JPS5836057Y2 - 螢光反応測定装置 - Google Patents
螢光反応測定装置Info
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- JPS5836057Y2 JPS5836057Y2 JP1980054055U JP5405580U JPS5836057Y2 JP S5836057 Y2 JPS5836057 Y2 JP S5836057Y2 JP 1980054055 U JP1980054055 U JP 1980054055U JP 5405580 U JP5405580 U JP 5405580U JP S5836057 Y2 JPS5836057 Y2 JP S5836057Y2
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- Japan
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- reaction chamber
- photodetector
- gas
- nitrogen
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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
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence
- G01N21/766—Chemiluminescence; Bioluminescence of gases
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- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、螢光反応を測定する装置に関し、特に、その
中で螢光反応の起る複数個の反応室と単一の光検出器を
用いた装置に関する。
中で螢光反応の起る複数個の反応室と単一の光検出器を
用いた装置に関する。
大気汚染を少くする努力がなされて、大気中や車輛排気
ガスなどの各種の排気中の各有害ガス成分の濃度を測定
するのに、信頼性のある方法が要求されている。
ガスなどの各種の排気中の各有害ガス成分の濃度を測定
するのに、信頼性のある方法が要求されている。
螢光反応(化学ルミネセンス反応)を用いた測定による
数P(sub−part−per−million)以
下の汚染物の検出は、連続測定ができて、しかもスペク
トル分析による場合のように長い行路長を要しないので
特に魅力的である。
数P(sub−part−per−million)以
下の汚染物の検出は、連続測定ができて、しかもスペク
トル分析による場合のように長い行路長を要しないので
特に魅力的である。
螢光反応は、一般の汚染物である一酸化窒素(NO)、
あるいは−酸化炭素(CO)などの第1反応物(pri
mary reactant)が原子酸素(0)あるい
はオゾン(03)などの第2反応物(second r
eactant)と結合するときに起り、通常は赤外域
にある輻射線を生ずる。
あるいは−酸化炭素(CO)などの第1反応物(pri
mary reactant)が原子酸素(0)あるい
はオゾン(03)などの第2反応物(second r
eactant)と結合するときに起り、通常は赤外域
にある輻射線を生ずる。
NOと03の螢光反応に関するメカニズムと理論は、P
、N、CloughとB、A、Thrushの著になる
「Tvans、Faraday Soc、 63.95
1(1967)Jに記述されている。
、N、CloughとB、A、Thrushの著になる
「Tvans、Faraday Soc、 63.95
1(1967)Jに記述されている。
検出器は、螢光輻射に反応して、供試ガス中の第1反応
物の濃度に比例した反応をするように校正できる。
物の濃度に比例した反応をするように校正できる。
螢光反応によっては直接に測定できないが、螢光反応に
よって、分析できる物質とある特定の関係にある物質の
濃度を測定する方法が考えられている。
よって、分析できる物質とある特定の関係にある物質の
濃度を測定する方法が考えられている。
たとえば、NOとNO2の混合体であるNOxの濃度な
らびにNOとNO2の濃度は、車輛排気ガス等の分析に
おける対象となっている。
らびにNOとNO2の濃度は、車輛排気ガス等の分析に
おける対象となっている。
しかしながら、NO2は螢光反応の形では容易にオゾン
等と反応しない。
等と反応しない。
NO2は適当な接触反応等でNOに変換することができ
、したがって、NOxに等価なNOを螢光反応を用いて
測定することによりNOxの測定ができる。
、したがって、NOxに等価なNOを螢光反応を用いて
測定することによりNOxの測定ができる。
NO2の濃度は、その後NOの測定値とNOxの測定値
を比較することによって決定できる。
を比較することによって決定できる。
ある用途では、非常に低圧の反応条件下で問題とする螢
光反応の測定することが望ましい。
光反応の測定することが望ましい。
しかLながら、はぼ大気圧で満足に動作する装置が作ら
れて、したがって低圧を維持するためのわずられしくか
つ高くつく真空引装置を必要としない。
れて、したがって低圧を維持するためのわずられしくか
つ高くつく真空引装置を必要としない。
反応体積は少くとも螢光を検出するに十分な程に大きく
する必要があり、測定しうる螢光輝度は圧力を高くする
につれて低下する。
する必要があり、測定しうる螢光輝度は圧力を高くする
につれて低下する。
測定可能な螢光の低減は、クエンチング効果(quen
ch ingeffect)として知られている。
ch ingeffect)として知られている。
他の制約としては検出装置の感受性に対する短期間の周
囲ノイズの影響である。
囲ノイズの影響である。
ノイズの影響は公知の光チヨツピング技術ならびに比較
的に長い時間(数秒より犬)にわたる測定時間について
の信号を積分することで低減することができる。
的に長い時間(数秒より犬)にわたる測定時間について
の信号を積分することで低減することができる。
公知のサンプリングおよび積分技術では、異った時点で
得られるデータを比較している。
得られるデータを比較している。
LかLながら、仮りに、測定対象物の濃度があるサンプ
ル区間と次のサンプル区間で異ると、得られるデータは
意味が無い。
ル区間と次のサンプル区間で異ると、得られるデータは
意味が無い。
この欠点は、多くのサンプルの測定を同時にやってデー
タを同時に比較する技術で克服される。
タを同時に比較する技術で克服される。
上述した検出技術によれば、2個以上の検出器が用いら
れ、典形的には1つの反応室に1つの検出器が割り当て
られる。
れ、典形的には1つの反応室に1つの検出器が割り当て
られる。
検出器は占有空間が大きく、高価であり、また、各検出
器の動作特性を同じにすることは困難であるから、した
がって、検出器の特性の異りによる誤差を生ずる。
器の動作特性を同じにすることは困難であるから、した
がって、検出器の特性の異りによる誤差を生ずる。
それ故測定全部を単一の検出器でおこなうのが有利であ
る。
る。
本考案の第一の目的は、供試物(サンプル)の螢光(化
学ルミネセンス)を測定する装置を提供することである
。
学ルミネセンス)を測定する装置を提供することである
。
本考案の他の目的は、数種のサンプルの分析を、はぼ同
時におこなう装置を提供することである。
時におこなう装置を提供することである。
本考案の更に他の目的は、最低数の検出器を備える螢光
分析装置を提供することである。
分析装置を提供することである。
本考案の他の目的は、その中において大気圧近くの圧力
で測定可能な螢光反応を生ずる反応室を有する装置を提
供することである。
で測定可能な螢光反応を生ずる反応室を有する装置を提
供することである。
本考案の他の目的の1つは、測定可能な螢光反応を生ず
る反応室の体積を、単一の光検出器で測定できる反応室
数を多くする目的で、小さくすることである。
る反応室の体積を、単一の光検出器で測定できる反応室
数を多くする目的で、小さくすることである。
本考案の他の目的は、複数個の反応室と1個の光検出器
を有する検出装置の大きさと価格を低減することである
。
を有する検出装置の大きさと価格を低減することである
。
本考案の他の目的は、連続的かつ実質的に同時にサンプ
ル中の少くとも2成分を分析する装置を提供することで
ある。
ル中の少くとも2成分を分析する装置を提供することで
ある。
本考案の他の目的は、螢光分析装置における周囲ノイズ
の影響および部品の不安定性を低減することである。
の影響および部品の不安定性を低減することである。
本考案の他の目的および特徴は、以下の説明において明
確となろう。
確となろう。
本考案の好適な実施例によれば、大気圧近くの圧力ガス
成分を数個の小さい反応室のそれぞれに生ずる螢光発光
の強さを検出することによって測定する装置が提供され
る。
成分を数個の小さい反応室のそれぞれに生ずる螢光発光
の強さを検出することによって測定する装置が提供され
る。
比較的低い圧力よりも高い圧力で生ずる螢光反応のクエ
ンチング効果を消去する目的、ならびに、小容積内で完
全かつ急速な反応をおこなわせる目的で、各反応室には
小径のガス供給ノズルが用いられ、供試ガスなどの第1
反応物を通すオリフィスはそのノズル内でオゾンなどの
第2反応物を通す開口内にあり、これによって、第1、
第2反応物は適当な圧力で混合気として比較的に小容量
の反応室内に入る。
ンチング効果を消去する目的、ならびに、小容積内で完
全かつ急速な反応をおこなわせる目的で、各反応室には
小径のガス供給ノズルが用いられ、供試ガスなどの第1
反応物を通すオリフィスはそのノズル内でオゾンなどの
第2反応物を通す開口内にあり、これによって、第1、
第2反応物は適当な圧力で混合気として比較的に小容量
の反応室内に入る。
ノズルの入口は、光電増倍管などの感度の高い光検出器
の初野内にある。
の初野内にある。
大気圧に近い圧力で動作する設計とした反応室内に集束
形にガスを供給することにより、各反応室の所要容積は
少さくなり、したがって、通常の大きさの単一の光電増
倍管で同時に検出される反応室の数を多くできる。
形にガスを供給することにより、各反応室の所要容積は
少さくなり、したがって、通常の大きさの単一の光電増
倍管で同時に検出される反応室の数を多くできる。
反応室の光出力のチョッピングは2つの意味を有する。
第1は、1つの反応室の光出力を周期的に検出器に供給
かつ遮断して、一般のサンプリング理論にもとづき光出
力をサンプリングして周囲の短時間のノイズの影響を低
減する。
かつ遮断して、一般のサンプリング理論にもとづき光出
力をサンプリングして周囲の短時間のノイズの影響を低
減する。
第2は、各反応室の光出力を速い周期で続けて検出器に
供給し1これにより検出器に時分割した出力データを生
じさせる。
供給し1これにより検出器に時分割した出力データを生
じさせる。
信号処理手段はチョッピング手段と共働して、各反応室
に対応するデータを分別し、選択して、信号処理のため
にそのデータを一時的に蓄積して、サンプル中のNo、
NOxなどの成分の相対濃度を示す情報を取り出す。
に対応するデータを分別し、選択して、信号処理のため
にそのデータを一時的に蓄積して、サンプル中のNo、
NOxなどの成分の相対濃度を示す情報を取り出す。
この信号処理手段は、螢光分析で直接に得ることのでき
ない成分の相対濃度、すなわち、NO2のごとき2つの
サンプルよりも少ないサンプル測定によっては分別でき
ない成分の相対濃度の決定に用いる手段を有する。
ない成分の相対濃度、すなわち、NO2のごとき2つの
サンプルよりも少ないサンプル測定によっては分別でき
ない成分の相対濃度の決定に用いる手段を有する。
NO2の相対濃度は、同じサンプルを分割した複数個の
サンプルのほぼ同時の測定によって決定されたNOとN
Oxの相対濃度を比較することにより得られる。
サンプルのほぼ同時の測定によって決定されたNOとN
Oxの相対濃度を比較することにより得られる。
信号情報は、−成分以上又は数種の成分の1グル一プ以
上の濃度を示すデータ出力をほぼ同時に与える目的で処
理をおこなくこともできる。
上の濃度を示すデータ出力をほぼ同時に与える目的で処
理をおこなくこともできる。
検出装置の選択性を改善する目的で光学フィルタ手段が
用いられる。
用いられる。
フィルタ手段は、反応室の光透過窓としても働く。
以上に説明した利点あるいは以上の説明から自明な利点
の外に、本考案の上記した実施例は、多数の検出器の占
有体積を低減し、価格を下げるという利点、ならびに、
動作特性の異る検出器を用いることによる影響を低減す
るという実用的な利点を有する。
の外に、本考案の上記した実施例は、多数の検出器の占
有体積を低減し、価格を下げるという利点、ならびに、
動作特性の異る検出器を用いることによる影響を低減す
るという実用的な利点を有する。
以下において例示する実施例は、供試ガス中のN02N
O2およびNO2の濃度を測定するための汚染測定装置
である。
O2およびNO2の濃度を測定するための汚染測定装置
である。
装置構成ならびに検出する波長域はそれに対応したもの
とされている。
とされている。
しかしながら、適当に変更することにより、アンモニア
(NH3)、炭素酸化物(COX)、硫黄酸化物(SO
x)、炭化水素、オゾン(03)などの検出、分析なら
びに有機染料などの螢光を測定するなどの他の目的にも
使用できる。
(NH3)、炭素酸化物(COX)、硫黄酸化物(SO
x)、炭化水素、オゾン(03)などの検出、分析なら
びに有機染料などの螢光を測定するなどの他の目的にも
使用できる。
同様に、本明細書に説明する検出装置の実施例ならびに
信号処理装置の実施例は、例示のものであって本考案の
範囲をそれに限定する意図のものではない。
信号処理装置の実施例は、例示のものであって本考案の
範囲をそれに限定する意図のものではない。
ガス分析器を示す図面を参照する。光電カソード13を
備える光電増倍管などの光検出器14は、第1反応室1
6および第2反応室18に対向する窓15を有する。
備える光電増倍管などの光検出器14は、第1反応室1
6および第2反応室18に対向する窓15を有する。
反応物供給装置20は、空気又は酸素(02)貯留器2
2、オゾン(03)発生器24および反応ガス(03)
を反応室16゜18に案内する反応物導管26を有する
。
2、オゾン(03)発生器24および反応ガス(03)
を反応室16゜18に案内する反応物導管26を有する
。
測定さるべき供試ガス、NO又はNOxを含む供試ガス
は、サンプル入口28から装置内に供給される。
は、サンプル入口28から装置内に供給される。
供試ガスは、第1反応室導管30と第2反応室導管32
で送られる。
で送られる。
NOxをNoに変換する変換器34は、第1反応室16
に供給された供試ガスのNOxを処理してNOxの濃度
に比例したNOに変える。
に供給された供試ガスのNOxを処理してNOxの濃度
に比例したNOに変える。
第1の同心ノズル36は、供試ガスと反応ガスとをよく
混合して第1の反応室16に送るためのものであり、第
2の同心ノズル38は、同様に第2の反応室16に送る
ためのものである。
混合して第1の反応室16に送るためのものであり、第
2の同心ノズル38は、同様に第2の反応室16に送る
ためのものである。
本実施例では、同心ノズル36.38は、光検出器14
に対応する配置となっている。
に対応する配置となっている。
反応生成物は出口40を通して排出される。
室16と18をカバーする光学フィルタ装置42は、反
応室16゜18内の螢光反応によって生ずる輻射線の、
分析対象外の波長領域を選択的に減衰させる目的のもの
である。
応室16゜18内の螢光反応によって生ずる輻射線の、
分析対象外の波長領域を選択的に減衰させる目的のもの
である。
光学的な結合手段、いわばチョッパー44が室16.1
8と光検出器14の間にあり、これは、室16と17か
ら光検出器14に向けての光を速い速度で連続的に交互
に遮断、開放するためのものである。
8と光検出器14の間にあり、これは、室16と17か
ら光検出器14に向けての光を速い速度で連続的に交互
に遮断、開放するためのものである。
チョッピング動作により、光検出器14から各室16,
18内の成分濃度に関する時分割データが得られる。
18内の成分濃度に関する時分割データが得られる。
信号処理装置46は、光検出器14の出力データを選別
して各室のデータを編集する。
して各室のデータを編集する。
弁48.50および52はガス流の流路および流量を制
御する。
御する。
信号処理装置46は、時分割、アナログ検出あるいはデ
ジタル光子計数検出等の公知の信号検出法および情報処
理論にしたがって動作する。
ジタル光子計数検出等の公知の信号検出法および情報処
理論にしたがって動作する。
したがって、信号処理装置46は、検出器の出力信号を
時分割復調して、各室に対する情報を巣状してコンデン
サ又はメモリレジスタなど検出モード又は採用する記憶
モードに対応した各別の記憶装置に一時的に記憶し、次
の信号処理段又は出力端に供給する。
時分割復調して、各室に対する情報を巣状してコンデン
サ又はメモリレジスタなど検出モード又は採用する記憶
モードに対応した各別の記憶装置に一時的に記憶し、次
の信号処理段又は出力端に供給する。
たとえば、本実施例の動作に基づいて言えば、第1反応
室16の螢光反応によって供試ガス中のNOx濃度を表
わす情報を生じ、第2反応室18の螢光反応によってN
O濃度を表わす情報を生ずる。
室16の螢光反応によって供試ガス中のNOx濃度を表
わす情報を生じ、第2反応室18の螢光反応によってN
O濃度を表わす情報を生ずる。
NOxはNOとNO2の混合であるから、NO2の濃度
はNOxの測定濃度からNOの測定濃度を引き算するこ
とにより容易に計算できる。
はNOxの測定濃度からNOの測定濃度を引き算するこ
とにより容易に計算できる。
分析される物質の濃度が測定演算速度(チョッピングの
時分割区間)と対比して、(その間に)揺動しないとき
には、上述した分析方法は信頼性のある結果をもたらす
。
時分割区間)と対比して、(その間に)揺動しないとき
には、上述した分析方法は信頼性のある結果をもたらす
。
36.38で示す同心ノズルは、入口部でほぼ大気圧の
2つの反応物を混合して比較的に小容積の反応室に導ひ
くにおいて効果的であることが分った。
2つの反応物を混合して比較的に小容積の反応室に導ひ
くにおいて効果的であることが分った。
2反応物を混合するために2つの入口を持つ同等容積の
反応室を用いた場合と比較して、同心ノズルでは2倍も
の螢光反応が観測された。
反応室を用いた場合と比較して、同心ノズルでは2倍も
の螢光反応が観測された。
螢光効率が大きく増大する結果、比較的に小容積の反応
室を、装置の精度を格別に低下することなく用い得る。
室を、装置の精度を格別に低下することなく用い得る。
したがって、通常の光電増倍管の窓に数個の反応室を対
向させることができる。
向させることができる。
図面では2つの反応室を用いた例を示す。
しかしながら、直径が2インチ程度の光電増倍管の窓1
5に対向して同じサイズの室を5個まで配置することが
できる。
5に対向して同じサイズの室を5個まで配置することが
できる。
チョッパ44は、光検出器14と室16,18の間に配
置した機械装置である。
置した機械装置である。
室16と18は、光電増倍管の窓15に対向する。
チョッパは、スリット又はその他の開口を有する薄回転
円板、又は往復移動するものでもよい。
円板、又は往復移動するものでもよい。
回転チョッパの方が、構造が簡単で振動が少ないので好
ましい。
ましい。
チョッパ機構を配置するに必要な空間を除いては、反応
室16,18は光電増倍管の窓15に近づけて光学路を
短くするのが好ましい。
室16,18は光電増倍管の窓15に近づけて光学路を
短くするのが好ましい。
2個以上の反応室が光検出器の視野内にあるが、本考案
ではチョッパ44によりどの時点でも1個のみが光検出
器に輻射光を与えるのみである。
ではチョッパ44によりどの時点でも1個のみが光検出
器に輻射光を与えるのみである。
チョッパ44は、同期手段、位置合せ手段あるいはその
他の同期整合手段で信号処理装置46と連動して、各反
応室内の反応によって得られる信号のそれぞれを分離す
る。
他の同期整合手段で信号処理装置46と連動して、各反
応室内の反応によって得られる信号のそれぞれを分離す
る。
光電増倍管形の光検出器の光電陰極13と同期制御され
る静電走査器および電磁走査器、プリズムなどの可動反
射鏡、光屈折器等を用いる公知の他のチョッパを用いて
もよい。
る静電走査器および電磁走査器、プリズムなどの可動反
射鏡、光屈折器等を用いる公知の他のチョッパを用いて
もよい。
このようなものを用いるときは、装置が高価となること
、反射により精度が低下すること、光路長が長くなるこ
と、装置サイズ等を考慮しなければならない。
、反射により精度が低下すること、光路長が長くなるこ
と、装置サイズ等を考慮しなければならない。
光路長が短く、したがって光損失の少ないチョッパが好
ましい。
ましい。
適用可能な静電チョッパを用いた静電光電増倍装置は、
f−1001Co1orad。
f−1001Co1orad。
Boulevard、5anta Mon1ca、 C
a1iforniaJに所在の「S S RIntsr
umentsJで作られている。
a1iforniaJに所在の「S S RIntsr
umentsJで作られている。
光学フィルタ装置42は、反応室16.18をカバーし
ている。
ている。
1枚のフィルタで両室をカバーしてもよく、また、1個
以上の光学要素を有する各別のフィルタを各室に設置し
てもよい。
以上の光学要素を有する各別のフィルタを各室に設置し
てもよい。
フィルタは反応室の壁すなわち光通過窓として、それに
加えて、測定対象外のスペクトル領域を減衰させるのが
よい。
加えて、測定対象外のスペクトル領域を減衰させるのが
よい。
NOを分析するために用いるフィルタは、600nm未
満の輻射をすべて吸収し、赤外領域の輻射をすべて透過
して不所望の輻射ノイズを低減する。
満の輻射をすべて吸収し、赤外領域の輻射をすべて透過
して不所望の輻射ノイズを低減する。
商業上手に入る好ましいフィルタは、「Corning
、 New York Jに所在の「Corning
Glass WorksJが製造している「Corn
ing C82−60Jである。
、 New York Jに所在の「Corning
Glass WorksJが製造している「Corn
ing C82−60Jである。
たとえば10 X 10−”I)T)m(10part
s perbillion)未満の非常に低濃度の物質
の反応光を検出することが望ましいことがあり、高精度
の光検出器が必要とされる。
s perbillion)未満の非常に低濃度の物質
の反応光を検出することが望ましいことがあり、高精度
の光検出器が必要とされる。
本明細書において説明した赤外線検出用に適した公知の
光検出器は、lNew Ho1land Auenus
、 LancasterPennsylvania
Jの所在の「RCA ElectronicComp
onentsJの販売する「ERMA−11,RCAM
odel 8852 Jなどの冷却光電増倍管がある。
光検出器は、lNew Ho1land Auenus
、 LancasterPennsylvania
Jの所在の「RCA ElectronicComp
onentsJの販売する「ERMA−11,RCAM
odel 8852 Jなどの冷却光電増倍管がある。
感度を上げることが出来る他の技術には、反応室16.
18の、光検出器窓15とは反対側の内壁17.19に
金などの反射膜を施こし、反応室の形を適当にし、はぼ
全部の輻射光が光電陰極13の高感度部に投射されるよ
うにノズルを配置するものがある。
18の、光検出器窓15とは反対側の内壁17.19に
金などの反射膜を施こし、反応室の形を適当にし、はぼ
全部の輻射光が光電陰極13の高感度部に投射されるよ
うにノズルを配置するものがある。
たとえば、図示に示すように反応室を凹形とし、光窓1
5に対向する内壁17゜19に金の反射膜を設けた例で
は、窓15を通して輻射光を光電陰極13の中央表面に
投射する。
5に対向する内壁17゜19に金の反射膜を設けた例で
は、窓15を通して輻射光を光電陰極13の中央表面に
投射する。
光電陰極13の幾何学中心の近傍域は、多くの場合輻射
エネルギに対して最も感度が高い。
エネルギに対して最も感度が高い。
勿論、光電陰極の表面のその他の最高感度部があればそ
こに輻射光を集中投射することも可能である。
こに輻射光を集中投射することも可能である。
このように、反応室の構造、配置は、適当に修正するの
がよい。
がよい。
図示した実施例では、変換器34は、供試ガス中のある
成分を化学処理して、螢光反応を生ずる生成物を作る目
的で備えられている。
成分を化学処理して、螢光反応を生ずる生成物を作る目
的で備えられている。
校正を適当にすることにより、その結果上ずる螢光反応
は、直接測定できない成分の濃度を表わす情報をもたら
す。
は、直接測定できない成分の濃度を表わす情報をもたら
す。
好ましい実施例ではNOxをNOに変換する反応装置又
は触媒装置を用いる。
は触媒装置を用いる。
これらは多くのものが知られている。
NOxをNOに変換する適当な変換器は、本考案の出願
人、「Ful 1erton。
人、「Ful 1erton。
Ca1ifornia Jに所在の「BeckmanI
nstrumentsJならびにl’−4202Sor
rent。
nstrumentsJならびにl’−4202Sor
rent。
Valley Boulevard、San Dieg
。
。
Ca 1iforniaJに所在の「Mon1tor
Labs。
Labs。
IncJなどが製造している。
図示した反応物供給装置20は、空気又は酸素を貯留す
る貯留器22およびオゾン(03)発生器24を有する
。
る貯留器22およびオゾン(03)発生器24を有する
。
オゾン発生器24は、電気放電、紫外線励起などの周知
の方式で酸素をオゾンに変換する。
の方式で酸素をオゾンに変換する。
周囲の空気が酸素を適当に含むときには、貯留器は不用
でもある。
でもある。
要約すれば、図示した実施例の動作は以下の通りである
。
。
供試ガス(サンプルガス)は入口28から入って大口弁
48に至り、そこで2経路に分れる。
48に至り、そこで2経路に分れる。
供試ガスの一部は変換器34で処理されて、次に第1の
小容積の反応室16に入る。
小容積の反応室16に入る。
供試ガスの他部は、直接第2の小容積の反応室18に入
る。
る。
反応物供給装置20は、適当量の反応物、本例ではオゾ
ンを小容積の各室16.18に供給する。
ンを小容積の各室16.18に供給する。
光検出器14に対向する同心ノズルは、ガスの混合を促
進して、小容積の反応室16.18のそれぞれにほぼ大
気圧で供試ガスと反応物を送り、螢光反応を促進する。
進して、小容積の反応室16.18のそれぞれにほぼ大
気圧で供試ガスと反応物を送り、螢光反応を促進する。
反応により輻射エネルギを生じ、これは光学フィルタ4
2で選択的に減衰される。
2で選択的に減衰される。
チョッパ44は、光電増倍管14の窓15に直進する各
反応室16,18からの光路を交互に遮断し、その結果
、光電増倍管14は、各反応室16.18からの信号を
交互に連続して受ける。
反応室16,18からの光路を交互に遮断し、その結果
、光電増倍管14は、各反応室16.18からの信号を
交互に連続して受ける。
信号処理器46は、上記連続した信号から、各室16.
18に対応する信号を弁別して供試ガス中の1つ以上の
成分、本例ではN02NOxおよびNO2の濃度を示す
出力を生ずる。
18に対応する信号を弁別して供試ガス中の1つ以上の
成分、本例ではN02NOxおよびNO2の濃度を示す
出力を生ずる。
以上の説明から、本考案の目的は達成され、多くの効果
がもたらされることが分ろう。
がもたらされることが分ろう。
本考案の範囲を逸脱することなく、上述した構成におい
て各種の変形、修正が可能である。
て各種の変形、修正が可能である。
したがって、上述した実施例の説明ならびに図示例は、
例示のものであって、本考案をそれに限定する意図のも
のではない。
例示のものであって、本考案をそれに限定する意図のも
のではない。
以下において実施の態様を例示する。
(1)光検出器を、検出した輻射エネルギにほぼ比例す
る出力を生ずる光電増倍装置とした実用新案登録請求の
範囲に記載の装置。
る出力を生ずる光電増倍装置とした実用新案登録請求の
範囲に記載の装置。
(2)周期的に各反応室の輻射エネルギを光電増倍装置
に供給する手段が、各反応室と光電増倍装置の間の光路
を周期的に順次に遮断、開放する装置を備える上記(1
)の装置。
に供給する手段が、各反応室と光電増倍装置の間の光路
を周期的に順次に遮断、開放する装置を備える上記(1
)の装置。
(3)更に光電増倍装置の前段に特定の周波スペクトル
を減衰する光学スペクトル選択装置を配置した上記(2
)の装置。
を減衰する光学スペクトル選択装置を配置した上記(2
)の装置。
(4)時分割出力信号の、異る分割区間の信号を比較し
て、一連の複数個の信号を出力する装置を備える実用新
案登録請求の範囲に記載の装置。
て、一連の複数個の信号を出力する装置を備える実用新
案登録請求の範囲に記載の装置。
(5)光透過窓を有し、はぼ大気圧のガスを収容する構
成とした複数個の反応室、 反応物と供試ガスを各反応室に供給して反応室の入口部
で両者を均一に混合してほぼ完全な化学反応を反応室内
に生起させる同心の導管、光窓と光検出手段を有し、誠
意は全反応室を含む視野を有して、誠意に関係して固定
配置された上記反応室の螢光反応による輻射エネルギを
検出して検出輻射エネルギにほぼ比例した出力を生ずる
光検出器、および それぞれの反応室の輻射エネルギを光検出器に周期的に
供給し、光検出器の出力に時分割信号を生じさせて、時
分割信号の各区分区間の信号は、1つの反応室の信号に
対応する関係とする装置、を備える螢光反応測定装置。
成とした複数個の反応室、 反応物と供試ガスを各反応室に供給して反応室の入口部
で両者を均一に混合してほぼ完全な化学反応を反応室内
に生起させる同心の導管、光窓と光検出手段を有し、誠
意は全反応室を含む視野を有して、誠意に関係して固定
配置された上記反応室の螢光反応による輻射エネルギを
検出して検出輻射エネルギにほぼ比例した出力を生ずる
光検出器、および それぞれの反応室の輻射エネルギを光検出器に周期的に
供給し、光検出器の出力に時分割信号を生じさせて、時
分割信号の各区分区間の信号は、1つの反応室の信号に
対応する関係とする装置、を備える螢光反応測定装置。
(6)光検出器が光電増倍装置であり、光電検出手段は
光電陰極であり、周期的に輻射エネルギを光検出器に供
給する装置は、光電陰極の特定部分に各反応室の輻射エ
ネルギを直進させる装置を備えるところの、上記(5)
の装置。
光電陰極であり、周期的に輻射エネルギを光検出器に供
給する装置は、光電陰極の特定部分に各反応室の輻射エ
ネルギを直進させる装置を備えるところの、上記(5)
の装置。
(7)輻射エネルギを光検出器に供給する装置は、静電
偏向装置であって、反応室を光検出器の窓に当接させて
反応室と光検出器の間の光路を短くした上記(6)の装
置。
偏向装置であって、反応室を光検出器の窓に当接させて
反応室と光検出器の間の光路を短くした上記(6)の装
置。
(8)輻射エネルギを光検出器に供給する装置は、電磁
偏向装置であり、反応室を光検出器の窓に当接させて反
応室と光検出器の間の光路を短くした上記(6)の装置
。
偏向装置であり、反応室を光検出器の窓に当接させて反
応室と光検出器の間の光路を短くした上記(6)の装置
。
(9)輻射エネルギを光検出器に供給する装置は、各反
応室と光検出器の間を順次遮断、開放する装置である上
記(6)の装置。
応室と光検出器の間を順次遮断、開放する装置である上
記(6)の装置。
00)反応室を光検出器の近くに配置してその光学路を
短くする装置を備える上記(9)の装置。
短くする装置を備える上記(9)の装置。
αυ各反応室と光検出器の間を順次に遮断、開放する装
置は、各反応室と光検出器の間に光通路を与える少くと
も1つの空間を有する円転体であるところの上記(10
)の装置。
置は、各反応室と光検出器の間に光通路を与える少くと
も1つの空間を有する円転体であるところの上記(10
)の装置。
α2)はぼ大気圧のガスを収容し反応を観測するための
光透過窓を有する複数個の反応室をそれらの外部の一平
面の一点に各窓を向けて配置し、各反応室には、同心の
導管を接続して、反応物と供試ガスが反応室の入口部で
均一に混合して、反応室内において螢光反応を生じさせ
玄反応に比例した輻射エネルギを放出させる構成とし、 検出窓と光検出手段を備える光検出器を、その窓が各反
応室の全反応を観測できる関係に設置し、各反応室は光
検出器と相対的に固定された関係として、各反応室内の
螢光反応によって放射される輻射エネルギを検出して検
出した輻射エネルギにほぼ比例した出力を生ずる構成と
1 輻射エネルギの特定スペクトルのみを光検出器に供給す
る光学スペクトル選択装置を設置し、 各反応室から光検出器への輻射エネルギを順次遮断、開
放して、光検出器の出力に一連の時分割信号を生起させ
て、時分割信号の各区分信号は1つの反応室の輻射エネ
ルギを示す関係とし、 時分割信号を分割して、各分割信号を弁別する装置を備
える螢光分析装置。
光透過窓を有する複数個の反応室をそれらの外部の一平
面の一点に各窓を向けて配置し、各反応室には、同心の
導管を接続して、反応物と供試ガスが反応室の入口部で
均一に混合して、反応室内において螢光反応を生じさせ
玄反応に比例した輻射エネルギを放出させる構成とし、 検出窓と光検出手段を備える光検出器を、その窓が各反
応室の全反応を観測できる関係に設置し、各反応室は光
検出器と相対的に固定された関係として、各反応室内の
螢光反応によって放射される輻射エネルギを検出して検
出した輻射エネルギにほぼ比例した出力を生ずる構成と
1 輻射エネルギの特定スペクトルのみを光検出器に供給す
る光学スペクトル選択装置を設置し、 各反応室から光検出器への輻射エネルギを順次遮断、開
放して、光検出器の出力に一連の時分割信号を生起させ
て、時分割信号の各区分信号は1つの反応室の輻射エネ
ルギを示す関係とし、 時分割信号を分割して、各分割信号を弁別する装置を備
える螢光分析装置。
03)各反応室は、輻射エネルギを光検出器に向けて反
応する凹面を有し、同心導管は光検出器に対向するノズ
ルを構成するところの上記(11)の装置。
応する凹面を有し、同心導管は光検出器に対向するノズ
ルを構成するところの上記(11)の装置。
α4)光検出器は、光電増倍管であり、反応室の輻射エ
ネルギを光検出器に供給する装置は、各反応室と光電増
倍装置の間の光路を順次に遮断、開放する装置とした上
記(13)の装置。
ネルギを光検出器に供給する装置は、各反応室と光電増
倍装置の間の光路を順次に遮断、開放する装置とした上
記(13)の装置。
(15)上記各反応室と光電増倍装置の光路を遮断、開
放する装置は、各反応室の輻射エネルギを光電増倍装置
に通す少くとも1つの空間を有する回転体とした上記(
14)の装置。
放する装置は、各反応室の輻射エネルギを光電増倍装置
に通す少くとも1つの空間を有する回転体とした上記(
14)の装置。
06)はぼ大気圧のガスを収容し、光透過窓を有する複
数個の反応室を互に接近して、しかもそれら内部の反応
が反応室外の一平面上にある窓の視野内にある関係に配
置し、 各反応室の入口部に同心ノズルを配置して、反応室内入
口部に均一に混合された反応物と供試ガスを供給して、
反応室内で反応物と、供試ガスを急速かつほぼ完全に螢
光反応させて供試ガス中のある既知成分に比例する輻射
線を放射させ 2インチ未満の輻の窓を有する光電増倍装置を、全反応
室の各窓全部に接近して配置し、光電増倍装置と全反応
室を相対的に固定して反応室内の螢首反応による輻射エ
ネルギを検出させて、検出輻射エネルギにほぼ比例する
出力を生起させ、 光電増倍装置と反応室の反応側の間に光学フィルタを配
置して対象外のスペクトルを減衰させ、 反応室と光電増倍装置の間に機械チョッパを配置して各
反応室と光電増倍装置の間の光路を周期的に連続して遮
断、開放して光電増倍装置の出力に急速に現われる一連
の時分割信号を生じさせて、各分割信号を各反応室内の
少くとも1つの成分の濃度を表わす情報とし、 信号処理装置で、時分割信号を分割し弁別して各分割信
号を比較して供試ガス中のある特定の成分濃度を示す構
成とした螢光分析で成分濃度を測定する装置。
数個の反応室を互に接近して、しかもそれら内部の反応
が反応室外の一平面上にある窓の視野内にある関係に配
置し、 各反応室の入口部に同心ノズルを配置して、反応室内入
口部に均一に混合された反応物と供試ガスを供給して、
反応室内で反応物と、供試ガスを急速かつほぼ完全に螢
光反応させて供試ガス中のある既知成分に比例する輻射
線を放射させ 2インチ未満の輻の窓を有する光電増倍装置を、全反応
室の各窓全部に接近して配置し、光電増倍装置と全反応
室を相対的に固定して反応室内の螢首反応による輻射エ
ネルギを検出させて、検出輻射エネルギにほぼ比例する
出力を生起させ、 光電増倍装置と反応室の反応側の間に光学フィルタを配
置して対象外のスペクトルを減衰させ、 反応室と光電増倍装置の間に機械チョッパを配置して各
反応室と光電増倍装置の間の光路を周期的に連続して遮
断、開放して光電増倍装置の出力に急速に現われる一連
の時分割信号を生じさせて、各分割信号を各反応室内の
少くとも1つの成分の濃度を表わす情報とし、 信号処理装置で、時分割信号を分割し弁別して各分割信
号を比較して供試ガス中のある特定の成分濃度を示す構
成とした螢光分析で成分濃度を測定する装置。
07)機械チョッパを、反応室から光検出器に輻射光を
伝えるための少くとも1個の空間を有する回転円板とし
て上記(16)の装置。
伝えるための少くとも1個の空間を有する回転円板とし
て上記(16)の装置。
α8)信号処理装置を、オゾンとの反応で窒素酸化物の
濃度を分析する目的で設置した上記(16)の装置。
濃度を分析する目的で設置した上記(16)の装置。
(19)各反応室の平均直径を、光検出器の窓の幅の1
/2以下とした上記(16)の装置。
/2以下とした上記(16)の装置。
図面は、本考案の好適な実施例にかかるガス分析器の概
略図である。 12・・・・・・螢光分析装置、13・・・・・・光電
陰極、14・・・・・・光検出器、15・・・・・・窓
、16・・・・・・第1反応室、17,19・・・・・
・内壁、18・・・・・・第2反応室、20・・・・・
・反応物供給装置、22・・・・・・貯留器、24・・
・・・・オゾン発生器、26・・・・・・導管、28・
・・・・・供試ガス入口、30・・・・・・導管、32
・・・・・・導管、34・・・・・・変換器、36・・
・・・・同心ノズル、38・・・・・・同心ノズル、4
0・・・・・・出口、42・・・・・・フィルタ、44
・・・チョッパ、46・・・・・・信号処理装置、4B
、50゜52・・・・・・弁。
略図である。 12・・・・・・螢光分析装置、13・・・・・・光電
陰極、14・・・・・・光検出器、15・・・・・・窓
、16・・・・・・第1反応室、17,19・・・・・
・内壁、18・・・・・・第2反応室、20・・・・・
・反応物供給装置、22・・・・・・貯留器、24・・
・・・・オゾン発生器、26・・・・・・導管、28・
・・・・・供試ガス入口、30・・・・・・導管、32
・・・・・・導管、34・・・・・・変換器、36・・
・・・・同心ノズル、38・・・・・・同心ノズル、4
0・・・・・・出口、42・・・・・・フィルタ、44
・・・チョッパ、46・・・・・・信号処理装置、4B
、50゜52・・・・・・弁。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 互いに隣接して配置されていて、光透過窓を内部に有す
る第1および第2の反応室と、 ガスサンプルの最初の部分を前記第1の反応室へ導く第
1の導管と、前記ガスサンプルの第2の部分における二
酸化窒素を一酸化窒素へ変化させその結果生じたガスを
前記第2の反応室へ導く第2の導管と、 オゾンを前記反応室へ導き前記反応室へ入るときに前記
オゾンと前記ガスサンプルの混合を促進するための、関
連した前記反応室の前記導管と同心である第1および第
2のノズルと、 前記反応室における化学ルミネセンス反応の結果生じた
輻射エネルギーを検出し、この検出したエネルギーに対
応する出力を生じ、前記反応室における反応位置を観察
するために空間的に配置された単一の光検出器と、 前記出力において一連の時分割信号を形成し、各前記反
応室から前記光検出器へ前記輻射エネルギーを定期的に
伝達あるいは伝達を止めるチョッパと、 前記第1の反応室における反応による信号により前記ガ
スサンプルの一酸化窒素の含有量を計算し、前記第2の
反応室における反応による信号により前記ガスサンプル
の一酸化窒素と二酸化窒素の合計含有量を最初に計算し
、 前記第1の反応室における反応により決定される一酸化
窒素含有量を前記−酸化窒素と二酸化窒素の合計含有量
から減じて前記ガスサンプルの二酸化窒素の含有量を計
算する信号処理手段とから成ることを特徴とする螢光反
応測定装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US470876A US3882028A (en) | 1974-05-17 | 1974-05-17 | Multiple chamber chemiluminescent analyzer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS55150356U JPS55150356U (ja) | 1980-10-29 |
JPS5836057Y2 true JPS5836057Y2 (ja) | 1983-08-13 |
Family
ID=23869426
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50057518A Pending JPS512486A (ja) | 1974-05-17 | 1975-05-16 | |
JP1980054055U Expired JPS5836057Y2 (ja) | 1974-05-17 | 1980-04-22 | 螢光反応測定装置 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50057518A Pending JPS512486A (ja) | 1974-05-17 | 1975-05-16 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3882028A (ja) |
JP (2) | JPS512486A (ja) |
DE (1) | DE2508900A1 (ja) |
FR (1) | FR2271565B1 (ja) |
GB (1) | GB1466013A (ja) |
IT (1) | IT1038139B (ja) |
NL (1) | NL7505807A (ja) |
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- 1975-04-29 FR FR7513338A patent/FR2271565B1/fr not_active Expired
- 1975-05-15 IT IT23351/75A patent/IT1038139B/it active
- 1975-05-16 NL NL7505807A patent/NL7505807A/xx not_active Application Discontinuation
- 1975-05-16 JP JP50057518A patent/JPS512486A/ja active Pending
-
1980
- 1980-04-22 JP JP1980054055U patent/JPS5836057Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
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Also Published As
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