JPH0510874A - 吸光式ガス分析計 - Google Patents
吸光式ガス分析計Info
- Publication number
- JPH0510874A JPH0510874A JP16071291A JP16071291A JPH0510874A JP H0510874 A JPH0510874 A JP H0510874A JP 16071291 A JP16071291 A JP 16071291A JP 16071291 A JP16071291 A JP 16071291A JP H0510874 A JPH0510874 A JP H0510874A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- gas
- measurement
- wavelength band
- filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】従来干渉ガスの種類ごとに干渉補償検出器が必
要であったのでこの検出器を含む光量検出機構の製作が
面倒であり、また、従来光量検出機構を構成するバイド
パス光フィルタの光透過波長帯域を狭くする必要があっ
たのでこのフィルタの製作が面倒で、このため光量検出
機構及びバンドパス光フィルタの製作が容易になるよう
にする。そうして、また、測定結果に干渉誤差が生じな
いようにする。 【構成】被分析ガスを導入する測定セルと、測定成分ガ
スの吸光波長帯域に等しい光波長帯域Δλｓを含む光波
長帯域Δλｍの光の量を検出する二個の光量検出器と、
前記Δλｓの光を吸収する第１光フィルタと、前記Δλ
ｍの全域にわたって光吸収を行わない第２フィルタとを
設け、測定セルと第１フィルタとを透過した光が一方の
光量検出器に入射しかつ測定セルと第２光フィルタとを
透過した光が他方の光量検出器に入射するようにする。
要であったのでこの検出器を含む光量検出機構の製作が
面倒であり、また、従来光量検出機構を構成するバイド
パス光フィルタの光透過波長帯域を狭くする必要があっ
たのでこのフィルタの製作が面倒で、このため光量検出
機構及びバンドパス光フィルタの製作が容易になるよう
にする。そうして、また、測定結果に干渉誤差が生じな
いようにする。 【構成】被分析ガスを導入する測定セルと、測定成分ガ
スの吸光波長帯域に等しい光波長帯域Δλｓを含む光波
長帯域Δλｍの光の量を検出する二個の光量検出器と、
前記Δλｓの光を吸収する第１光フィルタと、前記Δλ
ｍの全域にわたって光吸収を行わない第２フィルタとを
設け、測定セルと第１フィルタとを透過した光が一方の
光量検出器に入射しかつ測定セルと第２光フィルタとを
透過した光が他方の光量検出器に入射するようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスの赤外線吸収特性の
ような吸光特性を利用して該ガスの定性並びに定量分析
を行う吸光式ガス分析計、特にこのガス分析計を構成す
る光量検出機構の製作が容易でかつ干渉ガスによる測定
誤差としての干渉誤差の少ない分析計に関する。
ような吸光特性を利用して該ガスの定性並びに定量分析
を行う吸光式ガス分析計、特にこのガス分析計を構成す
る光量検出機構の製作が容易でかつ干渉ガスによる測定
誤差としての干渉誤差の少ない分析計に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の赤外線ガス分析計の要部縦
断面図で、図において、１は連続スペクトルを有する赤
外線からなる光束１ａを出射する光源部、２は光束１ａ
が入射するように該光束１ａが通る光路３の途中に配置
されかつガス入口２ａとガス出口２ｂとが設けられかつ
ガス入口２ａに導かれた被分析ガス４が貫流してガス出
口２ｂから流出するようにした測定セルで、この場合測
定セル２は光束１ａがセル２内のガス４と共にこのセル
２を透過するように構成されている。５はモータ６によ
って回転させられて周期的に光束１ａをセル２に入射さ
せるようにしたチョッパ、７，８，９はいずれも測定セ
ル２を透過した光束１ａが入射するように並列的に配置
されかつそれぞれ図６に示した赤外線領域の光波長λの
異なる帯域Δλ１，Δλ２，Δλ３の光を透過させるよ
うにしたいずれもバンドパス光フィルタ、１０，１１，
１２はフィルタ７，８，９をそれぞれ透過した光束１ａ
の各光量を検出してこの検出結果に応じた電圧信号や電
気抵抗信号などの一次検出信号１０ａ，１１ａ，１２ａ
を出力する焦電センサや半導体センサなどのいずれも固
体センサで、１４は信号１０ａ〜１２ａが入力されかつ
これらの信号を用いて後述する演算を行ってこの演算の
結果を表す二次検出信号１４ａを出力する演算部であ
る。そうして、１５は上述の各部を備えた赤外線ガス分
析計で、この場合上述したフィルタ７〜９の各光透過波
長帯域Δλ１〜Δλ３は、図６に示したガスの吸光特性
線Ａ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２のうちのＡ，Ｂ２，Ｃ２
が共に帯域Δλ１内に存在しＢ１が帯域Δλ２内に存在
しＣ２が帯域Δλ３内に存在するように設定した波長帯
域であって、ここに、特性線Ａは分析計１５が分析の対
象とする分析対象成分ガスとしての測定成分ガスＧｍが
呈する赤外線吸光特性のピーク、Ｂ１，Ｂ２は干渉ガス
Ｇｉ１が呈する赤外線吸光特性のいずれもピークで、Ｃ
１，Ｃ２は干渉ガスＧｉ２が呈する赤外線吸光特性のい
ずれもピークである。
断面図で、図において、１は連続スペクトルを有する赤
外線からなる光束１ａを出射する光源部、２は光束１ａ
が入射するように該光束１ａが通る光路３の途中に配置
されかつガス入口２ａとガス出口２ｂとが設けられかつ
ガス入口２ａに導かれた被分析ガス４が貫流してガス出
口２ｂから流出するようにした測定セルで、この場合測
定セル２は光束１ａがセル２内のガス４と共にこのセル
２を透過するように構成されている。５はモータ６によ
って回転させられて周期的に光束１ａをセル２に入射さ
せるようにしたチョッパ、７，８，９はいずれも測定セ
ル２を透過した光束１ａが入射するように並列的に配置
されかつそれぞれ図６に示した赤外線領域の光波長λの
異なる帯域Δλ１，Δλ２，Δλ３の光を透過させるよ
うにしたいずれもバンドパス光フィルタ、１０，１１，
１２はフィルタ７，８，９をそれぞれ透過した光束１ａ
の各光量を検出してこの検出結果に応じた電圧信号や電
気抵抗信号などの一次検出信号１０ａ，１１ａ，１２ａ
を出力する焦電センサや半導体センサなどのいずれも固
体センサで、１４は信号１０ａ〜１２ａが入力されかつ
これらの信号を用いて後述する演算を行ってこの演算の
結果を表す二次検出信号１４ａを出力する演算部であ
る。そうして、１５は上述の各部を備えた赤外線ガス分
析計で、この場合上述したフィルタ７〜９の各光透過波
長帯域Δλ１〜Δλ３は、図６に示したガスの吸光特性
線Ａ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２のうちのＡ，Ｂ２，Ｃ２
が共に帯域Δλ１内に存在しＢ１が帯域Δλ２内に存在
しＣ２が帯域Δλ３内に存在するように設定した波長帯
域であって、ここに、特性線Ａは分析計１５が分析の対
象とする分析対象成分ガスとしての測定成分ガスＧｍが
呈する赤外線吸光特性のピーク、Ｂ１，Ｂ２は干渉ガス
Ｇｉ１が呈する赤外線吸光特性のいずれもピークで、Ｃ
１，Ｃ２は干渉ガスＧｉ２が呈する赤外線吸光特性のい
ずれもピークである。
【０００３】ガス分析計１５においては各部が上述のよ
うに構成されているので、被分析ガス４中には上述の測
定成分ガスＧｍと干渉ガスＧｉ１及びＧｉ２以外に波長
帯域Δλ１において赤外線吸収を呈するガスが存在し得
ない場合、一次検出信号１０ａ，１１ａ，１２ａの各信
号値をＳ１０，Ｓｂ１，Ｓｃ１とし、かつ信号値Ｓ１０
の中の前述した吸光特性線Ａ，Ｂ２，Ｃ２の各々にもと
づく信号値をＳａ，Ｓｂ２，Ｓｃ２とし、かつＫｂ，Ｋ
ｃをそれぞれ定数とすると（１），（２），（３）の各
式が成立して、したがって（１）〜（３）式から（４）
式が得られて、この場合Ｋｂ，Ｋｃが共に既知の定数で
あることは明らかであるから、信号１０ａと１１ａと１
２ａとを用いると（４）式によって信号値Ｓａを得るこ
とができることになる。そうして、このＳａがガスＧｍ
の濃度に対応した値であることは明らかで、分析計１５
においては演算部１４が（４）式の演算を行ってＳａを
表す信号１４ａを出力するように構成さている。故に、
分析計１５によれば信号１４ａによってガスＧｍの濃度
を測定し得ることになる。 Ｓ１０＝Ｓａ＋Ｓｂ２＋Ｓｃ２─────────────────（１） Ｓｂ２＝（Ｋｂ）・（Ｓｂ１）─────────────────（２） Ｓｃ２＝（Ｋｃ）・（Ｓｃ１）─────────────────（３） Ｓａ＝Ｓ１０−（Ｋｂ）・（Ｓｂ１）−（Ｋｃ）・（Ｓｃ１）───（４）
うに構成されているので、被分析ガス４中には上述の測
定成分ガスＧｍと干渉ガスＧｉ１及びＧｉ２以外に波長
帯域Δλ１において赤外線吸収を呈するガスが存在し得
ない場合、一次検出信号１０ａ，１１ａ，１２ａの各信
号値をＳ１０，Ｓｂ１，Ｓｃ１とし、かつ信号値Ｓ１０
の中の前述した吸光特性線Ａ，Ｂ２，Ｃ２の各々にもと
づく信号値をＳａ，Ｓｂ２，Ｓｃ２とし、かつＫｂ，Ｋ
ｃをそれぞれ定数とすると（１），（２），（３）の各
式が成立して、したがって（１）〜（３）式から（４）
式が得られて、この場合Ｋｂ，Ｋｃが共に既知の定数で
あることは明らかであるから、信号１０ａと１１ａと１
２ａとを用いると（４）式によって信号値Ｓａを得るこ
とができることになる。そうして、このＳａがガスＧｍ
の濃度に対応した値であることは明らかで、分析計１５
においては演算部１４が（４）式の演算を行ってＳａを
表す信号１４ａを出力するように構成さている。故に、
分析計１５によれば信号１４ａによってガスＧｍの濃度
を測定し得ることになる。 Ｓ１０＝Ｓａ＋Ｓｂ２＋Ｓｃ２─────────────────（１） Ｓｂ２＝（Ｋｂ）・（Ｓｂ１）─────────────────（２） Ｓｃ２＝（Ｋｃ）・（Ｓｃ１）─────────────────（３） Ｓａ＝Ｓ１０−（Ｋｂ）・（Ｓｂ１）−（Ｋｃ）・（Ｓｃ１）───（４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】分析計１５によれば干
渉ガスＧｉ１，Ｇｉ２が存在していても信号１４ａによ
って測定成分ガスＧｍの濃度Ｃｍを精度よく測定するこ
とができるが、この分析計１５では上述した所から明ら
かなように一種類の干渉ガスＧｉごとにバンドパス光フ
ィルタ８と固体センサ１１とからなる干渉補償検出器Ｄ
ｉ１のような一個の干渉補償検出器Ｄｉが必要であるか
ら、干渉ガスＧｉの種類が増えると検出器Ｄｉの個数が
増える結果フィルタ７〜９とセンサ１０〜１２とからな
る光量検出機構１６に対応した光量検出機構の構成が複
雑になって、したがって、このような場合分析計１５に
は光量検出機構の製作が面倒になるという問題点があ
る。そうして、また、分析計１５は上述のように構成さ
れているので、この分析計１５には被分析ガス４中に干
渉ガスＧｉ１，Ｇｉ２以外の干渉ガスＧｉが現れると光
量検出機構１６及び演算部１４の各機能が不足してガス
Ｇｍの濃度Ｃｍに対する測定結果に干渉誤差が生じると
いう問題点もある。そうして、さらに、分析計１５では
光波長帯域Δλ１を狭くすることによって検出機構１６
の構成を簡単にしたり予期せざる干渉誤差の発生を防い
だりすることができるが、この場合帯域Δλ１を狭くし
なければならないのでフィルタ７の製作が面倒になると
いう問題点が発生する。
渉ガスＧｉ１，Ｇｉ２が存在していても信号１４ａによ
って測定成分ガスＧｍの濃度Ｃｍを精度よく測定するこ
とができるが、この分析計１５では上述した所から明ら
かなように一種類の干渉ガスＧｉごとにバンドパス光フ
ィルタ８と固体センサ１１とからなる干渉補償検出器Ｄ
ｉ１のような一個の干渉補償検出器Ｄｉが必要であるか
ら、干渉ガスＧｉの種類が増えると検出器Ｄｉの個数が
増える結果フィルタ７〜９とセンサ１０〜１２とからな
る光量検出機構１６に対応した光量検出機構の構成が複
雑になって、したがって、このような場合分析計１５に
は光量検出機構の製作が面倒になるという問題点があ
る。そうして、また、分析計１５は上述のように構成さ
れているので、この分析計１５には被分析ガス４中に干
渉ガスＧｉ１，Ｇｉ２以外の干渉ガスＧｉが現れると光
量検出機構１６及び演算部１４の各機能が不足してガス
Ｇｍの濃度Ｃｍに対する測定結果に干渉誤差が生じると
いう問題点もある。そうして、さらに、分析計１５では
光波長帯域Δλ１を狭くすることによって検出機構１６
の構成を簡単にしたり予期せざる干渉誤差の発生を防い
だりすることができるが、この場合帯域Δλ１を狭くし
なければならないのでフィルタ７の製作が面倒になると
いう問題点が発生する。
【０００５】本発明の目的は、干渉ガスＧｉの種類ごと
に干渉補償検出器Ｄｉを設けなくてもよいようにして光
量検出機構の製作が容易になるようにし、かつ被分析ガ
ス４中に予期しない干渉ガスが現れても直ちに干渉補償
が行われて干渉誤差が生じないようにし、かつ使用する
バンドパス光フィルタの波長帯域を極度に狭くしなくて
もよいようにして該フィルタの製作が容易になるように
することにある。
に干渉補償検出器Ｄｉを設けなくてもよいようにして光
量検出機構の製作が容易になるようにし、かつ被分析ガ
ス４中に予期しない干渉ガスが現れても直ちに干渉補償
が行われて干渉誤差が生じないようにし、かつ使用する
バンドパス光フィルタの波長帯域を極度に狭くしなくて
もよいようにして該フィルタの製作が容易になるように
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、 １）光束を出射する光源部と、前記光束が通る光路の途
中に配置されかつ被分析ガスが導入される測定セルと、
測定成分ガスの吸光特性における少なくとも一個の特定
ピークが占める光波長帯域である特定波長帯域を含む所
定の測定波長帯域の光の量を検出してこの検出結果に応
じた一次検出信号を出力する二個の光量検出器と、前記
光路の途中において前記測定セルと直列になるように配
置されかつ前記測定波長帯域においては前記特定波長帯
域においてのみ光吸収を行う第１光フィルタと、前記光
路の途中において前記測定セルと直列になるように配置
されかつ前記測定波長帯域において殆ど前記光吸収を行
わないかまたは前記測定波長帯域の全域にわたってほぼ
同じ吸光率で前記光吸収を行う第２光フィルタと、前記
両一次検出信号の差を演算してこの演算結果に応じた二
次検出信号を出力する演算部とを備え、前記二次検出信
号によって前記被分析ガス中の前記測定成分ガスの濃度
を測定する吸光式ガス分析計であって、前記測定セルを
前記光束が該測定セル内の前記被分析ガスと共にこの測
定セルを透過するように構成しかつ前記両光量検出器を
一方の前記光量検出器に前記測定セルと前記第１光フィ
ルタとを透過した前記光束が入射し他方の前記光量検出
器に前記測定セルと前記第２光フィルタを透過した前記
光束が入射するように配置して吸光式ガス分析計を構成
し、また、 ２）上記１）項に記載のガス分析計において、光量検出
器を測定波長帯域の光を透過させるバンドパス光フィル
タとこのバンドパス光フィルタを透過した前記光の量を
検出してこの検出結果に応じた一次検出信号を出力する
固体センサとからなるようにして吸光式ガス分析計を構
成し、また、 ３）上記１項または上記２）項のいずれかに記載のガス
分析計において、第１光フィルタを測定成分ガスをろ光
要素とする測定成分ガスフィルタとしかつ第２光フィル
タを単なる空気層と前記ろ光要素を不活性ガスとする不
活性ガスフィルタとのいずれか一方として吸光式ガス分
析計を構成する。
め、本発明によれば、 １）光束を出射する光源部と、前記光束が通る光路の途
中に配置されかつ被分析ガスが導入される測定セルと、
測定成分ガスの吸光特性における少なくとも一個の特定
ピークが占める光波長帯域である特定波長帯域を含む所
定の測定波長帯域の光の量を検出してこの検出結果に応
じた一次検出信号を出力する二個の光量検出器と、前記
光路の途中において前記測定セルと直列になるように配
置されかつ前記測定波長帯域においては前記特定波長帯
域においてのみ光吸収を行う第１光フィルタと、前記光
路の途中において前記測定セルと直列になるように配置
されかつ前記測定波長帯域において殆ど前記光吸収を行
わないかまたは前記測定波長帯域の全域にわたってほぼ
同じ吸光率で前記光吸収を行う第２光フィルタと、前記
両一次検出信号の差を演算してこの演算結果に応じた二
次検出信号を出力する演算部とを備え、前記二次検出信
号によって前記被分析ガス中の前記測定成分ガスの濃度
を測定する吸光式ガス分析計であって、前記測定セルを
前記光束が該測定セル内の前記被分析ガスと共にこの測
定セルを透過するように構成しかつ前記両光量検出器を
一方の前記光量検出器に前記測定セルと前記第１光フィ
ルタとを透過した前記光束が入射し他方の前記光量検出
器に前記測定セルと前記第２光フィルタを透過した前記
光束が入射するように配置して吸光式ガス分析計を構成
し、また、 ２）上記１）項に記載のガス分析計において、光量検出
器を測定波長帯域の光を透過させるバンドパス光フィル
タとこのバンドパス光フィルタを透過した前記光の量を
検出してこの検出結果に応じた一次検出信号を出力する
固体センサとからなるようにして吸光式ガス分析計を構
成し、また、 ３）上記１項または上記２）項のいずれかに記載のガス
分析計において、第１光フィルタを測定成分ガスをろ光
要素とする測定成分ガスフィルタとしかつ第２光フィル
タを単なる空気層と前記ろ光要素を不活性ガスとする不
活性ガスフィルタとのいずれか一方として吸光式ガス分
析計を構成する。
【０００７】
【作用】上記のように構成すると、いずれのガス分析計
においても、測定セルと第１光フィルタとを透過した光
束が入射する光量検出器が出力する一次検出信号は、光
源が出射した光束のうちの測定波長帯域内の光量から第
１光フィルタによる特定波長帯域内の光吸収分と測定セ
ル中の干渉ガスによる光吸収分とを差し引いた光量を表
す信号となり、また、測定セルと第２光フィルタとを透
過した光束が入射する光量検出器が出力する一次検出信
号は、光源が出射した光束のうちの測定波長帯域内の光
量から第２光フィルタによる測定波長帯域内の光吸収分
と測定セル中の測定成分ガス及び干渉ガスによる各光吸
収分とを差し引いた光量を表す信号となって、この結果
二次検出信号を測定セル内の測定成分ガスによる特定波
長帯域内の光吸収量に応じた信号にすることができるの
で、結局二次検出信号によって被分析ガスにおける測定
成分ガスの濃度を測定することができることになる。そ
うして、この場合、測定波長帯域内に吸光特性のピーク
を有する測定成分ガス以外のガスとしての干渉ガスの種
類が変化しても二個の光量検出器からなる前述の光量検
出機構１６に対応した光量検出機構の構成を変えること
なく正常に濃度測定が行なえることが明らかであるか
ら、上述した本発明の構成によれば光量検出機構の製作
が容易でかつ干渉誤差を生じることのないガス分析計が
得られる。そうして、さらに、上記のようにガス分析計
を構成すると前述の光透過波長帯域Δλ１に対応した測
定波長帯域の帯域幅を極度に狭くする必要のないことが
また明らかであるから、本発明の個性によれば光量検出
器を構成するバンドパス光フィルタを容易に製作するこ
とができる。
においても、測定セルと第１光フィルタとを透過した光
束が入射する光量検出器が出力する一次検出信号は、光
源が出射した光束のうちの測定波長帯域内の光量から第
１光フィルタによる特定波長帯域内の光吸収分と測定セ
ル中の干渉ガスによる光吸収分とを差し引いた光量を表
す信号となり、また、測定セルと第２光フィルタとを透
過した光束が入射する光量検出器が出力する一次検出信
号は、光源が出射した光束のうちの測定波長帯域内の光
量から第２光フィルタによる測定波長帯域内の光吸収分
と測定セル中の測定成分ガス及び干渉ガスによる各光吸
収分とを差し引いた光量を表す信号となって、この結果
二次検出信号を測定セル内の測定成分ガスによる特定波
長帯域内の光吸収量に応じた信号にすることができるの
で、結局二次検出信号によって被分析ガスにおける測定
成分ガスの濃度を測定することができることになる。そ
うして、この場合、測定波長帯域内に吸光特性のピーク
を有する測定成分ガス以外のガスとしての干渉ガスの種
類が変化しても二個の光量検出器からなる前述の光量検
出機構１６に対応した光量検出機構の構成を変えること
なく正常に濃度測定が行なえることが明らかであるか
ら、上述した本発明の構成によれば光量検出機構の製作
が容易でかつ干渉誤差を生じることのないガス分析計が
得られる。そうして、さらに、上記のようにガス分析計
を構成すると前述の光透過波長帯域Δλ１に対応した測
定波長帯域の帯域幅を極度に狭くする必要のないことが
また明らかであるから、本発明の個性によれば光量検出
器を構成するバンドパス光フィルタを容易に製作するこ
とができる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例としての赤外線ガス
分析計１７の要部縦断面図で、本図の図５と異なる所
は、図５における光量検出機構１６に対応した光量検出
機構１８が、図５におけるフィルタ７に対応したバンド
パス光フィルタ１９と図５におけるセンサ１０に対応し
た固体センサ２０とからなる光量検出器２１が二個並置
された構成となっていることと、図５における演算部１
４に対応した演算部２２が、一方のセンサ２０が出力す
る信号としての一次検出信号２０ａと他方のセンサ２０
が出力する信号としての一次検出信号２０ｂとが入力さ
れかつ両信号２０ａ，２０ｂの差を演算してこの演算結
果に応じた二次検出信号２２ａを出力するように構成さ
れていることと、測定セル２と光量検出機構１８との間
に、両端が赤外線透過窓２３ａで密閉された有底筒体状
容器２３ｂとこの容器２３ｂ内に封入された測定成分ガ
スＧｍとからなる測定成分ガスフィルタ２３と、両端が
赤外線透過窓２４ａで密閉された有底筒体状容器２４ｂ
とこの容器２４ｂ内に封入された不活性ガスＧｘとから
なる不活性ガスフィルタ２４とが、セル２とフィルタ２
３とを順次透過した光束１ａが信号２０ａを出力する光
量検出器２１に入射しかつセル２とフィルタ２４とを順
次透過した光束１ａが信号２０ｂを出力する検出器２１
に入射するように設けられていることであって、この場
合フィルタ１９の光透過波長帯域Δλｍが図６に示した
波長帯域Δλ１にほぼ等しい光波長帯域になっている。
そうして、この帯域Δλｍが図６に示した測定成分ガス
Ｇｍの赤外線吸光特性におけるピークＡが占める光波長
帯域である特定波長帯域Δλｓを含む光波長帯域である
ことが図６から明らかである。
分析計１７の要部縦断面図で、本図の図５と異なる所
は、図５における光量検出機構１６に対応した光量検出
機構１８が、図５におけるフィルタ７に対応したバンド
パス光フィルタ１９と図５におけるセンサ１０に対応し
た固体センサ２０とからなる光量検出器２１が二個並置
された構成となっていることと、図５における演算部１
４に対応した演算部２２が、一方のセンサ２０が出力す
る信号としての一次検出信号２０ａと他方のセンサ２０
が出力する信号としての一次検出信号２０ｂとが入力さ
れかつ両信号２０ａ，２０ｂの差を演算してこの演算結
果に応じた二次検出信号２２ａを出力するように構成さ
れていることと、測定セル２と光量検出機構１８との間
に、両端が赤外線透過窓２３ａで密閉された有底筒体状
容器２３ｂとこの容器２３ｂ内に封入された測定成分ガ
スＧｍとからなる測定成分ガスフィルタ２３と、両端が
赤外線透過窓２４ａで密閉された有底筒体状容器２４ｂ
とこの容器２４ｂ内に封入された不活性ガスＧｘとから
なる不活性ガスフィルタ２４とが、セル２とフィルタ２
３とを順次透過した光束１ａが信号２０ａを出力する光
量検出器２１に入射しかつセル２とフィルタ２４とを順
次透過した光束１ａが信号２０ｂを出力する検出器２１
に入射するように設けられていることであって、この場
合フィルタ１９の光透過波長帯域Δλｍが図６に示した
波長帯域Δλ１にほぼ等しい光波長帯域になっている。
そうして、この帯域Δλｍが図６に示した測定成分ガス
Ｇｍの赤外線吸光特性におけるピークＡが占める光波長
帯域である特定波長帯域Δλｓを含む光波長帯域である
ことが図６から明らかである。
【０００９】図１においては各部が上述のように構成さ
れているので、ガスフィルタ２３，２４に入射する光束
１ａの分光エネルギーＥのスペクトラムが測定セル２中
の被分析ガス４による赤外線吸収のためにたとえば図２
及び図３に示したスペクトラム２５のようになったとす
ると、ガスフィルタ２３では入射光のうちの特定波長帯
域Δλｓの光が殆どすべて吸収されるように該フィルタ
２３が構成されているので、一次検出信号２０ａを出力
する光量検出器２１に入射する光束１ａのエネルギース
ペクトラムは図２に符号２６で示したようになり、この
結果信号２０ａは図２に斜線をついて示した部分２７，
２８の各面積の和Ｍ１を表す信号となる。そうして、ま
た、ガスフィルタ２４では透過光について殆ど赤外線吸
収が行われないので、信号２０ｂを出力する検出器２１
に入射する光束１ａのエネルギースペクトラムは図３に
示したようにスペクトラム２５と殆ど変わることのない
エネルギースペクトラム２９となって、この結果信号２
０ｂが図３に斜線をつけて示した部分３０の面積Ｍ２を
表す信号になる。そうして、図２及びず３において、Ｐ
ａ，Ｐｂ，Ｐｃはそれぞれ図６に示した赤外線吸光特性
のピークＡ，Ｂ２，Ｃ２のそれぞれに対応したエネルギ
ースペクトラムの吸収ピークである。すなわち、分析計
１７では、スペクトラム２５を有する光束１ａが測定セ
ル２から出射されると一次検出信号２０ａ，２０ｂがそ
れぞれ面積Ｍ１，Ｍ２を表す信号となるので、二次検出
信号２２ａが図４に斜線をつけて示した部分３１の面積
Ｍ３を表す信号になって、この場合信号２２ａが被分析
ガス４中の測定成分ガスＧｍの濃度Ｃｍをガス４中に存
在する干渉ガスＧｉ１，Ｇｉ２の影響を受けることなく
正しく表していることが上述した所から明らかである。
故に、この場合、信号２２ａによって濃度Ｃｍを干渉誤
差を含むことなく正確に測定することができることにな
る。
れているので、ガスフィルタ２３，２４に入射する光束
１ａの分光エネルギーＥのスペクトラムが測定セル２中
の被分析ガス４による赤外線吸収のためにたとえば図２
及び図３に示したスペクトラム２５のようになったとす
ると、ガスフィルタ２３では入射光のうちの特定波長帯
域Δλｓの光が殆どすべて吸収されるように該フィルタ
２３が構成されているので、一次検出信号２０ａを出力
する光量検出器２１に入射する光束１ａのエネルギース
ペクトラムは図２に符号２６で示したようになり、この
結果信号２０ａは図２に斜線をついて示した部分２７，
２８の各面積の和Ｍ１を表す信号となる。そうして、ま
た、ガスフィルタ２４では透過光について殆ど赤外線吸
収が行われないので、信号２０ｂを出力する検出器２１
に入射する光束１ａのエネルギースペクトラムは図３に
示したようにスペクトラム２５と殆ど変わることのない
エネルギースペクトラム２９となって、この結果信号２
０ｂが図３に斜線をつけて示した部分３０の面積Ｍ２を
表す信号になる。そうして、図２及びず３において、Ｐ
ａ，Ｐｂ，Ｐｃはそれぞれ図６に示した赤外線吸光特性
のピークＡ，Ｂ２，Ｃ２のそれぞれに対応したエネルギ
ースペクトラムの吸収ピークである。すなわち、分析計
１７では、スペクトラム２５を有する光束１ａが測定セ
ル２から出射されると一次検出信号２０ａ，２０ｂがそ
れぞれ面積Ｍ１，Ｍ２を表す信号となるので、二次検出
信号２２ａが図４に斜線をつけて示した部分３１の面積
Ｍ３を表す信号になって、この場合信号２２ａが被分析
ガス４中の測定成分ガスＧｍの濃度Ｃｍをガス４中に存
在する干渉ガスＧｉ１，Ｇｉ２の影響を受けることなく
正しく表していることが上述した所から明らかである。
故に、この場合、信号２２ａによって濃度Ｃｍを干渉誤
差を含むことなく正確に測定することができることにな
る。
【００１０】分析計１７においては上述のようにして濃
度Ｃｍに対する測定が行われるので、この分析計１７の
場合、測定波長帯域Δλｍ内に吸光特性のピークを有し
かつ被分析ガス４中に存在する測定成分ガスＧｍ以外の
ガスとしての干渉ガスＧｉの種類が増減しても、光量検
出機構１８の構成を変更することなくかつガスＧｉの影
響を受けることなく高精度の濃度測定が即座に行われる
ことになって、したがって、分析計１７は光量検出機構
１８の製作が容易でかつ干渉誤差を生じることのない分
析計であるということになる。そうして、また、分析計
１７の場合両固体センサ２０の入射光波長に対する出力
信号値の依存性の不平衡を考慮すると測定波長帯域Δλ
ｍを広くするには限度があるが、また、この場合Δλｍ
を極度に狭くする必要はないことが上述の説明から明ら
かであるから、分析計１７はフィルタ１９の製作が容易
な分析計であるということになる。上述の実施例説明で
は光束１ａが赤外線であったが本発明は光束１ａが赤外
線領域以外の光である場合にも適用し得るものであり、
また上述の実施例説明では測定セル２と検出器２１との
間に赤外線吸収を殆ど行わない不活性ガスフィルタ２４
を設けたが、本発明においては、空気中における炭酸ガ
スなどの赤外線吸収ガスにもとづく濃度測定誤差を無視
することができる場合容器２４ｂ中に該空気を封入した
空気フィルタをフィルタ２４のかわりに用いてもよく、
またこの空気フィルタにかえて単なる空気層を用いても
よいものである。そうして、さらに、本発明ではガスフ
ィルタ２４のかわりに測定波長帯域Δλｍの全域にわた
ってほぼ同じ吸光率で光吸収を行う光フィルタを用いて
も差し支えない。
度Ｃｍに対する測定が行われるので、この分析計１７の
場合、測定波長帯域Δλｍ内に吸光特性のピークを有し
かつ被分析ガス４中に存在する測定成分ガスＧｍ以外の
ガスとしての干渉ガスＧｉの種類が増減しても、光量検
出機構１８の構成を変更することなくかつガスＧｉの影
響を受けることなく高精度の濃度測定が即座に行われる
ことになって、したがって、分析計１７は光量検出機構
１８の製作が容易でかつ干渉誤差を生じることのない分
析計であるということになる。そうして、また、分析計
１７の場合両固体センサ２０の入射光波長に対する出力
信号値の依存性の不平衡を考慮すると測定波長帯域Δλ
ｍを広くするには限度があるが、また、この場合Δλｍ
を極度に狭くする必要はないことが上述の説明から明ら
かであるから、分析計１７はフィルタ１９の製作が容易
な分析計であるということになる。上述の実施例説明で
は光束１ａが赤外線であったが本発明は光束１ａが赤外
線領域以外の光である場合にも適用し得るものであり、
また上述の実施例説明では測定セル２と検出器２１との
間に赤外線吸収を殆ど行わない不活性ガスフィルタ２４
を設けたが、本発明においては、空気中における炭酸ガ
スなどの赤外線吸収ガスにもとづく濃度測定誤差を無視
することができる場合容器２４ｂ中に該空気を封入した
空気フィルタをフィルタ２４のかわりに用いてもよく、
またこの空気フィルタにかえて単なる空気層を用いても
よいものである。そうして、さらに、本発明ではガスフ
ィルタ２４のかわりに測定波長帯域Δλｍの全域にわた
ってほぼ同じ吸光率で光吸収を行う光フィルタを用いて
も差し支えない。
【００１１】
【発明の効果】上述したように、本発明においては、
１）光束を出射する光源部と、前記光束が通る光路の途
中に配置されかつ被分析ガスが導入される測定セルと、
測定成分ガスの吸光特性における少なくとも一個の特定
ピークが占める光波長帯域である特定波長帯域を含む所
定の測定波長帯域の光の量を検出してこの検出結果に応
じた一次検出信号を出力する二個の光量検出器と、前記
光路の途中において測定セルと直列になるように配置さ
れかつ測定波長帯域においては特定波長帯域においての
み光吸収を行う第１光フィルタと、前記光路の途中にお
いて測定セルと直列になるように配置されかつ測定波長
帯域において殆ど光吸収を行わないかまたは測定波長帯
域の全域にわたってほぼ同じ吸光率で光吸収を行う第２
光フィルタと、両一次検出信号の差を演算してこの演算
結果に応じた二次検出信号を出力する演算部とを備え、
二次検出信号によって被分析ガス中の測定成分ガスの濃
度を測定する吸光式ガス分析計であって、測定セルを前
記光束が該測定セル内の被分析ガスと共にこの測定セル
を透過するように構成しかつ両光量検出器を一方の光量
検出器に測定セルと第１光フィルタとを透過した光束が
入射し他方の光量検出器に測定セルと第２光フィルタを
透過した光束が入射するように配置して吸光式ガス分析
計を構成し、また、 ２）上記１）項に記載のガス分析計において、光量検出
器を測定波長帯域の光を透過させるバンドパス光フィル
タとこのバンドパス光フィルタを透過した光の量を検出
してこの検出結果に応じた一次検出信号を出力する固体
センサとからなるようにして吸光式ガス分析計を構成
し、また、 ３）上記１項または上記２）項のいずれかに記載のガス
分析計において、第１光フィルタを測定成分ガスをろ光
要素とする測定成分ガスフィルタとしかつ第２光フィル
タを単なる空気層と前記ろ光要素を不活性ガスとする不
活性ガスフィルタとのいずれか一方として吸光式ガス分
析計を構成した。
中に配置されかつ被分析ガスが導入される測定セルと、
測定成分ガスの吸光特性における少なくとも一個の特定
ピークが占める光波長帯域である特定波長帯域を含む所
定の測定波長帯域の光の量を検出してこの検出結果に応
じた一次検出信号を出力する二個の光量検出器と、前記
光路の途中において測定セルと直列になるように配置さ
れかつ測定波長帯域においては特定波長帯域においての
み光吸収を行う第１光フィルタと、前記光路の途中にお
いて測定セルと直列になるように配置されかつ測定波長
帯域において殆ど光吸収を行わないかまたは測定波長帯
域の全域にわたってほぼ同じ吸光率で光吸収を行う第２
光フィルタと、両一次検出信号の差を演算してこの演算
結果に応じた二次検出信号を出力する演算部とを備え、
二次検出信号によって被分析ガス中の測定成分ガスの濃
度を測定する吸光式ガス分析計であって、測定セルを前
記光束が該測定セル内の被分析ガスと共にこの測定セル
を透過するように構成しかつ両光量検出器を一方の光量
検出器に測定セルと第１光フィルタとを透過した光束が
入射し他方の光量検出器に測定セルと第２光フィルタを
透過した光束が入射するように配置して吸光式ガス分析
計を構成し、また、 ２）上記１）項に記載のガス分析計において、光量検出
器を測定波長帯域の光を透過させるバンドパス光フィル
タとこのバンドパス光フィルタを透過した光の量を検出
してこの検出結果に応じた一次検出信号を出力する固体
センサとからなるようにして吸光式ガス分析計を構成
し、また、 ３）上記１項または上記２）項のいずれかに記載のガス
分析計において、第１光フィルタを測定成分ガスをろ光
要素とする測定成分ガスフィルタとしかつ第２光フィル
タを単なる空気層と前記ろ光要素を不活性ガスとする不
活性ガスフィルタとのいずれか一方として吸光式ガス分
析計を構成した。
【００１２】このため、上記のように構成すると、二次
検出信号を測定セル内の測定成分ガスによる特定波長帯
域内の光吸収量に応じた信号にすることができるので、
結局二次検出信号によって被分析ガスにおける測定成分
ガスの濃度を測定することができることになる。そうし
て、この場合、測定波長帯域内に吸光特性のピークを有
する測定成分ガス以外のガスとしての干渉ガスの種類が
変化しても二個の光量検出器からなる前述の光量検出機
構１６に対応した光量検出機構の構成を変えることなく
正常に濃度測定が行なえることが明らかであるから、上
述した本発明の構成によれば光量検出機構の製作が容易
でかつ干渉誤差を生じることのないガス分析計が得られ
る。そうして、さらに、上記のようにガス分析計を構成
すると前述の光透過波長帯域Δλ１に対応した測定波長
帯域の帯域幅を極度に狭くする必要のないことがまた明
らかであるから、本発明の構成によれば光量検出器を構
成するバンドパス光フィルタを容易に製作することがで
きて、したがって、本発明には吸光式ガス分析計を経済
的に量産し得る効果がありまたガス濃度測定の精度を向
上させ得る効果がある。
検出信号を測定セル内の測定成分ガスによる特定波長帯
域内の光吸収量に応じた信号にすることができるので、
結局二次検出信号によって被分析ガスにおける測定成分
ガスの濃度を測定することができることになる。そうし
て、この場合、測定波長帯域内に吸光特性のピークを有
する測定成分ガス以外のガスとしての干渉ガスの種類が
変化しても二個の光量検出器からなる前述の光量検出機
構１６に対応した光量検出機構の構成を変えることなく
正常に濃度測定が行なえることが明らかであるから、上
述した本発明の構成によれば光量検出機構の製作が容易
でかつ干渉誤差を生じることのないガス分析計が得られ
る。そうして、さらに、上記のようにガス分析計を構成
すると前述の光透過波長帯域Δλ１に対応した測定波長
帯域の帯域幅を極度に狭くする必要のないことがまた明
らかであるから、本発明の構成によれば光量検出器を構
成するバンドパス光フィルタを容易に製作することがで
きて、したがって、本発明には吸光式ガス分析計を経済
的に量産し得る効果がありまたガス濃度測定の精度を向
上させ得る効果がある。
【図１】本発明の一実施例の要部縦断面図
【図２】図１に示した実施例の動作説明図
【図３】図１に示した実施例の図２に示した動作説明図
とは別の動作説明図
とは別の動作説明図
【図４】図１に示した実施例の図２及び図３に示した各
動作説明図のいずれとも異なる動作説明図
動作説明図のいずれとも異なる動作説明図
【図５】従来の赤外線ガス分析計の要部縦断面図
【図６】図５に示し赤外線ガス分析の動作説明図
１ 光源部
１ａ 光束
２ 測定セル
３ 光路
４ 被分析ガス
１７ 赤外線ガス分析計（吸光式ガス分析計）
１９ バンドパス光フィルタ
２０ 固体センサ
２０ａ 一次検出信号
２０ｂ 一次検出信号
２１ 光量検出器
２２ 演算部
２２ａ 二次検出信号
２３ 測定成分ガスフィルタ（第１光フィルタ）
２４ 不活性ガスフィルタ（第２光フィルタ）
Δλｍ 測定波長帯域
Δλｓ 特定波長帯域
Claims (3)
- 【請求項１】光束を出射する光源部と、前記光束が通る
光路の途中に配置されかつ被分析ガスが導入される測定
セルと、測定成分ガスの吸光特性における少なくとも一
個の特定ピークが占める光波長帯域である特定波長帯域
を含む所定の測定波長帯域の光の量を検出してこの検出
結果に応じた一次検出信号を出力する二個の光量検出器
と、前記光路の途中において前記測定セルと直列になる
ように配置されかつ前記測定波長帯域においては前記特
定波長帯域においてのみ光吸収を行う第１光フィルタ
と、前記光路の途中において前記測定セルと直列になる
ように配置されかつ前記測定波長帯域において殆ど前記
光吸収を行わないかまたは前記測定波長帯域の全域にわ
たってほぼ同じ吸光率で前記光吸収を行う第２光フィル
タと、前記両一次検出信号の差を演算してこの演算結果
に応じた二次検出信号を出力する演算部とを備え、前記
二次検出信号によって前記被分析ガス中の前記測定成分
ガスの濃度を測定する吸光式ガス分析計であって、前記
測定セルを前記光束が該測定セル内の前記被分析ガスと
共にこの測定セルを透過するように構成しかつ前記両光
量検出器を一方の前記光量検出器に前記測定セルと前記
第１光フィルタとを透過した前記光束が入射し他方の前
記光量検出器に前記測定セルと前記第２光フィルタを透
過した前記光束が入射するように配置したことを特徴と
する吸光式ガス分析計。 - 【請求項２】請求項１に記載のガス分析計において、光
量検出器を測定波長帯域の光を透過させるバンドパス光
フィルタとこのバンドパス光フィルタを透過した前記光
の量を検出してこの検出結果に応じた一次検出信号を出
力する固体センサとで構成したことを特徴とする吸光式
ガス分析計。 - 【請求項３】請求項１または請求項２のいずれかに記載
のガス分析計においけ、第１光フィルタを測定成分ガス
をろ光要素とする測定成分ガスフィルタとしかつ第２光
フィルタを単なる空気層と前記ろ光要素を不活性ガスと
する不活性ガスフィルタとのいずれか一方としたことを
特徴とする吸光式ガス分析計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16071291A JPH0510874A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 吸光式ガス分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16071291A JPH0510874A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 吸光式ガス分析計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510874A true JPH0510874A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=15720844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16071291A Pending JPH0510874A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 吸光式ガス分析計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0510874A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003507703A (ja) * | 1999-08-13 | 2003-02-25 | リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミネソタ | 同位体比率を測定するための赤外分光計 |
| KR102339624B1 (ko) * | 2020-08-29 | 2021-12-16 | (주)세성 | 냉매 가스 누출 감지센서 및 이를 이용한 누출감지방법 |
| CN113841040A (zh) * | 2019-06-20 | 2021-12-24 | 松下知识产权经营株式会社 | 灵敏度调整板以及传感器装置的制造方法 |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP16071291A patent/JPH0510874A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003507703A (ja) * | 1999-08-13 | 2003-02-25 | リージェンツ・オブ・ザ・ユニバーシティ・オブ・ミネソタ | 同位体比率を測定するための赤外分光計 |
| JP4729215B2 (ja) * | 1999-08-13 | 2011-07-20 | リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ | 同位体比率を測定するための赤外分光計 |
| CN113841040A (zh) * | 2019-06-20 | 2021-12-24 | 松下知识产权经营株式会社 | 灵敏度调整板以及传感器装置的制造方法 |
| CN113841040B (zh) * | 2019-06-20 | 2024-03-22 | 松下知识产权经营株式会社 | 灵敏度调整板以及传感器装置的制造方法 |
| KR102339624B1 (ko) * | 2020-08-29 | 2021-12-16 | (주)세성 | 냉매 가스 누출 감지센서 및 이를 이용한 누출감지방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4271124A (en) | Non-dispersive infrared gas analyzer for testing gases containing water-vapor | |
| US5081998A (en) | Optically stabilized infrared energy detector | |
| US8143581B2 (en) | Absorption biased NDIR gas sensing methodology | |
| US5095913A (en) | Shutterless optically stabilized capnograph | |
| US5464983A (en) | Method and apparatus for determining the concentration of a gas | |
| US10337986B2 (en) | Method for optimisation of detection wavelengths for multi-gas detection | |
| US8143580B1 (en) | Crossed biased filtering NDIR gas sensing methodology | |
| US5773828A (en) | Gas analyzer | |
| US4692622A (en) | Infrared analyzer | |
| US5429805A (en) | Non-dispersive infrared gas analyzer including gas-filled radiation source | |
| JPH07151684A (ja) | 赤外線式ガス分析計 | |
| US4514635A (en) | Non-dispersive infrared analyzer | |
| JPH03221843A (ja) | 光による分析計 | |
| US4468561A (en) | Nondispersive infrared gas analyzer | |
| US5672874A (en) | Infrared oil-concentration meter | |
| AU637827B2 (en) | Shutterless optically stabilized capnograph | |
| JPH08247942A (ja) | 赤外線ガス分析計 | |
| KR100910871B1 (ko) | Ｃｏ₂간섭을 배제한 굴뚝용 실시간 수분측정방법 및 장치 | |
| US5528039A (en) | Method and apparatus for linearization of non-dispersive infrared detector response | |
| JPH0510874A (ja) | 吸光式ガス分析計 | |
| JPS58156837A (ja) | 光学式ガス分析用測定装置 | |
| GB2059574A (en) | Absorption cell gas monitor | |
| Sun et al. | Industrial SO 2 emission monitoring through a portable multichannel gas analyzer with an optimized retrieval algorithm | |
| JP2001324382A (ja) | 赤外検出装置 | |
| JP3174710B2 (ja) | ガス分析計 |