JPH05322751A - ガス分析装置 - Google Patents

ガス分析装置

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JPH05322751A
JPH05322751A JP14988692A JP14988692A JPH05322751A JP H05322751 A JPH05322751 A JP H05322751A JP 14988692 A JP14988692 A JP 14988692A JP 14988692 A JP14988692 A JP 14988692A JP H05322751 A JPH05322751 A JP H05322751A
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哲志 井ノ上
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の分析部を設けることなく、単一の分析
部からの出力信号を処理するだけで、干渉成分の干渉影
響を排除することができ、測定対象成分の濃度を精度よ
く測定できるガス分析装置を得ること。 【構成】 検出器5から測定対象成分に対応する信号と
干渉成分に対応する信号とが重畳された状態の出力信号
0 を得るようにし、この出力信号s0 を、2つの信号
処理ライン15, 16に供給し、一方の信号処理ライン15に
おいては、測定対象成分信号が発生する位相に対応する
ように同期位相検波および整流し、他方の信号処理ライ
ン16においては、干渉成分信号が発生する位相に対応す
るように同期位相検波および整流し、前記一方の測定対
象成分信号に入り込んだ干渉成分信号を、他方の信号処
理ラインによって求められる干渉成分信号によって相殺
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サンプルガス中の特定
の成分の濃度を測定するためのガス分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば光源からの紫外光を、サンプルガ
スが導入されるセルに照射し、セル透過後の紫外光を検
出器によって検出し、そのときの紫外光の吸収量に基づ
いてSO2 の濃度を測定することができる。ところで、
このようにしてSO2 濃度を測定する場合、CO2 が干
渉成分となるところから、従来の紫外吸収SO2 分析装
置は、図4に示すように構成されていた。
【0003】すなわち、図4において、40, 50は同一の
サンプルガス源からのサンプルガスが分岐して供給され
るSO2 計、CO2 計である。そして、SO2 計40は、
分析部41、検出器42、プリアンプ43、ローパスフィルタ
44、同期検波整流回路45、平滑回路46よりなる。また、
CO2 計50は、分析部51、検出器52、プリアンプ53、ロ
ーパスフィルタ54、同期検波整流回路55、平滑回路56よ
りなる。なお、61は同期検波整流回路45, 55に対して同
期信号を出力する同期信号発生器、62はSO2計40の出
力からCO2 計の出力を差し引く減算器である。このよ
うに構成した紫外吸収SO2 分析装置によれば、CO2
の干渉影響を除去したSO2 濃度を得ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成の紫外吸収SO2 分析装置においては、次のような
不都合がある。すなわち、SO2 計40とCO2 計50と
が、全く同時に同一のサンプルガスを測定することがで
きないため、SO2 計40とCO2 計50とにおいて時間差
が生じた場合、測定結果に誤差が生ずることになる。そ
して、SO2 計40と同様の構成のCO2 計50が余分に必
要であるので、それだけコストアップになると共に、部
品点数が増え、しかも、SO2 計40とCO2 計50とにお
ける測定精度を揃える必要があるなど、紫外吸収SO2
分析装置の信頼性を維持するのが困難である。
【0005】ところで、上述のように、SO2 の濃度を
測定する場合、CO2 が干渉成分となるが、図3(a)
に示すように、SO2 に対応する信号(測定対象成分信
号)a(実線で示す)が発生する位相と、CO2 に対応
する信号(干渉成分信号)b(仮想線で示す)が発生す
る位相とが異なっている。本発明は、このような事柄に
留意してなされたもので、その目的とするところは、複
数の分析部を設けることなく、単一の分析部からの出力
信号を処理するだけで、干渉成分の干渉影響を排除する
ことができ、測定対象成分の濃度を精度よく測定できる
ガス分析装置を得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るガス分析装置は、検出器からの測定対
象成分に対応する信号と干渉成分に対応する信号とが重
畳された状態の出力信号を2つの信号処理ラインに供給
し、一方の信号処理ラインにおいては、測定対象成分信
号が発生する位相に対応するように同期位相検波および
整流し、他方の信号処理ラインにおいては、干渉成分信
号が発生する位相に対応するように同期位相検波および
整流し、前記一方の測定対象成分信号に入り込んだ干渉
成分信号を、他方の信号処理ラインによって求められる
干渉成分信号によって相殺するようにしている。
【0007】
【作用】例えばSO2 の濃度を測定する場合、CO2
干渉成分となるが、SO2 に対応する信号、すなわち、
測定対象成分信号が発生する位相と、CO2 に対応する
信号、すなわち、干渉成分信号が発生する位相とが異な
っているので、検出器の出力信号を、2つの信号処理ラ
インに供給し、一方の信号処理ラインにおいては、測定
対象成分信号が発生する位相に対応するように同期位相
検波および整流し、他方の信号処理ラインにおいては、
干渉成分信号が発生する位相に対応するように同期位相
検波および整流し、一方の測定対象成分信号に入り込ん
でいる干渉成分信号を、他方の信号処理ラインによって
求められる干渉成分信号によって相殺することによっ
て、干渉成分信号を除去した測定対象成分信号のみを得
ることができる。
【0008】
【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。図2は、本発明に係るガス分析装置の一例
としてのSO2 分析装置における分析部の構成例を示す
もので、この図において、1は例えば低圧水銀ランプよ
りなる紫外光源である。2はサンプルガスSとリファレ
ンスガスRとが一定周期で交互に供給されるセルで、ガ
ス入口3とガス出口4とが設けられると共に、詳細に図
示してないが、光源1に臨む端部および後述する紫外線
検出器5に臨む端部は、紫外線透過性のセル窓によって
封止されている。5は光電管やフォトダイオードあるい
は光電子増倍管などよりなる紫外線検出器(以下、検出
器と云う)、6はプリアンプである。
【0009】そして、7はセル2に対しサンプルガスS
とリファレンスガスRとを一定周期で交互に切換え供給
するためのガス切換え供給器で、この実施例において
は、ロータリバルブよりなる。すなわち、そのバルブ本
体8には、周囲を4等分するように、2つのガス入口
9,10と2つのガス出口11,12が設けられると共に、そ
の内部には、図外のモータによって矢印方向に回転駆動
される仕切りを兼ねたロータ13が設けられている。そし
て、一方のガス入口9は、適宜の配管を介して図外のサ
ンプルガス源に接続されており、他方のガス入口10は、
適宜の配管を介して図外のリファレンスガス源に接続さ
れている。また、一方のガス出口11は、セル2のガス入
口3に接続されており、他方のガス出口12は、セル2の
ガス出口4と共に図外の排気流路に接続されている。
【0010】上述のように構成されたSO2 分析装置に
おいて、紫外光源1からセル2に対して紫外線を照射さ
せながら、ガス切換え供給器7を介して、セル2にサン
プルガスSとリファレンスガスRとを一定周期で交互に
切換え供給すると、所謂流体変調が行われることによ
り、検出器5からは交流信号が出力される。この場合、
サンプルガスS中に測定対象成分であるSO2 の他に、
干渉成分であるCO2 が混入していた場合、検出器5か
らは、図3(b)に示すように、SO2 に対応する信号
(以下、SO2 信号と云う)aに対して、CO2 に対応
する信号(以下、CO2 信号と云う)bが重畳された信
号s0 が出力される。
【0011】本発明においては、前記SO2 信号aから
CO2 信号bを分離除去するため、プリアンプ6の出力
側に図1に示すような信号処理部を設けている。すなわ
ち、この図において、14は検出器5からの出力に含まれ
るノイズを除去するためのバンドパスフィルタである。
そして、このバンドパスフィルタ14の出力側には、2つ
の信号処理ライン15, 16が互いに並列的に設けられてい
る。両信号処理ライン15,16は何れも、同期検波整流回
路17, 18と平滑回路19, 20とからなり、前記前記SO2
信号aにCO2 信号bが重畳した信号s0 がそれぞれ入
力される。また、21は同期信号発生器、22は信号処理ラ
イン15,16でそれぞれ処理された信号どうしを加算する
加算器である。なお、23は信号処理ライン16の出力信号
のレベルを信号処理ライン15の出力信号のレベルに合わ
せるためのレベル調整器である。
【0012】前記同期検波整流回路17, 18は、同期信号
発生器21から出力される同じタイミングの同期信号tに
よって、前記信号s0 を同期検波するが、同期検波する
際における位相が互いに異なるようにしてある。つま
り、同期検波整流回路17においては、SO2 信号aが発
生する位相に対応するように同期位相検波および整流
し、同期検波整流回路18においては、CO2 信号bが発
生する位相に対応するように同期位相検波および整流す
るのである。これら両回路17, 18における処理位相のズ
レの調整は、これらの回路17, 18に組み込まれた位相調
整回路(図外)によって行われる。
【0013】次に、上述のように構成された信号処理部
における信号処理動作について、図3を参照しながら説
明する。今、プリアンプ6から図3(b)に示すような
信号s0 がバンドパスフィルタ14に入力されると、この
バンドパスフィルタ14においては、信号s0 に含まれる
余分なノイズが除去される。このノイズ除去後の信号s
0 は、信号処理ライン15,16にそれぞれ入力される。同
期検波整流回路17においては、SO2 信号aが発生する
位相に対応するように同期位相検波および整流が行わ
れ、同図(c)に示すような信号が出力される。また、
同期検波整流回路18においては、CO2 信号bが発生す
る位相に対応するように同期位相検波および整流が行わ
れ、同図(d)に示すような信号が出力される。
【0014】前記同期検波整流回路17,18からそれぞれ
出力される信号は、平滑回路19, 20においてそれぞれ平
滑処理され、同図(e), (f)に示すような信号とな
る。すなわち、信号処理ライン15の出力信号には、正の
SO2 信号aと負のCO2 信号bとが含まれている。一
方、信号処理ライン16の出力信号には、前記正のSO2
信号aよりもかなり絶対値が小さい負のSO2 信号aと
前記負のCO2 信号bと絶対値が等しい正のCO2 信号
bとが含まれている。
【0015】そこで、信号処理ライン15の出力信号と、
レベル調整をした後の信号処理ライン16の出力信号とを
加算器22において加算することにより、上記正負のCO
2 信号bが相殺され、同図(g)に示すように、CO2
信号bを含まないSO2 信号aのみが出力される。
【0016】上述の実施例においては、信号s0 を反転
するタイミングが互いに異なるように、信号s0 の位相
を同期検波整流回路17,18でそれぞれ調整すると共に、
同期信号発生器21から同じタイミングの同期信号tを同
期検波整流回路17,18に入力するようにしていたが、同
期検波整流回路17,18として全く同じものを用い、同期
信号発生器21から相異なるタイミングの同期信号を前記
回路17,18にそれぞれ入力するようにしてもよい。
【0017】また、上述の実施例においては、検出器5
からの信号をアナログ的に処理していたが、これに代え
て、ディジタル的に処理するようにしてもよい。
【0018】そして、上述の実施例においては、検出器
5から交流的に変化する信号s0 を得るため、サンプル
ガスSとリファレンスガスRとを一定周期で切換え、こ
れらを交互にセル2に供給する所謂流体変調方式を採用
しているが、これに代えて、例えば紫外光源1とセル2
との間にチョッパを設ける所謂チョッパによる変調方式
を採用してもよい。
【0019】さらに、上述の実施例においては、SO2
濃度を測定する場合におけるCO2の干渉を補償する場
合であったが、本発明は、測定対象成分に対応する信号
と干渉成分に対応する信号とが相異なる位相で発生する
ものに広く適用できることは云うまでもない。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の分析部を設けることなく、単一の分析部からの出
力信号を処理するだけで、干渉成分の干渉影響を排除す
ることができ、測定対象成分の濃度を精度よく測定する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガス分析装置の信号処理部の構成
例を示すブロック図である。
【図2】本発明に係るガス分析装置の分析部の構成例を
示す図である。
【図3】本発明の動作を説明するための波形図である。
【図4】従来のガス分析装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
5…検出器、15, 16…信号処理ライン、s0 …検出器の
出力信号、a…測定対象成分信号、b…干渉成分信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検出器からの測定対象成分に対応する信
    号と干渉成分に対応する信号とが重畳された状態の出力
    信号を2つの信号処理ラインに供給し、一方の信号処理
    ラインにおいては、測定対象成分信号が発生する位相に
    対応するように同期位相検波および整流し、他方の信号
    処理ラインにおいては、干渉成分信号が発生する位相に
    対応するように同期位相検波および整流し、前記一方の
    測定対象成分信号に入り込んだ干渉成分信号を、他方の
    信号処理ラインによって求められる干渉成分信号によっ
    て相殺するようにしたことを特徴とするガス分析装置。
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JP2006317207A (ja) * 2005-05-11 2006-11-24 Shikoku Res Inst Inc 三酸化硫黄濃度連続測定方法および装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006317207A (ja) * 2005-05-11 2006-11-24 Shikoku Res Inst Inc 三酸化硫黄濃度連続測定方法および装置
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