)との間には、ガス試料(G)
の第2成分の弱い放射線吸収範囲内の光線に対し透過性
を有する放射線フィルタ(T1)が挿入されていること
を特徴とする非分散形赤外線ガス分析器。 2、ガス試料(G)の別の成分を測定するための構造の
等しい別の放射線受光器(E3)が光路中で上記の受光
器の後方へ挿入され、該受光器に第1の放射線フィルタ
(T1)の重なり範囲内に放射線フィルタ(T2)が前
接されている、請求項1記載の非分散形赤外線ガス分析
器。 3、放射線フィルタが干渉フィルタである、請求項1ま
たは2記載の非分散形赤外線ガス分析器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3937141A DE3937141A1 (de) | 1989-11-08 | 1989-11-08 | Nichtdispersiver infrarot-gasanalysator zur gleichzeitigen messung der konzentration mehrerer komponenten einer gasprobe |
DE3937141.7 | 1989-11-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03170848A true JPH03170848A (ja) | 1991-07-24 |
Family
ID=6393089
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2301259A Pending JPH03170848A (ja) | 1989-11-08 | 1990-11-08 | 非分散形赤外線ガス分析器 |
JP014304U Pending JPH0736050U (ja) | 1989-11-08 | 1994-11-18 | 非分散形赤外線ガス分析器 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP014304U Pending JPH0736050U (ja) | 1989-11-08 | 1994-11-18 | 非分散形赤外線ガス分析器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5055688A (ja) |
EP (1) | EP0427037B1 (ja) |
JP (2) | JPH03170848A (ja) |
CN (1) | CN1052553A (ja) |
DE (2) | DE3937141A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0590352U (ja) * | 1992-05-09 | 1993-12-10 | 株式会社堀場製作所 | ガス分析計用光学フイルタ |
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